第三次全國土地調(diào)查中3S精準(zhǔn)化調(diào)查技術(shù)體系應(yīng)用

敖平平

（東莞市地理信息與規(guī)劃編制研究中心，廣東 東莞 523129）

1 引言

第三次全國土地調(diào)查（以下簡(jiǎn)稱“三調(diào)”）在第二次全國土地調(diào)查（以下簡(jiǎn)稱“二調(diào)”）的基礎(chǔ)上全面細(xì)化和完善土地利用基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，掌握翔實(shí)準(zhǔn)確的土地利用現(xiàn)狀及土地資源變化，實(shí)現(xiàn)調(diào)查成果的管理與共享，滿足土地管理、生態(tài)文明建設(shè)、自然資源管理等工作需要?！叭{(diào)”的主要任務(wù)是開展土地利用現(xiàn)狀調(diào)查、土地權(quán)屬調(diào)查、專項(xiàng)用地調(diào)查與評(píng)價(jià)，建設(shè)各級(jí)土地利用數(shù)據(jù)庫。與“二調(diào)”相比，細(xì)化是“三調(diào)”的重要特征，這就要求在開展“三調(diào)”時(shí)采用先進(jìn)的調(diào)查技術(shù)與方法，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)化調(diào)查。

2 3S技術(shù)在土地調(diào)查中的應(yīng)用

以往的土地調(diào)查與監(jiān)測(cè)主要采用年度變更調(diào)查的方式進(jìn)行。隨著經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，土地資源亂壓、亂占現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，不少國土部門采取動(dòng)態(tài)巡查的方式掌控土地利用現(xiàn)狀[1]，這兩種方式都離不開測(cè)繪技術(shù)的支持。

3S是遙感技術(shù)（RS）、地理信息系統(tǒng)（GIS）和全球定位系統(tǒng)（GPS）的簡(jiǎn)稱。隨著3S技術(shù)的發(fā)展，衛(wèi)星遙感及無人機(jī)遙感影像在國土資源管理中的應(yīng)用越來越普遍。RS綜合了空間、電子、光學(xué)、計(jì)算機(jī)技術(shù)的最新成就，能夠動(dòng)態(tài)、快速監(jiān)測(cè)變化區(qū)域，獲取的遙感信息具有探測(cè)范圍大、信息豐富等特點(diǎn)，在環(huán)境監(jiān)測(cè)與評(píng)價(jià)、國土資源調(diào)查、城市規(guī)劃、防災(zāi)減災(zāi)、道路工程勘測(cè)等領(lǐng)域有著廣泛應(yīng)用；GIS技術(shù)主要用于土地利用數(shù)據(jù)和圖件的管理，能夠準(zhǔn)確、快速儲(chǔ)存、查詢、分析和處理數(shù)據(jù)，用圖表形式直觀展示土地利用情況和土地調(diào)查成果；GPS具有高精度、全天候、高靈活性等特點(diǎn)，可為外業(yè)數(shù)據(jù)采集提供準(zhǔn)確坐標(biāo)，廣泛應(yīng)用于地籍測(cè)量、礦山測(cè)量、土地勘測(cè)定界、土地動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)等測(cè)繪工作中[2]。為提高“三調(diào)”質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)精細(xì)化調(diào)查，建立以3S技術(shù)為支撐的“三調(diào)”精準(zhǔn)化調(diào)查技術(shù)體系具有現(xiàn)實(shí)意義。

3 基于3S技術(shù)的“三調(diào)”精準(zhǔn)化調(diào)查

3.1 遙感技術(shù)的應(yīng)用

3.1.1 高分辨率衛(wèi)星影像的應(yīng)用

“三調(diào)”要求，農(nóng)村土地利用現(xiàn)狀調(diào)查部分要采用優(yōu)于1米分辨率的遙感影像資料，城鎮(zhèn)內(nèi)部土地利用現(xiàn)狀調(diào)查要采用優(yōu)于0.2米分辨率的航空遙感影像資料。在“二調(diào)”中，衛(wèi)星遙感影像多采用2.5米分辨率的國外衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)，如SPOT（2.5米）、P5（2.5米）等，以及國產(chǎn)衛(wèi)星北京一號(hào)（4米），影像分辨率較低，“三調(diào)”采用分辨率優(yōu)于0.5米的遙感影像作為底圖，現(xiàn)將分辨率為2米的影像與分辨率為0.5米的影像進(jìn)行對(duì)比，分析二者的差異（如圖1、圖2所示）。

圖1 2米分辨率的影像圖斑

圖2 0.5米分辨率的影像圖斑

分辨率不同，影像中地物的形狀及特征基本不同，且提取的圖斑形狀及大小都不相同。圖1中，以分辨率為2米的底圖提取的圖斑面積為2879.32平方米，以圖2為底圖提取的圖斑面積為3025.36平方米，對(duì)影像中的圖斑進(jìn)行實(shí)際測(cè)量，得到其面積為3006.25平方米，則圖1的誤差為-126.93平方米，圖2的誤差為19.11平方米。由此可以看出，高精度的衛(wèi)星遙感影像對(duì)于圖斑的提取及變更范圍的確定具有重要意義。

3.1.2 無人機(jī)遙感數(shù)據(jù)的獲取

城鎮(zhèn)土地利用現(xiàn)狀調(diào)查采用無人機(jī)進(jìn)行航空測(cè)量，要求精度優(yōu)于0.2米。無人機(jī)航拍具有機(jī)動(dòng)靈活、響應(yīng)快、時(shí)效性強(qiáng)等特點(diǎn)，所獲取的影像數(shù)據(jù)空間分辨率高，能精確監(jiān)測(cè)城鎮(zhèn)土地利用變化情況，并根據(jù)城鎮(zhèn)內(nèi)部土地利用調(diào)查底圖為基礎(chǔ)，按照工作分類，參照城鎮(zhèn)規(guī)劃功能分區(qū)，結(jié)合影像特征，綜合判斷土地利用類型[3]，例如從影像上判斷為臨街門面，將會(huì)歸并為城鎮(zhèn)道路外的相鄰街道，采集的影像數(shù)據(jù)如圖3所示：

圖3 無人機(jī)航拍獲取的遙感影像

無人機(jī)航拍及數(shù)據(jù)處理主要步驟為：包括飛行路徑的規(guī)劃，根據(jù)飛行航行獲取原始影像數(shù)據(jù)，并進(jìn)行影像處理，最終生產(chǎn)正射影像圖，將無人機(jī)應(yīng)用于補(bǔ)充衛(wèi)星遙感影像監(jiān)測(cè)空白區(qū)域，形成多元數(shù)據(jù)合成鑲嵌影像，如圖4所示。

圖4 無人機(jī)航拍影像處理

3.2 導(dǎo)航定位技術(shù)的應(yīng)用

GNSS具有高精度、全天候、高靈活性等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于地籍測(cè)量、礦山測(cè)量、土地勘測(cè)定界、土地動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域。CORS系統(tǒng)，在國土資源測(cè)量管理中具有重要的應(yīng)用價(jià)值[4]，促進(jìn)了GNSS在國土資源管理中的高效率、高精度測(cè)量工作。一方面，GNSS控制測(cè)量為衛(wèi)星遙感影像及無人機(jī)航拍影像提供像控點(diǎn)[5]，對(duì)遙感影像及航拍DOM數(shù)據(jù)成果進(jìn)行檢核，后期DOM糾正采用有控糾正方式，采集的像控點(diǎn)可為DOM制作提供高精度控制資料參考；另一方面，利用CORS系統(tǒng)，現(xiàn)場(chǎng)核實(shí)監(jiān)測(cè)圖斑的范圍，取證測(cè)量坐標(biāo)，測(cè)量硬化地面面積、建筑物高度，彌補(bǔ)了衛(wèi)星遙感及航拍影像精度較低的不足[6]。

3.3 GIS系統(tǒng)與“互聯(lián)網(wǎng)+”開展內(nèi)外業(yè)精準(zhǔn)調(diào)查

以往的土地調(diào)查工作，會(huì)出現(xiàn)地方多次舉證、上級(jí)反復(fù)核實(shí)現(xiàn)象，使得社會(huì)資源嚴(yán)重浪費(fèi)、程序反復(fù)、工作周期長(zhǎng)[7]。因此“三調(diào)”全面采用“互聯(lián)網(wǎng)+舉證”的方法進(jìn)行調(diào)查，根據(jù)要求搭建“三調(diào)”調(diào)查平臺(tái)。

“三調(diào)”平臺(tái)的搭建主要分為兩個(gè)方面，一是Web端的審核分發(fā)系統(tǒng)，二是移動(dòng)端調(diào)查APP。Web端系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)影像查看和調(diào)查成果核查。將圖斑從網(wǎng)頁端以任務(wù)形式下發(fā)到相關(guān)調(diào)查部門，層層分級(jí)，嚴(yán)格控制權(quán)限，形成調(diào)查可追溯到人的工作機(jī)制，并將“互聯(lián)網(wǎng)+”應(yīng)用到實(shí)際工作中，實(shí)現(xiàn)零距離審核，提高調(diào)查工作效率。

在調(diào)查過程中，由管理人員通過Web系統(tǒng)將圖斑分發(fā)給外業(yè)調(diào)查人員，調(diào)查人員使用帶有衛(wèi)星定位功能和方向傳感器的手機(jī)，利用移動(dòng)端軟件，根據(jù)圖斑顯示位置對(duì)圖斑信息進(jìn)行采集，拍攝包含圖斑實(shí)地GPS坐標(biāo)、拍攝方位角、拍攝時(shí)間、實(shí)地照片及舉證說明等綜合信息的加密舉證數(shù)據(jù)包，并上傳至Web端，由內(nèi)業(yè)審核人員判讀外業(yè)信息采集的真實(shí)性與可靠性。

4 結(jié)束語

第三次全國土地調(diào)查對(duì)于核定我國耕地實(shí)際保有量、新增建設(shè)用地及建設(shè)用地審批、土地利用總體規(guī)劃修編以及土地整治工作具有重要意義。全面細(xì)化的“三調(diào)”離不開精準(zhǔn)化的調(diào)查手段，基于3S技術(shù)的高分辨率遙感影像及高精度數(shù)據(jù)信息采集方法，通過試點(diǎn)區(qū)域的3S技術(shù)綜合應(yīng)用，建立“三調(diào)”技術(shù)體系，為“三調(diào)”精準(zhǔn)化調(diào)查提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)資料。