3S集成技术在土地卫片执法检查中的应用研究.docx

3s 集成技术在土地卫片执法检查中的应用研究李曌 1刘令 2（1.东华理工大学江西南昌330013；2.重庆市巫山县国土事务所重庆市404700）摘要：文章阐述 3s 集成技术应用于土地资源管理和监测的必要性，并以重庆市巫山县 2012 年度土地卫片执法检查为例，以高分辨率的遥感图像作为基础数据信息源，利用 gps-rtk 技术进行地块实地测量 来确定监测图斑的面积和位置，并对土地卫片执法检查中 3s 集成技术应用的前景进行展望。关键词：土地资源管理；3s 集成技术；土地卫片执法检查0引言经济发展和人口增长导致土地资源违法利用问 题日益突出。 经济高速发展地区，人口密集地区和城 乡结合区， 土地的违法和不合理利用已成为耕地数 量减少， 环境质量退化的主要因素。 加之土地沙漠 化，盐碱化和自然地质灾害等因素，土地资源危机已 是不争的事实，因此，保护土地资源刻不容缓。 长期 以来， 落后的土地利用监测技术方法一直是制约我 国土地资源监管事业发展的瓶颈因素，因此，迫切需 要新技术手段来满足对土地资源信息的快速、 准确 获取，动态监测，空间信息分析，图形图像处理和数 字制图的要求。贯彻落实保护基本农田的国策， 利用土地卫片 执法检查， 是职能部门对土地资源宏观调控和控制 新增建设用地的重要手段。 开展 2012 年度土地卫片 执法检查工作，发现并查处全县境内违法用地行为， 同时评估此地区国土资源管理秩序状况， 以达到加 强对土地利用情况的全面、持续监管，促进各地依法 依规管地用地，做到集约节约用地，严格保护耕地， 维护国土资源管理良好秩序的目的。13s 技术支持的可靠性在近半个世纪的发展中， 遥感技术在社会经济备现势性强，实时性快的特点，遥感获取的数据不仅满足上述要求，而且具备信息量大，种类多的优势。 全球定位系统全天候、连续、实时、高精度地采集目标物体的三维坐标数据、速度以及时间数据。 美 空军于 2012 年 10 月 4 日从福罗里达空军基地成功 发射了第三颗 gps2f。 gps2f 采用了改进的原子钟 技术和更安全的抗干扰军用信号。 在社会实践应用 方面，gps-rtk 终端接收设备生产商已把终端接收 机的二星系统升级到了三星系统， 即加入了北斗卫 星导航定位系统， 进一步提高了野外测量的效率和 质量。 土地卫片执法检查过程中，疑似违法或违法图 斑 的 定 位 准 确 是 信 息 准 确 不 可 缺 少 的 内 容 之 一 。 gps 准确的导航和精确的定位为土地卫片执法检查 过程中采集定性和定量的各种信息特征提供了保障。地理信息系统对多途径来源的空间数据进行动态存取，综合处理，集成管理。gis 在硬件和软件的支持下，建立空间数据库，友好的人机交互界面引导数据的编辑，空间分析和信息表达，最终为决策者提 供服务。 gis 分析功能不足的劣势正在随着科学技 术的发展与创新逐渐扭转，而且向着系统化、动态化 和智能化发展。 土地卫片执法检查所需的各种比例 尺的栅格和矢量图件、 实地采集的地块属性数据都 可以在 gis 中进行科学的管理。2 准备基础数据全县 1:10000 土地利用现状图； 土地勘测定界 图（如果有批文的建设项目）；2010,2011 年全县遥感 影像数据；土地利用变更调查信息成果。3 工作区地理环境介绍建设中发挥了重大的作用。高，rs 获取高空间分辨率、传感器技术水平不断提高时间分辨率及高波普分辨率影像数据十分方便。 目前，主流卫星遥感图像有 tm 和 spot 图像，但是日本卫星图像，印度卫星 图像，俄罗斯的航天遥感图像，ikonos-2 等都逐渐 进入用户的视野。 土地卫片执法监测所需数据应具江西测绘2013 年 38 巫山县位于重庆市最东端，三峡库区腹心，素有“渝东门户”之称。县境东西最大距离 61.2 公里，南北最大距离 80.3 公里。 总面积 2958 平方公里左右，耕地面积 40274 公顷左右。 巫山县地形十分复杂，南 北高中间低， 最低海拔仅 73.1 米， 最高海拔 2680 米，立体气候特征明显。 巫山属亚热带季风性湿润气 候，年均温度 18.4c左右。4 3s 在土地卫片执法检查中应用的基本流程rs 获取工作区域高分辨率的不同时相的影像 图，基于专业的图像处理软件系统，对比分析得出疑似违法或违法图斑。利用 gps 的导航和定位功能进行图斑的野外核查，并测量出相关地类的面积数据，根据土地利用变化前后的图形和属性数据， 确认是 否违法。 组织相关影像，图形和属性数据在 gis 软件 系统的支持下分类建立空间的和非空间的数据库。将全县 2010 年 、2011 年 两 个 时 相 的 遥 感 影 像图进行预处理。 图像经过校正达到以下目的：辐射 校正纠正由于遥感检测系统， 大气散射和吸收等原因引起的图像模糊失真， 分辨率和对比度下降等辐 射失真； 几何校正纠正由于搭载传感器的遥感平台 飞行姿态的变化，地球自转、地球曲率等原因引起的 图像几何位置畸变。 根据实际需求进行图像增强处 理，包括彩色增强、空间域增强和频率增强。 配准、比 例尺变化、统一坐标系（80 西安坐标）都是图像预处 理过程不可缺少的步骤。 见图 1。将两个时相的影像图叠加对比分析并分别套合 1:10000 土地利用现状图 （80 西安坐标） 对比分 析，经目视判读解译得到疑似违法图斑，利用 gis 软 件（arcgis）的图形编辑系统制作矢量图斑分布图。 见 图 2。图 2现状图套合外业实地核查：以图斑分布图为基础资料，华测 gps-rtk（三星系统）作为定位测量工具。 输入图 斑中心点坐标，运用 rtk 测设功能确定图斑的准确 地理位置。 运用 rtk 测定功能获取疑似违法地块的 界址点坐标（高斯投影 80 西安坐标）。 在准确定位的 前提下，依据国土资源部下发的文件要求，调查疑似 违法图斑的利用现状、权属、覆被变化前的用途、变化原因等信息，并填写表格。 见图 3。图 3 gps 实测面积图将所有调查数据信息成果录入土地卫片执法 检查 gis 管理系统，并建立栅格图像数据库（卫星遥 感、航空遥感），矢量图形数据库，属性信息数据库， 土地利用现状变更信息数据库等。 根据调查的数据信息，结合 gis 的编辑功能和分析功能最终确定疑似违法监测图斑是否违法， 并以可视化的形式统计各项信息成果供决策部门参考处理。 见图 4。1:0000图 1 图斑分布图总第 99 期第 1 期3s 集成技术在土地卫片执法检查中分析应用研究 39 rs 与 gis 集成处理rs 图像处理gps 与 gis 集成处理监测图斑与现状态图、勘界图套合glg 数据dom 数据gps 外业核查属性数据土地卫片执法检查 gis 信息系统图 4基本技术作业流程图结果准确率高，减轻工作人员的工作负担；（3）主动 地将变化信息与历史信息对比、分类、分析，并衍生5成果分析表 1确认违法图斑统计表出新的相关信息；（4） 决策者可以依据逻辑关系强、可视化的成果数据与图件作出决策。土地卫片执法检查过程中涉及的数据信息复杂 丰富，具有很强的地域性、空间性、时序性和动态性。 目视判读解译的方法存在解译结果因人而异， 客观 性受到一定质疑的缺点， 而且技术人员劳动作业强 度高。 研究科学的计算模型，将是未来解决上述问题 的途径。 将科学的计算模型引入计算机，使计算机可 以自动或人机交互半自动地进行遥感图像解译、分 类、信息提取。土地卫片执法检查 gis 管理系统的设计缺少一 个与其他相关土地资源管理系统在线链接， 缺少系 统结合的接口。 如果设计这样一个接口，可以使各系 统间重复使用有效资源数据， 充分发挥各自系统的 优势。虽然 3s 技术应用于国土资源管理过程中，还有 许多方面需要专家、 技术研究人员在未来努力地研图 5 违法信息统计图从 表 1 中 可 以 看 出 ，2012 年 度 卫 片 执 法 检 查 313 个疑似违法监测图斑中， 确认违法用地的图斑 有 10 个。 其余 303 个属非违法用地图斑的原因有：（1）农村宅基地上新修房屋；（2）农用附属设施用地；（3）土地利用变更信息没有及时更新。 对比 2010 年 度、2011 年度，2012 年度确认违法图斑百分比和违 法占用耕地面积都成递减的变化趋势， 由此可以得 出结论：土地卫片执法检查对于控制新增建设用地， 保护耕地资源不流失起到了明显的监管作用。 天上 看（rs），地上查（gps），网上管（gis） 的 高新信息管 理体系应用于土地资源管理和监测是非常必要的。6 前景展望相比传统的土地违法监测方法，3s 集成技术应 用于土地卫片执法检查过程的优越性有几个方面:（1）快速获取土地利用动态变化的信息，缩短执法检 查周期；（2）处理海量地理空间数据，上报数据成果究创新，但是我们可以确信的是，3s 集成技术应用前景和发展趋势一片光明。参考文献1 马莉，宋庆. 3s 集成技术研究现状的综述j.环境资源与 发展，2009，no.2:32-35.2 党安荣，史慧珍，何新东.基于 3s 技术的土地利用动态变 化 研 究1411.n. 清 华 大 学 学 报 ，2003，vol.43,no.10:1408-3 彭望禄，白振平，刘湘南，曹彤.遥感概论m.高等教育出版社，2002.4 王振中. 3s 技术集成及其在土地管