3S技術(shù)在國土變更調(diào)查中的應(yīng)用研究

關(guān)鍵詞：3S技術(shù)；國土變更調(diào)查；貴陽市

中圖分類號：P208 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1008-9500（2025）05-0056-03

DOI： 10.3969/j.issn.1008-9500.2025.05.014

Abstract： With therapid developmentof geographic information technology，3S technology hasbeen increasinglyapplied in land change surveys.Taking the2O23 land change survey in Guiyang city，Guizhou province asan example，this paper explores the specific applicationand efectiveness of 3S technology inland change surveys，providing effctivereferences for subsequent land change surveys.

Keywords： 3S technology; land change survey; Guiyang city

國土變更調(diào)查是掌握土地利用動態(tài)變化情況、更新土地調(diào)查數(shù)據(jù)庫的重要手段，對于自然資源管理和規(guī)劃具有重要意義。傳統(tǒng)人工實地調(diào)查的方式存在工作量大、效率低、成本高和數(shù)據(jù)更新不及時等問題。隨著城市化進程的加快和土地利用變化的頻繁，國土變更調(diào)查面臨的時效性和準(zhǔn)確性要求越來越高。為克服傳統(tǒng)調(diào)查方法的不足，提高國土變更調(diào)查的效率和數(shù)據(jù)質(zhì)量，3S技術(shù)應(yīng)運而生。為明確該技術(shù)在國土變更調(diào)查中的應(yīng)用情況，選取貴陽市2023年度國土變更調(diào)查項目為研究對象，進行針對性的研究。

13S技術(shù)在國土變更調(diào)查中的優(yōu)勢

3S是遙感（RemoteSensing，RS）、全球定位系統(tǒng)（Global Positioning System，GPS）和地理信息系統(tǒng)（Geographic InformationSystem，GIS）的集成應(yīng)用。這些技術(shù)通過相互結(jié)合和協(xié)同工作，形成了一個強大的空間信息處理系統(tǒng)。在貴陽市國土變更調(diào)查中，3S技術(shù)表現(xiàn)出以下優(yōu)勢。

1.1快速獲取大范圍影像數(shù)據(jù)

在國土變更調(diào)查中，RS技術(shù)能夠快速獲取大范圍的地面影像數(shù)據(jù)。相比傳統(tǒng)人工實地調(diào)查而言，這極大地縮短了數(shù)據(jù)獲取的時間[1]。例如，在貴陽市2023年度國土變更調(diào)查中，通過使用高分辨率的RS影像，快速覆蓋了貴陽市14個縣（區(qū)）的廣闊區(qū)域，為后續(xù)的圖斑提取和分析提供了及時的數(shù)據(jù)支持。

1.2自動化處理與分析

借助GIS軟件和RS圖像處理軟件的自動化功能，可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)處理和分析。這不僅提高了數(shù)據(jù)處理的速度，還減少了人工操作的誤差，提高了工作效率[2]。例如，通過軟件的自動鑲嵌功能，可快速生成高質(zhì)量的鑲嵌影像，節(jié)省了圖斑提取的時間。

1.3多源數(shù)據(jù)融合與驗證

通過將RS影像數(shù)據(jù)與國土變更調(diào)查數(shù)據(jù)庫、專題數(shù)據(jù)等多源數(shù)據(jù)進行融合和對比分析，能夠更全面、準(zhǔn)確地掌握土地利用的變化情況[3]。在監(jiān)測圖斑提取過程中，可以結(jié)合不同數(shù)據(jù)源的優(yōu)勢，對疑似變化圖斑進行多次驗證和核實，提高了圖斑提取的準(zhǔn)確性。

1.4 數(shù)據(jù)質(zhì)量高

3S技術(shù)應(yīng)用中建立了完善的質(zhì)量控制體系，從數(shù)據(jù)源的檢查與處理、圖斑提取過程的質(zhì)量監(jiān)控到最終成果的審核與驗收，每個環(huán)節(jié)都進行嚴(yán)格把關(guān)。利用GIS軟件編制的邏輯錯誤檢查和統(tǒng)計工具，能夠?qū)崿F(xiàn)批量查詢、匯總統(tǒng)計和批量修改邏輯問題，提高了質(zhì)檢檢查的準(zhǔn)確率和工作效率[4。同時，3S技術(shù)采用了三級檢查制度，即作業(yè)人員自檢、小組成員互檢、質(zhì)檢人員終檢，保證了成果數(shù)據(jù)的真實性。

23S技術(shù)應(yīng)用于國土變更調(diào)查的具體步驟

2.1獲取與處理影像數(shù)據(jù)

調(diào)查中，使用了2023年度的RS影像數(shù)據(jù)，包括貴陽市的高分辨率影像和2022年度變更調(diào)查影像。通過專業(yè)的RS圖像處理軟件，如ERDAS、PixelEngine等，對原始影像進行預(yù)處理，包括影像的校正、融合、鑲嵌等操作，以提高影像的質(zhì)量和可用性[5]例如，對存在云、雪、霧覆蓋的影像進行篩選和替換，確保影像數(shù)據(jù)的完整性和準(zhǔn)確性。

2.2提取監(jiān)測圖斑

以2022年度國土變更調(diào)查數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ)，對比分析2023年度正射影像與2022年度國土變更調(diào)查影像，采用人機交互等技術(shù)方法，提取建設(shè)用地、農(nóng)用地、未利用地之間以及各大類內(nèi)部地類變化的圖斑。例如，通過配置半透明掩膜壓蓋2022年度變更調(diào)查數(shù)據(jù)庫為建設(shè)用地及設(shè)施農(nóng)用地圖斑，依據(jù)2023年度正射影像特征，結(jié)合數(shù)據(jù)時相、地域特點、地形地貌等綜合要素進行分析，提取影像紋理有明顯建筑、道路和硬化等建設(shè)特征的圖斑，作為疑似新增建設(shè)用地監(jiān)測圖斑，并預(yù)判圖斑地類及填寫相關(guān)屬性信息。

2.3管理與分析基礎(chǔ)數(shù)據(jù)

利用GIS軟件對收集的基礎(chǔ)資料，包括矢量數(shù)據(jù)（如2022年度國土變更調(diào)查數(shù)據(jù)庫）和專題數(shù)據(jù)（如設(shè)施農(nóng)用地備案數(shù)據(jù)、補充耕地數(shù)據(jù)等）進行管理和分析。通過疊加分析、對比等方法，將各項專題數(shù)據(jù)與省級監(jiān)測圖斑和2022年度國土變更調(diào)查數(shù)據(jù)庫進行整合，提取各項專題數(shù)據(jù)不一致圖斑，制作專題數(shù)據(jù)成果，并編寫專題分析報告。具體的統(tǒng)計數(shù)據(jù)如表1所示。

表12023年貴陽市國土變更面積統(tǒng)計單位：hm

結(jié)合統(tǒng)計數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)，2023年貴陽市國土變更總面積為 7386.63hm² ，其中疑似新增建設(shè)用地變化最大，達(dá)到 3148.06hm² ，約占 42.62% ，顯示出城市擴展和基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的顯著影響。其次是耕地變化圖斑，為 1756.42hm² ，占 23.78% ，反映了耕地轉(zhuǎn)用或退化的顯著趨勢。未利用地變化最小，為 27.66hm² ，占比不足 0.5% ，表明未利用土地開發(fā)利用程度較低。

從各行政區(qū)的總變更面積來看，清鎮(zhèn)市最高，占全市總變更面積的 20.79% ，其中新增建設(shè)用地和耕地變化尤為突出。而開陽縣以 1182.43hm² ，居第二，耕地和非耕農(nóng)用地變化顯著。相對而言，云巖區(qū)和白云區(qū)的變更面積較小，變化幅度明顯低于其他區(qū)域，反映了區(qū)域間土地變化的不均衡性。

從土地類型變化特點來看，疑似新增建設(shè)用地變化在所有行政區(qū)中最顯著，尤以清鎮(zhèn)市和花溪區(qū)為代表，這反映了城市化進程帶來的土地需求壓力。耕地變化圖斑中，開陽縣和修文縣最突出，提示農(nóng)業(yè)用地的保護形勢嚴(yán)峻。非耕農(nóng)用地的變化主要集中在開陽縣和修文縣，而未利用地的變化整體較小，僅在開陽縣和清鎮(zhèn)市略有體現(xiàn)，開發(fā)利用程度有限。

2.4外業(yè)舉證與數(shù)據(jù)采集

在外業(yè)舉證環(huán)節(jié)，利用GPS設(shè)備對縣級提交監(jiān)測圖斑的外業(yè)舉證站立點進行定位，確保舉證點的準(zhǔn)確性和可靠性。通過GPS獲取的坐標(biāo)信息，可以精確確定圖斑的位置，為圖斑的地類認(rèn)定及相關(guān)屬性填寫提供準(zhǔn)確的空間參考。對于一些難以通過RS影像直接判定地類的圖斑，結(jié)合GPS定位和實地調(diào)查，采集圖斑的詳細(xì)信息，如地類、利用現(xiàn)狀、權(quán)屬等，并將這些信息錄入舉證平臺數(shù)據(jù)包中，為后續(xù)的數(shù)據(jù)分析和審核提供依據(jù)。

3 成果及不足

3.1成果

3.1.1 國土變化基本數(shù)據(jù)

通過使用3S技術(shù)，貴陽市提取了豐富的土地變化數(shù)據(jù)，共包含 3 148.06hm² 疑似新增建設(shè)用地、1 756.42hm² 耕地變化、 789.61hm² 建設(shè)和設(shè)施農(nóng)用地變化、 1664.88hm² 非耕農(nóng)用地變化及 27.66hm² 未利用地變化。這些數(shù)據(jù)為土地利用現(xiàn)狀和變化監(jiān)測提供了依據(jù)。

3.1.2土地類型變化的細(xì)化分類信息

在3S技術(shù)的支持下，將疑似新增建設(shè)用地細(xì)化為推堆土、建成道路、不明用途建筑等類型，總面積達(dá) 3148.06hm² 。耕地變化面積為 1756.42hm² ，進一步細(xì)分為園地（ 91.19hm² ）、林地（ 1 301.06hm² ）、草地（ 136.19hm² ）和其他類型（ 227.98hm² ），為耕地保護和用途管控提供了重要數(shù)據(jù)支持。未利用地變化雖僅為 27.66hm² ，但其變化類型被精準(zhǔn)分類，確保了全面的土地資源監(jiān)測。

3.1.3實現(xiàn)了城鄉(xiāng)建設(shè)動態(tài)監(jiān)測

在城鄉(xiāng)建設(shè)用地增減掛鉤在線監(jiān)管范圍內(nèi)，貴陽市提取了 11.66hm² 的變化圖斑，動態(tài)掌握城鄉(xiāng)土地資源的優(yōu)化配置情況。此外，通過國務(wù)院和省級批準(zhǔn)的建設(shè)用地備案系統(tǒng)監(jiān)測，貴陽市提取了 1653.28hm² 的土地變化數(shù)據(jù)，有效支持了城鄉(xiāng)建設(shè)用地的動態(tài)審批與依法管理，助力城市發(fā)展和資源合理利用。

3.1.4基本農(nóng)田和生態(tài)保護有了數(shù)據(jù)支撐

調(diào)查中，在“三區(qū)三線”永久基本農(nóng)田范圍內(nèi)，提取了 1223.96hm² 的變化數(shù)據(jù)，詳細(xì)掌握了基本農(nóng)田區(qū)域的土地動態(tài)，為農(nóng)田保護提供科學(xué)依據(jù)。同時，在生態(tài)保護紅線范圍內(nèi)，利用3S技術(shù)提取了 189.17hm² 的土地變化數(shù)據(jù)，為生態(tài)敏感區(qū)域的動態(tài)管理和保護措施提供了精準(zhǔn)的決策支持。

3.1.5 獲得一批新的優(yōu)質(zhì)數(shù)據(jù)成果

在3S技術(shù)的支持下，所有監(jiān)測成果均以矢量圖層形式輸出，涵蓋疑似新增建設(shè)用地、耕地變化、非耕農(nóng)用地變化等層面。這些成果不僅能夠以可視化形式呈現(xiàn)，還能直接應(yīng)用于國土空間規(guī)劃、用途管制、生態(tài)修復(fù)和執(zhí)法監(jiān)督等領(lǐng)域，為規(guī)劃與管理部門提供了強有力的數(shù)據(jù)支撐，大幅提升了貴陽市國土資源管理的效率與科學(xué)性。

3.2 不足

第一，盡管3S技術(shù)能夠精準(zhǔn)提取未利用地變化信息，但由于未利用地變化面積較小，僅為 27.66hm² ，其監(jiān)測深度和應(yīng)用效果相對有限。這種不足導(dǎo)致對未利用地開發(fā)潛力的掌握不夠全面，在優(yōu)化土地資源配置中存在局限性。第二，3S技術(shù)在耕地變化監(jiān)測中雖表現(xiàn)出較高精度，但對耕地細(xì)分類（如耕地“非糧化”的動態(tài)監(jiān)控及質(zhì)量變化）仍存在一定不足。未能深入分析耕地轉(zhuǎn)為園地、林地等其他農(nóng)用地對耕地保護和糧食安全的長期影響。第三，3S技術(shù)的應(yīng)用主要基于年度RS影像與歷史數(shù)據(jù)對比，缺乏對土地變化的實時性監(jiān)測能力。特別是在城市化進程加速推進的情況下，這種技術(shù)不足限制了動態(tài)監(jiān)測國土變更的能力。

4結(jié)論

在貴陽市2023年度國土變更調(diào)查中，3S技術(shù)在提高工作效率、提升數(shù)據(jù)精度以及優(yōu)化資源管理方面發(fā)揮了重要的作用。但是，3S技術(shù)的應(yīng)用仍存在一些不足，特別是在對未利用地和耕地變化的監(jiān)測深度及實時性方面，有待改進。在接下來的應(yīng)用中，除了通過RS技術(shù)獲取大范圍影像數(shù)據(jù)，利用GIS進行自動化處理與分析，結(jié)合GPS進行精準(zhǔn)定位外，還需要結(jié)合調(diào)查的實際需要，對3S技術(shù)的應(yīng)用進行優(yōu)化，提高國土變更監(jiān)測的全面性和時效性，為國土資源的合理利用和可持續(xù)發(fā)展提供更加精確的決策依據(jù)。

參考文獻

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