文｜盤喜麗

基于3S技術(shù)的宗地?cái)?shù)據(jù)整理與建庫分析

文｜盤喜麗

雖然傳統(tǒng)的土地資源調(diào)查方法可提供詳實(shí)的數(shù)據(jù)，然而由于傳統(tǒng)的外業(yè)調(diào)查技術(shù)，其進(jìn)度受到人力、設(shè)備等客觀因素的限制，因此周期長，而無法滿足當(dāng)今信息時(shí)代的土地管理要求。近些年3S技術(shù)不斷被應(yīng)用于土地宗地調(diào)查和數(shù)據(jù)庫的建設(shè)中，不僅縮短了調(diào)查的周期，還可以有效進(jìn)行土地利用監(jiān)測，同時(shí)，監(jiān)測的結(jié)果又可以對(duì)土地資源調(diào)查的數(shù)據(jù)進(jìn)行核實(shí)。

一、遙感技術(shù)的宗地信息提取

人之所以能看到并識(shí)別周圍的物體，主要是靠物體對(duì)光的反射?，F(xiàn)代物理告訴我們，光是一種電磁波，地表物體都會(huì)向空間反射或輻射能量(如反射光)，反射或輻射的能量形成電磁波，從而遙感平臺(tái)的傳感器可檢測到電磁波，并根據(jù)所檢測到電磁波特征成像。遙感圖像分析和信息提取是把遙感圖像付諸使用的關(guān)鍵步驟，為了提高建設(shè)用地判讀的精度和效率，最好取得相同比例尺的地形圖和土地利用現(xiàn)狀圖等資料。目前我國土地利用監(jiān)測使用的衛(wèi)星遙感資料中，MSS圖像由土地利用管理于精度差，已很少用；SPOT圖像的費(fèi)用相對(duì)昂貴，使用也不廣泛，通常在精度要求較高時(shí)輔助其他；衛(wèi)星圖像使用；而TM圖像的精度能達(dá)到目前土地利用動(dòng)態(tài)監(jiān)測的要求，同時(shí)費(fèi)用也能接受。

因此，目前TM圖像是進(jìn)行土地利用遙感監(jiān)測的主要信息源。為了使建設(shè)用地遙感信息成果與土地資源變更調(diào)查的時(shí)間具有相對(duì)一致性，同時(shí)結(jié)合農(nóng)作物的生長特點(diǎn)，可采用9-11月的衛(wèi)星遙感資料作為主要信息源，這樣取得的成果可以用于對(duì)土地資源變更調(diào)查的數(shù)據(jù)進(jìn)行校核驗(yàn)證。

（一）獲取衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)

在計(jì)算機(jī)遙感圖像處理系統(tǒng)中，導(dǎo)人衛(wèi)星影像數(shù)據(jù)，或通過掃描得到衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)。以TM圖像為例，一般計(jì)算機(jī)遙感圖像處理系統(tǒng)中可直接導(dǎo)人7個(gè)波段的數(shù)字圖像，或?qū)⒓俨噬衿ㄟ^掃描經(jīng)控制點(diǎn)配準(zhǔn)得到三個(gè)波段的數(shù)字圖像。

（二）借助地理信息系統(tǒng)(GIS)

得到調(diào)查區(qū)域的邊界矢量圖。由于衛(wèi)星圖像是整幅(或若干幅)方形的數(shù)據(jù)范圍，而真正調(diào)查的范圍往往與行政區(qū)相對(duì)應(yīng)，須借助地理信息系統(tǒng)(GIS)手段，得到調(diào)查區(qū)域的邊界矢量圖，將邊界矢量圖與遙感圖像進(jìn)行疊加，確定監(jiān)測范圍，即刪去邊界矢量圖外的圖像。選擇合適的波段組合，對(duì)遙感圖像進(jìn)行增強(qiáng)處理。

（三）建立土地利用遙感分類系統(tǒng)

由于建設(shè)用地是與耕地、林地、園地等地類交錯(cuò)分布的。因此，一般要根據(jù)土地資源調(diào)查分類，結(jié)合考慮遙感應(yīng)用的目的性、遙感資料的可判性、調(diào)查區(qū)的特點(diǎn)建立合理的土地利用遙感分類系統(tǒng)。

（四）建立基本信息源的遙感解譯標(biāo)志

提取建設(shè)用地信息，編制建設(shè)用地分布圖。將通過以上步驟得到的建設(shè)用地分布圖進(jìn)行實(shí)地抽樣核實(shí)，最終得到建設(shè)用地分布成果圖。經(jīng)計(jì)算機(jī)統(tǒng)計(jì)得到調(diào)查區(qū)域內(nèi)建設(shè)用地面積數(shù)據(jù)。

實(shí)際上，采用衛(wèi)星遙感技術(shù)進(jìn)行土地監(jiān)測，不僅僅是為了對(duì)建設(shè)用地進(jìn)行調(diào)查，而是土地資源管理手段上的一次技術(shù)革命。通過遙感監(jiān)測，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)土地資源調(diào)查周期長的缺陷，使得數(shù)據(jù)具有更強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)性。這對(duì)土地變更調(diào)查、違法用地查處、規(guī)劃的順利實(shí)施等多項(xiàng)工作都有著重要的價(jià)值。隨著遙感技術(shù)的發(fā)展，在土地利用監(jiān)測中航空遙感和主動(dòng)遙感(雷達(dá))的應(yīng)用，以及全國土地利用動(dòng)態(tài)監(jiān)測體系建立，遙感技術(shù)在土地利用管理中將發(fā)揮更大的作用。

二、GPS-RTK技術(shù)的宗地測量與圖件繪制

（一）宗地測量控制點(diǎn)加密

在地籍控制測量中可以應(yīng)用實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位技術(shù)，一般根據(jù)實(shí)際需要，布設(shè)控制點(diǎn)也較為靈活，布設(shè)的點(diǎn)位沒有嚴(yán)格的間距要求。如圖1，將宗地分為獨(dú)立的A、B兩個(gè)測區(qū)，采用GPS的動(dòng)態(tài)定位方法，就能實(shí)現(xiàn)在△點(diǎn)位置架設(shè)基準(zhǔn)站，并且在宗地中需要布設(shè)控制點(diǎn)的A、B區(qū)域內(nèi)，直接進(jìn)行控制點(diǎn)的布設(shè)作業(yè)，不需要于A、B之間的地帶進(jìn)行傳算點(diǎn)的布設(shè)，這樣的方法對(duì)于那些交通不便利的區(qū)域土地的測量提供了極大便利。

圖1 地宗地測量控制點(diǎn)加密

（二）宗地地籍控制測量

利用GPS技術(shù)進(jìn)行城鎮(zhèn)地籍控制測量，從精度上看(平面相對(duì)定位精度較高，高程定位精度較低，但地籍測量的特點(diǎn)是對(duì)高程精度的要求亦不高)是完全可行的。但是考慮到我國各個(gè)城市一般都有傳統(tǒng)的測量控制網(wǎng)及成果數(shù)據(jù)，且城市地籍測量單位的常規(guī)測量儀器設(shè)備及技術(shù)力量仍應(yīng)充分發(fā)揮其作用，因此在目前條件下，用GPS建立城市二、三等首級(jí)平面控制網(wǎng)或用GPS與傳統(tǒng)大地測量組成混合網(wǎng)，然后在城市街道、房屋密集和GPS測量選點(diǎn)發(fā)生困難的地方，用傳統(tǒng)控制測量方法加密，是比較現(xiàn)實(shí)與合理的。

（三）宗地權(quán)屬界線測量

實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位技術(shù)另一個(gè)非常適合的領(lǐng)域是放樣土地權(quán)屬界線。尤其是在通視不便、測量困難地區(qū)。在土地管理中，經(jīng)常出現(xiàn)：土地權(quán)屬界線在圖上已確定，但由于實(shí)地地形復(fù)雜或通視困難等不利條件，利用常規(guī)方法很難落界的情況。

土地測量的一個(gè)重要分支就是放樣，采用一些測量方法在實(shí)地給標(biāo)定出將人為前提設(shè)置好的點(diǎn)位，以往傳統(tǒng)的方法方法很多，例如最常使用的經(jīng)緯儀交會(huì)放樣法，以及使用全站儀進(jìn)行放樣。要完成一個(gè)設(shè)計(jì)點(diǎn)位成功放樣，一般情況下需將目標(biāo)往返移動(dòng)多次，這個(gè)過程需要2-3配合操作完成，同樣的，這個(gè)放樣進(jìn)行時(shí)需要樣點(diǎn)間具有良好通視效果，這樣的方法在實(shí)際應(yīng)用中效率較低，如果遇到困難情況時(shí)，需要借助其他方面的技術(shù)才能順利完成放樣。而使用RTK技術(shù)完成放樣過程則顯得十分簡單，只要將提前設(shè)計(jì)點(diǎn)的經(jīng)緯坐標(biāo)輸進(jìn)系統(tǒng)，攜帶者GPS設(shè)備，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)提醒放樣點(diǎn)具體位置，使得放樣的過程十分方便。因?yàn)镚PS采用具體坐標(biāo)控制放樣位置，因此放樣精度高且均勻。

另外，實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位技術(shù)測量系統(tǒng)還具有圓曲線、緩和曲線等曲線放樣功能，很適合于公路、鐵路的放樣。

（四）宗地圖件測量

測量工作中，采用RTK技術(shù)進(jìn)行測圖過程，只需要一個(gè)人攜帶儀器在待測的碎部點(diǎn)停留1-2s，同時(shí)輸入特征編碼，使用便攜記錄本或電子設(shè)備記錄，如果點(diǎn)位的精度符合測量要求時(shí)，需要將測量的宗地內(nèi)的地形地物數(shù)據(jù)點(diǎn)記錄后帶回室內(nèi)進(jìn)行整理，通過使用專業(yè)測圖軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)成圖過程，并及時(shí)輸出需要宗地地形圖。采用RTK技術(shù)測點(diǎn)的最大特點(diǎn)是不需要點(diǎn)與點(diǎn)之間達(dá)到通視效果，只需要一人完成操作，測圖工作的過程簡便，工作效率得到極大提高。

地籍和房地產(chǎn)測量中應(yīng)用RTK技術(shù)測定每一宗土地的權(quán)屬界址點(diǎn)以及測繪地籍與房地產(chǎn)圖，同上述測繪地形圖一樣，能實(shí)時(shí)測定有關(guān)界址點(diǎn)及一些地物點(diǎn)的位置并能達(dá)到要求的厘米級(jí)精度。將GPS獲得的數(shù)據(jù)處理后直接錄入GPS測圖軟件系統(tǒng)，可及時(shí)地精確地獲得地籍和房地產(chǎn)圖。但在影響GPS衛(wèi)星信號(hào)接收的遮蔽地帶，應(yīng)使用全站儀、測距儀、經(jīng)緯儀等測量工具，采用解析法或圖解法進(jìn)行細(xì)部測量。

三、基于GIS技術(shù)的宗地?cái)?shù)據(jù)庫建設(shè)

地理信息系統(tǒng)(GeographiclnformationSystem，簡稱GIS)是20世紀(jì)60年代開始迅速發(fā)展起來的一門新技術(shù)，是以采集、存儲(chǔ)、管理、描述、分析地球表面及空間和地理分布有關(guān)的數(shù)據(jù)的信息系統(tǒng)。基于這些特性，宗地?cái)?shù)據(jù)整理與建庫不謀而合，采用地理信息系統(tǒng)是必然。例如：廣西南寧市歷史宗地整理與建項(xiàng)目采用超圖公司SUPERMAP DESKPRO一款桌面平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、拓?fù)?、接邊、分析、建模、輸出等功能，建立有坐?biāo)的、有圖形、有屬性相關(guān)空間數(shù)據(jù)庫，為國土資源實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享提供強(qiáng)大的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，為加快不動(dòng)產(chǎn)登記速率提供參考價(jià)值。

（一）建立宗地?cái)?shù)據(jù)庫評(píng)價(jià)單元

土地評(píng)價(jià)涉及多種土地要素，不同的地區(qū)、評(píng)價(jià)尺度和精度，對(duì)反映土地要素的種類和數(shù)量的要求也是不一樣的。例如：宗地?cái)?shù)據(jù)整理與建庫質(zhì)量評(píng)價(jià)中，評(píng)價(jià)單元是按宗地之間測量誤差、宗地位置偏離率、宗地與屬性數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)準(zhǔn)確性，宗地投影與數(shù)學(xué)基礎(chǔ)選擇確定性、宗地?cái)?shù)據(jù)庫成果與宗地檔案對(duì)應(yīng)準(zhǔn)確性、宗地?cái)?shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)描述合理性，屬性字段的全面性等宗地要素相結(jié)合的原則確定的。此外通過GIS還可以將宗地要素與此各種土地要素，通過疊加分析，生成評(píng)價(jià)要素圖和評(píng)價(jià)要素?cái)?shù)據(jù)表，既可以是全國的，也可以是區(qū)域的；既可以從全國的庫中提取一個(gè)區(qū)域，也可以用幾個(gè)區(qū)域庫合并成大區(qū)庫甚至全國庫。

（二）建立面數(shù)據(jù)庫

空間要素采用分層的方法進(jìn)行組織管理，對(duì)于不同來源的空間數(shù)據(jù)，設(shè)計(jì)不同數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)表，入庫時(shí)在關(guān)鍵字段標(biāo)記數(shù)據(jù)來源，為以后數(shù)據(jù)應(yīng)用提供依據(jù)。

層名稱及各層要素

宗地面數(shù)據(jù)集

宗地屬性表結(jié)構(gòu)

續(xù)表

（三）宗地?cái)?shù)據(jù)評(píng)價(jià)結(jié)果輸出

GIS在評(píng)價(jià)結(jié)果的管理和輸出方面的功能十分強(qiáng)大。由于具體的評(píng)價(jià)工作都是針對(duì)屬性數(shù)據(jù)表進(jìn)行的，為了能圖文并茂地反映土地的質(zhì)量狀況和分布規(guī)律，需要將數(shù)據(jù)表和評(píng)價(jià)單元圖進(jìn)行鏈接，以反映每個(gè)評(píng)價(jià)圖斑的土地質(zhì)量。在ARC／INFO中可以通過合并(joinitem)或鏈接(relate)命令實(shí)現(xiàn)屬性數(shù)據(jù)和圖形數(shù)據(jù)的鏈接。

四、結(jié)語

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，城市(城鎮(zhèn))建設(shè)不斷擴(kuò)張占用城郊耕地，且往往是優(yōu)質(zhì)耕地，因此采用遙感技術(shù)(RS)、全球定位系統(tǒng)（GPS）以及地理信息系統(tǒng)(GIS)三者相結(jié)合完成對(duì)城鄉(xiāng)土地利用，尤其是針對(duì)城鄉(xiāng)結(jié)合部建設(shè)用地調(diào)查、數(shù)據(jù)提取和數(shù)據(jù)庫建設(shè)，一方面可以有效保護(hù)耕地，同時(shí)為土地利用管理宏觀決策起到了重要意義。

作者單位：南寧市國土測繪地理信息中心