“3S”集成技術(shù)在土地變更調(diào)查中的應(yīng)用

【摘要】目前隨著地理信息系統(tǒng)(GIS)、遙感技術(shù)(RS)、全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)(GPS)三大空間科學(xué)的迅速發(fā)展(簡稱“3S”)，3S及其集成技術(shù)已成為目前土地調(diào)查中主要的手段，3S及其集成技術(shù)具有高效率、高精度、數(shù)字化、客觀調(diào)查的特點，彌補了紙質(zhì)圖記錄、手工繪圖、人工皮尺丈量變更手段的缺點。使國土資源管理工作的技術(shù)和方式產(chǎn)生了質(zhì)的飛躍。本文主要介紹3S及其集成技術(shù)特點和在土地利用變更調(diào)查中應(yīng)用模式。

【關(guān)鍵詞】3S集成技術(shù) GIS RS GPS

土地是人類賴以生存的物質(zhì)基礎(chǔ)，數(shù)字化、信息化的掌握土地資源現(xiàn)狀及時掌握土地變化信息是進行土地利用總體規(guī)劃和國土資源宏觀決策的依據(jù)。此外，土地利用變更調(diào)查工作是土地資源集約化利用和有效管理的基礎(chǔ)。利用RS、GPS與GIS集成技術(shù)進行土地變更調(diào)查，是實現(xiàn)土地資源集約化利用和高效利用的必經(jīng)之路。

1 “3S”及其集成技術(shù)和特點

1.1 GPS及其特點。GPS是英文Global Positioning System（全球定位系統(tǒng)）的簡稱。利用GPS定位衛(wèi)星在全球范圍內(nèi)實時進行定位、導(dǎo)航的系統(tǒng)，稱為全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)。

GPS的主要特點：（1）能夠?qū)崟r、快速地提供目標(biāo)的空間位置；（2）具有高度靈活性和高精度、高準(zhǔn)確度、快速定位的特點；（3）提供三維坐標(biāo)、全天候作業(yè)、自動化采集、操作簡便以及覆蓋度廣。

1.2 RS及其特點。遙感是指非接觸的，遠(yuǎn)距離的探測技術(shù)。在土地變更調(diào)查中RS是獲取土地信息的主要手段，具有極高的空間和時間分辨率。RS的特點：RS可以提供大面積地物及其周邊環(huán)境的幾何與物理信息及各種變化參數(shù)，并對地觀測的海量波譜信息為目標(biāo)識別及科學(xué)規(guī)律的探測提供了精確的定性和定量數(shù)據(jù)。

1.3 GIS及其特點。地理信息系統(tǒng)（Geographic Information System又稱“資源與環(huán)境信息系統(tǒng)”。借助計算機圖形和數(shù)據(jù)庫技術(shù)來導(dǎo)入、儲存 、編輯 、查詢、分析、決策和輸出空間圖形及屬性數(shù)據(jù)的計算機系統(tǒng)，GIS能夠把獲取的數(shù)據(jù)與地理位置的圖形信息結(jié)合在一起，查詢與分析將信息真實、直觀地展示在用戶面前，也可將分析決策模型處理結(jié)果提交各級管理部門供決策時參考。GIS的特點：GIS主要有三個特點即（1）開放性：具有開放式環(huán)境及很強的可擴充性和可連接性；（2）先進性：采用與世界同步的計算機圖形技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技；（3）發(fā)展性：地理信息處理技術(shù)具有很強的可擴充性和可連接性。在土地調(diào)查中，GIS軟件主要用于完成內(nèi)業(yè)工作，如基礎(chǔ)信息的錄入與匯總、編輯與整理、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、調(diào)繪成果轉(zhuǎn)繪、土地面積量算、線狀地物和零星地類面積扣除、田坎系數(shù)測定、坡度圖制作與耕地坡度分級、各項成果圖制作、表格數(shù)據(jù)統(tǒng)計輸出等。

1.4 3S集成技術(shù)。3S集成技術(shù)是指將GPS、RS、GIS這三個空間科學(xué)綜合應(yīng)用的技術(shù)，3S集成技術(shù)是獲取、處理、應(yīng)用信息的綜合系統(tǒng)。是一個充分利用各自技術(shù)特點的空間技術(shù)應(yīng)用體系，并逐步成為一個實踐性和應(yīng)用性較強的新學(xué)科。

2 3S集成技術(shù)在土地利用變更調(diào)查中應(yīng)用模式

2.1 GIS與RS集成。GIS和RS之間的集成主要用于地理信息變化監(jiān)測和實時更新。在GIS技術(shù)背景下遙感圖像以計算機或人機交互方法進行解譯，將同一地區(qū)不同時間的遙感影像間存在著光譜特征差異的原理來識別土地利用狀態(tài)或現(xiàn)象的變化，或者是利用遙感影像與土地利用現(xiàn)狀圖疊加來識別土地利用狀態(tài)的變化，可以迅速地發(fā)現(xiàn)大范圍區(qū)域內(nèi)的土地利用變化情況。GIS的重要信息源，將RS影像經(jīng)糾正、處理，形成正射影像圖，進一步判讀之后，可編制出多種專題用圖。

2.2 GIS與GPS集成。GPS因其操作簡便、精度高，在土地變更調(diào)查中有著廣泛的應(yīng)用。以往的調(diào)查中，GPS與GIS的應(yīng)用方法主要為：土地調(diào)查人員根據(jù)搜集到的變更圖斑的信息，到實地利用GPS采集圖斑的拐點坐標(biāo)，在紙圖上畫出變更圖斑的草圖、記錄變更圖斑的屬性信息，在表格中記錄變更圖斑的相關(guān)情況（如是否是未批先建、土地證號等），然后在內(nèi)業(yè)工作中將圖斑的坐標(biāo)導(dǎo)入GIS中，參照外業(yè)時的記錄完成對該圖斑的變更。在土地變更調(diào)查的數(shù)據(jù)采集工作中，GPS與GIS集成的方法為將GPS實時獲取的數(shù)據(jù)通過串口導(dǎo)入GIS中，從而可以在調(diào)查現(xiàn)場完成圖形的生成、屬性的記錄、圖斑的編輯等一系列操作。在傳統(tǒng)的方法中，GPS用于外業(yè)采集數(shù)據(jù)，GIS用于內(nèi)業(yè)處理數(shù)據(jù)，二者是分開的，而且圖斑的空間信息和屬性信息也是分開存放的，空間信息從GPS導(dǎo)入GIS系統(tǒng)中，屬性信息記錄在草紙上。但是將二者集成后，可以在調(diào)查現(xiàn)場對圖斑進行必要的處理和相關(guān)信息的存儲，避免了傳統(tǒng)方法中，圖斑的空間信息和屬性信息分離的缺點，并可以減少手工操作，簡化中間過程，降低錯誤率，提高土地利用變更調(diào)查的質(zhì)量和效率。

2.3 RS與GPS集成。在土地變更調(diào)查中，RS與GPS并沒有實現(xiàn)真正的集成，只是將二者的功能結(jié)合應(yīng)用，使之可以實現(xiàn)互補。RS側(cè)重從宏觀上反映圖像信息、幾何特征，可以監(jiān)測到大面積的土地利用變化，省時、省力，但RS的缺點是數(shù)據(jù)量大，內(nèi)業(yè)判讀的準(zhǔn)確率無法達(dá)到100%，而且無法反映出遙感影像的成圖時間之后的土地利用變化情況；GPS定位精度高，可以隨時、隨地進行測量，得到準(zhǔn)確的結(jié)果，但是其效率卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)不及利用RS技術(shù)來進行土地利用變更調(diào)查。因此，將二者結(jié)合使用，既能提高土地利用變更調(diào)查的效率，也能保證結(jié)果的精度和準(zhǔn)確性。

3 結(jié)論

隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展，隨著數(shù)字中國、數(shù)字龍江等概念提出，3S技術(shù)日益受到重視，除在土地變更調(diào)查中發(fā)揮不可替代的作用外，3S技術(shù)在軍事，交通，公共安全，城市規(guī)劃，能源調(diào)查，災(zāi)害監(jiān)測與預(yù)報等一系列領(lǐng)域都受到廣泛應(yīng)用。隨著“3S”技術(shù)的進一步發(fā)展，在不久的將來基于“3S”的土地變更調(diào)查系統(tǒng)比起傳統(tǒng)測量調(diào)查手段的數(shù)據(jù)信息更多、數(shù)據(jù)更新更快、數(shù)據(jù)質(zhì)量更好、調(diào)查成本更節(jié)省的優(yōu)勢將進一步的表現(xiàn)出來。

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