浅谈运用3S技术进行大比例尺土地利用动态监测 - 图文

浅谈运用3S技术进行土地利用动态监测

徐军朋

（东莞市桥头镇测量队，东莞 523531）

摘要： 在进行短周期土地变更调查工作中 ，一般根据用地部门上报的用地数据，采取人工野外现场测量的方法来实现土地利用动态监测，该方法存在许多明显的缺点。近年来遥感(RS)、地理信息系统(GIS)和全球定位系统技术(GPS)的发展与应用，给土地管理部门提供了土地动态监测新的思路与方法。

关键词：土地变更调查，土地利用动态监测，3S技术，电子政务系统

1、问题的提出

土地资源是人类赖以生存和发展的物质基础。随着经济的快速发展，土地利用结构发生了明显的变化，耕地资源数量减少，非农业用地大量增加。因此，及时、准确地掌握土地资源的数量、质量、分布及其变化趋势，直接关系到国民经济的持续发展与规划。对各地方土地管理部门来讲，如何准确快速地发现土地利用的变化并获取变化的数据，进行动态监测与更新是一个不能回避的问题。

土地利用动态监测应该包括以下内容： ① 主动地发现土地利用的变化信息； ② 准确、快速地获取变化信息的数量和特性； ③ 将变化信息与历史信息进行空间分析，获得新的土地利用现状数据； ④ 土地数据的计算机管理与可视化； ⑤ 方便快捷地输出成果图件。针对土地利用动态监测的要求，需要运用诸如RS、GIS和GPS等高新技术，建立基于计算机系统的动态监测新方法。

2、 运用3S技术进行土地利用动态监测的优势

数据快速获取与集成，是土地利用动态监测的关键。将卫星遥感数据用于土地资源宏观调查中，利用卫片监测，能够快速获取土地利用变化信息，核查变更情况，锁定土地利用变更的靶区。同时利用卫片具有即时性强、宏观性强、准确可靠、节省经费等优点。

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由于目前的卫星遥感数据的分辨率还不能满足大比例尺土地利用调查的要求 ，所以土地部门必须综合运用更精确的数据采集手段。连续运行卫星定位服务系统（CORS）的建成，为采取实时差分技术快速准确地获取变化地块的空间位置和属性数据提供了方便。

地理信息系统（GIS）具有空间数据的输入与编辑，组织与分析，查询与管理以及制图输出等功能，适合用来管理土地利用数据。土地管理工作是一个动态的日常工程，因此，如何在现有GIS软件中表示土地利用变化的时间属性，满足动态监测要求不仅能够表示T0到T1时刻的变化，而且要生成T1时刻的现状图和报表等信息，采用重新定义和建立一个新的数据层，反映变化信息的方法，即数据库中既存贮T0时刻的数据，又保存T0→T1时刻的变化信息，二者经过空间分析即可得到T1时刻的现状数据。

在传统的土地管理中，仅靠用地申报数据来确定变化，不能及时、准确地掌握变化的空间位置、属性和数量，存在占用土地不报或少报等现象。遥感手段的运用，不仅可主动发现变化，而且排除了人为干扰 。同时运用差分GPS技术精确地获取变化的数量信息，以满足土地利用变化监测的要求。RS数据和GPS数据都是以数字方式存贮，可以方便的输入GIS系统中，并与土地详查原始数据进行空间分析和集成。

3、3S集成技术在东莞市土地资源动态监测中的应用

东莞市国土资源局以电子政务系统为平台，利用3S集成技术成功地开展了2005年第11期土地利用现状动态监测（具体流程见图一）。

图一：土地利用动态监测流程图

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首先，将此次卫片与前一历史时期的卫片进行叠加比较分析，能够准确、及时、全面的发现土地利用现状的变化，圈定出变化区域。根据最新的卫星影像数据与土地利用现状图，城市规划图，地形图等一系列图种进行对比分析，提取变化图斑，并存入到空间数据库的变化图斑层。变化信息提取可分为两个过程，第一步使变化信息从背景影像中显现出来；第二步是利用一定方法提取发现的变化信息。变化信息的发现可利用光谱特征变异法实现，如果同一地物反映在 ＳＰＯＴ 和 ＴＭ 影像上的光谱信息不一致，融合后的影像光谱就表现的与正常地物有所差别，据此可发现变化地物信息。当变化信息在图像上被增强显现以后，再确定其变化的位置、大小和范围，并将其从卫片中分离出来。通过选择镇，年度，期别进行图斑分析，可以将空间数据库中变化图斑的一些信息提取到业务库（包含建设用地供地、批次报批、规划预审、已发土地证、市府同意先期动工、省确认违法用地、村集体协议用地等各类用地审批红线数据）中，同时获得与每块变化图斑叠加的地块信息，形成台帐。

运用连续运行卫星定位服务系统（CORS），采用GPS动态测量方式，获取变化地块的边界坐标，可实时地获取厘米级高精度的测量数据。GPS 外业测量时采用的方法主要有：1、采集变化区域的边界，直接形成多边形；2、采集规则变化区域边界的拐点，在内业时联成多边形；3、采集一条弧段或者几条弧段和底图上的弧段共同组成多边形；4、使用文字描述在内业形成多边形；5、混合使用以上方式。GPS 数据采集不仅可以减少工作量、提高工作效率，而且可以提高数据精度、减少内业工作量。如测量一个矩形厂区的途中遇到障碍，可以目测一下距离，用文字加以描述，在内业处理时进行修正。内业工作中“以点联线”也比其他操作简单。充分利用底图上的弧段不仅体现了“尊重底图”的原则，而且可以减少内业进行拓扑叠加操作时出现的“小多边形”。

在采集变化图斑图形信息的同时，记录下变化图斑的属性信息，如实际地类、座落、权属单位、土地实际用途、现状等信息，将这些信息填入到《调查图斑基本信息表》（表一）。

将《调查图斑基本信息表》和利用GPS获取的调查图斑图件上传至电子政务系统，执行调查图斑分析，系统自动将《调查图斑基本信息表》中的属性信息赋给调查图斑，通过调查图斑与业务库中的用地手续、规划与地类图斑叠加分析，得到《调查图斑结果分析表》（表二），对审批类型、用地情况、是否违法、违法类型、违法性质以及严重性等，系统能够自动为其准确定性，极大的消除了人为的干扰。

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图一：东莞国土资源电子政务系统

表一：调查图斑基本信息表

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