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3S技术集成在土地利用更新调查中的应用.kdh


2009 年 2 月 第 7 卷第 1 期

地理空间信息
GEOSPATIAL INFORMATION

Feb., 2009 Vol. 7, No. 1

3S 技术集成在土地利用更新调查中的应用
赵莹莹 1, 葛 洁 2, 王慧妮 3
(1. 中南大学 信息物理工程学院,湖南 长沙 4

10007;2. 四川省国土勘测规划研究院,四川 成都 610031; 3. 湖北省基础地理信息中心, 湖北 武汉 430071) 摘 要:应用 GPS 技术对空间数据快速定位,利用 RS 技术提供的航片、卫星照片等影像资料,可精度较高地定位、定量

到地块,直观地判读地面物体特性、资源的现势信息。把 GPS、RS 获取的丰富的地物信息及其他手段补充获取的各种信 息提供给 GIS,GIS 利用空间数据库技术把属性数据的管理一体化,存储和分析处理多种性质的数据。实践证明采用 3S 技 术进行土地利用现状更新调查,一方面可以极大提高土地利用现状更新调查的效率和质量,另一方面可以建立土地利用现 状调查动态更新机制,为进行土地利用现状的日常变更和年度变更奠定基础,从而保证图、数、实地的一致,为国土资源 管理提供现势性的基础资料。 关键词:GPS;RS;GIS;3S 技术集成;土地利用;数据更新 中图分类号:P208 文献标志码: B 文章编号: 1672-4623 (2009) 01-0061-03

Application of 3S Technology Integration to Land Update Investigation
ZHAO Yingying1, GE Jie2, WANG Huini3 (1. School of Infor-physics Geomatics Engineering, Central South University, Changsha 410007, China; 2. Sichuan Institute of Land Planning Survey, Chengdu 610031, China; 3. Hubei Geomatics Information Center, Wuhan 430071, China) Abstract: Using GPS technology for inteRSpace data to quickly orientation, using RS image data have high precision orientation & fix quantify to plot, intuitionistic estimate ground object's characteristic & resource's information. Provide GIS with GPS and RS information and other method got any information. GIS use inteRSpace databank for data manage integrative, storage and analyse multi-chatacter data. Practice proved use 3S technology integration for land update investigate, one can increase efficiency and quality, on the other hand can established land using investigate dynamic update mechanism for land using investigate alteration, to ensure drawing, cound and fact accord, provide real-time data for land resource manage. Key words: GPS; RS; GIS; 3S technology integration; land use; data revision
土地资源是发展农业生产的重要物质基础,也是 制定各种城市发展规划的基本依据,摸清土地利用现 状,探讨土地资源合理开发以及综合利用的途径,是 土地利用研究的重要内容 。 综合利用 RS、 GIS 和 GPS
[1]

1 3S 技术在土地利用更新过程中的应用
1.1 遥感技术的应用 遥感技术在土地利用更新调查中的应用流程主要 包括:①航片、卫片纠正,生成所需的正射影像图;② 导入土地利用现状基年空间数据;③影像叠加,建立 土地利用地类识别样本;④利用土地利用现状基年数 据与影像套合,进行影像光谱分析;⑤确定土地利用 变化源;⑥生成更新记录表与图。 采用遥感方法对土地利用进行更新,其优点主要 是具有宏观、综合、动态、快速发现变化区域的特点,

等先进技术,研究一种实用的土地利用变化的监测方 法 , 即:以原土地利用图数字化的矢量数据为“本底” 数据,将处理后的 SPOT5 卫星影像叠加,通过目视判 读, 确定已发生变化了的地块, 最后到实地用差分 GPS 进行变化监测。这套工作流程,不仅可以发现地块的 变化,同时也修改和更新了变化地块的空间信息
[2-6]



收稿日期:2008-11-10 项目来源: 城市重大自然灾害综合应急资源配置与人源疏散空间建模与模拟技术研究 (2007aa12z239)。

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地理空间信息

第 7 卷第 1 期

获得的遥感信息具有探测范围大、资料实时新颖、信 息丰富、影像处理较为容易等特点。 1.2 全球定位系统技术的应用 目前,GPS 在大地测量方面已逐步取代常规三角 测量和导线测量,用于建立各种等级控制网,还广泛 应用于城市工业、 民用建筑, 各种专业地形图测绘, 城 乡地籍测量等方面。 在土地利用调查中, 通过航天、 航 空遥感提供的航片、卫片等影像资料,可以直观地判 读地物特性和资源的现势信息,但是一些诸如权属等 属性、变化的线状地物宽度、零星地物等影像资料无 法表示,就可以在 GPS 技术引导和准确定位下加以确 认。GPS 技术在大地利用更新调查过程中主要实现以 下工作: ①利用差分定位方式完成外业数据的测量; ② 在实地根据测量的情况和实际情况填写外业调查表; ③ 坐标变换,完成 GPS 采集坐标系向土地利用现状数据 库坐标系统转换;④依据有关的技术规程完成内业测 量数据整理,形成标准的土地利用更新图;⑤根据更 新测量图形和记录表形成更新数据交换文件。 GPS 有静态、动态两种测量方式,由于静态测量 方式工作周期长,工作效率低,在土地利用数据库变 更工作中采用 GIS 型 GPS 接收机进行动态测量差分接 收采集数据。利用 GPS 实时定位技术,迅速发现图上 需要实际调查的图斑位置并进行定位。 1.3 地理信息系统技术的应用 采用 GIS 技术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。采用地理信息 系统进行土地利用更新调查的技术流程为:①更新数 据交换文件的导入;②更新数据和土地利用现状基年 数据库的空间分析和叠加;③土地利用现状当年数据 库的生成;④土地利用更新调查数据的生成。 利用 GIS 技术进行土地利用更新调查,处理数据 时具有智能化处理、速度快、省时省力等优点。

和输出的完整技术体系,是土地利用更新调查的主要 技术手段。 2.1 技术流程 外业调查在 GPS 技术引导和准确定位下,确认变 化图斑的类型、面积、范围和权属,核实地物宽度和 零星地物(包括遗漏和小图斑)的量测;以遥感技术 和已有的土地利用现状数据库或土地利用现状图为基 础,利用计算机自动化发现变化信息,或人机交互解 译提取土地利用变化信息,进行土地利用现状图的更 新;内业在地面调查的基础上,利用 GIS 技术在多源 信息的支持下,实现对基础图件的数字化更新 [7]。具 体的技术流程见图 1 [7]。其中图中左半部分为已有土地 利用矢量数据库的图件更新,右半部分表示对没有数 据库的纸质图件的更新。

图 1 “3S” 技术支持的土地利用更新技术流程

2.2 技术优势 相对传统的土地利用调查方法,利用“3S” 技术 集成更新土地利用图件与数据具有明显的优越性,如 数据准确可靠,数据处理宏观、综合、快速,耗费的 时间、人力、物力少,成果资料实现了现代化管理模 式等,采用“3S” 技术已成为土地利用基础图件与数 据更新的基本保障 [3]。两种作业方式比较见表 1。



3S 技术集成方法在土地利用更新调查中的应用
遥感技术、全球定位系统技术、地理信息系统技

术各有优势与不足,如遥感技术与全球定位技术能够 提供土地利用变化的各类高质量的属性数据,但却难 以进行数据的处理、分析和建库;地理信息系统技术 具有数据处理与建库之便却无法获得土地利用变化的 各类数据,故综合应用 3S 技术,把它们作为一个有机 的整体,以 GIS 为核心实现 RS、GPS、GIS 的集成,形 成一个对土地利用数据进行采集、更新、处理、分析



3S 技术集成在瑞丽市土地利用更新调查的应用

3.1 数据源和数据预处理 本次瑞丽市土地利用更新调查,主要采用 2005 年 SPOT5 卫星影像数据及 1992 年土地利用现状图为基础 数据。

第 7 卷第 1 期
表1
工作阶段 内业预处理

赵莹莹等: 技术集成在土地利用更新调查中的应用 3S
两种作业方式比较
利用 3S 技术调查方法 内业勾绘、 判读 i

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外业调绘信息上图、GPS 获取的变化信息上图)、拼接 处理,将数据导入土地利用现状管理信息系统。同时, 根据土地利用现状管理信息系统的面积计算功能,计 算并汇总各类土地面积。 土地利用变化包括土地类型的面积变化、空间分 布变化和土地的质量变化。土地利用类型的面积变化 反映了土地利用变化的总态势和土地利用结构的变化。 利用 3S 技术集成得到研究区不同时期土地利用图,并 对研究区土地利用变化进行空间分析和统计分析,得 到研究区土地利用变化的总体特征。

原土地利用现状调查方法 去光、 编号、 勾绘作业面积、 求算平均比例尺

全野外、全部图斑外业勾 全野外, 变化图斑修改, 调绘 不明显处 1 mm mm, 绘、实地判 读明 显处 0.3 明显处 0.2 mm, 不明显 处 0.5 mm 平原 0.4 mm 山地 0.8 mm 无 最小 0 mm 最大 0.3 mm 自动计算: 无误差

新增地物调绘 平原 0.8 mm 山地 1.2 mm 般片转绘 图形矢量化 图斑面积量算 面积汇总 一般 0.5 mm, 最大 0.8 mm 未做 手工量算: 一般 0.1%, 最大 3% hm2

手工汇总,舍入误差 0.01 自动统计汇总, 舍入误差 0.01 m2

4 结 语
实践证明采用 3S 技术进行土地利用现状更新调 查,一方面可以极大提高土地利用现状更新调查的效 率和质量,另一方面可以建立土地利用现状调查动态 更新机制,为进行土地利用现状的日常变更和年度变 更奠定基础,从而保证图、数、实地的一致,为国土 资源管理提供现势性的基础资料。

SPOT5 卫星影像处理包括几何纠正、配准和标准 化,误差控制在 1 像元内。几何纠正控制点采用实地 测量,并辅以 1:1 万地形图进行控制点选取。1:1 万 更新调查所用到的 SPOT5 全色和多光谱原始数据只经 过几何和辐射粗校正,各类专题图件在扫描数字化的 过程中也会产生畸变,为了进行数据融合、对多源数 据进行综合分析及进行图斑勾绘和地类预判读,必须 对各种图像进行校正配准 (除了利用地形图外,还需 要 DEM 数据对遥感原始影像进行正射纠正),建立具 有统一地理坐标的、互相配准的基础图像库。 3.2 土地更新调查 外业调绘工作的基本过程是以村为基本单位,首 先进行境界和土地权属界线的核查,利用 GPS 核查境 界,经向当地有关人员确定核实后进行必要而适当的 局部调整。然后进行地类调绘,主要依据新的全国土 地分类体系进行调绘中的土地利用分类,利用 GPS 实 时测量技术对新增地物进行实地调绘上图及填写外业 调查表。 3.3 瑞丽市土地利用现状数据库建设 利用 GIS 技术,对数据进行扫描处理 (正射影像 图和原土地详查行政界线)、矢量化处理 (内业预处理、

参考文献
[1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] 殷效彩, 王希勤.土地利用遥感分析-计算机绘图在土地利用 成图中的应用 [J].青岛大学学报, 2001, 76-79 9: 任维春, 王建卫, 王岐玲.综合利用 3S 技术监测土地利用变 [J].遥感信息, 化 2000, 19-22 3: 徐志红. 利用 SPOT5 遥感影像进行土地利用现状更新调查 的研究 [J].广东土地科学, 2005, 7-10 8: 路云阁, 许月卿, 蔡运龙. 基于遥感技术和 GIS 的小流域土 地利用/覆被变化分析 [J].地理科学进展, 2005, 79-83 1: 熊友胜, 何丙辉. 运用 RS 和 GIS 进行植被覆盖分级研究 [J]. 西南农业大学学报, 2003, 168-171 4: 王振中. “3S”技术集成及其在土地管理中的应用 [J].测绘科 学, 2005, 62-64 8: 董玉祥. 大比例尺土地利用更新调查技术与方法 [M]. 北京: 科学出版社, 2004 第一作者简介: 赵莹莹,在职研究生,主要从事摄影测量与遥 感方面的研究、应用与生产。


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