浅谈3S技术集成在土地利用更新调查中的应用

【摘　要】应用GPS 技术对空间数据快速定位，利用RS 技术提供的航片、卫星照片等影像资料，可精度较高地定位、定量到地块，直观地判读地面物体特性、资源的现势信息。把GPS、RS 获取的丰富的地物信息及其他手段补充获取的各种信息提供给GIS，GIS 利用空间数据库技术把属性数据的管理一体化，存储和分析处理多种性质的数据。实践证明采用3S 技术进行土地利用现状更新调查，一方面可以极大提高土地利用现状更新调查的效率和质量，另一方面可以建立土地利用现状调查动态更新机制，为进行土地利用现状的日常变更和年度变更奠定基础，从而保证图、数、实地的一致，为国土资源管理提供现势性的基础资料。

【关键词】 GPS；RS；GIS；3S 技术集成；土地利用；数据更新

0.引言

土地资源是发展农业生产的重要物质基础，也是制定各种城市发展规划的基本依据，摸清土地利用现状，探讨土地资源合理开发以及综合利用的途径，是土地利用研究的重要内容。综合利用RS、GIS 和GPS等先进技术，研究一种实用的土地利用变化的监测方法, 即：以原土地利用图数字化的矢量数据为“本底”数据，将处理后的SPOT5 卫星影像叠加，通过目视判读，确定已发生变化了的地块，最后到实地用差分GPS进行变化监测。这套工作流程，不仅可以发现地块的变化，同时也修改和更新了变化地块的空间信息。

1.3S技术及其应用范围

1.1遥感( RS)

遥感技术是从远距离感知目标反射或自身辐射的电磁波、可见光、红外线目标进行探测和识别的技术. 现代遥感技术主要包括信息的获取、传输、存储和处理等环节. 遥感技术广泛用于军事侦察、导弹预警、军事测绘、海洋监视、气象观测和互剂侦检等. 在民用方面,遥感技术广泛用于地球资源普查、植被分类、土地利用规划、农作物病虫害和作物产量调查、环境污染监测、海洋研制、地震监测等方面。

1.2全球定位系统( GPS)

全球卫星定位系统是一种结合卫星及通讯发展的技术,GPS 用于各类信息的空间定位,利用导航卫星进行测时和测距. 它具有全天候、全覆盖、七维定点定速定时高精度、快速、省时、高效率等特点,且不受任何天气的影响,应用广泛,可移动定位,现在已经广泛应用于农业勘测、车辆调度、监控系统、道路施工等。

1.3地理信息系统( GIS)

地理信息系统是在计算机硬、软件系统支持下,对整个或部分地球表层(包括大气层) 空间中的有关地理分布数据进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统. 地理信息系统处理、管理的对象是多种地理空间实体数据及其关系,包括空间定位数据、图形数据、遥感图像数据、属性数据等,从而为土地利用、资源管理、环境监测、交通运输、经济建设、城市规划以及政府部门行政管理提供新的知识,为工程设计和规划、管理决策服务. GIS 是对遥感信息进行解译和分析处理,利用卫星遥感对生态环境进行动态监测是目前最经济、最快速、最客观的方法之一。

2.3S技术在土地利用更新过程中的应用

2.1遥感技术的应用

遥感技术在土地利用更新调查中的应用流程主要包括：①航片、卫片纠正，生成所需的正射影像图；②导入土地利用现状基年空间数据；③影像叠加，建立土地利用地类识别样本；④利用土地利用现状基年数据与影像套合，进行影像光谱分析；⑤确定土地利用变化源；⑥生成更新记录表与图。采用遥感方法对土地利用进行更新，其优点主要是具有宏观、综合、动态、快速发现变化区域的特点，获得的遥感信息具有探测范围大、资料实时新颖、信息丰富、影像处理较为容易等特点。

2.2全球定位系统技术的应用

目前，GPS 在大地测量方面已逐步取代常规三角测量和导线测量，用于建立各种等级控制网，还广泛应用于城市工业、民用建筑，各种专业地形图测绘，城乡地籍测量等方面。在土地利用调查中，通过航天、航空遥感提供的航片、卫片等影像资料，可以直观地判读地物特性和资源的现势信息，但是一些诸如权属等属性、变化的线状地物宽度、零星地物等影像资料无法表示，就可以在GPS 技术引导和准确定位下加以确认。GPS 技术在大地利用更新调查过程中主要实现以下工作：①利用差分定位方式完成外业数据的测量；②在实地根据测量的情况和实际情况填写外业调查表；③坐标变换，完成GPS 采集坐标系向土地利用现状数据库坐标系统转换；④依据有关的技术规程完成内业测量数据整理，形成标准的土地利用更新图；⑤根据更新测量图形和记录表形成更新数据交换文件。GPS 有静态、动态两种测量方式，由于静态测量方式工作周期长，工作效率低，在土地利用数据库变更工作中采用GIS 型GPS 接收机进行动态测量差分接收采集数据。利用GPS 实时定位技术，迅速发现图上需要实际调查的图斑位置并进行定位。

2.3地理信息系统技术的应用

采用GIS 技术的空间数据库技术可以实现属性数据和空间数据的管理一体化，准确、迅速地存储、分析和处理数据，有效地完成土地利用图件与数据的数字化更新工作，建立土地利用数据库。采用地理信息系统进行土地利用更新调查的技术流程为：①更新数据交换文件的导入；②更新数据和土地利用现状基年数据库的空间分析和叠加；③土地利用现状当年数据库的生成；④土地利用更新调查数据的生成。利用GIS 技术进行土地利用更新调查，处理数据时具有智能化处理、速度快、省时省力等优点。

3.3S技术集成方法在土地利用更新调查中的应用

遥感技术、全球定位系统技术、地理信息系统技术各有优势与不足，如遥感技术与全球定位技术能够提供土地利用变化的各类高质量的属性数据，但却难以进行数据的处理、分析和建库；地理信息系统技术具有数据处理与建库之便却无法获得土地利用变化的各类数据，故综合应用3S 技术，把它们作为一个有机的整体，以GIS 为核心实现RS、GPS、GIS 的集成，形成一个对土地利用数据进行采集、更新、处理、分析和输出的完整技术体系，是土地利用更新调查的主要技术手段。

3.1技术流程

外业调查在GPS 技术引导和准确定位下，确认变化图斑的类型、面积、范围和权属，核实地物宽度和零星地物（包括遗漏和小图斑）的量测；以遥感技术和已有的土地利用现状数据库或土地利用现状图为基础，利用计算机自动化发现变化信息，或人机交互解译提取土地利用变化信息，进行土地利用现状图的更新；内业在地面调查的基础上，利用GIS 技术在多源信息的支持下，实现对基础图件的数字化更新。

3.2技术优势

相对传统的土地利用调查方法，利用“3S”技术集成更新土地利用图件与数据具有明显的优越性，如数据准确可靠，数据处理宏观、综合、快速，耗费的时间、人力、物力少，成果资料实现了现代化管理模式等，采用“3S”技术已成为土地利用基础图件与数据更新的基本保障。

4.总结

实践证明采用3S 技术进行土地利用现状更新调查，一方面可以极大提高土地利用现状更新调查的效率和质量，另一方面可以建立土地利用现状调查动态更新机制，为进行土地利用现状的日常变更和年度变更奠定基础，从而保证图、数、实地的一致，为国土资源管理提供现势性的基础资料。

【参考文献】

［１］冯学智，王结臣，周卫等．“3s”技术与集成．商务印刷馆．2007．12（1）：1-28．