基于3S的土地利用動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)與應(yīng)用研究

鄧楊瓊

摘要：衛(wèi)星遙感技術(shù)、全球定位系統(tǒng)以及地理信息系統(tǒng)這三種技術(shù)統(tǒng)稱為3S技術(shù)，通過(guò)對(duì)三種技術(shù)進(jìn)行有效的配套使用，可以形成一個(gè)對(duì)信息進(jìn)行獲取、貯存、分析和運(yùn)用的全新一體化信息系統(tǒng)，通常在土地資源動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)工作當(dāng)中進(jìn)行有效的應(yīng)用。本文針對(duì)基于3S技術(shù)的土地利用動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)進(jìn)行分析，介紹了3S技術(shù)的主要優(yōu)勢(shì)和基本原理，并提出具體的工作流程和應(yīng)用對(duì)策，為相關(guān)工作起到一定的參考作用。

Abstract： The three technologies of satellite remote sensing technology， global positioning system and geographic information system are collectively referred to as 3S technology. Through the effective use of the three technologies， a new integration information system for information acquisition， storage， analysis and application can be formed and are usually used effectively in the dynamic monitoring of land resources. This article analyzes the land use dynamic monitoring technology based on 3S technology， introduces the main advantages and basic principles of 3S technology， and proposes specific work processes and application countermeasures， which play a reference role for related work.

關(guān)鍵詞：3S;動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù);基本原理;應(yīng)用對(duì)策

Key words： 3S;dynamic monitoring technology;basic principles;application countermeasures

中圖分類號(hào)：P208? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1006-4311（2020）20-0203-02

0? 引言

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展以及城市的不斷建設(shè)，我國(guó)的人口數(shù)量也在快速增長(zhǎng)，但這也帶來(lái)了嚴(yán)重的土地資源利用問題。因此，對(duì)土地利用現(xiàn)狀的動(dòng)態(tài)信息掌握情況也提出了更高的要求，工作人員需要能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)土地的利用現(xiàn)狀，能夠進(jìn)行進(jìn)一步的分析和利用，從而更好地管理土地資源，完善城市的規(guī)劃工作，并為城市的建設(shè)提供相關(guān)的數(shù)據(jù)信息。而隨著時(shí)代的快速發(fā)展，傳統(tǒng)的管理模式也無(wú)法在適應(yīng)新時(shí)代下的土地資源規(guī)劃形式，對(duì)此需要?jiǎng)?chuàng)新管理手段。而3S技術(shù)的有效應(yīng)用對(duì)相關(guān)領(lǐng)域的發(fā)展也起到了至關(guān)重要的作用，在土地動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)體系當(dāng)中通過(guò)應(yīng)用此項(xiàng)技術(shù)，可以有效地節(jié)省人力和物力，彌補(bǔ)傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)技術(shù)的不足，實(shí)施管理和控制土地資源，提高我國(guó)對(duì)土地資源的管理水平。因此，分析3S技術(shù)在土地動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用具有著十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1? 3S技術(shù)簡(jiǎn)介

3S技術(shù)主要是對(duì)衛(wèi)星遙感技術(shù)、全球定位系統(tǒng)以及地理信息系統(tǒng)這三種技術(shù)的一種統(tǒng)稱。而現(xiàn)如今，主要應(yīng)用這一技術(shù)體系進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)的采集工作，并進(jìn)行具體的記錄管理和綜合分析。在3S技術(shù)的實(shí)踐應(yīng)用過(guò)程當(dāng)中，常常與相關(guān)信息技術(shù)進(jìn)行配套使用，從而形成一體化的信息系統(tǒng)，對(duì)信息進(jìn)行具體的獲取、儲(chǔ)存、分析和應(yīng)用等功能，具有較強(qiáng)的操作性，在科研和生產(chǎn)領(lǐng)域當(dāng)中具有十分廣泛的應(yīng)用。具體來(lái)說(shuō)，衛(wèi)星遙感技術(shù)主要是通過(guò)對(duì)地表物體所發(fā)射出來(lái)的電磁波進(jìn)行探測(cè)，并通過(guò)具體的反射作用，從而有效的將物體信息進(jìn)行提取，可以有效地實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離識(shí)別的目標(biāo)。該技術(shù)主要使用傳感器，可以有效的探測(cè)和接收相關(guān)的電子輻射，并按照相關(guān)的規(guī)律定期進(jìn)行轉(zhuǎn)換，將其提供給不同的用戶。在自然地表資源環(huán)境監(jiān)測(cè)、農(nóng)作物估產(chǎn)以及災(zāi)害監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域當(dāng)中，衛(wèi)星遙感技術(shù)都具有十分廣泛的應(yīng)用。全球定位系統(tǒng)主要是可以對(duì)空間交匯定點(diǎn)進(jìn)行定時(shí)和測(cè)距的一項(xiàng)導(dǎo)航系統(tǒng)，其可以全天候工作，而且在具體應(yīng)用過(guò)程當(dāng)中不需要受到相關(guān)天氣因素的影響。該系統(tǒng)還具有全球覆蓋的優(yōu)勢(shì)，從而可以為相關(guān)用戶提供準(zhǔn)確的定點(diǎn)位置，在具體應(yīng)用中具有定速、定時(shí)以及精度高等相關(guān)優(yōu)勢(shì)，進(jìn)而在土地資源管理、航空航天等相關(guān)領(lǐng)域得到了有效的應(yīng)用。而地理信息系統(tǒng)則主要是將計(jì)算機(jī)圖形技術(shù)和數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)進(jìn)行有效的結(jié)合，進(jìn)而可以對(duì)空間進(jìn)行觀測(cè)，并采集、輸入、存儲(chǔ)、分析相關(guān)的數(shù)據(jù)，將這些數(shù)據(jù)進(jìn)行歸納，并構(gòu)建出具體的三維立體模型，從而將其空間信息和屬性信息進(jìn)行有效的顯示。而在CS技術(shù)的應(yīng)用過(guò)程當(dāng)中，地理信息系統(tǒng)和人體的大腦中樞神經(jīng)類似，可以綜合處理采集到的相關(guān)信息，構(gòu)建空間模型，并準(zhǔn)確地展示相關(guān)的勘測(cè)結(jié)果[1]。

2? 3S技術(shù)基本原理

在3S技術(shù)當(dāng)中，通過(guò)將地理信息系統(tǒng)、全球定位系統(tǒng)和遙感技術(shù)進(jìn)行有效的融合，可以對(duì)信息進(jìn)行采集、整理等相關(guān)操作。而該項(xiàng)技術(shù)目前在我國(guó)各個(gè)領(lǐng)域當(dāng)中也都有著十分廣泛的應(yīng)用，通過(guò)對(duì)其所包含的三種技術(shù)進(jìn)行有效的融合，可以建立起相應(yīng)的技術(shù)體系，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的采集、整理和分析等功能，發(fā)揮出三種技術(shù)的主要優(yōu)勢(shì)，并形成一個(gè)具體的空間信息系統(tǒng)，具有較強(qiáng)的科學(xué)性和實(shí)用性。而三種技術(shù)在3S技術(shù)體系當(dāng)中也都有著不同的作用，首先地理信息系統(tǒng)相當(dāng)于人體的中樞神經(jīng)，而全球定位系統(tǒng)則作為相應(yīng)的定位器，遙感技術(shù)可以作為傳感器。這三種技術(shù)具有著各自不同的作用和功能，而且在一定程度上還能夠互相彌補(bǔ)，三者之間的關(guān)系是相輔相成和互相依存，而通過(guò)對(duì)三種技術(shù)的集成，便可以形成3S技術(shù)體系。在空間信息系統(tǒng)當(dāng)中，3S技術(shù)具有著自己獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)也具有著較高的地位，可以獨(dú)立進(jìn)行工作。與此同時(shí)，其所包含的三種技術(shù)，兩兩之間可以相互進(jìn)行促進(jìn)和依賴，而通過(guò)這三種技術(shù)的有效融合，可以彌補(bǔ)各自的不足，并通過(guò)相互完善，使其具有更為強(qiáng)大的功能和作用[2]。

3? 利用3S技術(shù)進(jìn)行土地動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)的基本流程

土地動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)過(guò)程實(shí)際上是對(duì)不同時(shí)期的土地使用資料進(jìn)行采集的一項(xiàng)工作，針對(duì)時(shí)間和空間的角度來(lái)進(jìn)行研究，從而有效的掌握土地資源的動(dòng)態(tài)變化，并通過(guò)具體的分析，整理出土地資源所具有的變化規(guī)律，進(jìn)而對(duì)土地未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行有效的預(yù)測(cè)。遙感技術(shù)能夠大面積的監(jiān)測(cè)土地，從而采集相關(guān)的信息，而全球定位系統(tǒng)則可以對(duì)目標(biāo)的地理位置進(jìn)行有效的檢測(cè)，并進(jìn)一步補(bǔ)充遙感技術(shù)所提供的相關(guān)信息。地理信息系統(tǒng)則可以分析和處理相關(guān)的數(shù)據(jù)資料，再通過(guò)應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)來(lái)對(duì)不同時(shí)期的土地監(jiān)測(cè)動(dòng)態(tài)圖進(jìn)行展現(xiàn)。而在具體應(yīng)用3S技術(shù)時(shí)，需要按照以下流程來(lái)有效的進(jìn)行：

3.1 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的選擇

采用衛(wèi)星遙感技術(shù)可以對(duì)進(jìn)行監(jiān)測(cè)的土地利用和相關(guān)覆蓋數(shù)據(jù)以及自然環(huán)境有關(guān)的數(shù)據(jù)進(jìn)行獲取。而在對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行獲取的過(guò)程當(dāng)中，需要結(jié)合監(jiān)測(cè)范圍以及相關(guān)精確性方面的要求來(lái)有效地對(duì)衛(wèi)星遙感影像的分辨率高低進(jìn)行明確，從而合理的選擇相關(guān)的遙感設(shè)備，提高相關(guān)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和進(jìn)一步提升設(shè)備的使用效率。

3.2 數(shù)據(jù)的預(yù)處理

在進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理時(shí)，主要是處理相關(guān)的遙感影像，具體采用的方法可以包括融合、矯正、鑲嵌以及調(diào)色等，可以使圖像在具體獲取時(shí)所產(chǎn)生的誤差進(jìn)行有效的消除，以此來(lái)滿足相關(guān)的地物信息要求，使解譯的精度得到明顯的提高，也使后期對(duì)數(shù)據(jù)處理時(shí)的難度有所降低，從而避免出現(xiàn)相關(guān)的信息損失現(xiàn)象。

3.3 建立解譯標(biāo)志進(jìn)行解譯

在對(duì)土地動(dòng)態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)時(shí)，需要根據(jù)土地的利用類型和地貌類型等來(lái)作為具體的解譯標(biāo)志。而解譯判讀的主要采取方式具體包括人機(jī)交互式解譯法以及計(jì)算機(jī)分類后解譯法，在具體的使用過(guò)程當(dāng)中可以使二者進(jìn)行有效的結(jié)合，從而在地理信息系統(tǒng)當(dāng)中儲(chǔ)存相關(guān)的信息，并對(duì)其進(jìn)行有效的分析和處理。

3.4 土地動(dòng)態(tài)變化信息的提取

在對(duì)土地動(dòng)態(tài)信息監(jiān)測(cè)的過(guò)程當(dāng)中，對(duì)相關(guān)信息集成部分進(jìn)行提取時(shí)需要對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)的特點(diǎn)進(jìn)行綜合考慮，并結(jié)合其監(jiān)管范圍和使用目的來(lái)合理的選擇相關(guān)的提取方式。

3.5 利用GPS進(jìn)行野外實(shí)地考察和數(shù)據(jù)庫(kù)的更新

在土地監(jiān)管過(guò)程當(dāng)中進(jìn)行野外測(cè)量時(shí)，需要結(jié)合具體的測(cè)量距離來(lái)對(duì)相關(guān)的測(cè)量工具進(jìn)行正確的選擇，而通過(guò)全球定位系統(tǒng)可以對(duì)30米以上的野外距離進(jìn)行有效的監(jiān)測(cè)，這也使土地資源監(jiān)測(cè)的工作效率得到了明顯的提升。而在開展內(nèi)業(yè)工作時(shí)，則可以使用全球定位系統(tǒng)來(lái)復(fù)查和測(cè)量那些解譯信息不夠確定或者出現(xiàn)變化的區(qū)域，以此來(lái)進(jìn)一步提升數(shù)據(jù)庫(kù)當(dāng)中相關(guān)數(shù)據(jù)資料的準(zhǔn)確性。

3.6 利用GIS系統(tǒng)建立數(shù)據(jù)庫(kù)

通過(guò)采用遙感技術(shù)可以有效的分析和解譯相關(guān)的圖像，從而對(duì)相關(guān)的土地監(jiān)測(cè)區(qū)域數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集，再通過(guò)全球定位系統(tǒng)來(lái)補(bǔ)充目標(biāo)物的坐標(biāo)等相關(guān)內(nèi)容，從而完善數(shù)據(jù)的初步處理和驗(yàn)證過(guò)程，之后便可以建設(shè)具體的數(shù)據(jù)庫(kù)。在構(gòu)建數(shù)據(jù)庫(kù)時(shí)需要應(yīng)用地理信息系統(tǒng)，通過(guò)對(duì)資料進(jìn)行準(zhǔn)備，并掃描相關(guān)的圖紙，從而構(gòu)建出狀體要素表和矢量化，將相關(guān)的信息錄入到具體的數(shù)據(jù)庫(kù)后，可以有效地構(gòu)建三維地理模型，從而對(duì)土地監(jiān)管范圍內(nèi)的相關(guān)要素和組成元素進(jìn)行充分的展現(xiàn)[3]。

4? 3S技術(shù)應(yīng)用于土地利用動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)工作的具體對(duì)策

土地利用動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)實(shí)際上是對(duì)相關(guān)的土地資源信息以及土地的利用情況進(jìn)行收集和調(diào)查的過(guò)程，對(duì)于獲取到的相關(guān)信息可以采用統(tǒng)計(jì)分析的方式來(lái)進(jìn)行具體的處理。而3S由于自身所具有的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn)可以在土地利用動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)工作當(dāng)中得到有效的應(yīng)用，并全面提升監(jiān)測(cè)水平。

4.1 內(nèi)業(yè)判讀

在收集相關(guān)的內(nèi)業(yè)資料時(shí)，相關(guān)工作人員需要針對(duì)調(diào)查區(qū)域內(nèi)的相關(guān)資料和遙感數(shù)據(jù)以及土地利用現(xiàn)狀進(jìn)行具體的收集和整理，具體可以包括遙感影像、數(shù)據(jù)庫(kù)以及現(xiàn)狀圖等。之后，工作人員需要對(duì)遙感影像進(jìn)行有效的處理，對(duì)其進(jìn)行校正和增強(qiáng)等，從而更好的獲取相關(guān)信息。最后，還需要提取異樣信息。通過(guò)對(duì)遙感影像和相關(guān)土地利用資料進(jìn)行處理和對(duì)比，可以將電腦解譯出的相關(guān)信息和土地利用現(xiàn)狀資料當(dāng)中不相符的情況進(jìn)行記錄。

4.2 外業(yè)調(diào)查

工作人員首先需要調(diào)查相關(guān)的外業(yè)資料，并將業(yè)內(nèi)判讀當(dāng)中的區(qū)域和地形圖進(jìn)行疊加，從而制作成為具體的工作底圖，并形成相應(yīng)的調(diào)查表。其次，工作人員還需要實(shí)地調(diào)查可疑圖斑，通過(guò)其所制作出的相關(guān)工作底圖來(lái)詳細(xì)的調(diào)查圖斑和地物，并采取GPS定位、實(shí)地觀測(cè)等方法繪制出具體的草圖，最后將外業(yè)調(diào)查表進(jìn)行填寫。

4.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、分析

工作人員需要更新數(shù)據(jù)庫(kù)，將外業(yè)調(diào)查到的相關(guān)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行有效的補(bǔ)充和修正，從而使土地利用數(shù)據(jù)庫(kù)當(dāng)中的空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)得到完善，然后核查圖形和屬性數(shù)據(jù)的一致性，判斷數(shù)據(jù)是否正確，同時(shí)還需要檢查接邊情況和拓?fù)溴e(cuò)誤。通過(guò)應(yīng)用地理信息系統(tǒng)進(jìn)行分析，并繪制成圖。地理信息系統(tǒng)可以對(duì)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行有效的收集和管理，并進(jìn)行具體的統(tǒng)計(jì)分析，最后將其成圖。這和傳統(tǒng)的方式相比，具有著較高的效率和優(yōu)勢(shì)。

5? 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，3S技術(shù)的應(yīng)用也在不斷的完善和更新當(dāng)中，進(jìn)而為土地動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)工作奠定堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)。而通過(guò)應(yīng)用3S技術(shù)能夠?qū)ν恋乩?、工程建設(shè)以及植被覆蓋等進(jìn)行有效的監(jiān)控，而且其具有較大的覆蓋面積，并能夠獲取準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)信息。通過(guò)運(yùn)用計(jì)算機(jī)技術(shù)，可以智能化處理相關(guān)的數(shù)據(jù)，從而有效地展現(xiàn)出土地動(dòng)態(tài)變化圖，這樣一來(lái)可以為土地信息的統(tǒng)計(jì)、監(jiān)測(cè)以及監(jiān)督等工作提供重要的數(shù)據(jù)信息，提升相關(guān)人員的工作效率，也能夠使我國(guó)的土地資源管理數(shù)據(jù)庫(kù)得到有效的完善，進(jìn)而更加科學(xué)合理的對(duì)土地資源進(jìn)行管理。

參考文獻(xiàn)：

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