探究3S測繪技術在土地開發整理中的合理運用

劉晗怡

(中國建筑材料工業地質勘查中心四川總隊，四川 成都 610052)

0 前 言

科技創新在各個領域都很重要，特別是在計算機和通信技術領域，也間接影響其他行業。遙感、全球定位系統和地理信息系統能夠充分利用科技能力，收集和綜合分析各種信息，有利于土地資源的合理利用和土地資源的優化配置，從而促進國家的社會進步和經濟發展。土地作為一種不可再生資源，科學利用和有效管理土地對我國來說尤為重要。20世紀80年代，3S技術在土地管理中的應用逐漸擴大，特別是在第二次土地調查后的近兩年里，3S技術在定界等領域得到了更廣泛的應用，例如土地利用規劃、地籍測繪等。但需要指出的是，3S技術廣泛應用于其他土地管理領域，是一個開發的新軟件。

1 測繪技術在土地開發整理中的作用

1.1 測繪技術的作用

地圖學是一門計算和測量地球引力場、地球形狀和幾何的科學，在此基礎上測量地球表面幾何物體和自然物體的幾何分布，在一定范圍內存在技術和理論上的困難。根據國土資源開發專項規劃、城市規劃和土地利用總體規劃，明確土地利用和目標，運用工程技術、法律，從經濟和行政的角度，改善環境、生活和生產條件的過程就是土地利用的合理化。但由于我國人口眾多，經濟社會發展發生了土地占有和征用的變化。因此，要緩解矛盾，保證足夠的耕地，就必須重視土地資源的開發和合理化，以保證土地資源的合理利用。

地形測繪工作要貫穿土地管理和處理的全過程。在測繪工作之前需要獲得地形要素，如項目的形狀、數量和位置。土地利用規劃和土地利用合理化與普通地形不同，這項工作的一個重要部分是利用遙感和地理信息系統(GIS)提供的數據，對開發區進行綜合地形測繪，繪制地形圖并協助處理地形圖。因此，對地圖學的需求較高。在土地開發整理的各個階段，測繪工作至關重要。為了順利完成這項工作，需要對土地整理進行詳細的測繪工作，以保證土地開發項目預算的準確性，從而實現項目的規范化、成本的節約和決策過程的科學化。

1.2 測繪技術在土地開發管理各階段中的應用

1.2.1 規劃階段

每個規劃必須以當前的土地利用圖為基礎。在土地開發規劃的設計和編制中，最重要的因素之一是根據航空影像和照片進行測繪。這些詳細土地分析結果中的大部分地圖是在第一次詳細土地調查中獲得的，主要通過手工制作。因此，為滿足規定的精度要求，以避免在時間和實踐中區分某些參數，必須在土地測繪過程中運用現代測繪技術，確保測繪符合要求。隨著科學技術的飛速發展，3S技術將在地球測繪中得到廣泛應用。現代測繪技術在土地資源分析中發揮著重要作用，主要是通過提供大量準確可靠的數據。

1.2.2 設計階段

現階段，要制定規劃中的土地管理項目，作為下一步工作的依據。測繪項目區需要精心設計，以滿足項目的需要。首先，統一的大地基準是測繪的基礎，是精度、坐標模型和測繪方案的保證。因此，有必要在同一高程基準和坐標系下確定土地覆蓋綜合工程的面積，確保保留當地通常選擇的高度標準和坐標。其次，必須確保信息的準確性。設計圖紙、方案設計的科學性直接取決于圖紙信息的準確性。只有提供的信息準確無誤，才能保證設計的可操作性、規范性和合理性。最后，必須進行立體攝影。為了獲得更準確的基線數據，必須運用多種現代測繪工具和技術，進行多層次、多方位、全面的立體攝影。

1.2.3 施工管理階段

土地開發項目作為一項復雜的系統工程，其管理和建設需要詳細的信息分析，準確的地圖以及廣泛的數據信息。現階段，最常用的是最新的測繪技術，這項技術的任務很小且很具體。土地利用合理化工程啟動后，要達到設計標準和要求，必須保證土地利用的安全、質量和進度。工程需要不斷完善和調整，這是保證現代測繪技術能夠作為輔助建設者決策的依據所必須的。此外，必須采用現代測量和監測方法來完成該項目。為了找出測繪過程中存在的缺陷和問題，在圖集繪制過程中，必須運用現代測繪方法，完成土地整理項目的收獲階段。締約方會議應請秘書處編寫一份關于土地利用、土地利用的變化和林業的報告。

2 3S技術

2.1 3S技術概念

3S技術，即全球定位系統(GPS)、遙感(RS)和地理信息系統(GIS)，是當前支持的三種獲取、存儲和更新技術之一。是土地觀測系統中空間信息的分析和應用是現代社會可持續發展的重要技術工具，對自然災害的規劃管理和動態監測，包括實現大地測量領域定量指標的科學方法，都是十分重要的。GPS是一種基于衛星、航空和航天的無線電定位導航系統，能夠為陸地和海洋用戶提供準確的信息。近二十年來，遙感技術在資源綜合研究和環境監測中發揮了重要作用。未來五年遙感技術將在空間、光譜、時間分辨率等方面有新的發展，目前GIS技術進一步發展，該系統主要用于建立各種空間數據庫和決策支持系統，為用戶提供多種形式的地質研究，地質分析和分析分離功能。然而，3S技術更重要的應用遠遠超出了上述成果。3S技術的最大價值在于3S的集成，即它不僅包含了現代地圖學的所有要素，而且反映了一個學科向多個學科的轉化。該技術是在3S技術的基礎上發展起來的，以提供繪圖上的空間信息。測繪技術包括利用測量儀器等技術對地球進行測前定位。為保證各階段土壤處理作業的準確性和連續性，應采用不同的技術和制圖方法分析地理信息系統的具體特點：基于空間數據的技術信息系統是以系統技術和計算機理論為基礎的，在計算機軟硬件的支持下，科學管理和有效綜合分析地理數據(遙感圖像等)的應用、捕獲和目標識別，特別是利用探測器收集和傳播信息。地理信息系統可以在國家和區域一級收集和分析數據。

2.2 作 用

土地管理是對土地利用、土地結構的綜合管理。整個項目涉及的數據面廣，如空間、屬性等。3S大地測量技術應用廣泛，技術體系廣泛，傳統測繪方式效率低下。3S綜合測繪技術不僅可以解決傳統測繪方法存在的問題，而且可以提高測繪精度，數據的效率和功能更符合土地管理項目的技術要求，GPS的定位和導航基礎設施(即土地處理數據基礎設施)使RTK易于用于地面測量和登記也可方便應用于后期接收。在任何地點，高精度的定位、低人為干擾因素都有助于優化設計和模型，其不僅可以提高設計數據的準確性，而且可以作為工程設計的依據，這將保證資源的高效利用和資源的節約。

3 3S技術的運用

3.1 在土地整理中的應用

3S制圖技術在土地整理過程中發揮著重要作用。其測繪技術包括數字地籍測量、攝影測量等。因此，有必要對土地管理過程中的測繪方法進行規范化、制度化。根據制圖方案，完善與制圖有關的技術設計，嚴格按照國家標準確定地形測量內容作為城市測量規范，作為城市測量的依據等。土地整理工程完成后，一些重要的結構設施可在后續作業中通過GPS進行監測。另外，RS系統在運行過程中的使用也比較頻繁。遙感系統能更準確地反映耕地和濕地的變化。該系統在預測未來環境、氣象和地質災害方面也具有很大的優勢。此外，全球定位系統在運行過程中有助于更有效地分配工作特性、使用權等。同時，通過合理配置電力、灌溉等資源，提高開發區內所有土地的生產力。在企業管理過程中，通過GIS、RS、GPS等測繪技術，將區域內現有信息數字化，然后，通過整合的過程，清楚地了解如何有效地進行土地管理。

3.2 土地利用總體規劃

在土地利用規劃的現階段，地理信息系統是一項主要技術，它的應用可建立一個實用的信息系統，在國家、區域和國際各級建立和加強伙伴關系，將土地資源總體規劃及相關業務流程與現代技術進行比較，最終完成土地資源的開發。采用通用的計劃、修改和自動控制，省去了大量的手工數據采集和分析方法，減輕了有關人員的工作量，提高了工作質量和效率。科學技術是第一生產力，技術在土地管理中的應用，充分體現了科學促進社會發展的現實。

3.3 土地動態監測的應用

監測土地利用的變化和動態是土地管理的重要組成部分。傳統的土地利用變化監測方法更新慢、圖長、誤差大，難以及時、準確、主動地識別土地利用變化。土地利用變化與不同時期遙感影像的利用，為不同時期的土地利用提供了準確、快速的信息。GPS提供精確定位，GIS管理土地利用變化的空間數據、屬性和空間分析。通過對不同時期遙感衛星數據的綜合分析，提供準確、客觀、及時、廣泛的變化信息。

3.4 在土地評估中的應用

目前，土地利用評價的理論和方法正在對土地資源的潛力、適宜性和價值進行評價和分類。GPS空間數據管理和空間分析工具，可以確定土地資源空間變化的格局和數量，作為土地利用綜合規劃的依據，特別是對土地資源的有效利用和保護。另一方面，土地資源評價信息系統的建立不僅有效利用了現有的土地資源評價數據，而且大大減少了土地資源評價的工作量。同時，也有助于收集數據，提高評價質量。

3.5 GPS在土地整理外業測量中的應用

在規劃階段，對面積、長度和高度的要求相對較高。通常使用至少1∶5 000的地形圖作為設計的基礎。在這種情況下，可以使用通常的方法來管理GPS安裝，并使用整個站點安裝來收集現場數據。第一個高度控制點必須在四個級別上進行比較。工程區的主要大地目標、具體位置、形狀、邊界信息等，如植被、居民區、井口等，根據工程的地形特點，采用不同的儀器。此外，動態全球定位系統還可以用來采集數據，如分層道路、可持續發展委員會溝道、航道底高等，通過改進GPS接收機硬件和動態發展GPS定位技術，動態載波定位取得了很大進展，加強了全球定位系統在遙感應用中的作用。目前，GPS與各種傳感器相結合，GPS在攝影測量和遙感中的應用主要分為三個部分：一是高精度動態相機的定位；二是借助航空三角測量輔助航空攝影測量，實現航拍照片的精確定點；三是利用其他3個傳感器確定載體的位置、速度、加速度和空間位置。近年來，國內外學者在這三個領域都取得了很大的進展。這些成果中最重要的是克服了動態全球定位系統(DGPS)在飛機上應用的主要困難，解決了飛機上載波相位模糊的問題。遙感的應用對GPS的實際應用有很大的幫助。GPS在攝影測量和遙感中的廣泛應用，無疑對土地利用規劃具有重要意義。

3.6 遙感(RS)技術的應用

隨著計算機技術、信息技術和空間攝影測量技術的飛速發展，現已進入了數字化時代。在高分辨率和高達1 m的立體觀測階段，攝影測量和遙感之間的差距正在縮小。數字攝影測量的出現使人們能夠通過計算機處理，從航空攝影測量或遙感圖像中獲得地理信息系統數據。它利用計算機對數字圖像進行處理以獲取信息，GIS的基本信息可分為地形信息、圖形信息和屬性信息。航空影像可以生成數字高程模型，直接從影像中提取構造信息，提供圖形信息；通過航空影像的翻譯和專題分類，提供土地信息系統的性能信息。這些影像主要用于編制大、中比例尺攝影圖，這些圖主要用作城市規劃和土地管理項目的工作圖。它主要測量地面的幾何結構。控制信息是通過遙感獲得的，是全面、宏觀、客觀、周期性、多層次，雖然有些遙感衛星圖像可以用于高空測量，但衛星圖像的翻譯也應與實際研究相聯系，否則翻譯質量將難以得到保證。同時，在衛星圖像解譯過程中，以人為中心的因素占主導地位，這對操作人員的技能要求很高。

3.7 GIS技術的應用

地理信息系統(GIS)技術提供了土地資源儲備信息，提高了土地管理規劃的技術性和可持續性。通過數字模擬地球信息，在其他特殊情況下，避免了計算、設計和規劃過程中的繁重工作量。最顯著的特點之一是能夠通過實際更新有效地保證數據庫中地理信息的完整性和準確性。同時，也是一個多層次的信息數據庫，包含了氣候、地質、水文、自然災害和經濟狀況、社會狀況等相關問題的信息。目前，全球環境信息系統已被廣泛應用于制定共同的土地利用規劃，特別是在技術規劃指標分析領域。通過全球土地信息系統提供的土地適應性評價、土地規劃平衡分析等信息技術支持，提高耕地面積和環境面積分析的廣度和深度，快速分析土地利用總體規劃的環境經濟指標，并完善了工作量矩陣、土地面積平衡等土地利用總體規劃的框架，除了土地利用總體規劃的合理利用外，還可以有效地確定土地利用方式。GIS技術的應用大大提高了規劃的準確性、科學性和效率，虛擬GIS是一種具有觀測功能的三維局部土地利用規劃，可以直接觀測農田、房屋、道路等虛擬景觀。三維模型的設計者可以更好地理解土地利用總體規劃，支持思維方式和空間模擬。

4 結束語

3S技術在土地管理中發揮了重要作用，保證了土地資源用于經濟建設和改善環境，是促進土地管理的重要手段，有利于增加農民收入，促進社會進步。3S技術是土地測繪的主要技術之一，直接關系到土地處理的質量。結合現代數字科學的發展，地圖學是土地耕作過程中的主要支撐組成部分，它應用于整個土地耕作過程，與田間數字測量系統、圖形系統、硬件和技術支持軟件相結合，進行地面的性能研究且實際數據采集比較快速準確。土地測繪工作起步較晚，測繪技術有待進一步發展，要加快有關問題的研究，更好地利用土地測繪技術，可以更有效地應用于土地管理，從而提高土地利用效率，加強土地管理。

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