手持GPS在土地執(zhí)法外業(yè)核查中的應(yīng)用

薛衛(wèi)寧，孟大鵬

(1.山東省遙感技術(shù)應(yīng)用中心，山東 濟南 250013；2.山東省第一地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院，山東 濟南 250014)

技術(shù)方法

手持GPS在土地執(zhí)法外業(yè)核查中的應(yīng)用

薛衛(wèi)寧1，孟大鵬2

(1.山東省遙感技術(shù)應(yīng)用中心，山東 濟南 250013；2.山東省第一地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院，山東 濟南 250014)

土地執(zhí)法外業(yè)核查中使用手持GPS，能夠快速、準確定位，有效地提升工作效能。根據(jù)多年工作經(jīng)驗，以棗莊市臺兒莊區(qū)154號圖斑外業(yè)核查流程為例，介紹手持GPS在土地執(zhí)法外業(yè)核查中的應(yīng)用。認為手持GPS具有快速、準確的定位功能，可以保證土地執(zhí)法檢查的時效性和準確性。但目前手持GPS在土地執(zhí)法檢查的應(yīng)用剛剛起步，還有很大的潛能，其PDA功能還有待挖掘。

土地執(zhí)法；外業(yè)核查；手持GPS

隨著我國經(jīng)濟的不斷快速發(fā)展，土地的供需矛盾日益突出。違法占用土地的情況無論是數(shù)量，還是面積都呈現(xiàn)放大趨勢。經(jīng)過多年衛(wèi)片執(zhí)法檢查等執(zhí)法行動，土地市場秩序有所好轉(zhuǎn)，土地違法行為在一定范圍內(nèi)和一定程度上得到了遏制。但是也存在一些問題，如技術(shù)裝備問題。手持GPS作為執(zhí)法裝備應(yīng)用于土地執(zhí)法外業(yè)核查，相比于傳統(tǒng)執(zhí)法核查方式依靠簡單的影像圖、紙質(zhì)圖和人的經(jīng)驗進行定位、判斷，具有定位和查詢快速、準確的特點。從而保證土地執(zhí)法檢查的客觀性和公正性，提高執(zhí)法監(jiān)察效能[1]。該文根據(jù)手持GPS在土地執(zhí)法外業(yè)核查的使用經(jīng)驗，探討手持GPS在土地執(zhí)法檢查中的應(yīng)用。

1 土地執(zhí)法外業(yè)核查

隨著遙感技術(shù)的不斷發(fā)展，高分辨率衛(wèi)星遙感影像大量地應(yīng)用于土地變更和衛(wèi)片執(zhí)法檢查。相對應(yīng)傳統(tǒng)的中、低分辨率衛(wèi)星遙感影像，高分辨率衛(wèi)星遙感影像空間特征優(yōu)勢明顯。以QuickBird為例，空間分辨率0.5m，可以分辨道路上的車輛，也可以根據(jù)陰影粗判建筑物高度。因此使用高分辨率衛(wèi)星遙感影像，依靠內(nèi)業(yè)核查基本上可以確定是否建設(shè)。但內(nèi)業(yè)核查依然具有不確定性，如已建成的建筑是廠房、庫房、還是養(yǎng)殖的設(shè)施農(nóng)用地，或者是現(xiàn)代種植農(nóng)業(yè)項目;已經(jīng)平整的土地是否硬化，是否開工建設(shè)等。這些情況，單憑至上而下的垂直影像特征是無法判斷的。另外，對于違法用地，地方承諾拆除的,可以根據(jù)影像特征和數(shù)據(jù)庫要素確定其是否違法用地，但無法反映是否已經(jīng)拆除和是否拆除到位。需要通過外業(yè)核查實地確認。

外業(yè)核查首先需要確定疑問圖斑的位置、范圍，然后根據(jù)實地情況、原地類和規(guī)劃進行定性，確定是否違法和違法性質(zhì)。傳統(tǒng)的定位方式，是依靠衛(wèi)星影像圖、紙質(zhì)圖和人的經(jīng)驗，按照地物的相互關(guān)系進行定位。但該定位方式存在以下問題：

(2) 即使身處現(xiàn)場，如果圖斑邊界沒有明顯的參照物，很難確定疑問圖斑的邊界，也就不能做出定量分析。

(3) 定位結(jié)果受外業(yè)核查人員自身經(jīng)驗的影響較大，具有不確定性。

(4) 上級主管部門難以對執(zhí)法檢查的任務(wù)進行監(jiān)管。

如果外業(yè)核查使用GPS定位，則能夠很好的解決上述問題[2]。

2 手持GPS

GPS是英文Navigation Satellite Timing and Ranging / Global Positioning System的縮寫,意為利用衛(wèi)星導(dǎo)航進行測時和測距,以構(gòu)成全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)。GPS作為一項成熟的技術(shù)，已廣泛應(yīng)用到軍事、交通運輸、測繪、地質(zhì)礦產(chǎn)、城市規(guī)劃、汽車自主導(dǎo)航、公安等部門和領(lǐng)域 。在土地執(zhí)法檢查中，可以提供定位信號，不僅讓執(zhí)法檢查人員知道自己所處的位置，還可以進行屬性查詢、數(shù)據(jù)采集，以及導(dǎo)航[3]。

GPS接收機按用途分類可以分為測量型、導(dǎo)航型、授時型，前2種可用于定位和測距。測量型GPS定位精度很高，但需要的觀測衛(wèi)星數(shù)多且信號穩(wěn)定，對環(huán)境要求較高。如果現(xiàn)場有比較高大的建筑存在，如廠房、庫房、院墻等，會限制觀測衛(wèi)星數(shù)量和反射觀測衛(wèi)星信號產(chǎn)生多路徑效應(yīng)[4]。在這種情況下測量型GPS很難解算生成坐標，即使能夠解算生成坐標也需要長時間的等待。土地執(zhí)法外業(yè)核查是核查違法占用土地，大部分現(xiàn)場都有違法建筑存在，往往無法滿足測量型GPS對環(huán)境的需求。而且測量型GPS往往功能單一，不能導(dǎo)入和融合影像、矢量。

導(dǎo)航型GPS就是手持型GPS接收機。手持GPS對觀測衛(wèi)星數(shù)要求低，在大多數(shù)環(huán)境下都可以解算生成坐標。而且解算速度快，在移動狀態(tài)下存在幾秒鐘的位置延遲。手持GPS定位精度低于測量型GPS，但對于執(zhí)法外業(yè)核查而言2～3m的位置誤差不影響對圖斑位置和邊界的判斷。因此手持GPS可以滿足執(zhí)法外業(yè)核查的需求。此外手持GPS還兼有掌上電腦功能(PDA)，其特點如下：①定位快速、準確；②可以導(dǎo)入及瀏覽遙感影像；③可以導(dǎo)入點、線、面狀矢量，如點狀地名，線狀道路、溝渠，面狀地類圖斑等；④屬性查詢功能，可以查詢要素屬性并根據(jù)查詢結(jié)果迅速定位到圖斑；⑤矢量、屬性編輯功能(屬性編輯，矢量分割、合并)；⑥數(shù)據(jù)采集功能(通過手工和GPS點構(gòu)線、點構(gòu)面，生成新增線狀、面狀對象)； ⑦長度、面積測量； ⑧現(xiàn)場拍照并記錄拍照位置的坐標； ⑨通過GPS軌跡，記錄核查路線。從以上特點可以看出，相對于傳統(tǒng)的定位方式和測量型GPS，手持GPS更適合執(zhí)法外業(yè)核查。

3 手持GPS在執(zhí)法外業(yè)核查的應(yīng)用

以棗莊市臺兒莊區(qū)154號圖斑外業(yè)核查流程為例，介紹手持GPS在執(zhí)法外業(yè)核查中的應(yīng)用。

3.1 基本情況

從圖2可以看出,生理鹽水組、高劑量組、中劑量組和低劑量組大鼠的體長均在持續(xù)增長。通過單因素方差分析或Kruskal-Wallis檢驗,可以得出,與生理鹽水組比較,高、中、低劑量組無論是雄性大鼠還是雌性大鼠的體長增長率均無顯著性差異(P>0.05),可以認為潤光養(yǎng)生美容酒對大鼠的體長沒有明顯的影響。

時間：2013年4月18日；地點：山東省棗莊市臺兒莊區(qū)馬蘭屯鎮(zhèn)東李莊村；圖斑面積1.23hm2，圖斑類型“承諾查處”；數(shù)據(jù)投影坐標：高斯-克呂格、西安80，39度帶；中心坐標：東坐標：39562449.106，北坐標：3827905.048；衛(wèi)星影像：QuickBird，分辨率：0.5m。影像壓縮后導(dǎo)入，壓縮比約1∶20。圖斑地處村莊邊緣，原地類為林地，違法用地為砍伐林地后新建的房屋、院落。衛(wèi)星影像特征為已建成建筑物，實地勘察為已拆除。GPS手持機為華測LT30，單點定位精度：≤2.5m；操作系統(tǒng)：WINDOWS MOBILE 6.1；工作軟件：LandTour。

3.2 點校正

手持GPS生成的數(shù)據(jù)坐標為WGS84，而國土資源部下發(fā)的影像、矢量數(shù)據(jù)投影坐標為：高斯-克呂格、西安80。2種坐標系之間存在較大的位置差，加之GPS衛(wèi)星、信號傳輸過程和GPS手持機自身的誤差，實際誤差很大，無法直接使用。轉(zhuǎn)換方式有布爾莎(Bursa-Wolf)七參數(shù)和點校正。

(1)布爾莎七參數(shù)轉(zhuǎn)換：布爾莎七參數(shù)需要轉(zhuǎn)換有3個已知點坐標，使用這3個已知點精確的WGS84和西安80坐標計算，完成WGS84到西安80坐標的坐標轉(zhuǎn)換[5]。該轉(zhuǎn)換方式精度很高，但如果3個已知點的WGS84和西安80坐標精度不夠，解算后誤差會很大。手持GPS自身的精度，即使差分后也只有亞米級，無法生成高精度WGS84坐標。加之西安80的控制點坐標需要提前購買，且分布間隔大，不易尋找。所以對于手持GPS，不建議使用布爾莎七參數(shù)轉(zhuǎn)換。考慮到手持GPS自身的精度和壓縮后影像的分辨率，使用點校正方式比較適合。

(2)點校正就是單點校正。在所在縣區(qū)的中心位置選取特征點，用手持GPS生成WGS84坐標,使用ArcMap根據(jù)影像算出特征點的西安80坐標。將特征點的西安80坐標輸入手持GPS，和生成的WGS84坐標共同解算，求出點校正參數(shù)[6]。把點校正參數(shù)運算并應(yīng)用于工程文件，完成校正。經(jīng)過實地驗證，使用縣區(qū)的中心位置選取特征點的校正結(jié)果，適用于整個縣區(qū)。

3.3 執(zhí)法外業(yè)核查過程

(1)定位:在實地將手持GPS中的影像方向和實際方向平行，根據(jù)手持GPS光標確認圖斑?？梢愿鶕?jù)GPS中的影像特征和實地特征對比確定圖斑范圍，也可以實地勘察根據(jù)手持GPS光標確定圖斑邊界。

(2)實地情況確認:根據(jù)圖斑范圍內(nèi)的情況作出核查結(jié)果。現(xiàn)場情況棗莊市臺兒莊區(qū)154號圖斑已經(jīng)拆除，執(zhí)法工作完成。下一步需要運走建筑垃圾，恢復(fù)原地類。

(3)屬性查閱、編輯:查詢圖斑原地類和規(guī)劃地類，確定違法性質(zhì)。調(diào)出圖斑屬性，查閱圖斑類型、面積，編輯核查結(jié)果。

(4)照相取證:用手持GPS自帶的照相功能拍照取證。通過手持GPS的COM端口，讀取NEMA協(xié)議GPS數(shù)據(jù)，直接獲取當(dāng)前位置的WGS84坐標，轉(zhuǎn)換為西安80坐標并在拍攝的現(xiàn)場照片的底部顯示。

(5)上級主管部門監(jiān)管:核查結(jié)束后,導(dǎo)出核查過程的手持GPS軌跡文件，根據(jù)照片底部的坐標生成點坐標。通過GPS軌跡回放和照片點坐標同衛(wèi)星影像、圖斑矢量的套和，判斷核查人員是否到現(xiàn)場，完成上級主管部門對核查工作的監(jiān)管。

4 結(jié)語

手持GPS快速、準確的定位功能可以保證土地執(zhí)法檢查的時效性和準確性。結(jié)合衛(wèi)星遙感技術(shù)，做到看得見、找得著，對違法占地形成威懾作用。同時也應(yīng)該看到，目前手持GPS在土地執(zhí)法檢查的應(yīng)用剛剛起步，還有很大的潛能，其PDA功能還有待挖掘。如目前的矢量僅僅導(dǎo)入國土資源部下發(fā)的圖斑，如果能夠?qū)⒒A(chǔ)庫和規(guī)劃庫的數(shù)據(jù)導(dǎo)入、融合，則精確定位的同時依靠手持GPS的屬性查詢就可以對違法性質(zhì)做出判斷，提高執(zhí)法檢查效能。因此手持GPS作為土地執(zhí)法檢查的技術(shù)裝備，在未來的土地執(zhí)法檢查工作中會有很大的應(yīng)用空間，也會為土地執(zhí)法檢查提供更完善的技術(shù)服務(wù)。

[1] 褚學(xué)勝，馮海燕.淺談新形勢下國土資源執(zhí)法監(jiān)察工作[J].山東國土資源，2011，27(2)：59-61.

[2] 歐陽光，王小明，楊惠安，等.3S技術(shù)在土地執(zhí)法監(jiān)察中的應(yīng)用[J].測繪通報，2009，(11)：64-67.

[3] 王惠南.GPS導(dǎo)航原理與應(yīng)用[M].北京：科學(xué)出版社, 2003.

[4] 黨亞民，秘金鐘，成英燕.全球GPS導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)原理與應(yīng)用[M].北京：測繪出版社，2007：137-140.

[5] 張省，張玉玲，張金盈.WGS-84坐標系至1980西安坐標系轉(zhuǎn)換的算法實現(xiàn)[J].山東國土資源，2013，29(1)：38-41.

[6] 蔡力挺，殷國鵬，王穎，等.一種快速準確校正手持GPS的方法[J].山東國土資源，2013，29(1)：42-44.

Application of Handheld GPS in Field Surveying Verification in Land Law Enforcement

XUE Weining1, MENG Dapeng2

(1. Shandong Remote Sensing Technology Application Center, Shandong Jinan 250013, China; 2. No.1 Exploration Institute of Geology and Mineral Resources, Shandong Jinan 250014, China)

In field surveying verification in land law enforcement, by using handheld GPS technology, positioning can be realized fastly and accurately, and work efficiency can be improved effectively. Based on work experiences in many years, setting field surveying verification of No.154 polygons in Tai'erzhuang district in Zaozhuang city as an example, application of handheld GPS in field surveying verification in land law enforcement has been introduced. It is regarded that handheld GPS has the function of fast and accurate positioning. It can ensure timeliness and accuracy of land law enforcement. But the application of handheld GPS in land law enforcement has just started. There is still a great potentiality in its application, and the PDA function should be strengthened furthurly.

Land law enforment; field surveying verification; handheld GPS

P228.4

：B

2013-07-03；

：2013-12-05；編輯：王秀元

薛衛(wèi)寧(1963—)，男，山東濟南人，工程師，主要從事遙感技術(shù)應(yīng)用工作；E-mail:xwn631226@163.com。