3S技术在土地管理中的应用研究

2022-09-10

1 3S的集成与应用

GPS、RS与GIS简称“3S”, “3S”以其各自的技术特点日趋紧密结合, 在资源与环境动态监测与趋势预报, 重大自然灾害监测与预警以及灾情评估与减灾对策的制定城市及经济开发区的规划、开发与管理等方面, 提供技术支持。

1.1 GPS与GIS的集成与应用

全球卫星定位系统 (GPS) 作为一种新型的定位数据的采集和更新手段, 具有高精度、高效益、全天候、低成本、高灵活性、实时性等特有的优势, 因而在GIS中具有重要的应用价值。

GPS在GIS中的应用常常分为两种情况:一是直接用GPS技术对GIS的空间数据作实时更新和采集;二是把GPS接收机的实时差分定位技术与GIS的电子地图相结合组合成各种电子导航系统。另外, GPS还可以为GIS中空间致据的采集提供辅助的定位数据, 可大大提高成果数据的精度和应用范围。

(1) GPS用于GIS空间基础数据的采集 (2) 地形数据的局部修测; (3) 边界数据的采集与更新; (4) 周期性数据的采集; (5) GPS为GIS提供实时定位信息。

1.2 GPS与RS的集成与应用

RS与GPS的结合应用, 将大大减少遥感图像处理所需要的地面控制点, 并且可实时获取数据、实时进行处理, 使遥感图像的应用信息直接进入GIS系统, 为GIS数据的现势性提供新的数据接口, 由此可以加速新一代应用技术系统的自动化进程以及作业流程和处理技术的变革。目前, GPS与RS的结合主要应用于对地形的困难地区制图、地质勘探、考古、导航、环境动态监测等。

1.3 RS与GIS的集成与应用

RS与GIS的结合具有重要意义, GIS的生命力将最终取决于其空间数据库的现势性, 且这一问题随着GIS技术的成熟而显得更加突出。遥感数据是GIS的重要信息源和数据更新的手段。可以从遥感图像中快速而可靠地提取地面目标的空间和属性信息。我国卫星遥感地面站的实际工作经验证明, 大约每1～2年TM图像可覆盖我国国土一次, 其数据的现势性比常规的地图资料要好。因此利用遥感图像实施GIS空间数据的更新具有重要意义和价值。

2 GPS技术在土地管理中的应用现状

2.1 现代土地管理需要空间信息技术做依托

土地资源是人类赖以生存和发展的物质基础。随着人口增长、资源枯竭、环境污染等全球性问题的出现, 使得人类不得不在“人口——资源 (土地) ——粮食——能源——环境”的多元结构上, 研究和解决人地关系问题, 寻求人类社会经济发展与资源环境的协调平衡, 实现可持续发展目标。中国是一个人多地少的国家, 土地资源对中国的发展至关重要。充分利用有限的国土资源, 有赖于政府高效和科学的管理与决策及国民对国土资源认识和珍惜, 而这些都必须建立在对国土资源的数量、质量和时空分布规律的全面掌握的基础上。

“3S”技术与计算机通信网络技术的集成将构成一个整体的、实时的和动态的对地观测、分析和应用的运行系统。借助于实时、长距离通信手段和计算机专家系统技术, 可以将各种技术有机地、实时地集成为一体, 使我们有可能对土地资源进行实时动态监测、综合分析评价和模拟预测、科学有效管理和决策, 从而为解决土地问题, 协调人地关系, 提供强有力的技术支撑, 为人类实现可持续土地利用发展目标做出应有的贡献。

2.2 G P S技术在土地管理中的应用现状

GPS技术的突出优点在于能精确定位测量, 及时提供变更区域的精确坐标数据在土地利用调查中发挥重要作用, 是采集土地初始信息和利用变更信息的一种现代化手段。

2.2.1 GPS用于地籍测量

利用GPS进行地籍测量, 与传统的方法相比有很多优越性, 主要表现为:第一, 测量精度高。采用载波相位法进行相对定位测量可达到毫米级精度, 完全可以满足土地利用调查中的测量精度要求。第二, 采用地对空观测模式测量之间无须通视, 给工作带来极大方便。第三, 不受气象条件的限制。GPS具有全天候的观测能力, 作业时间有选择余地。第四, 在统一坐标系中提供三维坐标, 可根据实际需要做相应的坐标转换。第五, 工作效率高。

我国部分地区己经用GPS技术建立地籍控制网, 并利用GPS的RTK技术完成了部分界址点测量和地籍图的测绘工作。

2.2.2 GPS技术用于勘界测量

全国土地利用调查工作中, 精确确定境界十分至要, 一方面国境界线是一个国家重要的象征, 必须准确。另一方面, 从省界、市 (区) 界、县界、乡界、村界等行政界线是土地调查工作中各种统计分析的范围指标, 如耕地面积总量的变化, 均是由村、乡、县、省的变化量而最终统计出全国的耕地变化总量, 同时土地管理部门和政府决策部门根据耕地的总量的变化制定有关的土地管理政策。

由于各种境界线走向地区的地形情况一般均比较复杂, 如沿山脊线、江河中心线等, 通行困难, 相邻界址点互不通现, 并且两点间距离校长。GPS定位测量可发挥其优势和特点, 能准确测量出各种界址点的坐标。目前, 我国已基本完成了省、市、县的勘界工作, 部分国境线和国有林场农场等的勘界工作正在进行中。GPS定位测量技术在勘界工作中发挥了重要作用。

3 我国目前GPS技术在土地管理中的应用存在的问题

目前, 我们国家GPS技术在土地管理中的应用主要存在以下问题。

(1) 尽管GPS技术在工程领域建立控制网的应用已经比较普遍, 理论和方法比较成熟, 但结合土地测量的特点建立土地测量控制网的理论和方法还很少有人研究。 (2) GPS技术进行地籍测量和变更地籍测量还没有得到广泛的应用。随着GPS RTK技术、网络RTK技术、GPS和GLONASS双系统接收机技术的发展, 较隐蔽地区的界址点测量能够得到解决。 (3) 大多数县一级的土地管理部门土地测量的设备还比较落后。大量使用的是传统的光学经纬仪、平板仪等, 测量精度差, 作业效率低, 远不能适应当今土地管理工作对土地测量的精度和速度的要求, 急需用现代化的测量设备更新换代。而当今GPS接收机的价格各单位已能承受, 使得该技术的应用成为可能。 (4) 目前开展的县级土地利用现状数据库建设存在的突出问题是数据现势性差, 更新方法和手段落后。而GPS技术能快速、准确、可靠的获取土地的空间数据, 探索GPS技术解决这些问题不失为一个有效的途径。

摘要：本文基于笔者多年从事土地管理的相关工作经验, 以GPS技术在土地管理中的应用为研究对象, 研究分析了GPS在地籍测量、勘界测量和土地资源动态监测中的应用, 论文首先探讨了3S技术的集成与应用, 在此基础上, 笔者分析了GPS技术在土地管理中的应用现状及GPS在土地管理应用中存在的问题, 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：GPS技术,土地管理,地籍测量,集成