文元山

（元謀縣土地開(kāi)發(fā)復(fù)墾整理中心，云南 元謀 651300）

0 引言

土地資源是人類賴以生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)，是人類最珍貴的資源，也是不可再生資源。我國(guó)人口眾多，人均耕地資源十分緊缺。20 世紀(jì)90 年代末，我國(guó)的耕地面積呈下降趨勢(shì)，耕地質(zhì)量隨著建設(shè)用地的增加而下降，對(duì)可持續(xù)的土地資源使用產(chǎn)生了消極的影響。城市化進(jìn)程會(huì)造成大量的耕地流失，如何在“吃飯”和“居住”之間協(xié)調(diào)好，保護(hù)耕地紅線，成為當(dāng)前迫切需要解決的問(wèn)題。土地綜合整治與生態(tài)修復(fù)是一項(xiàng)綜合性的措施，通過(guò)對(duì)現(xiàn)有的土地進(jìn)行綜合整治，可以有效地盤活現(xiàn)有的土地資源，加強(qiáng)土地的利用性、適度的補(bǔ)充和提高耕地的生產(chǎn)能力。

1 相關(guān)概念

土地綜合整治與生態(tài)修復(fù)工程具有政策性強(qiáng)、涉及面廣、技術(shù)復(fù)雜等多方面的綜合工程，其工程設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)綜合、控制系統(tǒng)等要求具有動(dòng)態(tài)、系統(tǒng)性、技術(shù)性等特征。在土地整備區(qū)的選擇、工程設(shè)計(jì)、工程實(shí)施、工程監(jiān)理、竣工驗(yàn)收、改造后的產(chǎn)權(quán)調(diào)整等各個(gè)環(huán)節(jié)中，都存在著大量的技術(shù)問(wèn)題。地理信息技在土地綜合整治的信息獲取、規(guī)劃設(shè)計(jì)以及后期實(shí)施效果的觀察等方面都有其獨(dú)特的優(yōu)越性，可以極大的提高規(guī)劃的時(shí)間，為政府的決策做出迅速的反應(yīng)，同時(shí)也為土地綜合整治與生態(tài)修復(fù)項(xiàng)目節(jié)約了大量的人力、物力。

1.1 土地綜合整治與生態(tài)修復(fù)

通過(guò)對(duì)耕地、水、路、林和村的綜合整治，對(duì)因生產(chǎn)、建設(shè)和自然災(zāi)害造成的損失進(jìn)行恢復(fù)，對(duì)適宜農(nóng)業(yè)的荒草地、裸地、沙化地進(jìn)行開(kāi)發(fā)，以增加耕地的數(shù)量，改善耕地質(zhì)量，穩(wěn)定生態(tài)環(huán)境，促進(jìn)節(jié)約集約用地，是實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的關(guān)鍵措施。

1.2 地理信息技術(shù)

1.2.1 GPS-RTK 測(cè)繪技術(shù)

GPS-RTK 技術(shù)是以載波相位測(cè)量為載體，以GPS接收機(jī)間的無(wú)線通信技術(shù)為主要技術(shù)支撐，在基準(zhǔn)站和流動(dòng)站的基礎(chǔ)上進(jìn)一步提高的一種具有較高精度的測(cè)繪技術(shù)。GPS-RTK 測(cè)繪技術(shù)是將基準(zhǔn)站建立在一個(gè)已知坐標(biāo)上，通過(guò)無(wú)線電和流動(dòng)站之間的連接，使其可以存儲(chǔ)來(lái)自于電流站點(diǎn)的載波觀察信號(hào)，在這些數(shù)據(jù)的支撐下，計(jì)算出移動(dòng)站點(diǎn)的空間坐標(biāo)，再通過(guò)投影參數(shù)、坐標(biāo)系統(tǒng)等變換，最后得出被測(cè)對(duì)象的三維坐標(biāo)。GPS-RTK 技術(shù)在土地綜合整治與生態(tài)修復(fù)和生態(tài)恢復(fù)中得到了廣泛的應(yīng)用，尤其是在前期地形圖的測(cè)試和繪圖中起到了很大的支撐作用[1]。

1.2.2 遙感技術(shù)

遙感技術(shù)的特征在于不與物體直接接觸的情況下，能夠采集到物體的電磁波，并通過(guò)傳輸、處理、分析、解譯等手段來(lái)探測(cè)和識(shí)別物體的幾何、物理性質(zhì)、相互關(guān)系及其變化的規(guī)律。遙感技術(shù)能夠提供多頻段、多時(shí)相的地面圖像，能夠?qū)崟r(shí)地反映出該地區(qū)的自然資源狀況，為土地綜合整治工作提供了豐富的資料來(lái)源。遙感影像可以使項(xiàng)目區(qū)域內(nèi)的土地使用狀況有更直觀的了解，對(duì)地形地貌、空間形態(tài)等進(jìn)行更有現(xiàn)實(shí)意義的分析，同時(shí)也方便了項(xiàng)目區(qū)群眾的辨認(rèn)和信息披露，使公眾能夠積極參與到設(shè)計(jì)中來(lái)。

1.2.3 地理信息技術(shù)

地理信息技術(shù)是我國(guó)國(guó)土資源開(kāi)發(fā)與利用中的一個(gè)重要組成部分。目前，地理信息技術(shù)已成為目前建設(shè)用地信息系統(tǒng)的一個(gè)重要平臺(tái)，它的目標(biāo)是通過(guò)對(duì)土地實(shí)際情況的調(diào)研和詳細(xì)的登記，對(duì)土地資源進(jìn)行系統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)和評(píng)估，為地籍管理工作提供參考，使土地法律咨詢工作更加方便。通過(guò)建立城鎮(zhèn)地理信息技術(shù)和地籍管理體系，對(duì)土地進(jìn)行有效的評(píng)估與分析，可以使國(guó)土規(guī)劃工作的順利進(jìn)行，對(duì)國(guó)土政策決策產(chǎn)生重大影響。

2 應(yīng)用情況

地理信息技術(shù)在土地綜合整治過(guò)程中的運(yùn)用，不僅為國(guó)土資源的治理和使用提供了有力的依據(jù)，而且還為土地綜合整治工作提供了科學(xué)依據(jù)。例如遙感技術(shù)可以獲得土地使用情況和變化情況，GPS 定位，地理信息技術(shù)進(jìn)行綜合分析、規(guī)劃設(shè)計(jì)，遙感技術(shù)對(duì)整治成效進(jìn)行跟蹤[2]。

2.1 實(shí)地踏勘

土地綜合整治與生態(tài)修復(fù)項(xiàng)目的立項(xiàng)現(xiàn)場(chǎng)踏勘，主要是通過(guò)查閱資料、實(shí)地察看、走訪農(nóng)戶和座談交流等方式對(duì)項(xiàng)目的基本情況進(jìn)行實(shí)地調(diào)查。在實(shí)地考察中采用了地理信息技術(shù)要點(diǎn)如下：①利用衛(wèi)星圖像資料，對(duì)待治理區(qū)域進(jìn)行地形、地貌的基礎(chǔ)信息，利用地理信息技術(shù)軟件對(duì)現(xiàn)有地形圖進(jìn)行矢量化。②GPS 能夠準(zhǔn)確地獲得目標(biāo)的位置，準(zhǔn)確地確定項(xiàng)目區(qū)的邊界，進(jìn)行線性的工程設(shè)計(jì)。③在調(diào)查結(jié)束后，將GPS 數(shù)據(jù)輸入數(shù)據(jù)庫(kù)，利用地理信息技術(shù)對(duì)土地綜合整治與生態(tài)修復(fù)區(qū)域進(jìn)行分析和設(shè)計(jì)。

2.2 工程可行性分析

在土地綜合整治與生態(tài)修復(fù)方案的可行性研究階段，利用ArcGIS 和MapGIS 地理信息技術(shù)軟件，對(duì)整治區(qū)域進(jìn)行了系統(tǒng)的分析和設(shè)計(jì)，為項(xiàng)目的規(guī)劃、布置和工程設(shè)計(jì)提供了依據(jù)，為項(xiàng)目的建設(shè)提供了科學(xué)的依據(jù)。利用實(shí)地勘察階段收集到的資料，在室內(nèi)進(jìn)行設(shè)計(jì)，利用地理信息技術(shù)軟件對(duì)土地平整、交通道路、灌溉排水、生態(tài)環(huán)境等工程進(jìn)行有選擇的規(guī)劃、設(shè)計(jì)，并對(duì)工程規(guī)模進(jìn)行測(cè)算，以確定工程的實(shí)施是否可行。

2.3 方案設(shè)計(jì)

土地綜合整治規(guī)劃設(shè)計(jì)資料的編制、施工、變更、竣工，都需要對(duì)大量的空間資料進(jìn)行分析，包括圖件、指標(biāo)、布局等。地理信息技術(shù)能夠滿足工程規(guī)劃成果查詢、存儲(chǔ)和共享的需求。地理信息技術(shù)在土地綜合整治規(guī)劃中的應(yīng)用，包括土地綜合整治與生態(tài)修復(fù)信息數(shù)據(jù)庫(kù)、土地綜合整治與生態(tài)修復(fù)總量測(cè)算、土地綜合整治與生態(tài)修復(fù)信息化管理四大方面。土地綜合整治的環(huán)境影響評(píng)估.在土地綜合整治項(xiàng)目的規(guī)劃和設(shè)計(jì)階段，一般需要1:200 的平面布局，利用GPS、RTK 等測(cè)量技術(shù)對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行準(zhǔn)確的測(cè)繪和布點(diǎn)，利用地理信息技術(shù)系統(tǒng)對(duì)項(xiàng)目區(qū)的水源、地形、原有道路、居住區(qū)進(jìn)行詳細(xì)的規(guī)劃和布點(diǎn)。利用地理信息技術(shù)構(gòu)建了土地綜合整治工程的屬性數(shù)據(jù)庫(kù)和向量數(shù)據(jù)庫(kù)，可以對(duì)土地綜合整治與生態(tài)修復(fù)工程進(jìn)行及時(shí)、高效的監(jiān)測(cè)與管理。利用地理信息技術(shù)，利用規(guī)則網(wǎng)格技術(shù)、三維建模技術(shù)和可視化技術(shù)，可以對(duì)各種資料進(jìn)行輔助計(jì)算，可以有效地進(jìn)行開(kāi)挖土方、樁點(diǎn)地面高程的計(jì)算，從而更好地進(jìn)行資源的分配和可視分析。同時(shí)，Arc 地理信息技術(shù)強(qiáng)大的繪圖功能，可以方便地進(jìn)行項(xiàng)目的調(diào)整，并提高項(xiàng)目的執(zhí)行效率[3]。

2.4 工程執(zhí)行期

根據(jù)土地綜合整治與生態(tài)修復(fù)工程的內(nèi)容和功能，將土地綜合整治與生態(tài)修復(fù)工程劃分為5 個(gè)主要項(xiàng)目：農(nóng)田治理工程、土地平整工程、農(nóng)田防護(hù)工程、道路工程和拆遷工程。通過(guò)地理信息技術(shù)可以對(duì)工程的具體情況進(jìn)行分析。

耕地的耕作層、平整度、灌溉排水條件、道路標(biāo)準(zhǔn)、生態(tài)防護(hù)措施等，均須按國(guó)家有關(guān)規(guī)定的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。在工程實(shí)施過(guò)程中，對(duì)工程建設(shè)前、后期、后期的數(shù)字化數(shù)據(jù)、航拍等數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析，能夠精確地確定新改建溝、渠和路等工程的工程量。通過(guò)DEM 的輔助計(jì)算，可以準(zhǔn)確地確定項(xiàng)目區(qū)域各區(qū)塊的設(shè)計(jì)填挖和施工填挖，并對(duì)施工單位的填土工程進(jìn)行了驗(yàn)算。

3 測(cè)繪地理信息技術(shù)在土地整治與生態(tài)修復(fù)中的具體應(yīng)用

3.1 研究對(duì)象概述

以云南省元謀縣區(qū)域?yàn)槔@里的耕地大多是農(nóng)田，但是由于這一次的耕地并不密集，所以很難將土地的利用率最大化，也就沒(méi)有辦法進(jìn)行大規(guī)模的發(fā)展和大規(guī)模的種植。另外，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，由于當(dāng)?shù)剞r(nóng)民對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的認(rèn)識(shí)不足，導(dǎo)致在實(shí)際耕作中歐大量施用化肥，從而導(dǎo)致了土壤的不同程度的污染。為提高當(dāng)?shù)氐耐恋刭Y源利用效率，通過(guò)對(duì)當(dāng)?shù)氐耐恋刭Y源進(jìn)行研究，采用有針對(duì)性的方法來(lái)恢復(fù)和治理生態(tài)環(huán)境，在具體的整治和修復(fù)中，要充分運(yùn)用無(wú)人機(jī)測(cè)量技術(shù)，對(duì)該地區(qū)的土地資源和分布進(jìn)行監(jiān)測(cè)，以便掌握相關(guān)的產(chǎn)權(quán)問(wèn)題，為農(nóng)業(yè)用地的整合和恢復(fù)提供有力的信息支撐。

3.2 外業(yè)數(shù)據(jù)的收集

在進(jìn)行野外數(shù)據(jù)采集之前，必須先對(duì)工作區(qū)的地形、地形進(jìn)行初步的勘察，然后在采集到的資料中，將工作區(qū)域劃分成不同的區(qū)域，并制定相應(yīng)的航線和參數(shù)。確定無(wú)人機(jī)的具體起飛位置、確定飛行高度、方向與航向的交迭高度等。根據(jù)已探明的地形特征，將該特定的研究區(qū)分為兩個(gè)區(qū)，其中一區(qū)為450m，一區(qū)為500m。在兩種情況下，飛機(jī)的側(cè)向交迭率分別為60%和70%。在進(jìn)行飛行作業(yè)之前，應(yīng)按照工業(yè)技術(shù)規(guī)范的規(guī)定，設(shè)定地面象控點(diǎn)，但由于某些地形的變化比較大，因此必須增加象控點(diǎn)的密度，使成像點(diǎn)的密度達(dá)到3.5個(gè)/km2，另外一片地形比較平坦，可以把控制點(diǎn)的密度調(diào)到2.5 個(gè)/m2。

3.3 業(yè)內(nèi)數(shù)據(jù)護(hù)理

每天都要檢查無(wú)人機(jī)的航拍視頻，確保視頻的質(zhì)量，如果不能滿足使用的條件，就必須重拍，確保最后的效果符合實(shí)際需要。通過(guò)相應(yīng)的軟件對(duì)其進(jìn)行加工，得到高清晰度的產(chǎn)品。在加工過(guò)程中，主要按照以下程序進(jìn)行。首先，要經(jīng)過(guò)重疊度、彎度、清晰度等對(duì)影響數(shù)據(jù)的檢驗(yàn)，為下一步的作業(yè)打下良好的基礎(chǔ)。其次，將圖像和POS 數(shù)據(jù)輸入相應(yīng)的軟件中，使圖像數(shù)據(jù)能夠一一對(duì)應(yīng)。最后，對(duì)研究區(qū)的文獻(xiàn)和科學(xué)信息進(jìn)行提取，獲取地形圖、土地資源權(quán)屬等相關(guān)信息，為今后的土地綜合整治與生態(tài)修復(fù)和治理工作提供科學(xué)依據(jù)[4]。

3.4 外業(yè)數(shù)據(jù)的收集和繪制

要進(jìn)行室內(nèi)和室外的綜合采集，野外采集的數(shù)據(jù)非常重要，尤其是大尺度的地圖，更是要進(jìn)行野外采集?，F(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的采集一般有3 種方法，具體的選取要視儀器的不同和現(xiàn)場(chǎng)操作方法的不同而定：①一些比較常用的測(cè)量?jī)x，比如經(jīng)緯儀和水平儀，他們會(huì)將測(cè)量的結(jié)果記錄下來(lái)，然后通過(guò)行業(yè)的數(shù)據(jù)處理，輸入電腦上。②利用測(cè)距經(jīng)緯儀進(jìn)行測(cè)量，包括水平方向測(cè)量、天頂距測(cè)量、測(cè)距測(cè)量等。要對(duì)一部分計(jì)算部分的電子手薄進(jìn)行觀察，并將其存儲(chǔ)起來(lái)，并將其輸入電腦。③采用RTK、全站儀等設(shè)備進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量，并將數(shù)據(jù)傳送到終端或者筆記本電腦上，通過(guò)數(shù)據(jù)終端或者便攜式存儲(chǔ)卡，將數(shù)據(jù)輸入電腦中，這樣就可以實(shí)現(xiàn)從外部觀察到內(nèi)部的實(shí)時(shí)處理。

4 前景與展望

4.1 強(qiáng)化土地治理工作的后續(xù)監(jiān)管

土地治理，尤其是對(duì)耕地的治理，是一項(xiàng)系統(tǒng)工程。早期開(kāi)墾的土地，要不斷地進(jìn)行土地的投資和經(jīng)營(yíng)，使土地的肥力和土地資源得到充分的利用，以適應(yīng)作物的生長(zhǎng)。所以，既要抓緊耕地的數(shù)量，又要加強(qiáng)耕地的質(zhì)量，確保耕地的質(zhì)量和工程的質(zhì)量。通過(guò)對(duì)耕地進(jìn)行綜合整治，實(shí)現(xiàn)耕地質(zhì)量、改善生態(tài)環(huán)境、提高土地產(chǎn)量、增加土地供應(yīng)，實(shí)現(xiàn)耕地總量的動(dòng)態(tài)均衡，實(shí)現(xiàn)土地資源的集約利用。利用遙感技術(shù)，對(duì)整治區(qū)域內(nèi)的各類地物進(jìn)行了觀測(cè)，并對(duì)整治后的土地利用進(jìn)行了遠(yuǎn)程、實(shí)時(shí)的監(jiān)控。利用遙感影像的頻譜反映信息，可以對(duì)土壤的肥力進(jìn)行分析，從而保證了耕地的質(zhì)量。

4.2 3D 可視化技術(shù)和分析函數(shù)的應(yīng)用

傳統(tǒng)的土地綜合整治與生態(tài)修復(fù)設(shè)計(jì)多采用Auto CAD 和地理信息技術(shù)進(jìn)行平面規(guī)劃，但都是以點(diǎn)、線、面為基礎(chǔ)，不能充分發(fā)揮其功能和特征。單純的平面圖在規(guī)劃效果上缺乏逼真度，不能進(jìn)行直觀的分析。利用地理信息技術(shù)的三維分析模塊，可以對(duì)地形數(shù)據(jù)進(jìn)行可視化。通過(guò)對(duì)項(xiàng)目區(qū)的遙感圖像與DEM 模式的疊加，可以得到項(xiàng)目區(qū)的立體圖像，從而可以了解項(xiàng)目的地貌特征、坡度、坡向、土地利用類型、基礎(chǔ)設(shè)施的布局。利用ArcScene 中的可視化飛行技術(shù)，可以對(duì)項(xiàng)目區(qū)進(jìn)行直觀、動(dòng)態(tài)、多角度、全方位的觀測(cè)，并能在虛擬的立體空間中進(jìn)行顯示、查詢、分析等功能。將工程計(jì)劃與3D 圖像相結(jié)合，既能驗(yàn)證規(guī)劃設(shè)計(jì)方案的適用性，又能協(xié)助審核工程量，從而提高審核工作的效率，并能有效地評(píng)估項(xiàng)目的合理性和可行性[5]。

5 結(jié)語(yǔ)

土地綜合整治與生態(tài)修復(fù)是確保耕地總量動(dòng)態(tài)均衡的一項(xiàng)重要措施，它是一個(gè)涉及多種技術(shù)、多學(xué)科的復(fù)雜工程。它直接關(guān)系到地方的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和對(duì)現(xiàn)有土地資源的集約化利用。在推進(jìn)工業(yè)化、城市化進(jìn)程中，要注意土地的合理使用。在土地綜合整治工作中，運(yùn)用現(xiàn)代地理信息技術(shù)和現(xiàn)代先進(jìn)的數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)和測(cè)繪技術(shù)，不但可以方便地進(jìn)行土地綜合整治與生態(tài)修復(fù)的基礎(chǔ)資料，而且可以極大地提高規(guī)劃決策的實(shí)效性和遠(yuǎn)程監(jiān)管能力，有利地降低人力、物力和財(cái)力的投入。