3S技術(shù)在土地資源調(diào)查中的運(yùn)用

3S技術(shù)在土地資源調(diào)查中的應(yīng)用摘要：土地資源調(diào)查就是運(yùn)用土地資源學(xué)知識(shí)，借助測(cè)繪制圖手段，查清各類土地資源的數(shù)量、空間分布狀況，以及運(yùn)用他們之間的規(guī)律和相互關(guān)系，為綜合農(nóng)業(yè)區(qū)劃、區(qū)域土地資源評(píng)價(jià)、國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展長(zhǎng)遠(yuǎn)規(guī)劃以及土地資源的科學(xué)管理等服務(wù)。介紹3S(GPS,GIS/RS)的基本內(nèi)容，各自的發(fā)展趨勢(shì)以及應(yīng)用于土地資源調(diào)查中的各種狀況，還有各自的應(yīng)用前景。關(guān)鍵詞：“3S技術(shù)”“土地資源調(diào)查”“應(yīng)用”“3S技術(shù)”是指RS（RemoteSensing,遙感）、GPS（GlobePositioningSystem,全球定位系統(tǒng)）、GIS（GeographicInformationSystem,地理信息系統(tǒng)）技術(shù)。RS(RemoteSensing)是遙感的英文縮寫(xiě)，遙感是以航空攝影技術(shù)為基礎(chǔ)，在20世紀(jì)60年代初發(fā)展起來(lái)的一門(mén)新興技術(shù)。開(kāi)始為航空遙感，自1972年美國(guó)發(fā)射了第一顆陸地衛(wèi)星后，這就標(biāo)志著航天遙感時(shí)代的開(kāi)始。經(jīng)過(guò)幾十年的迅速發(fā)展，目前遙感技術(shù)已廣泛應(yīng)用于資源環(huán)境、水文、氣象，地質(zhì)地理等領(lǐng)域，成為一門(mén)實(shí)用的，先進(jìn)的空間探測(cè)技術(shù)。遙感是利用遙感器從空中來(lái)探測(cè)地面物體性質(zhì)的，它根據(jù)不同物體對(duì)波譜產(chǎn)生不同響應(yīng)的原理，識(shí)別地面上各類地物，具有遙遠(yuǎn)感知事物的意思。也就是利用地面上空的飛機(jī)、飛船、衛(wèi)星等飛行物上的遙感器收集地面數(shù)據(jù)資料，并從中獲取信息，經(jīng)記錄、傳送、分析和判讀來(lái)識(shí)別地物。GPS（GlobalPositioningSystem）是全球定位系統(tǒng)的英文縮寫(xiě)。是美國(guó)國(guó)防部研制的一種全天候的，空間基準(zhǔn)的導(dǎo)航系統(tǒng)，可滿足位于全球任何地方或近地空間的軍事用戶連續(xù)地精確地確定三位位置和三位運(yùn)動(dòng)及時(shí)間的需要。它是一個(gè)中距離圓型軌道衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。GPS定位的基本原理是根據(jù)高速運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星瞬間位置作為已知的起算數(shù)據(jù)，采用空間距離后方交會(huì)的方法，確定待測(cè)點(diǎn)的位置。全球定位系統(tǒng)的主要特點(diǎn)：全球、全天候工作。1.定位精度高。單機(jī)定位精度優(yōu)于10m，采用差分定位，精度可達(dá)厘米級(jí)和毫米級(jí)。2.功能多，應(yīng)用廣。GPS系統(tǒng)的特點(diǎn)：高精度、全天候、高效率、多功能、操作簡(jiǎn)便、應(yīng)用廣泛等。GIS（GeographicInformationSystem）是地理信息系統(tǒng)的英文縮寫(xiě)，是在計(jì)算機(jī)硬、軟件系統(tǒng)支持下，對(duì)整個(gè)或部分地球表層（包括大氣層）空間中的有關(guān)地理分布數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、儲(chǔ)存、管理、運(yùn)算、分析、顯示和描述的技術(shù)系統(tǒng)。地理信息系統(tǒng)既是管理和分析空間數(shù)據(jù)的應(yīng)用工程技術(shù)，又是跨越地球科學(xué)、信息科學(xué)和空間科學(xué)的應(yīng)用基礎(chǔ)學(xué)科。其技術(shù)系統(tǒng)由計(jì)算機(jī)硬件、軟件和相關(guān)的方法過(guò)程所組成，用以支持空間數(shù)據(jù)的采集、管理、處理、分析、建模和顯示，以便解決復(fù)雜的規(guī)劃和管理問(wèn)題。GIS按研究的范圍大小可分為全球性的、區(qū)域性的和局部性的；按研究?jī)?nèi)容的不同可分為綜合性的與專題性的。同級(jí)的各種專業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)集中起來(lái)，可以構(gòu)成相應(yīng)地域同級(jí)的區(qū)域綜合系統(tǒng)。在規(guī)劃、建立應(yīng)用系統(tǒng)時(shí)應(yīng)統(tǒng)一規(guī)劃這兩種系統(tǒng)的發(fā)展，以減小重復(fù)浪費(fèi)，提高數(shù)據(jù)共享程度和實(shí)用性。地理信息系統(tǒng)在最近的30多年內(nèi)取得了驚人的發(fā)展，廣泛應(yīng)用于資源調(diào)查、環(huán)境評(píng)估、災(zāi)害預(yù)測(cè)、國(guó)土管理、城市規(guī)劃、郵電通訊、交通運(yùn)輸、軍事公安、水利電力、公共設(shè)施管理、農(nóng)林牧業(yè)、統(tǒng)計(jì)、商業(yè)金融等幾乎所有領(lǐng)域。(加測(cè)繪、應(yīng)急、石油石化等國(guó)民經(jīng)濟(jì)各個(gè)領(lǐng)域。)“3S集成技術(shù)”顧名思義，3S集成技術(shù)即將遙感系統(tǒng)、全球定位系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)融為一個(gè)統(tǒng)一的有機(jī)體。它是一門(mén)非常有效的空間信息技術(shù)。就在集成體中的作用及地位而言，GIS相當(dāng)于人的大腦，對(duì)所得的信息加以管理和分析；RS和GPS相當(dāng)于人的兩只眼睛，負(fù)責(zé)獲取海量信息及其空間定位。RS、GPS、和GIS三者的有機(jī)結(jié)合，構(gòu)成了整體上的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)對(duì)地觀測(cè)、分析和應(yīng)用的運(yùn)行系統(tǒng)，為科學(xué)研究、政府管理、社會(huì)生產(chǎn)提供了新一代的觀測(cè)手段、描述語(yǔ)言和思維工具。3S集成的方式可以在不同的技術(shù)水平上實(shí)現(xiàn)。低級(jí)階段表現(xiàn)為互相調(diào)用一些功能來(lái)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)之間的聯(lián)系；高級(jí)階段表現(xiàn)為三者之間不只是相互調(diào)用功能，而是直接共同作用，形成有機(jī)的一體化系統(tǒng)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)更新，快速準(zhǔn)確地獲取定位信息，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)的現(xiàn)場(chǎng)查詢和分析判斷。RS發(fā)現(xiàn)土地資源的變化信息，GPS確定變化的區(qū)域和位置，GIS對(duì)地理信息匯總并進(jìn)行空間分析,是目前對(duì)地觀測(cè)系統(tǒng)中空間信息獲取、定位、存貯管理、更新、分析和應(yīng)用的三大支撐技術(shù)?！?S”之間通過(guò)現(xiàn)代通訊技術(shù)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的傳輸與通訊,把“3S”有機(jī)的集成起來(lái)。3S”技術(shù)在土地資源調(diào)查中的應(yīng)用基礎(chǔ)調(diào)查計(jì)劃以1∶25萬(wàn)綜合調(diào)查評(píng)價(jià)為主，基本查清主要經(jīng)濟(jì)區(qū)帶的基礎(chǔ)地質(zhì)、礦產(chǎn)地質(zhì)、生態(tài)地質(zhì)環(huán)境等基本狀況，主要的工作內(nèi)容是1∶25萬(wàn)區(qū)域地質(zhì)調(diào)查和重點(diǎn)地區(qū)1∶5萬(wàn)地質(zhì)調(diào)查。遙感技術(shù)在這里發(fā)揮了重要的作用，綜合利用各類遙感圖像的優(yōu)勢(shì),通過(guò)優(yōu)化整合，對(duì)區(qū)域地質(zhì)資源進(jìn)行徹底摸清和調(diào)查.。利用先進(jìn)的GIS技術(shù)建立了多種基礎(chǔ)性數(shù)據(jù)庫(kù)，這些基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)的特點(diǎn)是專業(yè)門(mén)類齊全、空間覆蓋全國(guó),標(biāo)準(zhǔn)化程度高、海量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)1數(shù)據(jù)庫(kù)涵蓋地質(zhì)、地球物理、地球化學(xué)、礦產(chǎn)勘查、環(huán)境地質(zhì)等多種地質(zhì)調(diào)查成果，其資料包括全國(guó)從1∶5萬(wàn)到1∶500萬(wàn)的資料數(shù)據(jù)，各種數(shù)據(jù)基本按統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)入庫(kù)，由于包括了大量圖形數(shù)據(jù)和多圖層屬性數(shù)據(jù)，其數(shù)據(jù)量之大是少見(jiàn)的，并由此開(kāi)展的GIS評(píng)價(jià)分析工作形成了一系列多種成果，如地球化學(xué)圖，航磁圖，礦產(chǎn)圖，并可以經(jīng)過(guò)分析得出相互關(guān)聯(lián)的圖件及信息資料。伴隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展，各種建設(shè)用地大幅度增加，使得我國(guó)土地資源短缺現(xiàn)象日益嚴(yán)重，要改善這種局面，首先就必須摸清我國(guó)土地資源的分布、數(shù)量與質(zhì)量等情況，完善土地管理系統(tǒng)。利用已有的全國(guó)土地詳查數(shù)據(jù)和圖件以及最新的高分辨率的遙感影像，在全球定位系統(tǒng)和地理信息系統(tǒng)的支持下，對(duì)土地資源進(jìn)行監(jiān)測(cè)和調(diào)查，利用海量的多時(shí)態(tài)土地利用數(shù)據(jù)快速獲取土地?cái)?shù)量、質(zhì)量、權(quán)屬、土地利用各地類的數(shù)量、空間分布和利用狀況，以及土地動(dòng)態(tài)變化等信息，對(duì)年度土地利用變更調(diào)查數(shù)據(jù)進(jìn)行更新、管理、分析，能夠輸出各種查詢、統(tǒng)計(jì)和分析結(jié)果，如反映各權(quán)屬單位地類數(shù)量的統(tǒng)計(jì)薄，反映各地類空間分布的土地利用圖及各種專題圖，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)土地資源的科學(xué)管理，及時(shí)提供科學(xué)、翔實(shí)、直觀的數(shù)據(jù)，有助于土地利用規(guī)劃、耕地后備資源調(diào)查評(píng)價(jià)、農(nóng)村集體土地產(chǎn)權(quán)調(diào)查、土地資源基礎(chǔ)圖件與數(shù)據(jù)更新等國(guó)土資源調(diào)查項(xiàng)目的順利實(shí)施。土地資源的不可再生性決定了合理利用土地資源的重要性。土地利用現(xiàn)狀調(diào)查是了解土地資源的各種特征和規(guī)律，掌握土地資源的數(shù)量、質(zhì)量和分布規(guī)律的主要手段，是開(kāi)展土地資源研究的基礎(chǔ)性工作。土地利用管理涉及的信息豐富、繁雜、量大，而且?guī)缀跞珵榈乩硇畔?，具有很?qiáng)的地域性、空間性、時(shí)序性和動(dòng)態(tài)性。離開(kāi)這些信息,就很難實(shí)現(xiàn)立體、動(dòng)態(tài)的管理直接影響到土地利用規(guī)劃和管理的質(zhì)量和效果。在土地資源利用調(diào)查中,，GPS為空間數(shù)據(jù)的采集提供實(shí)時(shí)、快速的定位服務(wù)，RS利用航空、航天提供的遙感影像，經(jīng)過(guò)校正、解疑得到精度較高、現(xiàn)勢(shì)性好的的空間信息，加上GPS的輔助可以定位、定量到具體的地塊。把利用GPS和RS獲取的地物信息，以及其他手段得到的各種信息，提供給GIS,GIS利用本身強(qiáng)大的數(shù)據(jù)管理功能和空間分析功能，實(shí)現(xiàn)對(duì)空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)的一體化管理以及對(duì)空間數(shù)據(jù)的分析、查詢、決策、輸出。GIS技術(shù)能夠有效的管理各類空間數(shù)據(jù)、屬性數(shù)據(jù)以及統(tǒng)計(jì)分析數(shù)據(jù)，并能對(duì)海量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，促進(jìn)了土地資源數(shù)據(jù)管理、分析和處理的規(guī)范化，為土地資源管理打下良好的基礎(chǔ)?！?S”技術(shù)在土地調(diào)查中的應(yīng)用前景“3S”數(shù)據(jù)信息精度的提高由于傳感器技術(shù)水平不斷提高,遙感影像分辨率由幾百米，幾十米發(fā)展到低于1m。加之全球定位系統(tǒng)的精確定位，使遙感數(shù)據(jù)精度更高。隨著遙感分類技術(shù)的提高，對(duì)地物的自動(dòng)識(shí)別能力的提高，將促進(jìn)分類的自動(dòng)化、智能化，最總實(shí)現(xiàn)遙感圖像的計(jì)算機(jī)自動(dòng)解譯，大大減少外業(yè)和目視解譯的工作量?！?S”集成技術(shù)的完善“3S”集成技術(shù)的完善推動(dòng)土地資源管理的實(shí)時(shí)性?！?S“技術(shù)的使用目前只是單一或綜合利用階段，有時(shí)會(huì)由兩兩的集成使用，但集成的層次比較低，僅限于數(shù)據(jù)或軟件集成層次上。一旦真正實(shí)現(xiàn)“3S”技術(shù)整體的集成，即有機(jī)的結(jié)合、在線連接、實(shí)時(shí)處理和系統(tǒng)的整體性，那么土地利用現(xiàn)狀調(diào)查、變化和動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)將會(huì)實(shí)時(shí)得到更新。土地資源調(diào)查的目的是要建設(shè)數(shù)字土地工程，數(shù)字土地工程是地理信息系統(tǒng)方法和應(yīng)用研究的新課題，其中包含GIS方法自身研究的突破和地球物理等探測(cè)技術(shù)以及相關(guān)計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展，涉及多學(xué)科的相互滲透、相互支撐。從國(guó)內(nèi)外土地資源調(diào)查和地理信息系統(tǒng)方法研究的現(xiàn)狀和趨勢(shì)分析，應(yīng)重點(diǎn)開(kāi)展嵌入式GIS三維/四維GIS、網(wǎng)絡(luò)GIS等方面的研究。在軟件研究領(lǐng)域,應(yīng)加快GIS軟件的國(guó)產(chǎn)化歷程,不斷完善國(guó)產(chǎn)軟件的實(shí)用性和穩(wěn)定性。參考文獻(xiàn)王秋兵，土地資源學(xué)，中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社宋擁軍，劉保東“3s”技術(shù)在土地資源管理中應(yīng)用