3S技術(shù)在國(guó)土資源測(cè)繪中的應(yīng)用研究

李金超

摘 要：國(guó)土資源是一個(gè)國(guó)家的基礎(chǔ)資源，對(duì)于社會(huì)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展起著重要作用，可以說(shuō)一切生產(chǎn)活動(dòng)均基于國(guó)土資源而開(kāi)展。因此，做好國(guó)土資源測(cè)繪工作是保障經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的重要基礎(chǔ)和基本前提。3S技術(shù)在當(dāng)前測(cè)繪工程中被廣泛應(yīng)用，其中包含GPS、GIS、RS幾種技術(shù)，將其應(yīng)用至國(guó)土資源測(cè)繪工作中，可以有效提高國(guó)土資源測(cè)繪工作效率?；诖?，分析3S技術(shù)的特點(diǎn)及實(shí)際應(yīng)用，并提出3S技術(shù)在國(guó)土資源測(cè)繪中的具體有效運(yùn)用方式，以期為相關(guān)工作人員提供參考。

關(guān)鍵詞：3S技術(shù);國(guó)土資源測(cè)繪;測(cè)繪技術(shù)

中圖分類號(hào)：P208 ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A ? ? 文章編號(hào)：1003-5168（2022）5-0112-04

DOI：10.19968/j.cnki.hnkj.1003-5168.2022.05.025

Effective Application of 3S Technology in Land and Resources Surveying and Mapping

LI Jinchao

（The Fourth Geological Brigade of Hebei Bureau of Geology and Mineral Exploration and Development， Chengde 067000，China）

Abstract： Land and resources are the basic resources of a country， which plays an important role in the construction of social infrastructure and the development of market economy. It can be said that all national production activities are carried out based on land and resources. Therefore， doing a good job in surveying and mapping land and resources is an important foundation and basic premise to guarantee economic and social development. 3S technology is widely used in current surveying and mapping engineering， including GPS， GIS and RS. its application to land and resources surveying and mapping can effectively improve the effect of land and resources surveying and mapping. Based on this， this paper first briefly describes the characteristics and practical application of 3S technology， and puts forward some specific application methods of 3S technology in land and resources surveying and mapping， in order to form a reference for relevant staff.

Keywords： 3S technology; surveying and mapping of land and resources; surveying and mapping technique

0 引言

國(guó)土資源是國(guó)家發(fā)展以及人民生存的物質(zhì)基礎(chǔ)，從廣義上講，國(guó)土資源在土地資源、水資源、生物資源、氣候資源、礦產(chǎn)資源等一系列物質(zhì)資源的基礎(chǔ)上還包括人口資源、社會(huì)資源、經(jīng)濟(jì)資源等。我國(guó)幅員遼闊，具有總量較大的國(guó)土資源，為我國(guó)農(nóng)林業(yè)、畜牧業(yè)、采礦業(yè)的生產(chǎn)活動(dòng)提供物質(zhì)資源保障。為促進(jìn)資源可持續(xù)發(fā)展，必須深入了解國(guó)土資源使用現(xiàn)狀，應(yīng)用3S技術(shù)，可以大幅度提高國(guó)土測(cè)繪的精確性，促進(jìn)國(guó)土資源調(diào)查、評(píng)價(jià)、規(guī)劃以及管理工作的開(kāi)展。

1 3S技術(shù)及其應(yīng)用

1.1 GIS技術(shù)及其應(yīng)用

地理信息系統(tǒng)（Geographic Information System，GIS），集合了地理學(xué)、地圖學(xué)、遙感技術(shù)等多種技術(shù)，一般用于對(duì)地表空間的地理數(shù)據(jù)信息進(jìn)行采集、儲(chǔ)存、計(jì)算、分析、建模等，可以有效分析所采集到的地理數(shù)據(jù)信息，具有較高的兼容性。GIS技術(shù)的自動(dòng)化程度較高，可以在拍攝并采集被測(cè)繪區(qū)域的地理信息后，自動(dòng)進(jìn)行信息數(shù)據(jù)處理，并利用系統(tǒng)中附帶的建模系統(tǒng)自動(dòng)繪制圖像，形成最終地質(zhì)建模，幫助技術(shù)人員更加直觀感受到測(cè)繪區(qū)域的地形特征。近年來(lái)，GIS技術(shù)得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用，有效推進(jìn)了我國(guó)地理信息資源整合工作，加快了我國(guó)數(shù)字城市建設(shè)進(jìn)度，同時(shí)還為我國(guó)國(guó)土資源信息系統(tǒng)建設(shè)提供了技術(shù)依據(jù)。利用GIS技術(shù)開(kāi)展國(guó)土資源測(cè)繪，建立相應(yīng)的國(guó)土資源信息系統(tǒng)，從而對(duì)國(guó)土資源信息進(jìn)行統(tǒng)一整合，便于對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析與查詢，有效保護(hù)國(guó)土資源，對(duì)國(guó)土資源的應(yīng)用做出合理的規(guī)劃，并且隨時(shí)監(jiān)測(cè)國(guó)土資源的利用情況。GIS技術(shù)對(duì)于國(guó)土資源管理中的土地規(guī)劃、礦產(chǎn)勘查、地籍管理等工作均可以提供技術(shù)參考，使我國(guó)國(guó)土資源的管理水平和管理效率得到提高。

1.2 GPS技術(shù)及其應(yīng)用

全球定位系統(tǒng)（Global Positioning System，GPS），是將新型GPS技術(shù)與導(dǎo)航技術(shù)以及通信技術(shù)相結(jié)合的導(dǎo)航系統(tǒng)，該系統(tǒng)的建設(shè)結(jié)合了衛(wèi)星技術(shù)以及通信技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)導(dǎo)航衛(wèi)星實(shí)時(shí)測(cè)量工作。衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)目前已經(jīng)在人們?nèi)粘Ｉ钪械玫绞謴V泛的應(yīng)用，由于其本身自動(dòng)化程度高、精度高、受外界因素影響較小，可以全時(shí)段開(kāi)展測(cè)量，因此將其運(yùn)用至土地測(cè)繪、工程測(cè)量以及資源勘探等方面，均可以取得較好的成效，確保測(cè)量結(jié)果具有足夠的精準(zhǔn)度，滿足各行各業(yè)測(cè)量所需，為人們帶來(lái)較高的經(jīng)濟(jì)效益。并且，全球衛(wèi)星定位技術(shù)本身具備一定的安全性，可以有效避免測(cè)量數(shù)據(jù)的丟失和泄露。此外，GPS技術(shù)還具有較高的傳輸速度，對(duì)于數(shù)據(jù)的處理和分析比較高效，因此可以大大節(jié)省測(cè)量時(shí)間。同時(shí)隨著近年來(lái)我國(guó)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的全面部署，GPS技術(shù)的各項(xiàng)性能也得到充分發(fā)揮，在我國(guó)國(guó)土測(cè)量工作中發(fā)揮著重要作用。

在國(guó)土測(cè)量工作中應(yīng)用GPS技術(shù)，可以實(shí)時(shí)測(cè)定地物形狀的特征點(diǎn)，其測(cè)量精度較高，節(jié)約了大量人力、物力資源以及時(shí)間，還可以利用實(shí)時(shí)載波相位差分技術(shù)對(duì)我國(guó)國(guó)土資源的利用情況開(kāi)展動(dòng)態(tài)測(cè)量，確保國(guó)土測(cè)量結(jié)果具有一定的時(shí)效性。在國(guó)土調(diào)查工作中，可以將GPS技術(shù)與其他技術(shù)手段結(jié)合在一起進(jìn)行地籍調(diào)查，隨時(shí)定位可疑地塊，若發(fā)現(xiàn)存在非法占用耕地、用地超量等現(xiàn)象可以及時(shí)取證，縮短國(guó)土調(diào)查所需時(shí)間[1]。另外，GPS技術(shù)可以用來(lái)進(jìn)行類似地質(zhì)找礦這樣的國(guó)土監(jiān)管工作，隨時(shí)勘查礦井周邊地形，尤其是在礦井開(kāi)采時(shí)也可以通過(guò)GPS技術(shù)定位鉆孔位置的坐標(biāo)。

1.3 RS技術(shù)及其應(yīng)用

遙感技術(shù)（Remote Sensing，RS），主要利用飛機(jī)、飛行器或人造衛(wèi)星在高空或外層空間中接收地表目標(biāo)物的電磁波、電磁輻射或紅外線等電磁場(chǎng)信息，對(duì)這些信息進(jìn)行記錄后再利用遠(yuǎn)程傳輸技術(shù)將掃描到的信息傳輸至地面，再通過(guò)一定的數(shù)據(jù)處理和分析技術(shù)對(duì)目標(biāo)物進(jìn)行識(shí)別，最終得到被探測(cè)物本身的屬性以及分布特點(diǎn)。將遙感器置于飛機(jī)或高空氣球等航空設(shè)備上進(jìn)行探測(cè)的方式為航空遙感，將遙感器置于人造衛(wèi)星等航天器上進(jìn)行探測(cè)的方式為航天遙感。二者均可以對(duì)地標(biāo)信息進(jìn)行探測(cè)，但在探測(cè)高度、探測(cè)范圍、探測(cè)速度上有所不同，將二者結(jié)合使用可以得到全方位立體的探測(cè)結(jié)果，因此遙感技術(shù)可以在國(guó)土資源測(cè)繪工作中得到應(yīng)用，并充分發(fā)揮出真實(shí)作用。1980年以來(lái)，我國(guó)已經(jīng)開(kāi)始利用航天航空遙感技術(shù)開(kāi)展國(guó)土資源測(cè)量、調(diào)查以及管理工作，涉及國(guó)土資源規(guī)劃、管理、開(kāi)發(fā)利用的全過(guò)程，在地籍調(diào)查、地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警、地質(zhì)找礦與資源勘查、項(xiàng)目選址等許多方面都有良好的發(fā)展前景，帶領(lǐng)國(guó)土資源測(cè)繪工作走入嶄新的數(shù)字化時(shí)代。遙感技術(shù)在傳輸信號(hào)的過(guò)程中需要利用到衛(wèi)星，使用一定的數(shù)據(jù)分析技術(shù)將遙感設(shè)備所傳輸至地面的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行整合與分析，從而建立完整的地形圖。遙感技術(shù)與傳統(tǒng)的圖像測(cè)繪技術(shù)相比，具有探測(cè)范圍大、數(shù)據(jù)傳輸快的優(yōu)勢(shì)，并且利用所采集到的信息建立的地形圖具有較高的清晰度和精度，有助于工作人員對(duì)國(guó)土資源信息進(jìn)行掌握與判斷。并且在實(shí)際應(yīng)用中受到的局限性較小，可以規(guī)避磁場(chǎng)的影響，取得較高的采集精度和效率，提高國(guó)土資源測(cè)繪的精度。

3S技術(shù)就是將以上三種新型對(duì)地觀測(cè)技術(shù)有機(jī)結(jié)合而形成的。在3S技術(shù)中，RS發(fā)揮著傳感作用，對(duì)地表信息進(jìn)行采集，GPS發(fā)揮著定位作用，實(shí)時(shí)確定定位，GIS發(fā)揮著數(shù)據(jù)分析作用，集合前面二者所采集的信息進(jìn)行立體化空間分析和處理。將三者相結(jié)合，可以對(duì)國(guó)土資源形成動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，取得良好的測(cè)繪效果，圖1為3S技術(shù)之間的相互作用圖。

2 在國(guó)土資源測(cè)繪中運(yùn)用3S技術(shù)的重要性

在國(guó)土資源管理工作中，3S技術(shù)可以得到多方面的應(yīng)用，積極投入資源并推廣3S技術(shù)應(yīng)用，可以提高國(guó)土測(cè)繪工作整體效率，為政府相關(guān)國(guó)土資源管理部門提供數(shù)據(jù)參考，幫助管理部門做出正確的國(guó)土資源決策，具體體現(xiàn)有3點(diǎn)。

2.1 便于隨時(shí)掌握土地情況

在國(guó)土資源測(cè)繪工作中，利用3S技術(shù)可以在最短時(shí)間內(nèi)掌握土地的應(yīng)用情況。首先，利用RS技術(shù)可以在第一時(shí)間獲取地表土地信息，掌握土地應(yīng)用情況。其次，利用GPS技術(shù)對(duì)所獲取的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分析與判斷，確定所獲取的信息內(nèi)容是否科學(xué)規(guī)范，從而為后續(xù)土地測(cè)繪和勘查工作打下基礎(chǔ)。由于GPS技術(shù)可以隨時(shí)投入使用，因此可以24 h隨時(shí)開(kāi)展測(cè)繪，保證測(cè)繪工作的進(jìn)度，實(shí)時(shí)掌握居民住宅用地的住宅建筑及面積是否符合國(guó)家相關(guān)規(guī)定，掌握耕地是否得到實(shí)際運(yùn)用。最后，利用GIS技術(shù)對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和計(jì)算，通過(guò)建設(shè)完善的地質(zhì)信息資源庫(kù)，隨時(shí)將土地的利用情況立體化展現(xiàn)出來(lái)，為土地管理工作提供參考。

2.2 降低農(nóng)業(yè)用地測(cè)繪難度

3S技術(shù)可以用于農(nóng)業(yè)用地測(cè)繪的實(shí)際工作中，通過(guò)對(duì)地表信息的采集，收集大量的農(nóng)業(yè)用地?cái)?shù)據(jù)，再利用相關(guān)信息處理系統(tǒng)制作農(nóng)業(yè)用地勘查結(jié)果圖，并且還可以利用GPS技術(shù)隨時(shí)勘查土地運(yùn)用情況的變化，降低農(nóng)業(yè)用地巡查工作的人力、物力資源，節(jié)約國(guó)土資源測(cè)繪的成本[2]。

2.3 推動(dòng)我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展

我國(guó)政府有關(guān)部門需要對(duì)于國(guó)土資源進(jìn)行勘測(cè)，從而進(jìn)一步規(guī)劃和使用土地資源，在這一過(guò)程中利用3S技術(shù)，可以合理掌握土地的實(shí)際利用情況，對(duì)土地用途進(jìn)行合理規(guī)劃，用于我國(guó)社會(huì)建設(shè)。因此，在國(guó)土資源測(cè)繪中運(yùn)用3S技術(shù)可以使政府部門時(shí)刻掌握社會(huì)發(fā)展情況，促進(jìn)土地得到科學(xué)合理的利用，使土地利用的經(jīng)濟(jì)效益達(dá)到最大化。

3 3S技術(shù)在國(guó)土資源測(cè)繪中的應(yīng)用

伴隨我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)與科技的變革，各種新型技術(shù)得到快速發(fā)展，以GPS技術(shù)、GIS技術(shù)、RS技術(shù)所共同構(gòu)成的3S技術(shù)逐漸被應(yīng)用至各行各業(yè)的測(cè)繪工作中，尤其在國(guó)土資源測(cè)繪中得到科學(xué)、有效的應(yīng)用。

3.1 基于3S技術(shù)構(gòu)建國(guó)土資源信息化管理系統(tǒng)

國(guó)土資源信息具有數(shù)量龐大、內(nèi)容復(fù)雜的特點(diǎn)，對(duì)國(guó)土資源進(jìn)行規(guī)劃與建設(shè)，需要獲取大量真實(shí)數(shù)據(jù)，有關(guān)工作人員承擔(dān)的工作較為繁重，因此亟須構(gòu)建完善的國(guó)土資源信息化管理系統(tǒng)[3]。該系統(tǒng)的建設(shè)，需要將3S技術(shù)的科學(xué)優(yōu)勢(shì)充分體現(xiàn)出來(lái)，把土地信息的數(shù)據(jù)采集、規(guī)劃、建設(shè)等一系列工作囊括在內(nèi)，并且充分表現(xiàn)出3S技術(shù)的實(shí)操性和便捷性，比如將相關(guān)國(guó)土資源信息進(jìn)行科學(xué)的整合與分類，歸納至信息化平臺(tái)中，實(shí)現(xiàn)國(guó)土資源管理工作的線上信息化服務(wù)功能等。另外，由于國(guó)土資源管理部門具有特殊性，需要確保國(guó)土資源測(cè)繪信息具有足夠的安全性，防止出現(xiàn)信息外泄和信息丟失，因此在建立信息化管理系統(tǒng)時(shí)應(yīng)確保其具有一定的兼容性和擴(kuò)展性，同時(shí)必須保證信息系統(tǒng)的安全。

3.2 基于3S技術(shù)開(kāi)展土地監(jiān)測(cè)與調(diào)查

目前階段，土地監(jiān)測(cè)與管理工作具有一定的復(fù)雜性，若將3S技術(shù)與其緊密融合，可以對(duì)土地使用情況展開(kāi)系統(tǒng)分析，隨時(shí)掌握土地變化情況，與未來(lái)一段時(shí)間的土地發(fā)展方向相結(jié)合，開(kāi)展土地資源監(jiān)測(cè)工作。土地調(diào)查工作的主要目標(biāo)是全面掌握土地的具體使用情況，如土地面積、土地用途等，傳統(tǒng)的土地調(diào)查開(kāi)展過(guò)程中需要對(duì)這些復(fù)雜的因素進(jìn)行深入調(diào)查，再將數(shù)據(jù)信息進(jìn)行整合后匯報(bào)，但這種方法相較于利用3S技術(shù)的土地調(diào)查方法來(lái)說(shuō)，工作效率較低[4]。在土地資源權(quán)屬與面積改變頻繁的當(dāng)下，結(jié)合3S技術(shù)，可以獲取土地資源實(shí)際圖像信息，根據(jù)圖像進(jìn)行研究，并且對(duì)各時(shí)期的圖像信息進(jìn)行系統(tǒng)分析與深入研究，對(duì)土地可能產(chǎn)生的變化情況進(jìn)行預(yù)測(cè)，避免出現(xiàn)土地資源浪費(fèi)的情況。

3.3 基于3S技術(shù)進(jìn)行土地資源評(píng)價(jià)與規(guī)劃

土地資源的評(píng)價(jià)與規(guī)劃過(guò)程中需要運(yùn)用大量技術(shù)，其中就包括3S技術(shù)，運(yùn)用3S技術(shù)進(jìn)行土地評(píng)價(jià)，可以直觀地展現(xiàn)出土地資源的數(shù)量及變化規(guī)律，從而為土地規(guī)劃工作提供支持與參考，使土地資源得到妥善利用，并且還可以準(zhǔn)確獲取土地資源評(píng)價(jià)內(nèi)容，對(duì)目前我國(guó)現(xiàn)有土地資源進(jìn)行分類整合，降低土地評(píng)價(jià)工作強(qiáng)度，使土地資源資料收集速度加快，保障土地資源得到合理規(guī)劃。將3S技術(shù)應(yīng)用于土地規(guī)劃中，也可以從整體上開(kāi)展數(shù)據(jù)信息的計(jì)算與分析，從而科學(xué)配置土地資源，制定完整的土地資源利用計(jì)劃，降低土地資源規(guī)劃工作中的人工誤差，提高整體工作效率，使土地資源得到合理應(yīng)用[5]。

4 結(jié)語(yǔ)

將3S技術(shù)應(yīng)用到國(guó)土資源測(cè)繪工作中，可以對(duì)我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展形成推動(dòng)作用，促進(jìn)現(xiàn)代化社會(huì)建設(shè)。將地理信息系統(tǒng)、全球定位系統(tǒng)以及遙感技術(shù)相結(jié)合，分別應(yīng)用到國(guó)土資源測(cè)繪中的不同領(lǐng)域，可以對(duì)我國(guó)土地利用現(xiàn)狀進(jìn)行系統(tǒng)了解，從而科學(xué)、有效地規(guī)劃建設(shè)用地。有關(guān)部門應(yīng)當(dāng)加大3S技術(shù)的研究投入，吸取發(fā)達(dá)國(guó)家先進(jìn)的測(cè)繪經(jīng)驗(yàn)，不斷完善我國(guó)特色3S技術(shù)，確保國(guó)土資源測(cè)繪工作不斷發(fā)展，得到長(zhǎng)足進(jìn)步。

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