數(shù)字化技術(shù)對(duì)土地勘測(cè)技術(shù)方向的探討

【摘 要】隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)和城市化，對(duì)土地需求強(qiáng)勁的加速，使土地和經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展，就必須加強(qiáng)建設(shè)用地管理更加科學(xué)化、規(guī)范化、制度化和數(shù)字化。數(shù)字化技術(shù)對(duì)土地勘測(cè)技術(shù)的發(fā)展是非常重要的，本文通過(guò)探索和思考得出一些經(jīng)驗(yàn)和方法，為廣大同仁討論。

【關(guān)鍵詞】數(shù)字化 土地工程 土地勘測(cè)技術(shù)

前言：

土地界線測(cè)量是指采集、傳輸、使用，以提供各類建設(shè)項(xiàng)目的土地使用、邊界標(biāo)記的位置確定的領(lǐng)域劃分，標(biāo)定土地邊界調(diào)查、土地利用現(xiàn)狀調(diào)查，以及土地面積計(jì)算，為土地管理部門審批的建設(shè)項(xiàng)目工作提供測(cè)繪技術(shù)成果。

一、數(shù)字應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)與土地工程勘測(cè)

1.1土地工程數(shù)字建模的方法

目前使用的主要的表面模型，表面模型（也被稱為數(shù)字表面模型）早期的歷史，其主要內(nèi)容是外表面表達(dá)的準(zhǔn)確的工程地質(zhì)體表示均勻地質(zhì)建模方法，是被廣泛應(yīng)用于土地工程建模的建模方法。數(shù)據(jù)源的表面模型在一系列的測(cè)量得到的離散數(shù)據(jù)點(diǎn)的幾何特征，包括測(cè)量特征點(diǎn)數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)，然后使用這些數(shù)據(jù)來(lái)解釋地質(zhì)界面的重建結(jié)果?？梢猿橄鬄榘凑找幌盗械狞c(diǎn)連接形成一個(gè)網(wǎng)格，然后確定地質(zhì)體的空間屬性的一些規(guī)則的屬性，用許多方法來(lái)表示表面，包括數(shù)學(xué)建模方法和模型圖，本文的重點(diǎn)是一個(gè)圖形化的建模方法。普通法是邊界表示模型的網(wǎng)格方法、輪廓的方法、不規(guī)則的網(wǎng)格方法，一種方法是選擇不規(guī)則網(wǎng)格的原理圖符號(hào)模型系統(tǒng)，進(jìn)行了詳細(xì)的分析和討論。這樣可以有效地降低實(shí)際計(jì)算中計(jì)算機(jī)和人工的所需要的時(shí)間。

不規(guī)則網(wǎng)格（TIN）是該地區(qū)的區(qū)域內(nèi)的一個(gè)有限數(shù)量的點(diǎn)分為網(wǎng)絡(luò)連接的三角形。任何一點(diǎn)在三角形的頂點(diǎn)，如果沒有頂點(diǎn)，該點(diǎn)的值通常是由在側(cè)邊的線性插值得到（在三角高程的三個(gè)頂點(diǎn)的兩個(gè)頂點(diǎn)），所以是一種分段線性模型的三維空間，但在整個(gè)區(qū)域的連續(xù)可微的。有很多種表達(dá)方式的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，它使用一個(gè)簡(jiǎn)單的記錄是：對(duì)每個(gè)三角形的邊和節(jié)點(diǎn)，相應(yīng)的記錄，記錄兩個(gè)，由三個(gè)三角點(diǎn)記錄指向它的三指針，并且有四的記錄指針字段包含兩個(gè)指針到相鄰的三角形和兩個(gè)點(diǎn)記錄指針記錄；可以直接記錄在每個(gè)三角形的頂點(diǎn)和相鄰的。每個(gè)節(jié)點(diǎn)包括存儲(chǔ)領(lǐng)域的×3坐標(biāo)值，Y，Z坐標(biāo)。這種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是：一個(gè)三角形的給定的查詢和三個(gè)頂點(diǎn)的屬性是相鄰的三角形是用一個(gè)固定的時(shí)間長(zhǎng)度。它是在計(jì)算沿線地形剖面提供了更高的效率，當(dāng)然，其他的變化可以增加該結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，為了提高某些特殊的操作效率。

1.2土地工程勘測(cè)的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)

地理基于GIS的主要方面相關(guān)的調(diào)查數(shù)據(jù)和地質(zhì)工程非空間數(shù)據(jù)，包括數(shù)據(jù)源：

（1）從這些數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)：

自然區(qū)劃圖。

這些數(shù)字反映的地理區(qū)域研究部，河流，道路，住宅區(qū)，山區(qū)，公共設(shè)施及其他自然地理信息。

地形圖。

這些數(shù)字反映了自然景觀的研究領(lǐng)域是如此。

（2）從巖土工程勘察數(shù)據(jù)：

工程地質(zhì)研究的區(qū)域數(shù)據(jù)。

經(jīng)過(guò)篩選，勘探點(diǎn)的處理包括所有的地理，環(huán)境，地球信息，物理和機(jī)械性能，包括：

所有類型的建筑工地，如液化，液化指數(shù)，特征周期，地層時(shí)代信息，沉積相。

二、RTK土地勘測(cè)定界中的應(yīng)用

土地調(diào)查和土地管理近年逐漸形成了重要國(guó)土工程工作基礎(chǔ)。土地調(diào)查是基于土地征用、出讓、轉(zhuǎn)讓、農(nóng)用地轉(zhuǎn)用、土地利用總體規(guī)劃和土地開發(fā)復(fù)墾整理工作，對(duì)項(xiàng)目區(qū)的范圍，再加上陸地邊界點(diǎn)的位置測(cè)量、繪制的技術(shù)服務(wù)，為土地利用的土地面積計(jì)算服務(wù)。它是用地審批土地管理的重要組成部分，是建設(shè)用地審查的有力的保障和土地批準(zhǔn)使用的合理、準(zhǔn)確、系統(tǒng)，是實(shí)行土地使用權(quán)的土地保護(hù)制度保障體系的技術(shù)基礎(chǔ)。傳統(tǒng)的測(cè)量方法和土地勘測(cè)了很多不足之處，以產(chǎn)業(yè)，行業(yè)，包括實(shí)地調(diào)查和土地測(cè)量工作。土地測(cè)量是在土地調(diào)查工作以外的行業(yè)劃分的重要一步，土地測(cè)量的精密質(zhì)量起著決定性的作用，在調(diào)查和土地劃分直接影響到建筑的確切位置。土地測(cè)量和現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量一般分為四個(gè)步驟：平面控制測(cè)量，放樣，確定界址點(diǎn)，界址點(diǎn)測(cè)量，實(shí)施儀器測(cè)量。目前，儀器測(cè)量的方法，被廣泛應(yīng)用于各測(cè)量單位。常用的方法是在極坐標(biāo)法和前方交會(huì)方法。

土地調(diào)查是基于土地征收、征用、轉(zhuǎn)移、轉(zhuǎn)讓、農(nóng)用地轉(zhuǎn)用、土地利用規(guī)劃及土地開發(fā)、整理、復(fù)墾土地利用領(lǐng)域，范圍定義，邊界位置的確定，土地面積的土地使用映射計(jì)算，是土地資源和地籍管理科學(xué)和精準(zhǔn)的技術(shù)服務(wù)的實(shí)現(xiàn)。隨著全球定位系統(tǒng)（GPS）技術(shù)的快速發(fā)展，RTK技術(shù)的日益成熟，已在測(cè)繪界廣泛應(yīng)用。RTK測(cè)量技術(shù)，由于其精度高，實(shí)時(shí)性和效率，在土地調(diào)查中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛的劃分。對(duì)RTK技術(shù)的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位技術(shù)是兩個(gè)或兩個(gè)以上的使用，對(duì)兩個(gè)GPS接收機(jī)和接收衛(wèi)星信號(hào)，一個(gè)放置在一個(gè)已知坐標(biāo)點(diǎn)為基礎(chǔ)，其它的是移動(dòng)站。在操作中，RTK模式，由發(fā)射數(shù)據(jù)的觀測(cè)聯(lián)系在一起，協(xié)調(diào)信息站到移動(dòng)站的基站。移動(dòng)站不僅通過(guò)從基站數(shù)據(jù)鏈路接收數(shù)據(jù)，但還收集GPS數(shù)據(jù)和實(shí)時(shí)處理系統(tǒng)的觀測(cè)誤差范圍內(nèi)，誤差范圍結(jié)果用毫米計(jì)，歷時(shí)不到一秒鐘。

RTK實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)量系統(tǒng)（RTK），是GPS測(cè)量技術(shù)和數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)在GPS測(cè)量技術(shù)的突破相結(jié)合。 RTK測(cè)量技術(shù)為基于實(shí)時(shí)差載波相位測(cè)量的GPS測(cè)量技術(shù)。其基本思想是：設(shè)置在所述基站的GPS接收機(jī)的GPS衛(wèi)星可見性，要不斷觀察，并通過(guò)觀察數(shù)據(jù)無(wú)線電傳輸設(shè)備，實(shí)時(shí)傳輸?shù)接脩粽尽Ｔ谕瑫r(shí)使用該站的用戶的GPS接收器接收的接收臺(tái)的GPS衛(wèi)星信號(hào)接收裝置，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)無(wú)線傳輸，然后根據(jù)相對(duì)定位，實(shí)時(shí)三維坐標(biāo)計(jì)算的未知量，并模糊顯示用戶站的程度。通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的定位結(jié)果，能夠收到基站和用戶站的觀測(cè)數(shù)據(jù)來(lái)計(jì)算結(jié)果，實(shí)時(shí)的測(cè)量結(jié)果是成功的，從而減少了冗余的測(cè)量結(jié)果，縮短觀察時(shí)間。 RTK測(cè)量系統(tǒng)由以下三部分組成：GPS接收設(shè)備，數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備，軟件系統(tǒng)。數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)包括基站和移動(dòng)站接收臺(tái)的無(wú)線電發(fā)送設(shè)備，它是實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)量的關(guān)鍵。

三、新型數(shù)字化土地勘測(cè)技術(shù)應(yīng)用研究

數(shù)字化土地勘測(cè)技術(shù)項(xiàng)目的執(zhí)行時(shí)間和不同的空間分辨率和光譜分辨率遙感數(shù)據(jù)的評(píng)估和潛在的土地資源調(diào)查監(jiān)測(cè)應(yīng)用分析，通過(guò)對(duì)形成土地資源集成示范的觀測(cè)和研究，新的數(shù)字技術(shù)是土地調(diào)查和土地動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)的技術(shù)支持、過(guò)程、方法，完善相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)體系，建立數(shù)字化系統(tǒng)的土地資源勘測(cè)技術(shù)，監(jiān)測(cè)土地資源和生態(tài)環(huán)境，促進(jìn)數(shù)字土地勘測(cè)技術(shù)的應(yīng)用奠定了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)。該項(xiàng)目的主要組成部分包括：

3.1獲得遙感不同分辨率的數(shù)據(jù)，根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和不同的土地利用/特性的不同尺度的土地覆蓋分類系統(tǒng)的診斷標(biāo)準(zhǔn)；目前該技術(shù)已經(jīng)逐步取代了傳統(tǒng)的測(cè)繪與成圖。

3.2確定土地的土壤的物理和化學(xué)特性的關(guān)系，并研究確定高光譜反射特征利用光譜技術(shù)可以監(jiān)測(cè)耕地，林地，草地，水資源，濕地和其他地方，如土地利用/覆蓋指數(shù)和綜合監(jiān)測(cè)指標(biāo)體系的基礎(chǔ)上，土地質(zhì)量監(jiān)測(cè)；

3.3檢測(cè)土地沙化狀況，建立土壤侵蝕、鹽堿化、地下水水位下降、土壤肥力下降綜合監(jiān)測(cè)指標(biāo)，解決土地污染、土地退化問(wèn)題；

3.4高光譜遙感技術(shù)的使用和其他遙感信息源，結(jié)合實(shí)地調(diào)查資料，基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)和SOC社會(huì)經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計(jì)指標(biāo)，建立反演模型監(jiān)測(cè)耕地質(zhì)量指標(biāo)體系，以及土地質(zhì)量監(jiān)測(cè)；

3.5預(yù)處理和光譜成像光譜儀數(shù)據(jù)重建。在分析中，把握譜特征和指標(biāo)的變化，基于成像光譜儀數(shù)據(jù)處理算法和土地資源信息提取方法；

3.6根據(jù)國(guó)家“3S”技術(shù)，地區(qū)，縣，不同規(guī)模的鄉(xiāng)鎮(zhèn)土地資源調(diào)查監(jiān)測(cè)技術(shù)和方法，系統(tǒng)。

3.7完成“全國(guó)土地利用/土地覆蓋分類系統(tǒng)，基于遙感數(shù)據(jù)”，“基于TM / ETM +數(shù)據(jù)的荒漠化信息提取技術(shù)”，“多光譜遙感數(shù)據(jù)的土地資源調(diào)查與監(jiān)測(cè)技術(shù)要求”“土地退化映射，高光譜數(shù)據(jù)的研究”等一系列研究報(bào)告；

3.8基于TM / ETM遙感、正射遙感兩個(gè)階段，是現(xiàn)場(chǎng)集成的土地利用正射影像圖的基礎(chǔ)上建立土地利用和土地退化的結(jié)果數(shù)據(jù)。

結(jié)論：

綜上所述，靜態(tài)和動(dòng)態(tài)的數(shù)字化土地勘測(cè)系統(tǒng)的發(fā)展，是一個(gè)高效率地監(jiān)測(cè)社會(huì)經(jīng)濟(jì)和土地資源狀況的科學(xué)方法，采用這種數(shù)字化土地勘測(cè)技術(shù)方法和信息管理系統(tǒng)可以保證土地的健康發(fā)展，對(duì)國(guó)土資源監(jiān)管和利用可以實(shí)現(xiàn)社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益最大化。

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