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摘要:随着科学技术的更新进步,3S技术的出现使土地资源管理进入了一个全新的时代,促进了土地资源的管理系统正朝着数据表达的可视化、网络化以及智能化的方向发展,既弥补传统调查手段的不足,也为土地资源的调查研究提供了新的途经与技术支持。本文通过介绍 3S技术主要特征及其在土地资源管理决策中的一些应用,具有一定的理论参考意义及实践参考价值。
关键词:3S技术;土地资源管理;技术应用
1. 3S 技术概述
3S 技术是GPS(全球定位系统)、GIS(地理信息系统)和RS(遥感技术)的统称,是卫星定位与导航技术、空间技术、传感器技术和计算机技术、通讯技术相结合,多学科高度集成的对空间信息进行采集、处理、分析、表达、传播、管理和应用的现代信息技术。3S技术的出现使土地资源管理系统正逐步朝着数据表达的可视化、网络化以及智能化的方向发展,目前3S 技术及其集成技术已开始应用于土地综合整治项目中,GPS,GIS,RS技术在土地整理调查、成图、规划设计过程中的应用,为提高土地整理规划决策的实效性,大幅度地降低财力的投入,目前3S技术广泛应用于土地综合整治项目包括城乡建设用地增减挂钩项目、土地整理复垦开发项目和高标准基本农田建设项目等,RS、GPS、和GIS三者的有机结合,构成了整体上的实时动态对地观测、分析和应用的运行系统,为科学研究、政府管理、社会生产提供了新一代的观测手段、描述语言和思维工具。
2. GPS在土地综合整治项目中的应用
GPS是20 世纪70 年代由美国研制的现在在民用及工程中广泛应用的一套空间卫星导航定位系统,GPS接收机按照用途可分为导航型、测地型和授时型接收机,目前测量单位一般使用的是带对中装置的GPS接收机(测地型)、亚米级手持GPS接收机和无人机携带的GPS接收器。利用GPS 接收设备采用的GPS 测量技术主要有静态和快速静态技术、差分GPS、实时动态定位技术(RTK)和网络RTK技术等。根据笔者的了解和认识,现就以上三种接收设备的特点及测量技术简述其在土地综合整治项目中的应用。
2.1 带对中装置的GPS接收机
该GPS接收机具有定位精度高(精度可达厘米和毫米级)、观测时间短(相对静态定位仅需15-20 分钟;快速静态相对定位测量时,当每个流动站与基准站相距在15km以内时,流动站观测时间只需1-2 分钟;利用RTK每站观测只需几秒钟)、全天候、无需通视、高效率、多功能、操作简便、应用广泛等特点。该GPS接收机在土地综合整治项目中主要应用于静态和快速静态测量技术进行测区首级控制点、等级控制点的测量工作;应用快速静态测量技术、实时动态定位技术(RTK)和网络RTK技术进行航测像控点、图根控制点和地形图地形地物点的采集工作。
2.2 亚米级手持GPS 接收机
该接收机具有定位精度较高(亚米级)、全天候、不依赖通视、携带方便、简单易用、自动化、快速定位、可导航等特点。该GPS 接收机在土地综合整治中应用于城乡建设用地增减挂钩项目的控制测量、宗地拐点测量;用于地形图的变更测量、检核、地类定位、导航等。
2.3 无人机携带的GPS接收器
此GPS接收器安置在无人机上,主要用于无人机的导航和实时给出无人机的位置和速度。这类接收机一般采用C/A码伪距测量,单点实时定位精度較低,一般为10m。在土地综合整治项目中主要利用安装了该GPS 接收器的无人机进行航空摄影测量,在获取高分辨率的航空遥感影像的同时,在传感器曝光瞬间获得无人机的位置和飞行姿态数据,为航空遥感影像的内业处理提供POS数据。
3. GIS在土地综合整治项目中的应用
GIS(地理信息系统)是在计算机硬、软件系统支持下,对整个或部分地球表层(包括大气层)空间中的有关地理分布数据进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统。它具有强大的空间分析和数据处理功能,能够将空间和属性数性综合,它已广泛应用于测绘、资源调查、土地管理、城乡规划、自然灾害、环境监测和预报等领域,现在在农村土地整治项目中主要利用的是MapGIS 和ArcGIS 等系统软件。笔者认为,GIS 具有的强大功能使它在土地整治项目中主要用在利用遥感影像、GPS数据和相关测量数据等建立数据库,可以用于生产项目区“4D”产品,绘制项目规划图、工程布置图、项目单体工程设计图等,进行土地适宜性分析评价,设计布局土地平整工程、农田水利工程和田间道路工程和工程量计算,建立直观的三维模型等方面。
目前在土地整治活动中,在高标准基本农田建设项目方面已有了专项GIS 软件—MapGIS K9 基本农田监管系统应用于工作中,它是中国地质大学开发的由基本农田建库和基本农田监管两部分组成,具有工程管理、建库、注记编号、信息录入、信息查询和管理、编辑、数据检查、成果管理和调整与补划等工具和功能。相信随着空间信息技术的发展,使决策者直观地了解、掌握农村村落位置布局、道路走向、土地利用分布情况,使土地整治变得科学化、模拟化,还能够实现动态监测的可视化三维GIS 将应用在土地整治活动中。
4. RS在土地综合整治项目中的应用
RS(遥感技术)通常是指通过某种传感器装置,在不与被研究对象直接接触的情况下,获取其特征信息,并对这些信息进行提取、加工、表达和应用的一门科学和技术。遥感技术包括传感器技术,信息传输技术,信息处理、提取和应用技术,目标信息特征的分析与测量技术等。按照遥感器使用的平台可分为:航天遥感技术、航空遥感技术、地面遥感技术。在土地整治活动中,主要应用到的是航天遥感技术和航空遥感技术,并通过遥感技术加工制作的各种图件作为土地资源综合整治和科学规划的重要依据,但是由于卫星遥感影像分辨率和地域的局限性,现在无人机航测遥感技术已开始应用于土地整治项目中,笔者认为该技术及其成果在土地整治活动中各个阶段可以应用如下:
可行性研究阶段:利用无人机航测遥感技术完成的DOM、DEM、DLG成果,以及该成果构建的项目区三维立体模型,方便土地管理者、决策者、规划设计者、评审专家和公众能够运筹帷幄之中,对项目有较直观的了解、分析研究和科学的决策,编制可行性研究报告等。
规划设计与预算阶段:可以利用DOM、DEM、DLG成果以及立体像对,对项目区内各项单体工程、重点工程进行精细的规划设计、坡度和工程量计算,绘制项目规划图、工程布置图、项目单体工程设计图(册)和编制预算等。
项目施工阶段:分阶段性地利用无人机航测遥感技术对项目区进行航摄,利用影像进行叠加对比分析,可以随时掌握工程进度等。竣工验收阶段:利用无人机航测遥感技术可以快速提供全方位的、精度高的影像数据及图文资料,通过叠加对比,可准确直观地分析工程施工与设计的一致性及最终成效,有利于成果验收。
5.结束语
由此可见,3S技术是当代土地综合整治项目中一项十分重要应用,由于其的科学性及实用性将得到越来越广泛的应用尤其在测绘、资源调查、土地管理、城乡规划、自然灾害、环境监测和预报等领域,我们要在实践中不断地总结创新,充分发挥3S技术的应用效果,促进我国土地资源科学规划和综合整治的可持续发展。
参考文献
[1] 李东辉,杨永超. 3S集成与应用[J]. 黑龙江科技信息. 2011(15)
[2] 李俊. GPS测量技术及其在工程测量中的应用[J]. 齐齐哈尔工程学院学报. 2012(03)
[3] 严兵,赵居代. 现代工程测量技术发展浅谈[J]. 港工技术. 2009(S1)
[4] 许鹏,张欣,高宁,吕媛媛. 土地综合整治动态管理信息系统构建分析[J]. 山东国土资源. 2010(09)
关键词:3S技术;土地资源管理;技术应用
1. 3S 技术概述
3S 技术是GPS(全球定位系统)、GIS(地理信息系统)和RS(遥感技术)的统称,是卫星定位与导航技术、空间技术、传感器技术和计算机技术、通讯技术相结合,多学科高度集成的对空间信息进行采集、处理、分析、表达、传播、管理和应用的现代信息技术。3S技术的出现使土地资源管理系统正逐步朝着数据表达的可视化、网络化以及智能化的方向发展,目前3S 技术及其集成技术已开始应用于土地综合整治项目中,GPS,GIS,RS技术在土地整理调查、成图、规划设计过程中的应用,为提高土地整理规划决策的实效性,大幅度地降低财力的投入,目前3S技术广泛应用于土地综合整治项目包括城乡建设用地增减挂钩项目、土地整理复垦开发项目和高标准基本农田建设项目等,RS、GPS、和GIS三者的有机结合,构成了整体上的实时动态对地观测、分析和应用的运行系统,为科学研究、政府管理、社会生产提供了新一代的观测手段、描述语言和思维工具。
2. GPS在土地综合整治项目中的应用
GPS是20 世纪70 年代由美国研制的现在在民用及工程中广泛应用的一套空间卫星导航定位系统,GPS接收机按照用途可分为导航型、测地型和授时型接收机,目前测量单位一般使用的是带对中装置的GPS接收机(测地型)、亚米级手持GPS接收机和无人机携带的GPS接收器。利用GPS 接收设备采用的GPS 测量技术主要有静态和快速静态技术、差分GPS、实时动态定位技术(RTK)和网络RTK技术等。根据笔者的了解和认识,现就以上三种接收设备的特点及测量技术简述其在土地综合整治项目中的应用。
2.1 带对中装置的GPS接收机
该GPS接收机具有定位精度高(精度可达厘米和毫米级)、观测时间短(相对静态定位仅需15-20 分钟;快速静态相对定位测量时,当每个流动站与基准站相距在15km以内时,流动站观测时间只需1-2 分钟;利用RTK每站观测只需几秒钟)、全天候、无需通视、高效率、多功能、操作简便、应用广泛等特点。该GPS接收机在土地综合整治项目中主要应用于静态和快速静态测量技术进行测区首级控制点、等级控制点的测量工作;应用快速静态测量技术、实时动态定位技术(RTK)和网络RTK技术进行航测像控点、图根控制点和地形图地形地物点的采集工作。
2.2 亚米级手持GPS 接收机
该接收机具有定位精度较高(亚米级)、全天候、不依赖通视、携带方便、简单易用、自动化、快速定位、可导航等特点。该GPS 接收机在土地综合整治中应用于城乡建设用地增减挂钩项目的控制测量、宗地拐点测量;用于地形图的变更测量、检核、地类定位、导航等。
2.3 无人机携带的GPS接收器
此GPS接收器安置在无人机上,主要用于无人机的导航和实时给出无人机的位置和速度。这类接收机一般采用C/A码伪距测量,单点实时定位精度較低,一般为10m。在土地综合整治项目中主要利用安装了该GPS 接收器的无人机进行航空摄影测量,在获取高分辨率的航空遥感影像的同时,在传感器曝光瞬间获得无人机的位置和飞行姿态数据,为航空遥感影像的内业处理提供POS数据。
3. GIS在土地综合整治项目中的应用
GIS(地理信息系统)是在计算机硬、软件系统支持下,对整个或部分地球表层(包括大气层)空间中的有关地理分布数据进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统。它具有强大的空间分析和数据处理功能,能够将空间和属性数性综合,它已广泛应用于测绘、资源调查、土地管理、城乡规划、自然灾害、环境监测和预报等领域,现在在农村土地整治项目中主要利用的是MapGIS 和ArcGIS 等系统软件。笔者认为,GIS 具有的强大功能使它在土地整治项目中主要用在利用遥感影像、GPS数据和相关测量数据等建立数据库,可以用于生产项目区“4D”产品,绘制项目规划图、工程布置图、项目单体工程设计图等,进行土地适宜性分析评价,设计布局土地平整工程、农田水利工程和田间道路工程和工程量计算,建立直观的三维模型等方面。
目前在土地整治活动中,在高标准基本农田建设项目方面已有了专项GIS 软件—MapGIS K9 基本农田监管系统应用于工作中,它是中国地质大学开发的由基本农田建库和基本农田监管两部分组成,具有工程管理、建库、注记编号、信息录入、信息查询和管理、编辑、数据检查、成果管理和调整与补划等工具和功能。相信随着空间信息技术的发展,使决策者直观地了解、掌握农村村落位置布局、道路走向、土地利用分布情况,使土地整治变得科学化、模拟化,还能够实现动态监测的可视化三维GIS 将应用在土地整治活动中。
4. RS在土地综合整治项目中的应用
RS(遥感技术)通常是指通过某种传感器装置,在不与被研究对象直接接触的情况下,获取其特征信息,并对这些信息进行提取、加工、表达和应用的一门科学和技术。遥感技术包括传感器技术,信息传输技术,信息处理、提取和应用技术,目标信息特征的分析与测量技术等。按照遥感器使用的平台可分为:航天遥感技术、航空遥感技术、地面遥感技术。在土地整治活动中,主要应用到的是航天遥感技术和航空遥感技术,并通过遥感技术加工制作的各种图件作为土地资源综合整治和科学规划的重要依据,但是由于卫星遥感影像分辨率和地域的局限性,现在无人机航测遥感技术已开始应用于土地整治项目中,笔者认为该技术及其成果在土地整治活动中各个阶段可以应用如下:
可行性研究阶段:利用无人机航测遥感技术完成的DOM、DEM、DLG成果,以及该成果构建的项目区三维立体模型,方便土地管理者、决策者、规划设计者、评审专家和公众能够运筹帷幄之中,对项目有较直观的了解、分析研究和科学的决策,编制可行性研究报告等。
规划设计与预算阶段:可以利用DOM、DEM、DLG成果以及立体像对,对项目区内各项单体工程、重点工程进行精细的规划设计、坡度和工程量计算,绘制项目规划图、工程布置图、项目单体工程设计图(册)和编制预算等。
项目施工阶段:分阶段性地利用无人机航测遥感技术对项目区进行航摄,利用影像进行叠加对比分析,可以随时掌握工程进度等。竣工验收阶段:利用无人机航测遥感技术可以快速提供全方位的、精度高的影像数据及图文资料,通过叠加对比,可准确直观地分析工程施工与设计的一致性及最终成效,有利于成果验收。
5.结束语
由此可见,3S技术是当代土地综合整治项目中一项十分重要应用,由于其的科学性及实用性将得到越来越广泛的应用尤其在测绘、资源调查、土地管理、城乡规划、自然灾害、环境监测和预报等领域,我们要在实践中不断地总结创新,充分发挥3S技术的应用效果,促进我国土地资源科学规划和综合整治的可持续发展。
参考文献
[1] 李东辉,杨永超. 3S集成与应用[J]. 黑龙江科技信息. 2011(15)
[2] 李俊. GPS测量技术及其在工程测量中的应用[J]. 齐齐哈尔工程学院学报. 2012(03)
[3] 严兵,赵居代. 现代工程测量技术发展浅谈[J]. 港工技术. 2009(S1)
[4] 许鹏,张欣,高宁,吕媛媛. 土地综合整治动态管理信息系统构建分析[J]. 山东国土资源. 2010(09)