3S技术在土地资源管理中的应用

1、3S 技术在土地资源管理中的应用摘要传统的土地资源管理模式已经不能满足土地资源信息及时更新的需求， 3S 技术的应运而生为土地资源管理提供了技术支撑。文章简要介绍 3S 技术，重点论述3S 技术在土地资源管理中的应用并展望其应用趋势。关键词土地资源管理； 3S 技术；应用作者简介韩世静，广西师范学院资源与环境科学学院硕士研究生，研究方向：土地变化与可持续利用，广西南宁， 530001；安钧鉴，广西师范学院资源与环境科学学院硕士研究生，研究方向：资源开发与环境整治，广西南宁，530001中图分类号 P208.2 文献标识码 A 文章编号 1007-7723 （2011） 04-0033-0003

2、土地管理是指国家为了维护土地所有制，调整土地关系，保障土地的合理利用，促进经济社会的可持续发展，对土地资源的开发、利用、整理、保护，对土地资产的流转、收回等各项活动进行的计划、组织、控制和协调 1 。然而，随着经济社会的快速发展，土地的供需矛盾日益加剧，土地资源管理工作显得更为重要，传统的土地资源管理模式已经制约着土地资源管理事业的发展。随着 3S 技术的出现并被逐渐应用到土地管理工作中，从而为解决土地问题、协调人地关系，提供了强有力的技术支撑，为土地资源管理工作的现代化提供了可能。1、 3S 技术概述3S 技术即全球定位系统(Global Positioning System ，GPS)、遥

3、感技术(Remote Sensing, RS)和地理信息系统(Geographic Information System ， GIS) 。 3S 技术构成对空间信息获取、 存贮、 管理、 更新、 分析和应用的强大技术体系，可以说， 3S 技术是土地管理的有力支撑， 重要信息获取手段，它将伴随着土地资源管理工作的开展而不断成熟。(一)全球定位系统GPS是美国从20世纪70年代开始研制，历时 20年，耗资 200 亿美元，于 1994 年全面建成，具有在海、陆、空进行全方位实时三维导航与定位能力的新一代卫星导航与定位系统。 GPS 具有全天候、高精度、自动化、高效益等显著特点，主要用于实时、快速地

4、提供目标的空间位置2 。(二)遥感技术RS 是指在高空和外层空间的各种平台上，运用各种传感器获取反映地表特征的各种数据， 通过传输、 变换和处理， 提取有用的信息，实现研究地物空间形状、位置、性质、变 化及其与环境的相互关系的一门现代应用技术科学 3 。（三）地理信息系统GIS 是指在计算机硬件、软件系统支持下，对整个或部分地球表层（包括大气层）空间中的有关地理分布数据进行采集、 存储、 管理、 计算、 分析、 显示和描述的技术系统4 。GIS 具有较好的检索、查询、分析和综合处理能力。2、 3S 技术在土地资源管理中的应用（一）在土地调查中的应用2006 年，国务院关于开展第二次全国土地调查

5、的通知（国发200638 号）下发，标志着第二次土地调查正式开始实施，此次土地调查包括农村土地调查和城镇土地调查。其技术流程为： （ 1）以航空、航天遥感影像为主要信息源，完成正射影像和基础图件制作； （ 2）利用遥感图像，内业判读与外业实地调查相结合； （ 3）内业处理，完成各种信息的汇总和统计分析； （ 4）土地利用数据库建设。在此次土地调查中， RS、 GPS 和 GIS 都发挥了举足轻重的作用。 RS 能在大区域范围内快速、重复地成像，而且解决了野外调查时在有些地区工作人员无法进入实地的问题，它快捷、实时、高效地获取了土地利用变化信息； GPS 完成 对新增、变化地物的补测和权属界线调

6、查，并及时对新增变 化数据进行差分处理； GIS 能够管理、分析和综合多源、多时态、多层次的土地利用调查信息。它的核心是将空间信息和属性信息有机结合在一起，通过对空间数据的处理与分析，对土地利用现状进行有效地空间分析，并且可以通过图表、图件等途径清晰地反映第二次全国土地调查的成果 5 。（二）在土地管理信息系统中的应用土地管理信息系统又称土地信息系统，是辅助法律、行政和经济决策的工具，也是规划和研究的辅助设备。它既包含某一特定地区的土地相关信息数据库， 也包含收集、 更新、处理和传播数据的技术和方法。土地管理信息系统从软件系统结构总体上可以分为三个组成部分：土地资源调查评价信息系统；政务管理信

7、息系统；社会服务信息系统 6 。土地管理信息系统是集土地管理业务、计算机技术、 GPS、GIS 、RS、 数据库以及网络等技术于一体的系统工程。 尤其是 GIS ， 它为土地管理信息系统的开发提供了一个很好的平台。（三）在土地利用动态监测中的应用随着经济社会的快速发展，土地利用结构发生了显著的变化，人多地少的矛盾日益尖锐，如何准确快速地发现土地利用状况的变化并获取变化的数据，科学地掌握土地信息和管理土地，进行土地利用动态监测与更新是刻不容缓的。传统的土地利用动态监测受技术条件的限制，依靠用地单位的上报数据，被动地了解变化，并运用传统测量方法进行变化信息的空间测量和面积测算。这种调查方式不仅工作

8、效率低，不能主动监测变化，而且获取的数据精度较差，资料缺乏现势性，因此无法实时地掌握土地的利用变化，无法分析评价土地利用变化是否合理。GPS、 RS 和 GIS 的集成技术为有效地实施土地利用动态监测提供了一个很好的方法。其工作过程如下：首先，以土地利用调查的数据和图件为基础，利用 RS 快速地提供目标及其环境的语义或非语义信息，主动地发现土地利用的变化信息；第二，利用 GPS 实时、 快速地获取变化信息的空间位置，获得新的土地利用现状数据；第三，利用 GIS 实现土地数据的计算机管理与可视化，实现土地利用数据库的更新，输出土地利用动态监测成果。（四）在建设用地勘测定界中的应用在建设用地勘测定

9、界测量中，运用 GPS 卫星定位技术，可以克服复杂工作环境的限制，提高工作进度和勘测成果的精度。 尤其是 RTK 技术的发展， 可以提供精度可达厘米级的三维坐标， 利用 RTK 技术可实时地测定界桩位置， 确定土地使用界限范围， 计算用地面积。 使用 RTK 技术进行勘测定界放样是坐标的直接放样，建设用地勘测定界中的面积量算，实际上由GPS软件中的面积计算功能直接计算并进行检核。避免了常规的解析法放样的复杂性，简化了建设用地勘测定界的工作程序 2 。3、 3S 技术在土地资源管理中的发展趋势（一） 3S 集成技术RS 可以很好地反映大范围的地表信息，但存在“同物异谱” 、 “同谱异物”的情况，

10、因此在对遥感图像中各类别进行分类时会影响分类精度，借助 GIS 的支持，补充一些非遥感信息，便可以提高分类精度，而且通过这些非遥感信息的参与，当进行各种定性、定量分析时，有利于提高遥感信息的适用效率。GIS 能够存储空间信息和属性信息，强有力的分析模块能够最大可能地从已有数据中获取有效的信息，并进行综合集成， 为科学决策提供依据。 随着技术的进步， GPS卫星系统的改善， GPS 提供的位置服务越来越精确和便捷。3S 技术在各自发展的同时，也趋向于内部之间的融合与集成，这使 3S 技术具有更强的判断和决策能力 7 。因此， RS可以为 GIS 提供重要信息源并能及时对GIS 进行数据更新，这有

11、利于保持土地资料的现势性； GIS 则对这些遥感信息进行提取与分析，为土地资源的各种应用提供科学决策； GPS实时、快速提供精确的空间定位，保障了土地信息数据的精度。可以说3S 技术的一体化应用将会极大地提高工作效率，能够实现自动、实时地采集、处理和更新数据，智能式地分析和运用数据，为土地资源的各种应用提供科学决策，三者的结合是现代土地资源管理的发展方向。（二）高光谱遥感高光谱遥感是利用很多很窄的电磁波波段从感兴趣的物体获得有关数据，它包含了丰富的空间、辐射和光谱三重信息，具有很高的时间和空间分辨率。高光谱图像的光谱信息层次丰富， 不同的波段具有不同的信息变化量。 它与 TM 、SPOT 等波

12、段相比，可以探测出许多陆地卫星不能探测的地物，这使得 RS 具有广阔的应用前景。高光谱传感技术的出现给基于 3S 技术的土地利用变更与动态监测提供了质与量的保证。（三） 3D 地理信息系统技术目前的 GIS 技术是 2 维的，它是基于平面的概念，不能建立空间立体数据。真正的 3 维 GIS 是在 X 、 Y 轴的技术上叠加 Z 轴，形成完整的空间结构，用 3 维的形式对实体目标进行立体分析， 通过 3 维关系使数据实现空间量化， 以 （X,Y ,Z）的模式来确定点的定位。 3 维 GIS 在地籍管理信息系统中可以增加地籍信息的含量、提高数据的精度、拓展业务职能，并且便于地籍资料的查询。地籍管理

13、是土地管理的核心，地籍管理信息系统的进步与完善，可以为管理提供优良的工作环境和便捷的工作程序，有利于管理工作效率的提高。（四）网络化利用 3S 技术实现了对各种土地信息的获取、存储和管 理。然而，随着计算机的广泛应用和通信网络技术的快速发展，土地管理信息化进程也在不断加快，如何实现这些信息与数据资源的集中管理、更新和共享已成为土地管理信息化建设的一个课题。网络化不仅有利于土地管理部门随时了解土地资源利用的具体情况，便于部门内部和部门之间的联系交流，有效地降低管理工作的成本，提高工作效率，而且便于公众看到土地利用、土地变更等相关信息。四、结语随着 3S 技术的不断发展， 3S 技术与土地资源管理工作的密切结合也将日益完善，它将在土地资源管理领域产生重要影响，能够有力地推动国土资源的信息化建设。参考文献 1刘胜华 ,刘家彬 .土地管理概论 M .武汉 :武汉大学出版社 ,2005. 2徐绍铨 ,张华海,杨志强,王泽民 .GPS 测量原理及应用 M .武汉 :武汉大学出版社,2010.3孙家？m.遥感原理与应用：M.武汉:武汉大学生版 社,2003.4李建松.地理信息系统原理 M .武汉 :武汉大学出版社 ,2006. 5朝鲁门.GIS/RS 技术在第二次全国土地调查中的应用一一以湖南省衡东县为例：D.内蒙古师范大学，2010. 6陆红生.土地管理学总论 M