淺談3S技術在土地調查及執法監測中的應用

韓亮

摘 要：土地問題是有關國計民生的大問題，隨著經濟的發展，我國土地問題更加嚴重，如何更好的解決各種土地問題，協調人地關系是現在土地資源管理中的一項重大課題。3S 技術的出現和發展為土地管理提供了新的技術支撐，它在土地管理中發揮著不可替代的作用，主要介紹3S技術及其在土地利用調查及執法監測中的應用。

關鍵詞：3S技術；土地利用調查；土地執法監測

在經濟、科技高速發展的今天，傳統的土地資源管理模式己經不適應現代化管理的需要，以“3S”技術為代表的高新技術在解決各種土地問題，協調人地關系上提供了強有力的技術支持，滿足現代土地管理工作的需要，推進了土地資源管理工作的現代化。

1 “3S”集成技術概述

3S即地理信息系統（GIS），遙感（RS），全球衛星定位系統（GPS）的總稱。在3S系統中，簡單的說，GIS相當于中樞神經，RS相當于傳感器，GPS相當于定位器，三者的共同作用將使地球能夠感受到自身的變化，使其在資源環境和區域管理等眾多領域中發揮巨大作用。

1、GIS技術

地理信息系統（Geographical Information System，GIS）是由計算機硬件、軟件和不同的方法組成的系統，給系統設計支持空間數據的采集、管理、處理、分析、建模和顯示，以便解決復雜的規劃和管理問題。其組成有系統硬件、系統軟件、空間數據、應用人員和應用模型。

2、RS技術

遙感（Remote Sensing，RS）指通過某種傳感器裝置，在不與研究對象直接接觸的情況下獲取其特征信息，并對這些信息進行提取、加工、表達和應用的一門科學技術。

3、GPS技術

全球定位系統（Global Positinoning System，GPS）是一個以衛星為基礎的具有全能性（陸地、海洋、航空和航天），全球性，全天候，連續性，實時性的無線電導航、定位、定時系統。能為各類用戶提供精密的三維坐標、速度和時間，并成功地應用于測量、導航和工程設計等領域。

4、3S集成

3S在空間信息管理中各具特色，均可獨立完成自身功能，同時它們解決的問題之間又有很多關聯性，在解決問題上各有長短。GIS具有較強的空間查詢、分析和綜合處理能力，但獲取數據困難；RS能高效地獲取大面積區域信息，但受光譜波段限制，且數據定位及分類精度差；GPS能快速地給出目標的位置，但通常無法給出目標點的地理屬性。因此，需要三者有機的結合起來，實現各種技術的綜合，發揮更打的作用。GIS、GPS、RS的集成利用，構成整體的、實時的和動態的對地觀測、分析和應用的運行系統，提高了GIS的應用效率。

2 “3S”技術在土地資源管理中的應用

1、在土地調查中的應用——以全國第二次土地調查為例

全國第二次土地調查目的是全面查清全國土地利用狀況，掌握真實的土地基礎數據，并對調查成果是性信息化、網絡化管理， 建立和完善土地調查、統計制度和登記制度，實現土地資源信息的社會化服務，滿足經濟社會發展、土地宏觀調控及國土資源管理的需要。

在本次全國土地調查中，3S技術的應用為調查的高質量和高效率奠定了基礎。遙感（RS）為GIS系統提供了可靠的數據源，衛星定位系統（GPS）在外業調查中獲取更新數據，而地理信息系統（GIS）則對GPS獲取的數據和RS提供的數據源進行了詳細的信息分析與應用。

其中土地調查正射影像（DOM）是由國務院下發的標準分幅第二次全國土地調查底圖，比例尺為1：10000。

內業判讀主要是用MAPGIS或者AUTOCAD等軟件在底圖上勾繪地類界線，初步判定地類、線狀地物及零星地物的位置及屬性，并對圖斑、線狀地物、零星地物進行編號。

外業調查以內業判讀后輸出的圖紙為基礎，對各地類逐一進行核實、校正，并量測線狀地物的寬度及零星地物的面積，對影像上沒有的新增地物進行補測，可采用距離交會法、直接坐標法等進行補測對新修建的道路和橋梁等大型建筑物，可直接用RTK補測，最后將核實、補測的內容及屬性標繪在調查底圖上或記錄在《土地調查記錄手簿》中，以此作為內業數據庫建設的依據。

權屬調查階段主要工作內容是將權屬界線調繪在調查底圖上，處理和調查土地權屬爭議，簽訂《土地權屬界線協議書》或《土地權屬界線爭議緣由書》。

土地利用數據庫建設：根據外業調查成果對內業預判數據進行修改，檢查空間數據的拓撲關系無誤并確定錄入所有屬性后即可將數據匯總入庫，完成數據庫建設（這個過程各省所用軟件有差異，遼寧省采用的是南京國圖在ARCGIS平臺上二次開發的軟件）。

2、在土地執法監察中的應用

3S技術在土地執法檢查中，可以有效地幫助土地執法人員準確發現疑似違法用地，并且在電子地圖導航的指引下快速地到達違法用地現場。利用GIS技術，將不同時段的衛星遙感影像對比，人機互動提取疑似變化圖斑，并將遙感影像與疑似變化圖斑配置到手持GPS中。利用GPS的定位功能可以方便找到疑似變化圖斑的準確位置。

找到變化圖斑后需要對該地塊進行面積測量等工作。傳統的野外監測方法測量范圍小，速度慢，效率低，精度不能保證。若手持差分型GPS接收機到執法現場走一圈，采用最新衛星定位技術，監測速度和精度將大大提高，GPS接收機可以時時獲取三維坐標數據，將二維坐標數據存儲到文件中，測量完畢后將數據直接下載到計算機成圖，用GIS進行分析即可（還可以建立土地利用變化數據庫，以便日后的管理作）。該種測量模式高效、高精度，且適用于各種各樣復雜的變更情況，真正地實現了動態監測的實時性和數值化，保證了土地利用現狀調查的現勢性。

3 3S技術在土地管理中發展趨勢與展望

1、RS技術向“三高”方向發展?！叭摺奔锤呖臻g分辨率、高時間分辨率和高光譜分辨率。高光譜圖像的光譜信息層次很豐富，結合TM、SPOT等格式數據，可以探測出更多的地物，更方便地管理土地資源。另外，隨著遙感分類技術和對地物的自動識別能力的提高，將促進分類的自動化、智能化，大大提高作業效率。

2、三維GIS技術。三維數據描述地理對象，即所有的對象通過三維立體坐標進行標識。三維GIS直觀地再現了真實的三維場景，而且將規劃設計結果放入虛擬的三維場景中進行方案對比選擇。三維GIS可以使決策者直觀地了解、掌握土地利用分布情況，使土地管理變得科學化，還能對土地管理實現動態監測。

3、3S技術與網絡技術、專家系統集成。3S技術將進一步集成和應用，結合網絡技術和專家系統，形成一個系統化、網絡化和智能化的土地資源管理決策系統。最新的土地資源管理決策系統將3S技術、專家群體、網絡技術和計算機技術有機結合起來，對土地資源的開發應用進行科學的模擬分析，更加科學地管理土地資源。

綜上所述，3S集成技術的發展形成了綜合的、完整的對地觀測系統，提高了人類認識地球的能力。隨著國民經濟的發展和科學技術的進步，3S技術在國土資源管理中將產生更大的作用。

參考文獻

[1]牛磊，姜增琛，劉曉等.《3S技術在土地管理中的應用》[J].測繪通報，2012.S1

[2]劉興權，龍熊，吳濤.《3S技術在土地利用動態監測中的應用》[J].地理空間信息，2009.05