摘 要：首先，概述了3S技術(shù)的基本概念及其特點(diǎn)。其次，通過介紹用3S技術(shù)展開第三次國土精準(zhǔn)化調(diào)查的具體實(shí)施步驟，包括應(yīng)用無人機(jī)RS技術(shù)獲取數(shù)據(jù)信息、用CORS技術(shù)獲取空間數(shù)據(jù)信息、通過GIS體系實(shí)施土地調(diào)查評(píng)價(jià)以及內(nèi)外業(yè)精準(zhǔn)調(diào)查等方面，展現(xiàn)了3S技術(shù)在土地調(diào)查中的重要作用。最后，結(jié)合具體工程實(shí)例，分析了3S技術(shù)在國土資源管理中的實(shí)際應(yīng)用效果，旨在助力國土資源管理工作順利推進(jìn)。

關(guān)鍵詞：3S技術(shù)；土地調(diào)查；國土資源管理；技術(shù)應(yīng)用

中圖分類號(hào)：P204 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B 文章編號(hào)：2095–3305（2024）07–0-03

土地調(diào)查，是指對(duì)土地的地類、位置、面積、分布等自然屬性和土地權(quán)屬等社會(huì)屬性及其變化情況，以及永久基本農(nóng)田狀況進(jìn)行的調(diào)查、監(jiān)測、統(tǒng)計(jì)、分析的活動(dòng)。第三次國土調(diào)查（以下簡稱“三調(diào)”）以《土地利用現(xiàn)狀分類》和《第三次全國國土調(diào)查工作分類》為依據(jù)，開展“不加重、不漏”的實(shí)地核查，并對(duì)耕地、園地、林地、草地、養(yǎng)殖水面等土地的利用現(xiàn)狀、質(zhì)量和管理屬性等進(jìn)行多個(gè)標(biāo)注。但在實(shí)際工作中，某些特殊的地形、地貌等會(huì)對(duì)土地調(diào)查、自然資源管理等工作產(chǎn)生一定的影響[1]。3S技術(shù)是一項(xiàng)重要的現(xiàn)代科技手段，而且可以幫助調(diào)查人員在野外調(diào)查中獲得大量資料，還可以對(duì)大量資料進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和總結(jié)，用于輔助國土調(diào)查工作順利進(jìn)行，確保測繪成果的精度。

1 3S技術(shù)概述

1.1 RS技術(shù)

遙感（Remote Sensing，簡稱RS）技術(shù)是指在空中或外太空，通過掃描、攝像、傳輸、處理等方式，對(duì)地表目標(biāo)及現(xiàn)象進(jìn)行遠(yuǎn)距離探測與識(shí)別的一種綜合技術(shù)。RS技術(shù)是一種新型的、基于衛(wèi)星的遙感監(jiān)測手段，已經(jīng)在氣象觀測與預(yù)測、農(nóng)業(yè)病蟲害的現(xiàn)代化監(jiān)控、植被調(diào)查、作物估產(chǎn)、國土資源管理、考古、海洋資源開發(fā)等方面得到廣泛應(yīng)用。RS技術(shù)包括感知技術(shù)、信息傳輸技術(shù)、目標(biāo)信息特征分析等[2]。按照RS應(yīng)用領(lǐng)域的不同，可將RS技術(shù)可分為海洋遙感、陸地遙感、氣象遙感以及環(huán)境遙感。

1.2 GIS

地理信息系統(tǒng)（Geographical information System，簡稱GIS）是一種基于計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)采集、分析和描述的系統(tǒng)，由計(jì)算機(jī)、空間數(shù)據(jù)庫、GIS系統(tǒng)軟件等構(gòu)成，可以動(dòng)態(tài)監(jiān)測地理信息，直接觀察實(shí)際情況并真正再現(xiàn)出來，為有關(guān)部門和工作人員獲取第一手地理信息提供支持。GIS系統(tǒng)以位置和地理信息為中心，借助經(jīng)緯度和地理信息，清楚地標(biāo)記位置和方向。相較于RS技術(shù)和全球定位系統(tǒng)，GIS更側(cè)重于匯總、處理和分析已經(jīng)采集的地理信息，可從RS技術(shù)、GPS等獲取的數(shù)據(jù)和照片中讀取數(shù)據(jù)，從數(shù)字圖像中直接提取目標(biāo)特征，并且可以在二維和三維空間中進(jìn)行提取和處理。

1.3 GPS

全球定位系統(tǒng)（Global Positioning System，簡稱GPS）是一種以星載為基礎(chǔ)的無線導(dǎo)航系統(tǒng)，可以精確地獲得近地空間目標(biāo)的位置、速度、時(shí)間等信息，為工作人員提供全天時(shí)、全天候的信息覆蓋。測繪工作是國土資源管理工作的根本，而GPS又是其中的重要組成部分。相較于傳統(tǒng)測繪方法，GPS以精度高、自動(dòng)控制等優(yōu)點(diǎn)，逐漸成為國土資源主管部門和有關(guān)人員獲取土地信息的主要手段。在此基礎(chǔ)上，結(jié)合我國自主研制的北斗導(dǎo)航系統(tǒng)，可以為國家提供更加精準(zhǔn)、嚴(yán)密、安全、穩(wěn)定的測繪數(shù)據(jù)。

2 3S技術(shù)在第三次全國國土調(diào)查中助力精準(zhǔn)化調(diào)查的應(yīng)用

第三次國土調(diào)查的工作流程如下（圖1）：第一，前期準(zhǔn)備階段，即數(shù)據(jù)的收集、處理和調(diào)試。第二，資料處理，主要是資料的預(yù)處理及資料特征抽取。第三，外業(yè)調(diào)查階段，即根據(jù)外業(yè)調(diào)查成果，對(duì)成果進(jìn)行外業(yè)測繪，出具內(nèi)業(yè)資料。第四，內(nèi)業(yè)資料的組織，包括內(nèi)業(yè)資料的建立、專題調(diào)查的建庫。第五，驗(yàn)收階段，即經(jīng)過鄉(xiāng)鎮(zhèn)、縣、市、省、全國5個(gè)層級(jí)的驗(yàn)收，根據(jù)驗(yàn)收結(jié)果，對(duì)資料進(jìn)行審核、修正。第六，成果總結(jié)階段，即分析、總結(jié)調(diào)查結(jié)果，并驗(yàn)收。

3 3S技術(shù)在第三次全國國土精準(zhǔn)化調(diào)查中的應(yīng)用分析

3.1 應(yīng)用無人機(jī)RS技術(shù)獲取數(shù)據(jù)信息

在城鎮(zhèn)用地方面，采用了無人機(jī)測繪和RS技術(shù)，確保用地精度。通過對(duì)高分影像進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析，有效提高城市用地使用效率，為測繪工作提供有效的保障。同時(shí)，將RS技術(shù)應(yīng)用于街鎮(zhèn)用地調(diào)查，體現(xiàn)了分區(qū)工作計(jì)劃的特點(diǎn)[3-5]。無人機(jī)能檢測并記錄城市的道路狀況，為以后的道路規(guī)劃做準(zhǔn)備（圖2）。在此基礎(chǔ)上，本項(xiàng)目提出了一種基于遙感影像的土地資源探測方法，即精減土地資源收集路徑、測繪路徑和規(guī)劃路徑，獲取最終的遙感圖像，再通過遙感獲取最終的“OneButton”圖像，將統(tǒng)計(jì)信息與圖像分離，并將其與數(shù)據(jù)進(jìn)行融合，最后生成國土調(diào)查結(jié)果。

3.2 應(yīng)用CORS技術(shù)獲取空間數(shù)據(jù)信息

利用多基站網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)建立的連續(xù)運(yùn)行衛(wèi)星定位服務(wù)綜合系統(tǒng)（Continuous Operational Reference System，簡稱CORS）的廣泛使用和推廣，將會(huì)給全國測繪行業(yè)帶來巨大的沖擊。相較于常規(guī)GPS定位法，CORS技術(shù)無須設(shè)置基準(zhǔn)站，且能夠全天時(shí)工作，具有較高的精度。CORS系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，不僅能夠使用衛(wèi)星遙感影像，還能夠與無人機(jī)測量相結(jié)合，對(duì)影像進(jìn)行快速制圖，對(duì)遙感影像、航攝DOM（數(shù)字正射影像圖，Digital Orthophoto Map）進(jìn)行檢測。同時(shí)，CORS技術(shù)能夠快速補(bǔ)充地面類別，對(duì)監(jiān)測點(diǎn)的范圍進(jìn)行相應(yīng)的校驗(yàn)，對(duì)堅(jiān)硬地表進(jìn)行測繪，實(shí)現(xiàn)多主體信息與各點(diǎn)位的匹配，從而有效地彌補(bǔ)衛(wèi)星遙感、無人機(jī)測繪等技術(shù)的不足。

3.3 應(yīng)用GIS實(shí)施土地調(diào)查評(píng)價(jià)

在計(jì)算機(jī)科技的支持下，GIS能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)地理信息的自動(dòng)匯總、制圖及面積測量的自動(dòng)化，為進(jìn)一步構(gòu)建完整的地籍信息管理體系打下了良好的基礎(chǔ)。在 MapGIS平臺(tái)上，將已有的調(diào)查與評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)與相應(yīng)的要素屬性庫進(jìn)行交叉，并采用適宜的土地評(píng)價(jià)模型對(duì)其進(jìn)行評(píng)價(jià)。

3.4 應(yīng)用GIS和“互聯(lián)網(wǎng)+”，實(shí)施內(nèi)外業(yè)的精準(zhǔn)調(diào)查

在常規(guī)的國土調(diào)查中，受技術(shù)手段的制約，往往需要進(jìn)行多次實(shí)地調(diào)查，費(fèi)時(shí)費(fèi)力。三測期間，相關(guān)部門已將“互聯(lián)網(wǎng)+”技術(shù)應(yīng)用于相關(guān)工作，并構(gòu)建相關(guān)平臺(tái)，極大地減少了調(diào)查時(shí)間，提高了調(diào)查精度。將GIS與“互聯(lián)網(wǎng)+”技術(shù)相結(jié)合，進(jìn)行內(nèi)部和外部精細(xì)制圖，可以有效地將監(jiān)測區(qū)域縮小到較小的范圍。同時(shí)大幅提高監(jiān)控的質(zhì)量，為3S技術(shù)在城市建設(shè)中的應(yīng)用提供最優(yōu)方案。

在此過程中，一方面，有關(guān)負(fù)責(zé)人會(huì)根據(jù)網(wǎng)上系統(tǒng)的指示，向?qū)嵉乜辈斓墓ぷ魅藛T發(fā)送土地資源圖片；另一方面，相應(yīng)的調(diào)查員會(huì)使用帶有網(wǎng)絡(luò)通信功能的移動(dòng)電話，進(jìn)行導(dǎo)航、衛(wèi)星定位等。

4 工程實(shí)例

4.1 項(xiàng)目概況

本試驗(yàn)測區(qū)設(shè)在A市郊，測區(qū)以耕地為主，但因地處偏僻，違規(guī)建設(shè)及非法建房現(xiàn)象較為突出。本項(xiàng)目以該實(shí)驗(yàn)測區(qū)為研究對(duì)象，構(gòu)建國土資源智能管理平臺(tái)，基于傾斜攝影測量技術(shù)，建立研究區(qū)真實(shí)場景3D模型，并開展相應(yīng)的資源管理與應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)可視化瀏覽、查詢、統(tǒng)計(jì)、分析等多個(gè)實(shí)時(shí)應(yīng)用。

4.2 航線規(guī)劃及影像數(shù)據(jù)采集

此次野外試驗(yàn)使用了某M300 RTK測繪無人機(jī)，應(yīng)用五鏡頭攝像機(jī)120S對(duì)不同角度的圖像進(jìn)行采集。在獲取影像資料前，先在該區(qū)域選取若干典型的地形地貌，并布設(shè)控制點(diǎn)，然后利用GPS-RTK技術(shù)獲取地形地貌點(diǎn)的坐標(biāo)。鑒于測區(qū)總體呈“錐子”型，在試驗(yàn)過程中，為了實(shí)現(xiàn)對(duì)測區(qū)全范圍的覆蓋，同時(shí)確保相鄰影像間的重疊，采用多視角、全影像進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，依據(jù)測區(qū)的規(guī)模與形態(tài)，設(shè)計(jì)了“弓”字形航路，從測區(qū)邊角開始，飛行高度為250 m，航線重合率不低于80%，旁向交疊程度不低于70%。測區(qū)航路規(guī)劃見圖3。

4.3 實(shí)景三維建模

應(yīng)用Context Capture軟件，建立一種基于密集匹配技術(shù)的三維模型，該模型自動(dòng)化程度高，操作簡單。利用Capture軟件錄入相關(guān)圖像數(shù)據(jù)，以無人機(jī)、地基遙感數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，采用人工智能交互技術(shù)，融合圖像外向方向元素，構(gòu)建三維模型。該項(xiàng)目以測量區(qū)域的幾何中心為Ovtz6xmSWc3Fu4W4zK12ug==坐標(biāo)原點(diǎn)，建立ENU笛卡爾坐標(biāo)系，并根據(jù)此坐標(biāo)系統(tǒng)輸出模式，對(duì)數(shù)據(jù)生成的關(guān)鍵環(huán)節(jié)進(jìn)行模型質(zhì)量檢驗(yàn)，直至滿足工程質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。通過應(yīng)用Context Viewer軟件，實(shí)現(xiàn)了對(duì)真實(shí)場景的三維建模。在Context Viewer軟件中檢查模型成果，如果出現(xiàn)嚴(yán)重的拉花、變形等情況，則需進(jìn)行實(shí)地拍攝（圖4）。

4.4 三維可視化應(yīng)用分析

該項(xiàng)目以A市郊國土資源為例，建立了基于斜視實(shí)景3D模型的智能管理平臺(tái)（圖5），并給出了相應(yīng)的數(shù)據(jù)駕駛艙。

本系統(tǒng)基于“一張圖”數(shù)據(jù)，采用傾斜實(shí)景三維模型、大數(shù)據(jù)、人工智能、遙感影像等方法，在移動(dòng)終端上實(shí)現(xiàn)可視化應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了地圖瀏覽、地圖切換、層疊加、項(xiàng)目查詢、屬類互查、區(qū)域測繪等功能，為管理者提供更加智能化的服務(wù)體驗(yàn)，增強(qiáng)信息查詢、報(bào)告和展示的靈活性。

基于自然資源行政審批、業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)和自然資源數(shù)據(jù)中心，建立管理服務(wù)平臺(tái)，并設(shè)置對(duì)土地市場的監(jiān)督和應(yīng)用指導(dǎo)、自然資源的預(yù)警預(yù)測和實(shí)時(shí)監(jiān)控、綜合統(tǒng)計(jì)等功能。通過監(jiān)測土地利用變化的整個(gè)過程和管理活動(dòng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)土地供應(yīng)、開發(fā)利用和違法違規(guī)行為的全面監(jiān)控；通過監(jiān)測土地出讓金繳納和土地閑置狀況，實(shí)現(xiàn)對(duì)自然資源信息系統(tǒng)的智能化管理。最后，將其與常用的航空和衛(wèi)星成像方法（二維法）進(jìn)行對(duì)比（表1）。

通過對(duì)比可知，無人飛行器等飛行器傾斜攝影測量在效率、成本等方面更具優(yōu)勢，且信息獲取能力更強(qiáng)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)圖像數(shù)據(jù)的快速獲取。已有研究表明，航空、遙感等方法獲取的正射影像資料較為抽象，結(jié)果需要實(shí)時(shí)測量與分析，具有較大的限制性，而傾斜影像則具有更好的可擴(kuò)展特性。

5 結(jié)束語

以3S技術(shù)為基礎(chǔ)，將土地測繪成果用于國土資源精確測繪，為實(shí)現(xiàn)國土資源精確測繪提供了重要的技術(shù)支撐。利用無人機(jī)遙感、 CORS和GIS等多種技術(shù)，全面、準(zhǔn)確、高效地進(jìn)行國土資源普查。這種基于GIS技術(shù)的土地調(diào)查方法，不僅能夠提高土地調(diào)查的效率和精度，還為國土資源管理提供了豐富的數(shù)據(jù)支持和科學(xué)依據(jù)。

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