基于Skyline的農(nóng)村土地調(diào)查成果三維應(yīng)用系統(tǒng)研發(fā)

李鳳亮，郭瑞隆

（1.北京洛斯達(dá)數(shù)字遙感技術(shù)有限公司，北京 100011；2.西安煤航信息產(chǎn)業(yè)有限公司，陜西 西安710054）

基于Skyline的農(nóng)村土地調(diào)查成果三維應(yīng)用系統(tǒng)研發(fā)

李鳳亮1，郭瑞隆2

（1.北京洛斯達(dá)數(shù)字遙感技術(shù)有限公司，北京 100011；2.西安煤航信息產(chǎn)業(yè)有限公司，陜西 西安710054）

為了充分利用第二次土地調(diào)查成果，探討研發(fā)了基于Skyline的農(nóng)村土地調(diào)查成果三維應(yīng)用系統(tǒng)。該系統(tǒng)集成了豐富的土地信息和基礎(chǔ)地理信息，提供了直觀的三維場景，可實(shí)現(xiàn)三維量算、規(guī)劃選址、編輯和分析等功能。相對于傳統(tǒng)紙質(zhì)土地利用現(xiàn)狀圖的專題性和專業(yè)性，該系統(tǒng)構(gòu)建的三維地理場景簡潔直觀，即使非專業(yè)人員也很容易判讀和識別。國土資源部門可實(shí)現(xiàn)基于該系統(tǒng)的虛擬辦公，而且便于社會各行業(yè)充分利用第二次土地調(diào)查成果。

第二次土地調(diào)查；土地利用現(xiàn)狀圖；三維應(yīng)用系統(tǒng)；Skyline

1 傳統(tǒng)紙質(zhì)土地利用現(xiàn)狀圖

土地利用現(xiàn)狀圖是用符號、代碼、顏色等地圖語言來表達(dá)土地類型及其分布規(guī)律等土地資源信息的，如圖1所示，它能全面反映當(dāng)?shù)赝恋仡愋汀⑽恢谩⒎秶⒚娣e和分布等利用狀況，非常適合土地調(diào)查和管理人員對土地調(diào)查區(qū)內(nèi)的土地利用現(xiàn)狀進(jìn)行判讀，從而應(yīng)用土地調(diào)查的成果。但是這種傳統(tǒng)的平面紙質(zhì)圖有很多不足：①作為專題地圖的土地利用現(xiàn)狀圖采用符號或代碼來表示土地類型，不夠直觀、形象，非專業(yè)人員必須通過對照圖例才能了解地圖內(nèi)容，使用效率低、范圍小；②信息不夠完整，沒有地形和地貌的信息，不能反映地表高低起伏，尤其是山地、丘陵、溝壑等復(fù)雜地形，也就不能表現(xiàn)出土地利用要素與地形地貌之間的空間位置分布關(guān)系；③不能對紙質(zhì)的土地利用現(xiàn)狀圖進(jìn)行編輯和修改。

圖1 傳統(tǒng)紙質(zhì)土地利用現(xiàn)狀圖

2 建立系統(tǒng)的方法

鑒于傳統(tǒng)紙質(zhì)土地利用現(xiàn)狀圖的不足，探討了基于Skyline開發(fā)農(nóng)村土地調(diào)查成果三維應(yīng)用系統(tǒng)的方法。建立農(nóng)村土地調(diào)查成果三維應(yīng)用系統(tǒng)的基本目標(biāo)是在三維建模技術(shù)和空間數(shù)據(jù)融合技術(shù)的支撐下，集成多分辨率遙感影像、DEM、土地調(diào)查成果矢量數(shù)據(jù)等多種數(shù)據(jù)，整合土地調(diào)查成果的各種資料信息，構(gòu)建一個形象、直觀的三維地理場景，實(shí)現(xiàn)對調(diào)查區(qū)內(nèi)土地利用現(xiàn)狀基于此環(huán)境的查詢、設(shè)計和分析，可為政府相關(guān)人員和社會公眾更好地研究和利用土地調(diào)查成果提供便利的條件。

2.1 數(shù)據(jù)準(zhǔn)備

1）DOM數(shù)據(jù)。DOM數(shù)據(jù)可使用第二次土地調(diào)查的工作底圖——1∶10 000遙感DOM，該影像地圖大部分都是由分辨率為0．60 m的QuickBird衛(wèi)星遙感影像，通過Erdas Imagine遙感圖像處理軟件進(jìn)行影像糾正而成的。

2）三維地形數(shù)據(jù)。DEM數(shù)據(jù)可使用1∶10 000地形圖數(shù)據(jù)，抽取高程點(diǎn)或等高線層，使用ArcToolBox中的ASCII to Raster工具，或者將等高線層轉(zhuǎn)為shp格式，在ArcGIS中利用Create TIN from Features工具，兩種方式最后都可以生成DEM。

3）土地利用現(xiàn)狀數(shù)據(jù)。利用土地調(diào)查所得到的矢量數(shù)據(jù)，如行政界線、權(quán)屬界線、地類圖斑、線狀地物、地名和土地類型注記等數(shù)據(jù)，將其在ArcGIS中轉(zhuǎn)為shp格式的矢量數(shù)據(jù)，通過Terra Explorer軟件中的Load Features Layer工具，加載到三維地形景觀上，就能實(shí)現(xiàn)對土地利用要素的瀏覽、查詢等基本操作。

2.2 疊加數(shù)據(jù)

三維地形建模采用Skyline公司的TerraBuilder軟件完成，它可以很好地將各種衛(wèi)星遙感影像、DEM、矢量數(shù)據(jù)融合到一起，創(chuàng)建精確地理配準(zhǔn)、具有照片實(shí)景效果的三維地面模型。系統(tǒng)數(shù)據(jù)采用3層金字塔架構(gòu)，底層是DEM，中間層是DOM，最上層是土地利用現(xiàn)狀數(shù)據(jù)，3層數(shù)據(jù)緊密融合生成了形象直觀、信息豐富的農(nóng)村土地調(diào)查成果，如圖2所示。該系統(tǒng)中黃線表示調(diào)查區(qū)內(nèi)的權(quán)屬界線以及行政界限；綠線表示該地區(qū)地類界線；藍(lán)線則代表線狀地物。

圖2 成果演示圖

3 系統(tǒng)的應(yīng)用及優(yōu)勢

3.1 應(yīng)用方式

由于該系統(tǒng)提供了仿真的虛擬現(xiàn)場，它可以提供一個從不同角度和高度（即宏觀和微觀）觀看目的地及其鄰近區(qū)域土地情況和地理狀況的場景，不僅大大開闊了視野，還減少了親臨現(xiàn)場帶來的各種麻煩。通過該系統(tǒng)，使用者對該地區(qū)土地利用狀況一目了然，相對于傳統(tǒng)紙質(zhì)土地利用現(xiàn)狀圖的晦澀難懂，它不需要對照圖例進(jìn)行判讀，各種土地資源類型非常形象直觀，即便是非專業(yè)人員也很容易從中了解到該地區(qū)的各種土地資源信息。

利用該系統(tǒng)可以很方便地開展以下工作：

1）便于向上級領(lǐng)導(dǎo)匯報工作，避免了相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)親臨現(xiàn)場帶來的麻煩，可以通過該系統(tǒng)直接匯報相關(guān)工作；

2）便于進(jìn)行招商引資，外地商戶可通過網(wǎng)絡(luò)瀏覽該系統(tǒng)，清晰直觀地對該地區(qū)土地現(xiàn)狀進(jìn)行深入的了解；

3）便于國土資源部門內(nèi)部討論轄區(qū)內(nèi)的土地問題，土地管理人員可以通過該系統(tǒng)直接討論解決方案；

4）便于社會各行業(yè)如農(nóng)業(yè)、林業(yè)、畜牧業(yè)、水利水電行業(yè)等部門了解和使用土地調(diào)查成果。

3.2 應(yīng)用優(yōu)勢

本系統(tǒng)采用的平臺軟件Skyline是利用航空衛(wèi)星影像、DEM和其他GIS數(shù)據(jù)等創(chuàng)建三維地理環(huán)境的軟件系統(tǒng)。它允許用戶快速地融合各種數(shù)據(jù)庫，實(shí)時地給用戶展現(xiàn)三維地理空間。該系統(tǒng)具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1）將土地調(diào)查成果矢量數(shù)據(jù)、DOM、DEM進(jìn)行疊加融合，可視化程度高，容易判讀，利用價值高；

2）根據(jù)地區(qū)內(nèi)不斷變化的土地利用狀況，實(shí)時地編輯、修改不同地區(qū)的各種土地類型等數(shù)據(jù)，以便及時反饋給相關(guān)人員開展研究工作；

3）通過Terra Gate可將系統(tǒng)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)發(fā)布，安裝了Terra Explorer的客戶能夠通過網(wǎng)絡(luò)直接實(shí)現(xiàn)對該系統(tǒng)的訪問、瀏覽、查詢等基本功能；

4）可基于C#對系統(tǒng)進(jìn)行二次開發(fā)，根據(jù)客戶的需求，應(yīng)用控件開發(fā)不同功能的系統(tǒng)組件，不斷改進(jìn)系統(tǒng)。

綜上所述，研制農(nóng)村土地調(diào)查成果三維應(yīng)用系統(tǒng)，不僅可以最大限度地利用土地調(diào)查所取得的成果，而且可以大大提高國土資源部門開展相關(guān)工作的效率。

4 結(jié) 語

不斷提高土地調(diào)查成果的利用率需要改善土地調(diào)查成果的表達(dá)和管理方法，本文利用Skyline軟件建立的農(nóng)村土地調(diào)查成果三維應(yīng)用系統(tǒng)，直觀形象地展示了土地調(diào)查所取得的成果。系統(tǒng)集成了豐富的信息，為政府各部門和社會公眾高效利用土地調(diào)查成果打下了堅實(shí)的基礎(chǔ)。進(jìn)一步開發(fā)后，該系統(tǒng)可廣泛應(yīng)用于土地整理、開發(fā)等土地規(guī)劃工作以及各種大型地面建設(shè)工程的規(guī)劃和設(shè)計，也可為直觀形象地表達(dá)規(guī)劃和設(shè)計思想提供便利條件。

[1] 袁存忠．基于Skyline的福建省三維地理信息公共平臺的研建[J]．測繪通報,2009(2)∶54-56

[2] 徐占華,梁建國,李響．Skyline精細(xì)地形場景生成探討[J]．北京測繪,2009(1)∶23-26

[3] 梁吉欣,左小清．Skyline在Web三維GIS中的應(yīng)用研究[J]．昆明理工大學(xué)學(xué)報∶理工版,2009,34(2)∶1-4

[4] 柳健,盧敏,明德烈．土地利用基礎(chǔ)圖件的矢量化方法[J]．華中科技大學(xué)學(xué)報∶自然科學(xué)版,2007,35(6)∶20-22

[5] 趙勇,李滿春,張曉祥．面向土地利用規(guī)劃的電子沙盤技術(shù)[J]．現(xiàn)代測繪,2004,27(3)∶15-17

[6] 鄭坤,楊慧．三維景觀系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn)[J]．計算機(jī)與數(shù)字工程,2003,31(3)∶51-54

[7] 宋會傳．?dāng)?shù)字地籍影像圖的制作設(shè)計[J]．測繪科學(xué),2007,32(6)∶35-37

[8] 龍毅,溫永寧,盛業(yè)華．電子地圖學(xué)[M]．北京∶科學(xué)出版社,2006

[9] 楊永崇,郭嵐．實(shí)用土地信息系統(tǒng)[M]．北京∶測繪出版社,2009

P208

B

1672-4623（2016）01-0092-02

10.3969/j.issn.1672-4623.2016.01.027農(nóng)村土地調(diào)查成果是國家花費(fèi)巨額資金，調(diào)查人員花費(fèi)大量心血取得的，應(yīng)該最大限度地發(fā)揮其作用。農(nóng)村土地調(diào)查成果中最重要的兩個成果是農(nóng)村土地調(diào)查數(shù)據(jù)庫和土地利用現(xiàn)狀圖，其中土地利用現(xiàn)狀圖的應(yīng)用最為廣泛。土地利用現(xiàn)狀圖是用來表達(dá)土地調(diào)查區(qū)內(nèi)土地資源的利用現(xiàn)狀、土地開發(fā)利用的程度、利用方式的特點(diǎn)、各類用地的分布規(guī)律以及土地利用與環(huán)境關(guān)系的專題地圖，它是研究和應(yīng)用土地調(diào)查成果的重要工具和基礎(chǔ)資料。

李鳳亮，高級工程師，研究方向?yàn)楹娇諗z影測量和地理信息系統(tǒng)。

2014-12-04。

項(xiàng)目來源：國家自然科學(xué)基金青年基金資助項(xiàng)目（51409204）。