三維GIS在農(nóng)村土地整治中的應(yīng)用

張成時(shí)

（貴州省有色金屬和核工業(yè)地質(zhì)勘查局二總隊(duì)，貴州六盤水 553000）

1 三維GIS技術(shù)概述

（1）三維GIS技術(shù)的概念

三維GIS 系統(tǒng)是隨著計(jì)算機(jī)可視化技術(shù)的發(fā)展和2D GIS技術(shù)的成熟，在20世紀(jì)90年代初開始被人們關(guān)注的。三維GIS 是從數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)到空間查詢再到建模分析，都建立在三維數(shù)據(jù)模型基礎(chǔ)上的地理信息系統(tǒng)。三維GIS功能的實(shí)現(xiàn)以及實(shí)用系統(tǒng)的開發(fā)，關(guān)鍵在于三維數(shù)據(jù)模型與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、三維空間關(guān)系與空間分析以及三維可視化等關(guān)鍵問題的解決。它能夠給人們更真實(shí)的感受，以立體造型技術(shù)為用戶展現(xiàn)出地理空間現(xiàn)象，實(shí)現(xiàn)了空間對象間平面關(guān)系的表達(dá)，并對它們之間的垂向關(guān)系進(jìn)行了描述。

（2）三維GIS研究的進(jìn)展

三維GIS 有其獨(dú)特的優(yōu)勢，它比二維GIS 技術(shù)更有效地做到了對三維現(xiàn)實(shí)世界的描述和模擬。雖然三維GIS 技術(shù)是在20 世紀(jì)90 年代初才被人們關(guān)注，但是其研究進(jìn)程發(fā)展卻較快，在20 世紀(jì)60 年代時(shí)就已經(jīng)被加拿大開發(fā)，并隨著科技的完善在不斷的發(fā)展。現(xiàn)階段國內(nèi)較為常用的三維GIS 技術(shù)主要存在于北京以及武大，例如武大吉奧信息技術(shù)的Geo-Globe等。

（3）三維GIS技術(shù)的特點(diǎn)

現(xiàn)階段三維GIS 技術(shù)的主要特點(diǎn)包括以下幾個(gè)方面：研究對象從地球表面拓展到全空間；多源數(shù)據(jù)融合；基于WebGL 技術(shù)的Web 三維以及三維GIS 標(biāo)準(zhǔn)化與數(shù)據(jù)共享。在三維GIS技術(shù)發(fā)展的過程中，隨著科技的進(jìn)步，技術(shù)人員在進(jìn)行三維建模時(shí)，在其中融入了其他的數(shù)據(jù)模型，通過三維空間數(shù)據(jù)庫的管理，針對不同的城市環(huán)境，可以采取不同的數(shù)據(jù)進(jìn)行建模，其數(shù)據(jù)模型既包括了地上的景觀模型、地層模型，又包括了地下實(shí)體模型，真正做到了研究對象的全覆蓋。隨著信息獲取技術(shù)的進(jìn)步，三維GIS技術(shù)能夠獲取的信息越來越多，不斷地?cái)U(kuò)大其空間數(shù)據(jù)庫，并實(shí)現(xiàn)了多源數(shù)據(jù)的融合。

（4）三維GIS技術(shù)的優(yōu)化

隨著舊三維GIS技術(shù)潛在弊端的暴露，技術(shù)人員加強(qiáng)了對三維GIS技術(shù)的研究，并逐漸推出了二三維一體化GIS 平臺軟件。在傳統(tǒng)的三維GIS 技術(shù)中，存在著大量數(shù)據(jù)處理與管理的缺陷，隨著對三維空間模型數(shù)量的需求增大，龐大的數(shù)據(jù)處理為傳統(tǒng)三維GIS 技術(shù)帶來了巨大的壓力。通過二三維一體化技術(shù)的推行，借助二維GIS 成熟的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、強(qiáng)大的分析手段以及成熟的業(yè)務(wù)處理流程，幫助三維GIS技術(shù)實(shí)現(xiàn)了海量數(shù)據(jù)的處理，使得GIS技術(shù)真正實(shí)現(xiàn)了對更宏觀、更綜合的數(shù)據(jù)模型的建立。

2 農(nóng)村土地整治的意義

（1）有利于我國社會(huì)主義新農(nóng)村建設(shè)

開展農(nóng)村土地整治可以推動(dòng)我國社會(huì)主義新農(nóng)村建設(shè)?，F(xiàn)階段，根據(jù)調(diào)查結(jié)果顯示，農(nóng)村土地資源存在著布局散亂、亂搭自建房、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)較落后的問題，進(jìn)行土地整治工作，能夠有效地對土地資源進(jìn)行規(guī)劃，加強(qiáng)農(nóng)村基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。隨著基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的完成，農(nóng)村的土地利用更加合理，不僅改變了現(xiàn)階段農(nóng)村的面貌，更改善了農(nóng)村居民的居住質(zhì)量，推動(dòng)了新農(nóng)村建設(shè)工作。

（2）有利于優(yōu)化用地布局

土地資源浪費(fèi)主要是由于農(nóng)村地區(qū)對土地的用地布局的不合理。在農(nóng)村地區(qū)，大部分居民對土地的利用屬于粗放形式，用地布局也較為凌亂，不僅影響到了農(nóng)村住房的布局，也減少了農(nóng)村居民的人均土地面積。進(jìn)行農(nóng)村土地整治工作，能夠?qū)r(nóng)村的建筑用地進(jìn)行有效的資源整合，系統(tǒng)地進(jìn)行用地的布局，可以最大化地實(shí)現(xiàn)土地資源的規(guī)模效益，提升農(nóng)村土地資源用地的合理性。

（3）有利于實(shí)現(xiàn)土地利用規(guī)劃

現(xiàn)階段，農(nóng)村的土地利用規(guī)劃并不清晰，大多都按照當(dāng)?shù)厝嗣竦纳钏揭约白陨砝们闆r進(jìn)行使用，導(dǎo)致用地方式極為粗放、且人均占地面積不平衡，甚至有部分人的建筑用地已經(jīng)超過了國家的規(guī)定水平。進(jìn)行農(nóng)村土地整治工作，對土地進(jìn)行科學(xué)、合理的規(guī)劃，按照規(guī)劃好的土地進(jìn)行土地資源的使用，有利于落實(shí)土地整治工作，減少對耕地的不合理占用。

（4）有利于土地資源利用

進(jìn)行農(nóng)村土地整治工作，通過對土地資源的規(guī)劃、對整個(gè)農(nóng)村用地進(jìn)行系統(tǒng)性的合理布局，能夠有效地利用土地資源。我國雖然幅員遼闊，但實(shí)際的人均耕地面積并不多，若是對土地資源利用不合理，會(huì)造成耕地面積的減少，不利于保證我國的糧食生產(chǎn)安全。農(nóng)村土地整治工作是對農(nóng)村地區(qū)對田、水、路、林、村進(jìn)行綜合整治，有效地提高了土地資源的利用率，促進(jìn)了土地資源的循環(huán)利用，推動(dòng)了社會(huì)主義新農(nóng)村建設(shè)。

3 三維GIS技術(shù)在農(nóng)村土地整治中的應(yīng)用

（1）輔助土地整治規(guī)劃

三維GIS技術(shù)的使用能夠建立科學(xué)的三維模型，幫助土地整治管理和設(shè)計(jì)者設(shè)計(jì)方案，提供有效的幫助。在三維GIS 技術(shù)中，其擁有龐大的空間數(shù)據(jù)庫，根據(jù)三維GIS 的空間分析工具，能夠?qū)ν恋刭Y源進(jìn)行合理的預(yù)測，并建立科學(xué)的三維模型，包括農(nóng)村土地的樹木模型，地下水流向以及道路模型。通過對這些基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的掌握，在實(shí)際進(jìn)行土地整治工作時(shí)，技術(shù)人員可以根據(jù)由三維GIS技術(shù)提供的科學(xué)數(shù)據(jù)對土地資源進(jìn)行合理的規(guī)劃，不僅保障農(nóng)村土地整治工程的展開，還為土地整治管理者和設(shè)計(jì)者提供了合理的方案。

（2）提高土地整治的工作效率

在村土地整治工作中，除了要對土地資源進(jìn)行合理的規(guī)劃之外，還要對農(nóng)村當(dāng)?shù)氐牡丶M(jìn)行系統(tǒng)性的管理。但由于農(nóng)村居民較多，其登記信息變化較頻繁，因此處理起來較為困難，導(dǎo)致土地整治工作整體工作流程的減慢。通過三維GIS技術(shù)的實(shí)施，能夠?qū)⑤^大的數(shù)據(jù)進(jìn)行系統(tǒng)性的整理，隨著信息技術(shù)的推進(jìn)，在進(jìn)行數(shù)據(jù)整合時(shí)，不需要投入過多的人力物力資源，并且信息數(shù)據(jù)的處理實(shí)現(xiàn)了高速運(yùn)行，有效地提高了土地整治工作的工作效率。

（3）進(jìn)行項(xiàng)目預(yù)算

三維GIS系統(tǒng)包括了三維可視化技術(shù)，在三維可視化技術(shù)當(dāng)中，它涉及了計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、人機(jī)交互和計(jì)算機(jī)視覺等多個(gè)領(lǐng)域。其中，在對大量的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理時(shí)，可以通過計(jì)算機(jī)圖形學(xué)對圖形或者圖像進(jìn)行處理，將其生動(dòng)而形象地體現(xiàn)出來，真正實(shí)現(xiàn)了將較為枯燥的數(shù)據(jù)，通過科學(xué)的計(jì)算將其轉(zhuǎn)化為直觀的圖形和圖像信息。

通過三維GIS 系統(tǒng)運(yùn)算得出的結(jié)果能夠有效地運(yùn)用到實(shí)際的土地整治工作當(dāng)中。工作人員可以根據(jù)完整的計(jì)算結(jié)果，對整個(gè)農(nóng)村土地整治工作進(jìn)行全面性的監(jiān)管，并設(shè)計(jì)合理的方案對土地進(jìn)行規(guī)劃和布局。隨著信息技術(shù)的進(jìn)步，圖像處理系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)高效工作，大大減少了對土地資源的測量時(shí)間，同時(shí)避免了不必要的人力資源投入，真正做到了成本控制。該技術(shù)的運(yùn)用不僅有效地為土地整治工作提供了科學(xué)合理的數(shù)據(jù)源，同時(shí)也提高了農(nóng)村土地整治工作的工作質(zhì)量。

（4）實(shí)現(xiàn)土地的動(dòng)態(tài)監(jiān)測

土地資源會(huì)根據(jù)當(dāng)?shù)鼐用竦纳顥l件水平的提高以及當(dāng)?shù)氐幕A(chǔ)設(shè)施建設(shè)的變化而發(fā)生改變，因此需要加強(qiáng)對土地的動(dòng)態(tài)監(jiān)測。在三維GIS 技術(shù)當(dāng)中，紋理映射是其最成功的技術(shù)之一，通過紋理映射能夠建立出十分逼真的場景，并通過三維模型將其展現(xiàn)出來，能夠讓設(shè)計(jì)者更為直觀地看到土地資源的整體情況，同時(shí)，根據(jù)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，三維GIS技術(shù)能夠做到數(shù)據(jù)的整合和分析，推定出一定的變化趨勢并將其數(shù)據(jù)進(jìn)行導(dǎo)出。除此之外，三維GIS技術(shù)是科技快速發(fā)展的產(chǎn)物，其與信息技術(shù)進(jìn)行了較大的融合，在三維GIS技術(shù)當(dāng)中有較強(qiáng)的計(jì)算機(jī)技術(shù)的參與，因此其能夠?qū)ν恋剡`法案件的發(fā)展與變化進(jìn)行及時(shí)的把握，并為執(zhí)法決策提供重要的依據(jù)，提高土地制整治工作的工作質(zhì)量。

4 結(jié)束語

隨著三維GIS技術(shù)的不斷完善，其在農(nóng)村土地整治工作中的作用日益增加，合理地運(yùn)用三維GIS 技術(shù)，不僅能為土地整治工作提供科學(xué)完整的數(shù)據(jù)，更能夠幫助土地整治工作控制成本，促進(jìn)社會(huì)主義新農(nóng)村的建設(shè)。