3S技術(shù)在土地變更調(diào)查中的應(yīng)用

翟偉光++胡楠

摘要：土地變更調(diào)查是重要的國情調(diào)查，需要綜合運(yùn)用多項(xiàng)技術(shù)。文章介紹了土地變更調(diào)查的工作流程，分別分析了GIS、GPS、RS在土地變更調(diào)查中的應(yīng)用，并探討了GIS、GPS、RS的集成方式，依據(jù)二次調(diào)查技術(shù)方案和相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，分析了基于3S集成技術(shù)的內(nèi)外業(yè)一體化作業(yè)模式在二次調(diào)查成果更新中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：土地變更調(diào)查；GIS；GPS；RS；3S集成技術(shù)

中圖分類號(hào)：P208 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-2374（2014）19-0041-02

土地資源是人類賴以生存和發(fā)展的基礎(chǔ)。及時(shí)、準(zhǔn)確地掌握土地資源的數(shù)量、質(zhì)量、分布及其變化趨勢，直接關(guān)系到國民經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。土地利用調(diào)查工作是土地資源、資產(chǎn)管理的基礎(chǔ)，土地利用調(diào)查數(shù)據(jù)是制定國民經(jīng)濟(jì)計(jì)劃、國家宏觀調(diào)控政策、編制土地利用規(guī)劃的主要依據(jù)。第二次土地調(diào)查工作建立了國家、省、市、縣四級(jí)土地利用數(shù)據(jù)庫，實(shí)現(xiàn)了土地資源管理的信息化、網(wǎng)絡(luò)化，建立和完善了土地調(diào)查、統(tǒng)計(jì)制度和登記制度，較好地滿足了國土資源管理的需要。數(shù)據(jù)更新仍然是測繪工作者面臨的首要問題。國家科技基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫建設(shè)與發(fā)展研究報(bào)告指出：“持續(xù)更新和業(yè)務(wù)化運(yùn)行是一個(gè)科學(xué)數(shù)據(jù)庫存在的根本?！笨梢院敛豢鋸埖卣f，持續(xù)更新是基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫的生命源泉。由于經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展期間土地利用現(xiàn)狀變化快、且土地利用類型復(fù)雜，使用傳統(tǒng)的土地利用更新方法效率較低，探討3S技術(shù)在土地變更調(diào)查中的應(yīng)用具有一定的意義。

1 土地變更調(diào)查的工作流程

傳統(tǒng)的變更調(diào)查技術(shù)手段落后，采用部分遙感結(jié)合地面調(diào)查的技術(shù)體系，現(xiàn)代信息技術(shù)應(yīng)用程度不高，給每年的變更調(diào)查工作帶來諸多不便。而且傳統(tǒng)的變更調(diào)查大多采用由基層上報(bào)變更數(shù)據(jù)，受人為因素影響較大，變化邊界地理坐標(biāo)不準(zhǔn)確，獲取速度較慢，難以保證調(diào)查數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性。在土地利用變更調(diào)查中引入3S技術(shù)代表了土地利用變更調(diào)查發(fā)展的方向。

基于3S技術(shù)的土地變更調(diào)查包括土地利用變化區(qū)域提取、野外變更調(diào)查、內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理、統(tǒng)計(jì)分析及數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)等主要工作，其工作流程如圖1。

根據(jù)土地變更調(diào)查工作流程可以看出，在不同階段，GIS、GPS、RS具有不同的作用。依托GIS強(qiáng)大的分析、處理、存儲(chǔ)功能，根據(jù)獲取的遙感影像及土地利用現(xiàn)狀數(shù)據(jù)庫，采用人機(jī)交互的方法對(duì)遙感影像進(jìn)行解譯，發(fā)現(xiàn)變化信息，提取土地利用變化區(qū)域；根據(jù)GIS處理后的工作底圖，結(jié)合收集到的變更資料，根據(jù)遙感數(shù)據(jù)源的不同，將變更圖斑分為兩種：高分辨率變化圖斑與中分辨率變化圖斑，對(duì)于確定的高分辨率變化圖斑可直接用于更新土地利用基礎(chǔ)圖件或數(shù)據(jù)庫，對(duì)于確定的中分辨率變化圖斑使用GPS輔助外業(yè)采集變化圖斑邊界；根據(jù)野外調(diào)查及GPS測量成果，將測量數(shù)據(jù)導(dǎo)入GIS中，使用GIS的數(shù)據(jù)編輯功能，進(jìn)行土地利用數(shù)據(jù)庫變更，并統(tǒng)計(jì)分析導(dǎo)出增量數(shù)據(jù)，得到土地利用現(xiàn)狀統(tǒng)計(jì)報(bào)表、土地利用現(xiàn)狀圖及變更調(diào)查記錄表。

可以看出，在以上方法中，3S技術(shù)多采用兩兩集成的模式，即GIS與RS集成、GIS與GPS集成、GPS與RS集成。由于未進(jìn)行GIS、GPS、RS三者的深度集成，不能充分發(fā)揮3S的技術(shù)優(yōu)勢，每種模式均存在一定的局限性。GIS與RS時(shí)，更新數(shù)據(jù)精度很大程度上取決于遙感底圖的質(zhì)量，一旦在目視解譯不能奏效，缺少相關(guān)資料佐證的情況下，仍需要尋求外業(yè)測量確認(rèn)；GIS與GPS集成時(shí)，數(shù)據(jù)在野外進(jìn)行簡單采集編輯后，內(nèi)業(yè)還要進(jìn)行入庫前處理，而且在沒有遙感影像輔助的情況下，作業(yè)會(huì)存在一定困難；GPS與RS集成時(shí)，二者還只是簡單組合使用，對(duì)作業(yè)人員的主觀能動(dòng)性要求較高，雖然一定程度上實(shí)現(xiàn)了內(nèi)業(yè)和外業(yè)的綜合，但是并沒有將GIS的數(shù)據(jù)編輯處理功能納入其中，數(shù)據(jù)處理仍要在另一個(gè)平臺(tái)上完成。

2 3S集成的內(nèi)外業(yè)一體化在變更調(diào)查中的應(yīng)用

目前的3S集成仍舊局限在各技術(shù)間的相互組合，受制于技術(shù)的局限，深層次的集成尚不明顯。解決這個(gè)問題，僅僅依靠測繪技術(shù)的發(fā)展并不可行，在充分利用3S技術(shù)的前提下，綜合運(yùn)用通信、計(jì)算機(jī)等技術(shù)手段，彌補(bǔ)現(xiàn)狀的不足。

GPS-PDA也稱為土地調(diào)查掌上系統(tǒng)，該設(shè)備可由軟硬件組成：GPS接收機(jī)、PDA（掌上電腦）、土地調(diào)查軟件。土地調(diào)查掌上系統(tǒng)是將GPS卡和土地變更調(diào)查軟件集成到PDA中，從而實(shí)現(xiàn)集接收GPS信號(hào)與實(shí)現(xiàn)GIS編輯于一體的功能。根據(jù)GPS與RS集成在土地變更調(diào)查中的應(yīng)用分析，在野外調(diào)查測量時(shí)，如果借助GPS-PDA，實(shí)現(xiàn)野外測量與圖形繪制的一體化作業(yè)，同時(shí)使用高速的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù)，將GPS-PDA所采集到外業(yè)數(shù)據(jù)、編輯的圖形及屬性實(shí)時(shí)傳送回監(jiān)控中心服務(wù)器上，實(shí)現(xiàn)內(nèi)業(yè)再處理，直至更新數(shù)據(jù)庫。

目前類似系統(tǒng)已經(jīng)開始應(yīng)用，例如東南大學(xué)3S研發(fā)中心研制的“調(diào)查之星”作業(yè)系統(tǒng)、山東省國土測繪院衛(wèi)星定位運(yùn)營中心研發(fā)的“國土執(zhí)法監(jiān)察三級(jí)聯(lián)網(wǎng)全程監(jiān)管平臺(tái)”等，并取得了良好的效果。綜合運(yùn)用3S技術(shù)、移動(dòng)通信技術(shù)和工作流技術(shù)，提高了土地利用變更調(diào)查的自動(dòng)化程度和工作效率，節(jié)約了成本，為變更調(diào)查提供了科學(xué)高效的現(xiàn)代化手段，代表了3S技術(shù)集成的發(fā)展方向。

3 結(jié)語

在土地變更調(diào)查中，以RS獲取高分辨率影像作為數(shù)據(jù)源，生成正射影像工作底圖；以GIS組織、管理、分析土地調(diào)查信息；以GPS獲取地面點(diǎn)高精度三維坐標(biāo)并實(shí)施定位，3S技術(shù)的綜合運(yùn)用確保了高效、高標(biāo)準(zhǔn)地完成更新任務(wù)，為數(shù)據(jù)成果質(zhì)量提供了堅(jiān)實(shí)保障。

3S技術(shù)可以通過無線網(wǎng)絡(luò)緊密地聯(lián)系在一起，使整個(gè)作業(yè)過程能夠調(diào)動(dòng)各方面資源，成為一個(gè)有機(jī)的整體，提高了傳統(tǒng)手工方法的精度，并減少了內(nèi)業(yè)處理的復(fù)雜度，大大減輕了基層土地調(diào)查人員的勞動(dòng)強(qiáng)度、提高了工

作效率，在土地變更調(diào)查中將會(huì)得到更廣泛的應(yīng)用。

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作者簡介：翟偉光（1982-），供職于天津市測繪院，研究方向：測繪技術(shù)。endprint