3S技术在农村土地利用调查中的应用

3S技术在平原地区农村土地调查中的应用（重庆交通大学河海学院地理信息系统08级01班08260117）摘要农村土地调查是土地调查中的重要任务。3S技术的不断发展，与其结合日趋完善。平原地区农村土地由于其类型较单一、宗地面积大、视野开阔等的特点，适宜利用RS技术获取其土地现状利用图。3S集成技术在农村土地调查中的应用模式应为——利用RS摄影测量对调查区域内的农村土地进行影像扫描，获取该地区的航摄影片，作为基本数据来源；在识别和解译RS影像图的基础上，对其进行几何校正、监督分类与非监督分类，获取农村土地现状信息；将其与GIS结合，进行数据处理，与其属性数据结合，建立数据库；对RS不易获取影像的地区，利用GPS定位测量，将数据经处理后融入数据库，对数据库进行修正及更新。关键词3S技术农村土地调查中图分类号:文献标识码:前言本文所研究的农村土地调查，是根据2008年《土地调查条例》，在坚持实事求是原则、统一要求原则、信息化原则、充分利用现有资料原则及保密性原则等五项土地调查基本原则的基础上，对农村土地的权属和地类进行的全面调查。此文在简述3S集成技术在平原地区农村土地调查的研究背景的基础上，简单介绍了3S集成技术，阐述了土地调查的内容，具体分析了其工作流程，并详尽的解析了3S集成在平原地区农村土地调查的技术路线，最后，对3S集成技术在未来土地调查中作出了预期及展望。受本人知识的局限，此设计涉及到的3S软件有ArcGIS、ArcCatalog、Erdas、MapGIS、AutoCAD而流程图的绘制是在MicrosoftVisio中制作。本文属于教学性的研究设计，与实践也许会有所偏颇，且受学者知识的局限，此文定有不完善之处，欢迎老师及读者指出及斧正。研究背景第二次全国土地调查全国第二次土地调查于2007年7月1日全面启动，2009年完成。在其过程中主要采用以航空、航天遥感影像为主要信息源，基于内外业相结合，基于统一标准的土地利用数据库建设，基于网络的信息共享及社会化服务的技术方法。3S集成技术在土地调查中的初露锋芒，取得了傲人的成果，掀起了3S集成技术在土地调查中应用的研究热潮。3S集成技术3S集成技术，即融合RS(遥感系统)、GPS(全球定位系统)、GIS(地理信息系统)为一体的，是一门非常有效的空间信息技术。GIS处于主体地位，对所得的信息加以管理和分析；RS和GPS为辅助技术，负责获取海量信息及其空间定位。RS、GPS、和GIS三者的有机结合，构成了整体上的实时动态对地观测、分析和应用的运行系统，为科学研究、政府管理、社会生产提供了新一代的观测手段、描述语言和思维工具。农村土地调查内容1、权属调查：①农村集体土地所有权状况；②国有农、林、牧、渔场（含部队、劳改农场及使用的土地）的国有土地使用权状况；③公路、铁路、河流的权属状况；④其它土地的国有、集体权属性质。2、地类调查：依据《土地利用现状分类》标准，把实际利用的各种地类，调绘在工作底图上。地类调查包括线状地物调查、图斑调查、零星地物调查和地物补测等内容。权属调查一般和调查地类相结合，同时开展。工作流程1、准备阶段①资料的准备：基础图件和测绘资料，行政区划界线资料，土地权属资料，土地利用现状资料，基本农田资料，土地管理相关资料，其它有关资料；②方案的设计：包括调查范围的核实，调查内容的确定，总体实施方案的制定等；③设备的准备：RS摄影需要的软硬件设备，GIS数据处理设备，GPS测量设备以及其它相关设备。③资金及人员的准备：准备阶段RS影像地图的获取内业整饰室内预判阶段外业调绘成果验收归档建立数据库信息反馈信息反馈3S集成技术在平原地区农村土地调查中应用的工作流程图2、RS影像图的获取：实地获取调查区域的RS影像图。3、室内预判阶段①整理已有的图件及文档资料，将最新最准确的RS影像图作为数据源，经E几何校正，监督/非监督分类，栅格地图矢量化，数据处理后作为调查地图，将能够确认的地类和界线、不能够确认的地类或界线，分别用不同的线划、颜色、符号、注记等形式标绘在调查底图上；②对影像不够清晰或室内无法判读解译的地类或界线，以及线状地物宽度，应由野外补充调查确定。4、外业调绘①对内业不确定或无法解译的影像作重点调查；②对影像上没有的、新增加的地物进行补测，并将核实、补测的内容及属性标绘在调查底图上或记录在《农村土地调查记录手簿》中,最终获得能反映调查区域内土地利用状况的原始调查图件和资料，以此作为内业数据库建设依据。5、内业整饰将实地测量获取的数据经过处理后，汇总在已有数据中。6、建立数据库①建立该地区农村土地利用现状数据库；②对该数据库进行维护、实时更新。7、成果验收归档运行该查询系统，对所需成果进行打印输出地图、文档、报表等等。3S技术路线基本思想：在原有土地详查、变更调查和已建成土地利用现状数据库基础上,采用1980年西安坐标系，运用3S技术和网络技术,采取内外业相结合、全数字化方式的综合调查方法,形成集信息获取、处理、存储、传输、分析和应用服务为一体的土地调查技术流程，获取全区每一块土地的类型、面积、权属和分布的信息，建立基于WebGIS的县级土地调查数据库，确保实地、图件、数据三者相一致，为土地资源持续利用和新一轮的土地利用总体规划修编提供基础数据。3S集成技术在平原地区农村土地调查技术流程图基期年土地利用变更调查成果数据目标年RS正射影像图信息提取投影方式选择栅格地图矢量化数据融合、汇总图形拼接GPS测量数据处理土地信息空间加载土地利用分类需求分析概念模型逻辑模型物理模型历年土地变更、整理、用途转换等资料利用GPS辅助测量新增地物边界坐标数据库与WebGIS数据处理数据源获取数据库数据库设计信息反馈信息反馈如图：主要环节包括：1、RS数据源获取选取一定比例尺（此处选取1:5000）及一定空间分辨率；选取摄影效果最好的目标年遥感正射影像图。2、数据处理①信息提取：对选好的目标年RS正射影像图，利用Erdas软件对其进行识别、解译，并进行几何校正，经监督/非监督分类后，提取有用信息；②投影方式选择：将初步处理后的RS栅格地图导入ArcGIS中，选择1︰5000的比例尺，采用高斯-克吕格投影，按3°分带，平面坐标系采用“1980西安坐标系”，高程基准采用“1980国家高程基准”；③栅格地图矢量化：将栅格地图导入MapGIS中，实现栅格地图矢量化；④土地利用分类：将矢量地图导入ArcGIS中，对其进行土地利用类型分类；⑤土地信息的空间加载：在ArcGIS中，对土地的属性信息进行加载与编辑。⑥GPS测量数据的处理：此处以获得的数据为DGW格式为例，需要现在ArcCatalog中建立小型数据库Geodatabase，并建立数据集Dataset，将DGW格式中的点、线要素转换为polyline、point，建立拓扑关系，在ArcGIS进行拓扑查错，在ArcCatalog中进行线要素生成多边形，在ArcGIS中进行多边形编辑（属性字段等空间信息的加载）；⑦图形拼接：将上诉地图在ArcGIS中进行拼接；⑧数据的融合、汇总：在ArcGIS中对各类图形文件、文档文件及报表文件进行融合，得到较完整的基础信息。3、建立数据库①需求分析：分析各种信息源之间的关系，进行用户需求分析调查，制作需求分析报告，此处要阐明该数据库的存储格式、数据的完整性与安全性、数据处理、与其他软件的结合方式等，通常用数据字典和数据流程图等表示；②概念模型设计：以用户需求说明书为依据，将用户需求说明书抽象成概念模型，通常建立E-R实体-联系模型，此处要表明宗地的位置、类别、范围、权属等内容；③逻辑模型设计：将信息世界中的概念模型转换为计算机世界中受数据库管理系统所支持的数据模型，用数据语言描述出来，此处，要建立宗地与宗地之间的联系模式；④物理模型设计：将数据库的逻辑模型在实际的物理存储设备上加以实现，建立一个具有较好性能的物理数据库；⑤数据库建立：建立该地区农村土地利用现状数据库；4、更新、维护数据库5、将该数据库与WebGIS结合起来。创新与展望GIS、RS和GPS三者集成利用，构成为整体的、实时的和动态的对地观测、分析和应用的运行系统，提高了GIS的应用效率。目前随着3S技术的日益成熟，3S集成技术在土地调查监测数据野采集、处理和数据产品生成中，呈现着强大的生命力，在土地利用更新调查、土地利用动态监测中表现出良好的应用前景。