s遥感技术范例(12篇)
时间:2024-04-07
时间:2024-04-07
关键词:3S技术集成;GPS技术;RS技术;GPS技术;地质应用
中图分类号:TP301文献标识码:A文章编号文章编号:1672-7800(2013)012-0020-02
作者简介:徐桂敏(1983-),女,硕士,湖北工业大学讲师,研究方向为智能控制、地质信息技术;杨正祥(1976-),男,博士,武汉交通职业学院讲师,研究方向为3S技术、智能算法及应用。
13S技术及其系统集成
3S技术是指地理信息系统(GeographyInformationSystems,简称GIS)、遥感技术(RemoteSensing,简称RS)和全球定位系统(GlobalPositioningSystems,简称GPS)的统称,是空间多角度计算机科学技术、检测与信息技术、卫星定位与导航通讯技术相结合,多学科高度集成的现代信息技术[1]。3S系统集成如图1所示。
地理信息系统(GIS)、遥感(RS)和全球定位系统(GPS)作为现代空间处理的三大支撑技术,它们在3S集成系统中各自担任着不同角色。GPS主要是提供实时、全天候和全球性的导航服务,为遥感数据赋予空间坐标,对遥感数据进行校验和补充。RS用于指非接触的,远距离的探测并提供大批量实时动态变化的廉价地理信息。GIS是信息的“大管家”,GPS、RS作为该系统的数据源。它是在计算机硬、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、储存、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统。3S集成系统能够智能化地处理和分析数据,为各种应用提供科学的辅助决策。
目前,3S技术集成研究正在逐步发展和完善,已经有了一定的突破。在3S技术集成的初级阶段,系统之间的集成是通过相互调用一些功能来实现的;在3S技术集成的高级阶段,三者之间的集成不仅仅是功能上的相互调用,而是有机的一体化系统:一个动态的、可视的、不断更新的、通过计算机网络能够传输的、三维立体的、不同地域和层次都可以使用的“活”系统[2]。
23S技术集成在地质中的应用
3S集成技术已经在地质科学领域获得了广泛的应用。随着3S技术研究的不断深入发展,其应用方向和层面还在不断扩大。目前的应用主要体现在以下三个方面:
(1)3S技术在矿产预测中的应用。传统的地质找矿是需要人为地进行实时实地现场考察,仅是依靠地质圈范围盲目地钻孔打井来找矿。近年来,随着以3S技术为基础技术力量的多方向多角度软硬件成矿预测理论和系统的迅速发展,地质找矿从“人为找矿”的路子中解脱了出来,依靠3S技术的高尖端技术捕捉地理异常数据,自动实时地对数据进行处理后分析,成功地预测并开发了大量的成矿靶区,取得了较好的预测找矿效果。
(2)3S技术在地质灾害研究中的应用。在地质灾害的研究过程中,RS为GIS提供空间数据和反映目标属性的专题数据,是GIS主要的地质灾害体专题空间数据源。目前,利用RS监测地温变化来预报地震是行之有效的地震预报手段之一。利用GPS可以对大地进行一系列精密的基准测量研究,该研究提供对多源地学数据的空间分析和发展分析,并对分析结果进行平面或空间形象表达,是GIS获取地表灾害体目标要素的空间坐标数据的主要方法,也是地壳运动形变和地震预报等科学研究的基础。GIS有着对多源数据进行存储、处理、分析等功能。3S集成将为灾害预测预报、制定防灾救灾方案、灾后损失评估和治灾工程规划提供现代化的科学手段。
(3)3S技术在土地可持续利用决策中的应用。在土地开发利用的调查研究过程中,RS相当于传感器用于提供最新的土地利用信息,及时发现土地动态变化区域为GIS提供信息源;GPS相当于定位器,用于对空间数据进行快速的定位,为遥感实况数据提供空间坐标,用于建立实况土地利用数据库并对遥感数据进行校正和检核;GIS相当于神经中枢系统,用于对空间数据进行管理、查询、分析与可视化,可以将大量抽象的统计数据变成直观的专题图,形象地展示土地利用变化规律。三者的共同作用将是让人类能实时感受到地球的变化,使其在土地可持续利用决策中发挥巨大作用。
33S技术地质应用典型案例解析
2013年我国四川省雅安市遭遇重大地震,灾害严重威胁着雅安人民的生命财产,打乱了雅安人民的正常生活,对交通、电力、运输各个部门的正常运行都有着巨大的影响,3S集成技术在本次抗灾中有着突出的贡献。
在地震发生后不久,利用覆盖雅安市的0.5m分辨率卫星影像获取正射影像图(DOM)和人机影像图等影像数据并叠加数字高程模型(DEM),北京天元四维科技有限公司、东方道迩集团公司等积极向四川局提供影像数据、软件支持、绘图设备等方面的援助,为开展应急测绘工作提供支撑。RS从高空或外层空间接收来自灾区的地球表层各类地理的电磁波信息,然后对这些信息进行扫描、摄影、传输和处理,实时、快速、动态获取灾区大范围地表信息,并且添加专题数据建立多尺度、多分辨率的满足网络三维快速浏览的影像数据库,从而对地表各类地物和现象进行远距离控测和识别,为应急管理和指挥调度提供雅安市三维空间信息支持以及三维快速漫游。利用GPS准确地监测地质灾害体的形变与蠕动情况,从卫星遥感图像上可实时或准实时地反映灾时的具体情况,监测重点灾害点的发展和预测演化趋势。
从指挥和救援部门的角度出发,随着多波段卫星遥感的诞生,高分辨率的彩色图像代替了传统的灰白图像,使得地质灾害解译的精度在很大程度上得到了提高。由于地质现象的一些潜在过程的爆发总是很迅猛,通过对不同分辨率、不同比例尺的灾害遥感影像的对比和分析,相关部门就能够确定受灾程度、受灾范围及受灾的规模等,可以对受灾区各因素展开全面的调查分析、对灾区空间数据进行动态监测和更新、对灾区的搜救方针进行布置并给出准确方案、对每一路段的交通状况和危险情况给予图形化说明、对容易发生交通事故的地段予以特别公告。当某地区发生突况时,GPS能够快速搜寻并锁定目标,GPS的导航功能集成三维GIS的快捷查询及分析功能,三维立体影像能够随时成为人们的出行导航工具,使得救援人员在更加清晰直观的救援路线的指导下快速到达目的地。
3S技术还能为每一个拥有终端设备的用户提供动态的查询和分析功能,用户在任何一个区域都能获取到灾区的损失状况和救援情况。用户在车载导航系统的指导下能够实时获取重要的路况信息,可以尽量避免危险事故的发生。用户可以利用车载3S技术查询到附近城市的基本生活条件,如食物和电力的供应状况等,以维持基本生活需要。
43S技术在地质领域中应用的不足
随着科学技术的推进,世界已经跨入“数字地球”时代。3S技术集成在地质领域内迅速推广应用,给我国的地质事业带来了一场暴风雨般的改革[3]。但是由于3S技术集成本身存在一些问题,其在地质领域中的应用还存在一些不足和缺陷,具体体现在两个方面:
(1)3S技术自身集成的不足。目前,3S技术大多数还处于两两结合的方式,这是浅层次的集成[4]。要实现“3S”系统内部的无缝连接,集成的费用高、技术难度大,而且要真正完善系统集成的一体化技术,GIS的数据结构的改造势在必行。
(2)地质数据本身随气象温度条件和环境因素的影响波动较大[5]。经3S技术采集处理过得到的光谱数据、影像数据和空间数据在时间上存在延滞,其集成系统内部不具备数据封装能力,所以最后在3S技术处理的成果上对地质事件的分析上并不能实时反应准确状况。此外,3S技术集成在数据匹配方面还存在一些缺陷,遥感影像和地理信息系统的空间数据库没有统一的空间坐标,各种坐标的转换方法因为误差的存在容易出现错误。为了使各个图层的图像匹配的效果更好,RS捕捉实时图像受环境的因素影响还有待克服,还应该进一步研究。
5结语
3S技术是今后全球地质领域应用性研究的必然趋势,应用前景十分广阔。3S技术的不断开发和应用,对地质领域各行各业的研究将会有极大的推动作用,也会给地质领域带来显著的经济和社会效益。
参考文献参考文献:
[1]潘宝玉.3S技术集成及其在地质领域中的应用[J].山东地质,1998,14(4):50-55.
[2]疏琴.“3S”技术集成理论及其发展趋势研究[J].科教前沿,2011(19):56-57.
[3]赵文彬.3S技术集成及其在地质领域中的应用[J].河北理工大学学报:自然科学版,2009,31(1):95-98.
关键词:水土保持;3S技术;应用;发展
中图分类号:S157文献标识码:ADOI:10.11974/nyyjs.20170133041
随着社会经济的不断发展,更新和扩大了水土保持工作的范围和内容,从以前的简单治理到如今的动态监测、综合治理等系统式的工作,繁多的系统工作内容涉及的学科多、数据量大。因此,在水土保持工作的要求下,3S技术被广泛应用,通过遥感技术调查土壤侵蚀情况、实时监测并预报水土流失的状况。3S技术是我国水土保持管理工作的重要方式和手段,促进了我国水土保持事业的发展。
1我国水土保持管理领域中3S技术的应用
1.1动态监测水土流失
对水土流失的动态监测是水土保持管理工作内容之一,为水土保持提供了重要的参考材料,利于水土保持的行政管理和正确的决策。动态监测是水土流失的前提条件,水土保持数字化管理为动态监测提供支持。利用遥感进行调查水土流失情况以及主要影响土壤侵蚀因子状况,具有成本低、利用范围广等优势,对于观察范围较大地区的水土流失的情况以及发展的趋势、特点比较实用。遥感技术和地理信息系统技术的集成对面积较大的水土流失动态监测意义重大。
1.2水土保持规划
水土保持规划的层面和层次划分较多,管理部门对不同层次的水土保持管理规划的要求不同。但是,各级水土保持管理部门都要求掌握的地域信息尽可能完善,做好地域规划的管理工作。与此同时,将地域的经济特点和地理位置结合起来,以便科学性、合理性第规划实际地域,要求掌握该地域的水土流失情况、土地利用情况、地形地貌特征以及社会经济的特点。及时准确地掌握和了解水土的动态变化情况便于对水土保持做出评价和评估。在保证基础资料详实的情况下,管理部门可以随时通过地理信息系统了解管辖区域内的任何一个地方的属性。而为各级行政以及流域的项目提供分析功能的是地学体系,分析各层与相关因子间的关系,包括土地侵蚀的强度、土地使用类型以及生产效率和费率等。同时,对耕地人口密度与该地区的土壤侵蚀程度进行分析,确定影响其侵蚀差异化的主要因素。通过地理分析本底侵蚀数据库,利于管理单位清楚了解不同区域的水土保持和流失状态、形成因素以及发展趋势等,针对不同区域的不同情况,对其进行综合性、科学性地设计水土保持的防治方案、单项工程设计和项目投资概预算。将资料的统计、分析定量与带有空间属性的数据库结合在一起,利用GIS精准的制图效果,依据实际的要求制作出各种图片和报表,以此来体现规划的水土保持内容和后期效果的展示。
1.3水土保持项目评估
目前,地理信息系统在规划和评价水土保持工作中应用广泛。在县级管理中,由于对小流域规划的技术材料要求详细,地理信息系统的作用发挥明显,且提供的数据及时有效,为小流域的规划做出很大的贡献。而定位系统的精度较高,对于观测定位的有重要作用。对水土保持项目的评估也需要定位系统提供动态参数的支持,即地表形态位置变化。水土保持项目中,不同区域的变化参数都可以通过动态监测资料反映。根据水土保持工作的动态监测资料,可以直接体现出水土保持工程项目在建成后所取得的效果,实现对不同区域的植被生长情况进行管理,以此来降低土壤侵蚀、增加植被覆盖率。同时对土壤的含水率、淤积泥沙率、水质变化等情况进行综合地评估。将动态监测资料结合于相对的数学模型,通过GIS对工程项目获得的经济效益和社会效益进行综合的评价。实现水土保持项目的生态建设意义。在对水土保持项目的管理过程中,3S技术的应用使项目的质量和效果显著的提升。在建设项目初期使用3S技术成立了对应的信息系统,监理部门能够直接按照电子地图的信息,通过GPS定点现场进行检查,对项目的质量和进度进行评价。
2我国水土保持管理领域中3S技术的发展前景
2.1遥感调查水土资源
随着遥感技术分辨率的提高,已经成为3S技术的主要信息源,地理信息系统作为组织方式,利用定位系统对野外进行调查,如用定位系统匹配遥感系统的地物特征点,在野外用定位系统相机进行侵蚀区域的详细采集,利用地理信息系统将图斑中侵蚀类型进行分类判断,运用计算机自动读取,完成遥感调查土壤的侵蚀情况,将其运用于规划水土保持工作或公告水土流失的情况。对于小流域,在使用卫星图片的前提下,选取合适的范;利用低空无人驾驶飞机、定位摄像机、遥测遥控设备以及扫描仪对野外进行测量,通过地理信息系统做内业处理,结合图形和图像处理系统,实现实时监测小规模水土流失的动态情况,验收评估水土保持措施的成果。
2.2辅助规划工作
在运用3S技术对小流域进行综合治理的过程中,其底图为遥感图,地形控制点测量使用的是定位系统,从而生成三维地形图,在地理信息系统中,研发出设计模块和制图模块,便于设计小流域的规划工作。通过网络技术,将有关信息传递给相邻的流域,完成综合图形信息以及汇总数据统计等工作,促使水土保持工作的进度更加快速。
2.3验收成果和执法监督
利用3S技术可以对水土保持的成果进行验收。如有显示退耕还林还草的分布情况、新建高标准基本农田面积对比情况,由于定位系统的使用,土地规划的成果不会出现重复,便于一次性了解所有成果。3S技术可以监测正在开发或已经开发的项目,对地表的扰动情况,利于及时监测土壤的侵g程度和治理成果,对于乱砍乱伐、开荒毁林的情况进行监测并及时处理,保护水土资源。
3结语
3S技术作为高新技术,在国民经济建设的各个领域中,其应用均较为广泛。RS、GPS、GIS3种技术具备的特点不同,因此,将其有效结合在一起,为我国的水土保持提供了应用基础,并且成为我国水土保持的应用平台,为实时监测水土保持状况提供了技术支持。3S技术的应用不仅仅使我国的水土保持工作得到有效的管理,同时实现了对我国自然资源保护。
参考文献
[1]卢宝鹏,花全景,赵标,等.浅谈3S技术在水土保持中的应用[J].低碳世界,2015(12).
[2]高延安.关于3S技术在小流域综合治理中的应用[J].地球,
2013(4).
【关键词】水利工程;3S测量技术;河道测量;动态监测;研究与应用
1.3S技术的含义
3S技术是遥感(RS)、地理信息系统(GIS)及全球定位系统(GPS)的统称。是多学科高度集成的对空间信息进行采集、处理、管理、分析、表达、传播和应用的现代信息技术。能够对空间实体快速地进行精确定位,同时宏观地获取信息,对所得到的特定位置空间信息进行综合分析。
2.3S技术的特点
(1)遥感(RS)技术是一种卫星遥感技术,不直接接触目标或现象就能收集信息,并据此进行识别与分类。即在地球不同高度平台上使用某种传感器,收集地球各类地物反射或发射的电磁波信息,对这些电磁波信息进行加工处理,用特殊方法判读解译,从而达到识别、分类的目的,为科研工程的生产应用服务。
(2)地理信息系统(GIS)技术是以空间数据为研究对象,在各种地理图形的基础上,以计算机为工具对空间数据进行录入、编辑、判读存储、查询、显示和综合分析应用的技术系统。
(3)全球定位系统(GPS)技术是一种全新的现代定位方法,具有多功能、高效率、高精度的特点,可在全球任意地点,为任意多个用户同时提供几乎是瞬时的三维测速、三维定位服务,极大地改变了传统的定位技术和导航技术,并已逐渐在越来越多的领域中取代了常规光学和电子仪器。
(4)随着3S技术在测绘科学中的应用日趋成熟并广泛应用到水文测量中,河道水文测量的效率和精度有了很大程度的提高。下面作者结合河道测量、冲淤变化监测等案例加以分析。
3.河道水文测量传统方法存在的缺陷
(1)河道测量是以河道治理和水量调度为应用目的,涉及测量及描述水下泥表面及相邻地带的物理特性的应用科学。长期以来,河道水文测量常利用六分仪、经纬仪、水准仪测定,这些传统的测量方法,不仅测量周期长、精度低,而且劳动强度大、测量标志耗费大,不能满足河道动态监测及河流治理、防洪减灾的需要。
(2)河道水下地形测量及容积、冲淤量的计算是水文测量的基础业务之一,及时了解河道变化及冲淤变化资料,为水资源合理调度、泥沙有效控制、防洪减灾正确决策、灌溉和发电等各项科学管理工作提供基本依据。河道主流变化分析主要是反映河势情况。通常包括对河道平面形态变化、河道纵剖面变化及深泓线变化情况的分析等。
(3)河道冲淤分析是河道演变分析的重要环节,工程中常采用断面法,即利用河道槽蓄量的大小变化判断河道的冲淤。该方法的前提是断面间距能够正确的测定,断面间水底地形和河床变化规则,而且无支流。而实际地形的变化错综复杂,河床参差不齐,所以这种方法计算的冲淤量无法准确反映河道的冲淤变化情况。
4.3S测量技术的应用
4.1利用遥感图像获取所需河道水文信息。
(1)以遥感手段获得的河道信息通过信息提取产生需要的专题图像,通过计算机的图像校正、图像增强、图像分类、图像变换及图像数据结构的转换,将遥感信息作为信息源提供给GIS。在对遥感图像进行判读解译和相关分析之前,必须首先对遥感图像进行投影变换和几何纠正处理。为保证遥感图像与地形图保持地理几何位置的一致性,须对遥感影像进行相应的投影变换,最后将图像处理结果转换成GIS能够接受的数据格式。
(2)充分利用图形资料(尤其是电子地图,对非电子形式的图形资料要进行数字化,建立起矢量图形库)和图像资料,以便提取高程数据以建立数字高程模型(DEM),以及对遥感图像进行几何配准和校正。产生数字高程模型后,就可以利用GIS软件提供的地形分析功能进行等高线计算、水面面积和体积计算、冲淤量计算、坡度坡向的分析和计算等。
4.2遥感动态监测。遥感动态监测就是对同一区域运用不同时相的遥感图像,以获得区域变化的遥感影像。动态变化监测已成为遥感应用的一个主要方面,多时相、多种类型的传感器对同一地区进行定期或不定期的资源与环境调查,能及时、准确、宏观地反映客观情况。以多时相遥感影像为数据源,通过重点分析最佳组合波段的选择和水体信息特征提取的图像处理方法,为遥感技术在水环境方面的研究提供一定的理论依据。同时,利用数字遥感技术实现随时间变化的水域动态监测和枯水期、丰水期的水域变化的动态监测,为防洪、抗洪、水资源合理调度、河道规划治理工作提供科学依据。
4.3水深遥感冲淤变化分析。
(1)水深遥感是利用可见光在水体内的穿透能力,通过飞机、卫星等遥感平台,利用辐射计、摄影机等遥感设备,将水下一定深度范围内的立体单元信息按照一定的规则采集下来,再通过信息处理软件分离出可见光空透的水体厚度信息,即可获得水深。利用入水辐射强度与水深、水体浑浊度之间的关系,通过测定、处理辐射强度来量测水深。在研究河床冲淤时,常常因实测资料遗缺无法进行系统分析和比较。
(2)遥感信息获取便捷,水深遥感研究已取得初步成果,因此在缺乏某一阶段实测资料的情况下,可利用历史阶段遥感资料推求出水深,从而实现冲淤分析的目的。考虑到用某一时相遥感资料所得水深精度较实测地形精度差。用实测地形与遥感所得地形直接产生河床冲淤值,误差会很大。而用两个时相遥感水深计算河床冲淤能满足分析精度的要求。
(3)其原因是:尽管遥感水深误差大,但从反演所得的断面图来看,遥感水深误差存在诸多综合因素的影响,两个时相遥感水深误差表现形式基本一样,所以差值减少了系统误差,削减了由遥感信息源转换成水深信息时的误差。此方法计算的结果与用实测地形资料计算的结果基本一致,能满足河床演变分析和冲淤量计算的要求。故水深遥感方法可以在地形资料短缺情况下进行长时段河床演变分析以补充缺测的资料。若将GIS与水深遥感技术相结合,可实现水下地形图数字化,也可以很方便地得到所测水域不同时段、不同冲刷深度(或淤积厚度)的冲淤分布。
5.GIS技术在河道测量中的应用
(1)GIS是水文资料管理的重要工具。在GIS中还有计算距离、曲率、表面积、周长等工具,即用即得,利用DEM模型可以很方便得到某点的高程。河道演变分析主要是冲淤分析。GIS利用DEM模型数据能立即计算出两冲淤监测断面间的冲淤量,不仅便捷且精度大为提高。
(2)河道某断面图的绘制、某地冲淤过程的累积图等,可直接从图上提取数据并自动绘制成图。所有这些GIS功能对于分析河道演变的成因、了解河道演变规律都有着十分积极的意义。GIS技术用于水下地形的冲淤变化分析比传统分析方法更加科学合理、精确度高。
6.RTK技术的应用
促进GPS技术向更深、更广、更新的方向发展,它既克服了常规测量要求点间通视、费工费时而且精度不均匀、外业不能实时了解测量成果和测量精度的缺点,同时又避免了GPS静态定位及快速静态相对定位需要进行后处理,避免了业后处理中发现精度不合乎要求,需进行返工的困扰,RTK实时三维精度可以达到厘米级,大大减轻了测量作业的劳动强度并提高了作业效率。为水下地形测量和GIS前端数据采集提供了有利保障。GPS接收机进行定位测量,测深仪进行水深测量,再加上专业测绘软件和绘图仪便可组成河道测量自动化系统。工程中对采集到的水下地形点的平面、高程数据进行检查校核后,将其输入专业的数字地形图成图软件和断面图成图软件中进行处理,即可得到高精度的数字地形图和断面图。
7.结束语
总而言之,3S技术的广泛应用,给河道、水库监测管理以及水文测量的勘测带了很大的方便,为河道水文勘测及动态监测、管理方面提供一个崭新的前景。
参考文献
[1]期刊论文3S技术在河道测量中的应用——水科学与工程技2007(2).
[2]黎三喜.水利工程中GPS静态测量探讨《甘肃水利水电技术》2009年第10期.
关键词:土地利用总体规划;遥感;全球定位系统;地理信息系统
“3S”技术是基于计算机技术和网络通信技术的解决与地球空间信息有关的数据获取、存储、传输、管理、分析与应用等问题的信息系统,其包括摄影测量与遥感(RemoteSensing,RS)、地理信息系统(GeographicInformationSystem,GIS)、和全球定位系统(GlobalPositioningSystem,GPS)(简称“3S”技术)。土地利用总体规划是对一定区域未来土地利用超前性的计划和安排,是依据区域社会经济发展和土地的自然历史特性在时空上进行土地资源合理分配和土地利用协调组织的综合措施。“3S”技术为土地利用总体规划的数据采集、图形制作及信息管理等多个环节提供强有力的技术支持。
一.摄影测量与遥感(RS)在土地利用总体规划中的作用
摄影测量从产生至今,已经历了模拟摄影测量、解析摄影测量和数字摄影测量三个阶段。随着数字摄影测量技术和设备的不断完善和发展,数字摄影测量系统(DPS)必将取代过去传统的光机型测量仪器。遥感是不与探测目标相接触,应用探测仪器,从远处把目标的电磁波特性记录下来,再通过分析揭示出物体的特性性质及其变化的综合性探测及技术。
当前,传统的模拟土地利用现状图及其相应的土地管理模式,根本无法适应现在信息化的管理模式及应用需求。随着土地开发利用的速度日益加快,为了实现土地利用现状动态管理、加强土地产权的有效监督、建立“以图管地”的土地资源管理新模式,已成为土地资源管理工作的迫切要求。摄影测量与遥感技术可以给土地信息系统(LIS)提供大量的相关信息,是信息时代土地利用现状数据采集、更新和修正的重要手段。
随着计算机技术、信息技术、空间技术的迅猛发展,摄影测量进入了全数字时代,遥感技术进入1m以内的高分辨率和立体观测阶段,摄影测量与遥感技术的差异不断减小。事实上,“摄影测量(包含影像判读)”与“遥感”这两个名词指的是不同时期的同一学科,遥感是摄影测量学的补充与发展。数字摄影测量的出现,使得通过计算机处理从航空摄影测量或航天遥感图像上获得GIS数据的想法得以实现。它是将数字影像或数字化影像通过计算机进行处理和加工,以获取建立GIS所需的相关信息。
GIS基础信息可以分为地形信息、图形信息和属性信息三类。因此,通过航片可以生成数字高程模型(DEM),为土地信息系统提供所需的地形信息;还能从航片生成正射影像,从正射影像提取结构信息以提供图形信息;同时通过对航片影像的判读和专题分类,为土地信息系统提供属性信息。
航空摄影像片主要用于编制大中比例尺影像地图,在土地利用总体规划中,主要用作城市规划和土地开发整理工程等的工作底图。航空摄影测量主要测量地球表面的几何形态,其精度主要取决于测量仪器和影像质量,人为影响因素相对较小,在一定条件下,测量工作质量较易控制。遥感信息具有综合性、宏观性、客观性、周期性和时空变化多层性等特性,这些特性使其成为编制中小比列尺土地利用现状图的重要信息源,主要用于土地利用总体规划。这是由于卫星遥感影像通常属于二维处理的范围,尽管某些卫星遥感影像可以进行高程测量,但目前这一技术还未成熟完善。卫星影像解译还必须与外业调查相结合,否则解译质量很难符合要求,同时在卫星影像解译过程中,人为影响因素较大,要求作业员有较高素质。
二.GPS在土地利用总体规划中的作用
GPS是利用多颗导航卫星的无线电信号,对地球表面某一地点进行定位、报时或对地表移动物体提供导航的技术系统。GPS能辅助摄影测量和遥感测量,在土地利用总体规划中主要用于空间定位。当前,GPS辅助的空中三角测量利用少量的几个控制点或仅利用一个控制点(基准点)即可将定位精度控制在厘米级精度,完全能满足大、中比例尺的测图要求。
随着GPS接收机硬件技术的不断完善以及GPS动态定位技术的不断发展,使得动态确定载体姿态的技术有了巨大进步,因而大大增强了GPS在遥感中应用领域的作用。目前,GPS已与多种传感器(如机载激光断面测量系统、合成孔径雷达等)配合使用,从很大程度上提高了这类传感器的测量与定位精度。GPS在摄影测量和遥感中的应用主要有三个方面:第一,高精度动态相机定位,辅助空中三角测量;第二,辅助导航航摄飞行,以实现航摄的精确定点;第三,与其它传感器配合,确定载体的位置、速度与加速度、姿态。
近些年,国内外相关研究人员在上述三个方面的研究中已取得了突破性进展。这些进展中最重要的一项是克服了机载动态GPS应用的主要限制因素,同时又解决了运动中载波相位模糊这一难题,极大地促进了GPS在摄影测量与遥感中的实际应用。GPS在摄影测量和遥感方面的广泛应用,对土地利用规划无疑有巨大帮助作用。
三.GIS在土地利用总体规划中的作用
当前,GIS在土地利用总体规划中应用和发展趋势主要体现在以下几个方面:
(一)规划设计分析
目前,GIS已普遍应有于土地利用总体规划设计中,如:规划技术指标分析、土地地类适应性评价、地类规划平衡分析等。通过GIS提供的信息技术支持,增强了分析的广度和深度。
(二)辅助土地利用总体规划设计
通过遥感数据和GIS强大的地理空间信息管理和分析功能,能便捷、准确地计算农田规模和环境容量,能快速地对土地利用总体规划的各项生态指标和经济指标进行分析,能高效地完成土地利用总体规划中的基质改良工程量、田面平整等指标计算,从而有效确定各地块利用方式,辅助土地利用总体规划合理选择各项工程。GIS技术的应用极大提高了规划的准确性、科学性和工作效率,正确客观地指导规划的编制和规划方案设计。
(三)规划设计方案虚拟
虚拟GIS具有观察立体细节的功能,土地利用总体规划设计者通过虚拟GIS能直观观察田块、房屋、道路等各层虚拟景观,进而分析土地利用的各项效益与弊端,通过结合GIS数据库可实时对田块、房屋、道路等地物定位,获得规划设计区域的三维图像。利用VR技术建立相应的三维模型,提高土地利用区域的模拟仿真精度,增强了三维GIS的功能。规划设计者可通过三维模型对土地利用总体规划设计进行更为直观的感受,辅助进行形象思维和空间造型,由此做出更为正确的评价和筛选。
关键词:3S技术;新一轮土地利用总体规划;应用
土地资源是我们赖以生存的基础,它是农业发展和延续的重要支持之源,同时相关城市建设过程中的发展问题都要以土地为基础进行一定程度的划分,因此土地对于我们来说,对于整个城市建设来说,对于各行各业的发展来说都具有十分重要的意义,因此,必须对土地资源问题给予高度的重视,而为了更进一步地深入了解土地的具体情况,光靠人力是远远不够的,还需要借助3S这一类现代化信息技术才能实现,因此,我们就必须对3S技术在土地勘探事业以及土地建设规划体系中的具体应用情况有一个全面的了解。
13S技术及其具体应用范围
1.1遥感相关技术
遥感技术是从远距离感知目标反射或自身辐射的电磁波、可见光、红外线目标进行探测和识别的技术。在民用方面,遥感技术广泛用于地球资源普查、植被分类、土地利用规划、农作物病虫害和作物产量调查、环境污染监测、海洋研制、地震监测等方面。
1.2全球定位系统相关技术
全球卫星定位系统是一种结合卫星及通讯发展的技术,GPS用于各类信息的空间定位,利用导航卫星进行测时和测距。它具有全天候、全覆盖、高效率等特点,且不受任何天气的影响,应用广泛,可移动定位,现在已经广泛应用于农业勘测、车辆调度等。
1.3地理信息系统相关技术
地理信息系统是在计算机硬、软件系统支持下,对整个或部分地球表层空间中的有关地理分布数据进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统。GIS是对遥感信息进行解译和分析处理,利用卫星遥感对生态环境进行动态监测是目前最经济、最快速、最客观的方法之一。
23S技术在新一轮土地利用总体规划过程中的应用
2.1GPS技术的具体应用
对土地利用的总体规划实际上是针对土地的二次划分,这一划分有利于对土地资源的合理分配,有利于对闲置土地资源的进一步整合,同时还有利于我国对土地资源的更合理利用。因此这一规划就充分透露出可实施性,并且这一规划的具体实施对我国的农田水利设施以及部分土地的空间规划极具时代特色,有一定的时代意义,能够反映当今我国在新时代下的全新土地格局。
而我国过去的土地规划体系并不能很好地将土地的实际地域与空间分布情况明晰、立体地展现出来,这在一定程度上并不利于我国的土地重点建设项目的具体安派,为我国的相关土地规划活动造成了一定的阻碍,进而使过去的土地规划和分配事业缺乏一定的肃穆性和说服力。而当今的GPS技术能够弥补空间感的缺失和规划性的不足,能够将土地的布局细化成空间分布图的形式展现给相关部门的地质工作者,进而使得土地利用总体规划体系的执行更具权威性和可实施性。
2.2RS技术的具体应用
RS技术作为3S技术中的一种,在新一轮土地利用总体规划中的体现要比GPS技术更为明显,这一技术主要被应用于土地调查活动中的详细查询土地概况环节,具有集中性以及体系性等精密属性,这些属性能够为土地的详细调查活动提供更为便利的技术支持,利用遥感影像模式对土地进行全息影像图的构建,进而使政府相关调查人员对农田、水利等土地形态的布局有一个全方位的空间性了解。
由于遥感影像的应用,规划精度的提高极大地节约了建设用地指标,做到了建设用地指标利用的最大化。规划实施评价是指土地规划批准后,在规划实施期间,以规划目标为依据,对规划实施情况进行评估。规划实施评价要求准确反映近期土地利用现状和动态变化情况。在规划实施评价中应用遥感影像可以准确反映规划区域的土地利用状况,提高规划实施评价的科学性和准确性。
2.3GIS技术的具体应用
GIS技术主要能够为新一轮土地利用总体规划体系提供较为有利的软件信息支持,这一技术在3S技术领域中的具象化最为明显,因此,属于3S技术之中最为使用的技术,它所提供的软件支持贯穿于调查研究、规划编制配备、土地全息图制作以及土地大数据库上传、制作的整体过程的每一个细节性环节之中。因此新一轮土地利用总体规划的数据收集、整理、规划、布局、安置、储存、保管、处理以及换算等数据性环节都需要借助GIS技术来实现,与此同时,相关产品的二次开发以及程序编制、维护等体系也都与GIS技术有着密不可分的关系。
多数的GIS软件均有完善的图件制作功能,可以高效地完成土地利用总体规划图件编制工作。GIS软件数据库构建功能解决了土地利用总体规划中海量数据的存储和管理问题。GIS软件的二次开发和编程功能多被用于土地利用总体规划管理系统构建,极大地促进了土地利用总体规划的信息化和数字化程度。
结束语
总而言之,3S技术作为当今这个信息化、数字化的时代的主要技术产物,在各个领域都具有一定的应用价值以及与之相关的研制、开发体系的支持,因此这一技术体系得以被广泛应用,并且在新一轮土地利用总体规划的实践环节展现了其具体的应用价值,在土地领域的3S技术应用,有利于实现土地的合理规划,有利于使人们的得到充分的维护,同时还有利于提升我国的实际土地利用效率,进而推动我国以土地为主的经济体制大变革,在此基础上,完善相应的机制建设,推动我国土地事业的全面发展与进步。
参考文献
[1]李宽,刘志勇.3S技术在新一轮土地利用总体规划中的应用[J].内蒙古科技与经济,2014.
[2]刘鲁军,黄道伟,任启萍.“3S”技术在土地利用总体规划中的应用[J].河北农业科学,2008.
键词:土地利用总体规划;遥感;全球定位系统;地理信息系统
“3S”技术是基于计算机技术和网络通信技术的解决与地球空间信息有关的数据获取、存储、传输、管理、分析与应用等问题的信息系统,其包括摄影测量与遥感(RemoteSensing,RS)、地理信息系统(GeographicInformationSystem,GIS)、和全球定位系统(GlobalPositioningSystem,GPS)(简称“3S”技术)。土地利用总体规划是对一定区域未来土地利用超前性的计划和安排,是依据区域社会经济发展和土地的自然历史特性在时空上进行土地资源合理分配和土地利用协调组织的综合措施。“3S”技术为土地利用总体规划的数据采集、图形制作及信息管理等多个环节提供强有力的技术支持。
一.摄影测量与遥感(RS)在土地利用总体规划中的作用
摄影测量从产生至今,已经历了模拟摄影测量、解析摄影测量和数字摄影测量三个阶段。随着数字摄影测量技术和设备的不断完善和发展,数字摄影测量系统(DPS)必将取代过去传统的光机型测量仪器。遥感是不与探测目标相接触,应用探测仪器,从远处把目标的电磁波特性记录下来,再通过分析揭示出物体的特性性质及其变化的综合性探测及技术。
当前,传统的模拟土地利用现状图及其相应的土地管理模式,根本无法适应现在信息化的管理模式及应用需求。随着土地开发利用的速度日益加快,为了实现土地利用现状动态管理、加强土地产权的有效监督、建立“以图管地”的土地资源管理新模式,已成为土地资源管理工作的迫切要求。摄影测量与遥感技术可以给土地信息系统(LIS)提供大量的相关信息,是信息时代土地利用现状数据采集、更新和修正的重要手段。
随着计算机技术、信息技术、空间技术的迅猛发展,摄影测量进入了全数字时代,遥感技术进入1m以内的高分辨率和立体观测阶段,摄影测量与遥感技术的差异不断减小。事实上,“摄影测量(包含影像判读)”与“遥感”这两个名词指的是不同时期的同一学科,遥感是摄影测量学的补充与发展。数字摄影测量的出现,使得通过计算机处理从航空摄影测量或航天遥感图像上获得GIS数据的想法得以实现。它是将数字影像或数字化影像通过计算机进行处理和加工,以获取建立GIS所需的相关信息。
GIS基础信息可以分为地形信息、图形信息和属性信息三类。因此,通过航片可以生成数字高程模型(DEM),为土地信息系统提供所需的地形信息;还能从航片生成正射影像,从正射影像提取结构信息以提供图形信息;同时通过对航片影像的判读和专题分类,为土地信息系统提供属性信息。
航空摄影像片主要用于编制大中比例尺影像地图,在土地利用总体规划中,主要用作城市规划和土地开发整理工程等的工作底图。航空摄影测量主要测量地球表面的几何形态,其精度主要取决于测量仪器和影像质量,人为影响因素相对较小,在一定条件下,测量工作质量较易控制。遥感信息具有综合性、宏观性、客观性、周期性和时空变化多层性等特性,这些特性使其成为编制中小比列尺土地利用现状图的重要信息源,主要用于土地利用总体规划。这是由于卫星遥感影像通常属于二维处理的范围,尽管某些卫星遥感影像可以进行高程测量,但目前这一技术还未成熟完善。卫星影像解译还必须与外业调查相结合,否则解译质量很难符合要求,同时在卫星影像解译过程中,人为影响因素较大,要求作业员有较高素质。
二.GPS在土地利用总体规划中的作用
GPS是利用多颗导航卫星的无线电信号,对地球表面某一地点进行定位、报时或对地表移动物体提供导航的技术系统。GPS能辅助摄影测量和遥感测量,在土地利用总体规划中主要用于空间定位。当前,GPS辅助的空中三角测量利用少量的几个控制点或仅利用一个控制点(基准点)即可将定位精度控制在厘米级精度,完全能满足大、中比例尺的测图要求。
随着GPS接收机硬件技术的不断完善以及GPS动态定位技术的不断发展,使得动态确定载体姿态的技术有了巨大进步,因而大大增强了GPS在遥感中应用领域的作用。目前,GPS已与多种传感器(如机载激光断面测量系统、合成孔径雷达等)配合使用,从很大程度上提高了这类传感器的测量与定位精度。GPS在摄影测量和遥感中的应用主要有三个方面:第一,高精度动态相机定位,辅助空中三角测量;第二,辅助导航航摄飞行,以实现航摄的精确定点;第三,与其它传感器配合,确定载体的位置、速度与加速度、姿态。
近些年,国内外相关研究人员在上述三个方面的研究中已取得了突破性进展。这些进展中最重要的一项是克服了机载动态GPS应用的主要限制因素,同时又解决了运动中载波相位模糊这一难题,极大地促进了GPS在摄影测量与遥感中的实际应用。GPS在摄影测量和遥感方面的广泛应用,对土地利用规划无疑有巨大帮助作用。
三.GIS在土地利用总体规划中的作用
当前,GIS在土地利用总体规划中应用和发展趋势主要体现在以下几个方面:
(一)规划设计分析
目前,GIS已普遍应有于土地利用总体规划设计中,如:规划技术指标分析、土地地类适应性评价、地类规划平衡分析等。通过GIS提供的信息技术支持,增强了分析的广度和深度。
(二)辅助土地利用总体规划设计
通过遥感数据和GIS强大的地理空间信息管理和分析功能,能便捷、准确地计算农田规模和环境容量,能快速地对土地利用总体规划的各项生态指标和经济指标进行分析,能高效地完成土地利用总体规划中的基质改良工程量、田面平整等指标计算,从而有效确定各地块利用方式,辅助土地利用总体规划合理选择各项工程。GIS技术的应用极大提高了规划的准确性、科学性和工作效率,正确客观地指导规划的编制和规划方案设计。
(三)规划设计方案虚拟
虚拟GIS具有观察立体细节的功能,土地利用总体规划设计者通过虚拟GIS能直观观察田块、房屋、道路等各层虚拟景观,进而分析土地利用的各项效益与弊端,通过结合GIS数据库可实时对田块、房屋、道路等地物定位,获得规划设计区域的三维图像。利用VR技术建立相应的三维模型,提高土地利用区域的模拟仿真精度,增强了三维GIS的功能。规划设计者可通过三维模型对土地利用总体规划设计进行更为直观的感受,辅助进行形象思维和空间造型,由此做出更为正确的评价和筛选。
四、“3S”技术在土地利用总体规划中的应用前景
“3S”技术不仅为土地规划和利用提供一整套数据采集、存储、管理、查询、处理、分析、应用等功能,而且具有对原数据、原文件的自动备份和对数据库图形文件、属性数据的更新功能。“3S”技术必将为土地资源管理提供更现代化的技术手段,如:对土地资源利用进行实时动态监测;实时掌握土地信息基础数据,更新数据库;实现资源共享,促进土地资源电子政务的全面建设;解决复杂的土地资源规划和管理问题等。“3S”技术已成为现代空间信息技术发展的必然趋势,必将更好地为土地利用总体规划服务,空间信息技术的发展及其在土地资源管理中的广泛应用,也有利于“数字国土”目标的早日实现。
参考文献:
[1]周桂芳,朱淑丽,鲁春阳.3S技术在土地管理中的应用研究[J].安徽农业科学,2006(23)
关键词:3S技术;林业工程;具体应用;发展趋势
利用“3S”技术实时监测森林资源变化,并以此为基础制定科学合理、切实可行的林业发展规划,已经成为当前多数国家林业工程建设的主要手段。现阶段,国内林业发展状况不容乐观,滥砍滥伐、过度采伐现象严重,植被后期养护难以跟进,导致林业工程建设面临重重阻力。在此基础上,将“3S”技术引入林业工程建设,实现森林资源动态监测、林业绘图、病虫害防治以及植被分类等多方面的作用,推动林业工程建设有序发展。
一、3S技术简介
3S技术是以GPS(全球定位系统)、GIS(地理信息系统)、RS(遥感技术)为基础,将三种技术中与林业工程建设有关的领域有机整合而刑场的一种新型综合技术。它集信息获取、信息处理和信息应用于一体,对林业工程的现代化建设起到了积极的推动作用。
在“3S”技术中,GPS主要被应用于实时、快速地提供目标,包括各种传感器和运载平台的空间位置;RS用于实时地或准实时地提供目标及其环境的语义和非语义信息,及时地对GIS进行数据更新;GIS则是对多种来源的时空数据进行综合处理,在专家系统及各种专业模型支持下,进行动态仿真、模拟,进行最优化决策,作为“3S”技术集成的基础平台。
二、3S技术在林业工程中的应用现状
1、在森林资源调查中的应用
森林资源调查能够为林业工程规划的制定,及其后期发展方向提供必要的事实依据,是林业工程建设的准备工作。一直以来,我国森林资源调查采用传统的人工式调查法,不仅调查周期长,浪费了大量的人力和物力资源,而且调查结果的真实性和准确性都存在问题,很难起到指导作用。而利用“3S”技术则能够有效的解决上述弊端。例如,林业部门要调查某一区域的森林覆盖面积和林区密度,可以利用GPS对所要测量的区域进行覆盖扫描,并将扫描图像传输到控制计算机上,利用专业的软件计算出该森林区域的面积。
2、在森林资源动态监测中的应用
林业工程的建设是一项持续的、动态的过程,森林作为一种可利用资源,始终处于“种植-采伐-再种植”的循环过程,因此要想保证森林整体功能的实现,必须要对森林资源进行动态监测,时刻把握森林发展动向,以便于林业部门及时采取有针对性的管理措施。由于不同林区的功能存在较大差异(如经济林、观赏林),因此在进行森林资源动态监测时,也要选取不同的卫星遥感影像数据源作为基础数据源,同时对森林反射的光谱波段和分辨率进行捕捉和分析,以此获得监测信息。除此之外,还可以利用GPS进行空间定位,将RS和GPS有机结合,建立纵向和竖向坐标系,形成完整、直观的森林资源动态监测体系,以便于管理人员能够实时掌握森林信息,为下一步发展计划作出科学指示。
3、在森林病虫害监测与防治上的应用
RS技术是通过捕捉和检测植物反射光谱来确定植物信息的,基于这一特点,可以将RS技术应用于森林病虫害的监测与防治。当树木遭受病虫害后,树木的枝叶会表现出明显的不同,所反射的光谱信息与正常情况相比也会存在较大差异。遥感仪器在检测到差异信息,利用GPS系统对目标区域的森林资源进行定位,确定其受害范围和受害程度,最后利用GIS对病虫害种类、危害等级进行预测、分析和评估。通过“3S”协同作用,能够将森林内部信息直观的呈现出来,以便于林业人员制定解决对策。
4、在绘制林业专题图中的应用
传统的林业制图一般都以地形图作为制作专题图的基本图,成图周期长,精度低,投入高,且多采用手工绘制,没有实现系统化和自动化。“3S”技术的发展应用使专题图的编制在方法上发生了根本的变化,传统的手工转绘被计算机所取代,遥感信息成为制作专题图的重要资料来源,各种调查数据经过专题提取后都可形成各自的专题图。
5、在林火信息预测和林火扑救中的应用
森林火灾具有突发性强、蔓延迅速、危害性大等特点。传统的森林火灾扑救主要通过火势或风向预判,采取扑救措施,但是由于自然因素的不确定性影响,这种方式极具被动型。利用“3S”技术不但可以对森林火灾进行实时监控,进行预测预报,还可以有效的指导林火的扑救工作,提高了火灾蔓延趋势预判的准确性,对于降低森林火灾损失有极大帮助。同时,利用“3S”技术还能对灾后的损失、过火面积进行评估。在进行林火实时监测时,主要信息源是卫星影像,主要起火点的定位是依靠GPS,GIS主要作用是灾后评估。
6、在植被分类方面的应用
绿色植被具有显著的、独特的光谱特征,不同的植被及同一种植物在不同的生长发育阶段,其反射光谱特征不同,遥感作为森林植被调查的信息源,可通过植物的反射光谱来实现。GPS可不依赖地面控制点直接对遥感图像定位,通过GIS的综合分析可对大区域的森林植被类型、植物季相节律、植被演化等进行监测分析
7、在珍稀野生动物资源调查中的应用
珍稀野生动物资源是森林资源的重要组成部分。由于珍稀野生动物数量少,生存环境复杂,人工实地调查难度大,效率低。应用“3S”技术调查,既可以提高精度,又可以节省人力、物力、财力。在野生动物资源调查中,“3S”技术的应用主要体现在:利用GPS在行走调查样带时进行起始点的寻找及行走过程的导航,用以保证样带的准确性;利用遥感图像进行景观类型的划分和野生动物栖息地的监测,确定与野生动物生活密切相关的生态因子;利用GPS将野生动物数量、分布及其动态变化规律与其栖息地保护管理的状况关联起来,进行综合的分析,并将结果以图形或数据形式表示出来,形成各种调查报告及图面材料。
三、3S技术在林业工程中发展趋势
随着计算机和网络技术的不断发展,采用“3S”技术进行全新概念的数据采集和数据更新,已不难实现。GPS技术中获取多时相的遥感信息,由RS定位和导航,利用GIS进行数据综合分析处理,提供动态的林业信息和丰富的图文数表,最终提出决策实施方案。在技术上可以说是跨时段的,将逐步替代传统的调查、规划、监测和管理手段,使林业行业由单一粗放的经营管理模式迈上动态化、科学化、现代化的经营管理模式。
参考文献:
[1]汪泽鹏,楼晓钦3S技术在宁夏林业调查中的应用初探[J],林业资源管理,2013(07):131-133.
【关键词】:3S技术GPSRSGIS土地勘测定界应用1前言
土地勘测定界是伴随着土地管理部门职能到位而逐步开展的一项以法律为依据,根据土地征收、征用、划拨、出让、农用地转用、土地利用规划及土地开发、整理、复垦等工作的需要,实地界定土地使用范围、测定界址位置、调绘土地利用现状、计算用地面积,为国土资源行政主管部提供管理和规划的依据。
23S技术介绍
3S技术是遥感技术(Remotesensing,RS)、地理信息系统(Geographyinformationsystems,GIS)和全球定位系统(Globalpositioningsystems,GPS)的统称,是空间技术、传感器技术、卫星定位与导航技术和计算机技术、通讯技术相结合,多学科高度集成的对空间信息进行采集、处理、管理、分析、表达、传播和应用的现代信息技术。
随着3S技术的不断发展,将遥感、全球卫星定位系统和地理信息系统紧密结合起来的“3S'’一体化技术已显示出更为广阔的应用前景。以RS、GIS、GPS为基础,将RS、GIS、GPS三种独立技术中的有关部分有机集成起来,构成一个强大的技术体系,可实现对各种空间信息和环境信息的快速、机动、准确、可靠的收集、处理与更新。
3土地勘测定界简介
土地勘测定界(简称勘测定界,勘界),是根据土地征收、征用、划拨、出让、农用地转用、土地利用规划及土地开发、整理、复垦等工作需要,实地界定土地使用范围、测定界址位置、调绘土地利用现状,计算用地面积,为国土资源行政主管部门用地审批和地籍管理等提供科学、准确的基础资料而进行的技术服务性工作。
43S技术在土地勘测定界中的应用
现今电子技术发展推动了全站仪智能化,计算机与绘图软件的完备使测绘更加快捷准确节省人力物力。采用全站仪与CASS6.0相结合,快速获得测量数据及成果图,大大提高了测量质量及效率,节省了费用成本,有助于地籍测绘成果数字化测绘及管理。
4.1GPS技术在土地勘测定界中的应用测量时根据土地勘测定界测量的要求.需要采集两类数据:一是地块的地理坐标数据:二是属性数据如权属、利用类型等。每测一个地物,同时填写野外记录表。利用GPS技术进行地勘测定界主要有一下优点:(1)减少人力费用;由于GPS接收机的自动化程度高,操作非常方便,因而减低了野外测量人员的劳动强度,提高了工作效率。(2)定位精度高,测站间无需通视,在没有现成基准控制点的遥远地区能进行高精度的定位计算,且定位不受人眼视线的限制;精确地3维系统,24小时免费使用,全天候作业。精度高,使用大地测量型双频GPS接收机,根据载波相位测量原理进行静态相对定位,目前达到的典型精度为1ppm。(3)控制网几何图形已不是决定测量精度的重要因素,点与点之间的距离长短可以根据实际的需要自由布设。能在同一坐标系统中提供三维信息,GPS定位是在国际统一的坐标系中计算的,因此不同地点的测量成果相互关联,可实现数据共享。(4)操作简便,容易使用。随着GPS接收机不断改进,自动化程度越来越高,体积越来越小,重量越来越轻因控制点之间无通视的要求,顾客省去大量建造标志的费用,同时野外实测时间短,人员少,大大降低了测量成本。同时由于信息自动接收,数据自动存储,内外业紧密结合,减少了繁琐的数据记簿和手工计算工作,由于配备有功能完善的数据处理软件,可以迅速提交控制测量成果,提高了测量成果的可靠性和规划程度。4.2遥感技术在土地勘测定界中的应用利用卫星遥感技术进行土地利用动态变更调查,及时准确地获取变更信息,就有着十分重要的意义。遥感的出现,扩展了人类对于其生存环境的认识能力,较之于传统的野外测量和野外观测得到的数据遥感技术具有以下优点:(1)增大了观测范围;能够提供大范围的瞬间静态图像,用于监测动态变化的现象;能够进行大面积重复观测,即使是人类难以到达的偏远地区;
(2)大大“加宽”了人眼所能观察的光谱范围,遥感使用的电磁波波段从x光到微波,远远出了可见光范围;而雷达遥感由于使用微波,可以不受制于昼夜、天气变化,进行全天候的观测;(3)空间详细程度高,航空像片的空问分辨率可以高达厘米级甚至毫米级。与航空遥感相比,航天遥感能够进行连续的、全天候的工作,提供更大范围的数据,其成本更低,是获取遥数据的主要方式,而航空遥感主要应用于临时性的、紧急的观测任务以获得高精度数据。,目前我国土地管理部门进行数据更新的方法是在前期土地利用现状图的基础上,根据变更申报到现场勘查,在详查图上标绘宗地变化的边界位置、权属变化和利用类型的变化,再到室内进行编绘更新。4.3地理信息技术在土地勘测定界中应用
对地籍空间信息和图形属性数据的处理需要借助GIS系统平台进行,地理信息技术系统数据采集、数据处理以及数据建库等方面具有重要作用。
对于地籍数据而言,系统数据分层处理必须以提高工作效率、便于数据分统计、查询并且具有良好的可扩展和伸缩性,能够满足不同地区的地籍管理工作需要为目标,无论是基础地理信息数据还是界址数据等专业数据都需要运用地理信息技术来作为支撑和后台支持,因此地理信息技术在土地勘测定界中具有重要的作用。
5结束语
通过GPS技术与数字测图在实际中的应用,与传统地籍测量对比,无论从控制网的布设,还是信息的采集、处理、存储、管理、分析、应用等方面都有明显的技术优势。地籍测量全面应用3S技术,实现了地籍测量工作的现代化、科学化,促进了土地管理从外延粗放型到内涵集约型的转变,对于发挥地籍信息在国民经济建设和社会发展中的基础性、公益性作用具有十分重要的意义。
【参考文献】
关键词:“3S”技术:土地资源利用管理
一、引言
十七届三中全会提出要“实行最严格的节约用地制度,从严控制城乡建设用地总规模”,这正是由于我国当前正处于经济加速发展、社会转型和体制转轨加快的特殊时期,“黄金发展时期”和“矛盾凸显期”不期而遇,而且现代社会新技术以几何级数的趋势增长,并且相互渗透、相互交叉,对土地信息的快速准确获取、空间分析、动态监测、图形图像综合处理和数字制图的需求变得更为迫切。如何利用“3S”技术对土地综合信息进行提取、分析和处理,提高土地资源利用的效率已成为当前土地管理工作的重点和难点。
二、“3S”技术及其应用原理
“3S”即指全球定位系统(GPS)、遥感(RS)和地理信息系统(GIS)及“3S”集成。
GIS主要以TM、SPOT、Quickbird、Ikonos和我国资源卫星获取的遥感信息作为数据源,通过运用系统工程和信息科学的理论,能够对多种来源的时空数据进行综合处理、集成管理、动态存取,为智能化数据采集提供地学知识。
RS是利用可见光、红外线、微波等探测仪器,通过摄影或扫描、信息感应、传输和处理,识别探测对象的性质和运动状态的技术体系,可以实时地提供目标及其环境的语义或非语义信息。当前遥感信息的应用已经从单一遥感资料向多时相、多数据源的融合与分析过渡,从对各种现象的表面描述向软件分析和计量探索过渡。
GPS是以卫星为基础的全天候无线电定位导航和时间传递系统,具有提供全天候、连续、实时、高精度的三维位置、三维速度以及时间数据的功能。用GPS测定三维坐标的技术方法将测绘定位技术从静态扩展到动态,从事后处理扩展到实时定位与导航,使其绝对和相对精度也发展到了米、厘米乃至亚毫米级。
“3S”集成是指将三者与其相关技术集成在统一的平台中,形成对地观测、空间定位和空间分析的完整体系结构,使其不仅具有自动、实时地采集、处理和更新数据的功能,而且能够智能式的分析和运用数据。其中GIS相当于中枢神经,能有机地对反映地理位置的图形信息进行综合集成及空间分析,KS相当于传感器,GPS相当于定位器。“3S”集成为土地利用和管理提供了新一代的观测手段、描述语言和思维工具,形成现代高科技手段在土地管理领域“天上查、地上看、网上管”全方位应用格局。
三、“3S”技术在土地资源利用管理中的应用
(一)基于“3S”技术的土地资源利用现状调查
土地利用现状调查即是全面盘点土地资源利用变化的数量、质量及空间结构的最新格局,通过地理信息系统建立反映产权结构、产业结构和行业结构用地数量与空间布局的地籍总归户。在反映资源配置的经济状况、资源安全的保护状况、资源权属的分布状况等基础信息基础上,突出安排经济快速发展地区、国家粮食基地地区、生态环境脆弱地区等特殊地域的调查,调查成果通过“3S”并应用网络技术直接上传到国土资源部汇总,综合“3S”集成推出一整套精确定时、定位、定量控制的现代化土地调查技术体系。利用KS能精度较高地定位、定量到地块,结合专家知识和人工智能的分类方法,以及基于分形理论和神经网络的分类算法等提取信息,最终提供精确的土地资源利用数据和图件;GPS广泛应用于土地资源的外业调绘和数据采集工作;GIS通过系统的统计和覆盖分析,提供区域多种条件组合,实现资源统计和原始数据的快速再现,形成集信息获取、处理、存储、传输、分析和服务为一体的调查技术流程。
(二)基于“3S”技术的土地利用动态监测
土地利用动态监测是反映土地质量和农业生产动态变化的窗口,是摸清土地资源承载力的重要途径,常规监测手段难以及时主动发现变化区域。“3S”以分布式的多源异构数据共享平台为基础,把各个土地利用动态监测系统连接起来,建立并更新每一块土地的影像库和覆盖全国的土地利用数据库,提供了一个快速、有效的时空数据管理与分析的平台。
GPS技术主要用于土地利用特征数据、用地范围变化数据的采集,从而精确获取土地利用变化的数量和性质;GIS在研究区域基础地理数据的引入、数字地面模型分析、GPS数据转换应用、动态变化分析、数据的空间叠加和无缝拼接等多方面发挥了重要的作用;RS在图像数据处理、土地利用分类、栅格数据统计分析等方面具有不可替代的作用,将近期的高分辨率遥感影像与历史时期的GIS土地利用数据库套合,可快速、准确的更新土地利用现状数据库。2006年中国土地学会学术年会上,专家认为,土地利用动态监测中遥感数据源的选择对其精度的提高至关重要。基于“3S”的动态监测,可以发现变化的空间分布及变化来源和去向,为深入分析提供了很好的数据基础。
(三)基于“3S”技术的土地利用规划
土地利用规划的编制、审批和实施涉及大量图件、指标等空间和属性数据,对规划成果质量和管理的时效性要求都很高,“3S”技术在土地利用规划数据采集、集成、规划方案编制、规划成果管理与应用等方面都起着关键作用。
“3S”技术能够在空间分析模型的支持下,编制土地时空最优利用方案,促进以管理规划成果、提供辅助决策为目标的土地利用规划管理信息系统发展。借助“3S”技术采用合适的规划模型,以辅助规划的编制和修改、报批用地规划审查、规划实施情况监测、规划效果评价和执法检查等,实现图形和属性数据共享,方便地籍、耕地保护、监察等负责人能及时掌握最新的规划成果。“3S”技术和仿真模拟技术结合还可以对土地利用规划进行跟踪管理和实时调整,系统地提供土地资源供求的时空预测模型,为区域土地利用规划工作提供全面的技术支持。
(四)基于“3S”技术的土地定级估价
土地定级估价需要利用“3S”技术对涉及的大量空间和属性数据进行一系列的覆合叠加、空间分析和统计计算。RS可以实时获取各类土地定级单元的属性信息和利用现状;GPS可以实现各土地定级单元的准确定位,并指导实地评价、核查工作;利用GIS选择土地分等定级指标和各自权重值及其他土地利用信息,实现空间位置信息和属性信息联接,还可完成土地利用要求与土地条件的比较,根据因素
体系和评分规则,形成相应的属性库,最后评价土地适宜性等级。借助“3S”建立土地评价、定级或地价信息系统,不仅保护了社会公众应当享有的知情权,有利于促进和加强政府对城市土地价格的管理,而且提高了地价评估专业机构评估地价的科学性和客观性。
四、“3S”技术在土地资源利用管理研究中发展趋势展望
(一)继续开展“3S”关键技术的研究
土地利用和管理涉及多学科的相互渗透和支撑,根据当前国际上的技术走向和“3S”市场需求,继续开展嵌入式及多维GIS的研究,逐步实现“3S”与其他相关技术的集成与整合,综合“3S”技术建立土地信息系统和专题信息空间数据库、图像数据库和统计数据库,为土地资源科学管理提供技术支持,从而使一站式电子服务真正服务于大众。同时还要提高相关技术产品的易用性和稳定性,并研制基于大型“3S”技术的土地资源信息应用与服务系列标准与规程,使土地资源信息获取、交换与应用更加规范化、标准化,并保证数据的现势性、完整性和一致性,随着土地管理理论研究的深入以及“3S”技术更为人性化、可视化,将更加有利于土地管理工作者的操作。
(二)“3S”与网络技术、专家模型综合集成
将“3S”技术进一步集成和融合,并引入网络技术和专家决策系统,进行土地专题模型以及预测模型的开发研究,形成一个高度协调化、信息系统网络化和信息分析智能化的系统。一旦真正实现“3S”技术有机的结合、在线连接、实时处理和系统的整体性,在分析模型支持下快速完成多维多元复合分析,实现土地信息的集中管理、更新和应用的共享。基于网络GIS的电子地图浏览、查询、分析应用等功能,能够构建智能化、个性化、交互式的土地信息管理和服务平台,新一代土地资源管理决策支持系统将“3S”、专家群体、网络技术有机结合起来,对土地资源的开发进行模拟分析或仿真,从而实现土地资源的科学管理和规划。
(三)“3S”与电子政务及业务型土地管理系统综合集成
“3S”作为国推动信息化、实现现代化的重要组成部分,正在与电子政务、电子商务系统相融合,越来越显示它的跨行业、多功能的优势趋势。由于土地利用管理中数据种类繁多,涉及地理分布现象的数据采集、时空分析,以及城市或区域规划、管理与决策,还涉及到土地部门的人事档案管理、财务管理等,而且这些信息之间的依赖关系相当复杂,所以以后的发展中“3S”要与业务型土地管理系统以及电子政务相结合,加强部门内部、之间及社会的联系交流,实现业务流程的集中管理,提高办公自动化水平,达到业务和政务管理一体化。
关键词:3S技术;高等级公路;勘察设计;应用;
前言:高等级公路建设的高速发展,使得交通系统变得越来越复杂。因此,实现路网管理的数字化、网络化、智能化和可视化已摆在我们的面前,刻不容缓。因此,在其他学科不断更新的同时,必须及时地对公路勘察设计技术进行更新。
一、关于3S技术
目前,3S技术的结合与集成研究经历了一个从低级向高级的发展和完善过程,其低级阶段,是系统之间相互调用一些功能;高级阶段,则直接共同作用,形成有机的一体化系统,以快速准确地获取定位的现实信息,对数据进行动态更新,实时分析和查询。其具体表现为四种集成方式:
1、RS与GPS的集成
GPS的快速精确定位功能弥补了RS的不足,能将RS获取的数据实时、快速进入GIS系统,并保证RS数据与地面同步监测数据获取的动态配准,动态地进入GIS数据库。同时,利用RS数据可实现GPS定位遥感信息查询。
2、GIS与RS的集成
GIS与RS的结合主要表现为RS是GIS的重要信息源,GIS是处理和分析应用空间数据的一种强有力的技术保证。两者结合的关键技术在于栅格数据和矢量数据的接口问题:遥感系统普遍采用栅格格式,其信息是以像元存储的;而GIS主要是采用图形矢量格式,是按点、线、面(多边形)存储的,它们之间的差别是影像数据和制图数据用不同的空间概念表示客观世界的相同信息而产生的。
3、GIS与GPS的集成
GPS与GIS结合,不仅能取长补短使各自的功能得到充分的发挥,而且还能产生许多更高级功能,从而使GPS和GIS的功能都迈上一个新台阶。
4、GIS、GPS和RS的集成
3S集成包括以GPS、RS为中心的集成方式和以GIS为中心的集成方式。前者是同步数据处理为目的,通过RS和GPS提供的实时动态空间信息结合GIS的数据库和分析功能为动态管理、实时决策提供在线空间信息支持服务。后者目的主要是非同步数据处理,通过利用GIS作为集成系统的中心平台,对包括RS和GPS在内的多种来源的空间数据进行综合处理、动态存贮和集成管理,同样存在数据、平台和功能两个集成层次,可认为是RS与GIS集成的一种扩充。
二、3S技术与公路勘察设计
公路勘察设计离不开地理信息、空间信息、社会信息。公路勘察设计是在全面掌握了地形、地貌、地质构造、城镇发展规划、现有路网、社会经济状况以及预测未来社会经济发展、交通量发展趋势等综合因素上确定公路建设的可行性、公路等级和公路在路网中的功能。将3S技术合理的运用在公路勘察设计中可迅速得到所需信息并合理加以管理,智能化的给出决策建议,从而加快设计速度,提高设计质量、经济效益和社会效益,具有广阔的发展前景。
三、3S技术在公路勘察设计中的应用
1、RS的应用
利用RS进行公路勘测是利用航片或卫星照片上含有的丰富的地表信息,通过立体观察后,经过计算机的自动处理、自动识别,从而获得与路线相关的地质、水文、建材等资料,获取的信息具有视域广、整体性强、影像逼真、信息量大、宏观、直观的特点,因此对地形、地貌、植被等信息的反映最为直接。应用卫星遥感TM数字图像编制中大比例尺公路设计图,在实施中有突出的效果。通过大区域卫星遥感图像的处理,清晰直观地显示出公路设计方案的走向和地形地貌之间的关系,开阔了眼界和思路,提出了新的具有较高对比价值的方案,加快了方案比选的速度提高了认识水平。
2、GPS的应用
差分动态GPS在道路勘测方面主要应用于数字地面模型的数据采集、控制点的加密、中线放样、纵断面测量等方面。由于其定位精度可达厘米级,因此能够用于线路控制网的加密。高等级公路选线多是在大比例尺(1:1000或1:2000)带状地形图上进行。用传统方法测图,先要建立控制点,然后进行碎部测量,绘制成大比例尺地形图。这种方法工作量大,速度慢,花费时间长。而用实时GPS动态测量可以完全克服这个缺点,只需在沿线每个碎部点上停留一两分钟,即可获得每点的坐标、高程。结合输入的点特征编码及属性信息,构成带状所有碎部点的数据,在室内即可用绘图软件成图。
GPS在公路勘测中的应用,对高等级公路的勘测手段和作业方法产生了革命性的变革,极大地提高了勘测精度和勘测效率,特别是实时动态(RTK)定位技术将在公路勘测、施工和后期养护、管理方面有着广阔的应用前景。
3、GIS的应用
利用RS,GPS及地形图数字化技术可生成电子地图,构建公路GIS。公路GIS是综合处理二维公路信息的信息系统,它是GIS在公路建设中的应用,是GIS与多种公路信息分析和处理技术的集成。利用公路GIS可以为我们很方便地打开路线沿线的电子地形图,我们可以在地形图上选取控制点,利用GIS中生成的数字高程模型及其空间分析功能可实时、准确地进行公路选线,利用电子地形图估算占地拆迁工作量,可在电子地图上划定拆迁占地线范围,GIS可帮助设计人员自动计算出占地面积,可以估算出占地线范围内各项工程的分项拆迁工作量,可大大提高公路占地拆迁的工作效率,可以利用GIS进行公路工程建设项目评估和可行性研究分析等。
4、3S集成与虚拟现实的应用
目前的公路设计大都是在二维的地形图上进行的,设计人员需要有一定的地图学专业知识和经验才能正确判断地形特征。在地形的三维真实感立体模型上进行公路设计,使设计过程和设计结果可视化一直是工程设计人员的追求目标。GPS与Rs技术结合,可以获得具有三维地理信息的遥感图像信息,再应用GIS三维地形模型叠加遥感图像技术,可生成真实三维数字地形模型,模型可以任意旋转、缩放、地形剖面切制和生成动画,实现公路环境的计算机屏幕显示。
三维可视地理信息系统能将可视现实和虚拟现实进行高度集成,利用三维可视地理信息系统可实现三维公路设计、桥梁设计、景观设计、环境分析、工作量计算、概预算等。采用数字高程模型,运用地理信息系统和地质信息系统把地形、地质数据直接输入计算机,利用计算机自行布线,并经分析提炼、优化,使所选的公路线形达到组合最优、工作量最省,同时也能与自然地形和周围景观相互协调。
结束语:
随着3s技术基础理论和应用技术研究的发展,利用3S技术可以全面掌握公路走廊带内的地形、地貌、地质构造等各种因素,为公路勘察设计的前期规划(预可阶段)、工可研究及后续的详细设计阶段提供技术平台和决策支持,对提高决策水平和设计质量、优化设计方案、节约投资成本都会起到关键的作用。
参考文献:
【关键词】3S技术;土地管理信息系统;应用实践
近年来,随着我国土地资源供求矛盾的日益加剧,我国对土地管理工作也更加重视。土地管理工作任务量大,且工作范围广,传统土地管理模式已经无法满足现今土地资源的发展趋势。在土地管理信息系统中利用3S技术,能够将获取的土地数量、等级、质量等数据信息录入计算机中,并对土地信息进行分类,为土地管理者进行各项决策提供科学化依据。
13S技术基本概述
3S技术主要是由地理信息系统(GIS)、全球定位系统(GPS)及遥感技术(RS)组合而成的一体化技术。首先地理信息系统的功能性主要体现在该系统在计算机硬软件的支持下能够对空间内部数据进行准确输入、检索、分析、存储及显示处理等,其具有十分强大的空间数据分析与处理能力。地理信息系统将图片及表格结合在一起,并将属性数据、统计数据与图形数据库有效结合,能够真实反映土地地理位置及它们之间的相互关系。其次是全球定位系统,该系统技术是由美国三军联合开发的一种高精度导航与定位系统,该系统内部主要是由24颗定位导航卫星组合而成,无论在全球中的任何地点与时间,其都能够同时接收4颗或者4颗以上的卫星信号,从而做出精确定位。一般情况下,利用全球定位系统,若是静态定位,那么其数据可以达到毫米级别,若是动态定位,那么其数据则可以达到米级别。并且该系统在使用过程中不受时间、地点及天气状况等因素的制约,目前在环境、测绘及交通等多种领域得到了广泛应用。再者遥感技术强大的作用力是在远距离条件下实现的,其运用电磁波探测仪器可以对目标性质进行有效判定与测量,是一种快捷高校的信息采集技术。利用遥感技术获取的遥感影像具有数据信息量大、信息种类多、采集时间短及受限条件少等优势,它能够实现从信息获取到信息处理的一系列综合流程。
23S技术在土地管理信息系统中的应用实践分析
2.1地理信息系统在土地管理信息系统中的应用
地理信息系统是土地管理信息系统的基础条件,其空间数据分析与处理能力较强,在土地管理信息系统中运用地理信息系统,相关工作人员能够对土地数据做出及时处理,并利用计算机将其生成实例模型,这样一来能够实现管理者对土地资源的可视化分析。将地理信息系统应用于土地管理信息系统中,实现两者的相互结合,那么土地管理信息系统就可以根据人们对土地资源的不同需求做出相应的表格分析,对土地资源管理者而言具有一定的辅助作用,能够帮助管理者做出科学决策。从某种角度上来说,地理信息系统是在土地管理信息系统的基础上发展起来的,而地理信息系统强大的功能性又促进了土地管理信息系统的发展,两者具有良好的促进关系。将地理信息系统与土地管理信息系统合理融合能够使土地管理工作更加高效展开,达到土地管理的目的。在全球范围内任何一个www节点用户都可以通过地理信息系统的各种功能服务查看空间数据信息,并进行各种空间分析与检索。地理信息系统在土地管理信息系统中的应用使得土地管理信息系统支持信息共享化,改变了纸质数据中常出现的内容重复现象,化解了以往数据处理中的矛盾。
2.2全球定位系统在土地管理信息系统中的应用
在土地管理信息系统中运用全球定位系统有利于土地管理工作的良好开展,合理利用全球定位系统能够有效解决遥感信息定位问题,帮助卫星遥感信息顺利进入土地管理信息系统中的数据库,是获取土地管理信息系统数据的重要手段。全球定位系统主要是由空间星座、终端设备及地面控制系统等三大系统组成,将其应用到土地管理信息系统中,土地管理者能够准确快速的获取土地资源的三维位置及土地资源运动变化状况。以往全球定位系统主要应用于军事中,但随着我国科学技术的飞速发展,全球定位系统的应用也越来越广泛,现已经广泛应用于土地管理中,实现了土地资源的合理化调查、土地利用的动态监测及地籍的科学化管理,在土地管理信息系统及相关工作中具有重要的实践作用,是完善土地管理信息系统信息内容,提高土地资源管理水平的重要举措。
2.3遥感技术在土地管理信息系统中的应用
在土地管理信息系统中应用遥感技术,能够实现土地利用的动态监测,该技术能够大规模并且快速的获取土地资源物理信息,可以对不同时期下所产生的遥感数据展开对比分析,从而利用土地资源的动态变化状况得到图斑信息。遥感技术的功能性主要是利用传感器对远距离的土地所辐射以及反射的红外线及电磁波等信息进行搜集处理,实现对较远距离土地资源的探测与识别。不仅如此,运用遥感技术,还能够高质量、快速的开展地图测绘工作,其具有高时效、大范围、可比性、综合性与经济性等诸多优点,为其在土地管理信息系统中的广泛应用奠定了扎实基础。我国在第二次全国土地调查中就是运用遥感影像对土地资源进行了判读,从遥感技术在土地管理信息系统的实践效果可以得知,遥感技术是土地管理信息系统信息的主要来源点,其为土地信息的实时性与精确性提供了强有力的基础保障。在土地执法的基础上利用遥感技术,能够最大限度的发现土地违法行为,实现不同时期下的图像数据叠加,从而对土地利用变化做出准确定位,为土地资源管理者提供真实可靠的信息依据。
33S技术在土地管理信息系统中的应用发展趋势
随着我国科学信息技术的不断发展,3S集成技术也逐渐趋向完善,其所产生的基础数据精确度也在不断提高。就3S技术目前的应用状况来看,该技术仍然处于初级发展阶段,其功能性多体现在数据信息的交换与简单功能调用上,应逐渐向动态化、协同化及一体化的方向发展。3S技术不断完善的过程中,其中的地理信息系统中所收集的空间数据信息对地理实物描述也愈加精确,由此可见3S技术在未来的发展十分可观。3S技术在土地管理信息系统中的应用是以地理信息系统为平台展开的,以此为依据对其他数据及系统进行整合,对各项应用系统进行深度挖掘,能够大大提高土地管理信息化水平,使土地管理者能够实时掌握土地资源利用及变化动态。
4总结
3S技术中的地理信息系统、全球定位系统及遥感技术等三个系统各有其功能性与优势性,若单独使用难免会存在一定的局限性,将三者有效融合应用于土地管理信息系统中,实现土地资源的动态化管理,及时了解土地资源利用中的不足之处,使土地管理者有针对性的开展工作,提高土地管理工作效率。
参考文献:
[1]吴迪,张若琳.3S技术在土地管理信息系统中的应用[J].现代经济信息,2012(3).
关键词:3S技术;土地利用调查;土地执法监测
在经济、科技高速发展的今天,传统的土地资源管理模式己经不适应现代化管理的需要,以“3S”技术为代表的高新技术在解决各种土地问题,协调人地关系上提供了强有力的技术支持,满足现代土地管理工作的需要,推进了土地资源管理工作的现代化。
1“3S”集成技术概述
3S即地理信息系统(GIS),遥感(RS),全球卫星定位系统(GPS)的总称。在3S系统中,简单的说,GIS相当于中枢神经,RS相当于传感器,GPS相当于定位器,三者的共同作用将使地球能够感受到自身的变化,使其在资源环境和区域管理等众多领域中发挥巨大作用。
1、GIS技术
地理信息系统(GeographicalInformationSystem,GIS)是由计算机硬件、软件和不同的方法组成的系统,给系统设计支持空间数据的采集、管理、处理、分析、建模和显示,以便解决复杂的规划和管理问题。其组成有系统硬件、系统软件、空间数据、应用人员和应用模型。
2、RS技术
遥感(RemoteSensing,RS)指通过某种传感器装置,在不与研究对象直接接触的情况下获取其特征信息,并对这些信息进行提取、加工、表达和应用的一门科学技术。
3、GPS技术
全球定位系统(GlobalPositinoningSystem,GPS)是一个以卫星为基础的具有全能性(陆地、海洋、航空和航天),全球性,全天候,连续性,实时性的无线电导航、定位、定时系统。能为各类用户提供精密的三维坐标、速度和时间,并成功地应用于测量、导航和工程设计等领域。
4、3S集成
3S在空间信息管理中各具特色,均可独立完成自身功能,同时它们解决的问题之间又有很多关联性,在解决问题上各有长短。GIS具有较强的空间查询、分析和综合处理能力,但获取数据困难;RS能高效地获取大面积区域信息,但受光谱波段限制,且数据定位及分类精度差;GPS能快速地给出目标的位置,但通常无法给出目标点的地理属性。因此,需要三者有机的结合起来,实现各种技术的综合,发挥更打的作用。GIS、GPS、RS的集成利用,构成整体的、实时的和动态的对地观测、分析和应用的运行系统,提高了GIS的应用效率。
2“3S”技术在土地资源管理中的应用
1、在土地调查中的应用――以全国第二次土地调查为例
全国第二次土地调查目的是全面查清全国土地利用状况,掌握真实的土地基础数据,并对调查成果是性信息化、网络化管理,建立和完善土地调查、统计制度和登记制度,实现土地资源信息的社会化服务,满足经济社会发展、土地宏观调控及国土资源管理的需要。
在本次全国土地调查中,3S技术的应用为调查的高质量和高效率奠定了基础。遥感(RS)为GIS系统提供了可靠的数据源,卫星定位系统(GPS)在外业调查中获取更新数据,而地理信息系统(GIS)则对GPS获取的数据和RS提供的数据源进行了详细的信息分析与应用。
其中土地调查正射影像(DOM)是由国务院下发的标准分幅第二次全国土地调查底图,比例尺为1:10000。
内业判读主要是用MAPGIS或者AUTOCAD等软件在底图上勾绘地类界线,初步判定地类、线状地物及零星地物的位置及属性,并对图斑、线状地物、零星地物进行编号。
外业调查以内业判读后输出的图纸为基础,对各地类逐一进行核实、校正,并量测线状地物的宽度及零星地物的面积,对影像上没有的新增地物进行补测,可采用距离交会法、直接坐标法等进行补测对新修建的道路和桥梁等大型建筑物,可直接用RTK补测,最后将核实、补测的内容及属性标绘在调查底图上或记录在《土地调查记录手簿》中,以此作为内业数据库建设的依据。
权属调查阶段主要工作内容是将权属界线调绘在调查底图上,处理和调查土地权属争议,签订《土地权属界线协议书》或《土地权属界线争议缘由书》。
土地利用数据库建设:根据外业调查成果对内业预判数据进行修改,检查空间数据的拓扑关系无误并确定录入所有属性后即可将数据汇总入库,完成数据库建设(这个过程各省所用软件有差异,辽宁省采用的是南京国图在ARCGIS平台上二次开发的软件)。
2、在土地执法监察中的应用
3S技术在土地执法检查中,可以有效地帮助土地执法人员准确发现疑似违法用地,并且在电子地图导航的指引下快速地到达违法用地现场。利用GIS技术,将不同时段的卫星遥感影像对比,人机互动提取疑似变化图斑,并将遥感影像与疑似变化图斑配置到手持GPS中。利用GPS的定位功能可以方便找到疑似变化图斑的准确位置。
找到变化图斑后需要对该地块进行面积测量等工作。传统的野外监测方法测量范围小,速度慢,效率低,精度不能保证。若手持差分型GPS接收机到执法现场走一圈,采用最新卫星定位技术,监测速度和精度将大大提高,GPS接收机可以时时获取三维坐标数据,将二维坐标数据存储到文件中,测量完毕后将数据直接下载到计算机成图,用GIS进行分析即可(还可以建立土地利用变化数据库,以便日后的管理作)。该种测量模式高效、高精度,且适用于各种各样复杂的变更情况,真正地实现了动态监测的实时性和数值化,保证了土地利用现状调查的现势性。
33S技术在土地管理中发展趋势与展望
1、RS技术向“三高”方向发展。“三高”即高空间分辨率、高时间分辨率和高光谱分辨率。高光谱图像的光谱信息层次很丰富,结合TM、SPOT等格式数据,可以探测出更多的地物,更方便地管理土地资源。另外,随着遥感分类技术和对地物的自动识别能力的提高,将促进分类的自动化、智能化,大大提高作业效率。
2、三维GIS技术。三维数据描述地理对象,即所有的对象通过三维立体坐标进行标识。三维GIS直观地再现了真实的三维场景,而且将规划设计结果放入虚拟的三维场景中进行方案对比选择。三维GIS可以使决策者直观地了解、掌握土地利用分布情况,使土地管理变得科学化,还能对土地管理实现动态监测。
3、3S技术与网络技术、专家系统集成。3S技术将进一步集成和应用,结合网络技术和专家系统,形成一个系统化、网络化和智能化的土地资源管理决策系统。最新的土地资源管理决策系统将3S技术、专家群体、网络技术和计算机技术有机结合起来,对土地资源的开发应用进行科学的模拟分析,更加科学地管理土地资源。
综上所述,3S集成技术的发展形成了综合的、完整的对地观测系统,提高了人类认识地球的能力。随着国民经济的发展和科学技术的进步,3S技术在国土资源管理中将产生更大的作用。
参考文献
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