土地调查中3S技术的集成应用分析

2016-08-06王江成

大科技 2016年35期

关键词：土地资源信息

王江成

（贵州省第三测绘院贵州贵阳 550000）

土地调查中3S技术的集成应用分析

王江成

（贵州省第三测绘院贵州贵阳 550000）

土地调查作为我国一项十分重要的法定制度，是将我国土地资源进行全面查实查清的非常重要的手段。将以GIS、RS、GIS为代表的3S技术应用到土地调查中，能够大大的提高土地调查的工作效率和数据精确度。本文主要阐述了土地调查中3S技术的应用。

土地调查；RS；GIS；GPS；应用

引言

3S技术的不断发展，其高效的数据获取、强大的空间数据处理分析以及直观生动的地图数据表达显示能力不断的显现出来，被广泛的应用在多个领域。将3S技术应用到土地调查中，能够为土地调查工作提供重要的技术支持，构成了对空间数据实时进行采集、更新、分析、处理及为各种实际应用提供科学决策的强大技术体系。在我国第二次全国土地调查工作中，3S技术被第一次应用到土地调查作业中，根据实际经验发现，3S集成技术的应用极大的提高了工作效率和精度。

1 3S技术在土地资源调查中应用特点

1.1 RS

即遥感技术。可客观、全面、立体、实时放映地物地貌景观，可通过遥感成像特征与土地资源自然要素的对应关系，快速解译土地类型和土地利用类型及空间分布界线，为土地资源调查提供了省时、省力、快速、准确的技术手段。

1.2 GIS

即地理信息系统。可对RS和实地调查和相关资料提供信息数据处理的平台，可对调查区的土地单元建立属性数据库和空间属性数据库（图形），可对数据进行编辑、存储、组织、空间查询和分析，直接为用户提供调查成果。

1.3 GPS

即全球定位系统。具有全球性、全天候、连续性和实时性的导航、定定时功能，可提供实时、精密的地理坐标，提高RS空间数据信息的准确性，提高制图的精度，可补充RS信息的不足。

2 3S技术在提高土地调查能力的重要作用

具体地说，“3S”技术在以下方面充分体现了全面提高土地调查能力的重要作用：

2.1 改进抽样设计

在抽样框的建立与维护上，通过将覆盖范围广、时间获取快的主要来自卫星遥感的影像与普查资料、调查资料相结合，使丰富的普查、调查数据发挥了更大作用，为构造在基本调查单元（行政村、网格等）上的空间抽样框提供了可能性，也大大降低了成本。在实际调查单元的抽选上，以卫星、航空、无人机等高分辨空间影像为参考对抽样单元进行划分整理，为提高抽样效率提供了更多的辅助信息。

2.2 提高调查技术

在现场调查工作中，应用以GPS技术为基础的调查设备，结合空间影像以及电子地图数据，既能完成实地路线的设计和目标查找，也能进行样本单位区的定位、边界勾画、面积测量等工作，全面提升数据采集的综合能力。

2.3 强化质量控制

将空间信息和网络、通讯技术结合，实时获取现场调查情况和调查数据，实现对调查全过程、全时段的监控，进一步强化对现场调查的质量管理。

2.4 完善估计方法

以空间信息为辅助，建立相关的估计模型，对一些重点地区土地资源情况进行估计，满足更多、更广泛的需求。

2.5 拓展统计领域

通过应用现代遥感技术，获得全面的土地资源信息，进行全覆盖的监测。

2.6 创新服务方式

将海量的土地资源信息借以网络技术、地理信息系统和空间分析的有机整合，以新的内容和形式，创新统计信息服务方式，为政府、行业和社会公众提供更直观、方便、多样、有效的信息服务平台。

目前，我国已经积累了空间信息技术在土地调查工作中的应用经验。随着国家卫星技术、对地观测技术的快速发展，“3S”空间信息技术在土地资源调查方面的应用将会逐步加强，从而为满足政府决策、行业发展和人民生活的需求，提供更准确、更快捷、更丰富、更权威的土地资源统计数据信息和数据共享、分析和互动平台。

3 3S集成在土地资源调查中的应用

3.1 3S集成概述

遥感、全球定位系统、地理信息系统是目前对地观测系统中空间信息获取、存贮管理、更新、分析和应用的三大支撑技术，3S集成是指三种技术与其他相关技术有机地集成在一起，是一种有机的结合、在线的连接、实时的处理和系统的整体性。GPS提供实对而准确的定位信息，对于空间数据的确定有特殊意义；RS技术利用某些仪器设备，在不与被研究对象直接接触的情况下，收集其数据，通过处理分析最后提取和应用有关对象信息，是一种高效的信息采集手段，具有极高的空间时间分辨率；GIS是利用现代计算机图形和数据库技术来输入、存贮、编辑、查询、分析、决策和输出空间图形及属性数据的计算机系统，它能够把现实生活中的种种信息有机地与反映地理位置的图形信息结合在一起，可根据查询与分析将信息真实、直观地展现在用户面前，也可将分析决策模型处理结果提交各级管理部门决策参考。

即RS发现变化，GPS测量变化区域，GIS统一管理数据。3S技术为科学研究、政府管理、社会生产提供了新一代的观测手段、描述语言和思维工具。

3.2 3S集成在土地资源调查中的应用

3S的结合应用，取长补短，是一个自然的发展趋势，三者之间的相互作用形成了“一个大脑，两只眼暗”的框架（如图1），以从RS和GPS提供的浩如烟海的数据中提取有用信息，并进行综合集成，使之成为决策的科学依据。

图1 3S集成框架

RS是进行土地资源调查的第一步，必须肯定RS具有周期性、现实性的优势，但在实际的操作过程中，对于一些基层部门很难获取周期性的、准实时的航片、高分辩率卫片，我们一般是对图像的几个波段进行处理，通过运算和变换，使图像在亮度、反差、彩色等方面适应人眼视觉和生理习惯，便于在计算机屏幕上提取空间信息。对变化区域的具体位置要在野外用GPS进行定位，GPS要提供变化区的封闭记录，数据处理后要由GIS的数据进行统一的编辑、管理。可见：3S技术进行土地资源调查有着以下特点：①加快了土地资源调查与制图速度；②精简了费用；③制图精度大为提高；④可以将一般的土地资源调查转入为土地资源动态监测。除了3S技术外，其它诸如数据库等高新技术已经逐步应用于土地资源调查，随着计算机等技术的发展，土地资源调查自动化程度将逐步加快。GIS、RS和GPS三者集成利用，构成为整体的、实时的和动态的对地观测、分析和应用的运行系统，提高了GIS的应用效率。

在实际的应用中，较为常见的是3S两两之间的集成，如GIS/RS集成，GIS/GPS集成或者RS/GPS集成等，但是同时集成并使用3S技术的应用实例则较少。RS、GIS、GPS集成的方式可以在不同的技术水平上实现，最简单的办法是三种系统分开而由用户综合使用，进一步是三者有共同的界面，做到表面上无缝的集成，数据传输则在内部通过特征码相结合，最好的办法是整体的集成，成为统一的系统。由于3S技术自身的优势，己成为土地资源调查愈来愈有效的工具和手段，主要是在土地资源信息的获取、更新、处理以及资料与实地的准确性等方面有着不可替代的作用。3S技术已经应用于土地资源调查的整个环节（图1）。

4 案例分析

4.1 应用3S技术湿地资源调查

济宁市中区全面开展湿地资源调查，为湿地资源的保护管理和合理利用提供统一完整、及时准确的基础资料和科学依据。市中区地处南四湖流域，湿地资源十分丰富，共有河流湿地、湖泊湿地、人工湿地等3大类9种湿地类型。这次湿地资源调查工作是在前一次调查工作的基础上进行的，调查首次采用“3S”技术，借助遥感图片判读和现场校正等方法，对面积8hm2以上的湖泊湿地、沼泽湿地、人工湿地以及宽度10m以上、长度5km以上河流湿地进行全面调查。

4.2 湖南省应用3S技术进行土地调查

根据国务院关于开展第二次全国土地调查的相关部署，湖南省于2007年启动了第二次土地调查。3年多来，全省共投入经费6亿多元，2.5万余人参与调查，完成了农村土地调查、城镇土地调查、基本农田调查上图、建设土地调查数据库等任务，全面获取了覆盖全省的土地利用现状信息，建立了省、市（州）、县（市）三级农村土地利用数据库，形成集影像、土地利用、土地权属、文字报告等于一体的土地调查成果。与1996年完成的第一次土地调查相比，本次调查采用了先进的方法与技术，成果转化应用更加方便。在今天召开的全省国土资源工作会议上，第二次土地调查的先进集体和个人受到表彰。此次调查全面采用了3S技术进行数据采集、编辑、储存、管理、分析和应用，并且利用GIS技术，使地类范围、土地权属界线矢量化。农村集体土地与城镇国有土地登记资料全面扫描入库，与宗地建立了一一对应关系，实现了土地利用成果信息化。