3S 技術(shù)在國(guó)土資源測(cè)繪中的應(yīng)用

■張宜純 ■嘉禾縣國(guó)土資源測(cè)繪隊(duì)，湖南 郴州 424500

1 前言

國(guó)土資源是指土地資源、水資源、氣候資源、生物資源、海洋資源以及礦產(chǎn)資源等主權(quán)國(guó)家管轄范圍內(nèi)一切資源的總稱(chēng)，它包括社會(huì)資源、自然資源、人口資源以及經(jīng)濟(jì)資源等。我國(guó)國(guó)土資源總量豐富，這為我國(guó)發(fā)展農(nóng)業(yè)、林業(yè)、礦業(yè)、漁業(yè)等生產(chǎn)提供了有利的物質(zhì)條件。但是，我國(guó)國(guó)土資源的特征主要表現(xiàn)為:①?lài)?guó)土資源在地理分布上具有不均勻性;②國(guó)土資源在開(kāi)發(fā)利用程度上呈現(xiàn)出可變性;③國(guó)土資源包括可再生資源與不可再生資源。我國(guó)作為發(fā)展中的人口大國(guó)，如何保證社會(huì)經(jīng)濟(jì)與自然環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展，并及時(shí)了解國(guó)土資源現(xiàn)狀及存在的問(wèn)題，對(duì)國(guó)土資源管理具有重要的意義。

如今以數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化和信息化為主要途徑的國(guó)土資源調(diào)查、評(píng)價(jià)、規(guī)劃和管理，在國(guó)土資源測(cè)繪中被廣泛應(yīng)用，以GIS、GPS 和RS 技術(shù)為主的3S 技術(shù)在國(guó)土資源測(cè)繪中發(fā)揮著重要的作用。

2 3S 技術(shù)與應(yīng)用

2.1 GIS 技術(shù)及應(yīng)用

2.1.1 GIS 概況

地理信息系統(tǒng)(Geographic Information System 或Geo -Information system，GIS)又稱(chēng)為“地學(xué)信息系統(tǒng)”。它是在計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)與軟件系統(tǒng)共同作用下，對(duì)地球表層的全部或部分空間中有關(guān)地理分布的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、儲(chǔ)存、管理、運(yùn)算、分析、顯示和描述的技術(shù)系統(tǒng)［1］。GIS由數(shù)據(jù)采集、管理、處理和分析等子系統(tǒng)組成，與測(cè)繪學(xué)和地理學(xué)聯(lián)系緊密，具有數(shù)據(jù)綜合分析與評(píng)價(jià)的能力，共享性和兼容性良好。

2.1.2 GIS 在國(guó)土資源測(cè)繪中的應(yīng)用

GIS 軟件促進(jìn)了國(guó)土資源信息系統(tǒng)的建設(shè)，采用GIS 建立的國(guó)土資源信息系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)信息統(tǒng)一管理、數(shù)據(jù)綜合分析與查詢(xún)，為國(guó)土資源的保護(hù)、規(guī)劃及監(jiān)測(cè)提供有效的技術(shù)支持。GIS 技術(shù)被應(yīng)用于國(guó)土資源管理的方方面面，例如地籍管理、土地規(guī)劃、礦產(chǎn)資源監(jiān)測(cè)等，這些應(yīng)用大大提高了國(guó)土資源管理水平和效率。

2.2 GPS 技術(shù)及應(yīng)用

2.2.1 GPS 概況

全球定位系統(tǒng)(Navigation satellite timing and ranging/global position system，GPS)是結(jié)合衛(wèi)星與通訊發(fā)展的技術(shù)，利用導(dǎo)航衛(wèi)星進(jìn)行測(cè)時(shí)和測(cè)距。GPS 具有全天候、自動(dòng)化、高效益、高精度的特征，被廣泛應(yīng)用于在土地測(cè)量、工程測(cè)量、資源勘察等領(lǐng)域，具有良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

2.2.2 GPS 在國(guó)土資源測(cè)繪中的應(yīng)用

在國(guó)土測(cè)量中，應(yīng)用GPS -RTK 技術(shù)可以實(shí)時(shí)測(cè)定有關(guān)界址點(diǎn)及地物點(diǎn)的位置，精度高;在建設(shè)用地勘測(cè)定界測(cè)量中，可以實(shí)時(shí)測(cè)定界樁位置、界限范圍、面積等，大大節(jié)省了時(shí)間和資源，簡(jiǎn)化了工作程序;利用RTK 技術(shù)還可以動(dòng)態(tài)檢測(cè)國(guó)土利用情況，保證了國(guó)土利用狀況調(diào)查的實(shí)時(shí)性。

在國(guó)土調(diào)查方面，GPS 技術(shù)與其它技術(shù)相結(jié)合，可以進(jìn)行地籍調(diào)查，對(duì)可疑地塊現(xiàn)場(chǎng)定位，對(duì)超量用地、破壞耕地等違法行為進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)取證，具有精度高，作業(yè)時(shí)間短的優(yōu)點(diǎn)。

在國(guó)土監(jiān)督管理方面，可以采用GPS 進(jìn)行礦產(chǎn)資源和地質(zhì)勘查進(jìn)行日常監(jiān)督管理，并利用GPS 測(cè)量對(duì)鉆孔位置坐標(biāo)定位等。

2.3 RS 技術(shù)及應(yīng)用

2.3.1 RS 技術(shù)概況

遙感技術(shù)(remote sensing)從是指從遠(yuǎn)處探測(cè)、感知物體或事物的技術(shù)，它是從遠(yuǎn)處通過(guò)一定的傳感器探測(cè)和接收來(lái)自目標(biāo)物體的各類(lèi)電、磁場(chǎng)信息以及其它信息，并經(jīng)信息遠(yuǎn)程傳輸、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)分析后，識(shí)別物體本來(lái)的屬性及分布特征的技術(shù)手段［2］。近年來(lái)，以航空攝影技術(shù)為基礎(chǔ)的遙感技術(shù)發(fā)展迅速，是一門(mén)實(shí)用性高、技術(shù)先進(jìn)的探測(cè)技術(shù)，它能從地面到空間進(jìn)行信息數(shù)據(jù)收集、處理、分析，并對(duì)全球進(jìn)行探測(cè)和監(jiān)測(cè)，以獲取有用的信息。

2.3.2 RS 在國(guó)土資源測(cè)繪中的應(yīng)用

從上個(gè)世紀(jì)八十年代開(kāi)始，我國(guó)逐步應(yīng)用航天和航空遙感技術(shù)進(jìn)行國(guó)土資源調(diào)查、國(guó)土利用動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，涉及的內(nèi)容包括國(guó)土資源的規(guī)劃、管理、保護(hù)以及合理利用的方方面面。其地質(zhì)填圖、土地利用調(diào)查、地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)與預(yù)警、礦產(chǎn)資源評(píng)價(jià)、大型工程項(xiàng)目選址、數(shù)字國(guó)土建設(shè)等方面都有廣闊的應(yīng)用空間。RS 技術(shù)是新一代高空間、高時(shí)間分辨率、高光譜技術(shù)的發(fā)展標(biāo)志。

2.4 3S 技術(shù)及其應(yīng)用

2.4.1 3S 技術(shù)概況

隨著社會(huì)的發(fā)展，新技術(shù)也不斷地取得了進(jìn)步，以地理信息系統(tǒng)技術(shù)、全球定位系統(tǒng)、遙感技術(shù)等高新技術(shù)技術(shù)為主的3S 技術(shù)在國(guó)土資源測(cè)繪中發(fā)揮著越來(lái)越大的作用［3］。

2.4.2 3S 技術(shù)集合在國(guó)土資源測(cè)繪中的應(yīng)用

3S 技術(shù)在國(guó)土資源管理工作的各個(gè)方面都發(fā)揮著重要的作用:(1)國(guó)土調(diào)查與3S 技術(shù)的結(jié)合應(yīng)用，可以使得工作流程更精煉、更具時(shí)效性，使得大范圍、高效、準(zhǔn)確、定期的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)成為可能，重報(bào)、漏報(bào)的現(xiàn)象明顯減少，為政府管理部門(mén)科學(xué)決策提供了可靠的依據(jù);(2)國(guó)土利用動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)主要采用遙感技術(shù)獲取動(dòng)態(tài)利用數(shù)據(jù)，地理信息系統(tǒng)進(jìn)行國(guó)土利用的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè);(3)在國(guó)土利用規(guī)劃方面，3S 技術(shù)是國(guó)土利用動(dòng)態(tài)管理的有效技術(shù)手段。3S 技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相結(jié)合，為現(xiàn)代國(guó)土資源管理、規(guī)劃和決策實(shí)現(xiàn)信息化提供了重要保障。

3 3S 技術(shù)在土地利用監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用

3.1 研究概況

以西南某市為例，分析3S 技術(shù)在土地利用監(jiān)測(cè)與現(xiàn)狀變更中的應(yīng)用。該市面積2000 余平方，人口150 萬(wàn)，以丘陵地形為主，海拔在500米左右，地勢(shì)西北高、東南低。區(qū)內(nèi)交通便捷，有多條高速公路、鐵路、國(guó)道縱橫交錯(cuò)其中，并作為新機(jī)場(chǎng)的選址地，為該市帶來(lái)了重大的變化，奠定了其區(qū)域性綜合交通樞紐的重要地位。為分析該市的土地的利用情況，采用3S 技術(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)分析。

3.2 數(shù)據(jù)處理

(1)準(zhǔn)備基礎(chǔ)底圖、高程數(shù)據(jù)、行政界線、影像RPC 文件等基礎(chǔ)資料;

(2)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理;

(3)提取土地利用變化信息;

(4)更新土地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)信息，并對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行質(zhì)量控制。

3.3 應(yīng)用分析

利用3S 技術(shù)監(jiān)測(cè)獲取的土地利用變化信息為基礎(chǔ)，分析土地利用現(xiàn)狀。結(jié)果表明，研究區(qū)建設(shè)用地面積達(dá)82%，地表植被覆蓋面積達(dá)9%，農(nóng)用地面積達(dá)6.5%。新增建設(shè)用地類(lèi)型以城鎮(zhèn)和公路建設(shè)為主，主要分布于中心城區(qū)內(nèi)。在城市發(fā)展空間的20 公里范圍內(nèi)，幾乎無(wú)明顯的新增建設(shè)用地。受農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)因素的影響，設(shè)施農(nóng)用地在緩沖區(qū)15 公里以?xún)?nèi)廣泛存在。通過(guò)3S 技術(shù)確定了土地利用現(xiàn)狀，對(duì)于劃定新增建設(shè)用地重點(diǎn)監(jiān)測(cè)區(qū)具有重要的指導(dǎo)作用。

4 結(jié)論

為及時(shí)了解我國(guó)國(guó)土資源現(xiàn)狀，本文從地理信息系統(tǒng)、全球定位系統(tǒng)、遙感技術(shù)以及3S 技術(shù)集合的概念、原理出發(fā)，分析其在國(guó)土資源測(cè)繪中的應(yīng)用領(lǐng)域。以西南某市為例，采用3S 技術(shù)對(duì)國(guó)土資源進(jìn)行監(jiān)測(cè)，分析土地利用現(xiàn)狀具有十分重要的作用，為新增規(guī)劃用地提供了有效的依據(jù)。

［1］邊馥荃.地理信息系統(tǒng)原理和方法［M］.北京:測(cè)繪出版社，1996.

［2］董瑞伶，宮輝力，趙文吉，等.3S 技術(shù)在國(guó)土資源大調(diào)查中的應(yīng)用初探［J］.首都師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2006，27(1):93～97.

［3］沈芳，程?hào)|，黃潤(rùn)秋，等.3S 技術(shù)在國(guó)土資源調(diào)查、環(huán)境保護(hù)及地質(zhì)災(zāi)害評(píng)價(jià)與預(yù)測(cè)中的應(yīng)用展望［J］.成都理工學(xué)院學(xué)報(bào)，2000，27(增刊):235～238.