3S技术精准化调查在三调中的应用

发表时间:2019/6/26   来源:《基层建设》2019年第9期   作者:童忠贵
[导读] 摘要:第三次全国土地调查主要目标之一是掌握准确的全国土地利用现状和土地资源变化情况,实现成果信息化管理与共享。
        北京新兴华安智慧科技有限公司  北京市  100071
        摘要:第三次全国土地调查主要目标之一是掌握准确的全国土地利用现状和土地资源变化情况,实现成果信息化管理与共享。3S一体化技术具有准确、快速、及时、大范围的优势以及强大的空间信息采集、编辑、处理、分析和管理能力,通过3S集成技术能迅速获取高精度数据,实现三调的精准化测量。通过三调试点区域3S技术的综合应用,建立及时精准的调查技术体系,提供准确的数据资料,满足第三次土地调查工作及国土管理工作的需求。
        关键词:3S技术;精准化调查;三调应用
        1、3S技术在土地调查的应用
        以往的土地监测调查主要是采用年度变更调查的方式进行,此外,随着经济的高速发展,土地资源乱压乱占现象时有发生,有不少国土部门采取动态巡查的方式进行土地利用现状的掌控,这两种方式都离不开测绘技术的支持。随着3S的发展,卫星遥感及无人机遥感影像在国土资源管理方面的应用越来越频繁,涉及面也越来越广泛;;GNSS(Global Navigation Satellite System)具有高精度、全天候、高灵活性等特点,广泛应用于地籍测量、矿山测量、土地勘测定界、土地动态监测等测绘工作中。CORS(Continuously Operating Reference Stations)系统的推广应用,在国土资源测量管理中具有重要的应用价值,大大促进了 GNSS 在国土资源管理中的高效率、高精度测量工作;GIS(Geographic InformationSystem)技术的发展为征地迁建数据库的建立提供了便利条件。因此为提高三次调查质量,实现细化调查,建立以 3S 技术为支撑的三调精准化调查技术体系具有一定的现实意义。
        2、三调技术体系框架建设
        在三调全面开始之前,通过试点获得经验总结是必不可少的,因此,对怀远县三调试点进行经验及技术总结。在试点区域共计提取数据库与影像不匹配的图斑51500个,其中有7706个图斑需要进行举证,总体来讲,三调试点图斑数量多,调查精度要求高。在试点区域农村部分采用亚米级高分卫星影像,城镇部分则采用无人机航拍的分辨率为0.2米航拍影像,结合CORS技术对部分图斑进行精确定位,调绘图斑边界,修正国家下发图斑,并对影像未发现的图斑,采用测量仪器进行补测,确保每个图斑的准确性。此外,在用GIS建库时发现重新建库要比在原来的基础上修改更能节省时间,并且能有效的减少时间,通过试点,建立三调技术体系框架如图1所示。
 
        图1
        3、基于3S技术的三调精准化调查
        3.1数据源的获取及图斑的制作
        3.1.1高分辨率卫星影像DOM制作与获取
        三调总体要求为农村土地利用现状调查部分要采用优于1m分辨率的遥感影像资料,城镇内部土地利用现状调查要采用优于0.2m的航空遥感影像资料。在第二次土地调查中,卫星遥感影像多采用2.5m分辨率的国外卫星遥感数据,如SPOT(2.5m)、P5(2.5m)、QuickBird(0.61m)等,以及国产卫星北京一号(4m),影像分辨率较低,三调采用分辨率大于0.5m的遥感影像作为底图,现将分辨率为2m的影像与分辨率为0.5m的影像进行对比,分析二者的差异,如图2和图3所示。
   
        图2分辨率为2m的影像图斑      图3分辨率为0.5m影像图斑
        如图2、图3所示,不同影像分辨率影像中地物的形状及特征基本不同,并且提取的图斑形状及大小都不相同,图2中,以分辨率为两米的底图提取的图斑面积为2879.32m2,以图3为底图提取的图斑面积为3025.36m2,对影像中的图斑进行实际测量,得到其面积为3006.25m2,则图2的误差为-126.93m2,图3的误差为19.11m2,由此可以看出高精度的卫星遥感影像对于图斑的提取及变更范围的确定具有重要的意义。
        3.1.2无人机遥感数据的获取
        城镇土地利用现状调查采用无人机进行航空测量,要求精度优于0.2m。无人机航拍具有机动灵活性、响应快、时效性强等特点,所获取的影像数据空间分辨率高,能精确获取城镇土地利用变化情况,并根据城镇内部土地利用调查底图为基础,按照工作分类,参展城镇规划功能分区,结合影像特征,综合判断土地利用类型,例如从影像上判断为临街门面,将会归并为城镇道路外的相邻街道;无人机航拍及数据处理主要步骤为:飞行路径的规划,根据飞行航行获取原始影像数据,使用ENVIOneButton进行影像处理,最终生产正射影像图,将无人机应用于补充卫星遥感影像监测空白区域,形成多元数据合成镶嵌影像。
        3.1.3GNSS获取数据信息
        GNSS具有高精度、全天候、高灵活性等特点,广泛应用于地籍测量、矿山测量、土地勘测定界、土地动态监测等测绘工作中。CORS系统的推广应用,在国土资源测量管理中具有重要的应用价值,大大促进了GNSS在国土资源管理中的高效率、高精度测量工作。一方面,GNSS控制测量为卫星遥感影像及无人机航拍影像提供像控点,对遥感影像及航拍DOM数据成果进行检核,后期DOM纠正采用有控纠正方式,采集的像控点同时可作为像控点为DOM制作提供高精度控制资料参考,另一方面,利用CORS系统,现场核实监测图斑的范围,取证测量坐标,测量硬化地面面积、建筑物高度,弥补了卫星遥感及航拍影像精度较低的不足。
        3.2GIS系统与“互联网+”开展内外业精准调查
        以往的土地调查工作组中,由于地方举证材料可信度问题,导致出现地方多次举证、上级反复核实现象,使得社会资源严重浪费、程序反复、工作周期长。因此三调将全面采用“互联网+举证”的方法进行调查,根据要求搭建三调调查平台。三调平台的搭建主要分为两个方面,一是Web端的审核分发系统,二是移动端调查APP。Web端系统主要实现影像查看和调查成果的核查。将图斑从网页端以任务的形式下发到相应的调查部门,层层分级,并严格控制权限,形成调查可追溯到人的工作机制,并且将“互联网+”应用到实际工作中,实现零距离审核,能够进一步增强管理控制力,提高调查工作效率,提升调查成果质量,降低调查工作成本,在调查过程中,由管理人员通过Web系统将图斑分发给外业调查人员,调查人员使用带卫星定位功能和方向传感器的手机,利用移动端软件,根据图斑显示位置对图斑信息进行采集,拍摄包含图斑实地GPS坐标、拍摄方位角、拍摄时间、实地照片及举证说明等综合信息的加密举证数据包,并上传至Web端,审核人通过Web对外业调查信息进行审核。
        结语
        第三次土地调查对于核定我国耕地实际保有量、新增建设用地及建设用地审批、土地利用总体规划修编以及土地整治工作具有重要的意义。三调的成果数据将成为土地各项管理工作的依据,掌握翔实精准的土地资源利用情况,能够进一步提升国土管理的精准化水平,促进经济社会的可持续发展。全面细化的第三次土地调查离不开精准化的调查手段,基于3S技术的高分辨率遥感影像及高精度数据信息采集方法为三调的精准化调查提供了技术保障。3S集成技术精准、高效、迅速的数据采集及处理能力以及强大的空间分析管理能力,通过试点区域的3S技术综合应用,建立三调技术体系,为三调精准化调查提供经验与保障。
        参考文献:
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