測繪地理信息技術在鄉村建設中的應用探討

摘要：鄉村振興是促進農村經濟發展、改善農民生活和實現城鄉共同發展的重要舉措，其建設與發展離不開科學技術的支撐。隨著測繪技術發展迅速，新技術層出不窮，用途越來越廣。但是，目前測繪新技術在鄉村振興中的應用還不夠明確，針對此問題，文章通過對測繪新技術進行簡單概述，重點探討了測繪地理信息技術在鄉村土地管理、農業發展和自然資源監測三個方面的應用，以期能為鄉村振興工作提供有效的技術支持和決策參考。

關鍵詞：鄉村振興；測繪新技術；土地管理；農業發展；生態環境

文章編號：1674-7437（2024）05-0228-03 中國圖書分類號：P204 文章標識碼：A

在全球化背景下，農村地區作為現代社會的重要組成部分，其發展狀況直接關系到國家的穩定和社會的進步。鄉村振興戰略作為一項國家級的重大決策部署，旨在推動農業現代化，實現農業強、農村美、農民富的目標，是新時代全面深化改革的重要舉措之一。在這一戰略的推動下，測繪地理信息技術憑借其在空間數據獲取、處理和分析方面的獨特優勢，被廣泛應用于鄉村規劃設計、土地資源管理、農業生產發展以及生態環境保護等多個領域，成為實現鄉村振興的重要技術支撐。因此，提升普通群眾對測繪新技術及其應用的理解，拓展測繪技術在新農村建設中應用的領域，對于提升鄉村規劃和管理水平、推動鄉村振興戰略的有效實施、實現可持續發展和全面建設美麗鄉村的目標具有重要意義[1-2]。

1 現代測繪地理信息技術

現代測繪地理信息技術的迅猛發展，推動著測繪地理信息技術的邊界不斷拓展，為獲取高精度、高效率的地理信息提供了可能。其中，地理信息系統（GIS）、無人機（UAV）航測、LiDAR技術、高光譜遙感技術和InSAR技術等是目前應用最為廣泛的現代測繪技術，主要介紹如下[3]。

地理信息系統（GIS）。GIS技術是一種集成了地理空間數據采集、存儲、管理、分析和可視化展示等多種功能的信息技術。它將地理位置信息與屬性數據相結合，通過空間分析和地圖制圖等手段，幫助人們理解和解釋地理現象、模擬和預測地理過程，從而制定決策和規劃。GIS技術的核心是地理空間數據的采集和管理，應用各種傳感器、測量設備和遙感技術，獲取地理空間數據，并通過數據模型和數據庫管理系統對數據進行存儲和管理，再應用空間分析、網絡分析、地理統計等方法，對地理空間數據進行挖掘、分析和模擬，探索地理規律和關聯。

無人機（UAV）航測技術。無人機航測技術是指利用無人機進行航空攝影測量和遙感數據獲取的技術。無人機通過搭載各種傳感器，如高清相機、激光雷達、熱像儀等進行高空飛行，采集地表的影像、點云和其他遙感數據，用于地圖制圖、地形測量、資源調查、環境監測等應用。目前最常見的應用是搭載相機進行正射影像圖制作和構建測區傾斜攝影實景三維模型。

LiDAR技術。LiDAR技術是利用激光器發射脈沖激光束，通過測量激光束從目標物體反射回來的時間和強度信息，來獲取目標物體的距離、位置和形狀等信息，具有高精度、高分辨率和快速獲取數據的特點，被廣泛應用于地形測繪、城市規劃、建筑設計、環境監測、自動駕駛等領域。此外，由于LiDAR能夠發射不同波段的脈沖激光，可以穿透植被，直接獲取地表三維點云數據，建立高精度數字地面模型（DEM）。

高光譜遙感技術。高光譜遙感是指具有高光譜分辨率的遙感科學和技術，利用高光譜傳感器，可以在可見光、紅外和近紅外等多個波段范圍內收集地表反射和輻射的能量。每個波段對應一個光譜帶，通過分析由光譜帶組合形成的高光譜圖像，可以獲取地表物質的光譜特征，進而推斷出地表上的物質組成、含量、質地等信息。

InSAR技術。InSAR技術，全稱為合成孔徑雷達干涉，是一種使用兩幅或多幅合成孔徑雷達（SAR）圖像對地表進行精確測量的遙感技術。該技術能夠檢測地表的微小形變，具有高精度、全天候、全天時和對惡劣天氣條件具有較強的適應性等特點，廣泛應用于地質災害監測、環境變化研究和城市建設等領域。在鄉村建設中主要應用于地質災害監測和土地沉降監測，通過監測地表變形和沉降情況，可以提前預警地質災害。

2 測繪地理信息技術在土地管理中的應用

2.1遙感技術在土地資源調查與分類中的應用

遙感技術可以快速獲取大量的土地資源信息，輔助決策者進行土地規劃、土地利用評估、生態環境監測等工作。首先，通過衛星、航空或無人機等遙感平臺獲取高分辨率的遙感影像數據，并對遙感影像進行預處理，包括去除大氣、幾何校正、輻射校正等，提高影像的質量和準確性。其次，利用遙感影像數據提取土地資源的特征信息，如植被指數、土地覆蓋類型、土地利用狀況等。最后，利用機器學習算法、圖像處理技術等方法對提取的特征進行分類，將土地劃分為不同類別，再基于分類結果對土地資源進行調查與分析，包括土地利用評估、土地規劃、生態環境監測等。此外，還可以通過比較不同時間段的遙感影像數據，了解土地利用變化情況，為土地資源的合理開發和保護提供科學依據[4]。

2.2傾斜攝影測量技術在土地優化配置中的應用

應用無人機攝影測量技術可以構建測區實景三維模型。借助實景三維模型提供的精確地理數據和基礎量測功能，規劃人員可以在實景三維模型上直接進行土地利用調查和分析，獲取土地類型、土地覆蓋、土地利用強度等重要信息；也可以進行地形分析和地貌測量工作，獲取高程模型、坡度、坡向等信息。根據土地的地形特征和水文條件，確定適宜的土地利用方式，提高土地的生產力和可持續發展能力。此外，還可以通過定期進行傾斜攝影測量，獲取土地利用變化的時空數據，包括土地擴張、農田面積變化、城市化進程等，幫助決策者了解土地利用變化的趨勢和影響，制定相應的政策和措施，進而保護土地資源，推動土地資源可持續發展。

2.3無人機航測技術在權屬界定中的應用

土地權屬界定與管理是土地管理工作的重要組成部分，它直接關系到土地資源的正當利用和土地糾紛的有效解決。早先應用全球定位系統（GPS）和電子全站儀等測量設備即可獲得準確的土地權屬界線數據，但由于這種方式工作效率低、人工成本高，目前已被無人機航測技術所取代。基于無人機航測技術建立測區正射影像圖，再以正射影像數據作為底圖，在影像上對地塊進行矢量化，并在數據庫中加載土地的位置、面積、權屬等基礎信息，通過記錄土地的交易、變更、利用等動態信息，可以提高地塊矢量化的精度，縮短權屬界定工期，為全國的土地確權按時完成提供技術保障。除了用于土地所有權的確認外，無人機航測技術還能夠被用來創建精確的實景三維模型。通過使用專業軟件，例如EPS，可以在這些三維模型上進行房屋的矢量化數據收集，從而生成高精度的地籍圖。此外，在頒發產權證書的過程中，可以把不同視角的三維模型印制到產權證書上，使得證書上展示的房屋結構和屬性信息更加清晰明了。

3 測繪地理信息技術在農業發展中的應用

3.1無人機在非法作物巡查中的應用

農村地區人口分布較為稀疏，廢棄院子較多，不但為非法種植罌粟提供了隱秘條件，同時也增加了緝毒工作的難度。由于非法作物，如罌粟，通常具有與周圍正常農作物不同的生長特性和光譜特征。因此，無人機可以通過多光譜傳感器獲取相關數據，根據植被指數計算和異常檢測識別出非法作物，再結合導航系統和地理信息系統技術，將獲取的數據與地理坐標進行關聯，實現非法作物的空間分布分析和邊界提取。緝毒人員通過對無人機實時傳輸的視頻資料進行分析，能夠更準確、高效地識別出罌粟種植地點。這不僅提高了巡查罌粟種植的成功率，還大幅度提升了工作效率，為打擊非法種植罌粟活動提供了有力支持。

3.2GIS技術在智慧農業中的應用

在新型智慧農業建設中，應用GIS可以整合和分析各種空間數據和屬性數據，為農田資源的有效利用提供決策支持。利用GIS系統，可以將農田的地理信息與氣候、產量、種植歷史等數據相結合，打造一個多維度的農田信息數據庫。不僅能夠揭示農田現狀，還能為未來的農田改良和種植計劃提供科學依據。此外，GIS系統可以搭載各類傳感設備，實時監測農作物的生長情況，包括生長速度、葉綠素含量、植被指數等，以便及時發現農作物生長的異常情況，進而采取相應的管理措施。在農產品流通環節中，GIS技術可以將農產品的生產地、加工廠、物流節點等信息與地理位置關聯起來，實現農產品的全程可追溯管理，提高農產品的質量和安全性，增強消費者對農產品的信任度[5]。

3.3高光譜技術在農作物管理方面的應用

高光譜技術在農業方面應用廣泛。首先，高光譜技術可以用于農作物健康監測和病蟲害檢測。通過采集農田中的高光譜圖像數據，可以獲取不同波段的光譜信息，從而分析農作物的生長狀態和健康狀況；其次，高光譜技術可以用于農作物品質檢測和營養評估，通過對高光譜圖像數據進行分析，可以評估農作物的品質和營養含量，判斷水稻的成熟度，或者評估蔬菜的營養成分含量，從而指導農民的種植管理和采收決策。此外，土壤的光譜特征與其質地、水分含量、養分含量等有關，通過高光譜圖像數據的分析，可以評估土壤的質量和養分狀況，有助于農民合理施肥和調整土壤管理策略。

4 測繪地理信息技術在自然資源監測中的應用

4.1無人機航測技術在森林火災監測中的應用

無人機航測技術在森林火災監測中的應用是通過無人機搭載的熱紅外傳感器和可見光傳感器，獲取高分辨率的圖像數據，從而實現對火點、火線和煙霧等火災跡象的準確識別和定位。熱紅外傳感器能夠探測火災產生的熱輻射，通過測量地表溫度變化，快速確認火源位置和火勢擴展情況。可見光傳感器則可以提取森林植被的生理指標，評估森林的健康狀況和火災風險。再應用圖像處理和分析技術，利用火點檢測算法，可以自動識別和定位火災點，并生成火點熱力圖。同時，結合地理信息系統技術，將火點位置與地理坐標進行關聯，進一步提高火災監測的準確性和可視化程度。此外，還可以利用時間序列圖像數據，監測火災的發展趨勢和變化情況；基于歷史火災數據和環境因素，建立火災風險評估模型，對潛在的火災危險區域進行識別和預測。

4.2移動式三維激光掃描技術在農林調查中的應用

綠化三維量是指對農村或區域綠化覆蓋的三維空間特性進行量化的指標，不僅包括了植被的水平覆蓋面積，也涵蓋了植被的高度和體積，能夠更全面地反映一個區域的綠化程度和植被的立體結構。綠化三維量的計算通常需要借助遙感技術、GIS（地理信息系統）以及現場實測數據等多種手段，從而獲取精確的植被分布和結構信息，對于鄉村規劃、生態評估和環境監測等方面具有重要意義。運用移動式三維激光掃描技術獲取測區植被點云信息，能夠為研究樹干、樹冠形狀、材積、生物量等提供可靠的數據資料，形成基于三維激光測繪系統的測樹技術體系，進而為森林資源的動態監測奠定基礎。三維綠量作為綠化指標突破了原有二維綠化指標的局限性，體現出整個測區的生態效益水平，能夠準確地描述鄉村森林的空間結構和定量研究城市森林與環境的相關關系以及分析綠化的環境效益和城市綠化需求總量[6]。

4.3LiDAR和InSAR技術在地質災害調查與監測中的應用

LiDAR技術通過高精度的地形測量提供了地質災害調查的基礎數據，而InSAR技術則通過分析地表的微小變化來監測和預警地質災害。LiDAR能夠穿透植被覆蓋，直接測量地面，從而揭示出可能隱藏在植被下的地形特征，如滑坡、崩塌等地質災害的跡象。通過對同一區域在不同時間進行LiDAR掃描，可以比較不同時間點的地形數據，監測地表的微小變化，從而預測和評估滑坡、地面沉降等災害的發展趨勢，幫助科學家和工程師評估地質災害的風險，制定相應的防災減災措施[7]。

InSAR技術能夠監測到極其微小的地表變形，通常精度可達到毫米級。利用InSAR技術監測特定區域隨時間的變化，對于識別和追蹤滑坡活動非常有效，尤其適用于偏遠和難以進入的鄉村地區。

結合時間序列分析，這兩種技術可以用來建立地質災害的監測預警系統，從而及時向相關部門和居民提供潛在危險的信息[8]。

5 結束語

綜上所述，測繪地理信息技術為鄉村振興提供了強有力的技術支持，并與鄉村振興戰略中的其他方面相協調，共同推動農業產業升級、改善農村生活質量、保護生態環境和促進社會經濟全面發展。隨著技術的持續進步和應用創新，深入研究測繪地理信息技術在鄉村振興中的應用，使其在鄉村發展的更多領域內發揮潛力，具有重要的社會和經濟價值，對鄉村振興和未來發展影響深遠。

參考文獻：

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[3]李貴柱.測繪新技術在測繪工程測量中的應用探究[J].城市建設理論研究（電子版），2023（23）：181-183.

[4]李之高.測繪新技術在農村土地開發整治中的應用研究[J].當代農機，2022（07）：69-70.

[5]楊菡.基于遙感與GIS的國土調查和自然資源調查對策研究[J].價值工程，2023，42（36）：18-20.

[6]周三章.基于三維點云的農林作物三維重建方法與特征提取研究[D].北京：北京林業大學，2021.

[7]劉梅.測繪新技術在地質工程測量中的應用優勢及要點探討[J].科技資訊，2023，21（18）：128-131.

[8]楊春宇，文藝，潘星，等.基于SBAS-InSAR的山體滑坡形變監測分析[J].測繪通報，2023（11）：12-17.