3S技術(shù)在土地利用變更調(diào)查中的應(yīng)用

李仲強(qiáng)

摘要：本文以3S技術(shù)在土地利用變更調(diào)查中的應(yīng)用為研究對象，首先簡要分析土地利用調(diào)查的內(nèi)容，而后分別從GPS，GIS和RS三個(gè)方面討論了他們在土地利用變更調(diào)查中所發(fā)揮的作用，其中重點(diǎn)討論了GIS技術(shù)在土地利用變更調(diào)查中的作用。

關(guān)鍵詞：3S技術(shù)；土地利用變更；RS；GIS；GPS

3S技術(shù)即遙感（RS）、全球定位系統(tǒng)（GPS）和地理信息系統(tǒng)（GIS）目前已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用于土地利用變更調(diào)查中，并取得了較為理想的效果，形成了一套較為成熟的技術(shù)流程。

一、3S概述

（一）遙感（RS）

遙感（RS）泛指通過非接觸傳感器遙測物體的幾何與物理特征的技術(shù)。因此，遙感就是攝影測量的延伸。遙感技術(shù)主要建立在物體反射或發(fā)射電磁波的原理基礎(chǔ)上。在遙感技術(shù)中除了使用可見光的框幅式黑白攝影機(jī)外，還采用彩色攝影、彩紅外攝影、全景攝影、紅外掃描儀、多光譜掃描儀、成像光譜儀、CCD線陣列掃描和面陣攝影機(jī)以及合成孔徑側(cè)視雷達(dá)等手段，能為土地利用等相關(guān)的研究提供大量的多時(shí)相、多光譜、多分辨率的影像信息。DEM、地形測量數(shù)據(jù)庫和專題圖數(shù)據(jù)庫與遙感影像的結(jié)合已經(jīng)成為地理信息系統(tǒng)（GIS）技術(shù)中的數(shù)據(jù)采集和更新的重要手段。

遙感圖像特征可歸納為幾何特征、物理特征和時(shí)間特征，這三方面的表現(xiàn)特征即為空間分辨率、光譜分辨率、和時(shí)間分辨率。其中時(shí)間分辨率在遙感中的意義重大，利用時(shí)間分辨率可以進(jìn)行土地利用動態(tài)監(jiān)測。

（二）全球定位系統(tǒng)（GPS）

全球定位系統(tǒng)簡稱GPS，該系統(tǒng)是以衛(wèi)星為基礎(chǔ)的無線電導(dǎo)航定位系統(tǒng)。它由空間星座部分、地面監(jiān)控部分和用戶設(shè)備三部分組成。它的工作原理是以GPS衛(wèi)星和用戶接收機(jī)天線之間的距離的觀測量為基準(zhǔn)，根據(jù)已知的衛(wèi)星瞬時(shí)坐標(biāo)，來確定用戶接收機(jī)天線所對應(yīng)的位置。

與傳統(tǒng)的測量技術(shù)相比，GPS定位技術(shù)有一下幾個(gè)特點(diǎn)：1.觀測站之間無通視。2.定位精度高。3.觀測時(shí)間短。4.操作簡便。5.全天候作業(yè)。

近幾年，在高精度GPS定位技術(shù)方面出現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)。網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)也稱“虛擬參考站技術(shù)”（Virtual Reference Station，VRS）。網(wǎng)絡(luò)RTK系統(tǒng)最為重要的功能是長距離高精度快速動態(tài)定位。其核心思想是：根據(jù)用戶的位置，系統(tǒng)生成一個(gè)觀測值，如果同在用戶附近有一個(gè)虛擬的觀測站；用戶根據(jù)該觀測站，采用常規(guī)的RTK方法，就能實(shí)現(xiàn)精密定位。依據(jù)網(wǎng)絡(luò)RTK的特點(diǎn)，在現(xiàn)場實(shí)時(shí)測得的數(shù)據(jù)可以及時(shí)的傳回到GIS平臺上，便于GIS平臺及時(shí)的處理數(shù)據(jù)。

（三）地理信息系統(tǒng)（GIS）

地理信息系統(tǒng)是一門介于地球科學(xué)、遙感科學(xué)、信息科學(xué)、決策科學(xué)與計(jì)算機(jī)科學(xué)之間的交叉學(xué)科。它將地學(xué)空間數(shù)據(jù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)相結(jié)合，以空間數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ)，采用地理模型分析方法，對地理信息進(jìn)行采集、存儲、檢索、分析、顯示與更新，適時(shí)提供多種時(shí)間和空間的地理信息，以多種形式輸出數(shù)據(jù)或圖形產(chǎn)品，為地理研究和地理決策服務(wù)。

地理信息系統(tǒng)的構(gòu)成主要有：

1.計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。 計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)。2.地理信息數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。3.系統(tǒng)開發(fā)、管理與應(yīng)用人員。

地理信息系統(tǒng)的主要功能：1.數(shù)據(jù)采集與輸入。2.數(shù)據(jù)編輯與更新。3.數(shù)據(jù)存儲與管理。4.空間查詢分析。5.數(shù)據(jù)顯示與輸出。

二、3S技術(shù)在土地利用變更調(diào)查中的應(yīng)用方法

GIS、GPS、RS三種技術(shù)相互作用，取長補(bǔ)短。GPS獲得精確位置信息可以幫助遙感影像和航攝相片的幾何校正和鑲嵌；GPS技術(shù)和RS技術(shù)為GIS空間數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)動態(tài)更新提供了重要手段，而且GIS的應(yīng)用也提高了遙感的數(shù)據(jù)提取和分析能力。

基于上訴3S特點(diǎn)，本文提出基于3S技術(shù)的土地利用變更調(diào)查方法：以GIS系統(tǒng)為平臺，利用最新的遙感影像和地形圖等資料，經(jīng)過GIS自動解譯和人工目視解譯，判定變更的圖斑，然后利用GPS采集變更圖斑的空間信息，以及土地權(quán)屬等信息。最后在GIS中進(jìn)行圖形檢查、精編、面積計(jì)算和匯總。編寫各項(xiàng)技術(shù)報(bào)告、說明書、成果資料等，儲存在GIS數(shù)據(jù)庫中。

三、小結(jié)

城鎮(zhèn)地區(qū)的土地利用變更速度較快，數(shù)據(jù)精度要求高，而且信息量大。傳統(tǒng)的方法存在：1.不能主動監(jiān)測變化。2.測量方法落后，且人為干擾大。3.變更數(shù)據(jù)獲取速度慢，存在多次清繪誤差累積。4.一旦發(fā)現(xiàn)變化，原來的圖件即失去現(xiàn)勢性。而結(jié)合3S技術(shù)不僅可以減少外業(yè)調(diào)查的工作，同時(shí)還可以精確的量算出各種土地利用的面積，保證面積的準(zhǔn)確性，提高工作效率，縮短工作周期，而且更加的直觀實(shí)時(shí)，經(jīng)濟(jì)實(shí)用。

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