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摘要：随着科学技术的快速发展，为了得到更大精度、比例尺以及电子版的农田基础参照图层，在农业研究和分析中，必须根据不同的数据，对3S技术和GPS测绘进行精细的分析和探究。本文结合我国3S技术在农田基础地图测绘中的应用，对3S技术试验设备、GPS测绘、系统转换以及地图更新进行了简要的探究和阐述。
关键词：3S技术；农田基础；地图绘制；集成应用
为了增强测绘精度，在某精细化研究工作和农业示范基地中，耕作面积达到hm2，共有23块试验性农田，实行的是冬小麦/大豆，或者冬小麦/夏玉米轮种的制度，从1998年以来，该地已经记录了丰富的作物产量、土壤数据以及作物遥感数据。为了进一步满足数据处理与分析的需要，需要更大的电子版、高精度、比例尺示范作为参照图系。3S技术作为地理信息系统（GIS）、全球定位系统（GPS）、遥感技术（RS）的统称，3S技术是得到农田地图最常用的方法。和传统的测绘方式相比，这种方式具有更新速度快、成图时间短、精度高等特征。在3S技术农田基础测绘中，通过将已有图纸数字化，在赋予其相关属性的同时，将其转化成GIS电子地图；在几何校正完毕后，通过正射遥感图进行坐标配置，并将其作为底图显示在GIS中，进而得到农田电子地图。为了进一步保障图层精度，必须让遥感图像的分辨率达到1米，地物属性再通过遥感图像得到。
一、3S技术试验设备以及GPS测绘
从实际情况来看，普通的农田一般不具备高精度、大比例尺图纸，所以利用图纸数字化的方式得到农田地图不太适用。遥感图像的问题在于，除了屏幕数字和制图编辑外，农田地物信息必须配合对应的抽查结果得到，具有很大的工作量，对于和示范区域类似的小型GPS测绘，属于速度较快、成本较低的方案。
（一）3S技术试验设备
在农田基础测绘中，GPS通常采用差分的方式进行工作。基站使用一台具有基站设置的Trimble AgGPS132 GPS接收机，对电台发射、接收进行信号改正；移动电台通过Trimble AgGPS132 GPS进行接收；通过东芝330DT和RS232进行相连。在GPS数据定位中，通常使用微软公司的超级终端工具进行记录，通常每隔1秒就记录一次，再以文本的形式进行保存。通常差分半径的改正信号为半径覆盖10千米左右，在覆盖住整个示范领域的同时，让GPS定位系统拥有亚米级的精度。在田间作业中，通过记录示范区房屋、农田边界、水井等物体的位置数据、作物类型、土地归属，再将这些数据输入农业研究体系研发的软件中，进而生成电子地图。
FarmGIS作为一项系统的地理信息，该系统能充分利用Visual Baic6.0进行语言开发，也可以在Windows操作系统或者98上运行，最后再利用Shapefile文件进行数据存储。另外，该系统还集成了MapObjects2.0功能组件，帮助空间数据访问、显示、编辑等操作，FarmGIS为其提供电子地图、FPS数据图、插值空间、查询条件以及同级分析等功能。
（二）GPS测绘以及数据处理
在农田地基地图测绘中，虽然AgGPS132 GPS能达到亚米级的定位精度，但是由于风、云层、建筑、树木等因素影响，定位数据会产生误差很大的数据点。在单点定位中，为了避免随机误差对测试结果造成的影响，本文采用的是重复定位求平均值的方法进行，也就是在待测点的位置中，重复采集数据，再将平均值作为位置的测量值。
为了验证该方法的有效性，本文对已知点的30、120、600、2300次进行采集，再分别对数据进行平均求值，得到如表一中的结果。从表中可以看出，随着参与计算的数据增加，测量误差逐渐减小。从测量结果来看，当数据从30增长到120时，误差就从1.21降低到0.62，虽然时间增加了1.5小时，但是精度直接提高了48.8%。当数据从120上升到600时，误差就从0.62降低到0.36，精度提高了41.9%。根据这一特征，在单点测量中，不应该进行数据重复采集，只要达到测量精度就可以。在农田测绘工作中，单点定位一般采用120个定位数据，额测量误差一般在0.5米左右，就可以达到农業应用需求。
表一 单点定位测绘结果
二、3S技术坐标转换以及地图更新
（一）3S技术坐标转换
在AgGPS132 GPS接收机WGS1984坐标定位中，通常用高程或者经纬度的方式表示，虽然它可以精确的指明表面位置，但是对大地坐标系统却带来了很大的计算难度。所以在使用中一般使用投影的方法，将三维球面转换成二维平面坐标。
从图一中可以看出，FarmGIS提供了两种坐标转换方法，通过WGS1984UTM-20N将其WGS1984转换成WGS1984直角坐标系统。
（二）在RS图像基础上的更新
由于很多示范区仍然在建设中，所以电子地图需要根据实际情况进行更新。为了尽量降低物力、人力对地图测绘成本造成过大的影响，在保障地图更新的同时，根据遥感图像技术，让其作为参考底图的方法进行处理。在这过程中，用户也可以直接根据农田边界进行判定，再由针对性的对GPS测绘、地物变化进行地图更新。另外，农田用户也可以根据分辨率很强的遥感进行更新，再对其进行编辑。
1、图像校正
在该文的农田基础地图绘制中，遥感图像采用的是彩色航片，分辨率一般在0.2米。在这过程中，由于几何变形，所以在使用前必须进行对应的几何校正，再得到正射遥感测绘图像，通常FarmGIS中的遥感图像，采用二次多项式实现。
2、RS图像坐标配置
在RS图像校正前，地理信息和遥感图像中的坐标必须匹配。在遥感图像匹配中，由多种方法构成，当元坐标的地理信息校正后，再利用遥感图像，将地理信息配置准确。对于地理参考标系、参考或者地理信息系统坐标比一致的坐标，在配准后就可以得到参数文件以及对准方法。在遥感图像地理信息显示中，通过文件参数，遥感参数可以直接通过坐标系统进行定义、显示。Farm GIS的参数配置方法，使用的文件主要包括六中参数，然后再依次进行计算。
图二的标准配置和几何校正遥感图像，通过农田基础的Farm GIS叠加显示，经常用于农田更新过程。从该图可以明显的看出，示范区西南区域边界变化情况，以及东北方向的排水渠变化状况。
通过上述农田变化，最后让整个农田基础地图测绘和更新拥有目的性和针对性。
结束语：
基于3S技术的农田基础测绘作为当代农田测绘集成应用的重要内容，它可以全天候作业，具有操作方便、速率高等特征。通过RS图形可以得到农田基础变化信息，从而确定地块变化区域，降低地图更新成本，不断缩短更新时间。因此，在实际工作中，我们必须充分利用GIS空间数据以及属性，在完成空间数据地图编辑、生成、显示的同时，对空间属性和数据进行正确的处理分析，进而为农业研究提供更多可靠的信息。
参考文献：
[1]邝继双，汪懋华.3S技术在农田基础地图测绘与更新中的集成应用[J].农业工程学报，2003，19（3）：220-223.
[2]贺龙梅，陈霞，常顺利等.塔里木河下游尉犁县景观格局变化分析[C].//第六届全国地图学与GIS学术研讨会论文集.2008：518-523.
[3]于冠男.基于移动GIS的村镇土地监察执法系统的设计与实现[D].东南大学，2010.
[4]张述清，王爱华，王宇新等.云贵高原地区坝子划定技术与方法研究——以云南省为例[J].地矿测绘，2012，28（4）：1-4，8.
关键词：3S技术；农田基础；地图绘制；集成应用
为了增强测绘精度，在某精细化研究工作和农业示范基地中，耕作面积达到hm2，共有23块试验性农田，实行的是冬小麦/大豆，或者冬小麦/夏玉米轮种的制度，从1998年以来，该地已经记录了丰富的作物产量、土壤数据以及作物遥感数据。为了进一步满足数据处理与分析的需要，需要更大的电子版、高精度、比例尺示范作为参照图系。3S技术作为地理信息系统（GIS）、全球定位系统（GPS）、遥感技术（RS）的统称，3S技术是得到农田地图最常用的方法。和传统的测绘方式相比，这种方式具有更新速度快、成图时间短、精度高等特征。在3S技术农田基础测绘中，通过将已有图纸数字化，在赋予其相关属性的同时，将其转化成GIS电子地图；在几何校正完毕后，通过正射遥感图进行坐标配置，并将其作为底图显示在GIS中，进而得到农田电子地图。为了进一步保障图层精度，必须让遥感图像的分辨率达到1米，地物属性再通过遥感图像得到。
一、3S技术试验设备以及GPS测绘
从实际情况来看，普通的农田一般不具备高精度、大比例尺图纸，所以利用图纸数字化的方式得到农田地图不太适用。遥感图像的问题在于，除了屏幕数字和制图编辑外，农田地物信息必须配合对应的抽查结果得到，具有很大的工作量，对于和示范区域类似的小型GPS测绘，属于速度较快、成本较低的方案。
（一）3S技术试验设备
在农田基础测绘中，GPS通常采用差分的方式进行工作。基站使用一台具有基站设置的Trimble AgGPS132 GPS接收机，对电台发射、接收进行信号改正；移动电台通过Trimble AgGPS132 GPS进行接收；通过东芝330DT和RS232进行相连。在GPS数据定位中，通常使用微软公司的超级终端工具进行记录，通常每隔1秒就记录一次，再以文本的形式进行保存。通常差分半径的改正信号为半径覆盖10千米左右，在覆盖住整个示范领域的同时，让GPS定位系统拥有亚米级的精度。在田间作业中，通过记录示范区房屋、农田边界、水井等物体的位置数据、作物类型、土地归属，再将这些数据输入农业研究体系研发的软件中，进而生成电子地图。
FarmGIS作为一项系统的地理信息，该系统能充分利用Visual Baic6.0进行语言开发，也可以在Windows操作系统或者98上运行，最后再利用Shapefile文件进行数据存储。另外，该系统还集成了MapObjects2.0功能组件，帮助空间数据访问、显示、编辑等操作，FarmGIS为其提供电子地图、FPS数据图、插值空间、查询条件以及同级分析等功能。
（二）GPS测绘以及数据处理
在农田地基地图测绘中，虽然AgGPS132 GPS能达到亚米级的定位精度，但是由于风、云层、建筑、树木等因素影响，定位数据会产生误差很大的数据点。在单点定位中，为了避免随机误差对测试结果造成的影响，本文采用的是重复定位求平均值的方法进行，也就是在待测点的位置中，重复采集数据，再将平均值作为位置的测量值。
为了验证该方法的有效性，本文对已知点的30、120、600、2300次进行采集，再分别对数据进行平均求值，得到如表一中的结果。从表中可以看出，随着参与计算的数据增加，测量误差逐渐减小。从测量结果来看，当数据从30增长到120时，误差就从1.21降低到0.62，虽然时间增加了1.5小时，但是精度直接提高了48.8%。当数据从120上升到600时，误差就从0.62降低到0.36，精度提高了41.9%。根据这一特征，在单点测量中，不应该进行数据重复采集，只要达到测量精度就可以。在农田测绘工作中，单点定位一般采用120个定位数据，额测量误差一般在0.5米左右，就可以达到农業应用需求。
表一 单点定位测绘结果
二、3S技术坐标转换以及地图更新
（一）3S技术坐标转换
在AgGPS132 GPS接收机WGS1984坐标定位中，通常用高程或者经纬度的方式表示，虽然它可以精确的指明表面位置，但是对大地坐标系统却带来了很大的计算难度。所以在使用中一般使用投影的方法，将三维球面转换成二维平面坐标。
从图一中可以看出，FarmGIS提供了两种坐标转换方法，通过WGS1984UTM-20N将其WGS1984转换成WGS1984直角坐标系统。
（二）在RS图像基础上的更新
由于很多示范区仍然在建设中，所以电子地图需要根据实际情况进行更新。为了尽量降低物力、人力对地图测绘成本造成过大的影响，在保障地图更新的同时，根据遥感图像技术，让其作为参考底图的方法进行处理。在这过程中，用户也可以直接根据农田边界进行判定，再由针对性的对GPS测绘、地物变化进行地图更新。另外，农田用户也可以根据分辨率很强的遥感进行更新，再对其进行编辑。
1、图像校正
在该文的农田基础地图绘制中，遥感图像采用的是彩色航片，分辨率一般在0.2米。在这过程中，由于几何变形，所以在使用前必须进行对应的几何校正，再得到正射遥感测绘图像，通常FarmGIS中的遥感图像，采用二次多项式实现。
2、RS图像坐标配置
在RS图像校正前，地理信息和遥感图像中的坐标必须匹配。在遥感图像匹配中，由多种方法构成，当元坐标的地理信息校正后，再利用遥感图像，将地理信息配置准确。对于地理参考标系、参考或者地理信息系统坐标比一致的坐标，在配准后就可以得到参数文件以及对准方法。在遥感图像地理信息显示中，通过文件参数，遥感参数可以直接通过坐标系统进行定义、显示。Farm GIS的参数配置方法，使用的文件主要包括六中参数，然后再依次进行计算。
图二的标准配置和几何校正遥感图像，通过农田基础的Farm GIS叠加显示，经常用于农田更新过程。从该图可以明显的看出，示范区西南区域边界变化情况，以及东北方向的排水渠变化状况。
通过上述农田变化，最后让整个农田基础地图测绘和更新拥有目的性和针对性。
结束语：
基于3S技术的农田基础测绘作为当代农田测绘集成应用的重要内容，它可以全天候作业，具有操作方便、速率高等特征。通过RS图形可以得到农田基础变化信息，从而确定地块变化区域，降低地图更新成本，不断缩短更新时间。因此，在实际工作中，我们必须充分利用GIS空间数据以及属性，在完成空间数据地图编辑、生成、显示的同时，对空间属性和数据进行正确的处理分析，进而为农业研究提供更多可靠的信息。
参考文献：
[1]邝继双，汪懋华.3S技术在农田基础地图测绘与更新中的集成应用[J].农业工程学报，2003，19（3）：220-223.
[2]贺龙梅，陈霞，常顺利等.塔里木河下游尉犁县景观格局变化分析[C].//第六届全国地图学与GIS学术研讨会论文集.2008：518-523.
[3]于冠男.基于移动GIS的村镇土地监察执法系统的设计与实现[D].东南大学，2010.
[4]张述清，王爱华，王宇新等.云贵高原地区坝子划定技术与方法研究——以云南省为例[J].地矿测绘，2012，28（4）：1-4，8.