測繪地理信息科學(xué)技術(shù)在第三次國土調(diào)查中的運(yùn)用探討

張丹

【摘要】我國開展了第三次國土調(diào)查，查清我國的國土資源使用現(xiàn)狀，目的是提高國土資源使用率，推動未來經(jīng)濟(jì)建設(shè)。本文講述了測繪地理信息科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，及其對國土調(diào)查的意義，鑒于第三次土地調(diào)查成果的真實(shí)性、有效性和準(zhǔn)確性，對測繪地理信息科學(xué)技術(shù)的運(yùn)用值得探討。

【關(guān)鍵詞】測繪地理;信息科學(xué)技術(shù);第三次國土調(diào)查

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.28.119

中國作為發(fā)展中國家，經(jīng)濟(jì)處于迅速發(fā)展時期，如果能夠精準(zhǔn)管控我國各地土地資源數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)信息化管理，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的宏觀調(diào)控，有利于我國生態(tài)修復(fù)和治理。在第三次國土調(diào)查中，利用多種測繪地理信息的科學(xué)技術(shù)手段，對農(nóng)業(yè)、商業(yè)、工業(yè)、水利及交通等各方面的土地資源進(jìn)行全面摸底調(diào)查，更精確地掌握了土地資源的使用情況。

1、測繪地理信息科學(xué)技術(shù)的發(fā)展

隨著科學(xué)發(fā)展，測繪地理信息科學(xué)技術(shù)水平不斷提高。在第三次國土調(diào)查中對數(shù)據(jù)要求更高，對外業(yè)復(fù)雜的核查環(huán)境，對于無法到達(dá)、測繪困難的地區(qū)，仍然做到了調(diào)查內(nèi)容更加詳盡、技術(shù)更加先進(jìn)、測繪精度更加細(xì)致。通過新型科學(xué)技術(shù)的應(yīng)用，取代傳統(tǒng)測繪技術(shù)，通過數(shù)字化科學(xué)及智能化處理技術(shù)，強(qiáng)化測繪數(shù)據(jù)。對地理信息的獲取和處理，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)智能、自動、實(shí)時獲取，數(shù)字化測繪和網(wǎng)絡(luò)平臺數(shù)據(jù)運(yùn)行相結(jié)合，加快了信息化測繪體系發(fā)展，推進(jìn)了測繪科學(xué)技術(shù)在國土資源中的應(yīng)用。實(shí)現(xiàn)了我國第三次國土調(diào)查成果的技術(shù)支持，迎來國土資源信息化管理新時代。

2、測繪地理信息科學(xué)技術(shù)對國土調(diào)查的意義

距離我國第二次開展國土調(diào)查工作已有十年之久，為滿足我國土地發(fā)展需求、生態(tài)文明建設(shè)、水利工程系統(tǒng)的整體規(guī)劃和交通運(yùn)輸系統(tǒng)的建設(shè)，需要充分做好現(xiàn)有科技在測繪地理信息上的融合。在原有調(diào)查成果基礎(chǔ)上，利用測繪地理信息科學(xué)技術(shù)的數(shù)據(jù)支撐，更加全面和完善的掌握我國土地利用情況。國土資源部中國土地勘測規(guī)劃院院長高延利表示，第三次全國土地測繪都采用的優(yōu)于一米分辨率的衛(wèi)星數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)查，圖斑的面積精度也提高很多，200平米甚至100平米就要上圖。城市發(fā)展需求對測繪工作有更高要求，傳統(tǒng)測繪已經(jīng)不能滿足實(shí)際需求，實(shí)踐中應(yīng)充分利用計算機(jī)、遙感等技術(shù)的拓展，推動測繪事業(yè)發(fā)展。測繪地理信息科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，為土地建設(shè)和管理，提供了精準(zhǔn)的參考依據(jù)，對國土資源的充分利用、可持續(xù)發(fā)展作具有重要意義。經(jīng)國務(wù)院批準(zhǔn)后，第三次全國土地調(diào)查基本數(shù)據(jù)向社會公布，通過合理運(yùn)用測繪地理信息科學(xué)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了土地調(diào)查相關(guān)成果共享，充分發(fā)揮土地調(diào)查成果在服務(wù)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會管理、支撐宏觀調(diào)控和科學(xué)決策中的基礎(chǔ)作用[1]。

3、測繪地理信息科學(xué)技術(shù)在國土調(diào)查中的具體應(yīng)用

在第三次全國土地調(diào)查中，信息化測繪技術(shù)對保障測繪成果的質(zhì)量，起到重要作用，滿足生態(tài)文明建設(shè)、空間規(guī)劃編制、自然資源管理體制改革等各項(xiàng)工作的需要。第三次土地調(diào)查主要任務(wù)是：基于第二次全國土地調(diào)查的成果基礎(chǔ)，按照國家統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，在全國范圍內(nèi)利用遙感、測繪、地理信息、互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)，統(tǒng)籌原有資料，以正射影像圖為基礎(chǔ)，實(shí)地勘察土地的地類、面積和權(quán)屬情況，全面掌握全國耕地、園地、林地、草地、商服、工礦倉儲、住宅、交通運(yùn)輸、水域及水利設(shè)施用地等地類分布及利用狀況，充分發(fā)揮了科技在測繪技術(shù)方面的應(yīng)用。利用大數(shù)據(jù)和云計算等技術(shù)，在面向政府、國土資源管理部門、農(nóng)業(yè)部門、科研院所和社會公眾等不同群體時，優(yōu)化海量數(shù)據(jù)處理能力，為第三次土地調(diào)查提供成果共享服務(wù)平臺。整合各類自然資源、重點(diǎn)城鎮(zhèn)節(jié)約集約用地分析，形成第三次土地調(diào)查數(shù)據(jù)成果綜合應(yīng)用分析技術(shù)機(jī)制。

3.1高分影像技術(shù)

航天遙感技術(shù)經(jīng)過多年的發(fā)展，在光譜、空間和時間的分辨率上有巨大的進(jìn)步，在土地利用、城市規(guī)劃、環(huán)境監(jiān)測等民用方面能夠提供精準(zhǔn)數(shù)據(jù)，而且對軍事目標(biāo)識別、戰(zhàn)場環(huán)境仿真來說有著更為重要的意義。我國的遙感測繪事業(yè)的跨越式發(fā)展，遙感影像呈現(xiàn)出多源、多類型、海量、分布式的發(fā)展趨勢，國家土地調(diào)查辦在第三次國土調(diào)查中提出要求，基于高分辨率遙感數(shù)據(jù)，制作正射影像圖。結(jié)合當(dāng)?shù)貙?shí)際調(diào)查情況和第二次全國土地調(diào)查數(shù)據(jù)庫，逐圖斑開展全地類內(nèi)業(yè)人工判讀，用圖斑形成矢量數(shù)據(jù)，利用無人機(jī)展開核查工作，制作高分辨率的遙感影像。為了快速高效完成測繪地理信息相關(guān)工作，要利用航測攝影進(jìn)行大面積調(diào)查，影像分辨率可達(dá)0.1m，獲取準(zhǔn)確小區(qū)域的高清數(shù)字正射影像，通過設(shè)計的智能軟件快速完成對所有圖斑的核查，排查異常數(shù)據(jù)，篩選出需要實(shí)地舉證的圖斑。利用高分影像技術(shù)，內(nèi)業(yè)對各類地形邊界精確勾勒，提高了圖斑核查工作的效率和質(zhì)量，調(diào)查結(jié)果的底圖具有客觀性和高清晰度。隨著農(nóng)業(yè)、國土測繪、林業(yè)、環(huán)保等行業(yè)，對遙感影像數(shù)據(jù)、信息的服務(wù)需求的不斷增長，高分影像技術(shù)水平還將不斷提高。

3.2無人機(jī)傾斜攝影測量技術(shù)

無人機(jī)航測技術(shù)包括飛行控制、地面站控制、航拍攝像和數(shù)據(jù)傳輸四個系統(tǒng)。無人機(jī)傾斜攝影是目前較先進(jìn)的影像采集方式，在各行各業(yè)中正在推廣應(yīng)用。其中，操作難度和技術(shù)含量較高的是無人機(jī)傾斜攝影測量技術(shù)。從相機(jī)鏡頭參數(shù)、地面分辨率、航拍參數(shù)，到影像的模型構(gòu)建和數(shù)據(jù)采集，都要按照專業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。城市基礎(chǔ)測繪的應(yīng)用中，對操作的技術(shù)含量較高。其中飛行控制系統(tǒng)由機(jī)載飛控、通信和地面站組成，是無人機(jī)遙感系統(tǒng)的核心控制系統(tǒng)。地面站在無人機(jī)的飛行過程中，起到監(jiān)控飛行狀態(tài)、控制無人機(jī)的飛行航跡、參數(shù)，規(guī)劃飛行路線的作用。無人機(jī)的航拍攝像系統(tǒng)可搭建多重傳感器，如氣象傳感器、合成孔徑雷達(dá)、數(shù)碼相機(jī)等，實(shí)現(xiàn)了一次航行同時收集多類型數(shù)據(jù)的功能，將所收集的數(shù)據(jù)傳輸?shù)孛婵刂普?，從而獲取精準(zhǔn)信息。無人機(jī)傾斜攝影測量技術(shù)被廣泛使用在國土調(diào)查、規(guī)劃等領(lǐng)域，是近年來的高新技術(shù)，借助無人機(jī)快速采集影像數(shù)據(jù)和航測影像，能夠快速獲取傾斜攝影測量數(shù)據(jù)，利用構(gòu)建高質(zhì)量和精度的GIS三維模型，反映出土地的位置、形狀、海拔高度等數(shù)據(jù)。傾斜攝影測量技術(shù)優(yōu)勢在于能夠在同一平臺上搭載多臺傳感器，能夠同時獲得不同角度的航拍數(shù)據(jù)，從而呈現(xiàn)精度更高的影像數(shù)據(jù)，也能反映出地物位置和紋理。目前無人機(jī)操作簡單，穩(wěn)定性好，在搭載各種傳感器時，注意避免破壞平衡，尤其是數(shù)碼相機(jī)要固定在重心位置，確保航拍質(zhì)量。無人機(jī)在針對地貌特征不同的地理環(huán)境進(jìn)行航拍測量時，要設(shè)置合理的飛行高度，根據(jù)實(shí)際情況設(shè)計飛行高度和航線。無人機(jī)的應(yīng)用解決了外業(yè)工作的諸多難題，比如，海拔高、地形地貌不規(guī)則、物質(zhì)難以補(bǔ)給，節(jié)省了人力的投入，并能快速準(zhǔn)確獲取地理信息。

3.3 GIS系統(tǒng)與“互聯(lián)網(wǎng)+”技術(shù)

CIS系統(tǒng)隨著互聯(lián)網(wǎng)時代電子硬件的不斷更新，融合了更多先進(jìn)技術(shù)，增添新功能后，在更多領(lǐng)域都有應(yīng)用。GIS地理信息技術(shù)以計算機(jī)、信息化為基礎(chǔ)，利用采集的地理空間數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，是綜合地理學(xué)、地圖學(xué)計算機(jī)科學(xué)和遙感技術(shù)的系統(tǒng)，符合對地理空間數(shù)據(jù)進(jìn)行高效全面采集的要求，具備抽象編輯數(shù)據(jù)的能力，計算機(jī)自動實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)換。在新一代測繪地理信息的過程中，利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，提高第三次國土調(diào)查效率和質(zhì)量。在第三次國土調(diào)查中，利用CIS系統(tǒng)與互聯(lián)網(wǎng)相結(jié)合，結(jié)合開發(fā)的手機(jī)應(yīng)用程序?yàn)橥鈽I(yè)核查人員提供了便捷。通過定位系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)傳遞信息，利用手機(jī)即可收集、傳遞數(shù)據(jù)，在工作中積極互動，從而提高第三次國土調(diào)查的工作效率和質(zhì)量。應(yīng)用GIS地理信息系統(tǒng)對城市地形測繪，通過觀察各種數(shù)據(jù)信息，可直觀判斷該地區(qū)人口分布、城市道路等信息。實(shí)現(xiàn)了測繪人員通過在GIS地理信息系統(tǒng)輸入查詢屬性，就能夠確定具體位置，能夠選定查詢空間，并自動完成幾何量算、距離等數(shù)據(jù)的計算。還能夠通過采用計算機(jī)自動比對和人機(jī)交互檢查的方法，對地方報送的測繪成果進(jìn)行逐圖斑內(nèi)業(yè)比對，檢查調(diào)查的地類與影像及地方舉證照片是否一致，并通過“互聯(lián)網(wǎng)+”技術(shù)開展在線舉證及外業(yè)實(shí)地核查工作。

3.4全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)（GNSS）技術(shù)

全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)在第三次全國國土調(diào)查中發(fā)揮了重要作用，充分體現(xiàn)在外業(yè)調(diào)查工作中，在工作現(xiàn)場作業(yè)的全部數(shù)據(jù)成果，都通過全球定位實(shí)現(xiàn)與舉證平臺的實(shí)時互動，提高調(diào)研效率。目前我國衛(wèi)星處于發(fā)展的關(guān)鍵階段，成果頗豐，測繪地理信息使用技術(shù)是高分衛(wèi)星的重要領(lǐng)域，中國航天發(fā)展帶來的科技進(jìn)步，為滿足國土資源和國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展做出積極建設(shè)，突破技術(shù)難關(guān)，成立專門的衛(wèi)星測繪應(yīng)用中心，提供精準(zhǔn)可靠的測繪數(shù)據(jù)和服務(wù)。GNSS是全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)的簡稱，其中衛(wèi)星、地面監(jiān)測、和操作終端是重要組成部分，地面指揮中心調(diào)控衛(wèi)星在制定的軌道中運(yùn)行，始終維持與赤道間的夾角，接受傳輸指令。在測繪地理信息時，依據(jù)衛(wèi)星反饋的數(shù)據(jù)，確定測繪位置，進(jìn)行測量間距。全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)在國土邊界范圍測量和計算上應(yīng)用廣泛，適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)計算誤差，能夠得到可靠的面積信息。

3.5利用計算機(jī)自動比對

在土地調(diào)查成果的核查階段，工作量大，工作時間緊迫，全國調(diào)查數(shù)據(jù)資料內(nèi)容繁多，需要人工核查各地區(qū)圖斑的真實(shí)準(zhǔn)確情況。采用計算機(jī)自動比對，結(jié)合人工核查，對沖突的圖斑標(biāo)記重新核查，多次檢測確保調(diào)查成果準(zhǔn)確?；趦?nèi)外業(yè)一體化數(shù)據(jù)采集技術(shù)，結(jié)合國家統(tǒng)一下發(fā)的調(diào)查底圖，利用移動設(shè)備對土地利用信息展開調(diào)查和采集，實(shí)現(xiàn)各類專題信息與每個圖斑的匹配連接，形成集圖形、影像、屬性、文檔為一體的土地調(diào)查數(shù)據(jù)庫。利用大數(shù)據(jù)技術(shù)，對土地調(diào)查成果展開多元服務(wù)與專項(xiàng)分析。實(shí)現(xiàn)了全國土地調(diào)查成果和專項(xiàng)調(diào)查成果的集成管理、動態(tài)入庫、綜合查詢、統(tǒng)計匯總、數(shù)據(jù)分析、快速服務(wù)等功能。

3.6實(shí)時動態(tài)差分測繪技術(shù)

實(shí)時動態(tài)差分測繪有通過軟件系統(tǒng)、數(shù)據(jù)傳輸和GPS系統(tǒng)三個模塊，在測繪過程中建立基站參照，載波相位為基礎(chǔ)，實(shí)時記錄差分，使用時保證周圍無高層建筑遮擋、視野開闊，地面設(shè)施不可避免時，應(yīng)與實(shí)時動態(tài)差分測繪設(shè)備相距50m。實(shí)時觀察GPS系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，獲取信息，將收集的國信息傳輸給流動站。流動站配備的計算機(jī)、無線信號傳輸設(shè)備和信息接收系統(tǒng)。該技術(shù)主要應(yīng)用在國土測繪的地形測圖中，隨著相關(guān)技術(shù)的發(fā)展，實(shí)時動態(tài)差分測量技術(shù)的融入彌補(bǔ)了傳統(tǒng)工作的弊端，其優(yōu)點(diǎn)是可進(jìn)行單人操作，僅需要1s就可獲取準(zhǔn)確的地形碎部點(diǎn)位置。測量完成系統(tǒng)自動生成地形圖。該技術(shù)被應(yīng)用在交通、水庫、海洋等領(lǐng)域的地形測圖工作當(dāng)中。隨著網(wǎng)絡(luò)實(shí)時動態(tài)差分測繪技術(shù)的廣泛使用，測繪精確度、設(shè)備需求、空間要求等方面都得到了提高，國土地形測圖工作的效率和水平也隨之提高[2]。

結(jié)論：

在第三次全國國土調(diào)查中，測繪地理信息使用技術(shù)更為先進(jìn)，且具有作業(yè)穩(wěn)定性好、通訊網(wǎng)絡(luò)便捷、界址點(diǎn)精度高、不受作業(yè)半徑限制等優(yōu)點(diǎn)，為我國第三次國土調(diào)查提供可靠依據(jù)。測繪地理信息科學(xué)技術(shù)的應(yīng)用，對調(diào)查的農(nóng)用土地耕地、商用土地、濕地、森林等地貌進(jìn)行了全方位的調(diào)查，為我國土地資源管理提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。測繪地理信息科學(xué)技術(shù)的使用，完善了我國土地資源管理系統(tǒng)，提供信息化的土地資源數(shù)據(jù)，對我國土地資源合理利用和經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有重要意義。

參考文獻(xiàn)：

[1]姜楠.測繪新技術(shù)在第三次全國國土調(diào)查中的實(shí)踐探討[J].住宅與房地產(chǎn)，2020（30）：253-254.

[2]張航艇.第三次全國國土調(diào)查中信息化測繪技術(shù)的應(yīng)用探討[J].城市建筑，2020，17（20）：115-116.