浅析“3S”技术在土地资源管理中的应用进展

2023-01-04冀增胜

农业开发与装备 2022年1期

冀增胜

（青州市自然资源和规划局，山东青州 262500）

0 引言

我国是一个幅员辽阔的大国，国土面积位居世界第三。从总量上来看我国土地资源丰富，但从人均上来看我国土地资源则十分稀缺，究其原因就是因为我国拥有者庞大的人口，因此调节好人口与土地资源之间的紧张关系，是我国稳定发展的重要一环。3S技术在信息采集方面的优秀表现为土地资源管理增添了不小助力，有效提升了各级部门在土地资源管理上的工作水平，充分发挥了土地资源的经济效益、社会效益。

1 土地资源管理相关概述

土地资源管理是一种综合性、计划性、组织性活动，通过政治、经济、技术等手段来对土地资源做控制和规划，使其发挥出更大的经济效益、生态效益以及社会效益。土地资源管理对于我国这种幅员辽阔但人口基数大的国家非常重要，因为土地这种再生速度慢的可再生资源是生产生活立足的根本，是限制城市、乡村发展的重要因素，是农业、工业、服务业开展活动的必要基础。

2 3S技术相关概述

RS（卫星遥感技术）、GPS（全球定位系统）、GIS（地理信息系统）因为结尾都是S，所以被并称为3S技术。这三个高科技技术借助的信息采集途径不同，比如遥感技术、空间技术等，但都借助了卫星系统和计算机技术，能够准确地对空间信息进行采集，准确定位目标，模拟预测目标的变化趋势，是功能非常强大的技术体系。

2.1 RS技术

RS技术即遥感技术，是指从高空或外太空空间接收来自地球表面各类物体的电磁波信息，并对这些信息进行扫描、摄影、传递、处理，实现对地表物体、现象的超远距离探测、识别的技术[1]。RS技术的开展借助卫星能够达到最大空间范围的遥感，因此，也被称为卫星遥感技术。RS技术如今天气气象观测预报、现代化农业病虫害监测、植被资源调查、作物产量估测、土地资源调查、考古调查、海洋资源调查等诸多方面，是人类从宏观角度了解资源、环境的重要手段。RS技术主要包括传感器技术、信息传输技术、目标信息特征分析技术等技术细项，可借助电子波、声呐、物理场等介质途径来了解地球表面的物体和现象，因此常被划分为电磁波遥感技术、声呐遥感技术、重力遥感技术、磁力场遥感技术等。又因为RS技术应用的领域不同，可以分为海洋遥感技术、陆地遥感技术、气象遥感技术、环境遥感技术等。

2.2 GIS系统

GIS系统即地理信息系统，是一种在计算机辅助下对地球表层中相关地理数据进行采集、分析、描述等操作的技术系统[2]。GIS系统由计算机、空间数据库、地理信息系统软件等部分组成，能够对地理信息实现动态监测、可视化现实、真实再现，是相关部门、工作人员掌握第一手地理信息的重要工具。GIS系统以位置与地理信息为核心，经纬度坐标与地理信息相结合明确标识一个地点和方位，才能够更好地被用户所掌握用于了解其相关信息，为人类活动提供支持。与RS、GPS技术相比，GIS系统更偏向于对已采集地理信息数据的汇总处理和分析应用，因此，GIS系统所使用的数据通常来源于卫星遥感技术RS和全球定位系统GPS。GIS系统能够顺利读取RS技术、GPS技术获取的数据和照片，并直接从数字图像中获得目标对象的特征，以二维或三维的方式进行捕捉和处理。

2.3 GPS系统

GPS系统即全球定位系统，是一种以卫星为基础、以无线电为导航的高精度定位系统，能够准确获取近地空间中地表物体的地理位置、移动速度、准确时间等信息，能够为用户提供全天候、全球覆盖服务[3]。GPS系统在测绘方面有着卓越的贡献，其在工程测量、大地测量、资源勘察等诸多测绘领域的使用有效降低了测绘工作人员的工作压力和工作难度，提高了测绘工作的质量和效率，为测绘领域的技术变革提供了关键力量。土地资源管理以测绘为基础，GPS系统对土地资源管理有着重要影响。相对于传统的测量技术，GPS系统具有受环境因素干扰小、测量精度高、功能强大、全天候测量、自动化测量等诸多优势，是让土地资源管理部门及工作人员掌握一手土地资料的重要途径。我国的北斗卫星导航系统自主研发建立后，能够为土地资源管理等相关领域提供更加精确、严密、安全、稳定的测量数据。

3 3S技术在土地资源管理中应用进展

3.1 土地利用状况调查中应用3S技术

3S技术在土地利用状况调查中的应用比较常见，土地利用状况调查是土地资源管理工作中比较基础的一个环节，在此基础上进行后续的资源管理、规划等操作。3S技术在土地利用状况调查中主要有三个过程：首先需要通过RS技术或GPS技术对调查目标地区的土地利用状况进行分类，比如对采矿区、水库区、盆地、农田等不同区域土地的实际利用状况进行分类，并提取土地利用信息制作专项地图、模型，为后续的处理和评价奠定基础。其次是建立针对土地利用状况调查的数据库，这部分主要依赖GIS系统来完成。然后是针对调查得到的土地利用状况进行评估，评估标准是土地资源利用的适宜性，即理论上该区域内比较适宜的土地利用区域、程度和实际上区域内土地利用情况的对比，判断区域内土地利用的发展潜力。

3.2 土地动态监测中应用3S技术

3S技术在土地利用动态监测中的调查强调时效性和准确性，“动态”一次明确提高了对测量技术的要求[4]。在未应用3S技术前，土地资源管理部门和工作人员只能对土地利用状况进行定性研究，并不能对土地资源利用的变化进行实时了解；3S技术的快速发展、卫星导航系统的建立逐步推动了土地动态监测的实现和成熟，推动土地资源管理领域逐渐向着更高水平发展。在土地动态监测中，RS技术负责监测土地的利用状况变化，这一点与土地利用状况调查相似；GPS系统负责对监测的对象区域土地利用范围进行测量，掌握土地利用动态变化，对目标区域土地利用扩大或萎缩、向某方向蔓延有所掌握；GIS系统负责对RS技术、GPS系统所采集的数据进行统一管理，并形成相应的数字模型、数字地图，供土地资源管理相关部门规划管理使用。

3.3 土地规划中应用3S技术

土地资源管理领域中土地规划是十分重要的一个部分，开展土地资源管理工作的主要目的之一就是通过规划调整资源应用结构，缓解人口压力、经济发展与土地资源地矛盾。我国的土地规划工作起步较晚，但与3S技术的结合时间并不短。借助3S技术为土地资源构建数字模型，通过模型分析讨论土地资源最大利用率的规划方式，并在城市、乡村发展中切实执行，是土地规划工作中对3S技术的主要应用方式。在土地规划部分中，GIS系统起到的作用比较大，应用频率也比较高。GIS系统的地理信息数据处理能力是支持土地规划开展的关键，GIS系统通过地理信息构建的拓扑模型、生产布局模型、适宜性模型等使政府相关部门对土地资源利用更科学、合理。

3.4 土地整理中应用3S技术

对土地进行整理使其呈现出更适合生产、生活的形状和状态，是土地整理工作开展的主要目的。以现代农业发展中所提到的高标准农田为例，农田形状规整、连片不分散是提高农业机械化水平的重要前提，因为形状不规整、分散各处的农田难以寻到适用的农业机械，很多种植操作只能依靠人力。在其他领域的发展中也是如此，土地整理对城市、乡村发展都有着重要意义。3S技术在土地整理中的应用主要依赖GPS系统，对目标土地进行实时坐标选取、实时渠道定位测量等信息采集处理，使土地资源管理部门及工作人员能够实时掌握土地整理的进度、成效，逐渐推动实际的土地现状与理论上更科学的使用方式相结合，提升土地资源地利用科学性。

3.5 注重3S技术在土地资源评价当中的科学利用

进行空间数据管理工作时，可以运用先进的GIS技术，通过科学分析以后，从中能够获取到精准的数据信息，进而使土地资源保护工作得以顺利进行，从中获取到有价值的资料信息，确保土地资源配置的合理性，降低配置不公平现象的发生率。与此同时，构建高效的土地资源评价信息控制系统，而且能够科学运用相关土地评价资料，充分发挥出信息资源的良好作用，如此，不但能够降低人力支出成本，而且也减轻了有关人员的工作压力。受到3S技术不断进步的影响，能够使整体的工作效率得以提升，完成科学分类相关土地资料的任务，带给后续评价土地工作很大的帮助，使其能够顺利开展。所以，注重3S技术在土地资源评价当中的科学利用可谓十分关键。

3.6 实现国土空间的合理规划，增强乡村振兴的效果

通过科学运用先进的RS技术，能够准确获得城市、乡村的规划用地影像，构建相应的三维定位模型，借助GPS技术定位的方式，能够把所得到的相关数据信息及时上传到后台服务器当中，达到科学处理有关数据信息的目的。依靠GIS技术，能够得到有关数据信息，然后科学进行分析，依据具体的工作需求情况，建立相应的规划数据库。所以，借助当前常见的GIS技术与相关软件，能够让城市的规划与决策人员及时获得重要的信息资料。与此同时，可以将3S技术运用到乡村振兴工作当中，同样体现出良好的功效与作用。当然，也能够在水质的监测、山体滑坡与矿山的修复等领域当中，发挥出良好的效果。特别在最近几年，我国积极开展自然环境的保护与治理工作，由此使得绿色环保理念得到了推广与宣传。借助3S技术，能够节省更多的劳动力与物资，及时得到最新的数据信息，对乡村土地类型的监测、大棚房的清理等工作非常有利，使有关政府部门的工作得以顺利进行，增强了对广大农民的服务质量。鉴于此，科学运用GIS信息管理系统，能够建立出山水田湖等不同类别与领域的信息化管理平台，从而带动乡村振兴工作的进程，凸显出相关技术的功效。

4 3S技术未来的发展趋势

4.1 土地资源管理工作的实时性特征更加显著

当3S技术得到广泛运用以后，让土地资源管理工作表现出技术集成的特征，能够看出3S技术的优势，并且令此项技术的应用空间进一步变大。然而由于属于初期时期，呈现出技术方面的缺陷，因而，应该不断提高性能。与此同时，现阶段，应用十分简单化，在不同技术集成方面的运用效果并不理想，难以体现出各自的优点，仅可以对数据、软件的集成方面产生一定的影响，假如为了不再受到技术方面限制的目的，应该实现不同技术之间的紧密结合，借助此项措施，能够完成有效监控土地资源管理工作情况的任务，通过对有关土地资源数据变化的科学运用，增强监测的成效。

4.2 遥感技术呈现出三高势态

从未来的角度来说，遥感技术呈现出三高的势态，体现出很高的空间分辨率、时间分辨率等方面的特征，同时不再受到数字图像处理技术方面的限制，以便实时监控土地利用的情况，完成监测工作的具体任务，因而，发挥出3S技术应有的功效与作用。依靠土地利用数据库能够更新相关数据信息，并且合理运用卫星遥感技术，达到准确观测的目的。并且，也增强了遥感分类技术的运用成效，便于进行物体的辨识，加快了分类自动化技术的发展速度，使得有关外业工作获得顺利开展。

4.3 地理信息系统得以优化

针对3S技术而言，其发展的空间非常大，在这当中，依靠技术的日益更新，使得地理信息系统得以优化，推动了土地资源管理自动化建设的进程。有关土地资源管理部门能够调出并分析从前的土地利用信息情况，科学使用该系统，能够得到众多有价值的信息，完成电子政务跟踪的任务，以便确保所有的业务均可以做到有源可溯，与此同时，相关管理人员能够实时管理具体的情况，将土地信息输入到网站当中，便于有关用地单位开展查询工作。除此之外，也使土地交易网络化管理工作得以顺利进行，带给相关部门的管理工作很大的帮助。