高 峰，陶艳成

(广西师范学院资源与环境科学学院，广西南宁530001)

第一次全国水利普查是一项重大的国情国力调查，是国家资源环境调查的重要组成部分［1－2］，目的是全面查清我国江河湖泊的基本情况，掌握水资源开发利用及保护现状，摸清经济社会发展对水资源的需求，了解水利行业能力建设状况，建立国家基础水信息平台，为国家经济社会发展提供可靠的基础水信息支撑和保障。近年来，“3S”技术发展迅速，以其实时、快速、高效和自动化的特点在多个行业得到了广泛应用，并取得了很好的效果。本研究将“3S”技术和Google Earth 在广西第一次全国水利普查中的应用情况进行了总结，并对其在水土保持工作中的应用前景提出了一些自己的看法。

1 广西第一次全国水利普查方案

1．1 水利普查概况

广西第一次全国水利普查主要采用1 ∶1 万地形图作为基本数据源，以分辨率高、现势性强的遥感影像作为补充，即当野外调查单元无法进入时，采取遥感解译进行野外调查单元的调绘，其中遥感数据为SPOT 数字正射影像，时相为2007—2009年，分辨率为2．5 m。广西充分利用2009年全国第二次土地调查数据等资料，应用“3S”技术，以野外实地调绘为主、室内判读解译为辅，采用综合调绘法最终完成了普查工作。

1．2 技术路线和工作流程

广西第一次全国水利普查的技术路线是:以ArcGIS 为平台，将经过处理的1 ∶1 万地形图制作成A4 图幅的野外调查单元工作底图，作为野外实地调绘的工作底图;在野外，以GPS 为引导，根据工作底图上的经纬度准确到达调查单元，通过实地勘察，确定土地利用类型;用GPS 准确定位，确定地块边界，完成地类边界的勾绘。其技术路线和工作流程见图1。

2 “3S”技术在广西水利普查中的应用

2．1 ArcGIS 在广西水利普查中的应用

(1)在野外调查单元工作底图制作中的应用。根据水土保持技术要求，选择ArcGIS 作为制作野外调查单元工作底图的GIS 平台。野外调查单元是指在野外进行水蚀指标调查的空间范围，平原区为1 km ×1 km 网格，丘陵区和山区为0．2～3．0 km2［1］，地理位置根据1 ∶1 万地形图确定。外业调查重点是利用GPS 技术确定野外调查单元的具体位置，参照工作底图和实际地形，寻找勾绘地块边界的起始位置，依次勾绘地块边界。

图1 水土保持措施普查技术路线与工作流程［1］

野外调查单元工作底图具体制作方法是:首先利用光栅图矢量化软件R2V 在1 ∶1 万地形图上矢量化调查单元边界、等高线和重要参考物，然后将矢量化好的边界线、等高线等shapefile 文件加入到ArcGIS 中，配上经纬度网格线、比例尺、图名、绘图人、审核人、日期等，输出保存为图片格式文件，并以野外调查单元编号命名。处理流程如图2。

图2 数据处理流程

(2)在野外调查成果建库中的应用。完成野外调查单元调绘后，由县级普查机构对野外调查清绘图进行扫描，并用Arc-GIS 对其进行配准。配准过程中尽量选取有代表性的特征点，如河流拐弯处、道路交叉点等，如果野外调查单元是规则网格，那么选择网格4 个角点进行配准就可以了。配准完成后，存为一幅新的图片，用于后期调查成果的矢量化。在矢量化过程中，要建好数据的属性结构，完成属性数据的录入工作。地块属性录入就是根据清绘图中划定的地块边界，先将其矢量化为线要素，再经过拓扑检查，将其转化为面要素，然后根据外业调查填写的表格数据，将对应的属性录入到相应的地块中，完成属性数据的录入工作。矢量化工作完成后，整理好其他资料进行数据上报。野外调查成果建库流程见图3。

图3 野外调查成果建库流程

2．2 RS 在野外调查单元调绘中的应用

不同于传统的方法，RS 具有以下特点:探测范围广，数据采集速度快;能动态反映地面事物的变化，并将原有资料快速更新;获取信息受限制小，精度高，用时短，批量生产成本低;成果以数字形式保存，易于携带、保存和修改等。基于此，我们可以充分利用RS 的这些优点进行野外调查单元调绘。此次外业调查为全野外调查，当遇到无法进入的野外调查单元时，可以采用RS 技术对调查单元进行遥感解译。遥感解译得到的野外调绘成果可信度很高，基本满足了精度要求。

2．3 GPS 在野外调查单元调绘中的应用

此次野外调绘要求每个作业人员事先设计好调查路线，方便野外调查单元的定位，要走到、看到、问到、做到，根据工作底图将地物现状准确无误地勾绘出来。具体来说，采用全野外实地调查方法，根据以1 ∶1 万地形图为数据源制成的野外调查单元工作底图，用GPS 作引导，准确定位地类边界，并记录地类信息。此外，拍摄特定地类的近景特写，以便后期查阅核实。

3 Google Earth 在广西水利普查中的应用

随着Google Earth 的日益发展，其应用的领域越来越广，不仅是因为Google Earth 集成了RS、GIS 和GPS 3 种高新技术的功能，更重要的一点是目前它对所有用户是完全免费的。因此，Google Earth 在各领域有许多成功的应用实例，如陈强等［3］将Google Earth 应用到地震应急中，倪忠云等［4］将Google Earth应用到成都市功能分区研究中，都取得了很好的效果。

基于此，将Google Earth 应用到广西第一次全国水利普查中具有重要的意义，能给我们的工作带来极大的便利。Google Earth 在水利普查中主要用在3 个方面:第一，能够方便地获取野外调查单元的位置信息;第二，可以在野外调查单元质量控制阶段对野外勾绘地物进行检查;第三，在无法进入野外调查单元的情况下，可利用其提供的影像资料进行遥感解译，完成调查单元的野外调绘。

4 总结与展望

基于“3S”技术和Google Earth 开展广西第一次全国水利普查的实践表明:第一，与传统制图方式相比，使用“3S”技术能够简化制图流程，缩短制作工作底图所需时间，同时在底图精度和地图美化上也有较大改善;第二，利用“3S”技术能够缩短遥感影像内业解译的时间，提高精度，节约成本;第三，利用“3S”技术可以提高野外调绘精度，准确勾绘地块边界、位置和大小，并且保证了后期矢量化成果的精度;第四，空间技术、传感器技术、卫星定位与导航技术和计算机技术、通信技术相结合是大势所趋［5］，采用“3S”技术符合第一次全国水利普查的技术要求;第五，利用Google Earth 可以方便地为我们查找路线和感兴趣的影像，在水土保持外业调查中发挥了重要的作用。

“3S”技术在土地资源调查、城市规划、生态环境动态监测、海岸带监测等领域都发挥了重要的作用。但是，目前在“3S”技术的应用上还存在一些不完善的地方，尤其是在野外使用GPS时，GPS 的定位与实际位置往往会有100 m 左右的误差，在进行地块清绘时需进行人工干预才能找到准确的位置。这个误差是在坐标转换时产生的，目前的技术手段还无法消减，虽然可以通过计算进行纠正，但是使用起来很麻烦。除此之外，受卫星信号的影响，在山区和空间遮挡物较多的地区，GPS 的定位精度不是很高。随着国产北斗卫星导航系统的发射成功，相信在不久的将来，使用北斗卫星导航系统定位能够有效解决精度问题，进一步提高工作效率。笔者相信，随着“3S”技术的不断发展和在水土保持领域应用的不断深入，“3S”技术在水土保持领域的应用前景将十分广阔，也必将推动我国水土保持研究工作的深入发展。

［1］国务院第一次全国水利普查领导小组办公室．第一次全国水利普查培训教材之六——水土保持情况普查［M］．北京:中国水利水电出版社，2010:1，65，176．

［2］曾祥坤，王仰麟，李贵才．中国城市水土保持研究综述［J］．地理科学进展，2010，29(5):586－592．

［3］陈强，姜立新，帅向华．Google Earth 在地震应急中的应用［J］．地震，2008，28(1):121－127．

［4］倪忠云，雷方贵，杨武年，等．Google Earth 在成都市功能分区研究中的应用［J］．国土资源科技管理，2007，24(4):121－124．

［5］汪亚峰，卢玉东，卢喜平，等．GIS 在水土保持研究中的应用［J］．农业网络信息，2004(12):6－9．