浅析3S集成技术在土地资源调查中的应用

屈芳青+唐光金

摘 要：近年来，在我国土地利用现状的调查过程中，由于传统的调查技术调查的周期长以及调查手段落后等现状，无法满足准确检测以及动态变更检测等的需求，严重影响了土地调查的进程，随着GPS、RS、GIS技术的不断发展和成熟，已经逐渐应用到了土地的调查领域，文章将在阐述3S集成技术的前提下，对3S集成技术在土地调查中的应用进行分析。

关键词：3S集成技术；土地资源调查；应用

土地资源是人类生存和发展的基础，对土地资源的分布以及数量、质量等信息的掌握关系着我国经济的可持续发展，所以，定期的进行对土地的调查工作，是当前发展的需要，3S技术在土地的调查中可以有效利用计算机网络技术，为土地信息的获取、存储以及后续的更新、共享等服务提供了强有力的技术支撑，如何更有效的利用3S集成技术进行土地资源的调查工作，实现动态监测，是当前土地资源管理过程中需要解决的问题。

1 3S集成技术的构成

随着现代科技的高速发展，全球定位系统技术（GPS）、地理信息系统技术（GIS）与遥感技术（RS）已经被应用到了我国土地资源的调查中，其各自的技术特点与应用范围在土地资源空间定位以及消息收集、编辑存储和后续的变更测量、自动检测等方面发挥着重要的作用，具体运用如下：

GPS具有实时、快速地提供目标空间位置的的功能，在土地调查中主要应用于变更测量和控制测量空间信息记录；GIS能够借助计算机的数据库技术进行数据的输入、存储以及分析、查询和后续的决策等，在土地调查中，主要用于完成内页工作，如基础信息的编辑存储、录入汇总以及数据转换、土地面积量算、田坎系数测定等等工作；RS可以实时、快速地为使用者提供大面积地物以及环境保护物理信息等的变化参数，在土地的调查中，主要用于土地信息的获取，分辨土地信息的空间和时间等。

3S集成技术是GPS、RS与GIS技术的集成系统和结合应用，通过配置GIS系统的笔记本电脑与GPS接收机的集成实现了GIS技术和GPS技术的集成，实现了笔记本电脑GPS数据的实时地导入，然后利用笔记本上的GIS系统进行数据的浏览、查询以及实时存储、缩放底图，进行数据的修改、编辑或删除等，减少了传统土地调查中繁重的内业编辑工作，又便宜于携带，作为一个有机整体的技术，3S集成技术能更好地进行推地资源的调查和管理。

2 3S集成技术在土地资源调查中的应用分析

2.1 基于GPS/GIS的土地变更信息的采集、处理

在土地资源调查的过程中，通过将PDA技术与GPS，GIS技术相结合的方法，建立一套用以土地变更的作业系统，此作业系统应该包括对野外数据的采集、编辑存储、内业处理、数据更新等，在不影响效率的情况下，降低土地调查过程中的成本，运用GPS结算出满足精度要求的定位结果，还要构建基于PC机的GIS平台，在此平台上实现变更调查的事后修改以及成果输出，进而生成一个土地变更调查业务处理系统，建立此系统还需要以下技术的支撑[1]。

2.2 GPS载波相位差分定位模型

此技术的工作原理是将由基准站通过数据链接将观测到的坐标信息等观测值传送给用户站，然后用户站根据接收到的信息将来自基准站的载波相位和GPS卫星的载波相位结合起来，组成相位差分观测值，确定用户站的坐标。在土地资源调查时，建立GPS事后差分解算模型，将两测站的载波相位观测值进行差分处理，获得能达到厘米级精度的测站三维坐标，满足土地变更调查中的定位要求，做好调查的前提准备。

2.3 周跳探测与修复技术研究

通过判断因为卫星信号失锁、计数器发生中断产生的周跳，进行正确计数的恢复，是GPS数据处理中的关键技术，采用多项式拟合法或是高次差法可以解决探测大于三周的周跳探测和修复问题，基于此过程中接收机振荡器的影响，可以利用同一台接收机接收不同卫星信号时振荡器影响相同这一特点，运用星际差分探测与修复小周跳，进而获得较高精度的观测值。

2.4 基于遥感数据的土地利用变化信息快速更新

根据现有的遥感数据与土地利用状况，研究基于单时相遥感数据与多时相遥感数据的数据库更新，进行对土地利用的分析研究，重点在于利用当前数据与设施，实现自动化和高效率的土地利用信息获取，达到快速更新土地利用图的目的，因此，利用变化信息进行自动检测是此研究关键技术。

在土地利用图件和更新期的遥感摄像具备的前提下，进行知识库变化信息自动发现方法的实施，如图1，具体的操作方法是，首先对土地利用图件和遥感影像进行叠加，以便于判定新时期影像上未发生变化的完整土地利用区域以及相关类别，建立以统计信息为主体的土地利用遥感信息知识库，以所在土地利用类别信息为参考依据，以土地利用图斑单元为单位，综合两者，在影像上计算出相应的统计特征值，与知识库固有的遥感数据类别进行比较分析，自动检测出未变化以及变化了的区域和位置，表示出具体变化类别[2]。

图1 土地利用图斑单元下的知识库变化信息自检流程

对于变化类别的识别要在自动检测的同时进行，根据计算机的影像特征值，将其信息逐类别匹配自动识别，当识别数目过多时，会出现“同物异谱”的情况，会出现类别的错误识别，应利用层次决策分析法进行多重判据，或者利用决策树的方法进行识别。

2.5 高空间分辨率遥感摄影数据的使用

在我国进行的定期土地利用现状调查中应将高空间分辨率遥感摄影数据作为主要的技术手段，进而提高土地利用信息提取的数据处理能力和自动化水平。基于目前遥感数据光谱特征的自动识别技术日渐成熟的现状，应在土地资源调查中，将高分辨率的摄影数据用于土地利用现状信息的识别研究中，这是对3S集成技术的发展性应用[3]。

3 结束语

综上所述，土地资源作为人类生存发展的物质基础，更是立国的基本要素之一，合理高效的土地管理是实现国名经济计划的关键，土地调查是查清全国土地资源及利用现状的重要手段，文章在对3S集成技术进行阐述的前提下，对其技术支撑下的内外业相结合的土地利用调查技术流程，特别是关键技术等的分析研究，结合3S集成技术在土地资源调查中的作业模式以及作业方法的分析，为将来我国进行土地资源调查提供了主要的技术支持和方法探究。

参考文献

[1]李利娜，肖万胜.3S集成技术在土地利用变更调查中的应用[J].科技信息，2011，01：795.

[2]韩杰.土地资源调查中3S集成应用的关键技术[J].测绘通报，2006，05：47-49.

[3]边志华，李晓英，徐德军，等.3S技术集成在国土管理工作中的应用[J].地理空间信息，2006，04：43-46.endprint

摘 要：近年来，在我国土地利用现状的调查过程中，由于传统的调查技术调查的周期长以及调查手段落后等现状，无法满足准确检测以及动态变更检测等的需求，严重影响了土地调查的进程，随着GPS、RS、GIS技术的不断发展和成熟，已经逐渐应用到了土地的调查领域，文章将在阐述3S集成技术的前提下，对3S集成技术在土地调查中的应用进行分析。

关键词：3S集成技术；土地资源调查；应用

土地资源是人类生存和发展的基础，对土地资源的分布以及数量、质量等信息的掌握关系着我国经济的可持续发展，所以，定期的进行对土地的调查工作，是当前发展的需要，3S技术在土地的调查中可以有效利用计算机网络技术，为土地信息的获取、存储以及后续的更新、共享等服务提供了强有力的技术支撑，如何更有效的利用3S集成技术进行土地资源的调查工作，实现动态监测，是当前土地资源管理过程中需要解决的问题。

1 3S集成技术的构成

随着现代科技的高速发展，全球定位系统技术（GPS）、地理信息系统技术（GIS）与遥感技术（RS）已经被应用到了我国土地资源的调查中，其各自的技术特点与应用范围在土地资源空间定位以及消息收集、编辑存储和后续的变更测量、自动检测等方面发挥着重要的作用，具体运用如下：

GPS具有实时、快速地提供目标空间位置的的功能，在土地调查中主要应用于变更测量和控制测量空间信息记录；GIS能够借助计算机的数据库技术进行数据的输入、存储以及分析、查询和后续的决策等，在土地调查中，主要用于完成内页工作，如基础信息的编辑存储、录入汇总以及数据转换、土地面积量算、田坎系数测定等等工作；RS可以实时、快速地为使用者提供大面积地物以及环境保护物理信息等的变化参数，在土地的调查中，主要用于土地信息的获取，分辨土地信息的空间和时间等。

3S集成技术是GPS、RS与GIS技术的集成系统和结合应用，通过配置GIS系统的笔记本电脑与GPS接收机的集成实现了GIS技术和GPS技术的集成，实现了笔记本电脑GPS数据的实时地导入，然后利用笔记本上的GIS系统进行数据的浏览、查询以及实时存储、缩放底图，进行数据的修改、编辑或删除等，减少了传统土地调查中繁重的内业编辑工作，又便宜于携带，作为一个有机整体的技术，3S集成技术能更好地进行推地资源的调查和管理。

2 3S集成技术在土地资源调查中的应用分析

2.1 基于GPS/GIS的土地变更信息的采集、处理

在土地资源调查的过程中，通过将PDA技术与GPS，GIS技术相结合的方法，建立一套用以土地变更的作业系统，此作业系统应该包括对野外数据的采集、编辑存储、内业处理、数据更新等，在不影响效率的情况下，降低土地调查过程中的成本，运用GPS结算出满足精度要求的定位结果，还要构建基于PC机的GIS平台，在此平台上实现变更调查的事后修改以及成果输出，进而生成一个土地变更调查业务处理系统，建立此系统还需要以下技术的支撑[1]。

2.2 GPS载波相位差分定位模型

此技术的工作原理是将由基准站通过数据链接将观测到的坐标信息等观测值传送给用户站，然后用户站根据接收到的信息将来自基准站的载波相位和GPS卫星的载波相位结合起来，组成相位差分观测值，确定用户站的坐标。在土地资源调查时，建立GPS事后差分解算模型，将两测站的载波相位观测值进行差分处理，获得能达到厘米级精度的测站三维坐标，满足土地变更调查中的定位要求，做好调查的前提准备。

2.3 周跳探测与修复技术研究

通过判断因为卫星信号失锁、计数器发生中断产生的周跳，进行正确计数的恢复，是GPS数据处理中的关键技术，采用多项式拟合法或是高次差法可以解决探测大于三周的周跳探测和修复问题，基于此过程中接收机振荡器的影响，可以利用同一台接收机接收不同卫星信号时振荡器影响相同这一特点，运用星际差分探测与修复小周跳，进而获得较高精度的观测值。

2.4 基于遥感数据的土地利用变化信息快速更新

根据现有的遥感数据与土地利用状况，研究基于单时相遥感数据与多时相遥感数据的数据库更新，进行对土地利用的分析研究，重点在于利用当前数据与设施，实现自动化和高效率的土地利用信息获取，达到快速更新土地利用图的目的，因此，利用变化信息进行自动检测是此研究关键技术。

在土地利用图件和更新期的遥感摄像具备的前提下，进行知识库变化信息自动发现方法的实施，如图1，具体的操作方法是，首先对土地利用图件和遥感影像进行叠加，以便于判定新时期影像上未发生变化的完整土地利用区域以及相关类别，建立以统计信息为主体的土地利用遥感信息知识库，以所在土地利用类别信息为参考依据，以土地利用图斑单元为单位，综合两者，在影像上计算出相应的统计特征值，与知识库固有的遥感数据类别进行比较分析，自动检测出未变化以及变化了的区域和位置，表示出具体变化类别[2]。

图1 土地利用图斑单元下的知识库变化信息自检流程

对于变化类别的识别要在自动检测的同时进行，根据计算机的影像特征值，将其信息逐类别匹配自动识别，当识别数目过多时，会出现“同物异谱”的情况，会出现类别的错误识别，应利用层次决策分析法进行多重判据，或者利用决策树的方法进行识别。

2.5 高空间分辨率遥感摄影数据的使用

在我国进行的定期土地利用现状调查中应将高空间分辨率遥感摄影数据作为主要的技术手段，进而提高土地利用信息提取的数据处理能力和自动化水平。基于目前遥感数据光谱特征的自动识别技术日渐成熟的现状，应在土地资源调查中，将高分辨率的摄影数据用于土地利用现状信息的识别研究中，这是对3S集成技术的发展性应用[3]。

3 结束语

综上所述，土地资源作为人类生存发展的物质基础，更是立国的基本要素之一，合理高效的土地管理是实现国名经济计划的关键，土地调查是查清全国土地资源及利用现状的重要手段，文章在对3S集成技术进行阐述的前提下，对其技术支撑下的内外业相结合的土地利用调查技术流程，特别是关键技术等的分析研究，结合3S集成技术在土地资源调查中的作业模式以及作业方法的分析，为将来我国进行土地资源调查提供了主要的技术支持和方法探究。

参考文献

[1]李利娜，肖万胜.3S集成技术在土地利用变更调查中的应用[J].科技信息，2011，01：795.

[2]韩杰.土地资源调查中3S集成应用的关键技术[J].测绘通报，2006，05：47-49.

[3]边志华，李晓英，徐德军，等.3S技术集成在国土管理工作中的应用[J].地理空间信息，2006，04：43-46.endprint

摘 要：近年来，在我国土地利用现状的调查过程中，由于传统的调查技术调查的周期长以及调查手段落后等现状，无法满足准确检测以及动态变更检测等的需求，严重影响了土地调查的进程，随着GPS、RS、GIS技术的不断发展和成熟，已经逐渐应用到了土地的调查领域，文章将在阐述3S集成技术的前提下，对3S集成技术在土地调查中的应用进行分析。

关键词：3S集成技术；土地资源调查；应用

土地资源是人类生存和发展的基础，对土地资源的分布以及数量、质量等信息的掌握关系着我国经济的可持续发展，所以，定期的进行对土地的调查工作，是当前发展的需要，3S技术在土地的调查中可以有效利用计算机网络技术，为土地信息的获取、存储以及后续的更新、共享等服务提供了强有力的技术支撑，如何更有效的利用3S集成技术进行土地资源的调查工作，实现动态监测，是当前土地资源管理过程中需要解决的问题。

1 3S集成技术的构成

随着现代科技的高速发展，全球定位系统技术（GPS）、地理信息系统技术（GIS）与遥感技术（RS）已经被应用到了我国土地资源的调查中，其各自的技术特点与应用范围在土地资源空间定位以及消息收集、编辑存储和后续的变更测量、自动检测等方面发挥着重要的作用，具体运用如下：

GPS具有实时、快速地提供目标空间位置的的功能，在土地调查中主要应用于变更测量和控制测量空间信息记录；GIS能够借助计算机的数据库技术进行数据的输入、存储以及分析、查询和后续的决策等，在土地调查中，主要用于完成内页工作，如基础信息的编辑存储、录入汇总以及数据转换、土地面积量算、田坎系数测定等等工作；RS可以实时、快速地为使用者提供大面积地物以及环境保护物理信息等的变化参数，在土地的调查中，主要用于土地信息的获取，分辨土地信息的空间和时间等。

3S集成技术是GPS、RS与GIS技术的集成系统和结合应用，通过配置GIS系统的笔记本电脑与GPS接收机的集成实现了GIS技术和GPS技术的集成，实现了笔记本电脑GPS数据的实时地导入，然后利用笔记本上的GIS系统进行数据的浏览、查询以及实时存储、缩放底图，进行数据的修改、编辑或删除等，减少了传统土地调查中繁重的内业编辑工作，又便宜于携带，作为一个有机整体的技术，3S集成技术能更好地进行推地资源的调查和管理。

2 3S集成技术在土地资源调查中的应用分析

2.1 基于GPS/GIS的土地变更信息的采集、处理

在土地资源调查的过程中，通过将PDA技术与GPS，GIS技术相结合的方法，建立一套用以土地变更的作业系统，此作业系统应该包括对野外数据的采集、编辑存储、内业处理、数据更新等，在不影响效率的情况下，降低土地调查过程中的成本，运用GPS结算出满足精度要求的定位结果，还要构建基于PC机的GIS平台，在此平台上实现变更调查的事后修改以及成果输出，进而生成一个土地变更调查业务处理系统，建立此系统还需要以下技术的支撑[1]。

2.2 GPS载波相位差分定位模型

此技术的工作原理是将由基准站通过数据链接将观测到的坐标信息等观测值传送给用户站，然后用户站根据接收到的信息将来自基准站的载波相位和GPS卫星的载波相位结合起来，组成相位差分观测值，确定用户站的坐标。在土地资源调查时，建立GPS事后差分解算模型，将两测站的载波相位观测值进行差分处理，获得能达到厘米级精度的测站三维坐标，满足土地变更调查中的定位要求，做好调查的前提准备。

2.3 周跳探测与修复技术研究

通过判断因为卫星信号失锁、计数器发生中断产生的周跳，进行正确计数的恢复，是GPS数据处理中的关键技术，采用多项式拟合法或是高次差法可以解决探测大于三周的周跳探测和修复问题，基于此过程中接收机振荡器的影响，可以利用同一台接收机接收不同卫星信号时振荡器影响相同这一特点，运用星际差分探测与修复小周跳，进而获得较高精度的观测值。

2.4 基于遥感数据的土地利用变化信息快速更新

根据现有的遥感数据与土地利用状况，研究基于单时相遥感数据与多时相遥感数据的数据库更新，进行对土地利用的分析研究，重点在于利用当前数据与设施，实现自动化和高效率的土地利用信息获取，达到快速更新土地利用图的目的，因此，利用变化信息进行自动检测是此研究关键技术。

在土地利用图件和更新期的遥感摄像具备的前提下，进行知识库变化信息自动发现方法的实施，如图1，具体的操作方法是，首先对土地利用图件和遥感影像进行叠加，以便于判定新时期影像上未发生变化的完整土地利用区域以及相关类别，建立以统计信息为主体的土地利用遥感信息知识库，以所在土地利用类别信息为参考依据，以土地利用图斑单元为单位，综合两者，在影像上计算出相应的统计特征值，与知识库固有的遥感数据类别进行比较分析，自动检测出未变化以及变化了的区域和位置，表示出具体变化类别[2]。

图1 土地利用图斑单元下的知识库变化信息自检流程

对于变化类别的识别要在自动检测的同时进行，根据计算机的影像特征值，将其信息逐类别匹配自动识别，当识别数目过多时，会出现“同物异谱”的情况，会出现类别的错误识别，应利用层次决策分析法进行多重判据，或者利用决策树的方法进行识别。

2.5 高空间分辨率遥感摄影数据的使用

在我国进行的定期土地利用现状调查中应将高空间分辨率遥感摄影数据作为主要的技术手段，进而提高土地利用信息提取的数据处理能力和自动化水平。基于目前遥感数据光谱特征的自动识别技术日渐成熟的现状，应在土地资源调查中，将高分辨率的摄影数据用于土地利用现状信息的识别研究中，这是对3S集成技术的发展性应用[3]。

3 结束语

综上所述，土地资源作为人类生存发展的物质基础，更是立国的基本要素之一，合理高效的土地管理是实现国名经济计划的关键，土地调查是查清全国土地资源及利用现状的重要手段，文章在对3S集成技术进行阐述的前提下，对其技术支撑下的内外业相结合的土地利用调查技术流程，特别是关键技术等的分析研究，结合3S集成技术在土地资源调查中的作业模式以及作业方法的分析，为将来我国进行土地资源调查提供了主要的技术支持和方法探究。

参考文献

[1]李利娜，肖万胜.3S集成技术在土地利用变更调查中的应用[J].科技信息，2011，01：795.

[2]韩杰.土地资源调查中3S集成应用的关键技术[J].测绘通报，2006，05：47-49.

[3]边志华，李晓英，徐德军，等.3S技术集成在国土管理工作中的应用[J].地理空间信息，2006，04：43-46.endprint