“3S”测绘技术在现代土地科学中的应用

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“3S”测绘技术在现代土地科学中的应用

“3S”是空间定位系统（目前主要指GPS全球定位系统）、遥感（RS）和地理信息系统（GIS）是目前对地观测系统中空间信息获取、存贮管理、更新、分析和应用的3大支撑技术，是现代社会持续发展、资源合理规划利用、城乡规划与管理、自然灾害动态监测与防治等的重要技术手段，也是地学研究走向定量化的科学方法之一。



标签： “3S”；测绘；土地科学

一、3S概述

1、地理信息系统GIS

地理信息系统是一种由硬件、软件、数据和用户组成以研究地理或地学数据的数字化或图形化采集、存贮、管理、描述、检索、分析和应用与空间位置有关的相应属性信息的计算机支持系统，它是集计算机学、地理学、测绘遥感学、环境科学、空间科学、信息科学、管理科学和现代通讯技术为一体的一门新兴边缘学科。地理信息系统是在计算机硬件与软件的支持下，运用系统工程和信息科学的理论，科学管理和综合分析具有空间内涵的地理数据，以提供对规划、管理、决策和研究所需信息的空间信息系统。地理信息系统主要由计算机硬件系统、计算机软件系统、空间数据和系统使用管理及维护人员组成，其主要功能模块有空间数据输入模块、空间数据管理模块、空间数据处理分析模块、应用模型和空间数据输出模块。



2、全球定位系统GPS

全球定位系统是以卫星为基础的无线电测时定位、导航系统，由分布在与赤道面夹角为55°的6个轨道上的24颗工作卫星和3颗备用卫星组成[3]，可为航天、航空、陆地、海洋等方面的用户提供不同精度的在线或离线的空间定位数据。所谓GPS定位是指运动载体实时测出接受天线所在的位置，而导航则是指GPS接收机在测得运动载体实时位置的同时，还测得运动载体的速度，时间和方位等状态参数，进而可“引导”运动载体驶向预定的目标位置。



3、遥感技术（RS）

遥感，是一种远距离不直接接触物体而取得其信息的探测技术。即指从远距离高空以及外层空间的各种平台上利用可见光、红外、微波等电磁波探测仪器，通过摄影和扫描、信息感应、传输和处理，从而研究地面物体的形状、大小、位置及其环境的相互关系与变化的现代综合性技术。



GIS、GPS与RS三者功能上存在明显的互补性，在实践中人们渐渐认识到只有将它们集成在一个统一的平台中，其各自的优势才能得到充分发挥。从信息




和系统运转的流程来说，RS，GPS是数据采集阶段获取信息的的方法和手段，GIS是数据处理阶段信息分析演算的工具，在结果输出和运用阶段，GPS和GIS则协同作用，为用户提供决策参考和依据。



4、3S技术集成是指三种技术与其他相关技术有机地集成在一起。是一种有机的结合、在线的连接、实时的处理和系统的整体性。GPS提供实时而准确的定位信息，对于空间数据的确定有特殊意义，RS技术利用某些仪器设备。在不与被研究对象直接接触的情况下，收集其数据，通过处理分析，最后提取和应用有关对象信息。是一种高效的信息采集手段，具有极高的空间时间分辨率；GIS是利用现代计算机图形和数据库技术来输人、存贮、编辑、查询、分析、决策和输出空间图形及属性数据的计算机系统，它能够把现实生活中的各种信息有机地与反映地理位置的图形信息结合在一起，可根据查询与分析将信息真实、图文并茂地展示在用户面前。也可将分析决策模型处理结果提交各级管理部门作决策参考。3S集成系统不仅具有自动、实时采集、处理和更新数据的功能。而且能够智能式地分析和运用数据，为各种应用提供科学决策咨询，并回答用户可能的各种复杂问题。在这个系统内，GIS相当于中枢神经。RS相当于传感器，GPS相当于定位器，三者的共同作用收集和处理地球能实时的变化。使其在资源环境与区域管理等众多领域中发挥巨大作用。



二、“3S”测绘技术在现代土地科学中的应用

1、土地资源调查与评估

国家相关人员对土地资源进行调查，是为了实现对于某一地区或单位所覆盖土地的数量、质量、分布及开发利用状况的精准把握，而实施的测量、分析以及评价工作，以便于推动现有的土地资源结构的科学合理调整。3S技术应用于此工作，主要是通过构建调查系统来实现，其中，GPS可以对土地资源的空间位置进行定位及信息获取，GIS则用来对各项数据进行编辑整合与分析，RS则用来检测土地资源信息的空间动态变化状况。RS、GIS和GPS等为土地调查提供了坚实的技术支撑，RS快捷、实时、高效地获取土地利用变化信息；GPS快速准确地采集土地利用变化图斑的空间位置；GIS对采集的数据进行编辑实现数据管理自动化。当前的全国第二次土地调查的技术流程如下：采用现代遥感技术获取影像资料。完成正射影像和基础图件制作；通过遥感影像和外业自动化调查进行实地调查；进行内业处理，完成信息的汇总统计和分析：实现调查数据的管理和更新机制的建设：逐步建立起土地利用动态监测体系。



2、土地规划利用与整合

测绘人员在做好对于土地资源的信息调查与规划之后，还要以某部分土地的特定利用目标与使用规划作为依据，分析调查各部分土地的结构与布局状况，并结合具体的开发利用计划对现有的土地进行适当的规划设计，以保证土地在未来的应用达到对于业主的满足，并实现对于国家土地资源的高效保护。具体来看，3S技术应用于规划利用工作，主要是以RS技术对该部分土地资料的动态利用状况进行图像资源獲取，然后以GIS构建该土地资源利用的信息资料系统，并对




信息资料进行分析、储存与利用，同时对该土地资源利用的各项信息进行可视化的图形模拟展示。



3、地界测定与动态监测

土地测绘人员在开展测绘工作时，还要针对土地的征用、出让、转租及整理等工作，为土地界限进行测定，以保证各地界位置的科学精准性，实现对于各个用户利益的保护，它主要包括权属调查、地界测绘以及测定报告编写等几项工作。在土地勘界外业中，可使用GPS进行定位，将基准站的已知数据和观测数据发送给流动站，流动站接收基准站数据，并采集GPS观测数据，形成差分观测值，实时计算出流动站的三维坐标及其精度。该测量方式可以提高土地勘测定界精度，并且无须通视，观测时间短。操作简便；在土地勘界内业中，采用GIS与数据库技术相结合的方式对土地勘测定界测量和土地征收数据进行管理。能保证外业和内业数据处理的一致性，实现数据处理的自动化，保证数据统计的准确性以及方便数据查询3S技术应用于该工作中，贯穿了该工作的外业调查与测量、内业调查以及资料整合归档等各个环节，其中，GPS技术主要用来进行定位，并将相关信息传输给观测站，RS技术主要借助数据库软件，对测量获得的各项数据进行整合、分析，以使各项数据达到精准性，并便于查询、利用。“3S”技术可充分用于土地勘界的全过程：在土地勘界外业中，可使用GPS进行定位，将基准站的已知数据和观测数据发送给流动站，流动站接收基准站数据，并采集GPS观测数据，形成差分观测值，实时计算出流动站的三维坐标及其精度。该测量方式可以提高土地勘测定界精度，并且无须通视，观测时间短，操作简便；在土地勘界内业中，采用GIS与数据库技术相结合的方式对土地勘测定界测量和土地征收数据进行管理，能保证外业和内业数据处理的一致性，实现数据处理的自动化，保证数据统计的准确性以及方便数据查询。



参考文献：

[1]周自翔，李晶，任志远.基于GIS的关中-天水经济区地形起伏度与人口分布研究[J].地理科学.



[2]鲁春阳，文枫，杨庆媛.城市土地利用结构影响因素的通径分析——以重庆市为例[J].地理科学.

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