3S技術在第三次全國土地調查試點中的應用

覃智

摘要：土地調查是我國土地管理的必要工作，其是針對全國范圍的土地進行調查。第三次土地調查從18年初就開始進行各項工作，若將3S技術運用在調查中，將會對調查起到很大的促進作用。3S包括GPS、GIS和RS，三項技術的結合使用，使得土地統計人員能夠清晰地了解到全國土地的詳細情況，減少統計工作的難度和錯誤率。

關鍵詞：3S技術；第三次；土地調查；應用

現階段我國對土地的調查工作已進行了兩次，第三次大規模的普查正在進行當中，為保證調查工作更加精確，在前兩次的基礎上融入了3S技術，這使得復雜的調查工作變得簡單起來，土地勘測將現代化探測技術融入其中，是土地調查工作發展的必然趨勢。

一、3s技術概述

在上世紀七十年代，我國就開始對定位技術進行研究。隨著科技的快速發展，原來單一的定位技術發展成為3S技術，極大地方便了各項管理工作。3S技術各有優勢，下面分別對各項技術加以介紹：

GPS技術與其它兩類技術相比是目前我國研究時間最長、最成熟的技術，能夠實現對區域的全天監控，很多工作可以自動進行且具有很高精度。在上世紀九十年代，我國全面建成三維定位系統，真正實現對海陸空的全面監控，該項技術由衛星定位系統、地面操作裝置和用戶系統組成，通過空間坐標系將人或物進行精準定位[1]。在軍事上得到廣泛使用，為警方提供全國各地的監控數據，在追蹤罪犯是使用取得了較好的效果。此外該技術在其它領域也有應用，如攝影、土地測繪、工業生產等。下圖是對GPS定位技術的形象圖解：

RS是集測控和識別為一體的技術，將該項技術安裝在相關設備中，可以有效接收衛星反射回來的電磁波。RS對電磁波信號進行掃描和整理，將其轉化成計算機能夠識別的數字信號，能實現對土地構造和地理環境探測和分析。該項技術不需要工作人員進行實地檢測，通過衛星遙感平臺就能實時獲取想要的各種信息。遙感技術結合各項設備能夠獨立完成信息接收、傳遞、處理的所有過程，有效促進勘測部門的各項工作。目前該項技術的使用領域非常廣泛，在物種統計、預測天氣、監控交通安全等方面遙感技術都有所涉獵。此外，紅外遙感技術的實現，使得科研人員對城市熱島效應的研究速度明顯加快。

GIS就是一個龐大的地理信息系統，將其安裝在計算機上，就能實現對各個地區的信息統計和管理。該系統可以同時錄入各項數據并將其進行整理和分類，具有較大的存儲容量，對數據還具有一定的分析能力。該技術對土地情況進行分析，可對土壤組成、含水量等因素進行精準計算，并綜合數據庫中的內容給出最佳的改善方案。信息庫同時還提供檢索和查詢功能，只要在搜索框輸入關鍵字，系統就能按照相關性進行排列，研究人員獲取數據變得方便快捷。

二、該項技術運用在土地調查工作中的優勢

人口的增多使得很多土地被開發，再加上工業生產的影響，近年來土地的質量和物質組成都發生了很大變化，這極大地增加了調查的工作量，工作的難度和繁瑣程度也逐漸增大。基于此情況3S技術被應用到其中，下面對該項技術的使用優勢進行介紹：

（一）影像表現更加清晰

在以往土地調查的過程中，采用的成像技術比較落后，且覆蓋面不全。很多邊遠地區的土地，在勘測過程中很難得到完整清晰的影像。前兩次土地勘查時通過衛星映射出來的影像是黑白色的，只能得到土地的面積信息。3S技術的使用，使得影像的顏色變成真彩色，利用完整的光譜將土地、丘陵等分布區別開，在必要的情況下會使用紅外影像。在此技術的支持下，DOM的紋理更加清晰，對比度、飽和度等方面都比前兩次的土地調查效果好。

（二）底圖編制更加規范

底圖編制的質量受DOM分幅的影響，之前兩次的土地調查分幅條件達不到相關標準，在此次調查過程中3S技術的使用使得其分幅標準與相應的國家規定十分接近。再加上圖廓、邊界的基礎上，影像底圖對邊界的劃分已經細化到市、縣，且劃分嚴格遵照邊界管控規則，分區更加明確，進一步方便技術人員進行土地調查工作[2]。

（三）影像底圖的制作精細化

影像底圖基于3S技術進行制作，有效提升土地調查結果的精度，下面介紹其主要的制作過程：

1.制作準備。

在制作前需要滿足兩點要求：系統中有精確的數學模型，可以實現對某個地點的精準定位；圖像具有顯著特點，識別時不會出現偏差。底圖的制作需要準確的數據，因此第一步需要選擇最佳的遙感數據。

分辨率是數據選擇時著重考慮的因素，在遙感技術中，分辨率又分成光譜和空間兩種分辨率。前者指的是傳感器對電磁波的記錄，必須達到一定的范圍要求。若想提升圖像中物種的可被識別能力，需要對波長范圍進行合理控制，通常選擇波長范圍窄的傳感器來記錄反射波。后者指的是對最小目標的分辨能力，想要將土地調查細化到土質、樹木數量，需要選擇空間分辨率較高的遙感數據。

遙感數據的選取還受到地域的影響，在對鄉村土地進行調查時，適合的數據包括美國OBWIEW-3、英國TOPSAT等。適合城鄉結合的數據有美國OBWIEW-1、韓國KOMPSAT-2等。總之數據選擇時，需要結合該區域的具體情況，并對照標準進行選取。

2.預處理

該過程是針對衛星反射回來的遙感影像進行的，經過各項校核和改之后才能作為土地調查的參考資料。對影像進行預處理直接影響到后期圖像制作的質量和精度，因此必須對該過程嚴格把關。通過三方面的校正，就能完成圖像的預處理工作：

首先是對輻射的校正，輻射誤差過大會導致影像出現變形，大氣、太陽的高度、地形的變化等都可能使輻射出現誤差。為減小誤差需要可以對以下兩方面進行校正：傳感器在使用前對其初始參數進行校正，使用一段時間后再次校正；通過物理方法校正，如濾波、平滑化等。

其次是對幾何圖像的校正，該過程是在用戶使用產品時進行的，可以利用各類圖像處理軟件對影像信息進行修正和美化。應用級的校正需要參照系統原有的地形圖，重新建立校正模型[3]。該校正方式用戶可以自行完成，但利用軟件進行校正具有很大的局限性，重新采樣會損失原始圖像的很多信息。

3.空間配準

影像在采集時使用的傳感器不止一個，多個傳感器的使用能提升圖像采集的精度，空間配準的存在，是為了將不同傳感器拍攝的畫面進行融合。通過對不同角度的畫面進行分析和處理，可以得到更加準確的三維圖形。空間配準操作可以將不同的數據源進行很好的協調，使得土地信息更加全面的展現出來。

4.圖像成型

底圖成型是制作的最后一步，為使圖像更加逼真，調查人員可在圖像上清晰的看到土地的類別，成型時需要利用真彩色調對圖像進行處理，將河流、森林等直接呈現在圖像上。成型操作時，首先需要將多源影像進行整合，去除其中冗余的部分。其次將眾多影像中不同的部分融入到圖像中，經過潤色后就得到一幅安正的圖像。

三、3s技術的具體應用

（一）具體應用步驟

現階段國家對土地調查工作非常重視，已經給出了大的指導方向。各地區的政府和土地資源局需要結合當地發展的具體情況，利用3S技術制定出符合當地情況的土地調查方案。調查過程大致可分為衛星采集數據、整合土地數據信息、利用合適的調繪法將當地土地的遙感影像進行繪制。該項技術在土地調查中進行應用可從以下幾點內容出發：

在國家給出的土地調查大方向下，根據本地區的實際情況，制定具體的調查目標和方向。同時對內業進行核查，對其中存在的問題加以解決，并加強對各項工作的審核力度。按照國家最新出臺的標準，將現有調查數據與標準進行對比，對不達標的地方進行補充測量。

將GIS系統安裝到計算機上，對土地資源進行整合，對傳感器反饋回來的信息加以整理，將重復的部分刪除，補充信息不完善的地方，同時將檢測過程中存在的疑點列出。對各類信息的有效整理，為二次補測提供了有利的參考依據。

使用定位技術，對存在疑點的位置進行定位和跟蹤檢測，目前定位技術能夠精確到幾米之內。通過相應技術將疑點放大，技術人員可以清楚的看到該區域內正在發生的情況，就可以有針對性的處理。

可對二次補測工作進行詳細檢查。檢查工作主要以遠看近判為主，先通過各項檢測設備對二次測量區域進行大致的查看，對形態、邊緣等進行初步判定。然后拉近觀測距離，對補測結果進行仔細分析，若測量結果合格則進行下一步，反之繼續進行補測。

利用該項技術對圖像進行處理和存儲，圖像處理需要借助外業調查的結果，在影像上標出土地的類型、大小等重要的參考數據，同時結合土地的航拍數據對圖像進行校核。內業和外業的操作要保持高度一致狀態，可以利用路徑回放對拍攝情況進行查看，可對圖像的校核起到一定的幫助作用，完成圖像處理之后，工作人員就可對調查數據進行整理，然后上傳到數據庫進行存儲。

（二）實例分析

以撫州市南豐縣為例，進行土地調查工作，其調查過程如下：

1.確定測繪范圍

該縣位于撫州市的東南方向，旅游業、生態農業的發展勢途很好，南豐縣有蜜桔之鄉之稱。測繪范圍東起縣城周邊，北至縣城外部的公路，縣城南部是老城區，老城區的房屋密集度很低，土地未進行合理規劃，且巷道狹窄大型車輛難以進入，外圍城區房屋大多整齊，街道開闊。

2.確定目標

該縣土地調查的目標如下：利用3S技術對當地的地形、地貌進行測繪，并繪出測量區域的準確邊界；將各項測繪數據輸入最新的土地分類系統，實現對測繪區域面積的精確計算；建立專門管理該縣土地的地理信息系統；通過衛星定位和地理信息測繪技術，實現對調查區域的實時監測[4]。

3.3S技術的具體作業過程

準備階段：為保證計劃詳細，需要手機詳細的資料，組建調查團隊時需要挑選專業水平的人員；做好土地調查的宣傳工作，并準備后期需要用到的調查表格和測量儀器。

進行地形測繪：用四等水準和圖根控制的測量方法，然后對測繪內容進行修正。

調查地籍：對土地的種類、界限、從屬權進行調查。

測繪地籍：校正圖紙準確度，計算總面積量，制定相應的曲線圖和表格。

最后將調查到的資料分類整理，并將紙質資料歸檔，電子資料上傳到加密數據庫中，并編寫關鍵詞索引程序。

4.測量內容和誤差處理

為實現對該縣的全面檢測，需要使用D級和E級的GPS測量網，不同等級測量需要遵守不同的技術要求，下表一是具體要求：

對于計算機監測到的實時數據，要進行校核。采用的校核方法為基線解算，將雙差固定解作為最終的校核結果。為保證測量網沒有遺漏之處，還要進行平差處理，將定位網中的漏洞暴露出來，技術人員就能有針對性的修正。

最后是圖根的控制測量。在二級導線下合理布置圖根點的密度，二級導線需要貫穿河流，轉角存在的地方增加點的密度。通常用十字槽或者是田字形記號對點進行標記，并按照測量的先后順序對點編號。對圖根點進行平面測量，確定每個點的平面坐標。

完成上述工作，土地調查接近尾聲，將該縣的地籍庫建立起來即可，地籍庫建立流程如上表二：

四、結束語

科技的進步為各項社會工作帶來了便利，3S技術運用在土地調查工作中不僅提升工作人員的工作效率，還有效改善以往土地調查中的很多缺陷。定位系統、地理信息管理系統、遙感技術的結合，使得調查人員不用走訪各個地區進行實地考察，就能清晰的監控到土地的實時情況。

參考文獻：

[1]方文玉.GIS技術在土地變更調查中的應用探討[J].建筑工程技術與設計，2016，（12）：497.

[2]毛文鴻.基于3S技術的土地調查成果在國土資源管理中的應用[J].湖北第二師范學院學報，2016，（8）.

[3]劉旭，蔡四輩.3S技術在第二次全國土地調查中的應用[J].測繪與空間地理信息，2013，（2）：111-114.

[4]周健.淺談現代測繪技術在土地開發整理中的應用[J].城市建設理論研究（電子版），2015，（19）：7201-7201.

（作者單位：廣西壯族自治區地理信息測繪院）