面向第三次国土调查的3S技术应用研究

发表时间:2020/8/7   来源:《科学与技术》2020年第8期   作者:张晗
[导读] 掌握全国国土利用状况和自然资源变化情况
        摘要:掌握全国国土利用状况和自然资源变化情况,是第三次全国国土调查的主要目标之一。3S技术测量方法先进,数据处理速度快,能主动发现监测变化,成果精度高且能以数字方式表现,实现了国土资源的动态更新和监测。本文对3S技术精准化调查在第三次全国国土调查中的具体应用进行分析研究,以期提高第三次全国国土调查工作效率及质量。
        关键词:第三次全国国土调查;3S技术;精准化调查
        第三次全国国土调查(以下简称“三调”)作为一项重大的国情国力调查,其目的是在“二调”成果的基础上,全面细化和完善土地利用基础数据,直接掌握翔实准确的土地利用现状和土地资源变化情况,完善国土调查、监测和统计制度,实现成果信息化管理与共享,为国民经济的建设和发展提供基础支撑。国土调查离不开测绘技术的支持,随着GPS、RS和GIS技术的快速发展,基于3S技术精准化调查的方法日趋完善,3S技术测量方法先进,数据处理速度快,能主动发现监测变化,成果精度高且能以数字方法表现,实现了国土资源的动态更新和监测。利用GIS建立的土地信息管理系统,可以在宏观上反映土地利用中存在的问题,为各级政府决策提供依据。
        1、3S技术概述
        3S技术是遥感技术(RS)、地理信息系统(GIS)和全球定位系统(GPS)的统称,是空间技术、传感器技术、卫星定位与导航技术、计算机技术、通讯技术相结合,多学科高度集成的对空间信息进行采集、处理、管理、分析、表达、传播和应用的现代信息技术。第三次全国国土调查的第二个目标是根据以往制度上的缺陷进行重新定制和完善。全国国土的综合利用是国家国土资源调查的最终目的,随着现代信息科技的不断发展进步,3S技术的运用范围也日益广泛,其可以直接从国土利用状态准确的信息监测土地资源结构的变化以及将管理信息的整体结果进行传送,以此实现信息共享。3S技术涵盖了土地管理、自然资源管理和生态系统的管理,其中的大数据将使国土资源信息进行整合和传递,从而不断完善对农业土地的勘探,并且建立起严格土地管理体系,以提高国土资源的经济利用管理水平。在当前国内房地产登记制度日益严密的背景下,国家对国土资源以及生态文明的管理力度也在不断加强,因而采用3S技术对土地进行测量和调查,从而提高其精确度。与以往的国土调查相比,第三次全国国土调查更能显示时代的特征,提高调查测量和管理的高效性。
        2、3S技术在国土调查的应用
        随着3S的发展,卫星遥感及无人机遥感影像在国土资源管理方面的应用越来越频繁,涉及面也越来越广泛;GNSS具有高精度、全天候、高灵活性等特点,广泛应用于地籍测量、矿山测量、土地勘测定界、土地动态监测等测绘工作中。CORS系统的推广应用,在国土资源测量管理中具有重要的应用价值,大大促进了GNSS在国土资源管理中的高效率、高精度测量工作;GIS技术的发展为征地迁建数据库的建立提供了便利条件。因此为提高三次调查质量,实现细化调查,建立以3S技术为支撑的三调精准化调查技术体系具有一定的现实意义。
        3、三调技术框架
        在某工作区,农村部分采用亚米级高分辨率影像,城镇部分采用的是0.2m无人机航拍影像,根据实地调查图斑地类,采用CORS技术,精确定位,调绘图斑边界,修正内业提取的图斑界限,并对影像未发现的图斑,采用测量仪器进行补测,确保每个图斑的准确性,此外在用GIS建库时发现重新建库要比在原来的基础上修改更能节省时间,并且能有效的减少时间,通过试点,建立三调技术框架。
        4、基于3S技术的三调精准化调查
        4.1、数据源的获取及图斑的制作
        (1)高分辨率卫星影像DOM制作与获取
        三调总体要求为农村土地利用现状调查部分要采用优于1m分辨率的遥感影像资料,城镇内部土地利用现状调查要采用优于0.2m的航空遥感影像资料。

在第二次土地调查中,卫星遥感影像多采用2.5m分辨率的国外卫星遥感数据,如SPOT(2.5m)、P5(2.5m)、QuickBird(0.61m)等,以及国产卫星北京一号(4m),影像分辨率较低,三调采用分辨率大于0.5m的遥感影像作为底图。
        (2)无人机遥感数据的获取
        城镇土地利用现状调查采用无人机进行航空测量,要求精度优于0.2m。无人机航拍具有机动灵活性、响应快、时效性强等特点,所获取的影像数据空间分辨率高,能精确获取城镇土地利用变化情况,并根据城镇内部土地利用调查底图为基础,按照工作分类,参展城镇规划功能分区,结合影像特征,综合判断土地利用类型,例如从影像上判断为临街门面,将会归并为城镇道路外的相邻街道。无人机航拍及数据处理主要步骤为:飞行路径的规划,根据飞行航行获取原始影像数据,使用ENVIOneButton进行影像处理,最终生产正射影像图,将无人机应用于补充卫星遥感影像监测空白区域,形成多元数据合成镶嵌影像。
        (3)GNSS获取数据信息
        GNSS具有高精度、全天候、高灵活性等特点,广泛应用于地籍测量、矿山测量、土地勘测定界等测绘工作中。CORS系统的推广应用,在国土资源测量管理中具有重要的应用价值,大大促进了GNSS在国土资源管理中的高效率、高精度测量工作。一方面,GNSS控制测量为卫星遥感影像及无人机航拍影像提供像控点,对遥感影像及航拍DOM数据成果进行检核,后期DOM纠正采用有控纠正方式,采集的像控点同时可作为像控点为DOM制作提供高精度控制资料参考;另一方面,利用CORS系统,现场核实监测图斑的范围,取证测量坐标,测量硬化地面面积、建筑物高度,弥补了卫星遥感及航拍影像精度较低的不足。
        4.2、GIS系统与“互联网+”开展内外业精准调查
        以往的土地调查工作组中,由于地方举证材料可信度问题,导致出现地方多次举证、上级反复核实现象,使得社会资源严重浪费、程序反复、工作周期长。因此三调将全面采用“互联网+举证”的方法进行调查,根据要求搭建三调调查平台。三调平台的搭建主要分为两个方面:一是Web端的审核分发系统;二是移动端调查APP。Web端系统主要实现影像查看和调查成果的核查。将图斑从网页端以任务的形式下发到相应的调查部门,层层分级,并严格控制权限,形成调查可追溯到人的工作机制,并且将“互联网+”应用到实际工作中,实现零距离审核,能够进一步增强管理控制力,提高调查工作效率,提升调查成果质量,降低调查工作成本,其技术流程如图2所示。在调查过程中,由管理人员通过Web系统将图斑分发给外业调查人员,调查人员使用带卫星定位功能和方向传感器的手机,利用移动端软件,根据图斑显示位置对图斑信息进行采集,拍摄包含图斑实地GPS坐标、拍摄方位角、拍摄时间、实地照片及举证说明等综合信息的加密举证数据包,并上传至Web端,审核人通过Web对外业调查信息进行审核。
        5、结语
        综上所述,相较于第二次全国土地调查,第三次全国国土调查对国土管理精准化水平提出了更高的要求。因此,在第三次全国国土调查过程中,国土调查人员应合理利用3S技术,从技术框架设置、卫星遥感数据信息提取及制作、外业精准调查审核等方面,全面提升国土调查中卫星数据信息摄取精准度,充分发挥3S技术空间分析、管理能力,为第三次全国国土调查工作顺利开展提供保障。
        参考文献:
        [1]基于3S技术在第三次全国国土调查中的应用探究[J].郑玉兰.冶金管理.2019(21)
        [2]3S技术在第三次全国国土调查中的应用[J].王铎.住宅与房地产.2020(06)
        [3]3S技术精准化调查在第三次全国国土调查中的应用[J].张翠华.住宅与房地产.2019(12)
       
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