刘宪忠

土地资源是一个国家或地区经济赖以发展的重要物质基础，也是制定城市发展规划的必要依据。随着社会经济对的快速发展，我国的土地资源利用现状发生了前所未有的变化，有必要对土地资源的利用情况进行更新，对土地资源利用的更新调查便成为土地资源调查的一项核心内容。但采用过去基于地形图纸或绘制平面图调查了解土地利用变化的方法，因其周期长、进度慢等诸多缺点已逐渐被淘汰。而将RS、GPS、GIS的“3S”技术融入土地更新调查工作，不仅有效提高了土地更新调查的质量与效率，还有助于建立土地利用现状的调查动态机制，保证数、图及实地的一致，为土地规划、国土资源管理及经济建设提供准确科学的依据。

土地资源现状利用的更新调查，指的是以实际航空或航天遥感获取的正射影像图料为调查底图，在土地资源详查、土地变更图件及数据的参考基础上，依据国家统一划分的土地分类标准，对某区域范围内的土地利用类型、分布及权属状况进行调查摸底，进而获取土地更新调查成果的一系列量测、分析和评价工作。本文以准确反映土地分布、利用现状为研究目的，结合“3S”技术在土地更新调查中的应用探讨，进一步解决土地更新调查中的方法难题，依托“3S”技术平台，确保土地利用现状更新调查成果的合理性和科学性，保障土地更新调查数据的准确性和实势性，为现阶段城市及农村土地资源管理提供最佳途径。

土地更新调查的任务构成

土地更新调查需要以最新的图形和数据作为支撑，由于土地资源分布及利用状况连年发生显著的改变，造成了土地图件较差的现势性，若继续使用过去较为单一的土地调查方法，不仅不能及时反应现实的土地利用情况，也不能有效满足国土资源管理及新时期城市土地规划与修编的需求，因此，做好当前的土地更新调查工作，在准确掌握土地利用现状的基础上，实现数据、图件与实地之间的有效统一，是当前土地资源调查工作者的一项紧迫任务。

利用土地现状进行土地更新调查，主要包括以下几个任务：

建立行政区划内土地调查的基础控制网。为了高效率地完成土地利用基础图件与数据的更新工作，土地更新调查中需要采用国家统一规定测绘系统和标准。建立土地更新调查的图形坐标系，在正射投影的作用下，按照国家高程基准，建立相应面积的GPSC级基础控制网，建立各区、县加密D、E级网和水准网，为进一步统一地理信息和土地更新调查打下坚实基础。

土地权属调查。首先是完成土地更新调查中控制范围界线的界定。主要是调查各个市、区县、乡的行政区域界；对土地的权属进行调查。主要调查国有土地使用权界线和集体土地所有权界线；完成土地权属边界的接边。在参照行政区划勘界成果的基础上，完成辖区内相邻县市土地权属的边界接边。

土地利用现状调查。在详细调查历史图料的前提下，利用卫星遥感影像数据和土地开发与用地审批成果，进行土地数据的更新，其中包含内业预处理、土地面积的计算和外业调查及土地更新数据的汇总统计等，得出较为全面的土地数量、类型及使用状况信息。

建立土地利用现状数据库。利用土地的基础图件，在满足现代土地管理的查询、变更及统计分析要求的前提下，建立土地图件、数据和实地信息相一致的土地利用现状数据库。

“3S”技术的概述

“3S”，即遥感技术（RS）、全球定位系统（GPS）及地理信息系统（GIS）在内的三种主要技术构成的现代信息技术。它是在计算机技术、空间技术、感器技术、卫星定位与导航技术多种科学技术高密度配合下，完成对地理空间信息的获取、分析及评价工作，实现对地理资源的科学管理。

其中，遥感技术（RS）是基于电磁波反射的原理，利用地面物体对外界的电磁波反射或自身辐射发出的电磁波，在飞行器上附带的感应器的记录之下，形成航空影像，为人们提供相应的地面空间信息。基于RS技术的应用，让土地更新调查中的影像制作得以实现，成为土地调查工作的底图。

全球定位系统（GPS）是基于卫星导航技术进行的一系列测量工作，包括测量时间和距离、全球地理信息的地位等，与传统的定位技术相比，其稳定性和技术性都较高，不需通视，定位的精确性较高，现代的GPS定位都以便携式的仪器为主，携带方便，适合在复杂的野外地形环境中进行测量作业、土地更新调查中，采用静态GPS系统对土地更新信息进行地籍测量控制，找出辖区内土地准确的空间位置坐标。

地理信息系统（GIS）是建立在地理空间数据基础上的一种运用模型分析的方法，为人们提供时态性的地理空间信息。它可以实现对土地资源资料的统一管理，通过各种查询与分析，准确得对土地利用现状信息进行统计处理，最后以图形或图表的形式直观展现，是当前被政府及企事业单位土地规划广为应用的一种土地地籍及土地利用管理信息系统。

3S技术应用于土地更新调查，实现了传统技术向数字化技术的转变，为新时期政府及国土资源部门科学决策提供了科学化、现代化和信息化的土地利用管理手段，为“数字国土”目标的实现奠定了坚实基础。

“3S”技术的技术路线及工作流程

“3S”技术的总体技术路线。土地更新调查工作往往建立在土地利用現状调查、城市地籍信息调查和和城市行政区划勘察的资料调查基础之上。它的总体技术操作路线如下：首先，使用RS获取最新的卫星遥感影像数据；其次，在野外作业中，借助GPS技术进行地理位置的坐标控制点铺设，结合卫星遥感数据的信息进行二次多项式的高精度纠正，并在DEM数据对地形信息的改正之下完成卫星正射影像图的制作，摸清土地权属的变更及土地利用状况变更的情况，继续得出土地权属、类型、数量及分布结果；最后在GIS技术的帮助下，将土地更新调查的结果录入计算机系统，实现土地利用图件的更新，建立最新的土地资源利用数据库。

“3S”技术的工作流程。在GPS的基础支持下，土地更新调查中获取了土地地物准确的数量、类型及权属信息，利用RS遥感技术更新现有土地资源利用数据库和图件，最后在GIS人机交互的功能作用下实现土地变更信息的提取和同步，更新现有土地利用现状图，实现对土地利用基础图件的数字化更新。“3S”技术支持下的土地更新调查流程，详见下图（图1）。

“3S”技术在土地更新调查中的应用

RS技术在土地变更信息获取的应用。土地更新调查对遥感影像的质量要求较高，不仅要获取准确的目標地物信息，在图斑边缘区域还应做到图像的规则、整齐，尤其是土地权属边界地区的坐标要保证精确无误。因此，在土地更新调查的遥感影像获取中，往往采用目视解译的方式，在现有土地图件的基础上实施必要的外业调查，从而最后确定土地利用现状的准确性。

遥感技术（RS）是伴随航空摄影而兴起的一门新物质探测技术，它实现了不直接接触探测目标物的前提下对目标物的远距离感应。RS技术在土地更新的工作流程主要如下：①卫星遥感获取的图像的纠正，按照土地更新调查要求得出正射影像图；②将基年的土地利用现状数据库导入；③在遥感影像的叠加之下建立建立土地利用的识别样本；④将土地利用现状的基年数据与现有的影像套合，作土地影像的光谱分析；⑤对土地信息的变化源进行确认；⑥生成土地利用数据库中的图表。对土地利用信息进行及时的更新。RS技术的优点主要有动态实时、宏观综合、快速发现区域变换，获取到的地理信息范围更大、资料更实时，地理影像的处理更容易。

GPS技术在土地变更信息空间坐标获取的应用。GPS是一种可测距、测时的空间交汇的导航系统，GPS通过接受来自卫星的导航信息反映和记录测量目标物的坐标信息和载体的运动速度，给出最新时段内地理目标物的变更信息，具备记录地物属性的作用。

在具体的土地更新调查中，通常将GPS技术对土地数据的获取分为两情况：一种是直接通过GPS技术采集更新土地空间的实时数据；另外一种是GPS接收机内的实时差分定位技术（RTK）与地理信息系统（GIS）相结合，实现野外地形的测量。这样以来，可以有效提高测量结果的精确度和实用性。一般而言，实时差分定位技术，即RTK测量系统由GPS接收机、影像数据的传输设备、系统软件三个部分构成。其中实现地理信息动态测量的关键部分为影像数据传输设备，它通常由基准站的发射电台和流动站的接收电台构成。

GPS技术支持下的土地更新调查数据在获取后，需要地理信息系统，即GIS对数据进行统一的编录和管理，为数据使用者和地理信息的决策者提供土地利用变化区域的记录。通过GPS技术进行外业测量时，采集地理数据的方法如下：采集土地区域边界变化区域的信息，最终以多边形呈现；采集土地变化区域较规则的拐点，在内业作业时形成多边形；再者，采集弧形的土地边界，与土地利用底图上的弧段连成多边形；将采集到的土地区域在业内形成多边形。

上述数据采集方法的合理使用能够极大程度提高工作效率，同时提高数据精度，减轻内业工作量。以矩形测量为例，测量过程中若遇到障碍，通常会绕过障碍，但是障碍太大，就无法保障测量精度，只能目测距离，采用文字进行描述，从而在测量结束后进行修正。这种测量方法远不如直接测量矩形四个拐点快速精确。且内业工作中采用的“以点连线”方式也比其他测量方法更为简单，“以点连线”坚持尊重地图原则，充分利用地图弧段，从而最大限度减少拓扑叠加操作时产生的小多边形。

GIS技术在土地更新数据库建立中的应用

GIS即地理信息系统，主要是指以信息科学理论和系统分析理论为基础，借助计算机软硬件对地理数据进行综合分析与管理，进而为规划、决策等提供所需信息的系统。地理信息系统具有数据输入、编辑、分析、查询及制图绘图输出等功能。采用GIS进行土地利用现状数据库的建立，能够快速汇总土地面积、查询数据、编制图件，优化传统方法，同时减少工作和数据误差。通过全球定位系统、遥感技术进行信息的获取，然后将信息以文档形式传给地理信息系统，GIS再利用空间数据库技术实现对图像及其数据属性的一体化管理，同时对数据进行分析和存储。现有GIS技术可实现对文档、数据的综合管理，还能对数据进行叠加、拼接与处理，并按照指定要求输出结果。

“3S”技术在土地更新调查中的应用实例

调查区域概况。**县位于东北地区，面积为***，全县辖7镇16乡31个居委会，拥有310个行政村，全县人口为87.2万，其中农业人口为69.4万，人口密度为373人/。**县人民政府驻地***，占地面积。此次研究数据主要来源于2015年**县第一次土地调查数据库以及1：100000土地利用现状图；2015年卫星地面站接收到的2.5m全色多端，以及多光谱波段的融合数据。

应用RS准确获取土地变更信息。采用遥感技术获取原始遥感影像，由经验丰富的遥感技术人员借助计算机对影像进行解译、融合、校正等处理，然后按照正射影像图的制作流程，利用计算机自动生成DOM。为确保调查精度，应当对完成的数字正射影像图进行检测，检测达标方可使用。

应用GPS对土地更新进行精确的空间定位。在外业工作中，如果能够通过图像准确清楚的看出实地界线，那么作业人员可以直接在图上进行转绘，然后再通过电脑二次转绘，若外业工作中碰到新增障碍物，或者实地变化较大，无法通过图像准确判断位置的，就应当采用全球定位技术或者实时动态分差法进行进界址点坐标的测量：将RTK基准框架网点作为基础，进行GPS基准站的假设，采用“1+2”的模式，同时使用RTK接收机与GPS接收机进行测量。

应用GIS进行土地更新的数据库建设。将通过GPS获取到的数据录入计算机进行处理存储，同时在原有调查数据上进行新增变化图层的叠加分析，然后再利用相关图像处理技术，得到全新的土地利用现状图。在新绘的土地利用现状图中，每项数据都必须具备时间属性，要反映出现状与原来数据的差异，要求工作人员查询任意地块都能看到该地块在不同时间的属性变化情况，如地块过往和当前的利用类型，地块编号变化等等，通过对地块不同时间段属性的组合即可得到土地利用现状图。

综上，土地更新调查中，3S技术已经成为当前国土资源刮玻璃手段的一大热点，为我国土地利用与土地规划管理方法的创新带来了机遇，使得我国土地资源调查事业发生了质的飞跃。在本研究中，笔者充分阐述了土地更新调查概念及其任务构成，在介绍3S技术概念的基础上，结合3S技术在土地更新调查中应用的技术路线和流程分析，分别就RS技术、GPS技术和GIS技术在土地更新调查中的应用进行深入研究与探讨，以期为我国国土管理部门开展土地利用更新调查提高技术方法，为国土资源开发与管理决策提供科学依据。