現(xiàn)代土地綜合整治項(xiàng)目中3S技術(shù)的應(yīng)用研究

摘要：隨著科學(xué)技術(shù)的更新進(jìn)步，3S技術(shù)的出現(xiàn)使土地資源管理進(jìn)入了一個(gè)全新的時(shí)代，促進(jìn)了土地資源的管理系統(tǒng)正朝著數(shù)據(jù)表達(dá)的可視化、網(wǎng)絡(luò)化以及智能化的方向發(fā)展，既彌補(bǔ)傳統(tǒng)調(diào)查手段的不足，也為土地資源的調(diào)查研究提供了新的途經(jīng)與技術(shù)支持。本文通過(guò)介紹 3S技術(shù)主要特征及其在土地資源管理決策中的一些應(yīng)用，具有一定的理論參考意義及實(shí)踐參考價(jià)值。

關(guān)鍵詞：3S技術(shù)；土地資源管理；技術(shù)應(yīng)用

1. 3S 技術(shù)概述

3S 技術(shù)是GPS（全球定位系統(tǒng)）、GIS（地理信息系統(tǒng)）和RS（遙感技術(shù)）的統(tǒng)稱(chēng)，是衛(wèi)星定位與導(dǎo)航技術(shù)、空間技術(shù)、傳感器技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)、通訊技術(shù)相結(jié)合，多學(xué)科高度集成的對(duì)空間信息進(jìn)行采集、處理、分析、表達(dá)、傳播、管理和應(yīng)用的現(xiàn)代信息技術(shù)。3S技術(shù)的出現(xiàn)使土地資源管理系統(tǒng)正逐步朝著數(shù)據(jù)表達(dá)的可視化、網(wǎng)絡(luò)化以及智能化的方向發(fā)展，目前3S 技術(shù)及其集成技術(shù)已開(kāi)始應(yīng)用于土地綜合整治項(xiàng)目中，GPS，GIS，RS技術(shù)在土地整理調(diào)查、成圖、規(guī)劃設(shè)計(jì)過(guò)程中的應(yīng)用，為提高土地整理規(guī)劃決策的實(shí)效性，大幅度地降低財(cái)力的投入，目前3S技術(shù)廣泛應(yīng)用于土地綜合整治項(xiàng)目包括城鄉(xiāng)建設(shè)用地增減掛鉤項(xiàng)目、土地整理復(fù)墾開(kāi)發(fā)項(xiàng)目和高標(biāo)準(zhǔn)基本農(nóng)田建設(shè)項(xiàng)目等，RS、GPS、和GIS三者的有機(jī)結(jié)合，構(gòu)成了整體上的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)對(duì)地觀測(cè)、分析和應(yīng)用的運(yùn)行系統(tǒng)，為科學(xué)研究、政府管理、社會(huì)生產(chǎn)提供了新一代的觀測(cè)手段、描述語(yǔ)言和思維工具。

2. GPS在土地綜合整治項(xiàng)目中的應(yīng)用

GPS是20 世紀(jì)70 年代由美國(guó)研制的現(xiàn)在在民用及工程中廣泛應(yīng)用的一套空間衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)，GPS接收機(jī)按照用途可分為導(dǎo)航型、測(cè)地型和授時(shí)型接收機(jī)，目前測(cè)量單位一般使用的是帶對(duì)中裝置的GPS接收機(jī)（測(cè)地型）、亞米級(jí)手持GPS接收機(jī)和無(wú)人機(jī)攜帶的GPS接收器。利用GPS 接收設(shè)備采用的GPS 測(cè)量技術(shù)主要有靜態(tài)和快速靜態(tài)技術(shù)、差分GPS、實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位技術(shù)（RTK）和網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)等。根據(jù)筆者的了解和認(rèn)識(shí)，現(xiàn)就以上三種接收設(shè)備的特點(diǎn)及測(cè)量技術(shù)簡(jiǎn)述其在土地綜合整治項(xiàng)目中的應(yīng)用。

2.1 帶對(duì)中裝置的GPS接收機(jī)

該GPS接收機(jī)具有定位精度高（精度可達(dá)厘米和毫米級(jí)）、觀測(cè)時(shí)間短（相對(duì)靜態(tài)定位僅需15-20 分鐘；快速靜態(tài)相對(duì)定位測(cè)量時(shí)，當(dāng)每個(gè)流動(dòng)站與基準(zhǔn)站相距在15km以?xún)?nèi)時(shí)，流動(dòng)站觀測(cè)時(shí)間只需1-2 分鐘；利用RTK每站觀測(cè)只需幾秒鐘）、全天候、無(wú)需通視、高效率、多功能、操作簡(jiǎn)便、應(yīng)用廣泛等特點(diǎn)。該GPS接收機(jī)在土地綜合整治項(xiàng)目中主要應(yīng)用于靜態(tài)和快速靜態(tài)測(cè)量技術(shù)進(jìn)行測(cè)區(qū)首級(jí)控制點(diǎn)、等級(jí)控制點(diǎn)的測(cè)量工作；應(yīng)用快速靜態(tài)測(cè)量技術(shù)、實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位技術(shù)（RTK）和網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)進(jìn)行航測(cè)像控點(diǎn)、圖根控制點(diǎn)和地形圖地形地物點(diǎn)的采集工作。

2.2 亞米級(jí)手持GPS 接收機(jī)

該接收機(jī)具有定位精度較高（亞米級(jí)）、全天候、不依賴(lài)通視、攜帶方便、簡(jiǎn)單易用、自動(dòng)化、快速定位、可導(dǎo)航等特點(diǎn)。該GPS 接收機(jī)在土地綜合整治中應(yīng)用于城鄉(xiāng)建設(shè)用地增減掛鉤項(xiàng)目的控制測(cè)量、宗地拐點(diǎn)測(cè)量；用于地形圖的變更測(cè)量、檢核、地類(lèi)定位、導(dǎo)航等。

2.3 無(wú)人機(jī)攜帶的GPS接收器

此GPS接收器安置在無(wú)人機(jī)上，主要用于無(wú)人機(jī)的導(dǎo)航和實(shí)時(shí)給出無(wú)人機(jī)的位置和速度。這類(lèi)接收機(jī)一般采用C/A碼偽距測(cè)量，單點(diǎn)實(shí)時(shí)定位精度較低，一般為10m。在土地綜合整治項(xiàng)目中主要利用安裝了該GPS 接收器的無(wú)人機(jī)進(jìn)行航空攝影測(cè)量，在獲取高分辨率的航空遙感影像的同時(shí)，在傳感器曝光瞬間獲得無(wú)人機(jī)的位置和飛行姿態(tài)數(shù)據(jù)，為航空遙感影像的內(nèi)業(yè)處理提供POS數(shù)據(jù)。

3. GIS在土地綜合整治項(xiàng)目中的應(yīng)用

GIS（地理信息系統(tǒng)）是在計(jì)算機(jī)硬、軟件系統(tǒng)支持下，對(duì)整個(gè)或部分地球表層（包括大氣層）空間中的有關(guān)地理分布數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、儲(chǔ)存、管理、運(yùn)算、分析、顯示和描述的技術(shù)系統(tǒng)。它具有強(qiáng)大的空間分析和數(shù)據(jù)處理功能，能夠?qū)⒖臻g和屬性數(shù)性綜合，它已廣泛應(yīng)用于測(cè)繪、資源調(diào)查、土地管理、城鄉(xiāng)規(guī)劃、自然災(zāi)害、環(huán)境監(jiān)測(cè)和預(yù)報(bào)等領(lǐng)域，現(xiàn)在在農(nóng)村土地整治項(xiàng)目中主要利用的是MapGIS 和ArcGIS 等系統(tǒng)軟件。筆者認(rèn)為，GIS 具有的強(qiáng)大功能使它在土地整治項(xiàng)目中主要用在利用遙感影像、GPS數(shù)據(jù)和相關(guān)測(cè)量數(shù)據(jù)等建立數(shù)據(jù)庫(kù)，可以用于生產(chǎn)項(xiàng)目區(qū)“4D”產(chǎn)品，繪制項(xiàng)目規(guī)劃圖、工程布置圖、項(xiàng)目單體工程設(shè)計(jì)圖等，進(jìn)行土地適宜性分析評(píng)價(jià)，設(shè)計(jì)布局土地平整工程、農(nóng)田水利工程和田間道路工程和工程量計(jì)算，建立直觀的三維模型等方面。

目前在土地整治活動(dòng)中，在高標(biāo)準(zhǔn)基本農(nóng)田建設(shè)項(xiàng)目方面已有了專(zhuān)項(xiàng)GIS 軟件—MapGIS K9 基本農(nóng)田監(jiān)管系統(tǒng)應(yīng)用于工作中，它是中國(guó)地質(zhì)大學(xué)開(kāi)發(fā)的由基本農(nóng)田建庫(kù)和基本農(nóng)田監(jiān)管兩部分組成，具有工程管理、建庫(kù)、注記編號(hào)、信息錄入、信息查詢(xún)和管理、編輯、數(shù)據(jù)檢查、成果管理和調(diào)整與補(bǔ)劃等工具和功能。相信隨著空間信息技術(shù)的發(fā)展，使決策者直觀地了解、掌握農(nóng)村村落位置布局、道路走向、土地利用分布情況，使土地整治變得科學(xué)化、模擬化，還能夠?qū)崿F(xiàn)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)的可視化三維GIS 將應(yīng)用在土地整治活動(dòng)中。

4. RS在土地綜合整治項(xiàng)目中的應(yīng)用

RS（遙感技術(shù)）通常是指通過(guò)某種傳感器裝置，在不與被研究對(duì)象直接接觸的情況下，獲取其特征信息，并對(duì)這些信息進(jìn)行提取、加工、表達(dá)和應(yīng)用的一門(mén)科學(xué)和技術(shù)。遙感技術(shù)包括傳感器技術(shù)，信息傳輸技術(shù)，信息處理、提取和應(yīng)用技術(shù)，目標(biāo)信息特征的分析與測(cè)量技術(shù)等。按照遙感器使用的平臺(tái)可分為：航天遙感技術(shù)、航空遙感技術(shù)、地面遙感技術(shù)。在土地整治活動(dòng)中，主要應(yīng)用到的是航天遙感技術(shù)和航空遙感技術(shù)，并通過(guò)遙感技術(shù)加工制作的各種圖件作為土地資源綜合整治和科學(xué)規(guī)劃的重要依據(jù)，但是由于衛(wèi)星遙感影像分辨率和地域的局限性，現(xiàn)在無(wú)人機(jī)航測(cè)遙感技術(shù)已開(kāi)始應(yīng)用于土地整治項(xiàng)目中，筆者認(rèn)為該技術(shù)及其成果在土地整治活動(dòng)中各個(gè)階段可以應(yīng)用如下：

可行性研究階段：利用無(wú)人機(jī)航測(cè)遙感技術(shù)完成的DOM、DEM、DLG成果，以及該成果構(gòu)建的項(xiàng)目區(qū)三維立體模型，方便土地管理者、決策者、規(guī)劃設(shè)計(jì)者、評(píng)審專(zhuān)家和公眾能夠運(yùn)籌帷幄之中，對(duì)項(xiàng)目有較直觀的了解、分析研究和科學(xué)的決策，編制可行性研究報(bào)告等。

規(guī)劃設(shè)計(jì)與預(yù)算階段：可以利用DOM、DEM、DLG成果以及立體像對(duì)，對(duì)項(xiàng)目區(qū)內(nèi)各項(xiàng)單體工程、重點(diǎn)工程進(jìn)行精細(xì)的規(guī)劃設(shè)計(jì)、坡度和工程量計(jì)算，繪制項(xiàng)目規(guī)劃圖、工程布置圖、項(xiàng)目單體工程設(shè)計(jì)圖（冊(cè)）和編制預(yù)算等。

項(xiàng)目施工階段：分階段性地利用無(wú)人機(jī)航測(cè)遙感技術(shù)對(duì)項(xiàng)目區(qū)進(jìn)行航攝，利用影像進(jìn)行疊加對(duì)比分析，可以隨時(shí)掌握工程進(jìn)度等。竣工驗(yàn)收階段：利用無(wú)人機(jī)航測(cè)遙感技術(shù)可以快速提供全方位的、精度高的影像數(shù)據(jù)及圖文資料，通過(guò)疊加對(duì)比，可準(zhǔn)確直觀地分析工程施工與設(shè)計(jì)的一致性及最終成效，有利于成果驗(yàn)收。

5.結(jié)束語(yǔ)

由此可見(jiàn)，3S技術(shù)是當(dāng)代土地綜合整治項(xiàng)目中一項(xiàng)十分重要應(yīng)用，由于其的科學(xué)性及實(shí)用性將得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用尤其在測(cè)繪、資源調(diào)查、土地管理、城鄉(xiāng)規(guī)劃、自然災(zāi)害、環(huán)境監(jiān)測(cè)和預(yù)報(bào)等領(lǐng)域，我們要在實(shí)踐中不斷地總結(jié)創(chuàng)新，充分發(fā)揮3S技術(shù)的應(yīng)用效果，促進(jìn)我國(guó)土地資源科學(xué)規(guī)劃和綜合整治的可持續(xù)發(fā)展。

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