基于3S技术的土地变更调查研究

【摘 要】土地变更调查的实质是进行土地利用现状数据库更新。土地变更调查时，首选根据原土地利用现状数据库与现势性较好的遥感影像套合，提取变更区域；然后通过野外调查、GNSS测量确定变更的范围与内容；最后根据测量调查的数据进行土地利用现状数据库更新。可以看出，3S（GIS、GNSS、RS）技术贯穿土地变更调查的全过程。

【关键词】土地变更；RS；GIS；GNSS；集成

1 引言

第二次土地调查作为一项重大的国情国力调查，目的是全面查清全国土地利用状况，掌握真实的土地基础数据，满足经济社会发展、土地宏观调控及国土资源管理的需要。但是，数据更新仍然是测绘工作者面临的首要问题。国家科技基础数据库建设与发展研究报告指出：“持续更新和业务化运行是一个科学数据库存在的根本。”可以毫不夸张地说持续更新是基础地理信息数据库的生命源泉。更新时以遥感技术（RS）获取高分辨率影像作为数据源，生成正射影像工作底图；以地理信息系统技术（GIS）组织、管理、分析土地调查信息；以全球导航定位技术（GNSS）获取地面点高精度三维坐标并实施定位，3S技术的综合运用确保了高效、高标准地完成更新任务，为数据成果质量提供了坚实保障。

2 基于3S的土地变更调查

2.1 RS技术在土地变更调查中的应用

RS资料具有反映地面信息丰富、覆盖面积大、实时性强、可周期性获得、费用相对较低等特点。在实际应用中，RS用于提供大面积地物及其周边环境的几何与物理信息及各种变化参数，其对地观测的海量波谱信息为目标识别及科学规律的探测提供了精确的定性和定量数据，RS是获取土地信息的主要手段。利用RS进行土地利用变更调查的步骤为：首先进行RS影像的处理，然后将RS影像与基础数据叠加发现变化，最后通过GIS平台进行变更。

2.2 GNSS技术在土地变更调查中的应用

在土地变更调查中，遥感技术的精度不能满足对所有的变化区域进行定性和定量量测，部分图斑在利用遥感发现其土地利用类型发生变化之后，需要用GNSS准确测定其边界。GNSS数据对RS发现变化地块的方法信息是一个必要的、有益的补充。对土地利用变更调查来说，明显的、大面积的变化区域可以通过遥感影像来确定。而对于变更速度比较快的或小面积的地块，遥感影像上有的反映不出来，这时就可用GNSS接收机收到实地获取变化地块的数据，方便、快捷、经济。

2.3 GIS技术在土地变更调查中的应用

GIS在土地方面应用的主要方式是建设土地信息系统，来对一定地域内的土地利用和规划进行管理。它具有强大的空间分析功能，利用各种空间分析技术，通过对数据库中原始数据的处理，用户可以获取新的数据集，以此作为空间决策的依据。由于土地利用变化具有明显的时间、空间特性，所以对土地利用变化的研究离不开GIS的空间分析方法，GIS的空间分析功能可用于分析和揭示地理特征间的相互关系及空间模式，用户可以从中获取很多派生的信息和新的知识，可用来实现土地调查、土地规划、土地评价、土地利用动态监测中的综合评价、规划、决策、预测等各种任务。

3 3S深度集成分析

3S技术在土地变更调查过程的各个环节发挥着作用，不仅节省了传统作业时间、人力、物力成本，而且提升了国土资源管理水平，促进了国土管理信息化的发展。但是，受制于技术的局限，深层次的3S集成尚不明显。

如果能实现内外业现场的实时通信（包含双方的视频、音频），综合使用遥感变化检测、WEBGIS（车辆轨迹跟踪）、GNSS-PDA（CORS系统）等功能进而达到监控中心与作业现场互联互通、数据传输，上述问题将得到有效缓解。以4G（3G）公共网络平台为支撑的4G（3G）网络视频服务器，可以提供高速的移动网络数据传输业务，可以满足不同应用场合的上网需求，支持常用的移动通讯网络制式、支持视频输出，可直接模拟输出，支持ADSL（PPPoE）拨号，配以相应的视频音频设备和软件，可以实现两点间和多点间的互通互联。将其与笔记本电脑和GNSS-PDA作为车载设备，即可以实现3S集成技术的内外业一体化作业模式。整个系统可以分为三个部分：监控中心、土地巡查车、GNSS-PDA。3S集成技术在土地变更调查中的应用模型如图1。

图1 3S集成技术在土地变更调查中的应用

监控中心：监控中心由终端服务器、数据库服务器、软件系统以及音视频输入输出设备组成。监控中心能够正常工作的前提条件是计算机能够接入网络（Internet外部数据网），且网络带宽不少于10M。监控中心通过服务器及通信设备向巡查车及车载笔记本电脑下达指令并可跟踪车辆运行轨迹、输出视频和音频以及数据信息、接收由巡查车传回的音视频数据以及由车载笔记本电脑、GNSS-PDA传回的外业数据。

土地巡查车：土地巡查车由普通车辆改装而成，上面装载有3G视频服务器、音视频设备、导航仪、笔记本电脑、GNSS-PDA。土地巡查车实际上是监控中心的一个子系统，所有作业现场的相关信息都将通过它向监控中心传递，当然所有来自监控中心的信息也都由它来接收。

GNSS-PDA：也可称为土地调查掌上系统，该设备可由软硬件组成：GNSS接收机、PDA（掌上电脑）、土地调查软件。土地调查掌上系统是将GNSS卡和土地变更调查软件集成到PDA中，从而实现集接收GNSS信号与实现GIS编辑于一体的功能。由GNSS-PDA所采集到外业数据可以立即导入到车载笔记本电脑里，甚至可以实施传送回监控中心服务器上，实现内业再处理，直至更新数据库。

4 结论

目前3S技术已经在土地变更调查中得到了广泛的应用，分析了各自的应用现状，并提出了3S深度集成的应用方法。通过无线网络可以紧密的将3S联系在一起，使整个作业过程能够调动各方面资源，成为一个有机的整体，方便了3S技术的应用。研究3S集成技术在二次调查成果更新中的应用，有利于3S技术有机结合，对开展土地二次调查成果更新工作具有重要的现实意义。

参考文献：

[1]陈军，李志林，蒋捷.基础地理数据库的持续更新问题[J].地理信息世界，2004（5）.

[2]付丽莉，李钢，马瑞尧.土地利用变更调查中的“3S”及其集成技术[J].测绘工程，2008（1）.