深入探讨二调中GIS和RS的技术应用

2022-11-26

1 问题的提出

我国实行的是最严格的土地管理制度, 随着土地参与国民经济宏观调控, 以及各级政府对土地管理、土地资源利用和保护力度加大, 迫切要求实时、准确、翔实地掌握土地资源的各种信息。

纵观研究背景, 技术手段是制约土地现势性与数据质量的一个重要原因。无论是1984年的第一次土地调查还是1996年后的变更调查, 无论是即将开展的第二次全国十她调杳还是未来在二次调查成果基础上的变更调查, 为了确保土地调查数据的真实性, 都需要高效、准确的技术作为支持保障。

目前, 我国的土地调查工作主要依靠基层土地管理部门的技术入员, 技术手段是以直接外业调绘为主。其外业过程一般为:基层土地管理人员根据辖区内土地利用的变化情况, 结合变更调查对图斑大小等要求判定变更对象, 确定其位置和范围, 然后到县级土地管理部门提取相应图件, 并进行室内判读, 选择调查路线, 最后到野外调绘。对于变更图斑形状规则, 附近易找到明显地物的, 直接采用距离交会法、截距法、直角或极坐标法等进行补测;对于变更图斑形状不规则, 附近易找到明显地物的, 采用平板仪配合经纬仪方法补测, 将变更图斑直接补测到变更调查基础图件上。当图斑变化范围较大或周围明显地物控制点不足时, 布设导线作控制。室内用求积仪法、方格法量算面积。其结果是:需通过外业、内业分阶段作业, 野外调查工作量大、劳动强度高, 内业工作复杂、程序多、面积量算与统计易出错、工作周期较长、成果应用慢、成果质量检查难度大。

分析目前的技术现状, 为了能够及时、准确的变更, 保证土地数据的现势性, 开发一种面向基层土地管理管理人员, 快速便携、定位准确、操作简单、现场成图、流程通畅、稳定可靠的技术手段, 已经成为当前急待解决的问题。

新兴技术遥感 (RS) 和地理信息系统 (GIS) 目前己经被广泛应用于第二次土地调查调查中, 并取得了较为理想的效果, 形成了一套较为成熟的技术流程。

2 遥感及遥感技术在第二次土地调查中的应用

2.1 遥感技术概述

遥感信息在物理及地学属性等方面具有以下特征: (1) 多源性, 遥感信息具有多平台、多波段、多时相的信息特征, 多平台的遥感观测系统覆盖近地面-航空-航天的信息序列, 遥感的波谱范围则覆盖紫外-可见光-红外-微波系列: (2) 空间宏观性, 遥感影像覆盖范围大、视野广, 具有一定的概括性; (3) 时间周期性, 遥感信息具有多时相特点; (4) 综合性, 遥感信息是多种地理要素在遥感影像上的综合反映: (5) 波谱、辐射量化性, 遥感信息是地物波谱反射、辐射特征的定量化记录, 是地物的物理特征定量化反映。这些特点有利于大范围的土地利用动态监测。

20世纪90年代以来, 分辨率提高到几米级的高分别率资源卫星已经在轨运行, 如:法国的SPOT5全色波段分辨率为2.5m, 多光谱数据分辨率可达l0m;美国的IKONOS卫星全色波段数据分辨率为lm多, 多光谱分辨率为4m;Quickbird卫星全色波段为0.61m, 多光谱波段分辨率为2.44m;印度资源卫星IRS达5.8m;韩国的KOMPSAT为6.5m。遥感影像空间分辨率的提高基本能够满足小尺度、大比例尺土地利用动态变更的需要。

2.2 遥感在第二次土地调查中的应用

遥感影像在第二次土地调查中主要用于确定土地变更源。由于卫星遥感影像在成像过程中受到诸多因素的干扰, 通常会发生很多畸变, 主要表现为影像上地物的几何图形的位移、旋转、缩放、弯曲或像元相对实际位置的挤压、伸展、扭曲和偏移等。因此, 为了保证遥感影像后续处理结果的可靠性、准确性, 以及具有标准的地理空间坐标以便于进行空间分析, 首先对遥感影像进行几何校正, 消除畸变;其次为了使影像上感兴趣的特征得以加强, 使图像更加清晰提高解译精度, 还要对遥感影像进行增强处理, 对同一地区不同时相或不同传感器获得的影像数据进行融合处理, 通过互补信息的有机集成, 减少或抑制单一信息源对被感知对象或环境解译中可能存在的多义性、不完全性、不确定性和误差, 最大限度地利用各种信息源提供的信息, 从而大大提高在特征提取、分类、目标识别等方面的有效性;然后根据影像光谱特征和纹理结构建立解译标志, 将处理过的影像与土地利用现状本底空间数据叠置, 进行光谱分析交互式确定土地利用现状变更源, 生成GPS测量所需的变更调查记录表和变更地块位置示意图。

3 地理信息系统在第二次土地调查中的应用

地理信息系统是目前发展十分迅速且应用广泛的先进技术, 采用GIS的空间数据库技术可以实现属性数据和空间数据的管理一体化, 准确、迅速地存储、分析和处理数据, 有效地完成土地利用图件与数据的数字化更新工作, 建立土地利用数据库, 因此成为第二次土地调查调查的核心技术, 从而得到了广泛应用。目前, GIS在第二次土地调查中主要用于空间数据和属性数据的变更, 以及数据库管理和数据分析。应用较成功的GIS软件有Arc/Info, Map/Info, SuperMap和MAPGIS等, 随着GIS向多功能、高精度、现势性强的时态地理信息系统方向发展, 向与计算机空间信息可视化技术及虚拟现实技术相结合的方向发展, 向基于网络的Web GIS方向发展, 其在土地利用调查中的应用前景十分广阔。

4 GIS和RS技术集成为后续第二次土地调查调查提供应用技术支撑

进行一次大规模的土地利用现状调查, 取得了信息丰富、手段先进、内容详实可靠的成果后, 后续的变更调查的重要性就凸现出来了。如果不进行变更或变更不到位, 再好的成果过若干年就成为“历史资料”。因此, 变更调查必然是国土资源管理部门的日常的工作。县级国土资源局不可能设立专门的技术队伍, 一般利用常规的测量方法进行变更, 这样不仅工作量大, 且常常由于各种原因而变更不到位。

高分辨率的卫星遥感数据, 如SPOT5 (2.5 m分辨率) 、I k o n o s (1 m分辨率) 、Quickbird (0.6m分辨率) 等已经商品化, 我们可以通过一定的渠道方便地购取。获得的影像数据经处理后, 与土地更新调查时的数据进行叠加分类, 并通过专业软件分析, 准确地反映变化的范围、地类、数据等, 以达到快速、准确的变更效果。

5 结语

通过测绘新技术的应用, 全面查清土地利用的类型、数量、分布和现状, 利用土地更新数据库, 解决实际问题。为土地利用规划修编、合理利用土地资源, 切实保护耕地, 建立土地调查制度, 进行土地登记和统计, 加强土地产权管理, 全面管理土地资源等提供准确可靠的基础资料。

摘要：以手工作业为主的传统土地调查方法已经较难适应新形势对土地管理基础数据的需求, 本文基于笔者在第二次土地调查中的工作经验, 以RS和GIS在二次调查中的应用为研究对象, 分析了RS技术的特点及RS在第二次土地调查中的应用方法, GIS在第二次土地调查中的应用思路, 全文是笔者长期工作实践基础上的理论升华, 相信对从事相关工作的同行有着重要的参考价值和借鉴意义。

关键词：二次土地调查,RS,GIS,GPS