面向第三次國(guó)土調(diào)查的3S技術(shù)應(yīng)用研究司

曹英 桑磊

摘? 要：全面細(xì)化的第三次土地調(diào)查離不開精準(zhǔn)化的調(diào)查手段，基于3S技術(shù)的高分辨率遙感影像及高精度數(shù)據(jù)信息采集方法為三調(diào)的精準(zhǔn)化調(diào)查提供了技術(shù)保障。本文以第三次全國(guó)土地調(diào)查為研究對(duì)象，探討了三調(diào)技術(shù)框架，進(jìn)而提出了基于3S技術(shù)的三調(diào)標(biāo)準(zhǔn)化調(diào)查方法，包括數(shù)據(jù)源的獲取及圖斑的制作和GIS系統(tǒng)與“互聯(lián)網(wǎng)+”開展內(nèi)外業(yè)精準(zhǔn)調(diào)查。論文是筆者工作實(shí)踐基礎(chǔ)上的理論升華，相信對(duì)從事相關(guān)工作的同行能有所裨益。

關(guān)鍵詞：第三次全國(guó)土地調(diào)查? 3S技術(shù)? 高分辨率遙感影像? DOM

第三次全國(guó)土地調(diào)查（以下簡(jiǎn)稱“三調(diào)”）是在二調(diào)的基礎(chǔ)上進(jìn)行全面的細(xì)化和完善土地利用基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，掌握翔實(shí)準(zhǔn)確的土地利用現(xiàn)狀及土地資源變化，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)調(diào)查成果進(jìn)行管理與共享，滿足土地管理、生態(tài)文明建設(shè)、自然資源管理、宏觀調(diào)控等各項(xiàng)工作的需要。三調(diào)的主要任務(wù)包括開展土地利用現(xiàn)狀調(diào)查、開展土地權(quán)屬調(diào)查、開展專項(xiàng)用地調(diào)查與評(píng)價(jià)、建設(shè)各級(jí)土地利用數(shù)據(jù)庫(kù)，與二調(diào)相比“細(xì)化”是三調(diào)很重要的特征，這就要求在三調(diào)過程中采用先進(jìn)的調(diào)查技術(shù)與方法，實(shí)現(xiàn)三調(diào)精準(zhǔn)化調(diào)查。

1? 3S技術(shù)在土地調(diào)查的應(yīng)用

隨著3S的發(fā)展，衛(wèi)星遙感及無人機(jī)遙感影像在國(guó)土資源管理方面的應(yīng)用越來越頻繁，涉及面也越來越廣泛;GNSS具有高精度、全天候、高靈活性等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于地籍測(cè)量、礦山測(cè)量、土地勘測(cè)定界、土地動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)等測(cè)繪工作中。CORS系統(tǒng)的推廣應(yīng)用，在國(guó)土資源測(cè)量管理中具有重要的應(yīng)用價(jià)值，大大促進(jìn)了GNSS在國(guó)土資源管理中的高效率、高精度測(cè)量工作;GIS技術(shù)的發(fā)展為征地遷建數(shù)據(jù)庫(kù)的建立提供了便利條件。因此為提高三次調(diào)查質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)細(xì)化調(diào)查，建立以3S技術(shù)為支撐的三調(diào)精準(zhǔn)化調(diào)查技術(shù)體系具有一定的現(xiàn)實(shí)意義。

2? 三調(diào)技術(shù)框架

在某工作區(qū)，農(nóng)村部分采用亞米級(jí)高分辨率影像，城鎮(zhèn)部分采用的是0.2m無人機(jī)航拍影像，根據(jù)實(shí)地調(diào)查圖斑地類，采用CORS技術(shù)，精確定位，調(diào)繪圖斑邊界，修正內(nèi)業(yè)提取的圖斑界限，并對(duì)影像未發(fā)現(xiàn)的圖斑，采用測(cè)量?jī)x器進(jìn)行補(bǔ)測(cè)，確保每個(gè)圖斑的準(zhǔn)確性，此外在用GIS建庫(kù)時(shí)發(fā)現(xiàn)重新建庫(kù)要比在原來的基礎(chǔ)上修改更能節(jié)省時(shí)間，并且能有效的減少時(shí)間，通過試點(diǎn)，建立三調(diào)技術(shù)框架如圖1所示。

3? 基于3S技術(shù)的三調(diào)精準(zhǔn)化調(diào)查

3.1 數(shù)據(jù)源的獲取及圖斑的制作

3.1.1 高分辨率衛(wèi)星影像DOM制作與獲取

三調(diào)總體要求為農(nóng)村土地利用現(xiàn)狀調(diào)查部分要采用優(yōu)于1m分辨率的遙感影像資料，城鎮(zhèn)內(nèi)部土地利用現(xiàn)狀調(diào)查要采用優(yōu)于0.2m的航空遙感影像資料。在第二次土地調(diào)查中，衛(wèi)星遙感影像多采用2.5m分辨率的國(guó)外衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)，如SPOT（2.5m）、P5（2.5m）、QuickBird（0.61m）等，以及國(guó)產(chǎn)衛(wèi)星北京一號(hào)（4m），影像分辨率較低，三調(diào)采用分辨率大于0.5m的遙感影像作為底圖。

3.1.2 無人機(jī)遙感數(shù)據(jù)的獲取

城鎮(zhèn)土地利用現(xiàn)狀調(diào)查采用無人機(jī)進(jìn)行航空測(cè)量，要求精度優(yōu)于0.2m。無人機(jī)航拍具有機(jī)動(dòng)靈活性、響應(yīng)快、時(shí)效性強(qiáng)等特點(diǎn)，所獲取的影像數(shù)據(jù)空間分辨率高，能精確獲取城鎮(zhèn)土地利用變化情況，并根據(jù)城鎮(zhèn)內(nèi)部土地利用調(diào)查底圖為基礎(chǔ)，按照工作分類，參展城鎮(zhèn)規(guī)劃功能分區(qū)，結(jié)合影像特征，綜合判斷土地利用類型，例如從影像上判斷為臨街門面，將會(huì)歸并為城鎮(zhèn)道路外的相鄰街道。

無人機(jī)航拍及數(shù)據(jù)處理主要步驟為：飛行路徑的規(guī)劃，根據(jù)飛行航行獲取原始影像數(shù)據(jù)，使用ENVI OneButton進(jìn)行影像處理，最終生產(chǎn)正射影像圖，將無人機(jī)應(yīng)用于補(bǔ)充衛(wèi)星遙感影像監(jiān)測(cè)空白區(qū)域，形成多元數(shù)據(jù)合成鑲嵌影像。

3.1.3 GNSS獲取數(shù)據(jù)信息

GNSS具有高精度、全天候、高靈活性等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于地籍測(cè)量、礦山測(cè)量、土地勘測(cè)定界、土地動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)等測(cè)繪工作中。CORS系統(tǒng)的推廣應(yīng)用，在國(guó)土資源測(cè)量管理中具有重要的應(yīng)用價(jià)值，大大促進(jìn)了GNSS在國(guó)土資源管理中的高效率、高精度測(cè)量工作。一方面，GNSS控制測(cè)量為衛(wèi)星遙感影像及無人機(jī)航拍影像提供像控點(diǎn)，對(duì)遙感影像及航拍 DOM 數(shù)據(jù)成果進(jìn)行檢核，后期DOM 糾正采用有控糾正方式，采集的像控點(diǎn)同時(shí)可作為像控點(diǎn)為DOM制作提供高精度控制資料參考;另一方面，利用CORS系統(tǒng)，現(xiàn)場(chǎng)核實(shí)監(jiān)測(cè)圖斑的范圍，取證測(cè)量坐標(biāo)，測(cè)量硬化地面面積、建筑物高度，彌補(bǔ)了衛(wèi)星遙感及航拍影像精度較低的不足。

3.2 GIS系統(tǒng)與“互聯(lián)網(wǎng)+”開展內(nèi)外業(yè)精準(zhǔn)調(diào)查

以往的土地調(diào)查工作組中，由于地方舉證材料可信度問題，導(dǎo)致出現(xiàn)地方多次舉證、上級(jí)反復(fù)核實(shí)現(xiàn)象，使得社會(huì)資源嚴(yán)重浪費(fèi)、程序反復(fù)、工作周期長(zhǎng)。因此三調(diào)將全面采用“互聯(lián)網(wǎng)+舉證”的方法進(jìn)行調(diào)查，根據(jù)要求搭建三調(diào)調(diào)查平臺(tái)。

三調(diào)平臺(tái)的搭建主要分為兩個(gè)方面，一是Web端的審核分發(fā)系統(tǒng)，二是移動(dòng)端調(diào)查 APP。Web端系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)影像查看和調(diào)查成果的核查。將圖斑從網(wǎng)頁(yè)端以任務(wù)的形式下發(fā)到相應(yīng)的調(diào)查部門，層層分級(jí)，并嚴(yán)格控制權(quán)限，形成調(diào)查可追溯到人的工作機(jī)制，并且將“互聯(lián)網(wǎng)+”應(yīng)用到實(shí)際工作中，實(shí)現(xiàn)零距離審核，能夠進(jìn)一步增強(qiáng)管理控制力，提高調(diào)查工作效率，提升調(diào)查成果質(zhì)量，降低調(diào)查工作成本，其技術(shù)流程如圖2所示。

在調(diào)查過程中，由管理人員通過 Web系統(tǒng)將圖斑分發(fā)給外業(yè)調(diào)查人員，調(diào)查人員使用帶衛(wèi)星定位功能和方向傳感器的手機(jī)，利用移動(dòng)端軟件，根據(jù)圖斑顯示位置對(duì)圖斑信息進(jìn)行采集，拍攝包含圖斑實(shí)地GPS坐標(biāo)、拍攝方位角、拍攝時(shí)間、實(shí)地照片及舉證說明等綜合信息的加密舉證數(shù)據(jù)包，并上傳至Web端，審核人通過Web對(duì)外業(yè)調(diào)查信息進(jìn)行審核。

4? 結(jié)語(yǔ)

第三次土地調(diào)查對(duì)于核定我國(guó)耕地實(shí)際保有量、新增建設(shè)用地及建設(shè)用地審批、土地利用總體規(guī)劃修編以及土地整治工作具有重要的意義。三調(diào)的成果數(shù)據(jù)將成為土地各項(xiàng)管理工作的依據(jù)，掌握詳實(shí)精準(zhǔn)的土地資源利用情況，能夠進(jìn)一步提升國(guó)土管理的精準(zhǔn)化水平，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。

全面細(xì)化的第三次土地調(diào)查離不開精準(zhǔn)化的調(diào)查手段，基于3S技術(shù)的高分辨率遙感影像及高精度數(shù)據(jù)信息采集方法為三調(diào)的精準(zhǔn)化調(diào)查提供了技術(shù)保障。3S集成技術(shù)精準(zhǔn)、高效、迅速的數(shù)據(jù)采集及處理能力以及強(qiáng)大的空間分析管理能力，通過工作區(qū)域的3S技術(shù)綜合應(yīng)用，建立三調(diào)技術(shù)體系，為三調(diào)精準(zhǔn)化調(diào)查提供經(jīng)驗(yàn)與保障。

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