( 一 ) 当 前 我 国 地 籍 信 息 系 统 建 设 现 状 我 国 城 镇 地 籍 信 息 系 统 建 设 起 步 较 早, 目 前 许 多 城 市 已 经 建 立 城 镇 地 籍 信 息 系 统, 并 被 广 泛 应 用 于 城 镇 土 地 资 源 的 日 常 管 理, 为 城 市 建 设

我 国 地 籍 信 息 化 建 设 现 状 与 发 展 ( 国 土 资 源 部 地 籍 司, 高 延 利 ) 随 着 信 息 技 术, 特 别 是 地 理 信 息 系 统 网 络 数 据 库 等 技 术 的 快 速 发 展 和 日 臻 成 熟, 以 及 社 会 经 济 发 展 和 国 土 资 源 管 理 对 国 土 资 源 信 息 化 需 求 的 日 益 强 烈, 国 土 资 源 信 息 化 已 经 从 自 由 发 展 跃 升 为 整 体 推 进 和 全 面 发 展 阶 段 地 籍 管 理 作 为 土 地 资 源 管 理 的 基 础, 是 国 土 资 源 管 理 的 内 容 和 任 务, 是 全 面 落 实 国 务 院 关 于 深 化 改 革 严 格 土 地 管 理 的 决 定 ( 国 发 [2004]28 号 ) 的 重 要 保 障 地 籍 管 理 在 国 民 经 济 和 社 会 发 展 规 划 制 定 保 障 国 家 经 济 安 全 实 施 国 土 资 源 的 宏 观 调 控 职 能 等 方 面 提 供 了 重 要 基 础 保 障 我 国 地 籍 信 息 化 的 建 设 是 从 上 世 纪 八 十 年 代 开 始 的 随 着 国 土 资 源 信 息 化 建 设 的 全 面 推 进 和 纵 深 发 展, 特 别 是 金 土 工 程 的 全 面 实 施, 对 地 籍 信 息 化 建 设 提 出 了 新 的 需 求 总 结 我 国 地 籍 信 息 化 发 展 现 状, 研 究 解 决 当 前 地 籍 信 息 化 发 展 中 存 在 的 问 题, 加 快 地 籍 信 息 化 建 设, 实 现 地 籍 管 理 的 自 动 化 和 信 息 化, 对 提 高 国 土 资 源 管 理 信 息 化 水 平 至 关 重 要 一 我 国 地 籍 信 息 化 建 设 现 状 与 发 展 趋 势 二 十 年 来, 我 国 地 籍 信 息 化 建 设 取 得 了 很 大 的 成 绩, 地 籍 信 息 化 已 成 为 国 土 资 源 信 息 化, 特 别 是 土 地 管 理 信 息 化 的 重 要 技 术 支 撑 为 各 级 国 土 资 源 管 理 部 门 的 信 息 化 建 设 提 供 了 很 好 的 基 础 和 经 验 1998 年 国 土 资 源 部 组 建 以 后, 地 籍 信 息 化 建 设 工 作 迈 入 了 一 个 崭 新 阶 段 1

( 一 ) 当 前 我 国 地 籍 信 息 系 统 建 设 现 状 我 国 城 镇 地 籍 信 息 系 统 建 设 起 步 较 早, 目 前 许 多 城 市 已 经 建 立 城 镇 地 籍 信 息 系 统, 并 被 广 泛 应 用 于 城 镇 土 地 资 源 的 日 常 管 理, 为 城 市 建 设 和 发 展 提 供 了 基 础 保 障 同 时, 我 国 农 村 地 籍 信 息 系 统 的 建 设 随 着 新 一 轮 国 土 资 源 大 调 查 工 作 的 部 署, 数 字 国 土 工 程 以 及 土 地 资 源 调 查 与 监 测 等 工 程 项 目 的 部 署 和 实 施, 正 在 全 国 大 范 围 开 展 起 来 1 土 地 利 用 基 础 数 据 库 建 设 基 础 地 籍 数 据 是 地 籍 信 息 系 统 的 核 心, 是 建 立 现 代 地 籍 工 作 的 基 础 目 前, 我 国 用 于 城 镇 地 籍 和 农 村 地 籍 的 基 础 数 据 库 分 别 为 城 镇 地 籍 数 据 库 和 土 地 利 用 数 据 库 土 地 利 用 数 据 库 系 统 是 农 村 地 籍 管 理 信 息 化 建 设 中 核 心 的 软 件 系 统, 主 要 用 于 土 地 利 用 现 状 数 据 的 采 集 处 理 管 理 和 应 用 目 前, 采 用 专 业 软 件 进 行 地 籍 调 查, 并 已 建 立 管 理 功 能 完 善 的 城 镇 地 籍 数 据 库 的 市 县 目 前 已 超 过 600 个 另 有 相 当 一 部 分 地 区 建 立 完 成 了 数 字 地 籍 图 同 时, 许 多 经 济 实 力 雄 厚 的 省 市 已 经 开 展 省 级 和 地 市 级 地 籍 数 据 库 的 建 设 工 作 我 国 农 村 地 籍 数 据 主 要 以 土 地 利 用 数 据 为 基 础 1999 年 数 字 国 土 工 程 在 全 国 全 面 启 动 截 至 2005 年 6 月, 全 国 已 有 1000 个 县 ( 市 ) 列 为 国 家 试 点, 开 展 建 库 工 作 在 国 家 试 点 以 外, 各 地 也 结 合 土 地 变 更 调 查 和 图 件 更 新 开 展 数 据 库 建 设 工 作 目 前, 全 国 还 有 366 个 县 ( 市 ) 已 按 国 家 统 一 标 准 和 规 范, 自 行 开 展 了 2

县 ( 市 ) 级 土 地 利 用 数 据 库 建 设 工 作 通 过 国 家 和 省 级 验 收 的 数 据 库 共 有 686 个, 已 经 完 成 的 有 290 个, 正 在 进 行 的 362 个 同 时, 全 国 还 有 浙 江 辽 宁 山 东 广 东 等 省 ( 市 区 ) 正 在 启 动 全 覆 盖 土 地 利 用 数 据 库 建 设 工 作, 土 地 利 用 数 据 库 建 设 已 经 走 向 全 面 普 及 的 道 路 2 城 镇 地 籍 信 息 系 统 建 设 城 镇 地 籍 信 息 系 统 作 为 城 镇 地 籍 管 理 信 息 化 建 设 最 重 要 的 软 件 系 统, 主 要 应 用 于 城 镇 地 籍 现 状 数 据 的 采 集 处 理 管 理 和 应 用 目 前, 城 镇 地 籍 信 息 系 统 的 数 据 管 理 和 应 用 技 术 已 经 成 熟, 且 多 以 基 础 GIS 为 平 台, 采 用 网 络 结 构, 与 OA Web GIS 技 术 相 结 合, 构 建 业 务 办 公 系 统 近 几 年 来, 我 国 城 镇 地 籍 信 息 系 统 建 设 速 度 较 快, 已 建 立 城 镇 地 籍 信 息 系 统 的 市 县 近 1200 个 许 多 大 城 市 和 中 小 城 市 完 成 了 图 数 一 体 化 的 地 籍 信 息 系 统 多 数 省 ( 市 区 ) 则 以 地 ( 市 ) 或 县 为 单 位 建 立 适 合 本 地 区 的 地 籍 信 息 系 统 如 沈 阳 市 将 土 地 登 记 系 统 相 对 独 立 于 城 镇 地 籍 信 息 系 统 使 用 ; 西 安 深 圳 等 城 市 则 建 立 了 包 括 地 籍 管 理 模 块 的 土 地 管 理 综 合 信 息 系 统 ; 河 北 省 正 拟 建 省 市 县 三 级 网 络 化 地 籍 信 息 系 统 我 国 城 镇 地 籍 信 息 系 统 软 件 和 土 地 利 用 数 据 库 系 统 软 件 的 开 发 应 用 水 平 已 经 成 熟, 而 且 水 平 不 断 提 高 目 前, 全 国 大 约 有 超 过 40 余 种 城 镇 地 籍 信 息 系 统 软 件 和 土 地 利 用 数 据 库 软 件, 其 主 要 的 GIS 平 台 有 ARC/INFO MAPINFO MAPGIS AUTOCAD GEOSTAR SUPERMAP Geo Media 等 从 目 前 的 发 展 态 势 看, 3

三 层 结 构 组 件 化 分 布 式 空 间 数 据 库 存 储 与 管 理 B/S 等 许 多 先 进 的 技 术 和 方 法 已 经 被 广 泛 应 用 于 信 息 系 统 和 数 据 库 软 件 的 开 发 与 研 制 中 3 农 村 地 籍 信 息 系 统 的 建 设 农 村 地 籍 信 息 系 统 主 要 是 辅 助 集 体 土 地 管 理 工 作, 完 成 土 地 登 记 发 证 及 其 他 农 村 地 籍 日 常 工 作 目 前, 我 国 大 部 分 地 区 农 村 地 籍 数 据 主 要 来 源 于 县 级 土 地 利 用 现 状 数 据, 其 系 统 软 件 也 多 是 基 于 县 级 土 地 利 用 数 据 库 系 统 开 发 的 另 外, 许 多 发 达 地 区 为 加 强 城 乡 结 合 部 农 村 地 籍 管 理, 已 完 成 和 正 在 或 计 划 进 行 大 比 例 尺 农 村 地 籍 调 查, 并 采 用 城 镇 地 籍 信 息 系 统 软 件 支 持 大 比 例 尺 农 村 地 籍 管 理 2002 年, 国 土 资 源 部 在 广 东 省 就 集 体 土 地 登 记 发 证 进 行 了 试 点, 并 于 汕 头 惠 州 两 地 建 立 了 农 村 地 籍 信 息 系 统, 应 用 于 集 体 土 地 产 权 登 记 发 证 工 作 另 外, 广 东 江 苏 省 河 北 山 东 安 徽 部 分 地 区 对 集 体 土 地 产 权 登 记 发 证 进 行 了 试 点, 并 进 行 了 农 村 与 城 镇 一 体 化 地 籍 信 息 系 统 建 设 研 究 总 体 来 看, 我 国 农 村 地 籍 信 息 系 统 的 建 设 起 步 较 晚 由 于 受 土 地 登 记 发 证 工 作 进 度 的 制 约, 农 村 地 籍 信 息 系 统 软 件 的 开 发 和 应 用 尚 处 于 初 级 阶 段 绝 大 多 数 市 县 仍 处 于 土 地 利 用 数 据 库 建 设 阶 段, 尚 未 形 成 贯 穿 农 村 地 籍 管 理 工 作 流 程 的 农 村 地 籍 信 息 系 统 另 外, 在 地 籍 日 常 管 理 中 还 经 常 使 用 到 一 些 以 地 籍 有 关 属 性 数 据 处 理 为 目 标 的, 不 涉 及 图 形 数 据 的 地 籍 软 件, 如 土 地 利 用 变 更 数 据 汇 总 及 报 表 处 理 等 这 部 分 软 件 功 能 单 一, 操 作 简 单, 功 4

能 有 限, 主 要 针 对 地 籍 管 理 中 的 一 项 或 简 单 几 项 日 常 管 理 工 作 服 务, 一 般 用 FOXPRO ACCESS 等 数 据 库 工 具 软 件 开 发 这 部 分 软 件 多 应 用 于 尚 未 建 立 完 整 地 籍 数 据 库 和 地 籍 信 息 系 统 的 县 市, 适 用 范 围 很 小, 基 本 不 具 备 地 籍 信 息 系 统 的 功 能 ( 二 ) 地 籍 信 息 系 统 建 设 发 展 趋 势 1 网 络 化 地 籍 信 息 系 统 成 为 主 流 模 式 上 世 纪 90 年 代 初 建 成 的 地 籍 信 息 系 统 多 是 单 机 版 的, 随 着 新 技 术 的 不 断 普 及, 越 来 越 多 的 土 地 管 理 部 门 已 建 成 局 域 网 络 新 研 建 的 地 籍 信 息 系 统 多 是 GIS 与 OA 及 WEB 技 术 的 结 合, 实 现 了 数 据 的 网 络 共 享, 提 高 了 信 息 资 源 的 利 用 效 率 网 络 化 的 地 籍 信 息 系 统 已 成 为 当 今 的 主 流 模 式 2 地 籍 信 息 的 调 查 更 新 和 社 会 化 服 务 意 识 加 强 随 着 调 查 技 术 手 段 更 新 和 信 息 化 技 术 发 展, 以 及 各 级 政 府 对 土 地 管 理 工 作 的 日 益 重 视, 许 多 大 中 城 市, 采 用 3S 技 术, 结 合 地 面 调 查 正 在 或 拟 进 行 土 地 利 用 更 新 调 查, 确 保 地 籍 信 息 的 现 势 性 同 时, 随 着 社 会 经 济 的 发 展, 各 地 土 地 管 理 部 门 服 务 于 社 会 的 意 识 逐 渐 加 强, 结 合 地 籍 信 息 系 统 建 设, 有 效 地 开 展 社 会 化 服 务 工 作 如 建 立 土 地 登 记 公 开 查 询 制 度 和 土 地 证 年 检 制 度, 依 法 发 布 土 地 利 用 状 况 信 息 地 籍 资 料 信 息 等 3 城 乡 地 籍 信 息 系 统 一 体 化 建 设 发 展 势 头 强 劲 随 着 经 济 建 设 的 发 展, 土 地 管 理 需 求 的 变 化 及 科 技 水 平 的 提 高, 在 有 条 件 的 省 市 已 经 探 索 建 立 城 乡 一 体 化 的 地 籍 信 息 系 统 5

目 前 上 海 广 州 深 圳 南 京 杭 州 等 多 个 大 中 城 市, 相 继 完 成 了 大 比 例 尺 城 乡 一 体 化 土 地 调 查, 并 积 极 探 索 城 乡 一 体 化 地 籍 系 统 建 设, 在 经 济 建 设 及 国 土 资 源 管 理 工 作 中 发 挥 着 重 要 作 用, 取 得 了 较 好 的 社 会 效 益 和 经 济 效 益 其 他 一 些 省 份, 如 北 京 湖 北 河 北 河 南 等 也 将 建 立 城 乡 一 体 化 地 籍 信 息 系 统 作 为 近 期 工 作 目 标, 并 从 资 金 技 术 等 方 面 积 极 投 入, 着 手 开 展 建 设 工 作 4 地 籍 信 息 系 统 规 范 化 建 设 步 伐 加 快 近 年 来, 我 国 先 后 出 台 了 县 ( 市 ) 级 土 地 利 用 数 据 库 标 准 城 镇 地 籍 数 据 库 标 准 等 土 地 信 息 系 统 数 据 标 准, 制 定 并 颁 布 了 全 国 土 地 分 类 同 时, 地 籍 管 理 专 业 技 术 规 程 的 制 定 和 修 改 工 作 也 在 进 行 之 中 各 省 ( 市 区 ) 也 相 继 出 台 了 本 区 域 的 规 范 标 准, 甚 至 有 些 地 区 采 取 统 一 选 用 平 台 统 一 推 广 软 件 的 方 法, 力 求 提 高 信 息 资 源 的 规 范 化 效 率 化 如 浙 江 省 2001 年 制 定 了 浙 江 省 土 地 利 用 数 据 库 建 设 规 范 浙 江 省 城 镇 地 籍 数 据 库 建 设 规 范 浙 江 省 地 籍 测 量 电 子 数 据 成 果 规 范 浙 江 省 地 籍 信 息 系 统 建 设 规 范, 作 为 规 范 化 建 设 的 保 障 二 地 籍 信 息 化 建 设 中 的 主 要 问 题 我 国 地 籍 信 息 化 已 经 得 到 长 足 发 展, 并 业 已 取 得 较 好 的 社 会 效 益 和 经 济 效 益, 但 与 社 会 经 济 发 展 对 地 籍 信 息 化 的 要 求 还 有 一 定 的 差 距, 在 地 籍 信 息 化 建 设 过 程 中 仍 存 在 一 些 问 题 ( 一 ) 地 籍 信 息 化 建 设 地 区 发 展 很 不 平 衡 首 先, 地 籍 数 据 库 建 设 地 区 差 异 明 显 目 前 东 部 各 省 份 中 6

部 大 多 数 省 份 和 西 南 地 区 的 一 些 省 份 的 大 中 城 市 已 经 建 立 起 了 城 镇 地 籍 数 据 库, 并 应 用 于 日 常 管 理 工 作 ; 而 西 北 地 区 一 些 省 份, 由 于 技 术 力 量 薄 弱 经 济 落 后, 仅 有 极 少 数 条 件 较 好 的 地 区 建 立 了 城 镇 地 籍 数 据 库 其 次, 地 籍 信 息 系 统 水 平 参 差 不 齐 一 些 地 区 的 地 籍 信 息 系 统 以 地 籍 数 据 库 为 基 础, 土 地 登 记 为 主 线, 贯 穿 整 个 工 作 环 节 ; 有 些 地 区 的 地 籍 信 息 系 统 则 不 具 备 完 整 的 地 籍 数 据 库, 不 能 实 现 图 数 表 的 有 机 结 合 ; 一 些 地 区 的 信 息 系 统 仅 提 供 图 形 数 据 及 其 管 理 功 能, 不 能 在 系 统 中 完 成 有 关 工 作 流 程 ; 还 有 一 些 城 镇 地 籍 系 统 仅 仅 是 用 来 输 出 地 籍 图 和 土 地 权 属 证 书 的 套 打 等, 差 距 很 大 ( 二 ) 地 籍 信 息 标 准 化 进 展 相 对 滞 缓 首 先, 现 行 地 籍 管 理 工 作 的 技 术 规 程 和 管 理 规 范 需 要 进 一 步 完 善 现 行 的 土 地 利 用 现 状 调 查 规 程 是 上 世 纪 80 年 代 颁 布 实 施 的, 城 镇 地 籍 调 查 规 程 是 90 年 代 初 颁 布 实 施 的, 规 程 中 的 部 分 规 定 已 经 很 难 满 足 当 前 经 济 社 会 管 理 的 要 求, 部 分 技 术 要 求 已 难 以 满 足 计 算 机 等 新 技 术 方 法 的 要 求, 如 规 程 中 的 调 查 手 段 和 面 积 量 算 难 以 满 足 当 前 GPS 和 计 算 机 量 算 等 技 术 发 展 的 要 求 其 次, 地 籍 信 息 系 统 建 设 相 关 的 信 息 化 标 准 相 对 滞 后 且 尚 不 完 善 针 对 我 国 GIS 地 籍 信 息 系 统 软 件 研 制 和 开 发 非 常 活 跃,2001 年 10 月, 国 土 资 源 部 制 定 了 城 镇 地 籍 数 据 库 标 准 和 县 ( 市 ) 级 土 地 利 用 数 据 库 标 准, 两 个 标 准 在 一 定 程 度 上 规 范 了 全 国 地 籍 信 息 系 统 的 建 设 和 开 发 但 从 几 年 来 的 实 践 看, 该 标 准 还 不 够 完 7

善 例 如 这 两 个 标 准 之 间 有 明 显 的 难 以 衔 接 问 题, 制 约 着 地 籍 信 息 化, 特 别 是 城 乡 一 体 化 地 籍 信 息 系 统 的 发 展 第 三, 原 有 电 子 数 据 的 移 植 和 整 合 集 成 困 难 重 重 目 前, 有 很 多 县 市 已 经 有 了 电 子 地 籍 数 据 或 地 籍 数 据 库, 进 行 地 市 级 以 上 数 据 库 建 设 时, 由 于 各 县 ( 市 ) 的 数 据 库 的 数 据 结 构 格 式 千 差 万 别, 数 据 的 移 植 交 换 整 合 和 集 成 难 度 较 大 ( 三 ) 系 统 维 护 及 社 会 化 应 用 水 平 有 待 提 高 从 全 国 范 围 看, 尽 管 各 省 市 ( 县 ) 开 发 研 建 的 地 籍 信 息 系 统 在 数 量 上 不 在 少 数, 但 有 相 当 部 分 系 统 现 尚 不 能 正 常 运 行 这 固 然 与 数 据 更 新 体 制 没 建 立 系 统 功 能 不 到 位 等 有 关, 但 其 中 一 个 重 要 原 因 是 对 系 统 后 期 维 护 不 够 重 视 在 系 统 建 设 中 往 往 存 在 一 次 性 投 资 工 程 的 观 念, 对 后 期 的 系 统 维 护 和 更 新 投 入 很 少 甚 至 基 本 上 没 有, 并 且 缺 乏 专 人 负 责 目 前 各 级 土 地 管 理 部 门 服 务 于 社 会 的 意 识 正 逐 渐 加 强, 但 目 前 尝 试 利 用 地 籍 管 理 信 息 系 统 开 展 社 会 化 服 务 工 作, 在 全 国 范 围 尚 处 于 起 步 现 阶 段, 由 于 涉 及 法 律 经 费 意 识 等 多 方 面 关 系, 地 籍 信 息 资 源 主 要 应 用 于 行 政 主 管 部 门 内, 其 社 会 化 服 务 总 体 水 平 有 待 于 提 高 三 地 籍 信 息 化 建 设 的 对 策 和 建 议 ( 一 ) 加 强 规 划 及 规 范 化 建 设 1 统 一 规 划 加 大 资 金 投 入 提 高 社 会 服 务 能 力 地 籍 信 息 系 统 建 设 是 土 地 管 理 信 息 化 现 代 化 的 基 础, 国 家 8

和 省 级 国 土 资 源 管 理 部 门 需 要 加 强 全 国 和 全 省 的 地 籍 信 息 系 统 建 设 规 划 首 先 各 级 主 管 部 门 要 依 据 宏 观 目 标 把 好 系 统 建 设 的 可 行 性 论 证 这 一 关, 从 源 头 上 控 制 垃 圾 系 统 的 产 生 其 次 加 强 地 籍 信 息 系 统 建 设 的 组 织 协 调, 防 止 出 现 条 块 分 割 难 以 衔 接 地 籍 信 息 系 统 建 设 是 一 个 长 期 的 系 统 工 程, 需 要 大 量 的 人 力 物 力 和 财 力 支 持 一 些 贫 困 地 区 发 工 资 都 很 困 难, 更 谈 不 上 信 息 系 统 建 设 有 些 地 方 的 地 籍 信 息 系 统 建 设 的 资 金 来 源 不 稳 定, 使 得 系 统 的 维 护 费 用 和 数 据 更 新 得 不 到 有 效 保 证 因 此, 需 要 各 级 行 政 主 管 部 门 尽 快 出 台 信 息 化 建 设 资 金 保 障 相 关 政 策 地 籍 数 据 是 一 种 基 础 性 公 益 性 很 强 的 数 据, 不 仅 各 级 国 土 资 源 管 理 部 门 管 理 需 要, 也 是 其 他 相 关 部 门 以 及 广 大 群 众 所 需 要 的 一 种 基 础 数 据, 因 此 地 籍 信 息 社 会 化 服 务 是 地 籍 信 息 化 建 设 的 一 个 重 要 目 标 所 以, 各 级 地 籍 行 政 主 管 部 门 应 尽 快 组 织 力 量 从 服 务 的 对 象 内 容 方 法 等 方 面 加 强 研 究, 并 出 台 相 关 的 地 籍 信 息 社 会 化 服 务 的 政 策 法 规 和 制 度, 对 地 籍 信 息 社 会 化 服 务 进 行 规 范 和 市 场 引 导, 从 而 强 化 各 级 土 地 管 理 部 门 服 务 于 社 会 的 意 识, 提 高 地 籍 信 息 社 会 化 服 务 的 总 体 水 平 2 完 善 地 籍 管 理 技 术 标 准 体 系 目 前, 除 了 常 规 的 技 术 规 范 和 规 程 外, 国 土 资 源 部 已 经 下 发 城 镇 地 籍 数 据 库 标 准 ( 试 行 稿 ) 县 ( 市 ) 级 土 地 利 用 数 据 库 标 准 ( 试 行 稿 ) 和 土 地 利 用 动 态 监 测 规 程 等 地 籍 管 理 信 息 化 建 设 规 范 性 文 件 要 针 对 应 用 中 的 问 题, 以 及 社 会 发 展 对 地 籍 信 9

息 化 的 要 求, 尽 快 发 布 地 籍 数 据 库 和 土 地 利 用 数 据 库 的 行 业 标 准, 出 台 相 应 的 数 据 库 建 设 技 术 规 范 ; 同 时 对 现 有 的 技 术 规 范 和 规 程 的 内 容 进 行 调 整 完 善, 以 使 其 能 满 足 地 籍 管 理 信 息 化 建 设 要 求 3 进 一 步 规 范 化 地 籍 信 息 系 统 软 件 测 评 地 籍 信 息 系 统 软 件 进 行 测 评 是 引 导 地 籍 信 息 系 统 软 件 走 向 规 范 化 的 一 个 重 要 手 段 2001 年 国 土 资 源 部 对 当 时 全 国 地 籍 管 理 方 面 的 软 件 进 行 了 系 统 测 评, 并 在 行 业 内 部 推 荐 了 部 分 功 能 基 本 满 足 日 常 管 理 需 要 的 软 件 这 次 测 评 很 好 的 推 动 了 当 时 地 籍 信 息 系 统 软 件 的 标 准 化 建 设, 规 范 了 地 籍 软 件 开 发 环 境 针 对 当 前 各 地 地 籍 软 件 鱼 龙 混 杂 标 准 不 一 的 局 面, 急 需 要 完 善 地 籍 信 息 系 统 软 件 测 评 规 范, 建 立 完 善 地 籍 信 息 系 统 软 件 定 期 测 评 制 度 4 加 强 地 籍 信 息 系 统 规 范 化 建 设 的 指 导 和 培 训 地 籍 信 息 系 统 规 范 化 建 设 是 一 项 政 策 性 技 术 性 很 强, 涉 及 业 务 知 识 广 的 工 作 从 全 国 范 围 来 看, 很 多 地 方 特 别 是 基 层 ( 县 市 级 ) 的 地 籍 管 理 人 员 的 业 务 知 识, 还 不 能 满 足 地 籍 管 理 信 息 化 建 设 的 需 要, 更 谈 不 上 规 范 化 建 设 因 此 应 加 大 技 术 指 导 的 力 度, 并 使 各 级 国 土 资 源 管 理 部 门 地 籍 信 息 系 统 规 范 化 建 设 培 训 制 度 化 规 范 化 ( 二 ) 加 强 地 籍 基 础 业 务 工 作, 保 证 基 础 数 据 和 资 料 的 现 势 性 地 籍 工 作 是 土 地 管 理 的 基 础 工 作, 地 籍 数 据 是 土 地 管 理 的 基 础 数 据, 各 级 国 土 资 源 行 政 管 理 部 门 特 别 是 各 级 领 导 应 充 分 重 视 并 加 强 地 籍 基 础 业 务 工 作 加 强 基 础 业 务 工 作 首 先 要 建 立 完 整 的 10

地 籍 基 础 业 务 工 作 制 度, 比 如 土 地 利 用 现 状 调 查 和 土 地 利 用 变 更 调 查 制 度 地 籍 调 查 和 地 籍 变 更 调 查 制 度 等 其 次 是 要 保 证 人 才 队 伍 特 别 是 专 业 技 术 队 伍 的 稳 定 性, 加 强 人 才 的 培 养 另 外, 还 需 要 提 高 经 费 等 对 地 籍 基 础 工 作 的 保 障 力 度 ( 三 ) 积 极 推 进 城 镇 和 农 村 地 籍 信 息 系 统 一 体 化 建 设 城 镇 和 农 村 地 籍 信 息 系 统 一 体 化 建 设 已 经 成 为 经 济 发 达 地 区 的 发 展 趋 势, 要 加 强 城 乡 一 体 化 地 籍 信 息 系 统 建 设 研 究, 稳 步 推 进 城 乡 一 体 化 地 籍 信 息 系 统 建 设 一 是 要 对 原 有 的 农 村 地 籍 调 查 制 度 进 行 完 善 并 与 城 镇 地 籍 调 查 相 匹 配, 建 立 起 完 整 的 地 籍 调 查 制 度 ; 二 是 要 尽 快 对 原 来 的 农 村 地 籍 数 据, 特 别 是 农 村 宅 基 地 其 他 集 体 建 设 用 地 进 行 补 充 调 查 更 新 三 是 要 研 究 解 决 信 息 系 统 建 设 技 术 的 融 合 等 一 系 列 的 新 问 题 加 强 对 与 城 镇 / 农 村 地 籍 信 息 系 统 一 体 化 建 设 相 关 的 数 据 分 类 体 系 农 村 地 籍 数 据 与 土 地 利 用 数 据 的 关 系 数 据 网 络 管 理 和 共 享 等 关 键 技 术 的 研 究 11

内 蒙 古 自 治 区 地 质 调 查 信 息 化 工 作 加 强 地 学 数 据 库 建 设 与 开 发 利 用 努 力 推 进 地 质 调 查 评 价 主 流 程 信 息 化 1 张 梅 1 胡 凤 翔 2 王 宗 起 (1 内 蒙 古 自 治 区 地 质 调 查 院, 呼 和 浩 特,010020 2 内 蒙 古 自 治 区 国 土 资 源 厅, 呼 和 浩 特,010020) 摘 要 : 随 着 信 息 技 术 的 发 展, 内 蒙 古 自 治 区 国 土 资 源 信 息 化 建 设 在 中 国 地 质 调 查 局 和 内 蒙 古 自 治 区 国 土 资 源 厅 的 领 导 下 也 发 生 了 较 大 的 变 化, 尤 其 是 2000 年 内 蒙 古 自 治 区 地 质 调 查 院 成 立 以 来, 在 地 学 数 据 库 建 设 方 面 取 得 了 一 系 列 成 果, 也 推 动 了 我 区 地 质 调 查 评 价 主 流 程 信 息 化 和 网 络 建 设 的 进 程 随 着 全 国 和 自 治 区 经 济 发 展 的 加 速, 我 们 不 但 要 进 行 国 土 资 源 信 息 化 建 设, 更 重 要 的 是 去 维 护 和 开 发 利 用 这 些 宝 贵 资 源, 通 过 网 络 建 设 实 现 国 土 资 源 信 息 共 享, 为 政 府 科 学 规 划 决 策 服 务, 为 社 会 公 众 服 务, 为 实 现 金 土 工 程 服 务 关 键 词 : 地 学 数 据 库 ; 开 发 利 用 ; 网 络 建 设 ; 主 流 程 信 息 化 ; 金 土 工 程 Improving the Construction and Exploitation of the Geological Data-base and Promoting the Main Information Process of Geological valuation Zhangmei ⑴ Hu Fengxiang ⑴ Wang Zongqi ⑵ (1.Inner Mongolia Geological Investigation Institute, 2. Inner Mongolia Bureau of Territory Resources) Abstract: With the development of information technology, great changes have been taken place in the information construction of the territory resources under the co-leadership of the geological investigation Bureau of china and Inner Mongolia Bureau of Territory Resources. Especially since the establishment of Inner Mongolia Geological Investigation Institute in 2000, a series of important achievements have been achieved and the construction process of the main information of geological Evaluation and network construction have been greatly promoted in Inner Mongolia. With the high-speed development of economy both in the 1 whole country and in Inner Mongolia, we should focus on not only the information construction of territory resources, but, more 张 梅, 女,36 岁, 高 级 工 程 师 1992 年 毕 业 于 中 国 地 质 大 学 ( 武 汉 ) 矿 产 系, 现 就 读 于 中 国 地 质 大 学 ( 北 京 ) 地 质 矿 产 工 程 硕 士 从 1997 年 以 来 一 直 从 事 地 理 信 息 及 地 学 数 据 库 建 设 与 维 护 及 综 合 研 究 工 作 - 1 -

important, maintain and utilize such valuable resources. We can share the information of territory resources by the network construction, offer the services for the scientific program decision-making of the government, the public and the Jintu Engineering. Key word: geological data bases;maintain and utilize; network construction ; the construction process of the main information ; Jintu Engineering 一 前 言 在 中 国 地 质 调 查 局 和 内 蒙 古 自 治 区 国 土 资 源 厅 的 领 导 下, 内 蒙 古 自 治 区 国 土 资 源 信 息 化 建 设 发 生 了 很 大 的 变 化, 特 别 是 2000 年 内 蒙 古 自 治 区 地 质 调 查 院 成 立 后, 各 类 地 学 数 据 库 建 库 取 得 了 一 系 列 成 果, 建 成 了 一 批 高 质 量 的 地 学 数 据 库, 解 决 了 我 区 海 量 地 学 数 据 分 散 保 存 方 法 落 后 查 询 困 难 利 用 率 低 等 问 题 ; 也 推 动 了 我 区 地 质 调 查 评 价 主 流 程 信 息 化 的 进 程 随 着 全 国 和 自 治 区 经 济 发 展 的 加 速, 我 们 不 但 要 进 行 国 土 资 源 信 息 化 建 设, 更 重 要 的 是 去 维 护 和 开 发 利 用 这 一 宝 贵 的 资 源, 为 政 府 科 学 规 划 决 策 服 务 ; 同 时 通 过 网 络 建 设 实 现 国 土 资 源 信 息 共 享, 更 好 地 为 社 会 公 众 服 务, 为 商 业 性 地 勘 工 作 服 务, 早 日 实 现 金 土 工 程 二 内 蒙 古 地 质 调 查 信 息 化 建 设 的 基 本 情 况 ( 一 ) 数 据 库 建 设 1. 基 础 数 据 库 1 矿 产 地 数 据 库 2000 年 以 优 秀 级 的 成 绩 正 式 通 过 中 国 地 质 调 查 局 的 验 收 经 数 据 维 护 后 共 收 集 1426 处 大 中 小 型 矿 床 及 矿 点 数 据, 除 燃 料 矿 产 以 外, 涵 盖 了 2000 年 内 蒙 古 自 治 区 矿 产 储 量 表 内 的 所 有 矿 产 地 该 数 据 库 广 泛 用 于 内 蒙 古 自 治 区 的 综 合 规 划 研 究 矿 产 资 源 评 价 地 方 矿 产 资 源 勘 查 与 开 发 利 用 等 不 同 研 究 方 向 220 世 纪 地 质 工 作 程 度 数 据 库 是 2002 年 完 成 的, 该 数 据 库 质 量 优 秀, 在 全 国 名 列 前 茅 收 集 了 我 区 1950 年 2000 年 所 有 地 质 工 作 的 资 料 信 息, 包 括 区 域 地 质 调 查 矿 产 勘 查 地 球 物 理 勘 查 地 球 化 学 勘 查 遥 感 地 质 调 查 水 文 地 质 调 查 环 境 地 质 调 查 工 程 地 质 调 查 专 业 的 地 质 成 果 资 料, 形 成 地 质 工 作 程 度 图 层 96 个, 矿 产 地 图 层 13 个 该 数 据 库 为 我 区 地 质 工 作 的 规 划 与 部 署 提 供 服 务, 使 地 质 工 作 规 划 和 部 署 更 具 科 学 依 据, 避 免 了 工 作 投 入 的 重 复 和 浪 费, 也 将 为 其 他 从 事 地 质 工 作 的 机 构 提 供 信 息 服 务 3 内 蒙 古 自 治 区 1:20 万 自 然 重 砂 数 据 经 过 归 纳 整 理, 有 效 数 据 为 90 个 标 准 图 幅, 有 效 样 点 57520 个,2002 年 已 全 部 完 成 建 库 工 作 实 现 重 砂 信 息 共 享, 提 高 使 用 价 值, - 2 -

为 各 类 地 理 信 息 系 统 建 设 提 供 数 据 源 4 同 位 素 测 年 数 据 库 618 个 样 品 数 据, 该 数 据 库 的 建 设 能 更 加 有 效 地 保 存 同 位 素 地 质 年 龄 资 料, 实 现 基 础 地 质 数 据 资 源 共 享, 提 高 同 位 素 地 质 测 年 资 料 的 利 用 程 度 和 使 用 价 值, 为 地 质 研 究 提 供 基 础 数 据 源 5 区 域 地 质 调 查 数 据 库 是 二 一 年 承 担 的 按 照 1 5 万 1 20 万 1 25 万 区 域 地 质 调 查 项 目 和 综 合 研 究 项 目 等 建 立 属 性 数 据 库 包 括 区 域 地 质 调 查 基 本 情 况 设 计 初 审 设 计 审 查 与 复 审 设 计 审 查 认 定 野 外 质 量 检 查 野 外 验 收 与 补 课 成 果 报 告 初 审 成 果 报 告 评 审 与 复 核 成 果 报 告 认 定 成 果 资 料 汇 交 等 属 性 内 容 6 内 蒙 古 自 治 区 岩 石 地 层 数 据 库 1995 年 建 成, 录 入 了 全 区 岩 石 地 层 单 位 209 个, 剖 面 数 710 个 经 过 维 护 补 充 或 修 改 了 近 十 年 区 调 工 作 的 8 个 地 层 单 位, 录 入 实 测 剖 面 17 条 在 该 数 据 库 的 引 导 下 规 范 了 内 蒙 古 自 治 区 地 层 学 研 究 和 地 层 单 位 划 分, 提 高 了 我 区 区 域 地 层 研 究 程 度 和 水 平, 为 基 础 地 质 研 究 1/25 万 区 调 填 图 中 小 比 例 尺 地 质 编 图 和 地 质 找 矿 工 作 提 供 现 代 地 层 学 依 据 7 岩 石 数 据 库 作 为 试 点 项 目 完 成 了 4 幅, 其 中 岩 石 薄 片 2618 个 常 量 元 素 105 个 人 工 重 砂 10 个 稀 土 元 素 24 个 电 子 探 针 27 个 2. 区 域 地 质 图 空 间 数 据 库 11:20 万 数 字 地 质 图 空 间 数 据 库 是 1997 2001 年 完 成 的, 除 大 兴 安 岭 森 林 覆 盖 区 和 沙 漠 区 外, 已 全 部 完 成 建 库 工 作, 共 计 199 幅, 以 两 次 优 秀 级 通 过 了 中 国 地 质 调 查 局 验 收 为 1:20 万 地 质 图 按 图 幅 进 行 存 储 管 理 检 索 输 出 和 共 享 创 造 了 条 件 21:5 万 数 字 地 质 图 空 间 数 据 库 的 建 设 是 从 2000 年 开 始 的, 到 目 前 为 止 共 完 成 14 幅, 均 以 年 度 优 秀 级 通 过 了 中 国 地 质 调 查 局 的 终 审 今 年 还 将 建 库 12 幅, 主 要 分 布 在 内 蒙 古 自 治 区 境 内 几 个 重 要 的 成 矿 区 带 内 3 内 蒙 古 自 治 区 1:50 万 数 字 地 质 图 空 间 数 据 库 是 第 一 个 涉 及 全 区 的 小 比 例 尺 数 据 库, 该 数 据 库 以 1:50 万 地 质 资 料 为 主, 部 分 地 区 补 充 了 1:20 万 和 1:5 万 地 质 资 料, 为 我 区 的 区 域 地 质 矿 产 勘 查 区 域 水 文 及 物 化 探 工 作 等 提 供 了 基 础 地 质 资 料 3. 区 域 水 文 地 质 图 空 间 数 据 库 11:20 万 区 域 水 文 地 质 图 空 间 数 据 库 从 2000 年 开 始, 已 完 成 67 幅, 今 年 将 继 续 完 成 45 幅, 共 计 将 完 成 112 幅, 约 占 所 有 1:20 万 区 域 水 文 地 质 图 的 90% 以 上 各 年 度 均 以 优 良 的 成 绩 通 过 中 国 地 质 调 查 局 的 验 收 - 3 -

21:5 万 重 点 城 市 及 经 济 开 发 区 水 工 环 地 质 综 合 空 间 数 据 库 是 2001 年 在 已 有 1:5 万 水 工 环 地 质 调 查 资 料 基 础 上, 完 成 了 包 头 地 区 3 幅 建 库 工 作, 获 得 优 秀 级 4. 其 它 数 据 库 11:20 万 化 探 数 据 库 是 1995 年 起 开 始 建 库 的, 现 已 将 全 部 1:20 万 区 域 化 探 数 据 整 理 入 库 包 括 岩 石 样 数 据 质 量 监 控 数 据 及 组 合 样 数 据 该 数 据 库 已 经 服 务 于 我 区 地 质 找 矿 农 业 化 探 等 领 域 在 今 后 地 质 大 调 查 区 域 化 探 工 作 中, 还 将 不 断 更 新 和 补 充 数 据 2 重 力 数 据 库 利 用 省 级 区 域 重 力 数 据 库 (PGDB1.0) 将 原 始 数 据 进 行 外 部 校 正 和 数 据 转 换 最 终 形 成 内 蒙 古 自 治 区 明 码 格 式 的 重 力 数 据 文 件 (.det 格 式 ), 即 含 有 经 度 纬 度 和 布 格 重 力 值 三 参 数 的 重 力 数 据 库 3 航 磁 数 据 库 建 设 的 原 数 据 来 自 于 中 国 西 部 大 型 超 大 型 矿 床 预 测 项 目 根 据 工 作 程 度 生 成 三 角 剖 分 网, 进 行 内 插 网 格 化 形 成 *.grd 格 式 文 件 4 遥 感 数 据 库 以 美 国 陆 地 卫 星 7 号 ETM 数 据 为 数 据 源, 经 过 RGB 彩 色 合 成 图 像 增 强 图 像 几 何 精 校 正 和 投 影 变 换, 建 立 全 区 96 景 ETM 遥 感 影 像 数 据 库 这 些 数 据 库 为 综 合 研 究 的 成 果, 为 我 区 综 合 信 息 规 划 地 质 找 矿 和 成 矿 有 利 地 段 的 划 分 提 供 了 依 据, 为 政 府 决 策 明 确 了 方 向 ( 二 ) 网 络 建 设 情 况 内 蒙 古 自 治 区 地 质 调 查 院 办 公 楼 于 2003 年 筹 备 建 设, 现 已 正 式 搬 迁 使 用 现 在 的 内 蒙 古 自 治 区 地 质 调 查 院 面 貌 一 新, 在 网 络 建 设 中 采 用 了 现 今 较 先 进 的 网 络 联 接 技 术, 即 以 内 蒙 古 自 治 区 地 质 调 查 院 网 络 机 房 为 中 心, 其 他 各 办 公 室 呈 星 型 方 式 接 入 网 络 机 房, 院 网 络 机 房 以 SDH 方 式 与 国 家 地 质 信 息 网 进 行 专 线 连 接, 从 而 实 现 网 上 信 息 资 源 共 享 网 上 公 文 的 传 递 以 及 各 类 报 表 的 上 报 办 公 楼 的 布 线 采 用 超 五 类 双 绞 线 进 行 网 络 连 接, 高 速 传 输 数 据 及 图 象, 大 大 提 高 了 信 息 传 输 质 量 和 可 靠 性 网 络 机 房 安 装 了 计 算 机 网 络 系 统 多 媒 体 语 音 系 统 投 影 系 统 机 房 监 控 系 统 和 防 火 系 统 等 多 功 能 操 作 系 统, 可 同 时 进 行 多 项 工 作 接 中 国 地 质 调 查 局 专 线 的 电 脑 在 网 络 机 房 中 心 交 换 机 上 进 行 了 基 于 端 口 的 VLAN 划 分, 分 为 财 务 子 网 办 公 子 网 生 产 技 术 部 子 网 综 合 规 划 子 网 在 内 部 局 域 网 子 系 统 的 建 设 中, 也 充 分 考 虑 到 广 域 网 络 传 输 的 安 全 可 靠 性 和 畅 通 性 利 用 邮 件 服 务 器 软 件 实 现 局 域 网 内 的 邮 件 服 务, 公 文 通 知 等 为 直 接 通 过 邮 件 的 方 式 发 送 在 服 务 器 中 设 置 共 享 区 域, 通 过 设 置 用 户 共 享 级 别, 传 送 容 量 较 大 的 文 字 报 告 - 4 -

及 图 件 等 预 计 内 蒙 古 自 治 区 地 质 调 查 院 的 网 络 信 息 服 务 今 年 正 式 开 通, 全 面 介 绍 内 蒙 古 自 治 区 地 质 大 调 查 国 土 资 源 概 况 项 目 实 施 情 况 地 调 新 闻 动 态 信 息 地 质 科 技 等, 还 具 备 电 子 信 访 数 据 查 询 互 访 等 功 能, 为 地 质 大 调 查 办 公 决 策 数 据 服 务 国 土 资 源 电 子 政 务 提 供 支 持 ( 三 ) 地 质 调 查 野 外 数 据 采 集 系 统 的 应 用 按 照 中 国 地 质 调 查 局 提 出 的 区 域 地 质 调 查 主 流 程 信 息 化 的 总 体 部 署, 2003 年 起 我 区 先 后 在 区 域 地 质 和 矿 产 资 源 评 价 两 大 领 域 应 用 了 中 国 地 质 调 查 局 开 发 的 数 字 地 质 填 图 系 统 及 矿 产 资 源 评 价 野 外 数 据 采 集 系 统 1. 数 字 地 质 填 图 系 统 数 字 地 质 填 图 系 统 (RGMAPGIS) 集 GIS GPS RS 的 3S 技 术 为 一 体, 实 现 地 质 调 查 野 外 数 据 和 信 息 的 数 字 化 采 集 和 数 字 化 成 果 的 组 织 管 理 处 理 的 一 体 化 数 字 地 质 填 图 系 统 (RGMAPGIS) 在 我 区 于 2003 年 扎 兰 屯 市 幅 1:25 万 区 调 项 目 试 点,2004 年 推 广 到 二 连 地 区 1:25 万 区 调 项 目 具 体 应 用 和 体 会 如 下 : 1 解 决 了 地 质 调 查 数 据 采 集 信 息 化 必 须 解 决 的 核 心 问 题, 有 利 于 地 质 调 查 的 资 料 整 理 和 成 果 归 档, 而 且 也 为 今 后 地 质 调 查 资 料 数 据 的 真 正 共 享 创 造 了 有 利 的 技 术 条 件 PRB 模 型 对 野 外 路 线 观 测 的 对 象 及 其 过 程 的 描 述 进 行 定 义, 采 用 以 点 或 线 的 形 式 被 添 加 存 储 到 工 程 文 件 中 而 又 可 以 和 地 理 底 图 或 其 它 要 素 分 开, 有 利 于 复 杂 的 地 质 调 查 工 作 和 资 料 管 理 工 作 2 RGMAPGIS 系 统 不 仅 在 野 外 地 质 路 线 及 地 质 剖 面 的 研 究 为 广 大 地 质 调 查 工 作 者 提 供 了 科 学 方 便 和 高 效 的 工 具, 而 且 还 应 用 在 实 际 材 料 图 编 制 的 全 过 程 它 以 MAPGIS 输 入 编 辑 系 统 作 为 底 层, 因 此 除 了 具 有 MAPGIS 所 有 的 图 形 编 辑 处 理 工 具, 还 根 据 地 学 填 图 数 据 处 理 的 特 点, 增 加 了 功 能 强 大 的 各 种 采 集 要 素 的 输 入 编 辑 与 处 理 查 询 工 具, 是 编 制 地 质 图 件 的 有 效 工 具 3 在 地 质 剖 面 测 制 与 整 理 中,RGSECTION 程 序 通 过 高 度 的 结 构 化 程 序 模 块, 使 得 导 线 分 层 素 描 等 成 为 各 自 的 文 件, 然 而 又 密 切 关 联 着, 其 计 算 机 自 动 剖 面 计 算 和 成 图 功 能, 把 广 大 地 质 工 作 者 从 繁 杂 的 劳 动 中 解 脱 出 来, 大 大 提 高 了 劳 动 生 产 率 2. 矿 产 资 源 评 价 野 外 数 据 采 集 系 统 内 蒙 古 二 连 东 乌 旗 铜 多 金 属 矿 评 价 的 锡 林 浩 特 -- 霍 林 郭 勒 矿 产 资 源 评 价 项 目 - 5 -

作 为 2004 年 采 集 系 统 的 推 广 项 目, 除 了 利 用 数 字 地 质 填 图 系 统 进 行 野 外 地 质 草 测 外, 主 要 运 用 矿 产 资 源 评 价 野 外 数 据 采 集 系 统 完 成 了 部 分 槽 探 和 坑 探 工 程 编 录, 该 系 统 将 导 线 库 轮 廓 库 分 层 库 采 样 库 刻 槽 库 产 状 库 照 片 库 素 描 图 等 合 为 一 体, 将 工 程 编 录 中 的 每 一 个 细 节 都 考 虑 其 中, 使 一 体 化 和 人 性 化 结 合 在 一 起 数 字 地 质 填 图 系 统 及 矿 产 资 源 评 价 野 外 数 据 采 集 系 统 的 推 广 和 使 用, 使 地 质 矿 产 成 果 资 料 实 现 了 主 流 程 数 字 化 管 理, 从 根 本 上 改 变 了 地 质 信 息 的 传 统 表 达 方 式 三 地 质 调 查 信 息 化 建 设 的 经 验 与 应 用 成 果 ( 一 ) 培 养 专 业 人 才, 提 高 队 伍 水 平 2001 2004 年 先 后 有 六 十 余 名 各 专 业 人 员 参 与 了 不 同 专 业 不 同 比 例 尺 的 空 间 数 据 库 建 设 约 240 幅, 数 据 库 建 设 项 目 十 余 个, 数 据 质 量 优 秀 通 过 各 类 数 据 库 的 建 库 工 作 不 仅 提 高 了 全 院 职 工 的 计 算 机 操 作 水 平, 也 保 证 了 数 据 质 量, 使 得 多 数 专 业 人 员 掌 握 了 数 据 库 建 库 的 基 本 方 法, 培 养 了 一 大 批 专 业 人 才, 提 高 了 地 调 队 伍 素 质, 为 我 院 计 算 机 普 及 应 用, 为 大 调 查 项 目 的 其 它 数 据 库 建 设 及 项 目 管 理 奠 定 了 基 础 ( 二 ) 及 时 总 结 经 验, 完 善 操 作 流 程 内 蒙 古 自 治 区 地 质 调 查 院 成 立 后, 在 缺 乏 相 关 资 料 的 情 况 下, 各 数 据 库 建 设 项 目 组 均 编 写 了 相 关 的 作 业 指 导 书 和 操 作 性 强 的 建 库 工 作 流 程, 并 在 实 践 中 不 断 修 改 补 充, 如 : 1:20 万 数 字 水 文 地 质 图 空 间 数 据 库 在 各 年 度 项 目 实 施 过 程 中 总 结 经 验 抓 住 重 点 学 习 先 进 省 份, 先 后 四 次 较 大 规 模 地 修 改 了 建 库 工 作 流 程 ;1:5 万 数 字 地 质 图 空 间 数 据 库 虽 然 涉 及 图 幅 较 少, 但 也 在 不 断 地 改 进 操 作 流 程, 使 之 更 具 操 作 性 和 质 量 保 证 性 各 数 据 库 项 目 操 作 流 程 得 到 了 其 它 省 市 地 调 院 的 认 可 而 被 一 些 省 份 借 鉴 ( 三 ) 加 强 合 作 交 流, 提 高 工 作 水 准 充 分 利 用 数 据 库 这 一 宝 贵 资 源, 与 多 家 院 校 和 科 研 单 位 进 行 合 作 研 究, 如 : 对 内 蒙 古 西 部 地 区 Au Cu Pb Zn Ag 五 个 矿 种 进 行 了 预 测, 提 出 了 大 型 超 大 型 矿 床 成 矿 有 利 地 区 结 合 内 蒙 古 自 治 区 地 球 化 学 块 体 潜 力 评 价 研 究 划 分 出 了 Au Ag Cu Pb Zn Mo W Sn 元 素 不 同 级 别 地 球 化 学 富 集 区, 圈 定 各 元 素 地 球 化 学 块 体, 提 出 多 处 贵 金 属 及 多 金 属 成 矿 预 测 区 地 质 调 查 信 息 化 程 度 越 高, 带 动 的 决 策 和 服 务 的 程 度 越 高, 为 此 数 据 质 量 便 为 不 容 忽 视 的 问 题, 一 直 以 来 严 把 数 据 库 质 量 关 是 各 类 数 据 库 建 设 的 根 本 仅 2000 年 度 以 四 - 6 -

个 信 息 项 目 全 部 获 得 优 秀 级 的 好 成 绩 顺 利 通 过 了 中 国 地 质 调 查 局 信 息 项 目 验 收, 一 举 扭 转 我 区 地 学 数 据 库 建 设 的 落 后 局 面 在 接 下 来 的 几 年 中, 内 蒙 古 自 治 区 地 质 调 查 院 仍 以 一 丝 不 苟 的 精 神 进 行 各 类 地 学 数 据 库 的 建 设, 各 年 度 均 以 多 项 优 秀 级 获 得 中 国 地 质 调 查 局 的 好 评 ( 四 ) 明 确 服 务 对 象, 调 整 应 用 领 域 通 过 数 据 库 建 设 构 建 区 级 地 学 数 据 管 理 系 统, 实 现 地 质 调 查 国 土 资 源 信 息 管 理 的 科 学 化 现 代 化, 为 政 府 决 策 综 合 规 划 矿 产 资 源 勘 查 区 和 成 矿 远 景 区 圈 定 及 社 会 各 阶 层 服 务 是 数 据 库 建 设 的 总 体 目 标 为 此 我 们 利 用 内 蒙 古 重 要 成 矿 区 带 矿 产 资 源 勘 查 部 署 综 合 研 究 课 题 将 各 类 数 据 库 进 行 基 础 资 料 的 分 析, 在 此 基 础 上 对 重 要 成 矿 区 带 进 行 了 对 比 研 究, 从 而 优 选 排 序 重 要 成 矿 区 带 和 找 矿 靶 区, 为 自 治 区 2005 年 度 矿 产 勘 查 部 署 提 出 建 议 在 我 区 地 质 矿 产 水 文 等 专 业 立 项 设 计 中 也 提 供 了 各 类 基 础 数 据 库, 不 但 提 高 了 工 作 效 率, 还 具 有 准 确 性 和 说 服 力 在 社 会 服 务 方 面 我 们 及 时 调 整 服 务 领 域, 根 据 我 区 部 分 盟 市 地 方 政 府 的 要 求, 利 用 1:20 万 数 字 地 质 图 空 间 数 据 库 和 矿 产 地 数 据 库 重 新 整 合 接 边 处 理, 编 制 完 成 了 阿 拉 善 盟 兴 安 盟 及 内 蒙 古 中 部 地 区 的 1:20 万 地 质 矿 产 图, 为 这 些 地 区 的 资 源 评 价 和 地 方 政 府 编 制 矿 产 勘 查 规 划 提 供 了 基 础 资 料, 配 合 了 自 治 区 地 方 经 济 的 发 展 四 地 质 调 查 信 息 化 建 设 的 设 想 ( 一 ) 地 学 数 据 库 建 设 与 开 发 利 用 国 土 资 源 电 子 政 务 正 在 掀 起 高 潮, 金 土 工 程 即 将 实 施, 需 要 强 有 力 的 数 据 库 信 息 作 为 支 撑, 而 地 学 数 据 库 正 是 国 土 资 源 部 门 最 可 靠 和 质 量 最 好 的 数 据 库 资 源 之 一 1. 以 高 度 的 责 任 心 建 设 数 据 库 地 学 数 据 库 建 设 是 国 土 资 源 信 息 化 建 设 的 重 要 组 成 部 分, 我 们 仍 将 一 如 既 往 建 设 各 类 基 础 性 公 益 性 数 据 库 同 时 做 好 地 质 大 调 查 项 目 的 数 据 库 建 设, 加 快 实 现 国 土 资 源 公 益 信 息 的 社 会 化 2. 做 好 数 据 库 维 护 与 管 理 工 作 一 是 对 一 批 适 用 性 数 据 库 如 : 矿 产 地 数 据 库 20 世 纪 地 质 调 查 工 作 程 度 数 据 库 等 为 长 期 使 用 的 数 据 库, 数 据 内 容 更 新 较 快, 对 于 这 类 数 据 库 的 维 护 应 是 经 常 性 的 ;1:20 万 地 质 图 空 间 数 据 库 应 进 行 接 边 补 充 地 理 部 分, 使 之 更 具 备 实 用 性 - 7 -

二 是 在 已 完 成 的 各 类 地 学 数 据 库 基 础 上, 建 立 各 数 据 库 的 浏 览 查 询 系 统, 如 : 各 类 空 间 数 据 库 可 按 图 幅 管 理 图 层 管 理, 按 各 种 区 域 属 性 查 询 等, 其 它 基 础 数 据 库 也 应 建 立 查 询 系 统, 便 于 数 据 录 入 查 询 检 索 和 输 出 等, 使 各 类 地 学 数 据 库 能 快 速 地 渗 透 到 地 学 研 究 的 各 领 域 这 项 工 作 应 尾 随 于 各 类 数 据 库 完 成 之 后, 是 一 项 经 常 性 工 作 3. 数 据 库 的 应 用 与 开 发 内 蒙 古 自 治 区 是 全 国 的 资 源 大 省, 今 后 几 年 应 逐 步 加 强 数 据 库 的 应 用 与 开 发, 使 重 点 开 发 和 普 及 应 用 相 结 合, 以 应 用 促 发 展 从 我 区 实 际 出 发, 以 自 行 开 发 合 作 开 发 委 托 开 发 等 不 同 方 式, 研 制 开 发 地 学 数 据 库 管 理 系 统 矿 产 资 源 分 析 评 价 系 统, 甚 至 是 地 学 数 据 三 维 分 析 系 统 等, 实 现 地 学 数 据 库 二 次 开 发, 为 自 治 区 国 土 资 源 决 策 与 规 划 地 质 调 查 评 价 服 务, 为 自 治 区 国 土 资 源 管 理 部 门 进 行 科 学 动 态 管 理 服 务, 实 现 数 据 库 建 设 跨 越 式 发 展 ( 二 ) 继 续 推 进 地 质 调 查 评 价 主 流 程 信 息 化 我 区 的 地 质 矿 产 调 查 项 目 使 用 的 填 图 系 统 为 2004 版 更 新 程 序, 作 为 全 国 第 二 批 野 外 数 据 采 集 试 点 和 推 广 项 目, 成 功 地 借 鉴 了 第 一 批 项 目 的 先 进 经 验, 经 过 一 年 的 填 图 实 践, 工 作 进 展 顺 利 内 蒙 古 自 治 区 地 质 调 查 院 采 用 野 外 和 室 内 不 同 场 合 以 请 进 来 走 出 去 的 多 种 对 技 术 人 员 进 行 培 训, 全 面 推 广 两 大 系 统 的 应 用, 加 快 地 勘 项 目 的 主 流 程 信 息 化 建 设 步 伐 今 年 我 们 仍 将 调 配 一 切 积 极 因 素, 做 好 试 点 工 作, 并 在 额 济 纳 旗 小 狐 狸 山 战 略 性 矿 产 远 景 调 查 和 苏 尼 特 左 旗 达 来 庙 战 略 性 矿 产 远 景 调 查 两 项 目 中 全 面 推 广 中 国 地 质 调 查 局 正 在 研 制 并 试 点 地 质 灾 害 地 下 水 调 查 和 环 境 地 质 调 查 野 外 数 据 采 集 等 系 统, 我 们 将 在 工 作 中 积 极 配 合, 与 相 关 部 门 保 持 联 系, 争 取 进 入 试 点 行 列, 尽 快 实 现 全 区 国 土 资 源 地 质 调 查 项 目 全 面 信 息 化 ( 三 ) 加 强 网 络 建 设 增 强 服 务 意 识 局 域 网 的 开 通 将 能 做 好 国 土 资 源 数 据 信 息 的 改 进 工 作, 内 蒙 古 自 治 区 地 质 调 查 院 将 从 内 部 局 域 网 站 开 始, 开 展 用 户 终 端 的 建 设 和 基 础 工 作, 从 而 加 快 网 络 体 系 建 设, 在 内 部 局 域 网 的 带 动 下, 形 成 以 网 络 为 依 托 的 大 调 查 项 目 管 理 地 学 数 据 库 管 理 模 式, 为 今 后 开 展 互 联 网 信 息 服 务 奠 定 基 础 在 此 基 础 上 逐 步 实 现 全 区 全 国 国 土 资 源 信 息 广 域 传 输, 促 进 国 土 资 源 管 理 的 网 络 化, 解 决 我 区 网 络 服 务 程 度 低, 国 土 资 源 信 息 缺 乏 交 互 式 查 询 与 服 务 的 问 题, 促 进 数 据 库 产 业 的 健 康 发 展 在 网 络 建 设 的 基 础 上 建 立 信 息 网 站 - 8 -

电 子 阅 览 等 多 种 形 式 的 信 息 服 务 系 统 或 通 过 数 据 深 加 工, 向 社 会 和 决 策 管 理 部 门 提 供 形 式 多 样 内 容 丰 富 的 国 土 资 源 信 息 服 务, 促 进 国 土 资 源 信 息 社 会 化 服 务 总 之, 国 土 资 源 信 息 化 建 设 能 有 力 地 推 动 国 土 资 源 保 护 和 开 发 利 用 水 平, 促 进 全 区 进 行 国 土 资 源 电 子 政 务 建 设 和 信 息 网 络 服 务, 对 国 土 资 源 部 门 下 一 步 实 施 金 土 工 程 的 建 设 提 供 基 础 数 据 我 们 将 运 用 已 有 的 信 息 资 源 配 合 中 国 地 质 调 查 局 及 内 蒙 古 自 治 区 国 土 资 源 厅 围 绕 金 土 工 程 开 展 的 耕 地 保 护 国 家 监 管 矿 产 资 源 国 家 安 全 保 障 及 地 质 灾 害 预 警 与 应 急 三 大 系 统 展 开 工 作, 大 力 加 快 国 土 资 源 信 息 化 建 设 与 开 发 应 用, 努 力 推 进 地 质 调 查 评 价 主 流 程 信 息 化, 让 国 土 资 源 信 息 化 真 正 渗 透 到 各 类 地 质 勘 查 工 作 中 去, 使 我 区 的 国 土 资 源 信 息 化 建 设 跨 上 一 个 新 台 阶 参 考 文 献 : [1] 李 裕 伟, 国 土 资 源 信 息 系 统 建 设 中 知 识 发 现 与 数 据 挖 掘 技 术 的 应 用, 国 土 资 源 信 息 化,2004 年 2 期. [2] 王 建 华, 贵 州 省 国 土 资 源 电 子 政 务 计 算 机 网 络 建 设, 国 土 资 源 信 息 化,2004 年 6 期. [3] 刘 宏 明 等, 计 算 机 网 络 信 息 中 心 建 设 与 管 理 及 运 行 与 维 护 实 务 手 册, 河 北 音 像 出 版 社,2004 年 9 月. [4] 姜 作 勤, 数 据 质 量 研 究 与 实 践 的 现 状 及 空 间 数 据 质 量 标 准, 国 土 资 源 信 息 化, 2004 年 3 期. - 9 -

我 国 土 地 调 查 监 测 评 价 信 息 化 建 设 回 顾 与 展 望 以 信 息 化 推 动 土 地 管 理 工 作 的 跨 越 式 发 展, 是 党 中 央 国 务 院 对 土 地 管 理 工 作 提 出 的 新 要 求, 土 地 调 查 监 测 和 评 价 信 息 化 是 土 地 管 理 信 息 化 的 重 要 内 容 当 前, 在 全 球 范 围 内 信 息 技 术 正 在 从 一 场 技 术 革 命 转 变 为 一 场 产 业 革 命, 从 某 种 意 义 上 说, 未 来 经 济 的 竞 争, 实 质 上 是 以 信 息 产 业 化 为 代 表 的 科 技 实 力 的 竞 争 我 国 正 处 于 建 设 全 面 小 康 社 会 的 重 要 历 史 机 遇 期, 作 为 国 家 重 要 战 略 资 源 的 土 地 资 源, 在 经 济 社 会 发 展 中 具 有 举 足 轻 重 的 地 位 党 的 十 六 届 四 中 全 会 把 土 地 政 策 财 政 政 策 和 金 融 政 策 并 列 为 国 家 宏 观 调 控 的 重 要 手 段, 这 给 土 地 管 理 工 作 赋 予 了 新 的 历 史 使 命, 我 们 必 须 以 百 倍 的 信 心 和 努 力, 夯 实 基 础, 集 成 优 势, 全 面 推 进 土 地 调 查 评 价 监 测 信 息 化 1 土 地 调 查 监 测 评 价 信 息 化 取 得 的 成 就 我 国 十 分 重 视 信 息 技 术 在 土 地 调 查 监 测 评 价 工 作 中 的 应 用, 按 照 国 土 资 源 信 息 化 发 展 纲 要 的 要 求, 在 信 息 基 础 设 施 建 设 信 息 积 累 和 应 用 标 准 研 制 机 构 建 设 等 方 面 均 取 得 了 显 著 成 效 (1) 以 3S 技 术 为 核 心 的 当 代 信 息 技 术 在 土 地 调 查 监 测 评 价 中 得 到 广 泛 应 用, 技 术 体 系 日 趋 成 熟 遥 感 辅 助 调 查 和 监 测 技 术 已 经 逐 步 成 为 土 地 调 查 和 监 测 工 作 中 的 常 规 技 术, 自 1996 年 以 来, 全 国 土 地 动 态 遥 感 监 测 体 系 逐 步 成 熟, 已 对 104 个 重 点 城 市 的 土 地 利 用 变 化 情 况 进 行 了 监 测, 累 计 监 测 面 积 180 万 平 方 公 里, 取 得 了 土 地 变 化 特 别 是 建 设 占 用 耕 地 等 方 面 的 重 要 数 据, 为 土 地 监 管 工 作 提 供 了 有 力 的 技 术 支 持 ; 在 全 国 1 1 万 主 比 例 尺 土 地 利 用 现 状 数 据 库 建 设 中, 以 GIS 技 术 为 核 心 的 建 库 技 术 得 到 广 泛 应 用, 在 完 成 200 个 示 范 县 数 据 库 建 设 的 基 础 上, 带 动 全 国 经 济 发 达 地 区 和 重 点 农 业 区 近 2000 个 县 的 土 地 利 用 数 据 库 的 建 设, 为 各 级 土 地 管 理 部 门 的 更 新 调 查 综 合 统 计 耕 地 保 护 建 设 项 目 用 地 管 理 等 日 常 土 地 管 理 业 务 提 供 了 有 力 的 数 据 支 持 和 技 术 服 务 ; 土 地 利 用 更 新 调 查 的 综 合 统 计 工 作 已 基 本 实 现 了 数 据 处 理 管 理 和 交 换 过 程 的 信 息 化 ; 全 国 地 价 动 态 监 测 网 络 建 设 初 具 规 模, 为 建 立 公 平 规 范 有 序 的 土 地 市 场 提 供 了 科 学 依 据 (2) 信 息 化 基 础 设 施 建 设 逐 步 完 善 工 欲 善 其 事, 必 先 利 其 器, 信 息 网 络 建 设 是 土 地 调 查 监 测 评 价 信 息 化 的 前 提 和 基 础 据 不 完 全 统 计, 随 着 计 算 机 技 术 的 成 熟 和 普 及, 全 国 90% 的 地 区 已 具 备 土 地 专 业 技 术 资 料 的 计 算 机 处 理 和 管 理 能 力,80% 的 地 区 已 建 立 了 比 较 先 进 的 计 算 机 网 络 和 土 地 专 业 网 站,GPS 已 在 各 级 土 地 调 查 和 监 测 工 作 中 得 到 广 泛 应 用 为 规 范 和 指 导 全 国 土 地 调 查 监 测 和 评 价 信 息 化 建 设, 遵 照 标 准 先 行 的 原 则, 已 经 制 定 颁 布 了 县 ( 市 ) 级 土 地 利 用 数 据 库 标 准 城 镇 地 籍 数 据 库 标 准 等 多 部 标 准, 为 保 证 土 地 调 查 监 测 和 评 价 信 息 化 工 作 的 规 范 性 一 致 性 奠 定 了 良 好 的 基 础 (3) 初 步 形 成 了 比 较 完 善 的 数 据 管 理 技 术 体 系, 积 累 了 能 初 步 满 足 大 多 数 土 地 管 理 业 务 的 数 据 资 源 通 过 技 术 开 发 和 引 进, 土 地 利 用 现 状 数 据 库 基 础 地 价 数 据 库 土 地 利 用 规 划 数 据 库 等 多 个 专 业 数 据 库 已 经 比 较 成 熟, 并 在 实 际 工 作 中 得 到 广 泛 应 用, 综 合 性 土 地 大 型 分 布 式 数 据 库 管 理 已 在 国 家 和 部 分 地 区 投 入 应 用, 数 据 管 理 技 术 日 趋 成 熟 经 过 多 年 的 努 力, 已 经 完 成 了 全 国 和 省 级 土 地 利 用 规 划 数 据 库 全 国 1 50 万 土 地 利 用 数 据 库 和 一 批 县 ( 市 ) 级 土 地 利 用 现 状 土 地 利 用 规 划 城 镇 地 籍 农 村 地 籍 基 准 地 价 等 数 据 库, 形 成 了 国 家 级 1 50 万 和 1 100 万 1

土 地 利 用 数 据 库, 初 步 掌 握 了 国 家 级 耕 地 后 备 资 源 面 积 数 量 分 布 现 状 等 信 息, 取 得 了 30 个 城 市 的 地 价 调 查 数 据 和 18 个 省 ( 区 ) 的 农 用 地 分 等 定 级 数 据 等 目 前, 各 种 数 据 已 积 累 量 已 经 达 到 100TB, 可 基 本 满 足 大 多 数 土 地 管 理 业 务 的 数 据 需 求 第 四, 土 地 调 查 监 测 和 评 价 信 息 化 管 理 机 构 日 益 完 善, 技 术 队 伍 日 益 壮 大, 技 术 力 量 不 断 加 强 目 前, 全 国 各 省 和 大 多 数 地 市 均 建 立 了 土 地 勘 测 规 划 院, 在 编 技 术 人 员 达 10000 多 人, 经 过 多 年 的 努 力, 我 国 已 基 本 形 成 了 以 各 级 土 地 勘 测 规 划 院 为 主 体 的 一 支 保 障 有 力 技 术 过 硬 的 土 地 调 查 监 测 和 评 价 信 息 化 技 术 队 伍 在 信 息 化 建 设 过 程 中, 信 息 技 术 在 土 地 调 查 监 测 和 评 价 工 作 中 的 应 用 日 益 广 泛, 应 用 水 平 不 断 提 高 以 3S 技 术 为 核 心 的 土 地 调 查 监 测 和 评 价 信 息 化 技 术 日 益 成 熟 的 同 时, 多 媒 体 技 术 实 时 处 理 与 控 制 等 信 息 技 术 也 在 土 地 调 查 监 测 和 评 价 工 作 中 得 到 广 泛 应 用 2 土 地 调 查 评 价 信 息 化 面 临 的 机 遇 和 挑 战 尽 管 土 地 调 查 评 价 监 测 信 息 化 工 作 已 经 取 得 了 较 大 的 成 就, 但 我 国 经 济 社 会 发 展 对 土 地 信 息 化 的 要 求 还 有 一 定 差 距, 还 不 能 充 分 满 足 以 信 息 化 建 设 带 动 国 土 资 源 信 息 技 术 跨 越 式 发 展 和 国 土 资 源 管 理 方 式 的 根 本 转 变 的 需 要, 不 能 充 分 满 足 地 上 查 天 上 看 网 上 管, 不 放 过 对 每 一 块 土 地 的 监 管 的 需 要 (1) 信 息 系 统 建 设 水 平 需 进 一 步 提 高, 调 查 监 测 评 价 信 息 的 网 络 化 组 织 水 平 亟 待 整 合 优 化 在 国 土 资 源 信 息 化 纲 要 的 指 导 下, 通 过 国 土 资 源 大 调 查 等 重 要 工 程 的 实 施, 尽 管 各 地 的 调 查 监 测 和 评 价 信 息 化 水 平 均 得 到 了 长 足 的 发 展 和 提 高 但 是, 由 于 种 种 原 因, 距 离 形 成 全 国 性 的 统 一 的 土 地 调 查 监 测 评 价 信 息 化 网 络 仍 有 较 大 差 距, 难 以 充 分 满 足 国 家 土 地 监 管 目 标 的 需 要 (2) 调 查 监 测 评 价 数 据 的 数 字 化 水 平 尚 需 进 一 步 提 高, 信 息 整 合 水 平 和 信 息 共 享 水 平 相 对 较 低 建 国 以 来 历 次 土 地 资 源 调 查 所 积 聚 的 海 量 土 地 资 源 资 料, 相 当 一 部 分 信 息 仍 处 于 纸 介 质 状 态, 限 制 了 它 的 价 值 更 重 要 的 是, 受 种 种 技 术 和 体 制 因 素 的 影 响, 已 经 数 字 化 的 数 据 的 整 合 和 共 享 工 作 受 到 了 严 重 的 限 制, 区 域 性 的 调 查 监 测 和 评 价 信 息 难 以 在 大 区 域 和 国 家 层 次 发 挥 应 有 的 作 用 (3) 部 分 地 区 的 应 用 水 平 尚 需 进 一 步 提 高, 数 据 的 更 新 和 维 护 机 制 有 待 进 一 步 完 善 由 于 各 种 主 客 观 条 件 的 限 制, 信 息 技 术 在 部 分 地 区 的 土 地 调 查 监 测 和 评 价 中 难 以 充 分 发 挥 其 技 术 优 势, 在 信 息 化 建 设 工 作 中 重 建 设 轻 维 护 的 现 象 时 有 发 生, 建 立 的 数 据 库 或 信 息 系 统, 难 以 得 到 有 效 维 护 和 及 时 更 新 回 顾 过 去, 尽 管 存 在 一 些 问 题, 但 瑕 不 掩 瑜, 成 绩 仍 然 是 第 一 位 的 展 望 未 来, 在 全 面 建 设 小 康 社 会 的 新 形 势 下, 全 面 提 高 土 地 调 查 监 测 评 价 信 息 化 水 平, 把 地 上 查 天 上 看 网 上 管, 不 放 过 对 每 一 块 土 地 的 监 管 的 监 管 切 实 落 到 实 处, 任 重 而 道 远 国 务 院 关 于 深 化 改 革 严 格 土 地 管 理 的 决 定 ( 国 发 [2004]28 号 文 ) 提 出 组 织 实 施 金 土 工 程, 要 求 充 分 利 用 现 代 高 新 技 术, 加 强 土 地 利 用 动 态 监 测, 建 立 土 地 利 用 总 体 规 划 实 施 耕 地 保 护 土 地 市 场 监 测 的 动 态 网 络 ; 另 外, 通 过 2004 年 的 土 地 市 场 治 理 整 顿, 土 地 资 源 管 理 的 重 要 性 已 得 到 各 级 政 府 和 社 会 各 界 的 广 泛 认 知, 土 地 管 理 工 作 在 国 民 经 济 和 社 会 生 活 中 的 地 位 日 益 提 高, 这 些 条 件, 均 为 土 地 调 查 监 测 评 价 信 息 化 建 设 提 供 了 难 得 的 机 遇, 我 们 必 须 抓 住 机 遇 迎 接 挑 战, 制 定 符 合 我 国 国 情 和 时 代 要 求 的 工 作 计 划, 采 取 强 有 力 措 施, 加 快 土 地 调 查 评 价 监 测 信 息 化 的 进 程 2

3 目 标 和 任 务 根 据 我 国 实 际 国 情, 土 地 资 源 调 查 评 价 监 测 信 息 化 建 设 的 目 标 是 围 绕 以 信 息 化 建 设 带 动 国 土 资 源 信 息 技 术 跨 越 式 发 展 和 国 土 资 源 管 理 方 式 的 根 本 转 变 的 总 要 求, 充 分 利 用 当 代 先 进 的 信 息 技 术, 进 一 步 整 合 已 取 得 的 信 息 化 成 果 和 技 术 力 量, 建 立 技 术 先 进 体 系 完 整 反 馈 迅 速 运 行 高 效 的 土 地 调 查 监 测 和 评 价 信 息 化 技 术 体 系 实 现 土 地 调 查 监 测 与 评 价 工 作 方 式 的 信 息 化 ; 实 现 数 据 采 集 处 理 数 据 数 据 和 管 理 的 信 息 化 ; 并 通 过 信 息 服 务 系 统 开 发 与 应 用, 实 现 调 查 监 测 和 评 价 信 息 服 务 的 信 息 化 ; 通 过 信 息 整 合 与 共 享 机 制 和 标 准 的 建 立 与 完 善, 实 现 土 地 调 查 监 测 与 评 价 工 作 的 制 度 化 和 规 范 化 在 此 过 程 中, 通 过 信 息 技 术 的 广 泛 应 用, 及 技 术 力 量 的 优 化 整 合, 建 立 一 支 技 术 过 硬 保 障 有 力 作 风 优 良 的 信 息 化 技 术 队 伍, 完 成 工 作 方 式 和 管 理 理 念 的 信 息 化 转 变 实 现 土 地 调 查 监 测 和 评 价 信 息 化 是 一 个 宏 大 的 系 统 的 工 程 其 中, 通 过 优 化 集 成, 充 分 发 挥 全 国 土 地 调 查 监 测 和 评 价 队 伍 的 整 体 优 势, 建 立 一 支 技 术 过 硬 的 队 伍 是 土 地 调 查 监 测 和 评 价 信 息 化 事 业 持 续 发 展 的 基 础 ; 及 时 翔 实 的 数 据 是 信 息 化 的 血 液 ; 强 大 的 网 络 体 系 是 支 撑 信 息 化 的 脉 络 ; 各 级 土 地 数 据 中 心 和 应 用 平 台 是 信 息 化 的 心 脏 ; 为 土 地 管 理 事 业 提 供 信 息 服 务 作 好 技 术 支 持 是 信 息 化 的 目 标 和 灵 魂 (1) 以 土 地 调 查 监 测 和 评 价 信 息 化 带 动 技 术 力 量 的 整 合 信 息 服 务 与 信 息 化 技 术 队 伍 建 设 共 同 构 成 了 土 地 调 查 监 测 评 价 信 息 化 人 文 精 神 的 本 质 经 过 多 年 的 努 力, 土 地 调 查 监 测 和 评 价 信 息 化 技 术 队 伍 已 初 具 规 模, 截 止 2004 年 底, 全 国 各 省 均 建 立 了 省 土 地 勘 测 院 但 是, 从 整 个 土 地 调 查 监 测 和 评 价 技 术 队 伍 的 发 展 来 看, 横 向 上 各 地 区 技 术 队 伍 的 建 设 和 技 术 水 平 还 很 不 平 衡 ; 各 级 各 地 技 术 部 门 之 间 的 技 术 交 流 有 待 进 一 步 加 强 ; 在 合 理 分 工 的 基 础 上, 充 分 发 挥 行 业 优 势, 联 合 承 担 国 家 重 大 工 程 的 能 力 优 待 进 一 步 提 高 作 为 一 个 关 系 土 地 管 理 事 业 发 展 的 全 局 性 战 略, 土 地 调 查 监 测 和 评 价 信 息 化 要 求 在 互 利 合 作 的 基 础 上, 加 强 技 术 培 训 和 力 量 整 合, 充 分 发 挥 全 行 业 的 技 术 优 势, 为 建 立 完 善 的 土 地 调 查 监 测 和 评 价 信 息 化 技 术 体 系 奠 定 基 础 (2) 以 信 息 化 带 动 数 据 采 集 和 处 理 能 力 的 全 面 提 高 土 地 调 查 监 测 评 价 信 息 化 的 目 标 之 一 就 是 实 现 土 地 数 据 获 取 与 更 新 过 程 数 据 管 理 和 维 护 过 程 的 信 息 化 数 据 是 信 息 化 的 血 液, 数 据 的 可 靠 性 现 势 性 和 完 整 性 直 接 决 定 调 查 监 测 和 评 价 成 果 是 否 具 有 公 信 力, 也 直 接 决 定 着 着 信 息 化 的 成 败 党 中 央 国 务 院 关 于 严 格 管 理 十 分 珍 惜 每 一 存 土 地 的 方 针, 对 土 地 调 查 监 测 和 评 价 工 作 的 块 速 反 应 能 力 提 出 了 更 高 的 要 求 如 果 我 们 不 能 从 技 术 上 进 行 全 工 作 流 程 的 信 息 化 武 装, 就 不 可 能 充 分 满 足 这 种 全 方 位 的 快 速 的 监 测 调 查 需 求 这 就 需 要 我 们 根 据 数 据 采 集 和 处 理 的 实 际 需 求, 在 技 术 开 发 的 基 础 上, 进 行 集 成, 开 发 和 应 用 实 用 的 数 据 采 集 工 具 和 数 据 处 理 工 具, 形 成 贯 穿 土 地 调 查 监 测 和 评 价 全 工 作 流 程 的 信 息 化 技 术 体 系 (3) 以 信 息 化 带 动 数 据 管 理 信 息 加 工 和 数 据 传 输 能 力 的 全 面 提 高 当 代 信 息 化 的 重 要 特 点 就 是 以 大 型 数 据 库 为 后 盾, 以 大 型 网 络 为 依 托, 以 各 种 应 用 系 统 开 发 和 应 用 为 先 导 土 地 调 查 监 测 和 评 价 信 息 化 将 依 托 国 土 资 源 信 息 化 专 网 建 成 覆 盖 我 国 各 级 土 地 管 理 及 相 关 业 务 部 门 的 大 型 网 络 体 系 ; 形 成 以 国 家 省 市 三 级 数 据 存 储 和 管 理 中 心 为 主 体 的 集 中 + 分 布 式 数 据 管 理 和 处 理 中 心 ; 形 成 覆 盖 各 级 土 地 管 理 相 关 业 务 部 门 和 服 务 机 构 的 信 息 化 应 用 终 端 根 据 国 土 资 源 信 息 化 规 划, 国 土 资 源 信 息 化 专 网 将 主 要 由 国 家 投 资 建 设 ; 根 据 金 土 工 程 的 战 略 部 署, 国 家 省 级 土 地 数 据 中 心 主 要 由 国 家 出 资, 部 门 和 地 方 配 套 建 设 各 级 土 地 管 理 技 术 支 撑 部 门 和 当 前 的 主 要 任 务 一 是 进 一 步 加 强 自 身 的 信 息 化 基 础 设 施 建 设 ; 二 是 在 整 合 行 业 技 术 力 量 的 基 础 上, 充 分 发 挥 行 业 优 势, 进 行 信 息 处 理 和 管 理 应 用 系 统 开 发 (4) 以 信 息 化 带 动 土 地 调 查 监 测 和 评 价 业 务 的 标 准 化 规 范 化 建 设, 带 动 数 据 集 成 与 整 3

合 水 平 的 全 面 提 高 标 准 化 和 规 范 化 是 信 息 化 的 重 要 条 件, 这 方 面 已 取 得 了 显 著 成 就, 当 前 的 任 务 是 按 照 急 用 先 行 的 原 则, 加 紧 加 快 制 定 调 查 监 测 和 评 价 数 据 的 交 换 与 共 享 标 准, 及 数 据 处 理 和 成 果 加 工 标 准 在 数 据 整 合 方 面, 当 前 的 主 要 任 务 是 在 加 强 数 据 维 护 和 更 新 工 作 力 度, 夯 实 数 据 基 础 的 同 时, 加 强 区 域 间 的 交 流 与 合 作, 加 强 上 下 级 之 间 的 交 流 与 合 作, 按 照 既 定 标 准, 加 快 数 据 整 合 步 伐, 提 高 数 据 的 应 用 层 次, 充 分 发 挥 土 地 基 础 数 据 对 国 家 和 区 域 发 展 的 决 策 支 撑 能 力 (5) 以 信 息 化 带 动 土 地 调 查 监 测 和 评 价 信 息 服 务 能 力 的 全 面 提 高 土 地 资 源 和 土 地 资 产 不 仅 是 国 家 管 理 的 重 要 内 容, 也 与 人 民 群 众 的 切 身 利 益 息 息 相 关 以 信 息 服 务 系 统 开 发 与 实 现 为 各 级 土 地 管 理 部 门 和 全 社 会 提 供 土 地 调 查 监 测 和 评 价 信 息 服 务, 充 分 发 挥 土 地 资 源 在 国 家 发 展 中 的 基 础 性 战 略 地 位, 是 土 地 调 查 监 测 和 评 价 信 息 化 的 重 要 目 标 土 地 调 查 监 测 和 评 价 信 息 服 务 就 是 依 据 调 查 监 测 和 评 价 结 果, 在 应 用 系 统 开 发 与 整 合 的 基 础 上, 面 向 土 地 管 理 事 业 的 实 际 需 求, 面 向 公 众 土 地 信 息 需 求, 建 立 基 于 现 代 通 讯 技 术 的 土 地 资 源 和 土 地 资 产 信 息 的 综 合 统 计 公 开 查 询 信 息 发 布 等 公 共 信 息 服 务 系 统 4 结 束 语 目 前, 土 地 资 源 调 查 评 价 监 测 信 息 化 建 设 正 处 在 一 个 关 键 时 期, 我 们 为 自 己 能 够 亲 身 参 与 这 一 历 史 过 程 而 感 到 自 豪 我 们 一 定 要 紧 紧 围 绕 在 以 胡 锦 涛 同 志 为 核 心 的 党 重 要 周 围, 高 举 马 列 主 义 毛 泽 东 思 想 邓 小 平 理 论 和 三 个 代 表 主 要 思 想 的 伟 大 旗 帜, 在 国 土 资 源 部 的 正 确 领 导 下, 把 握 新 形 势, 抓 住 新 机 遇, 齐 心 协 力, 团 结 奋 斗, 开 拓 进 取, 真 抓 实 干, 夯 实 基 础, 集 成 优 势, 全 面 推 进 土 地 调 查 评 价 监 测 信 息 化 进 程, 为 提 高 国 土 资 源 工 作 水 平, 促 进 国 家 社 会 经 济 可 持 续 发 展 做 出 更 大 的 贡 献! 最 后, 祝 会 议 圆 满 成 功! 4

河 北 省 土 地 基 础 数 据 库 建 设 与 应 用 河 北 省 国 土 资 源 厅 随 着 社 会 经 济 的 快 速 发 展 和 土 地 的 深 度 开 发 利 用, 土 地 信 息 及 其 变 更 量 迅 速 增 加, 土 地 信 息 的 社 会 需 求 亦 越 来 越 大 沿 用 传 统 的 管 理 模 式, 已 越 来 越 难 以 适 应 社 会 经 济 发 展 对 土 地 信 息 的 需 求 如 何 利 用 RS GIS 和 网 络 等 现 代 信 息 技 术, 实 现 土 地 信 息 处 理 存 储 提 取 传 输 的 自 动 化 和 资 源 共 享, 保 持 土 地 信 息 的 现 势 性 和 方 便 快 捷 应 用, 提 高 土 地 管 理 的 信 息 化 水 平, 是 国 土 资 源 部 门 当 前 的 要 务 和 社 会 经 济 部 门 关 注 的 要 点 从 河 北 省 的 土 地 省 情 出 发, 探 讨 土 地 资 源 规 划 保 护 开 发 和 利 用 等 土 地 基 础 数 据 库 的 建 设 和 数 据 的 集 成 技 术, 分 析 土 地 基 础 数 据 库 应 用 及 效 果, 具 有 一 定 的 实 践 意 义 借 此 会 议, 给 各 位 领 导 及 同 行 介 绍 一 下 我 省 土 地 基 础 数 据 库 的 建 设 情 况, 请 指 正 一 土 地 基 础 数 据 库 建 设 ( 一 ) 建 设 目 标 按 照 我 省 数 字 国 土 工 程 总 体 方 案 要 求, 我 省 土 地 基 础 数 据 库 建 设 的 目 标 是 : (1) 利 用 计 算 机 和 数 据 库 等 先 进 技 术, 将 土 地 利 用 现 状 规 划 城 镇 地 籍 土 地 开 发 整 理 地 价 耕 地 后 备 资 源 基 本 农 田 等 数 据 集 成, 建 立 覆 盖 全 省 实 用 性 强 易 于 更 新 的 土 地 基 础 数 据 库 (2) 初 步 建 成 全 省 国 土 资 源 信 息 管 理 系 统, 形 成 纵 向 联 接 国 家 省 市 县 国 土 资 源 部 门, 横 向 联 接 政 府 其 他 部 门 和 有 关 单 位 的 信 息 网 络 (3) 建 成 省 市 和 部 分 县 级 国 土 资 源 数 据 中 心, 开 通 国 土 资 源 信 息 网 站, 定 期 向 社 会 公 开 发 布 有 关 信 息, 提 供 网 上 服 务 ( 二 ) 建 设 现 状 根 据 数 字 国 土 工 程 方 案 确 定 的 目 标, 我 省 自 2000 年 开 始 逐 步 实 施 土 地 1

基 础 数 据 库 建 设 以 及 相 关 信 息 系 统 的 设 计 开 发 工 作, 取 得 了 较 好 的 阶 段 性 成 果 (1) 在 基 础 地 理 方 面 完 成 了 全 省 8356 幅 新 近 航 摄 的 1:1 万 正 射 影 像 图 (DOM), 数 字 高 程 模 型 (DEM) 和 全 省 近 600 幅 1:5 万 基 础 地 理 数 据 (DEM+DLG) 的 生 产, 并 已 提 交 全 省 各 级 国 土 资 源 部 门 使 用 (2) 利 用 市 场 主 流 的 ARC/INFO MapGIS SuperMap LandStar RdGIS 等 地 理 信 息 系 统 软 件, 以 及 Oracle 等 数 据 库 管 理 软 件, 开 展 土 地 基 础 数 据 库 建 设 工 作 按 照 国 土 资 源 部 的 有 关 技 术 要 求 及 建 库 标 准, 建 立 了 包 括 : 地 籍 土 地 利 用 规 划 地 价, 建 设 项 目 用 地 审 批 以 及 土 地 开 发 复 垦 整 理 等 土 地 资 源 基 础 数 据 库 到 目 前 为 止 全 省 有 80% 的 县 建 立 了 土 地 利 用 数 据 库, 30% 的 市 县 建 了 城 镇 地 籍 数 据 库 (3) 按 照 国 土 资 源 部 全 国 国 土 资 源 数 据 交 换 中 心 各 省 分 中 心 建 设 项 目 指 南 的 要 求, 启 动 了 省 级 和 部 分 市 级 数 据 交 换 中 心 项 目 建 设, 实 现 了 黄 骅 试 点 县 到 沧 州 试 点 市 数 据 中 心 的 网 络 化 基 础 数 据 汇 交 和 省 厅 数 据 中 心 与 沧 州 试 点 市 数 据 中 心 的 网 络 化 基 础 数 据 交 换 为 建 立 省 市 两 级 土 地 利 用 空 间 数 据 库 框 架 和 省 市 县 三 级 土 地 利 用 空 间 数 据 交 换 体 系 奠 定 了 基 础 (4) 构 建 了 分 布 式 数 据 库 体 系 结 构 针 对 MapGIS SuperMap LandStar RdGIS ArcGIS 系 统 平 台 生 产 的 土 地 利 用 现 状 数 据 开 发 的 整 合 软 件 基 础 数 据 库 通 用 配 置 工 具 等, 实 现 了 不 同 GIS 产 品 生 产 的 数 据 到 Oracle Spatial 格 式 的 加 载 传 输 和 统 一 管 理 现 已 实 现 了 43 个 县 的 土 地 利 用 现 状 数 据 向 省 级 和 部 分 市 级 库 的 转 换 和 加 载, 通 过 土 地 利 用 现 状 数 据 转 换 加 载 系 统, 实 现 了 不 同 比 例 尺 土 地 利 用 现 状 数 据 的 统 一 (5) 针 对 利 用 MapGIS SuperMap LandStar RDGIS 平 台 建 设 的 基 础 数 据 库, 开 发 了 相 应 的 数 据 质 量 检 查 工 具, 应 用 在 数 据 库 预 检 工 作 中, 确 保 数 据 库 建 设 的 质 量, 规 范 了 数 据 库 中 数 据 的 格 式 要 求, 为 今 后 实 现 数 据 无 缝 接 边 和 交 换 打 下 了 坚 实 的 基 础 (6) 自 2003 年, 采 用 航 天 航 空 数 据, 结 合 外 业 调 查, 开 展 了 土 地 利 用 更 新 调 查 工 作 为 保 证 此 项 工 作 的 顺 利 实 施, 制 定 了 河 北 省 土 地 利 用 更 新 调 查 暂 行 规 定 和 河 北 省 土 地 利 用 更 新 调 查 县 级 成 果 验 收 办 法 目 前, 已 有 115 个 2

县 开 展 了 该 项 工 作 (7) 利 用 全 省 土 地 利 用 变 更 调 查 数 据, 结 合 人 口 产 值 等 经 济 指 标, 建 立 了 河 北 省 土 地 省 情 数 据 库, 编 辑 了 河 北 省 土 地 省 情 数 据 集 和 河 北 省 土 地 省 情 数 据 手 册, 为 领 导 和 相 关 部 门 查 询 分 析 省 市 县 土 地 利 用 土 地 分 布 及 土 地 产 出 率 人 均 土 地 面 积 等 信 息, 提 供 了 便 利 条 件 (8) 依 托 国 土 资 源 部 的 专 用 网 和 省 政 府 的 办 公 网, 组 建 了 全 省 统 一 的 网 络 系 统, 形 成 了 上 通 国 土 资 源 部 省 政 府 省 委 部 门, 下 连 全 省 各 省 辖 市 及 部 分 县 国 土 资 源 部 门 的 网 络 体 系, 实 现 了 国 土 资 源 信 息 的 传 输 和 共 享 ( 三 ) 应 用 土 地 基 础 数 据 库 成 果, 不 仅 应 用 于 电 子 政 务, 而 且 广 泛 应 用 于 土 地 规 划 利 用 耕 地 保 护 地 籍 管 理 建 设 用 地 项 目 会 审 土 地 招 商 引 资 土 地 开 发 整 理 土 地 补 偿 土 地 执 法 监 察 等 工 作, 在 土 地 管 理 和 宏 观 经 济 调 控 中 发 挥 了 重 要 作 用 (1) 改 进 了 土 地 管 理 的 技 术 手 段, 提 高 了 管 理 工 作 的 技 术 水 平 和 办 事 效 率, 实 现 了 土 地 变 更 调 查 统 计 等 日 常 地 籍 管 理 工 作 的 自 动 化, 初 步 实 现 了 以 图 管 地 的 目 标 同 时 利 用 数 据 库 中 的 现 状 图, 将 执 法 监 察 工 作 落 实 到 具 体 区 片 责 任 到 人, 提 高 了 执 法 监 察 工 作 效 率 和 执 行 力 度 (2) 利 用 数 据 库 成 果, 开 展 网 上 土 地 信 息 服 务, 逐 渐 成 为 各 级 国 土 资 源 部 门 的 一 项 重 要 业 务 我 省 部 分 县 市 建 立 了 自 己 的 国 土 资 源 网 站 和 主 页, 有 的 将 自 己 的 网 站 与 政 府 网 络 系 统 链 接, 通 过 WEBGIS 技 术, 将 土 地 基 础 数 据 库 的 部 分 内 容 挂 接 在 网 络 上, 为 社 会 各 界 在 网 络 上 浏 览 土 地 基 础 信 息 招 拍 挂 地 块 的 相 关 资 料 和 监 督 土 地 执 法, 开 辟 了 新 的 途 径 (3) 为 耕 地 后 备 资 源 坡 耕 地 和 沙 化 土 地 调 查 提 供 了 基 础, 在 编 制 土 地 开 发 整 理 项 目 专 项 规 划 开 展 农 用 地 分 等 定 级 农 村 集 体 土 地 产 权 调 查 生 态 退 耕 和 编 制 生 态 规 划 评 价 等 方 面 提 供 了 基 础 资 料 ; 为 农 地 转 用 各 类 建 设 用 地 项 目 会 审, 提 供 了 土 地 权 属 和 利 用 现 状 等 基 础 资 料 (4) 为 城 建 农 业 水 利 林 业 交 通 等 部 门 编 制 发 展 规 划, 提 供 了 基 础 3

依 据 2004 年 石 家 庄 市 境 内 的 调 蓄 水 工 程 及 常 山 湖 生 态 园 区 建 设 规 划 的 编 制 就 利 用 了 土 地 基 础 数 据 库 提 供 的 翔 实 的 土 地 信 息, 节 省 了 大 量 人 力 资 金 和 时 间, 收 到 了 很 好 的 效 果 二 土 地 基 础 数 据 库 建 设 应 用 中 存 在 的 主 要 问 题 目 前, 在 土 地 基 础 数 据 库 建 设 和 成 果 应 用 中, 还 存 在 一 些 有 待 研 究 解 决 的 问 题 : (1) 全 省 8356 幅 新 近 航 摄 的 1:1 万 正 射 影 像 图 (DOM), 数 字 高 程 模 型 (DEM) 和 全 省 近 600 幅 1:5 万 基 础 地 理 数 据 (DEM+DLG) 三 种 数 据 的 集 成 以 及 相 关 数 据 之 间 的 转 换 是 土 地 基 础 数 据 库 强 大 功 能 的 基 础, 如 何 利 用 其 转 换 成 矢 量 化 数 据, 建 立 空 间 基 础 数 据 体 系 尚 待 加 大 研 发 力 度, 促 进 此 问 题 的 早 日 解 决 (2) 土 地 信 息 化 管 理 机 制 不 健 全, 数 据 库 系 统 的 维 护 工 作 亟 需 进 一 步 加 强 由 于 我 省 目 前 大 体 上 都 是 委 托 专 门 的 作 业 队 伍 完 成 数 据 库 建 库 工 作, 建 库 后, 对 系 统 功 能 的 改 进 硬 件 设 备 的 维 护 和 数 据 的 更 新 维 护 机 制 等, 各 地 国 土 资 源 部 门 还 没 有 引 起 足 够 的 重 视, 不 利 于 土 地 基 础 数 据 库 的 长 效 运 行 (3) 土 地 利 用 数 据 集 成 难 度 大, 制 约 着 数 据 库 应 用 水 平 目 前, 我 省 的 土 地 利 用 数 据 比 例 尺 不 统 一 来 源 不 一, 有 土 地 详 查 时 的 数 据, 也 有 变 更 调 查 和 更 新 调 查 的 数 据, 此 外, 根 据 数 据 应 用 的 目 的, 又 分 为 土 地 利 用 土 地 规 划 地 籍 地 价 土 地 开 发 整 理 基 本 农 田 耕 地 后 备 资 源 等 数 据 这 些 数 据 缺 乏 完 整 统 一 性, 集 成 难 度 大 当 前 建 成 或 正 在 建 设 的 数 据 库 多 为 专 题 数 据 库, 大 型 土 地 基 础 数 据 库 还 只 是 个 框 架 和 雏 形, 因 此 只 能 作 一 些 专 题 分 析, 而 不 能 对 土 地 利 用 数 据 与 其 他 数 据 的 相 互 关 系 进 行 综 合 分 析, 从 而 制 约 了 数 据 库 的 应 用 和 功 能 的 发 挥 (4) 数 据 库 权 限 设 定 制 度 不 严 格, 存 在 网 络 安 全 问 题 随 着 信 息 网 络 系 统 的 建 成, 各 种 资 源 数 据 实 现 共 享, 各 地 对 可 能 出 现 的 安 全 问 题 如 : 数 据 或 程 序 的 故 意 破 坏 计 算 机 病 毒 错 误 的 指 向 程 序 错 误 黑 客 辐 射 硬 件 故 障 等 的 预 见 和 防 范 能 力 不 足 另 一 方 面, 如 何 保 证 数 据 安 全 技 术 保 证 数 据 不 泄 漏, 能 为 有 权 使 用 者 服 务, 拒 绝 无 权 使 用 者 访 问, 通 过 用 户 鉴 别 与 验 证, 分 清 用 户 的 有 效 性 4

及 权 限, 是 在 土 地 基 础 数 据 库 网 络 传 输 与 数 据 共 享 功 能 上 亟 需 解 决 的 问 题 (5) 人 才 匮 乏, 现 有 的 技 术 人 才 不 能 适 应 数 据 库 建 设 的 需 要 既 懂 GIS 技 术 又 懂 土 地 业 务 的 高 层 次 人 才, 是 土 地 基 础 数 据 库 建 设 和 管 理 应 用 的 重 要 条 件 从 目 前 看, 国 土 资 源 部 门 缺 乏 稳 定 的 专 业 人 员 由 于 受 编 制 和 待 遇 等 条 件 的 限 制, 高 层 次 的 技 术 人 员 很 难 引 进, 仅 靠 对 现 有 人 员 的 技 术 培 训, 在 短 期 内 不 能 满 足 土 地 基 础 数 据 库 建 设 管 理 和 应 用 的 需 要, 从 而 影 响 着 国 土 资 源 信 息 化 的 进 程 三 下 一 步 设 想 为 确 保 土 地 基 础 数 据 库 的 顺 利 运 行, 充 分 发 挥 其 应 有 的 功 能 和 作 用, 我 们 计 划 抓 好 以 下 几 项 工 作 : (1) 加 快 地 籍 资 料 更 新 步 伐, 建 立 土 地 资 源 动 态 监 测 与 管 理 的 长 效 机 制 力 争 2006 年 底 之 前, 完 成 全 省 新 一 轮 土 地 更 新 调 查, 建 立 或 更 新 土 地 利 用 数 据 库 ;2008 年 之 前, 在 城 镇 地 籍 更 新 调 查 基 础 上, 完 善 11 个 省 辖 市 及 经 济 较 发 达 地 区 城 镇 地 籍 数 据 库 ; 及 时 开 展 土 地 规 划 数 据 库 建 设, 进 行 土 地 资 源 数 据 的 集 成, 建 设 和 完 善 土 地 基 础 数 据 库 同 时, 以 卫 星 遥 感 航 空 遥 感 地 面 调 查 为 基 础, 实 现 国 土 资 源 信 息 的 动 态 遥 感 监 测, 随 时 掌 握 土 地 资 源 利 用 的 变 化 信 息, 提 高 国 土 资 源 管 理 的 快 速 反 应 能 力, 使 我 们 的 决 策 更 具 科 学 性 和 时 效 性 (2) 加 快 网 络 基 础 设 施 建 设, 为 土 地 数 据 的 广 泛 应 用 构 建 技 术 平 台 我 省 国 土 资 源 信 息 的 传 输 网 络 建 设, 应 主 要 依 托 公 众 通 信 网 和 国 家 骨 干 网, 充 分 利 用 各 级 政 府 已 建 立 的 传 输 网 络 资 源, 这 样 既 节 约 经 费, 又 快 速 便 捷 建 设 中 既 要 考 虑 国 土 资 源 管 理 部 门 需 要 建 立 一 个 功 能 齐 全 实 用 性 强 易 操 作 的 局 域 网, 为 全 省 国 土 资 源 管 理 部 门 信 息 存 储 处 理 发 布 传 递 提 供 服 务, 又 要 考 虑 与 互 联 网 国 家 骨 干 网 衔 接, 为 国 家 国 土 资 源 数 据 中 心 基 层 信 息 中 心 和 广 大 社 会 用 户 提 供 服 务 在 加 快 网 络 建 设 的 同 时, 又 要 充 分 考 虑 到 网 络 的 安 全 性 和 保 密 性, 使 数 据 的 传 输 和 共 享 既 符 合 使 用 者 的 要 求, 又 保 证 其 不 受 侵 犯 (3) 加 强 耕 地 预 测 预 警 系 统 建 设, 为 国 土 资 源 部 门 决 策 提 供 及 时 准 确 的 信 5

息 和 数 据 耕 地 预 测 预 警 系 统 建 设 的 主 要 目 的 是 保 持 耕 地 总 量 动 态 平 衡, 同 时 对 耕 地 退 化 土 壤 侵 蚀 沙 漠 化 盐 渍 化 进 行 定 期 监 测 预 报 根 据 上 级 政 府 批 准 的 省 市 县 ( 市 ) 乡 ( 镇 ) 土 地 利 用 总 体 规 划 中 的 耕 地 占 用 和 补 充 指 标, 制 定 出 各 级 行 政 区 域 的 耕 地 警 戒 阈 值, 利 用 卫 星 遥 感 资 料 及 土 地 管 理 部 门 提 供 的 更 新 资 料, 对 耕 地 进 行 不 定 期 的 监 测 在 有 条 件 的 情 况 下, 对 土 地 沙 漠 化 盐 渍 化 严 重 地 区 还 要 进 行 实 时 监 测 对 监 测 的 数 据 进 行 系 统 分 析, 得 出 预 警 结 果, 为 决 策 者 管 理 者 监 督 检 查 及 执 法 者 提 供 依 据 (4) 理 顺 土 地 统 计 数 据 的 法 律 地 位 积 极 与 统 计 部 门 沟 通, 向 政 府 汇 报, 力 争 使 土 地 调 查 数 据 和 政 府 统 计 数 据 进 行 接 轨, 使 土 地 变 更 调 查 数 据 纳 入 政 府 统 计 系 列, 统 一 土 地 统 计 口 径, 确 保 土 地 数 据 的 一 致 性 和 权 威 性 (5) 多 渠 道 网 罗 人 才, 全 面 提 高 人 员 技 术 素 质 采 取 有 效 措 施, 改 善 工 作 条 件, 引 进 留 住 用 好 复 合 型 技 术 人 才 同 时, 通 过 多 种 途 径, 重 点 培 养 系 统 设 计 软 件 开 发 遥 感 数 据 处 理 网 络 管 理 地 籍 测 量 土 地 管 理 等 方 面 的 人 才, 全 面 提 高 现 有 人 员 的 业 务 技 能 和 管 理 水 平 四 结 束 语 土 地 基 础 数 据 库 建 设 是 一 项 复 杂 庞 大 的 系 统 工 程, 它 的 顺 利 建 设 将 有 助 于 全 面 实 现 国 土 资 源 信 息 化, 改 善 土 地 资 源 管 理 工 作 条 件 我 省 将 在 现 有 的 基 础 上, 按 照 既 定 的 目 标, 进 一 步 投 入 人 力 物 力 财 力 开 展 此 项 工 作, 为 建 立 结 构 完 整 的 数 字 国 土 体 系, 实 现 国 土 资 源 政 务 管 理 社 会 服 务 调 查 评 价 主 流 程 信 息 化, 使 我 省 的 国 土 资 源 信 息 化 建 设 总 体 水 平 达 到 国 内 先 进 水 平 奠 定 坚 实 基 础 6

人 才 与 创 新 并 举, 质 量 与 服 务 同 步 开 创 国 土 资 源 基 础 数 据 库 建 设 的 新 格 局 湖 南 省 国 土 资 源 规 划 院 尊 敬 的 各 位 领 导 各 位 同 仁 : 湖 南 省 国 土 资 源 规 划 院 GIS 数 据 中 心 是 专 业 从 事 国 土 资 源 基 础 数 据 建 设 基 层 单 位,2000 年 组 建 伊 始, 从 10 余 名 工 作 人 员 30 余 平 方 米 的 工 作 场 地 年 产 值 几 十 万 元 的 小 部 门, 通 过 几 年 的 奋 力 拼 搏, 已 发 展 成 有 今 天 一 定 规 模 业 内 颇 具 影 响 的 专 业 从 事 国 土 资 源 基 础 数 据 生 产 基 地 之 一 中 心 现 有 职 工 70 余 人, 土 地 矿 产 制 图 测 量 计 算 机 GIS 等 各 类 专 业 技 术 人 才 占 职 工 总 数 的 80%, 拥 有 400 多 万 元 固 定 资 产,300 平 方 米 工 作 室, 具 有 年 生 产 2000 幅 1 10000 标 准 图 幅 数 据 库 的 能 力 几 年 来, 我 中 心 在 中 国 土 地 勘 查 院 和 湖 南 省 国 土 资 源 厅 的 正 确 领 导 下, 顺 应 现 代 信 息 化 社 会 发 展 趋 势, 调 整 思 路, 自 我 加 压, 主 动 抓 住 国 土 矿 产 资 源 新 一 轮 发 展 机 遇, 知 难 而 进, 不 断 调 整 产 业 结 构, 整 合 资 源, 大 胆 涉 足 数 据 库 建 设 这 一 新 的 技 术 领 域, 努 力 掌 握 研 究 摸 索 新 技 术, 重 视 挖 掘 人 才 潜 能, 严 把 技 术 质 量 关, 走 出 了 一 条 从 弱 到 强 从 粗 放 型 到 集 约 型 跨 越 式 发 展 的 新 路 近 两 年 共 完 成 土 地 利 用 现 状 土 地 利 用 总 体 规 划 土 地 开 发 复 垦 与 整 理 城 镇 地 籍 基 本 农 田 保 护 矿 产 资 源 规 划 大 中 型 矿 产 地 等 不 同 类 型 不 同 比 例 尺 数 据 库 200 余 个 为 加 强 国 土 资 源 的 科 学 管 理, 提 高 国 土 资 源 的 有 效 利 用 提 供 了 技 术 支 持 和 保 障, 中 心 取 得 了 良 好 的 社 会 效 益 和 经 济 效 益 经 营 总 量 均 以 30% 以 上 的 速 度 快 速 增 长, 成 为 湖 南 省 国 土 资 源 系 统 以 技 术 优 势 推 动 发 展 的 排 头 兵 单 位 2000 年 获 全 国 煤 矿 地 质 工 会 授 予 的 全 国 煤 炭 系 统 女 职 工 先 进 集 体 称 号 ;2003 年 湖 南 省 直 工 委 授 予 芙 蓉 标 兵 岗 和 青 年 文 明 号 称 号,2005 年 中 心 有 两 位 职 工 分 别 被 授 予 第 七 届 国 土 资 源 部 技 术 能 手 和 第 三 届 湖 南 省 直 优 秀 青 年 荣 誉 称 号 回 顾 几 年 数 据 库 建 设 工 作, 我 们 有 以 下 几 点 体 会 1 坚 持 以 人 为 本, 切 实 推 进 人 才 战 略 的 实 施 靠 人 才 促 进 发 展, 人 才 是 最 活 跃 的 生 产 要 素, 企 业 的 成 功 说 到 底 是 人 力 资 源 运 作 的 成 功, 几 年 来 中 心 发 展 之 本, 就 是 对 人 才 个 人 潜 能 的 超 常 发 挥 知 识 经 济 时 代 是 人 才 高 度 竞 争 的 时 代, 搞 信 息 化 建 设, 更 需 要 有 一 支 人 才 队 伍, 尤 其 是 专 业 技 术 核 心 人 才 为 此, 中 心 建 立 了 一 整 套 适 宜 自 身 特 点 的 用 人 制 度 一 是 整 合 内 部 人 力 资 源, 通 过 引 进 来 送 出 去, 加 强 业 务 技 术 培 训 等 方 式 提 升 职 工 整 体 素 质, 加 快 整 体 人 才 资 源 开 发, 不 断 扩 大 人 才 总 量 ; 利 用 优 越 的 人 才 成 长 平 台 和 分 配 机 制, 近 几 年, 分 别 从 中 国 地 质 大 学 华 南 农 业 大 学 中 南 大 学 等 高 校 引 进 了 地 理 信 息 系 统 土 地 学 等 专 业 的 硕 士 研 究 生 4 名, 相 关 专 业 的 本 科 生 若 干 名 使 高 层 次 人 才 在 业 务 和 技 术 上 互 补, 在 实 践 中 互 学, 共 同 在 承 担 生 产 项 目 中 成 为 业 务 骨 干 和 技 术 领 军 人 物 ; 二 是 依 靠 项 目 培 育 人 才, 让 能 干 活 的 人 吃 香, 让 贡 献 大 的 人 荣 光, 给 每 个 人 一 个 自 我 展 示 的 机 会, 不 搞 论 资 排 辈, 只 要 具 备 实 力, 都 可 以 通 过 竞 争 担 任 承 担 项 目 负 责, 这 些 年 我 们 培 养 了 几 十 名 优 秀 项 目 负 责 人, 通 过 项 目 的 培 育, 使 个 人 的 聪 明 才 智 和 潜 能 发 挥 到 最 大 限 度 ; 三 是 用 好 的 机 制 凝 聚 人 才 在 职 工 中 打 破 传 统 的 工 资 分 配 方 式, 在 编 职 工 和 招 聘 职 工 在 政 治 上 经 济 上 一 视 同 仁, 享 受 同 等 待 遇,2003 年 院 党 委 破 格 提 拔 一 名 聘 用 制 职 工 1

为 副 科 级 干 部, 极 大 地 增 强 了 职 工 的 主 人 翁 责 任 感 和 调 动 了 工 作 积 极 性 职 工 的 报 酬 以 绩 效 为 基 础, 与 责 权 利 挂 钩, 形 成 了 一 个 既 有 竞 争 又 有 团 结, 既 有 进 取 又 有 和 谐 的 用 人 环 境 正 是 如 此, 院 内 形 成 了 各 路 专 业 都 有 精 兵 强 将, 每 个 人 都 是 技 术 高 手, 整 体 实 力 强 大 的 新 格 局, 提 升 了 市 场 的 核 心 竞 争 力 中 心 近 几 年 生 产 经 营 额 连 年 翻 番, 为 实 施 数 字 国 土 工 程 作 出 了 积 极 贡 献 精 神 文 明 政 治 文 明 物 质 文 明 得 到 了 同 步 发 展 2 注 重 技 术 创 新, 求 真 务 实 赢 得 市 场 与 客 户 信 息 技 术 发 展 和 变 革 日 新 月 异, 尤 其 是 以 3S 技 术 为 核 心 的 空 间 信 息 技 术 近 年 来 更 是 得 到 了 飞 速 发 展, 并 在 国 土 资 源 领 域 广 泛 应 用 在 进 行 大 量 国 土 资 源 基 础 数 据 库 建 设 工 作 的 过 程 中, 我 们 将 多 年 积 累 的 工 作 经 验 和 理 论 基 础 相 结 合, 大 胆 尝 试 技 术 创 新, 摸 索 了 一 套 较 为 成 熟 的 建 库 路 线 和 技 术 标 准, 为 我 们 的 工 作 带 来 了 很 大 的 主 动 性 和 先 进 性 在 人 们 看 来, 国 土 资 源 基 础 数 据 库 建 设 工 作 是 一 种 劳 动 力 密 集 型 的 生 产 工 作, 工 作 量 大, 技 术 含 量 不 高 事 实 上, 数 据 作 为 一 种 特 殊 的 产 品, 有 严 格 的 标 准 交 换 体 系 和 一 整 套 与 国 际 接 轨 的 管 理 规 范 对 其 进 行 约 束 数 据 生 产 工 艺 流 程 的 优 劣 和 技 术 细 节 处 理 的 水 平 高 低 都 将 直 接 影 响 到 数 据 产 品 质 量 的 好 坏, 这 些 都 是 技 术 性 和 技 巧 性 相 当 高 的 创 造 性 工 作 为 此, 我 们 从 来 就 没 有 浅 尝 辄 止, 不 满 足 于 眼 前 所 拥 有 的 技 术 路 线 和 处 理 方 法, 总 是 不 断 地 提 倡 改 进 方 法 鼓 励 技 术 创 新 专 业 技 术 骨 干 动 脑 筋 想 办 法 针 对 已 经 形 成 的 各 类 国 土 资 源 基 础 数 据 库 建 设 工 艺 流 程, 进 行 分 解 和 实 际 测 试, 查 找 出 影 响 数 据 库 建 设 质 量 和 进 度 的 瓶 颈, 大 胆 创 新, 对 工 艺 流 程 进 行 了 切 合 实 际 的 调 整 改 造 及 优 化 适 时 请 业 务 专 家 GIS 专 业 工 程 师 以 及 计 算 机 软 件 开 程 序 员 生 产 作 业 员 集 中 在 一 起, 集 思 广 益, 各 自 发 挥 所 长, 将 技 术 处 理 过 程 作 了 认 真 地 汇 总 和 细 致 地 需 求 分 析, 根 据 需 求 的 迫 切 性 和 作 用 的 大 小 程 度 排 列 了 解 决 问 题 的 优 先 级 止 今, 我 们 为 各 类 国 土 资 源 基 础 数 据 库 建 设 工 作 开 发 和 编 制 了 辅 助 工 具 软 件 近 30 个 这 些 辅 助 工 具 软 件 可 以 智 能 自 动 批 量 地 完 成 一 些 繁 琐 的 技 术 处 理 过 程, 自 动 生 成 部 分 数 据 成 果, 提 高 了 整 体 生 产 效 率 和 产 品 质 量 通 过 这 一 系 列 的 技 术 创 新 和 方 法 更 新, 在 各 种 国 土 资 源 基 础 数 据 库 建 设 的 业 务 精 专 和 技 术 含 量 的 注 入 上 均 大 为 改 善, 已 成 为 湖 南 省 国 土 资 源 行 业 基 础 数 据 建 设 最 具 实 力 单 位, 所 占 市 场 份 额 最 大, 拥 有 的 客 户 群 最 广 大 量 基 础 性 工 作 的 开 展 和 技 术 创 新 的 尝 试, 极 大 地 锻 炼 了 队 伍 提 高 了 整 体 业 务 层 次 和 水 平, 近 几 年 我 们 独 立 或 合 作 参 与 国 土 资 源 基 础 数 据 库 的 标 准 建 设 和 技 术 规 程 规 范 制 定 等 软 科 学 项 目 工 作 分 别 与 中 国 土 地 勘 测 规 划 院 和 湖 南 省 国 土 资 源 厅 耕 地 保 护 处 合 作 编 制 了 土 地 利 用 现 状 和 规 划 数 据 库 数 据 质 量 控 制 规 范 及 湖 南 省 县 级 基 本 农 田 数 据 库 建 设 技 术 规 程, 通 过 审 查, 现 已 分 别 印 发 全 国 全 省 使 用, 用 于 指 导 建 库 工 作 这 些 工 作 的 参 与 和 完 成, 标 志 着 我 院 的 信 息 化 建 设 工 作 已 经 从 较 单 纯 和 低 端 的 数 据 生 产 和 技 术 支 持 等 工 作 层 面 向 技 术 指 导 标 准 建 设 等 更 高 的 层 面 过 渡, 只 要 我 们 继 续 努 力, 将 会 在 全 省 甚 至 全 国 的 国 土 资 源 信 息 化 建 设 工 作 中 发 挥 更 大 的 作 用 3 严 格 质 量 管 理, 走 以 质 量 取 胜 的 道 路 在 市 场 竞 争 日 趋 激 烈 的 今 天, 质 量 是 产 品 的 灵 魂, 是 企 业 制 胜 的 法 宝 在 狠 抓 生 产 技 术 过 程 控 制 的 同 时, 我 们 也 一 直 严 把 质 量 关 2003 年, 我 院 通 过 了 ISO9001 2000 质 量 管 理 体 系 认 证, 我 们 严 格 遵 循 体 系 要 求, 结 合 数 据 库 建 设 的 具 体 技 术 流 程, 从 建 设 方 案 原 始 资 料 工 序 交 接 检 验 数 据 成 果 检 查 等 多 方 面 修 改 和 增 强 了 对 各 类 数 据 库 建 设 的 质 量 控 制 管 理 手 段 广 大 干 部 职 工 牢 固 树 立 以 质 量 求 生 存, 以 信 誉 求 发 展 的 质 量 意 识, 内 部 建 立 了 一 套 完 整 的 质 量 管 理 2

体 系, 进 行 了 严 格 的 产 品 质 量 管 理 在 部 门 内, 严 格 生 产 产 品 的 自 检 互 检, 专 检 三 级 质 检 制 度 经 常 性 开 展 产 品 质 量 竞 赛 等 活 动 建 立 了 产 品 质 量 与 个 人 效 益 分 配 晋 升 等 挂 勾 的 管 理 机 制, 做 到 有 章 可 依, 有 章 必 依, 奖 罚 分 明 设 置 了 项 目 质 量 奖, 产 品 质 量 分 优 良 合 格 不 合 格 四 个 等 级, 按 照 等 级 发 放 或 扣 除 相 应 的 质 量 奖 金 额, 每 个 项 目 评 审 验 收 成 果 上 交 入 库 后, 质 量 奖 便 开 始 兑 现 通 过 严 格 的 质 量 管 理, 在 湖 南 省 众 多 的 国 土 资 源 基 础 数 据 库 建 设 技 术 队 伍 中, 我 们 已 以 明 显 的 技 术 优 势 和 产 品 质 量 品 牌 胜 出 一 筹 项 目 成 果 多 次 获 得 领 导 和 专 家 们 的 赞 许, 得 到 用 户 的 高 度 评 价, 得 到 同 行 的 认 可 专 家 组 的 专 家 们 在 审 查 我 们 的 项 目 时 高 兴 地 说 : 你 们 的 产 品, 一 次 比 一 次 做 得 好, 只 要 是 看 规 划 院 的 数 据 就 觉 得 很 轻 松, 已 经 找 不 到 什 么 错 误 了 2004 年 石 门 县 土 地 利 用 数 据 库 成 果 获 湖 南 省 测 绘 学 会 一 等 奖, 多 篇 论 文 获 优 秀 论 文 奖 2004 年, 我 们 省 厅 还 给 予 我 们 一 些 项 目 免 检 政 策, 优 惠 的 政 策 对 我 们 是 个 很 大 的 鼓 励, 但 更 是 一 种 极 大 的 鞭 策, 使 得 我 们 不 满 足 于 现 状, 不 断 地 追 求 精 益 求 精 4 诚 信 服 务 基 层, 全 力 推 进 建 库 成 果 的 应 用 我 们 的 业 务 工 作 主 要 服 务 于 国 土 资 源 系 统, 为 国 土 资 源 管 理 部 门 提 供 技 术 支 撑 如 果 质 量 是 企 业 的 生 命 线, 那 么 服 务 则 是 信 誉 的 源 泉 在 项 目 运 作 上 我 们 遵 循 市 场 规 律, 求 真 务 实 诚 信 服 务, 将 科 学 的 发 展 观 带 入 到 我 们 的 各 项 工 作 中, 把 做 市 场 和 做 事 业 有 机 结 合 做 市 场, 以 盈 利 为 目 的, 这 方 面 我 们 以 节 约 成 本, 注 重 管 理, 力 求 效 益 最 大 化 ; 做 事 业, 我 们 精 益 求 精, 做 好 事, 先 做 人, 科 学 来 不 得 半 点 马 虎, 我 们 的 口 号 是 : 对 产 品 终 身 负 责, 对 成 果 终 身 服 务 ; 为 推 进 基 础 数 据 库 成 果 的 应 用, 注 重 为 用 户 培 养 信 息 化 管 理 人 才 和 熟 练 的 业 务 操 作 人 员 几 年 来, 我 们 免 费 为 用 户 单 位 开 展 了 200 余 人 次 的 各 种 业 务 技 术 培 训 有 些 基 层 人 员 基 础 相 对 较 差, 需 要 花 很 大 精 力, 我 们 都 能 付 出 更 多 的 心 血, 满 足 要 求, 比 如 有 一 县 局 地 籍 管 理 员, 为 了 应 用 土 地 利 用 数 据 库 成 果 完 成 农 村 集 体 土 地 所 有 权 发 证 这 一 工 作, 硬 是 往 返 五 次 学 习, 直 至 全 面 掌 握 为 止 基 层 人 员 在 经 过 培 训 后, 都 能 熟 练 地 掌 握 和 应 用 数 据 成 果, 并 使 用 相 应 的 管 理 应 用 系 统 对 数 据 成 果 进 行 数 据 查 询 统 计 变 更 打 印 输 出 等, 促 进 了 基 层 国 土 资 源 信 息 化 建 设, 提 升 了 国 土 资 源 管 理 水 平 通 过 这 种 沟 通 和 服 务, 加 深 了 用 户 对 我 们 的 了 解 和 信 任, 同 时 也 进 一 步 扩 大 和 宣 传 了 我 院 的 知 名 度 我 们 其 它 的 技 术 服 务 和 成 果 应 用 推 广 方 式 还 包 括 : 二 次 培 训 到 基 层 现 场 进 行 问 题 解 决 和 指 导 培 训 每 天 络 绎 不 绝 的 电 话 技 术 咨 询 答 复 等 总 之, 问 题 解 决 基 层 满 意, 我 们 的 心 里 才 踏 实 这 些 年 我 们 以 良 好 的 售 后 服 务 赢 得 了 用 户 和 市 场, 步 入 快 速 良 性 发 展 轨 道, 市 场 的 延 伸 成 果 应 用 范 围 已 覆 盖 到 国 土 资 源 农 业 交 通 能 源 环 保 等 其 它 关 系 国 计 民 生 的 重 要 基 础 领 域 也 让 我 们 找 到 了 进 一 步 推 广 已 有 的 数 据 库 建 设 成 果 应 用 的 方 向 回 顾 十 五 期 间 湖 南 省 国 土 资 源 规 划 院 的 信 息 化 工 作 历 程, 我 们 的 感 慨 是 一 路 走 得 好 辛 苦, 道 路 越 走 越 康 庄 这 其 间 我 们 遇 到 过 困 难 经 历 了 坎 坷, 也 走 了 一 些 弯 路 但 幸 运 的 是, 一 路 走 过 来, 我 们 从 来 没 有 令 信 任 和 关 心 我 们 的 人 失 望, 也 从 来 没 有 令 自 己 失 望 以 上 这 些 经 验 和 体 会 我 相 信 大 家 都 曾 有 过, 它 并 不 是 我 们 用 来 宣 传 和 说 教 的 大 道 理, 而 是 我 们 在 工 作 当 中 实 实 在 在 遵 守 的 准 则, 并 已 经 给 我 们 带 来 好 的 效 果 和 效 益 怎 样 进 一 步 帮 助 用 户 单 位 将 已 经 建 设 好 的 数 据 库 成 果 投 入 应 用, 帮 助 他 们 实 实 在 在 地 解 决 目 前 和 未 来 工 作 中 的 若 干 问 题, 并 利 用 数 据 产 生 经 济 效 益 和 为 更 广 泛 的 人 民 大 众 提 供 信 息 服 务, 将 是 我 们 要 着 重 去 思 考 和 实 践 的 问 题 同 时, 我 们 也 衷 心 地 期 盼 国 土 资 源 部 的 领 导 以 及 兄 弟 省 份 的 国 土 同 仁 们 能 给 我 们 更 多 的 机 会 参 与 到 更 多 的 国 土 资 源 信 息 化 工 作 及 合 作 项 目 中 去! 3

谢 谢! 4

国 家 级 土 地 利 用 规 划 数 据 库 建 设 思 路 与 实 践 项 家 铀 ( 国 土 资 源 部 信 息 中 心, 北 京 市 阜 内 大 街 64 号, 100812) 一 导 言 近 年 来 国 家 对 土 地 资 源 管 理 越 来 越 重 视, 将 土 地 利 用 总 体 规 划 实 施 管 理 作 为 土 地 管 理 工 作 的 一 项 核 心 内 容, 强 调 要 依 照 土 地 利 用 总 体 规 划 对 土 地 用 途 实 行 管 制, 严 格 限 制 农 用 地 转 为 建 设 用 地, 控 制 建 设 用 地 总 量, 对 耕 地 实 行 特 殊 保 护 按 照 土 地 管 理 法, 土 地 利 用 年 度 计 划 编 制 建 设 项 目 用 地 预 审 农 用 地 转 用 和 土 地 征 用 审 批 基 本 农 田 保 护 区 划 定 和 管 理 土 地 开 发 整 理 土 地 执 法 检 查 等, 都 必 须 依 据 土 地 利 用 总 体 规 划 进 行 审 查, 实 施 规 划 已 贯 穿 于 土 地 管 理 工 作 的 始 终 因 此 土 地 利 用 规 划 数 据 已 经 成 为 各 级 土 地 管 理 工 作 的 重 要 基 础 数 据 之 一, 而 采 用 现 代 信 息 技 术 对 土 地 利 用 规 划 数 据 进 行 科 学 统 一 的 管 理 和 充 分 有 效 的 利 用, 为 国 土 资 源 信 息 化 和 电 子 政 务 提 供 基 础 支 撑, 满 足 新 形 势 下 土 地 利 用 规 划 管 理 和 规 划 实 施 的 要 求, 就 成 为 重 要 和 迫 切 的 任 务 我 们 同 部 规 划 司 合 作, 开 展 了 土 地 利 用 规 划 数 据 库 建 设 首 先 我 们 建 设 完 成 了 国 家 级 土 地 利 用 规 划 数 据 库 二 数 据 库 建 设 总 体 设 计 在 进 行 国 家 级 土 地 利 用 规 划 数 据 库 总 体 设 计 时, 我 们 对 数 据 库 的 建 设 目 标 数 据 库 的 内 容 和 结 构 以 及 设 计 思 想 作 了 深 入 的 思 考, 我 们 认 为

1 国 家 级 土 地 利 用 规 划 数 据 库 是 直 接 为 部 机 关 服 务 的, 必 须 包 含 部 里 进 行 土 地 利 用 规 划 管 理 要 用 到 的 规 划 成 果 数 据, 包 括 国 家 规 划 数 据 各 省 级 规 划 数 据 和 若 干 重 点 城 市 规 划 数 据, 这 就 要 求 我 们 去 研 究 各 级 规 划 数 据 2 规 划 数 据 不 仅 有 文 本 指 标 和 数 字, 并 且 大 量 的 是 图 件, 因 此 要 建 设 的 是 一 个 空 间 综 合 数 据 库 同 时 建 库 不 同 于 制 图, 必 须 将 图 形 数 据 和 属 性 数 据 有 机 地 结 合 起 来, 形 成 一 个 整 体 这 就 要 求 我 们 运 用 地 理 信 息 系 统 的 思 想 3 这 个 数 据 库 不 是 单 纯 的 规 划 成 果 库, 而 是 为 管 理 服 务 的, 那 么 一 方 面 规 划 成 果 数 据 的 组 织 必 须 适 合 管 理 的 需 要, 另 一 方 面 必 须 包 含 规 划 管 理 的 数 据 4 国 家 级 规 划 数 据 库 的 建 设, 直 接 为 国 家 级 规 划 管 理 工 作 服 务, 同 时 作 为 全 国 土 地 利 用 规 划 数 据 库 体 系 中 的 组 成 部 分, 我 们 要 求 它 能 对 各 级 规 划 数 据 库 建 设 起 到 指 导 和 示 范 作 用 5 设 计 和 建 设 中 必 须 体 现 集 中 管 理 分 布 应 用 思 想, 将 地 理 信 息 系 统 (GIS) 技 术 关 系 数 据 库 技 术 和 网 络 技 术 有 机 结 合 起 来, 建 立 网 络 数 据 库, 在 此 基 础 上 建 立 网 络 应 用 系 统 6 系 统 开 发 注 重 实 用 性, 将 复 杂 的 GIS 系 统 功 能 和 参 数 设 置 封 装 在 系 统 内, 重 点 放 在 规 划 数 据 的 建 库 处 理 和 查 询 上 从 应 用 角 度 实 现 各 种 管 理 功 能, 满 足 规 划 管 理 部 门 的 实 际 需 要 数 据 库 系 统 建 设 采 用 C/S 和 B/S 相 结 合 的 结 构, 基 于 局 域 网, 包 括 服 务 器 端 和 客 户 端 两 部 分 服 务 器 端 存 放 所 有 的 规 划 成 果 数 据 和 业

务 办 公 数 据, 采 用 SQL Server 进 行 统 一 管 理, 空 间 数 据 采 用 ArcInfo 数 据 格 式, 通 过 ArcSDE 空 间 数 据 引 擎 加 入 关 系 数 据 库 中, 采 用 ArcGis 软 件 进 行 管 理 客 户 端 通 过 对 浏 览 器 访 问 协 议 的 扩 展 和 采 用 Arc MapObjects 图 形 控 件 开 发, 整 合 了 GIS 功 能 和 Web 浏 览 器 功 能, 实 现 了 传 统 GIS 应 用 与 现 代 流 行 Web 办 公 业 务 模 式 的 有 机 结 合 系 统 的 体 系 结 构 如 下 : 服 务 器 端 系 统 (ArcGis) 高 级 客 户 端 系 统 (MapObjects) 属 性 数 据 接 口 (OLE DB) 一 般 客 户 端 系 统 (MapObjects) 属 性 数 据 接 口 (OLE DB) 图 形 数 据 服 务 (ArcSDE) 图 形 / 属 性 数 据 管 理 服 务 器 (SQL Server 或 Oracle) 三 数 据 库 内 容 国 家 级 土 地 利 用 规 划 数 据 库 由 国 家 直 接 掌 握 和 规 划 管 理 工 作 必 须 的 各 级 土 地 利 用 规 划 成 果 数 据 所 组 成, 包 含 有 多 源 多 层 次 多 尺 度 多 类 型 的 数 据 其 中 有 : (1)1:400 万 的 全 国 土 地 利 用 规 划 成 果 数 据 (2)1:50 万 的 31 个 省 土 地 利 用 规 划 数 据, 及 新 疆 建 设 兵 团 数 据 (3)1:1 万 -1:25 万 的 经 国 家 审 批 的 80 个 城 市 土 地 利 用 规 划 成 果 数 据, 每 个 城 市 数 据 由 全 市 域 规 划 数 据 和 中 心 城 市 城 乡 结 合 部 规 划 数 据 两 部 分 组 成

每 个 行 政 单 位 的 规 划 成 果 数 据 都 具 有 三 种 类 型 : (1) 图 形 数 据, 包 括 基 础 地 理 土 地 利 用 现 状 规 划 基 本 农 田 重 点 建 设 项 目 土 地 开 发 整 理 等 数 据 (2) 表 格 数 据, 包 括 规 划 指 标 计 划 指 标 统 计 数 据 等 (3) 文 本 数 据, 包 括 规 划 文 本 专 题 报 告 有 关 法 规 等 数 据 库 总 量 约 8G 所 有 数 据 以 全 国 各 省 各 城 市 为 单 位 进 行 统 一 的 组 织 和 管 理, 通 过 软 件 系 统 实 现 全 国 省 市 三 级 数 据 和 规 划 文 本 规 划 图 件 和 规 划 控 制 指 标 三 类 数 据 的 互 相 链 接 和 调 阅, 构 成 一 个 统 一 的 数 据 库 整 体 四 数 据 库 结 构 我 们 把 一 个 行 政 单 位 的 规 划 数 据 结 合 在 一 起, 称 为 一 个 规 划 数 据, 以 规 划 为 单 位 组 织 数 据 这 是 基 于 以 下 的 考 虑 : 数 据 的 来 源 不 一 样, 各 个 规 划 都 是 由 当 地 根 据 当 地 实 际 情 况 独 立 完 成, 经 国 家 审 批 批 准 的, 与 其 它 地 区 无 关 ; 数 据 的 用 途 独 立, 从 应 用 上 看, 管 理 中 用 到 某 个 规 划 数 据 都 是 单 独 使 用 的, 不 会 与 其 它 规 划 数 据 综 合 使 用, 而 比 较 两 省 两 市 的 情 况, 我 们 会 在 全 国 规 划 或 省 级 规 划 中 进 行 ; 数 据 的 层 次 不 同, 国 家 级 库 中 包 含 了 国 家 级 省 级 和 市 级 三 级 数 据, 它 们 分 别 满 足 不 同 的 规 划 管 理 要 求 某 地 区 的 规 划 数 据 并 不 是 所 属 下 级 地 区 的 规 划 数 据 叠 加 得 到 的, 例 如 全 国 规 划 并 不 是 各 省 规 划 做 好 了 再 叠 加 得 到 的

因 此 从 数 据 本 质 上 看, 不 同 的 规 划 数 据 没 有 相 干 性, 是 独 立 的 这 样 就 给 我 们 的 数 据 管 理 带 来 了 很 大 的 方 便, 我 们 可 以 分 别 处 理 一 个 个 的 规 划 数 据 对 于 省 级 规 划 图 形 数 据, 我 们 采 用 了 已 有 的 成 果 : 全 国 统 一 的 1: 50 万 土 地 利 用 现 状 数 据, 因 此 可 将 省 级 规 划 数 据 统 一 在 同 一 比 例 尺 和 坐 标 系 下, 按 分 省 进 行 管 理 对 于 市 级 规 划 图 形 数 据, 则 保 持 所 有 参 数 不 变, 我 们 认 为 强 行 统 一 是 没 有 意 义 的 数 据 的 物 理 组 织 模 式, 考 虑 到 图 形 表 格 文 本 三 类 数 据 的 不 同 形 式, 我 们 采 取 了 不 同 的 处 理 方 式 图 形 数 据 的 组 织 应 该 说 是 建 库 的 难 点 和 关 键 所 在 图 形 数 据 采 取 数 据 库 管 理 的 形 式, 图 层 为 图 形 数 据 的 独 立 内 容, 是 一 类 基 本 要 素 的 集 合, 统 一 编 码, 若 干 图 层 叠 加 构 成 图 形 数 据 的 应 用 形 式 ---- 图 件 表 格 数 据 作 为 外 部 库 挂 接 到 行 政 区 划 图 层 上 文 本 数 据 采 用 文 件 管 理 形 式, 设 计 为 超 文 本 形 式, 包 含 在 某 规 划 目 录 下 图 形 数 据 表 格 数 据 文 本 数 据 由 系 统 实 现 互 相 查 询, 构 成 一 个 统 一 的 数 据 整 体 全 国 规 划 图 形 数 据 一 个 应 用 图 件 由 背 景 图 层 行 政 图 斑 图 层 某 规 划 专 题 图 层 等 若 干 层 相 互 叠 加 而 得 到 背 景 图 层 : 包 含 有 基 础 地 理 信 息 行 政 区 划 信 息 土 地 利 用 信 息, 具 体 有 公 路 铁 路 河 流 湖 泊 城 市 县 级 行 政 图 斑 地 类 图 斑 诸 层 其 中 地 类 图 斑 一 层 中 的 每 一 个 图 斑 均 包 含 在 某 县 界 范 围 内

专 题 图 层 : 根 据 全 国 规 划 专 题 图 斑 基 本 上 是 由 若 干 县 级 ( 或 地 市 级 省 级 ) 图 斑 组 成 的 特 性, 故 可 以 通 过 设 立 规 划 专 题 类 型 表 来 生 成 各 个 规 划 专 题 图 层 表 结 构 字 段 包 含 行 政 区 划 代 码 和 各 个 专 题 字 段, 每 个 专 题 字 段 分 别 表 示 各 个 专 题 图 上 专 题 信 息 类 型, 包 括 规 划 分 区 类 型 耕 地 保 护 类 型 土 地 整 理 类 型 土 地 开 发 类 型 土 地 复 垦 类 型 各 种 潜 力 类 型 等, 表 中 每 条 记 录 代 表 全 国 一 个 行 政 县, 行 政 区 划 代 码 字 段 与 县 级 行 政 图 斑 图 层 的 编 码 等 同, 形 成 一 一 对 应 关 系 各 个 专 题 图 层 由 专 题 类 型 表 结 合 行 政 图 斑 图 层 通 过 归 并 相 同 类 型 值 的 行 政 图 斑 来 生 成, 由 专 题 图 层 结 合 背 景 图 层 即 可 得 到 专 题 图 件 只 要 在 规 划 专 题 类 型 表 中 增 加 一 个 新 的 字 段 并 根 据 规 划 内 容 填 写 字 段 值, 则 可 以 用 同 样 方 法 得 到 一 个 新 的 图 层, 结 合 基 础 地 理 信 息, 就 能 得 到 一 幅 新 的 专 题 图 件 同 时 可 以 随 时 根 据 修 改 后 的 专 题 类 型 属 性 自 动 生 成 专 题 图 层, 从 而 把 对 专 题 图 的 操 作 转 化 为 对 专 题 类 型 这 一 属 性 数 据 的 操 作 对 于 个 别 其 专 题 图, 如 规 划 重 大 项 目 图, 其 规 划 重 大 项 目 信 息 不 能 由 若 干 个 行 政 图 斑 组 成 ( 即 专 题 信 息 为 点 状 或 线 状, 或 专 题 图 斑 破 县 界 ), 则 进 行 独 立 的 数 据 处 理 和 建 库 省 级 规 划 图 形 数 据 省 级 土 地 利 用 规 划 的 图 形 数 据 分 为 基 础 地 理 信 息 土 地 利 用 规 划 基 期 信 息 ( 简 称 基 期 现 状 信 息 ) 规 划 信 息 注 记 信 息 等 四 类 数 据

根 据 属 性 信 息 特 点 几 何 信 息 的 特 点 和 数 据 修 改 管 理 的 权 限 等 因 素, 设 定 图 层 具 体 描 述 信 息 见 省 土 地 利 用 规 划 数 据 的 数 据 要 素 分 层 及 定 义 表 根 据 各 省 的 实 际 情 况, 可 以 增 加 图 层, 但 保 证 新 图 层 代 号 不 与 已 规 定 的 图 层 代 号 冲 突 省 土 地 利 用 规 划 图 形 数 据 的 数 据 要 素 分 层 及 定 义 表 数 据 分 类 图 层 名 称 图 层 代 码 图 层 要 素 要 素 类 型 属 性 表 名 基 础 地 理 省 级 区 划 SHTB 省 级 行 政 区 划 的 范 围 面 状 SHTB 市 级 区 划 SJTB 市 级 行 政 区 划 图 斑 面 状 SJTB 县 级 区 划 XJTB 县 级 行 政 区 划 图 斑 面 状 XJTB 行 政 界 线 XZJX 行 政 区 划 的 界 线 线 状 XZQH 高 速 公 路 GSGL 高 速 公 路 面 状 GSGL 公 路 GOLU 各 类 道 路 线 状 GOLU 铁 路 TILU 各 类 铁 路 线 状 TILU 线 状 水 系 HLIU 单 线 河 流 线 状 HLIU 面 状 水 系 MZSX 湖 泊 水 库 等 水 面 面 状 MZSX 土 地 利 用 地 类 DLEI 地 类 图 斑 面 状 DLEI 规 划 基 期 点 状 地 类 DZDL 不 能 上 图 的 小 块 地 点 状 DLEI 数 据 地 域 分 区 DYFQ 根 据 地 域 特 点 而 划 分 的 面 状 区 域 DYFQ 面 状 建 设 JSXM 面 状 重 点 建 设 项 目 面 状 JSXM 土 地 利 用 项 目 规 划 数 据 线 状 建 设 XZXM 线 状 JSXM 以 线 表 示 的 建 设 项 目 项 目 点 状 建 设 DZXM 点 状 JSXM 以 点 表 示 的 建 设 项 目 项 目 交 通 注 记 JTZJ 各 类 道 路 铁 路 注 记 点 状 ZJFH 水 系 注 记 SXZJ 各 类 水 系 注 记 点 状 ZJFH 注 记 及 整 地 类 注 记 DLZJ 地 类 符 号 点 状 ZJFH 饰 地 名 注 记 DMZJ 城 镇 名 称 点 状 ZJFH 城 镇 CHZH 城 镇 示 意 点 点 状 CHZH 其 他 信 息 QTXX 图 廓 整 饰 的 有 关 信 息 市 级 规 划 图 形 数 据 市 级 规 划 数 据 由 全 市 域 规 划 数 据 和 中 心 城 市 城 乡 结 合 部 规 划 数 据 两 部 分 组 成, 分 为 基 础 地 理 信 息 土 地 利 用 规 划 基 期 信 息 ( 简 称 基 期 现 状 信 息 ) 规 划 信 息 注 记 信 息 等 四 类 数 据, 具 体 描 述 信 息 见 市

土 地 利 用 规 划 数 据 的 数 据 要 素 分 层 及 定 义 表 其 中 市 域 部 分 包 含 全 部 图 层, 结 合 部 部 分 包 含 除 市 级 区 划 地 域 分 区 城 镇 图 层 外 的 全 部 图 层 根 据 各 地 的 实 际 情 况, 可 以 增 加 图 层, 但 保 证 新 图 层 代 号 不 与 已 规 定 的 图 层 代 号 冲 突 某 些 图 层 信 息 在 原 图 上 没 有, 并 且 从 文 本 中 也 归 纳 不 出 来, 则 可 以 付 缺, 同 时 有 些 图 层 如 线 状 水 系 等 在 大 比 例 尺 下 也 可 能 没 有 数 据 分 类 基 础 地 理 数 据 市 土 地 利 用 规 划 数 据 的 数 据 要 素 分 层 及 定 义 表 图 层 名 称 图 层 代 码 图 层 要 素 要 素 类 型 属 性 表 名 乡 级 区 划 XZTB 乡 级 行 政 区 划 图 斑 面 状 XZTB 县 级 区 划 XJTB 县 级 行 政 区 划 图 斑 面 状 XJTB 市 级 区 划 SJTB 市 级 行 政 区 划 图 斑 面 状 SJTB 行 政 界 线 XZJX 行 政 界 线 线 状 XZJX 公 路 GOLU 各 类 道 路 线 状 GOLU 铁 路 TILU 各 类 铁 路 线 状 TILU 线 状 水 系 HLIU 单 线 河 流 沟 渠 等 线 状 HLIU 面 状 水 系 MZSX 湖 泊 水 库 等 水 面 面 状 MZSX 现 状 地 类 图 斑 DLEI 地 类 图 斑 面 状 DLEI 数 据 点 状 地 类 DZDL 不 能 上 图 的 小 块 地 点 状 DLEI 地 域 分 区 GHFQ 规 划 地 域 分 区 区 块 面 状 GHFQ 用 途 分 区 YTFQ 用 途 分 区 图 斑 面 状 YTFQ 土 地 开 发 整 理 复 垦 TDZL 土 地 开 发 整 理 复 垦 区 块 面 状 TDZL 土 地 开 发 整 理 规 划 复 垦 项 目 ZLXM 土 地 开 发 整 理 复 垦 项 目 面 状 ZLXM 数 据 城 乡 建 设 CXJS 城 乡 建 设 区 块 面 状 CXJS 面 状 建 设 项 目 JSXM 面 状 重 点 建 设 项 目 面 状 JSXM 线 状 建 设 项 目 XZXM 以 线 表 示 的 重 点 建 设 项 目 线 状 JSXM 点 状 建 设 项 目 DZXM 以 点 表 示 的 重 点 建 设 项 目 点 状 JSXM 交 通 注 记 JTZJ 各 类 道 路 铁 路 注 记 点 状 ZJFH 水 系 注 记 SXZJ 各 类 水 系 注 记 点 状 ZJFH 地 类 注 记 DLZJ 地 类 符 号 点 状 ZJFH 注 记 及 地 名 注 记 DMZJ 城 镇 名 称 点 状 ZJFH 整 饰 地 形 注 记 DXZJ 高 程 山 峰 等 点 状 ZJFH 城 镇 CHZH 城 镇 示 意 点 点 状 CHZH 其 他 信 息 QTXX 图 廓 整 饰 的 有 关 信 息

五 数 据 库 应 用 国 家 级 土 地 利 用 规 划 数 据 库 和 应 用 系 统 已 在 部 机 关 局 域 网 上 正 常 运 行, 作 为 地 政 管 理 信 息 系 统 的 重 要 组 成 部 分, 形 成 了 以 数 据 为 基 础, 以 业 务 辅 助 办 公 为 核 心 的 网 络 管 理 运 行 模 式 系 统 实 现 了 对 规 划 成 果 数 据 的 有 效 管 理 和 充 分 利 用, 促 进 了 规 划 实 施 管 理 的 标 准 化 规 范 化, 提 高 工 作 效 率 和 数 据 的 准 确 性 科 学 性 实 时 性, 对 部 有 关 司 局 的 规 划 调 整 建 设 项 目 用 地 预 审 批 次 项 目 用 地 审 查 单 独 选 址 项 目 用 地 审 查 等 业 务 工 作 提 供 了 有 力 的 技 术 支 持, 为 规 划 成 果 数 据 的 查 询 检 索 提 供 了 方 便 快 捷 的 方 式 同 时, 作 为 部 建 设 用 地 会 审 会 上 的 常 规 工 作 手 段, 系 统 为 领 导 决 策 提 供 了 信 息 保 障 另 一 方 面, 以 国 家 级 系 统 软 件 为 模 板 改 制 的 省 级 土 地 利 用 规 划 数 据 库 系 统 已 在 省 级 推 广, 一 系 列 的 标 准 规 范 和 要 求 已 在 各 地 应 用, 通 过 应 用 将 形 成 全 国 的 地 政 管 理 信 息 系 统 网 络 体 系, 该 体 系 将 国 家 省 市 县 乡 各 级 规 划 数 据 互 连, 可 以 从 任 一 级 规 划 数 据 直 接 点 击 调 阅 其 它 级 的 规 划 数 据, 同 一 级 规 划 数 据 中 的 文 本 指 标 图 件 三 种 形 式 的 规 划 数 据 之 间 也 可 以 相 互 调 阅 通 过 国 土 资 源 广 域 网, 国 家 可 以 调 用 省 市 县 甚 至 乡 的 规 划 数 据 及 规 划 实 施 情 况, 全 面 了 解 和 掌 握 全 国 土 地 利 用 规 划 的 信 息 和 状 况, 统 筹 安 排 各 类 各 区 域 用 地 系 统 在 应 用 具 有 较 高 的 社 会 经 济 效 益

武 汉 市 土 地 利 用 现 状 数 据 库 建 设 与 应 用 研 究 李 宗 华, 黄 河, 黄 新, 童 秋 英 ( 武 汉 市 规 划 土 地 管 理 信 息 中 心, 武 汉 市 三 阳 路 13 号,430014) 摘 要 : 本 文 对 武 汉 市 以 市 为 单 位 统 一 规 划 统 一 组 织 统 一 平 台 统 一 标 准 开 展 土 地 利 用 现 状 数 据 库 建 设 的 工 作 思 路 管 理 模 式 技 术 特 点 和 更 新 维 护 机 制 作 了 介 绍, 对 数 据 库 系 统 的 应 用 情 况 进 行 了 总 结 关 键 词 : 数 字 国 土 ; 土 地 利 用 现 状 数 据 库 ; 更 新 调 查 ; 运 行 机 制 1 概 述 土 地 利 用 现 状 数 据 库 建 设 是 数 字 国 土 和 金 土 工 程 建 设 最 基 础 的 重 要 工 作 内 容 国 土 资 源 部 一 直 十 分 重 视 土 地 利 用 现 状 数 据 库 建 设 工 作, 于 1999 年 启 动 了 县 级 土 地 利 用 现 状 建 库 示 范 工 程 计 划, 截 止 2003 年, 全 国 共 有 800 多 个 县 级 行 政 单 位 被 列 入 建 库 示 范 单 位 这 项 试 点 计 划 的 推 出, 对 推 动 全 国 数 字 国 土 工 程 建 设 起 到 了 重 要 作 用 由 于 县 级 单 位 在 人 财 物 方 面 的 局 限 性, 所 建 立 数 据 库 的 应 用 受 到 限 制 为 进 一 步 推 动 建 库 工 程 的 实 施,2002 年 3 月, 国 土 资 源 部 将 武 汉 市 土 地 利 用 现 状 数 据 建 库 列 为 全 国 地 市 级 建 库 试 点,2003 年 5 月 又 将 武 汉 市 土 地 利 用 现 状 更 新 调 查 列 为 全 国 试 点 经 过 几 年 的 努 力, 建 立 起 了 覆 盖 全 市 7 个 中 心 城 区 和 6 个 远 城 区 共 计 8549km 2 的 统 一 的 分 年 度 的 土 地 利 用 现 状 数 据 库, 并 积 极 开 展 了 各 种 应 用 在 国 土 资 源 部 地 籍 司 和 信 息 中 心 中 国 土 地 勘 测 规 划 院 省 国 土 资 源 厅 的 领 导 和 专 家 的 大 力 指 导 和 帮 助 下, 我 们 积 极 探 索, 在 工 作 思 路 组 织 管 理 运 作 模 式 和 应 用 等 方 面 取 得 了 一 定 的 成 效, 在 国 土 资 源 管 理 工 作 中 发 挥 了 积 极 的 作 用 2 坚 持 四 个 统 一, 实 施 全 市 集 中 建 库 我 局 以 市 为 单 位, 按 照 统 一 规 划 统 一 组 织 统 一 平 台 统 一 标 准 的 工 作 思 路, 运 用 市 场 机 制, 加 强 外 协, 组 织 全 市 7 个 主 城 区 和 6 个 远 城 区 共 同 开 展 了 土 地 利 用 现 状 数 据 建 库 工 作, 建 立 起 了 全 市 集 中 统 一 的 土 地 利 用 现 状 数 据 库 管 理 系 统 2.1 统 一 规 划, 保 障 数 据 建 库 和 使 用 的 可 持 续 性 武 汉 市 土 地 利 用 现 状 数 据 库 建 设 起 步 于 2001 年, 在 建 库 之 初, 我 们 就 以 数 字 国 土 工 程 的 思 想 为 指 导, 将 1 10000 土 地 利 用 现 状 数 据 库 与 整 个 土 地 管 理 基 础 平 台 武 汉 市 土 地 利 用 动 态 管 理 信 息 系 统 一 并 进 行 规 划 其 目 标 是 : 采 用 现 代 化 技 术 手 段, 将 土 地 利 用 现 状 和 变 更 调 查 土 地 利 用 规 划 耕 地 保 护 建 设 用 地 报 批 等 资 料 录 入 计 算 机 系 统, 实 现 全 市 土 地 利 用 信 息 的 资 料 共 享 数 据 的 更 新 与 远 程 传 输, 为 土 地 管 理 各 项 工 作 提 供 现 代 化 的 统 一 的 工 作 平 台 武 汉 市 土 地 利 用 动 态 管 理 信 息 系 统 涵 盖 了 国 土 资 源 管 理 业 务 中 的 土 地 利 用 现 状 调 查 土 地 变 更 土 地 利 用 总 体 规 划 和 基 本 农 田 保 护 规 划 实 施 新 增 建 设 用 地 报 批 土 地 开 发 复 垦 整 理 土 地 动 态 监 测 等 内 容 ( 如 图 1 所 示 ) 它 以 土 地 利 用 现 状 调 查 为 基 础, 实 现 图 文 一 体 化 的 远 程 用 地 报 批 与 开 发 复 垦 整 理 业 务 信 息 管 理 土 地 利 用 动 态 管 理 信 息 系 统 建 设 工 作 量 大, 涉 及 面 广 因 此, 我 们 采 取 整 体 规 划 分 期 实 施 的 方 法 第 一 步 是 将 土 地 详 查 及 变 更 调 查 资 料 录 入 计 算 机 系 统, 建 立 全 市 土 地 利 用 现 状 数 据 库, 实 现 土 地 利 用 现 状 和 变 更 资 料 的 自 动 化 1

管 理 ; 第 二 步 是 在 土 地 利 用 现 状 数 据 库 的 基 础 上, 建 立 全 市 土 地 利 用 规 划 数 据 库, 实 现 土 地 利 用 规 划 编 制 与 实 施 的 计 算 机 化 ; 第 三 步 是 利 用 土 地 利 用 现 状 数 据 库 和 土 地 利 用 规 划 数 据 库, 开 展 新 增 建 设 用 地 报 批 土 地 开 发 整 理 等 应 用, 实 现 图 文 一 体 化 的 远 程 用 地 报 批 等 业 务, 全 面 实 现 土 地 利 用 动 态 管 理 信 息 系 统 的 功 能 这 样 总 体 规 划 分 布 实 施, 各 项 目 标 可 以 相 继 在 较 短 的 时 间 内 实 现 并 尽 快 发 挥 作 用 同 时, 土 地 利 用 现 状 数 据 库 的 先 期 建 成, 又 能 及 时 为 后 期 工 作 提 供 基 础 数 据, 从 而 使 各 项 工 作 统 一 到 一 个 基 础 数 据 平 台 上 武 汉 市 土 地 利 用 动 态 管 理 信 息 系 统 耕 地 保 护 管 理 子 系 土 地 利 用 规 划 管 理 子 系 统 土 地 利 用 数 据 库 子 系 统 新 增 建 设 用 地 报 批 管 理 子 系 统 土 地 利 用 动 态 监 测 子 系 统 土 地 开 发 整 理 数 据 库 土 地 利 用 现 状 数 据 库 土 地 执 法 监 察 数 据 库 土 地 利 用 规 划 数 据 库 新 增 建 设 用 地 报 批 数 据 库 图 1 武 汉 市 土 地 利 用 动 态 管 理 信 息 系 统 总 体 框 架 2.2 统 一 组 织, 整 合 人 力 物 力 和 技 术 资 源 土 地 利 用 现 状 数 据 库 建 设 的 工 作 量 大, 技 术 含 量 高, 需 要 大 量 的 人 力 和 物 力 予 以 支 持 我 局 在 现 有 管 理 模 式 和 技 术 力 量 的 基 础 上, 由 市 局 作 为 土 地 利 用 现 状 数 据 库 建 设 的 实 施 主 体, 统 一 组 织, 明 确 分 工, 整 合 资 源, 组 织 开 展 土 地 利 用 现 状 数 据 库 建 设 市 局 成 立 领 导 小 组 负 责 重 大 问 题 的 组 织 与 协 调, 组 成 工 作 专 班 负 责 技 术 指 导 与 技 术 标 准 制 订 等 工 作 建 库 的 具 体 任 务 由 市 局 地 籍 处 信 息 中 心 勘 测 院 和 各 区 ( 分 ) 局 共 同 完 成 市 局 地 籍 处 作 为 全 市 地 籍 工 作 的 责 任 部 门, 负 责 建 库 工 作 的 组 织 协 调, 对 工 作 进 度 进 行 督 促, 对 建 库 成 果 进 行 检 查 和 验 收 区 ( 分 ) 局 人 员 由 于 长 期 从 事 基 层 土 地 管 理 工 作, 具 有 丰 富 的 土 地 调 查 经 验, 熟 悉 了 解 当 地 的 地 形 地 貌 和 土 地 资 源 状 况 在 建 库 中, 主 要 负 责 对 详 查 和 历 年 变 更 调 查 资 料 进 行 收 集 整 理, 并 对 欠 缺 的 资 料 进 行 补 充 调 查 土 地 利 用 现 状 数 据 库 建 设 工 作 充 分 发 挥 了 基 层 土 地 管 理 部 门 的 优 势, 同 时 避 免 了 其 不 足 图 形 数 字 化 工 作 是 一 项 工 作 量 大 比 较 繁 琐 的 具 体 事 务, 需 要 投 入 较 多 的 人 力 物 力 武 汉 市 勘 测 设 计 研 究 院 是 一 个 有 近 500 人 的 从 事 武 汉 市 基 础 勘 测 工 作 的 全 国 甲 级 勘 测 单 位, 数 字 化 生 产 能 力 强, 在 短 期 内 可 以 完 成 大 批 量 数 字 化 生 产 任 务 由 他 们 负 责 土 地 利 用 现 状 图 的 数 字 化 工 作 可 以 充 分 发 挥 他 们 的 技 术 优 势 局 信 息 中 心 ( 市 规 划 土 地 管 理 信 息 中 心 ) 是 全 局 信 息 化 建 设 的 责 任 部 门, 负 责 局 网 络 建 设 数 据 库 集 成 办 公 自 动 化 系 统 维 护 和 档 案 管 理 工 作 等 局 信 息 中 心 负 责 建 库 和 集 成 工 作, 不 但 保 证 了 土 地 利 用 现 状 数 据 库 与 国 土 资 源 管 理 其 它 系 统 的 衔 接, 而 且 有 助 于 将 土 地 利 用 现 状 数 据 库 集 成 到 整 个 规 划 国 土 信 息 资 源 管 理 系 统 中, 便 于 信 息 更 新 数 据 集 成 和 应 用 2

这 样 一 来, 就 形 成 了 一 支 市 局 领 导 区 ( 分 ) 局 和 乡 ( 镇 ) 土 管 所 配 合 局 信 息 中 心 和 勘 测 院 具 体 承 担 的 建 库 队 伍, 各 司 其 职, 相 互 补 充, 优 化 了 人 力 资 源 配 置, 整 合 了 信 息 资 源, 促 进 了 信 息 共 享, 同 时, 解 决 了 长 期 困 扰 我 们 的 基 层 单 位 技 术 力 量 有 限, 基 础 工 作 人 员 不 足 的 问 题 2.3 统 一 平 台, 保 障 信 息 资 源 的 共 享 和 统 一 管 理 在 硬 件 设 施 方 面, 我 局 已 建 立 了 覆 盖 全 市 规 划 国 土 部 门 的 计 算 机 广 域 网 络, 主 干 采 用 光 纤 联 接, 局 信 息 中 心 搭 建 了 高 配 置 的 服 务 器 集 群 光 通 道 磁 盘 阵 列 和 备 份 系 统, 全 市 的 土 地 利 用 现 状 数 据 库 及 相 关 地 理 信 息 资 料 集 中 存 贮 在 市 局 信 息 中 心 服 务 器 上, 各 部 门 通 过 广 域 网 调 用 地 理 信 息 系 统 软 件 方 面, 我 们 在 充 分 考 察 调 研 的 基 础 上, 选 择 了 国 产 地 理 信 息 系 统 MapGIS 作 为 整 个 土 地 利 用 动 态 管 理 信 息 系 统 的 基 础 平 台 在 爱 地 土 地 利 用 现 状 数 据 库 管 理 系 统 软 件 的 基 础 上, 进 行 了 二 次 开 发, 完 善 了 数 据 检 查 数 据 更 新 市 级 汇 总 等 功 能, 形 成 了 符 合 我 市 建 库 要 求 的 土 地 利 用 数 据 库 软 件 建 库 之 前, 我 局 未 对 各 区 土 地 管 理 基 础 平 台 进 行 统 一 规 划, 各 区 ( 分 ) 局 自 行 选 择 各 种 软 件 开 展 工 作, 这 样 就 会 产 生 一 系 列 的 问 题 一 是 各 区 ( 分 ) 局 受 技 术 水 平 的 限 制, 对 软 件 的 了 解 不 足, 造 成 选 择 错 误, 使 得 系 统 难 以 建 立 或 难 以 长 期 维 护 ; 二 是 各 区 的 成 果 数 据 格 式 不 统 一, 市 局 往 往 难 以 对 数 据 进 行 自 动 统 计 汇 总, 成 果 的 二 次 利 用 较 困 难 ; 三 是 基 础 平 台 重 复 购 置, 造 成 了 资 金 的 大 量 浪 费 统 一 了 工 作 平 台 后, 各 区 的 各 项 业 务 都 在 一 个 平 台 上 开 展, 一 方 面 实 现 了 各 区 基 础 数 据 的 统 一, 提 高 了 成 果 的 可 利 用 性, 另 一 方 面 也 保 持 了 各 项 业 务 数 据 的 一 致 性, 节 约 了 投 资 2.4 统 一 标 准, 保 障 数 据 建 库 的 高 效 规 范 和 先 进 性 遵 照 部 省 有 关 技 术 规 范 和 标 准 体 系, 并 结 合 武 汉 市 的 特 点 进 行 完 善, 初 步 形 成 了 地 市 级 土 地 利 用 现 状 数 据 库 建 设 的 技 术 体 系 我 们 制 定 了 土 地 利 用 动 态 管 理 信 息 系 统 建 设 工 作 方 案 土 地 利 用 动 态 管 理 信 息 系 统 建 设 技 术 方 案, 指 导 1 1 万 土 地 利 用 现 状 数 据 库 系 统 的 设 计 在 数 字 化 生 产 中, 制 定 了 1 1 万 土 地 利 用 现 状 数 据 库 数 字 化 技 术 要 求 和 1 1 万 土 地 利 用 现 状 图 图 例, 指 导 全 市 377 幅 1 1 万 土 地 利 用 现 状 图 的 数 字 化 制 定 了 1 1 万 土 地 利 用 现 状 图 数 字 化 数 据 检 查 验 收 办 法, 建 立 自 检 互 检 - 验 收 三 级 质 量 控 制 体 系, 按 照 统 一 标 准 对 全 市 各 区 数 据 进 行 检 查 验 收 在 更 新 调 查 与 建 库 工 作 中, 我 们 又 制 定 了 武 汉 市 土 地 利 用 现 状 更 新 调 查 工 作 方 案 武 汉 市 土 地 利 用 现 状 更 新 调 查 技 术 方 案 武 汉 市 土 地 利 用 现 状 更 新 调 查 内 业 判 读 与 外 业 调 绘 技 术 要 点 武 汉 市 土 地 利 用 现 状 更 新 调 查 内 业 判 读 与 外 业 调 绘 检 查 验 收 办 法 武 汉 市 土 地 利 用 现 状 更 新 调 查 内 业 数 字 化 技 术 要 求 武 汉 市 土 地 利 用 现 状 更 新 调 查 内 业 数 字 化 检 查 验 收 办 法 等 规 范 性 文 件, 有 效 地 指 导 了 各 个 阶 段 的 工 作, 保 障 了 各 阶 段 技 术 标 准 的 统 一 规 范 和 技 术 的 先 进 性 3 利 用 卫 星 遥 感 影 像, 对 土 地 利 用 现 状 进 行 全 面 更 新 由 于 种 种 原 因, 我 市 土 地 利 用 现 状 调 查 基 础 资 料 图 数 实 地 三 者 不 完 全 一 致, 很 大 程 度 地 影 响 了 土 地 利 用 现 状 数 据 库 的 质 量 和 应 用 效 能, 迫 切 要 求 我 们 尽 快 开 展 土 地 利 用 现 状 更 新 调 查 工 作 3.1 结 合 实 际, 先 建 库 后 更 新 在 建 库 与 更 新 工 作 孰 先 孰 后 的 问 题 上, 我 们 选 择 了 先 建 库 再 更 新 后 完 善 数 据 库 的 做 法 我 们 认 为 这 样 做 的 主 要 优 点 在 于 : 一 是 可 以 抢 救 日 益 破 损 灭 失 的 各 项 历 史 基 础 资 料 ; 3

二 是 为 下 一 步 的 更 新 工 作 提 供 便 利, 为 更 新 前 后 基 础 数 据 的 对 比 分 析 打 好 基 础 ; 三 是 可 以 方 便 建 设 用 地 报 批 耕 地 开 发 复 垦 等 工 作 之 急 需 ; 四 是 可 以 建 立 各 个 不 同 历 史 时 期 的 土 地 利 用 现 状 数 据 库, 忠 实 地 反 映 武 汉 市 自 土 地 详 查 以 来 的 历 年 土 地 变 化 情 况, 为 土 地 利 用 总 体 规 划 的 修 编 和 制 订 全 市 国 土 管 理 宏 观 政 策 提 供 依 据 和 分 析 数 据 ; 五 是 经 过 更 新 并 完 善 数 据 库 以 后, 可 以 保 证 基 础 信 息 图 数 实 地 三 者 一 致, 便 于 新 旧 土 地 分 类 的 衔 接 过 渡, 保 证 数 据 库 内 容 的 真 实 性 现 势 性 和 准 确 性, 以 及 数 据 库 应 用 的 可 靠 性 3.2 利 用 高 分 辨 率 卫 星 遥 感 影 像, 快 速 完 成 土 地 更 新 调 查 工 作 适 逢 开 展 新 一 轮 的 土 地 利 用 总 体 规 划 修 编 试 点 工 作, 我 们 当 即 向 部 里 申 请 将 武 汉 市 作 为 规 划 修 编 的 试 点, 并 以 此 为 契 机 开 展 土 地 更 新 调 查 工 作, 得 到 了 国 土 资 源 部 地 籍 司 的 高 度 重 视 和 大 力 支 持 在 湖 北 省 国 土 资 源 厅 的 指 导 下, 确 定 了 我 们 开 展 土 地 更 新 调 查 工 作 的 总 体 思 路 : 以 土 地 利 用 现 状 数 据 库 为 基 础, 利 用 2002 年 10 月 分 辨 率 为 2.5 米 的 卫 星 遥 感 影 像 图, 结 合 建 设 用 地 报 批 开 发 复 垦 等 相 关 资 料, 通 过 室 内 判 读 和 外 业 实 地 调 查, 按 新 土 地 分 类 ( 过 渡 期 间 适 用 ) 对 全 市 土 地 利 用 现 状 进 行 全 面 的 更 新 调 查, 利 用 调 查 成 果 对 全 市 土 地 利 用 现 状 数 据 库 进 行 更 新, 从 而 保 证 数 据 库 成 果 的 充 分 应 用 在 土 地 更 新 调 查 工 作 中, 将 2.5 米 分 辨 率 的 卫 星 遥 感 正 射 影 像 经 过 纠 正 后, 通 过 1 10000 土 地 利 用 现 状 数 据 库, 叠 加 到 2002 版 1 10000 土 地 利 用 现 状 图 上, 形 成 了 土 地 更 新 调 查 工 作 底 图 既 保 留 了 遥 感 卫 片 丰 富 的 影 像 信 息, 又 有 线 划 图 斑 信 息 和 地 类 代 码, 通 过 室 内 判 读 可 以 清 晰 地 辨 认 大 部 分 的 更 新 信 息, 辅 之 于 必 要 的 外 业 实 地 调 查 工 作, 这 样 在 很 短 的 时 间 内, 通 过 较 小 的 工 作 量, 获 得 最 大 的 工 作 效 果, 避 免 了 重 复 劳 动 土 地 利 用 现 状 数 据 库 和 遥 感 卫 片 相 结 合, 使 得 土 地 更 新 调 查 工 作 和 数 据 库 进 一 步 完 善, 达 到 了 事 半 功 倍 的 效 果 土 地 更 新 调 查 成 果 的 质 量, 是 土 地 利 用 现 状 数 据 库 乃 至 于 全 市 土 地 利 用 动 态 管 理 信 息 系 统 成 败 的 关 键 机 构 改 革 以 后, 原 隶 属 于 县 级 国 土 部 门 的 乡 ( 镇 ) 土 管 所, 调 整 后 由 当 地 乡 ( 镇 ) 政 府 直 接 领 导 因 此, 若 采 用 乡 镇 土 管 所 的 人 员 开 展 更 新 调 查, 可 能 使 更 新 调 查 的 成 果 质 量 出 现 一 定 的 偏 差, 千 里 长 堤, 溃 于 蚁 穴 经 过 充 分 酝 酿, 我 们 决 定 挖 掘 本 地 资 源, 运 用 市 场 机 制, 选 择 外 协 单 位 从 事 外 业 实 地 调 查 工 作 在 组 织 方 式 上, 我 们 依 然 坚 持 由 全 市 统 一 组 织, 整 个 土 地 更 新 调 查 工 作 以 市 局 地 籍 处 为 责 任 处 室, 以 局 信 息 中 心 为 责 任 单 位, 外 业 实 地 调 查 以 武 汉 大 学 中 国 地 质 大 学 ( 武 汉 ) 华 中 农 业 大 学 武 汉 测 绘 院 以 及 市 勘 测 院 为 主, 各 乡 镇 土 管 所 协 助, 各 区 国 土 部 门 配 合 图 形 数 字 化 由 市 勘 测 院 负 责, 数 据 集 成 建 库 分 析 由 局 信 息 中 心 负 责, 聘 请 了 参 加 过 土 地 详 查 的 老 专 家 组 成 专 家 组, 经 过 半 年 的 艰 苦 奋 战, 顺 利 地 完 成 了 土 地 更 新 调 查 工 作, 完 善 了 土 地 利 用 现 状 数 据 库 4 注 重 科 技 创 新, 提 高 数 据 建 库 的 科 技 含 量 和 工 作 效 率 在 土 地 利 用 现 状 数 据 建 库 和 更 新 调 查 过 程 中, 我 们 注 重 科 技 创 新, 积 极 采 用 高 新 技 术 手 段, 努 力 提 高 数 据 库 的 科 技 含 量, 提 高 建 库 和 更 新 的 工 作 质 量 和 工 作 效 率 4.1 分 年 度 建 库, 全 面 反 映 土 地 利 用 历 史 变 化 其 它 县 ( 市 ) 的 建 库, 往 往 是 建 立 基 年 数 据 库 或 某 一 变 更 年 的 数 据 库, 不 能 反 映 历 年 土 地 利 用 的 变 化 情 况 而 我 局 在 技 术 路 线 上, 是 采 取 先 建 立 基 期 年 的 土 地 利 用 现 状 数 据 库, 然 后 再 叠 加 各 年 的 变 更 数 据, 建 立 了 从 1996 2002 年 历 年 的 土 地 利 用 现 状 数 据 库, 全 面 反 映 了 近 10 年 来 土 地 利 用 变 化 情 况, 为 掌 握 土 地 规 划 实 施 状 况, 制 订 合 理 的 土 地 利 用 方 案 提 供 了 依 据 4

4.2 以 计 算 机 面 积 取 代 台 帐 面 积, 确 保 建 库 数 据 的 图 数 一 致 其 它 地 方 的 建 库, 一 般 是 将 图 形 和 属 性 数 据 分 别 录 入, 即 图 形 通 过 扫 描 矢 量 化 图 纸 得 到, 而 属 性 通 过 录 入 详 查 表 格 得 到 这 样, 图 斑 的 计 算 机 量 算 面 积 与 详 查 时 的 面 积 一 般 不 一 致, 从 而 造 成 变 更 和 统 计 的 一 系 列 困 难 我 们 在 数 据 建 库 时, 采 用 数 字 化 的 图 斑 面 积 代 替 原 详 查 的 图 斑 面 积, 从 而 确 保 了 图 形 面 积 和 属 性 面 积 的 严 格 一 致 这 一 做 法, 可 以 直 接 利 用 空 间 数 据 库 进 行 变 更 统 计, 不 必 再 在 建 库 数 据 和 台 帐 数 据 间 进 行 转 换, 也 使 得 我 们 在 今 后 每 年 的 变 更 调 查 中, 实 现 变 更 图 斑 与 上 报 数 据 的 严 格 一 致 4.3 开 发 计 算 机 数 据 检 查 模 块, 提 高 数 据 质 量 通 过 人 工 浏 览 来 检 查 数 据 的 质 量, 难 以 发 现 所 有 同 类 的 错 误 在 建 库 过 程 中, 我 们 开 发 了 数 据 检 查 模 块, 能 够 既 快 速 又 准 确 地 发 现 逻 辑 错 误 ( 如 拓 扑 错 误 碎 片 图 斑 属 性 输 入 错 误 ) 的 位 置 和 个 数, 便 于 修 改, 从 而 保 证 了 数 据 的 质 量 4.4 采 用 数 字 高 程 模 型 计 算 坡 度, 使 坡 度 系 数 的 计 算 更 准 确 合 理 土 地 利 用 详 查 时, 采 用 抽 样 调 查 的 方 式 测 算 坡 度 系 数, 坡 度 系 数 的 改 正 没 有 落 实 到 图 斑 上, 仅 仅 是 对 统 计 数 字 进 行 修 正 利 用 数 字 高 程 模 型 DEM 数 据 计 算 坡 度, 则 是 以 全 市 域 的 DEM 为 基 础 计 算, 利 用 GIS 技 术 形 成 全 市 坡 度 等 级 图, 使 坡 度 系 统 计 算 更 准 确 合 理 同 时, 利 用 坡 度 等 级 图 与 土 地 利 用 图 斑 图 叠 置, 将 坡 度 分 级 值 赋 到 图 斑 上, 使 得 坡 度 改 正 由 详 查 的 统 计 改 正 落 实 到 了 具 体 图 斑 改 正 4.5 广 泛 集 成 多 源 多 尺 度 数 据, 为 数 据 库 的 广 泛 运 用 奠 定 基 础 我 局 是 规 划 国 土 合 一 的 部 门, 积 累 了 各 种 比 例 尺 地 形 图 遥 感 城 市 规 划 和 土 地 利 用 规 划 办 公 自 动 化 等 大 量 的 基 础 数 据, 系 统 按 照 统 一 的 地 理 参 考 系 统, 采 用 矢 量 数 据 分 层 分 块 和 影 像 金 字 塔 技 术, 集 成 了 0.61m 分 辨 率 的 QuickBird 高 分 辨 率 卫 星 遥 感 影 像 2.5 米 分 辨 率 的 SPOT5 高 分 辨 率 卫 星 遥 感 影 像 数 字 高 程 模 型 等 多 源 多 尺 度 信 息 采 用 格 网 索 引 技 术, 实 现 遥 感 影 像 数 据 DEM 数 据 的 动 态 调 用, 并 能 根 据 屏 幕 视 野 范 围 调 用 不 同 详 细 程 度 不 同 比 例 尺 的 数 据 这 些 多 数 据 源 多 尺 度 的 基 础 数 据 与 土 地 利 用 现 状 数 据 库 相 互 补 充, 为 扩 展 土 地 利 用 现 状 数 据 的 应 用 领 域 奠 定 了 基 础 4.6 整 合 3S 技 术 对 土 地 利 用 现 状 数 据 库 进 行 快 速 更 新 在 土 地 利 用 现 状 更 新 调 查 期 间, 正 值 国 土 资 源 部 信 息 中 心 主 持 的 国 家 863 项 目 重 大 行 业 3S 应 用 示 范 国 土 资 源 在 我 局 进 行 试 点 我 们 结 合 863 项 目 研 究, 对 遥 感 影 像 纠 正 配 准 融 合 变 化 信 息 的 自 动 提 取 等 关 键 技 术 进 行 研 究, 充 分 利 用 该 项 目 研 究 成 果, 提 高 了 发 现 变 化 的 准 确 度, 缩 短 了 工 作 周 期 利 用 GPS 技 术 测 量 影 像 纠 正 控 制 点, 提 高 了 影 像 纠 正 的 准 确 度 采 用 了 GIS 技 术 建 立 了 土 地 利 用 现 状 数 据 库, 使 数 据 处 理, 图 形 制 作 统 计 分 析 更 加 快 捷 5 建 立 实 时 更 新 机 制, 保 障 土 地 利 用 现 状 数 据 的 现 势 性 5.1 明 确 职 责 分 工, 建 立 管 理 和 维 护 更 新 机 制 在 土 地 利 用 现 状 数 据 库 建 设 工 作 中, 我 们 从 制 度 上 建 立 数 据 库 的 变 更 和 更 新 机 制, 明 确 各 单 位 的 工 作 职 责 : 各 区 ( 分 ) 局 负 责 外 业 调 查, 按 照 市 局 制 订 的 外 业 调 查 技 术 要 求, 将 变 化 要 素 上 图, 并 填 写 记 录 表 ; 勘 测 院 将 外 业 调 查 的 图 件 成 果 进 行 数 字 化, 形 成 变 更 数 字 化 图 ; 信 息 中 心 对 数 字 化 变 更 调 查 成 果 进 行 集 成, 建 立 变 更 年 度 土 地 利 用 现 状 数 据 库, 并 汇 总 出 表, 计 算 变 更 流 量 ; 市 局 地 籍 处 负 责 组 织 和 协 调, 对 各 阶 段 成 果 进 行 审 核, 并 将 最 终 数 据 上 报 省 国 土 资 源 厅 更 新 后 的 土 地 利 用 现 状 数 据 库 集 中 存 放 在 市 局 的 服 务 器 上, 与 规 划 国 土 管 理 信 5

息 系 统 集 成 在 一 起, 集 中 进 行 管 理, 各 处 室 各 单 位 以 及 区 ( 分 ) 局 通 过 计 算 机 网 络 调 用 数 据 库 中 的 图 件 和 数 据 武 汉 市 土 地 利 用 现 状 数 据 库 系 统 的 运 作 模 式 如 图 2 所 示 这 种 模 式 的 运 用, 充 分 发 挥 了 市 级 技 术 力 量 强 和 区 ( 分 ) 局 外 业 调 查 经 验 丰 富 的 特 点, 既 锻 炼 了 我 们 的 市 级 技 术 队 伍, 又 为 基 层 土 地 管 理 部 门 培 养 了 技 术 力 量, 提 高 了 区 ( 分 ) 局 的 工 作 效 率 和 调 查 成 果 质 量, 缓 解 了 区 级 土 地 部 门 的 工 作 压 力, 使 得 建 库 工 作 长 期 化 和 经 常 化, 确 保 数 据 库 的 真 实 性 和 现 势 性 分 局 及 区 局 市 局 相 关 处 室 市 局 地 籍 处 外 业 调 查 业 务 办 公 业 务 办 公 数 据 审 核 业 务 办 公 局 域 网 广 域 网 数 字 化 勘 测 院 外 业 数 据 采 集 广 域 网 数 据 建 库 数 据 集 成 数 据 归 档 数 据 维 护 信 息 中 心 土 地 利 用 数 据 库 数 据 分 发 据 服 务 与 综 合 数 图 2 武 汉 市 土 地 利 用 现 状 数 据 库 系 统 的 运 作 模 式 5.2 与 日 常 土 地 管 理 工 作 结 合, 动 态 反 映 土 地 利 用 变 化 近 年 来, 我 局 加 大 了 办 公 自 动 化 建 设 力 度, 积 极 推 进 电 子 报 批 和 市 局 分 局 二 级 管 理 一 体 化 电 子 审 批 工 作, 建 设 用 地 报 批 土 地 开 发 复 垦 土 地 动 态 监 测 土 地 执 法 等 日 常 管 理 业 务 都 逐 步 实 现 电 子 化 我 局 将 土 地 利 用 现 状 数 据 库 建 设 与 土 地 日 常 管 理 工 作 相 结 合, 在 对 日 常 管 理 工 作 提 供 数 据 支 撑 的 同 时, 及 时 将 办 公 自 动 化 信 息 叠 加 到 土 地 利 用 现 状 数 据 库 中, 使 土 地 利 用 现 状 数 据 库 能 动 态 反 映 土 地 利 用 现 状 的 变 化, 保 障 土 地 利 用 现 状 数 据 库 的 现 势 性 6 强 化 数 据 库 成 果 应 用, 充 分 发 挥 基 础 信 息 平 台 作 用 应 用 是 数 据 库 建 设 的 归 宿 和 生 命 力 所 在 在 土 地 利 用 现 状 数 据 库 的 应 用 方 面, 我 们 首 先 加 强 了 在 地 籍 管 理 和 国 土 资 源 管 理 其 他 业 务 中 的 应 用, 提 高 土 地 管 理 水 平, 促 进 各 项 业 务 之 间 的 相 互 衔 接 ; 其 次 是 努 力 扩 充 数 据 库 的 信 息 量, 推 进 其 在 相 关 行 业 中 的 应 用, 确 立 地 籍 数 据 的 权 威 ; 第 三 是 不 断 开 展 数 据 的 深 挖 掘, 从 中 获 取 社 会 经 济 地 理 以 及 国 土 资 源 等 方 面 的 各 类 数 据, 为 国 民 经 济 社 会 发 展 提 供 更 为 广 泛 的 决 策 支 持 服 务 6.1 规 范 地 籍 管 理 行 为, 创 新 地 籍 管 理 理 念 1 10000 土 地 利 用 现 状 数 据 库 为 土 地 利 用 现 状 变 更 调 查 土 地 利 用 动 态 监 测 集 体 土 地 所 有 权 登 记 发 证 和 土 地 权 属 争 议 调 处 工 作 提 供 了 新 方 法 6

(1) 土 地 变 更 调 查 传 统 的 大 海 捞 针 式 的 土 地 变 更 调 查 模 式 存 在 着 一 定 的 弊 端 一 方 面 由 于 时 间 紧, 任 务 重, 基 层 国 土 部 门 变 更 调 查 人 员 不 足, 技 术 水 平 有 限, 使 得 变 更 调 查 不 彻 底, 变 更 数 据 准 确 度 不 高 另 一 方 面, 由 于 受 到 各 种 因 素 的 影 响, 在 变 更 调 查 过 程 中 可 能 出 现 区 ( 分 ) 局 不 得 不 改 表 格 调 数 据 的 情 况, 由 于 市 局 缺 乏 第 一 手 资 料, 难 以 准 确 了 解 各 区 土 地 变 更 的 真 实 情 况 运 用 土 地 利 用 现 状 数 据 库 系 统 开 展 土 地 变 更 调 查 工 作, 建 立 了 全 新 的 土 地 变 更 调 查 工 作 模 式, 做 到 了 变 更 图 斑 图 数 实 地 三 者 的 一 致, 提 高 了 工 作 效 率, 保 障 了 成 果 质 量 (2) 土 地 利 用 动 态 监 测 在 我 市 土 地 利 用 卫 片 监 测 工 作 中 也 充 分 运 用 了 土 地 利 用 现 状 数 据 库 系 统 我 们 的 做 法 是 : 先 内 业 判 读 再 外 业 调 查 后 汇 总 分 析 这 种 做 法, 大 大 减 少 了 外 业 调 查 的 工 作 量, 缩 短 了 工 作 周 期, 提 高 了 工 作 效 率 和 质 量 (3) 集 体 土 地 所 有 权 登 记 发 证 土 地 利 用 数 据 库 的 建 立, 提 供 了 全 市 市 区 乡 ( 镇 ) 村 四 级 的 行 政 权 属 界 线 和 面 积, 并 提 供 了 权 属 界 线 内 图 斑 的 分 布 数 量 和 种 类 信 息, 很 适 合 作 为 集 体 土 地 所 有 权 登 记 发 证 的 依 据 和 载 体 我 们 以 应 用 土 地 利 用 现 状 数 据 库, 方 便 地 制 作 了 土 地 证 附 图 ; 利 用 数 据 库 的 统 计 功 能, 方 便 地 计 算 出 宗 地 面 积 以 及 各 分 类 面 积, 大 大 地 缩 短 了 土 地 登 记 时 间, 提 高 了 工 作 效 率 (4) 土 地 权 属 纠 纷 调 处 1 10000 土 地 利 用 现 状 数 据 库 集 成 了 数 字 化 的 权 属 界 线 和 界 址 点 信 息, 并 能 够 叠 加 不 同 分 辨 率 影 像 数 据, 使 得 权 属 更 加 清 晰 可 辨, 为 调 处 权 属 纠 纷 提 供 了 手 段 6.2 广 泛 应 用 于 国 土 资 源 管 理 业 务, 全 面 提 升 管 理 水 平 1 10000 土 地 利 用 现 状 数 据 库 的 建 立, 使 得 土 地 利 用 总 体 规 划 新 增 建 设 用 地 报 批 城 中 村 土 地 利 用 现 状 调 查 等 国 土 资 源 其 他 业 务 有 了 统 一 的 基 础 平 台, 保 持 了 基 础 数 据 的 一 致 性, 确 立 了 地 籍 数 据 的 权 威 (1) 在 土 地 规 划 管 理 中 的 运 用 主 要 有 以 下 两 个 方 面 : 一 是 作 为 土 地 利 用 规 划 编 制 的 基 础 和 依 据 我 局 应 用 土 地 利 用 现 状 图 数 据 库 成 果, 快 速 开 展 了 耕 地 潜 力 分 析 等 专 项 研 究, 在 起 步 比 较 晚 的 情 况 下, 仅 用 了 6 个 月 的 时 间 就 完 成 了 区 ( 县 ) 级 土 地 开 发 整 理 专 项 规 划 的 编 制 工 作, 率 先 在 全 省 通 过 了 区 ( 县 ) 级 规 划 评 审 目 前 正 在 开 展 的 土 地 利 用 总 体 规 划 修 编, 都 是 利 用 数 据 库 系 统 进 行 统 计 分 析 和 预 测 二 是 为 检 查 土 地 规 划 的 落 实 情 况 提 供 了 手 段 将 各 项 土 地 规 划 数 据 库 与 土 地 利 用 现 状 数 据 库 叠 加, 既 能 够 快 速 反 映 土 地 利 用 是 否 符 合 规 划 要 求, 又 能 够 反 映 各 项 规 划 指 标 的 落 实 情 况, 为 制 定 土 地 年 度 供 应 计 划 提 供 依 据, 改 变 了 规 划 与 现 状 脱 节 的 弊 端, 有 利 于 指 导 国 土 资 源 合 理 高 效 利 用 (2) 在 耕 地 保 护 工 作 中 的 应 用 一 是 开 展 了 新 增 建 设 用 地 电 子 报 批 工 作 具 体 做 法 是 : 将 新 增 建 设 用 地 勘 测 定 界 数 据 与 土 地 利 用 现 状 数 据 库 进 行 叠 加, 系 统 自 动 进 行 空 间 分 析, 统 计 出 用 地 范 围 内 各 项 用 地 的 位 置 和 数 量, 作 为 勘 测 定 界 报 告 的 现 状 依 据 二 是 为 土 地 开 发 复 垦 整 理 提 供 依 据 由 于 集 成 了 由 数 字 高 程 模 型 生 成 的 坡 度 分 级 数 据 库, 可 快 速 地 分 辨 出 适 宜 于 土 地 开 发 的 未 利 用 地, 将 其 作 为 耕 地 后 备 资 源 另 外, 从 土 地 利 用 现 状 数 据 库 中 挑 出 利 用 率 较 低 的 农 村 宅 基 地, 作 为 土 地 整 理 的 对 象, 为 实 施 退 基 还 耕 提 供 依 据 (3) 在 城 中 村 土 地 利 用 现 状 调 查 中 的 应 用 土 地 利 用 现 状 数 据 库 叠 加 其 它 信 息 后, 能 够 为 城 市 解 决 社 会 问 题 提 供 强 有 力 的 决 策 依 据 在 我 市 城 中 村 综 合 改 造 过 程 中, 我 们 通 过 在 土 地 利 用 现 状 数 据 库 中 叠 加 人 口 数 据, 计 算 出 城 中 村 人 均 耕 地 和 宅 基 地 指 标, 根 据 不 同 的 数 值 范 围 制 定 不 同 的 改 造 方 案, 确 保 了 综 合 改 造 工 作 的 可 操 作 性 6.3 拓 展 于 林 业 环 保 等 相 关 行 业, 巩 固 土 地 调 查 数 据 的 权 威 过 去, 林 业 部 门 实 施 退 耕 还 林 工 程 仅 仅 依 靠 统 计 数 据, 使 得 林 业 与 国 土 部 门 的 数 据 难 以 7

衔 接 通 过 土 地 利 用 现 状 数 据 库, 我 们 将 这 些 统 计 数 据 落 实 到 各 个 乡 镇 图 斑 上, 从 而 实 现 了 图 数 的 统 一 管 理 应 用 土 地 利 用 现 状 数 据 库 中 集 成 的 由 数 字 高 程 模 型 生 成 的 坡 度 分 布 信 息, 我 们 能 够 快 速 地 提 取 坡 度 大 于 25 的 耕 地 分 布 状 况, 为 林 业 部 门 制 定 退 耕 还 林 计 划 和 实 施 方 案 提 供 依 据 利 用 数 据 库 中 的 数 字 高 程 模 型, 我 们 还 获 取 了 低 于 水 平 面 的 耕 地 分 布 状 况, 为 环 境 保 护 部 门 实 施 退 田 还 湖 提 供 了 依 据 6.4 为 政 府 科 学 决 策 提 供 可 靠 的 依 据, 充 分 发 挥 基 础 数 据 的 作 用 1 10000 土 地 利 用 现 状 数 据 库 是 覆 盖 全 市 域 的 空 间 数 据 库, 数 据 库 中 的 内 环 线 中 环 线 和 外 环 线, 将 整 个 市 域 分 为 四 个 圈 层 这 样 一 种 空 间 组 成 方 式, 为 政 府 决 策 思 维 提 供 了 一 个 统 一 口 径 的 空 间 模 型 例 如, 武 汉 市 政 府 在 制 定 的 农 村 宅 基 地 拆 迁 补 偿 安 置 办 法 时, 就 是 通 过 空 间 模 型 划 分 不 同 的 地 段, 从 而 确 定 补 偿 标 准 7 结 束 语 近 年 来, 我 局 加 大 了 办 公 自 动 化 建 设 力 度, 积 极 推 进 电 子 报 批 和 市 局 分 局 二 级 管 理 一 体 化 电 子 审 批 工 作, 建 设 用 地 报 批 土 地 开 发 复 垦 土 地 动 态 监 测 土 地 执 法 等 日 常 管 理 业 务 都 逐 步 实 现 电 子 化, 土 地 利 用 现 状 数 据 建 库 成 果 在 土 地 管 理 工 作 中 的 作 用 日 益 凸 显, 以 此 为 基 础 建 立 的 武 汉 市 土 地 利 用 动 态 管 理 信 息 系 统 也 日 趋 完 善 我 们 所 进 行 的 探 索 也 仅 仅 是 一 种 尝 试, 还 有 一 些 问 题 需 要 得 到 进 一 步 的 研 究 和 解 决, 如 基 于 3S 技 术 的 内 外 业 土 地 利 用 现 状 更 新 一 体 化 的 解 决 方 案, 多 尺 度 多 数 据 源 数 据 的 匹 配 等 今 后 我 们 将 按 照 数 字 武 汉 数 字 国 土 和 金 土 工 程 建 设 的 总 体 要 求, 加 快 土 地 利 用 动 态 管 理 信 息 系 统 建 设, 加 快 建 设 成 果 在 土 地 管 理 各 项 业 务 和 相 关 行 业 的 应 用, 为 国 民 经 济 社 会 发 展 提 供 更 为 广 泛 的 决 策 支 持 服 务 8

国 土 资 源 行 业 3S 技 术 集 成 研 究 及 实 用 技 术 体 系 构 建 查 宗 祥 刘 聚 海 蒋 文 彪 ( 国 土 资 源 部 信 息 中 心, 北 京,100812) 摘 要 : 本 文 面 向 国 土 资 源 信 息 化 建 设 的 实 际 需 求, 通 过 关 键 技 术 研 究 和 技 术 集 成, 建 立 基 于 3S 的 国 土 资 源 数 据 获 取 更 新 管 理 交 换 与 应 用 的 技 术 体 系, 通 过 应 用 示 范 研 究, 形 成 实 用 可 推 广 的 技 术 流 程 和 应 用 软 件 研 究 结 果 表 明, 基 于 3S 的 技 术 体 系, 以 其 精 确 的 空 间 定 位 快 速 准 确 的 数 据 获 取 强 大 的 数 据 管 理 能 力, 能 够 满 足 国 土 资 源 信 息 化 建 设 的 实 际 需 要 关 键 词 : 国 土 资 源,3S, 技 术 集 成, 技 术 体 系 1 前 言 自 20 世 纪 70 年 代 全 球 第 一 颗 地 球 资 源 卫 星 发 射 以 来, 对 地 观 测 技 术 取 得 了 长 足 进 展, 目 前 已 进 入 商 业 高 分 辨 率 卫 星 遥 感 时 代 GPS 定 位 精 度 的 不 断 改 善, 大 大 提 高 了 外 业 测 量 的 精 度 和 效 率 随 着 遥 感 GPS 等 空 间 数 据 获 取 技 术 的 进 步, 空 间 数 据 不 断 积 累, 推 动 了 基 于 GIS 的 空 间 数 据 管 理 与 应 用 服 务 技 术 发 展 目 前, 全 球 定 位 系 统 (GPS) 遥 感 技 术 (RS) 和 地 理 信 息 系 统 (GIS) 已 成 为 人 们 对 地 球 进 行 科 学 研 究 的 重 要 技 术 手 段 ( 江 绵 康,2003) GPS RS 和 GIS 技 术 一 体 化 集 成 正 向 着 快 速 精 确 实 用 和 深 入 方 向 发 展 ( 施 益 强 等,2002) 近 年 来,3S 技 术 在 资 源 与 环 境 监 测 领 域 应 用 技 术 方 法 方 面, 开 展 了 大 量 的 试 验 研 究 和 技 术 方 法 探 讨 ( 王 静 等,2002) 国 土 资 源 信 息 具 有 数 据 海 量 结 构 复 杂 来 源 多 全 覆 盖 空 间 分 布 和 动 态 变 化 性 强 的 特 点, 国 土 资 源 信 息 化 的 全 面 发 展 需 要 研 究 并 构 建 基 于 大 型 3S 的 国 土 资 源 空 间 信 息 获 取 整 合 加 工 处 理 科 学 化 管 理 和 有 效 服 务 的 实 用 技 术 体 系, 为 国 土 资 源 调 查 评 价 政 务 管 理 和 服 务 主 流 程 信 息 化 提 供 关 键 技 术 支 撑, 并 为 相 关 行 业 的 3S 技 术 应 用 提 供 有 益 的 借 鉴 2 总 体 技 术 框 架 2.1 总 体 技 术 构 成 本 技 术 体 系 的 总 体 框 架 是, 以 国 土 资 源 电 子 政 务 有 效 运 行 为 目 的, 集 3S 技 术 于 一 体, 形 成 从 数 据 采 集 数 据 更 新 数 据 管 理 数 据 交 换 到 数 据 应 用 的 一 套 技 术 流 程 在 总 体 技 术 框 架 中, 遥 感 数 据 处 理 和 数 据 应 用 用 于 解 决 土 地 利 用 大 面 积 数 据 快 速 更 新 的 问 题 ;GPS 技 术 用 于 解 决 土 地 利 用 日 常 变 更 的 野 外 数 据 采 集, 以 保 证 土 地 利 用 数 据 的 现 势 性 ;GIS 技 术 用 于 对 土 地 利 用 等 空 间 数 据 的 管 理 数 据 交 换 与 共 享, 以 及 为 国 土 资 源 电 子 政 务 提 供 数 据 服 务 三 者 之 间 构 成 一 个 从 空 间 数 据 的 获 取 与 处 理 到 数 据 的 管 理 与 应 用 的 完 整 技 术 体 系 总 体 技 术 构 成 如 图 1 所 示 2.2 技 术 体 系 构 建 的 总 体 思 路 围 绕 总 体 技 术 框 架, 构 建 技 术 体 系, 基 本 思 路 是, 第 一, 开 展 关 键 技 术 研 究, 并 集 成 各 关 键 技 术 ; 第 二, 在 关 键 技 术 研 究 的 基 础 上, 开 发 应 用 软 件 ; 第 三, 通 过 应 用 软 件 集 成 开 展 应 用 示 范 研 究, 完 善 软 件 系 统, 达 到 产 品 化 实 用 程 度, 并 形 成 整 装 技 术 体 系 第 一 作 者 简 介 : 查 宗 祥 (1950-), 男, 研 究 员, 武 汉 大 学 摄 影 测 量 与 遥 感 专 业 现 任 国 土 资 源 部 信 息 化 工 作 办 公 室 副 主 任 国 土 资 源 部 信 息 中 心 副 主 任 1

软 件 土 地 利 用 基 础 图 件 更 新 系 统 (LUMU) 技 术 基 于 单 / 多 时 相 遥 感 数 据 变 化 信 息 提 取 土 地 利 用 数 据 库 管 理 软 件 基 础 平 台 建 设 用 地 管 理 信 息 系 统 数 据 中 心 国 家 级 数 据 中 心 示 范 区 数 据 中 心 遥 感 数 据 遥 感 数 据 加 工 处 理 变 更 网 络 GPS 野 外 数 据 采 集 GPS 数 据 处 理 变 更 土 地 利 用 数 据 库 基 于 土 地 利 用 数 据 库 的 土 地 利 用 管 理 交 换 体 系 软 件 技 术 数 据 转 换 块 DGPSRTK 软 件 PGA-GIS 编 辑 平 台 基 于 RTK 定 位 模 型 基 于 RTK 解 算 法 技 术 体 系 构 建 远 程 土 地 利 用 数 据 库 技 术 应 用 示 范 图 1 总 体 技 术 框 架 3 基 于 3S 的 关 键 技 术 研 究 和 开 发 根 据 上 述 总 体 技 术 框 架, 针 对 国 土 资 源 信 息 数 据 量 大 信 息 来 源 多 空 间 分 布 和 动 态 变 化 性 强 的 特 点, 重 点 需 要 解 决 基 于 GPS/GIS 进 行 土 地 利 用 日 常 动 态 变 更 调 查 信 息 的 采 集 和 处 理 遥 感 数 据 大 面 积 快 速 获 取 更 新 土 地 利 用 变 化 信 息 网 络 环 境 下 分 布 异 构 的 国 土 资 源 空 间 数 据 存 储 更 新 和 交 换 机 制 等 关 键 技 术 为 下 一 步 国 土 资 源 实 用 技 术 体 系 的 构 建, 开 发 业 务 应 用 系 统 提 供 技 术 保 障 3.1 基 于 GPS/GIS 的 土 地 变 更 调 查 信 息 的 采 集 处 理 利 用 GPS 技 术 可 以 完 成 控 制 点 坐 标 和 变 更 图 斑 坐 标 的 实 时 采 集 然 而 如 何 将 GIS 与 GPS PDA 结 合 起 来, 构 建 一 个 基 于 GIS 数 据 导 航 GPS 数 据 采 集 PDA 数 据 存 储 的 小 型 简 便 的 数 据 获 取 与 处 理 系 统, 面 向 基 层 国 土 管 理 人 员, 适 合 野 外 作 业, 能 够 实 时 完 成 数 据 采 集 动 态 更 新 等 功 能 的 土 地 调 查 野 外 采 集 系 统 是 当 前 土 地 调 查 国 土 资 源 监 管 紧 迫 急 需 的 基 于 GPS-PDA 的 土 地 变 更 调 查 信 息 系 统 需 要 解 决 以 下 关 键 技 术 (1) 载 波 相 位 差 分 GPS 定 位 模 型 由 于 土 地 利 用 变 更 调 查 对 实 时 性 要 求 不 高, 因 此 建 立 GPS 事 后 差 分 解 算 模 型, 通 过 对 两 测 站 的 载 波 相 位 观 测 值 进 行 差 分 处 理, 最 终 获 得 的 测 站 三 维 坐 标 能 够 达 到 厘 米 级 精 度, 满 足 了 土 地 利 用 变 更 调 查 对 于 定 位 的 要 求 (2) 周 跳 探 测 与 修 复 技 术 研 究 判 断 由 于 卫 星 信 号 失 锁, 计 数 器 累 计 发 生 中 断 而 产 生 的 周 跳 并 恢 复 正 确 的 记 数 是 GPS 2

数 据 处 理 中 的 一 项 很 重 要 的 工 作 在 本 研 究 中, 采 用 高 次 差 或 多 项 式 拟 合 法 来 解 决 对 探 测 大 于 3 周 的 周 跳 进 行 探 测 和 修 复, 同 时 采 用 星 际 差 分 法 对 小 周 跳 ( 小 3 周 的 周 跳 ) 进 行 周 跳 探 测 与 修 复, 以 获 得 较 高 精 度 的 观 测 值 (3) PDA/GIS 的 体 系 结 构 研 究 与 设 计 利 用 Windows CE 开 发 外 业 采 集 系 统 和 内 业 处 理 系 统, 即 PDA-GIS 和 PC-GIS 目 前 主 要 用 于 县 级 土 地 利 用 调 查, 对 象 主 要 是 一 些 现 有 农 用 土 地 图 斑 面 积 的 测 量 及 土 地 使 用 情 况 的 调 查, 如 地 类 权 属 等, 具 有 较 强 的 针 对 性 开 发 的 PDA-GIS 用 于 野 外 土 地 变 更 调 查 各 类 地 物 要 素 点 线 面 的 数 据 采 集 和 相 应 的 属 性 录 入 野 外 采 集 完 成 后, 利 用 PC-GIS 系 统 进 行 数 据 回 放 传 输, 并 已 集 成 了 基 线 解 算 GPS 事 后 RTK 数 据 处 理 基 于 GIS 的 土 地 图 斑 属 性 编 辑 图 斑 面 积 计 算 等 软 件, 且 在 自 主 开 发 的 GIS 平 台 上 能 轻 松 实 现 土 地 详 查 外 业 数 据 ( 及 属 性 ) 的 添 加 编 辑 和 删 除, 并 能 实 现 图 斑 面 积 的 自 动 计 算 PDA/GIS 需 要 考 虑 在 达 到 亚 米 的 定 位 精 度 和 2% 以 内 的 图 斑 面 积 测 定 精 度 的 基 本 条 件 下, 尽 量 要 求 体 积 小 质 量 轻 携 带 方 便 连 续 工 作 时 间 长, 简 单 易 操 作 (4) 基 于 GPS/GIS 的 外 业 调 查 系 统 设 计 与 开 发 在 WindowCE 操 作 系 统 下, 利 用 evc 语 言, 开 发 相 应 的 土 地 变 更 调 查 软 件 实 现 野 外 图 斑 变 更 点 坐 标 采 集 数 据 更 新 编 辑 图 斑 信 息 查 询 GPS 坐 标 差 分 等 功 能 外 业 调 查 系 统 测 量 精 度 在 1m 以 内, 比 传 统 的 人 工 变 更 调 查 精 度 提 高 了 2-4 倍 另 外, 利 用 GIS 技 术 进 行 空 间 分 析 综 合 提 取 和 修 改, 极 大 地 缩 短 了 成 图 周 期, 减 少 了 工 作 量, 降 低 了 野 外 作 业 成 本 同 时,GPS 测 量 数 据 和 遥 感 数 据 都 是 以 数 字 方 式 存 储, 可 以 直 接 输 入 GIS 系 统 成 图, 避 免 了 传 统 方 法 中 多 次 转 绘 清 绘 带 来 的 误 差, 提 高 成 图 精 度 因 此, 基 于 GPS/GIS 技 术 进 行 土 地 变 更 调 查, 不 仅 提 高 了 数 据 获 取 的 精 度, 而 且 大 大 地 提 高 了 工 作 效 率, 是 今 后 县 级 土 地 利 用 调 查 信 息 采 集 和 处 理 的 主 要 手 段 3.2 基 于 遥 感 数 据 的 土 地 利 用 变 化 信 息 快 速 更 新 利 用 现 有 土 地 利 用 与 遥 感 数 据, 建 立 基 于 多 时 相 遥 感 数 据 和 单 时 相 遥 感 数 据 的 土 地 利 用 现 状 数 据 库 更 新 技 术 方 法 和 可 推 广 应 用 的 工 艺 流 程, 重 点 是 实 现 具 有 一 定 自 动 化 程 度 的 土 地 利 用 变 化 信 息 自 动 检 测 与 提 取 以 距 离 最 小 规 则 贝 叶 斯 法 则 多 重 判 据 法 则 决 策 树 判 别 模 型 为 判 别 规 则, 对 土 地 利 用 变 化 信 息 进 行 自 动 判 别 当 具 备 更 新 期 的 遥 感 影 像 和 已 有 的 土 地 利 用 图 件 时, 提 出 基 于 土 地 利 用 图 斑 单 元 的 知 识 库 变 化 信 息 自 动 发 现 方 法, 流 程 图 积 见 图 2 具 体 做 法 是, 将 土 地 利 用 图 件 与 遥 感 影 像 叠 加, 就 容 易 判 别 新 期 影 像 上 以 前 期 图 斑 单 元 为 单 位 未 发 生 变 化 的 完 整 土 地 利 用 区 域 和 具 体 类 别 以 前 期 图 斑 单 元 为 单 位, 在 土 地 利 用 图 斑 单 元 内 训 练 各 类 别 的 样 本, 建 立 以 统 计 信 息 为 主 体 的 各 类 型 土 地 利 用 遥 感 信 息 知 识 库 然 后 以 土 地 利 用 图 斑 单 元 或 以 像 素 为 单 位, 以 其 所 在 土 地 利 用 类 别 信 息 为 参 考, 在 影 像 上 计 算 相 应 统 计 特 征 值, 结 合 层 次 决 策 法, 与 知 识 库 中 固 有 类 别 的 遥 感 数 据 类 别 知 识 相 比 较, 自 动 检 测 出 变 化 与 未 发 生 变 化 的 位 置 和 区 域, 并 通 过 与 知 识 库 中 各 类 别 知 识 的 匹 配 确 定 并 标 识 出 具 体 的 变 化 类 别 另 外 对 于 跨 图 斑 单 元 的 检 测 和 识 别, 采 用 影 像 分 割 技 术 将 其 分 割 为 均 一 的 两 个 图 斑 单 元, 以 分 割 的 图 斑 单 元 为 单 位 进 行 特 征 计 算, 按 照 上 述 相 同 方 法 进 行 变 化 检 测 和 类 别 识 别 图 3 为 利 用 最 小 距 离 规 则 进 行 自 动 检 测 的 结 果 3

已 处 理 的 土 地 利 用 图 件 已 处 理 的 遥 感 影 像 将 土 地 利 用 图 件 与 遥 感 影 像 叠 加 在 每 个 土 地 利 用 图 斑 单 元 内 训 练 各 地 类 样 本 由 各 地 类 样 本 建 立 知 识 库 分 层 处 理 各 地 类 判 别 变 化 与 否 判 别 规 则 逐 个 土 地 利 用 图 斑 在 知 识 库 中 判 别 标 识 变 化 的 土 地 利 用 图 斑 单 元 图 2 基 于 土 地 利 用 图 斑 单 元 的 知 识 库 变 化 信 息 自 动 发 现 流 程 图 3 最 小 距 离 规 则 变 化 检 测 结 果 3.3 基 于 网 络 数 据 库 和 GIS 技 术 的 国 土 资 源 空 间 数 据 管 理 与 信 息 交 换 体 系 研 究 (1) 国 土 资 源 信 息 管 理 的 多 级 服 务 器 组 建 技 术 结 合 国 土 资 源 信 息 种 类 多, 数 据 量 大, 数 据 生 产 更 新 单 位 基 本 上 在 县 ( 市 ) 级, 而 使 用 则 遍 布 国 家 级 省 部 级 地 市 级 和 县 市 级, 以 及 不 同 行 政 级 别 对 国 土 信 息 数 据 的 管 理 和 利 用 一 般 不 会 超 过 其 行 政 辖 区 范 围 等 特 点, 对 国 土 资 源 信 息 数 据 管 理 采 取 分 专 题 建 库, 分 级 管 理 和 应 用, 呈 倒 树 状 的 多 级 服 务 器 体 系 结 构 将 一 级 服 务 器 建 立 在 县 ( 区 ) 级 行 政 管 理 部 门, 二 级 服 务 器 建 立 在 地 级 行 政 管 理 部 门, 三 级 服 务 器 建 立 在 省 级 行 政 管 理 部 门, 四 级 服 务 器 建 立 在 国 家 行 政 主 管 部 门 每 一 级 服 务 器 的 空 间 数 据 库 都 可 作 为 信 息 服 务 数 据 库 的 数 据 来 源, 下 级 服 务 器 自 动 更 新 上 级 服 务 器 数 据, 同 级 服 务 器 之 间 的 地 理 空 间 范 围 互 不 重 叠, 同 一 种 专 题 的 多 级 服 务 器 统 一 按 行 政 边 界 或 标 准 图 幅 划 分 地 理 空 间 范 围 采 用 多 级 服 务 器 组 建 技 术 体 4

系, 围 绕 数 据 中 心 服 务 器, 数 据 管 理 和 应 用 的 局 域 网 为 C/S 结 构, 发 布 信 息 的 Web 服 务 器 是 中 心 服 务 器 的 一 个 客 户 端,Web 服 务 器 和 浏 览 器 均 为 B/S 结 构 (2) 国 土 资 源 信 息 空 间 数 据 存 贮 与 远 程 调 用 技 术 研 究 建 立 网 络 空 间 数 据 库 是 实 现 空 间 数 据 分 布 式 管 理 的 核 心 基 础 为 了 实 现 空 间 数 据 存 取 的 设 备 无 关 性 位 置 无 关 性, 基 于 MAPGIS 平 台, 利 用 空 间 数 据 库 引 擎 等 技 术, 实 现 空 间 数 据 库 管 理 数 据 可 以 存 放 在 网 络 服 务 器 或 Web 服 务 器, 也 可 以 存 放 在 本 地 访 问 数 据 时 可 以 不 必 关 心 数 据 的 存 放 位 置, 用 户 可 以 像 操 作 本 地 数 据 一 样 去 操 作 网 络 数 据 通 过 数 据 管 理 层 向 上 提 供 相 关 接 口, 向 下 则 通 过 数 据 转 换 程 序 对 其 他 GIS 系 统 实 现 数 据 交 换, 通 过 本 地 数 据 管 理 程 序 实 现 存 取 本 地 空 间 数 据 文 件, 通 过 空 间 数 据 库 引 擎 存 取 网 络 数 据, 如 图 4 所 示 另 外, 利 用 首 创 空 间 相 关 最 久 未 用 缓 冲 区 淘 汰 算 法, 有 效 减 少 海 量 空 间 数 据 的 调 度 次 数, 提 高 了 空 间 数 据 的 管 理 效 率 和 处 理 速 度 同 时, 还 采 用 传 输 增 量 信 息 机 制 MAPGIS 空 间 数 据 库 引 擎 的 数 据 压 缩 和 打 包 机 制 等 技 术 实 现 网 络 传 输 量 最 小 化, 确 保 分 布 式 空 间 信 息 在 各 级 服 务 器 间 的 有 效 传 递 和 远 程 快 速 调 用 通 过 国 土 资 源 空 间 数 据 管 理 与 信 息 交 换 体 系 关 键 技 术 研 究, 解 决 了 多 级 数 据 中 心 和 海 量 多 类 型 空 间 数 据 有 效 存 储 和 管 理, 实 现 网 络 环 境 下 空 间 数 据 在 横 向 和 纵 向 上 的 运 行 机 制 以 及 大 型 网 络 GIS 的 数 据 存 贮 与 远 程 调 用 MAPGIS 数 据 管 理 层 数 据 转 换 驱 动 程 序 本 地 数 据 管 理 程 序 客 户 端 驱 动 程 序 ( 空 间 数 据 引 擎 ) 其 它 GIS 本 地 数 据 网 络 数 据 图 4 基 于 MAPGIS 平 台 的 数 据 管 理 层 结 构 逻 辑 图 3.4 基 于 GIS 技 术 的 国 土 资 源 信 息 应 用 系 统 研 究 基 于 GIS 软 件 平 台, 在 土 地 利 用 数 据 库 管 理 系 统 基 础 上, 开 发 信 息 应 用 系 统 (1) 系 统 技 术 框 架 系 统 的 基 础 数 据 源 为 大 比 例 尺 土 地 利 用 现 状 数 据 库 土 地 利 用 规 划 数 据 库 补 充 耕 地 数 据 库 地 质 灾 害 数 据 库 和 矿 产 资 源 储 量 数 据 库 等 基 础 信 息 由 国 土 资 源 交 换 体 系 为 本 级 系 统 的 运 行 提 供 数 据 源 支 持 和 软 硬 件 环 境 支 持, 为 上 下 级 的 数 据 交 换 与 共 享 的 提 供 数 据 交 换 与 共 享 机 制, 最 后 通 过 国 土 资 源 部 信 息 服 务 系 统 实 现 信 息 的 社 会 发 布 (2) 系 统 软 件 开 发 系 统 采 用 免 客 户 端 安 装 的 三 层 体 系 结 构 ( 图 5) 采 用 应 用 服 务 器 技 术, 将 表 现 逻 辑 与 业 务 逻 辑 分 开, 表 现 逻 辑 在 前 端 表 现 层 程 序 中 体 现, 表 现 层 和 业 务 逻 辑 层 用 DELPHI 工 具 开 发, 业 务 逻 辑 通 过 中 间 件 实 现 系 统 开 发 了 受 理 登 记 模 块 审 批 管 理 模 块 收 费 管 理 模 块 查 询 统 计 模 块 图 形 管 理 模 块 系 统 维 护 模 块 信 息 发 布 模 块, 建 立 了 远 程 报 批 级 交 换 体 系 及 建 设 项 目 审 批 网 上 发 布 体 系, 实 现 了 建 设 用 地 项 目 审 批 从 材 料 接 收 到 网 上 审 批 发 布 整 个 流 程 的 信 息 化 系 统 借 助 于 国 土 资 源 数 据 交 换 体 系 提 供 的 数 据 共 享 机 制, 所 采 用 国 产 GIS 软 件 平 台 的 多 数 据 源 海 量 空 间 数 据 管 理 技 术, 并 在 土 地 利 用 变 化 信 息 发 现 系 统 和 基 于 GPS 的 野 外 调 查 系 统 提 供 的 成 果 数 据 基 础 上, 通 过 系 统 图 形 模 块 数 据 交 换 接 口 设 置 连 接 行 各 个 土 地 利 用 数 据 的 5

数 据 源, 将 申 报 项 目 图 形 数 据 入 SDE 图 形 库, 制 作 图 形 应 用 数 据 集, 并 将 数 据 源 连 接 数 据 集 等 所 有 配 置 信 息 存 入 到 建 设 用 地 项 目 属 性 数 据 库 中 提 供 用 地 审 批 内 容 辅 助 审 查, 综 合 实 现 建 设 用 地 审 批 管 理 业 务 主 流 程 对 多 源 多 类 型 和 海 量 国 土 资 源 空 间 数 据 的 远 程 调 用 查 询 综 合 分 析 WIN 客 户 MO MAPGIS 控 件 产 品 WEB 客 户 IE/NetScape 客 户 层 ( 客 户 端 ) TonLINK/Q 中 间 件 业 务 管 理 模 块 工 作 流 控 制 组 件 模 块 数 据 管 理 及 交 换 接 口 模 块 WEB 服 务 MO\MAPGIS 组 件 模 块 结 构 定 义 解 析 模 块 应 用 服 务 层 ( 应 用 服 务 器 ) SQL Server\ Oracle Server 权 限 模 业 务 块 知 识 库 数 据 库 ArcSDE \MAPGIS SDE 相 关 主 题 基 础 数 据 库 数 据 库 数 据 服 务 层 ( 数 据 库 服 务 器 ) 图 5 系 统 体 系 结 构 (3) 电 子 申 报 电 子 申 报 通 过 对 交 换 数 据 集 交 换 数 据 元 数 据 数 据 交 换 标 准 进 行 规 定, 在 目 前 网 络 条 件 不 完 善 的 情 况 下 主 要 采 用 非 实 时 文 件 交 换, 有 条 件 的 省 和 国 家 通 过 国 土 资 源 交 换 体 系 进 行 实 时 交 换 从 而 实 现 审 批 数 据 的 电 子 报 送 与 接 收, 完 成 下 级 国 土 资 源 部 门 向 上 级 申 报 项 目 时 项 目 专 题 数 据 的 交 换 (4) 信 息 发 布 各 级 国 土 资 源 管 理 部 门 都 需 要 向 社 会 公 开 发 布 建 设 用 地 项 目 审 批 结 果 因 此, 在 确 定 信 息 发 布 的 数 据 范 围 后, 采 用 自 动 方 式, 由 数 据 库 端 的 触 发 器 自 动 捕 捉 数 据 生 成 操 作 和 修 改 操 作, 形 成 发 布 打 包 文 件 更 新 发 布 日 志, 进 行 数 据 提 取 内 网 交 换 系 统 用 户 根 据 发 布 日 志 检 查 将 发 布 的 内 容, 经 确 认 无 误 后 将 需 发 布 的 打 包 文 件 移 交 给 外 网 系 统, 外 网 网 站 交 换 系 统 把 提 取 出 来 的 数 据 转 换 成 通 用 的 标 准 化 描 述 语 言 (XML 文 件 ), 通 过 接 口 模 块 读 取 XML 文 件 在 浏 览 器 界 面 表 现 出 来, 实 现 审 批 结 果 信 息 发 布 4 总 结 与 展 望 4.1 总 结 3S 技 术 支 持 下 的 国 土 资 源 空 间 数 据 获 取 加 工 及 处 理 技 术 是 当 前 信 息 技 术 在 国 土 资 源 领 域 中 前 沿 性 的 重 要 研 究 内 容 针 对 国 土 资 源 信 息 数 据 海 量 结 构 复 杂 信 息 来 源 多 全 覆 盖 空 间 分 布 和 动 态 变 化 性 强 的 特 点, 解 决 了 许 多 关 键 技 术, 研 究 了 基 于 网 络 和 空 间 数 据 管 理 技 术 的 国 土 资 源 信 息 交 换 体 系, 完 善 了 国 土 资 源 空 间 数 据 3S 集 成 技 术, 初 步 建 立 了 基 于 6

大 型 3S 的 国 土 资 源 空 间 信 息 获 取 整 合 加 工 处 理 科 学 化 管 理 和 有 效 服 务 的 实 用 技 术 体 系, 研 制 了 国 土 资 源 信 息 应 用 与 服 务 的 关 键 系 统, 取 得 了 显 著 效 果 4.2 展 望 (1) 扩 大 GPS-PDA-GIS 一 体 化 土 地 利 用 变 更 测 量 与 更 新 技 术 应 用 规 模 实 现 全 覆 盖 土 地 利 用 基 础 数 据 更 新 ; 同 时 开 展 关 键 技 术 和 软 件 产 品 的 集 成 与 整 合, 提 高 技 术 产 品 的 易 用 性 和 稳 定 性, 形 成 可 满 足 大 范 围 推 广 应 用 的 技 术 流 程 和 实 用 化 软 件 产 品 (2) 国 土 资 源 信 息 交 换 技 术 多 级 服 务 器 的 应 用 今 后 需 要 在 市 县 中 实 现 三 级 甚 至 四 级 服 务 器 建 设, 进 一 步 检 验 本 技 术 的 适 用 性, 使 之 更 加 完 善 成 熟, 更 好 地 服 务 于 国 土 资 源 信 息 化 建 设 (3) 研 制 基 于 大 型 3S 的 国 土 资 源 信 息 应 用 与 服 务 系 列 标 准 与 规 程, 使 国 土 资 源 信 息 获 取 交 换 与 应 用 技 术 流 程 更 加 规 范 化 标 准 化 (4) 研 究 网 络 环 境 下 分 布 式 多 级 国 土 资 源 空 间 数 据 组 织 管 理 与 交 换 技 术, 构 建 国 土 资 源 行 业 栅 格 研 究 基 于 WEBGIS 的 国 土 资 源 空 间 信 息 服 务 技 术, 扩 展 现 有 信 息 应 用 服 务 系 统 及 技 术 体 系, 增 强 国 土 资 源 信 息 服 务 产 品 加 工 能 力 主 要 参 考 文 献 1. 江 绵 康, 对 数 字 地 球 的 几 点 认 识, 地 理 信 息 世 界,2003,VOL(01) 2. 施 益 强, 陈 崇 成, 陈 玲, 遥 感 技 术 在 环 境 资 源 中 的 应 用 进 展 与 展 望, 国 土 资 源 遥 感,2002,No.4 3. 王 静, 张 继 贤, 何 挺, 李 海 涛, 基 于 3S 技 术 的 耕 地 退 化 监 测 与 评 价 技 术 方 法 探 讨, 测 绘 科 学,2002,Vol.27 Integration and Construction of 3S-based Technical Architecture in Land and Resources Industry Zha Zongxiang,Liu Juhai, Jiang Wenbiao (Information Center, Ministry of Land and Resources, Beijing, 100812) ABSTRACT:This paper is intended on the actual requirement of building land and resources informatization, then established the technical architecture of land and resources data requiring, updating, managing, exchanging and applying based on 3S technology through studying the key technology and technical integration. The researching result indicated that the 3S technical architecture could satisfy the actual need of building land and resources informatization with its accurate space orientation, fast data requirement, power data management and analysis. KEYWORDS: Land and Resources, 3S, Technical Integration, Technical Architecture 7

基 于 3S 技 术 的 土 地 变 更 调 查 应 用 系 统 研 究 尤 淑 撑, 谢 俊 奇, 孙 毅 ( 中 国 土 地 勘 测 规 划 院, 北 京,1000035) 摘 要 : 传 统 土 地 变 更 调 查 以 手 工 调 绘 转 绘 清 绘 为 主, 工 序 多 周 期 长 效 率 低 和 精 度 不 高, 难 以 满 足 土 地 参 与 国 民 经 济 宏 观 调 控 严 格 基 本 农 田 保 护 和 检 查 土 地 利 用 总 体 规 划 执 行 情 况 等 对 高 精 度 时 效 性 强 土 地 利 用 基 础 数 据 的 需 求 土 地 利 用 变 化 面 上 快 速 扫 描 变 化 图 斑 点 上 快 速 定 位 和 采 集, 以 及 土 地 利 用 数 据 库 即 时 更 新 等 现 代 技 术 日 趋 成 熟, 为 综 合 应 用 3S 技 术 开 展 土 地 变 更 调 查 奠 定 了 基 础 该 文 在 对 土 地 变 更 调 查 与 3S 技 术 衔 接 分 析 的 基 础 上, 提 出 了 面 向 土 地 变 更 调 查 的 3S 技 术 系 统 及 其 集 成 模 式, 介 绍 了 依 据 该 文 集 成 方 法 与 模 式 研 制 完 成 的 应 用 原 型 系 统, 并 展 望 了 其 应 用 前 景 关 键 词 : 变 更 调 查 ;3S 集 成 ; 应 用 系 统 Study on Practical Land-use Annual Change Surveying System Based on 3S Technology YOU Shu-cheng,XIE Jun-qi,SUN Yi (China land Surveying and Planning Institute,Beijing,100035,China) Abstract:It is necessary to obtain high accuracy land change data annually for land resource manage department. However, normal land-use annual change surveying method is heavily rely on manual operation which often caused great error and the final product often can t meet the land manage requirements. Owing to the development of remote sensing (RS), GPS and GIS in recently year, it is necessary and practical to introduce 3s into land-use annual change surveying. In this article, we adopt a practical technique system for land-use annual change surveying based on 3S technology. We also introduce an antitype developed based on the concept provided in this paper. It is proved that practical land-use annual change surveying system based on 3S technology has great potential in land management department. Key Words:land-use annual change surveying;3s;antitype 1 引 言 我 国 于 1984 年 至 1996 年 完 成 的 全 国 第 一 次 土 地 利 用 现 状 调 查, 查 清 了 土 地 利 用 的 类 型 面 积 分 布 权 属 和 利 用 状 况, 全 面 获 取 了 全 国 不 同 尺 度 系 列 资 料 和 技 术 成 果 土 地 变 更 调 查 是 在 土 地 详 查 基 础 上, 每 年 进 行 的 指 令 性 调 查 工 作, 调 查 统 一 时 点 为 10 1

月 31 日 变 更 调 查 方 法 除 极 个 别 地 区 采 用 GPS 等 现 代 技 术 补 测 变 化 地 物 外, 大 多 数 地 区 基 本 上 采 用 传 统 的 测 绘 方 法 传 统 测 绘 方 法 外 业 内 业 工 作 量 大, 劳 动 强 度 高, 虽 然 能 基 本 满 足 变 更 调 查 精 度 要 求, 但 精 度 不 高, 工 作 量 大, 有 些 地 方 不 能 及 时 进 行 变 更 调 查, 已 直 接 影 响 土 地 利 用 基 础 数 据 的 准 确 性 和 现 势 性 近 年 来, 遥 感 (RS) 地 理 信 息 系 统 (GIS) 以 及 全 球 定 位 系 统 (GPS) 技 术 ( 合 称 3S 技 术 ) 的 发 展 与 应 用 为 土 地 变 更 调 查 工 作 的 改 革 提 供 了 新 的 思 路 与 方 法 本 文 针 对 当 前 土 地 变 更 存 在 问 题 的 基 础 上, 对 土 地 变 更 调 查 与 3S 技 术 之 间 进 行 衔 接 分 析, 提 出 了 面 向 土 地 变 更 调 查 3S 集 成 系 统 构 建 方 法, 介 绍 了 依 据 文 中 所 提 集 成 模 式 研 制 开 发 的 土 地 变 更 调 查 应 用 原 型 系 统 及 其 应 用 效 果, 最 后 展 望 了 该 系 统 在 新 一 轮 土 地 调 查 中 的 应 用 前 景 2 3S 技 术 与 土 地 变 更 调 查 衔 接 分 析 传 统 土 地 变 更 调 查 大 体 可 分 为 三 个 阶 段 第 一 阶 段 为 前 期 准 备 阶 段, 包 括 变 更 证 据 收 集, 土 地 变 更 调 查 外 业 工 作 底 图 表 格 和 测 量 工 具 的 准 备 ; 第 二 阶 段 为 外 业 调 查 阶 段, 应 用 测 量 技 术 和 调 查 基 础 资 料, 将 境 界 土 地 权 属 界 线 线 状 地 物 和 变 更 图 斑 补 测 到 土 地 变 更 调 查 工 作 底 图 上, 并 加 以 图 斑 属 性 注 记, 同 时 填 写 土 地 利 用 现 状 变 更 调 查 记 录 表 ; 第 三 阶 段 是 成 果 整 理 阶 段, 即 内 业 进 行 图 斑 变 更 面 积 量 算 统 计 汇 总 和 编 绘 成 图 从 目 前 技 术 发 展 看,3S 技 术 可 以 为 土 地 变 更 调 查 提 供 技 术 基 础 首 先 长 线 阵 CCD 成 像 扫 描 仪 可 达 到 1~2m 的 空 间 分 辨 率, 小 卫 星 群 计 划 的 推 行, 可 以 实 现 每 3~5 天 对 地 表 重 复 一 次 采 样, 其 中 IKONOS( 空 间 分 辨 率 1m) Quick Bird( 空 间 分 辨 率 0.61m) 等 卫 星 遥 感 影 像 达 到 了 航 片 精 度, 完 全 满 足 1 1 万 比 例 尺 地 形 测 图 和 土 地 利 用 图 更 新 与 土 地 利 用 基 础 图 件 或 地 形 图 相 比, 遥 感 影 像 提 供 了 丰 富 的 实 地 景 观, 有 利 外 业 补 测 控 制 点 的 选 择 ; 正 射 遥 感 影 像 可 靠 的 地 理 坐 标 基 础, 避 免 了 土 地 变 更 调 查 工 作 底 图 地 理 坐 标 退 化 问 题 ; 遥 感 数 据 与 土 地 利 用 基 础 图 件 融 合 影 像, 为 室 内 判 读 提 取 变 更 图 斑 提 供 了 丰 富 的 光 谱 特 征 和 清 晰 的 纹 理 特 征 以 及 地 类 边 界 等 信 息 [1-5] 其 次,PDA 性 能 的 不 断 提 高 专 用 操 作 系 统 功 能 的 增 强 满 足 精 度 要 求 的 微 型 GPS 接 收 机 的 出 现 适 合 野 外 要 求 的 应 用 软 件 开 发 及 相 应 标 准 的 逐 步 成 熟 [6-10], 解 决 了 土 地 变 更 调 查 数 据 采 集 全 过 程 数 字 化 问 题, 缩 短 了 调 查 周 期, 降 低 了 调 查 成 本, 提 高 了 调 查 质 量 第 三, 地 理 信 息 系 统 能 对 属 性 数 据 和 空 间 数 据 进 行 综 合 管 理, 土 地 利 用 空 间 数 据 及 相 关 属 性 的 查 询 显 示 统 计 和 分 析 更 加 直 观 可 靠 和 高 效, 空 间 分 析 模 型 时 空 数 据 库 和 网 络 技 术 的 发 展, 实 现 了 多 源 多 尺 度 空 间 数 据 的 综 合 管 理 和 时 空 数 据 的 一 体 化 管 理, 以 及 不 同 行 政 区 域 间 大 范 围 数 据 的 无 缝 集 成 [11-14] 因 此, 采 用 GIS 技 术 可 实 现 土 地 利 用 数 据 库 的 即 时 更 新, 解 决 了 传 统 变 更 调 查 因 多 次 外 业 调 绘 内 业 清 绘 转 绘 造 成 的 误 差 累 计, 使 变 更 调 查 精 度 效 率 更 高, 即 时 性 延 续 性 更 好, 有 力 地 保 障 了 可 持 续 变 更 因 此, 在 计 算 机 技 术 通 讯 技 术 航 空 ( 天 ) 遥 感 技 术 和 数 字 图 像 理 论 技 术 支 持 下, 土 地 变 更 调 查 依 赖 外 业 实 地 调 绘 可 部 分 发 展 为 全 数 字 化 室 内 变 更 信 息 计 算 机 处 理 ; 依 靠 光 学 机 械 仪 器 和 纸 质 地 形 图 的 室 内 转 绘 成 图 可 被 依 靠 数 字 地 形 模 型 和 全 数 字 微 分 纠 正 系 统 的 数 字 正 射 影 像 制 作 所 取 代 ; 传 统 外 业 调 绘 和 内 业 转 绘 清 绘 传 统 外 业 补 测 模 式 可 被 GPS-PDA 一 次 成 图 全 数 字 化 作 业 模 式 所 替 代, 传 统 卡 片 式 管 理 和 纸 质 图 件 可 被 时 空 2

数 据 库 所 替 代 3 3S 集 成 系 统 体 系 结 构 面 向 土 地 变 更 调 查 的 3S 集 成 系 统 ( 简 称 3S 集 成 系 统 ) 指 运 用 遥 感 全 球 定 位 系 统 和 地 理 信 息 系 统 领 域 的 理 论 技 术 和 方 法, 开 发 与 传 统 土 地 变 更 调 查 业 务 流 程 相 衔 接 的 实 用 化 软 硬 件 系 统, 建 立 适 合 不 同 区 域 和 不 同 调 查 比 例 尺 的 应 用 模 型, 实 现 变 更 调 查 全 流 程 或 关 键 环 节 作 业 的 数 字 化 自 动 化 智 能 化 和 数 据 传 输 网 络 化 的 一 种 技 术 系 统 及 与 其 相 适 应 的 组 织 模 式 该 系 统 是 一 个 规 模 庞 大 技 术 十 分 复 杂 且 跨 度 很 大 的 系 统, 从 理 论 和 技 术 方 面 来 看, 包 括 技 术 系 统 集 成 模 式 和 组 织 模 式 等 3.1 3S 集 成 技 术 系 统 3S 集 成 技 术 系 统 应 用 遥 感 技 术 对 变 化 图 斑 进 行 快 速 扫 描 定 位, 应 用 GPS-PDA 对 需 核 实 图 斑 现 场 进 行 属 性 和 边 界 采 集, 应 用 GIS 技 术 进 行 土 地 利 用 数 据 库 变 更 面 积 量 算 和 统 计 汇 总 包 括 正 射 遥 感 影 像 图 制 作 变 更 信 息 解 译 外 业 信 息 采 集 图 斑 变 更 与 面 积 量 算 统 计 汇 总 与 数 据 交 换 等 关 键 工 序, 各 工 序 在 业 务 流 的 驱 动 下, 通 过 数 据 流 进 行 连 接, 系 统 框 图 参 见 图 1 错 误! 遥 感 技 正 射 遥 感 影 变 更 信 息 解 确 定 图 斑 土 地 变 更 调 查 集 成 技 术 系 统 3S 术 系 统 GPS 技 术 系 统 GIS 技 术 系 统 像 制 作 技 术 基 站 建 设 技 术 全 数 字 化 作 业 图 斑 变 更 与 面 积 量 算 译 技 术 坐 标 转 换 参 数 PDA 屏 幕 调 绘 GPS 现 场 采 集 统 计 汇 总 技 术 待 核 实 图 斑 差 分 技 术 时 空 数 据 与 历 史 管 理 变 更 图 斑 图 1 3S 集 成 技 术 系 统 框 图 ( 虚 线 表 示 数 据 流 ) 3.1.1 正 射 遥 感 影 像 图 制 作 该 工 序 包 括 正 射 纠 正 影 像 融 合 和 分 幅 等 关 键 技 术 该 阶 段 以 RS 技 术 为 主 体, 根 据 调 查 区 域 调 查 比 例 尺 和 调 查 对 象 确 定 遥 感 数 据 源 及 其 组 合, 在 数 字 高 程 模 型 (DEM) 的 支 持 下, 以 土 地 利 用 数 据 库 数 字 栅 格 土 地 利 用 现 状 图 (LUDRG) 数 字 栅 格 地 形 图 (DRG) 或 GPS 测 量 控 制 点 作 为 纠 正 基 准, 进 行 正 射 纠 正, 经 镶 嵌 多 传 感 器 影 象 融 合 标 准 分 幅 和 图 廓 整 饰, 形 成 最 终 数 字 影 像 产 品, 作 为 变 更 调 查 外 业 工 作 底 图 和 变 更 信 息 扫 描 的 基 准 影 像 该 过 程 精 度 指 标 严 格 按 照 1:1 万 航 空 ( 卫 星 ) 数 字 正 射 影 像 技 术 规 范 进 行 控 制 3.1.2 变 更 信 息 解 译 该 工 序 包 括 基 于 土 地 利 用 数 据 库 与 影 像 基 于 土 地 利 用 现 状 图 与 影 像 以 及 基 于 两 个 时 相 遥 感 影 像 的 信 息 解 译 等 关 键 技 术 该 阶 段 以 RS 技 术 为 主 体, 将 先 期 制 作 的 正 射 遥 3

感 影 像 图 与 土 地 利 用 数 据 库 或 数 字 栅 格 土 地 利 用 现 状 图 进 行 融 合, 在 遥 感 影 象 样 本 库 的 支 持 下, 辅 助 应 用 土 地 利 用 资 料, 采 用 自 动 或 半 自 动 的 方 法 快 速 扫 描 定 位 变 更 信 息, 分 析 提 取 信 息 类 型, 确 定 变 化 信 息 的 类 型 范 围 与 面 积, 对 于 空 间 位 置 满 足 精 度 要 求 属 性 能 确 定 的 图 斑 直 接 导 入 土 地 利 用 数 据 库, 直 接 参 与 变 更, 其 他 类 型 图 斑 进 入 GPS-PDA 外 业 数 据 采 集 系 统 该 过 程 精 度 指 标 严 格 按 照 土 地 变 更 规 程 ( 试 行 ) 土 地 详 查 规 程 中 补 测 透 绘 转 绘 等 地 类 控 制 指 标, 空 间 数 据 分 层 与 属 性 设 置 遵 循 县 ( 市 ) 级 土 地 利 用 数 据 库 标 准 ( 试 行 ), 数 据 格 式 符 合 国 土 资 源 部 制 定 的 VCT 规 范 3.1.3 外 业 信 息 采 集 该 工 序 包 括 基 站 建 设 WGS84 坐 标 系 统 与 土 地 利 用 现 状 图 坐 标 系 统 的 转 换 参 数 计 算 空 间 / 属 性 数 据 采 集 数 字 土 地 变 更 调 查 记 录 表 填 写 和 数 据 传 输 等 关 键 技 术 该 阶 段 以 GPS-PDA 技 术 为 主 体, 根 据 作 业 区 域, 建 立 基 准 站 和 WGS 坐 标 系 与 当 地 土 地 利 用 现 状 图 坐 标 系 的 坐 标 转 换 参 数, 利 用 移 动 站 获 取 边 界 信 息 和 属 性 信 息, 界 线 清 晰 的 图 斑 仅 采 集 地 类 属 性, 界 线 不 清 图 斑 采 集 地 类 边 界 或 部 分 边 界 弧 段 或 特 征 点 该 过 程 精 度 指 标 严 格 按 照 土 地 变 更 规 程 ( 试 行 ) 土 地 详 查 规 程 中 补 测 透 绘 转 绘 等 地 类 控 制 指 标 以 及 GPS 测 量 控 制 指 标, 空 间 数 据 分 层 与 属 性 设 置 遵 循 县 ( 市 ) 级 土 地 利 用 数 据 库 标 准 ( 试 行 ), 数 据 格 式 符 合 国 土 资 源 部 制 定 的 VCT 规 范 3.1.4 图 斑 变 更 与 面 积 量 算 该 工 序 包 括 空 间 数 据 匹 配 图 斑 变 更 面 积 平 差 与 控 制 时 空 数 据 管 理 等 关 键 技 术 该 阶 段 以 GIS 技 术 为 主 体, 以 RS 解 译 和 GPS 采 集 的 土 地 利 用 变 化 数 据 层 为 依 据, 与 数 据 库 中 土 地 利 用 图 斑 线 状 地 物 及 零 星 地 物 进 行 空 间 叠 置, 按 图 斑 线 状 地 物 零 星 地 类 分 别 生 成 变 更 图 斑 层, 在 GIS 系 统 平 台 支 持 下 更 新 土 地 利 用 数 据 库, 并 对 历 史 数 据 进 行 管 理 与 维 护 ; 利 用 GIS 系 统 提 供 的 面 积 控 制 核 查 量 算 功 能, 输 出 各 类 图 表 该 过 程 精 度 指 标 要 严 格 按 照 土 地 变 更 规 程 ( 试 行 ) 土 地 详 查 规 程 中 补 测 透 绘 转 绘 等 地 类 控 制 指 标 和 图 幅 理 论 面 积 控 制 相 关 规 定 3.1.5 统 计 汇 总 该 工 序 主 要 包 括 与 全 国 土 地 变 更 统 计 汇 总 系 统 的 接 口 技 术 与 数 字 土 地 变 更 调 查 记 录 表 的 填 写 与 维 护 技 术 该 阶 段 以 GIS 技 术 为 主 体 统 计 汇 总 包 括 建 设 用 地 变 更 汇 总 表 新 增 建 设 用 地 汇 总 表 可 调 整 地 类 汇 总 表 土 地 开 发 复 垦 整 理 结 构 调 整 生 态 退 耕 等 汇 总 表 和 各 类 台 帐 数 据 库 的 建 立 统 计 汇 总 对 于 已 建 库 区 和 未 建 库 区 方 法 不 尽 相 同, 对 于 建 库 区 可 以 直 接 利 用 土 地 利 用 现 状 变 更 管 理 信 息 系 统 软 件 生 成 各 种 汇 总 表, 对 于 未 建 库 区 需 要 按 照 外 业 生 成 的 土 地 利 用 现 状 变 更 表 按 照 一 定 的 规 则 查 询 生 成 需 要 的 汇 总 表 3.1.6 数 据 交 换 该 工 序 主 要 包 括 矢 量 数 据 转 换 栅 格 数 据 转 换 和 属 性 数 据 转 换 接 口 技 术 数 据 交 换 是 实 现 3S 系 统 各 环 节 紧 密 集 成 的 关 键, 一 方 面 要 求 保 证 系 统 内 部 间 的 流 动, 另 一 方 面 实 现 与 其 他 信 息 平 台 实 现 数 据 共 享 数 据 交 换 格 式 应 遵 循 开 放 性 权 威 性 和 简 单 性 3.2 3S 集 成 模 式 3S 技 术 在 土 地 变 更 调 查 各 个 环 节 侧 重 有 所 不 同, 根 据 系 统 之 间 的 连 接 方 式 不 同, 可 以 分 为 松 散 耦 合 模 式 和 紧 密 耦 合 模 式 两 种 类 型 3.2.1 松 散 耦 合 模 式 松 散 耦 合 模 式 通 过 数 据 文 件 进 行 数 据 交 换 第 一 阶 段 主 要 是 建 立 遥 感 正 射 影 像 数 据 库 变 化 信 息 层 和 外 业 调 查 工 作 底 图, 最 终 结 果 通 过 数 据 文 件 导 入 PAD; 第 二 阶 段 GPS-PAD 作 业 系 统, 主 要 是 GPS 采 集 数 据 流 导 入 到 PDA 中, 并 实 现 变 更 信 息 的 4

初 级 管 理, 没 有 涉 及 到 对 RS 变 更 信 息 反 馈 辅 助 RS 错 误 信 息 的 自 动 修 正, 不 具 备 空 间 数 据 分 析 管 理 和 导 引 变 更 图 斑 优 化 作 业 路 径 能 力 ; 第 三 阶 段 是 将 PDA 数 据 导 入 到 GIS 中, 经 编 辑 生 成 满 足 更 新 需 要 数 据 格 式, 建 立 空 间 属 性 数 据 库 3.2.2 紧 密 耦 合 模 式 紧 密 耦 合 模 式 通 过 标 准 数 据 格 式 实 现 系 统 间 互 操 作 与 松 散 耦 合 模 式 比 较, 该 模 式 实 现 了 系 统 间 的 双 向 反 馈 机 制, 建 立 了 GPS 采 集 数 据 流 导 入 到 标 准 地 理 数 据 库 格 式, 具 备 GIS 的 路 径 分 析 和 变 更 图 斑 优 化 作 业 路 径 搜 索 能 力,GIS 系 统 以 时 空 数 据 库 标 准 格 式 为 重 点, 具 备 数 据 库 即 时 更 新 和 历 史 管 理 能 力, 并 为 遥 感 变 更 提 供 先 期 土 地 利 用 知 识 包 括 土 地 利 用 变 化 格 局 知 识 变 化 转 移 方 向 等 先 验 知 识 3.3 组 织 工 作 模 式 土 地 利 用 变 更 是 服 务 县 级 以 上 土 地 管 理 部 门, 依 赖 乡 镇 具 体 作 业 实 施, 县 乡 两 级 土 地 管 理 部 门 虽 然 熟 悉 本 地 土 地 利 用 变 更 情 况, 具 有 实 地 调 查 能 力, 但 缺 乏 3S 相 关 技 术 力 量, 而 国 家 或 省 市 级 技 术 单 位 可 提 供 技 术 支 撑 和 培 训 等 工 作 因 此, 在 当 前 技 术 条 件, 有 必 要 整 合 土 地 管 理 部 门 和 技 术 单 位 的 技 术 力 量, 以 充 分 发 挥 各 自 优 势 乡 镇 国 土 资 源 管 理 部 门 主 要 负 责 外 业 核 实 采 集 变 更 图 斑 县 级 土 地 管 理 部 门 主 要 负 责 和 组 织 该 县 土 地 变 更 调 查 任 务 和 对 各 乡 镇 的 总 体 协 调 和 最 后 变 更 成 果 的 核 查 汇 总 工 作, 包 括 收 集 整 理 该 区 域 地 方 详 查 数 据 库 历 年 变 更 调 查 图 件 和 数 据 资 料 ( 历 年 变 更 调 查 记 录 手 簿 变 更 一 览 表 等 ), 调 查 分 析 当 地 土 地 利 用 变 化 特 点, 如 变 化 的 主 要 类 型 是 城 镇 扩 展 还 是 农 业 结 构 调 整, 以 及 生 态 退 耕 大 型 建 设 项 目 占 地 情 况 等 ; 搜 集 行 政 边 界 调 整 GPS 控 制 点 等 资 料 技 术 单 位 主 要 是 对 土 地 变 更 全 流 程 提 供 支 持 可 承 担 的 工 作 包 括 工 作 区 正 射 遥 感 影 像 数 据 库 建 立 ; 解 译 标 志 ( 主 要 地 类 特 征 地 物 典 型 变 化 图 斑 ) 建 立 与 变 更 信 息 解 译 ; 确 定 GPS 基 准 站 设 置 和 作 业 范 围 ; 外 业 采 集 数 据 处 理 与 土 地 利 用 数 据 库 建 立 更 新 与 维 护 ; 各 环 节 的 精 度 检 核 和 成 果 质 量 控 制 等 4 土 地 变 更 调 查 3S 集 成 应 用 系 统 原 型 土 地 变 更 调 查 3S 集 成 应 用 系 统 原 型 是 在 国 土 资 源 部 十 五 科 技 专 项 计 划 土 地 变 更 调 查 现 代 技 术 集 成 应 用 示 范 项 目 资 助 下 完 成, 系 统 研 发 以 图 形 图 像 学 人 工 智 能 软 件 工 程 等 理 论 方 法 为 基 础, 跟 踪 3S 技 术 空 间 数 据 引 擎 技 术 (SDE) 数 据 压 缩 技 术 及 元 数 据 等 技 术 发 展 前 沿 系 统 由 基 于 GPS 土 地 变 更 调 查 信 息 采 集 与 处 理 系 统 基 于 RS 的 土 地 变 更 调 查 数 据 获 取 及 处 理 软 件 系 统 和 基 于 GIS 土 地 变 更 调 查 信 息 处 理 与 管 理 系 统 三 个 子 系 统 组 成, 子 系 统 间 通 过 数 据 流 实 现 协 同 工 作, 即 系 统 采 取 松 散 型 耦 合 (1) 基 于 RS 的 土 地 变 更 调 查 数 据 获 取 及 处 理 系 统 具 备 正 射 影 像 图 制 作 土 地 利 用 信 息 全 要 素 解 译 功 能 其 工 作 流 程 框 图 见 图 2 5

图 2 基 于 RS 的 土 地 变 更 调 查 数 据 获 取 及 处 理 系 统 工 作 流 程 框 图 (2) 基 于 GPS-PDA 土 地 变 更 信 息 采 集 与 处 理 技 术 系 统 提 供 土 地 变 更 信 息 采 集 和 处 理 功 能 其 工 作 流 程 框 图 见 图 3 图 3 基 于 GPS 的 土 地 变 更 调 查 信 息 采 集 与 处 理 系 统 工 作 流 程 框 图 (3) 基 于 GIS 土 地 变 更 信 息 分 析 与 管 理 系 统 具 备 土 地 利 用 信 息 交 换 管 理 更 新 和 分 析 功 能 其 工 作 流 程 框 图 见 图 4 6

图 4 基 于 GIS 土 地 变 更 信 息 分 析 与 管 理 系 统 工 作 流 程 框 图 (4) 系 统 集 成 系 统 内 部 矢 量 数 据 流 通 过 VCT1.0 标 准 格 式 连 接, 栅 格 数 据 通 过 Geotiff 连 接, 结 构 化 属 性 数 据 通 过 DBF 连 接,GPS 测 量 数 据 通 过 RINDEX 格 式 连 接 为 了 提 高 系 统 与 其 他 国 土 资 源 管 理 信 息 系 统 的 兼 容, 系 统 还 提 供 了 与 Shp e00 等 常 用 地 理 信 息 系 统 文 件 格 式 的 双 向 交 换 该 系 统 在 北 京 市 应 用 示 范 结 果 表 明, 系 统 各 项 指 标 优 于 现 行 土 地 变 更 调 查 技 术 规 定 及 相 关 标 准 ( 如 表 1 所 示 ) 表 1 两 种 作 业 模 式 比 较 手 段 投 入 技 术 人 员 ( 个 ) 有 效 工 作 时 间 ( 天 ) 成 图 精 度 (mm) 传 统 方 法 10 15 0.8-1.0 3S 技 术 6 <5 0.2-0.5 5 3S 集 成 系 统 在 新 一 轮 土 地 调 查 中 的 应 用 (1) 土 地 利 用 现 状 调 查 现 代 遥 感 平 台 提 供 的 米 级 甚 至 亚 米 级 的 影 像 数 据, 完 全 满 足 1 1 万 1 5000 和 1 2000 土 地 利 用 现 状 调 查 精 度 要 求, 室 内 判 读 可 确 定 80-90% 图 斑 的 地 类 属 性 和 边 界 范 围 ; GPS 测 量 具 有 全 天 侯 作 业 测 点 间 无 需 通 视 操 作 简 便 和 精 度 高 等 特 点,GPS 与 PDA 的 组 合 可 快 速 采 集 室 内 无 法 确 定 图 斑 的 属 性 信 息 或 空 间 信 息, 同 时 在 正 射 遥 感 影 像 图 的 支 持 下, 可 快 速 定 位 采 集 各 类 界 线 ;GPS 测 量 数 据 和 遥 感 数 据 均 以 数 字 方 式 存 储, 可 以 直 接 输 入 GIS 系 统 成 图, 避 免 了 传 统 方 法 中 多 次 调 绘 转 绘 清 绘 带 来 的 误 差 累 计 ; 与 传 统 成 图 方 式 相 比,GIS 可 以 方 便 快 捷 进 行 空 间 分 析 综 合 提 取 和 修 改, 成 图 周 期 短 成 本 低 (2) 土 地 权 属 调 查 IKONOS QuickBird 等 米 级 和 亚 米 级 空 间 分 辨 率 数 据, 可 以 精 确 区 分 街 区 宗 地 道 路 及 20 米 宽 度 以 上 绿 化 带 和 单 个 建 筑 物,SPOT-5 2.5 米 空 间 分 辨 率 数 据 可 清 晰 地 分 辩 街 区 主 要 道 路 等, 为 土 地 权 属 调 查 提 供 了 具 有 精 密 数 学 基 础 7

的 调 查 底 图 ; 权 属 拐 点 或 特 征 点 与 影 像 明 显 特 征 地 物 点 对 应 时, 直 接 应 用 PDA 采 集, 无 明 显 特 征 地 物 点 时, 开 阔 区 域 采 用 GPS 测 定, 遮 挡 严 重 区 域,GPS 用 于 加 密 控 制 点, 采 用 全 站 仪 等 数 字 化 测 量 工 具 测 定 (3) 日 常 变 更 运 用 遥 感 可 以 主 动 发 现 土 地 利 用 变 化 信 息, 提 取 变 化 地 块 界 线, 而 传 统 方 法 只 能 被 动 地 获 取 变 更 证 据, 存 在 少 报 和 漏 报 的 情 况, 影 响 了 变 更 的 客 观 性 和 现 势 性 应 用 3S 技 术 可 以 做 到 及 时 发 现 变 化 及 时 上 报 及 时 处 理, 减 少 多 次 到 现 场 勘 查 的 工 作 量 6 结 语 (1) 土 地 变 更 调 查 3S 集 成 技 术 系 统 符 合 数 字 化 信 息 化 发 展 潮 流, 加 快 了 变 更 调 查 各 个 环 节 的 数 据 流 动, 作 业 速 度 快, 在 一 定 时 间 范 围 内 可 相 对 集 中 高 效 地 完 成 变 更 任 务, 保 证 土 地 变 更 信 息 的 现 势 性, 使 数 据 图 件 和 实 地 的 准 同 步 性 (2) 土 地 调 查 全 过 程 计 算 机 化 数 字 化 和 信 息 化, 不 仅 大 大 压 缩 了 野 外 观 察 数 据 记 录 和 室 内 整 理 时 间, 省 去 了 将 调 查 的 最 终 结 果 数 字 化 输 入 计 算 机 的 繁 琐 艰 苦 劳 动, 而 且 还 提 高 了 调 查 工 作 的 精 度 和 数 据 采 集 的 客 观 性 (3) 土 地 变 更 调 查 3S 集 成 技 术 将 改 变 当 前 基 层 主 要 采 用 拉 皮 尺 等 方 法, 造 成 采 集 效 率 低 数 据 质 量 差 等 现 状, 使 传 统 手 工 作 业 方 式 产 生 质 的 飞 跃, 使 数 据 采 集 精 度 更 高 即 时 性 更 好, 有 力 地 保 障 国 土 资 源 宏 观 调 控 措 施 的 落 实, 为 可 持 续 变 更 提 供 技 术 支 持 参 考 文 献 (References): [1] 童 庆 禧. 卫 星 遥 感 与 政 府 决 策 [M]. 北 京 : 宇 航 出 版 社,1997.120-123. [2] 陈 宜 元, 吴 美 蓉. 中 巴 资 源 卫 星 数 据 应 用 评 价 文 集 [C]. 北 京 : 科 学 出 版 社,2000.60-65. [3] 陈 述 彭, 童 庆 禧, 郭 华 东. 遥 感 信 息 机 理 研 究 [M]. 北 京 : 科 学 出 版 社,1998.100-113. [4] 朱 述 龙, 张 占 暌. 遥 感 图 像 获 取 与 分 析 [M]. 北 京 : 科 学 出 版 社,2000.135-141. [5] Spot Image Co.Spot-4 enter commercial service[j]. SPOT Magazine,1998,12(1):10-12. [6] R.B.Oswald. Mission to planet earth task force report[j]. Technial Notes,1992,12(8):110-112. [7] Goetz A F H,Rowan L C. Geological remote sensing[j]. Science,1981,211:781-791. [8] Curran P J. Imaging spectrometry[j]. Progress in physical Geography,1994,18(2):247-266. [9] 浦 瑞 良, 宫 鹏. 高 光 谱 遥 感 及 其 应 用 [M]. 北 京 : 高 等 教 育 出 版 社,2000.112-119. [10] 张 永 生. 遥 感 影 像 信 息 系 统 [M]. 北 京 : 科 学 出 版 社,2000.65-66. [11] 刘 建 贵 郑 兰 芳 童 庆 喜. 遥 感 影 像 信 噪 比 的 估 算 [J]. 应 用 基 础 与 工 程 科 学 学 报,1999,12(7):32-40. [12] 陈 秋 林, 薛 永 祺.OMIS 成 像 光 谱 数 据 信 噪 比 的 估 算 [J]. 遥 感 学 报,2000,12(4):18-25. [13] Coutis B A. Remote Sensing of Cold Deserts: Spectral Reflectance Properties of Weathered Rock Surfaces[C]. Proceedings of the Seventh Thematic Conference on Remote Sensing for Exploration Geology, ERIM, Calgary, Albera, Canada, 1989.478-500. [14] 赵 宪 文 等. 基 于 信 息 技 术 的 森 林 资 源 调 查 新 体 系 [J]. 北 京 林 业 大 学 学 报,2002,24(5/6):147-155. 8

基 于 农 业 生 态 区 的 中 国 耕 地 粮 食 生 产 潜 力 评 价 1 1 2 蔡 玉 梅 谢 俊 奇 郑 振 源 3 林 培 ( 1 中 国 土 地 勘 测 规 划 院 北 京 100029 ; 2 国 原 国 家 土 地 管 理 局 100034; 3 中 国 农 业 大 学 土 地 资 源 与 管 理 系, 北 京 100094 ;) 摘 要 : 研 究 目 的 : 发 展 适 合 于 中 国 的 农 业 生 态 区 (AEZ) 方 法, 并 应 用 于 全 国 耕 地 粮 食 生 产 潜 力 评 价 的 实 践 研 究 方 法 : 农 业 生 态 区 方 法 研 究 结 果 : 在 2000 年 投 入 水 平 下 的 全 国 耕 地 粮 食 生 产 潜 力 为 食 用 粮 58984.28 万 吨, 油 料 3017.76 万 吨, 糖 料 9744.46 万 吨 研 究 结 论 : AEZ 是 宏 观 尺 度 土 地 生 产 潜 力 评 价 的 有 效 方 法 受 基 础 数 据 精 度 评 价 参 数 适 用 性 等 影 响, 评 价 的 结 果 仍 然 有 待 于 进 一 步 的 验 证 关 键 词 : 农 业 生 态 区 ; 土 地 评 价 ; 生 产 潜 力 Assessment of the Cultivated Land Productivity Potential in China Based on Agro-Ecological Zones XIE Jun-qi 1 CAI Yu-mei 1 ZHENG Zhen-yuan 2 LIN Pei 3 ZHOU Jian-chun 1 LI Shuang-cai 4 ZHENG Wei-yuan 1 JIA Ke-jing 1 (1China land surveying and planning institute, Beijing, 100029;2 Ministry of land and resource of China, Beijing, 1000293, 3 China Agricultural University,Beijing, 100094; 4 Peking University, Beijing, 100082 ) Abstract: The purpose of this study is to develop the methodology of AEZ suitable for China. And apply it to assessment of the cultivated land productivity potential in China. The methodology of AEZ (Agro-Ecological Zones) is explored. The results indicated that under the land use type in 2000, the food productivity potential of cultivated land are as follows: cereal 5.9 hundred million ton, oil 30.17 million ton and 1.0 hundred million ton. AEZ is a effective method for land productivity potential in macro level, and when applied to region, but affected by the accuracy of basic data and parameter for assessment, there I s a need for further validation of results. Key words: AEZ; land evaluation;land Productivity Potential 粮 食 安 全 问 题 由 来 以 久, 但 20 世 纪 70 年 代 在 世 界 范 围 = 内 发 生 粮 食 危 机 以 后 才 真 正 使 [10] 这 个 问 题 成 为 人 们 关 注 和 研 究 的 焦 点 2000 年 的 国 际 地 圈 生 物 圈 计 划 (IGBP) 中 的 三 个 合 作 项 目 分 别 是 水 食 物 和 碳 循 环 并 成 立 全 球 环 境 变 化 与 食 物 系 统 科 学 计 划 我 国 正 处 在 以 工 业 化 和 城 镇 化 为 特 点 的 快 速 经 济 发 展 阶 段, 实 现 粮 食 安 全 和 保 障 经 济 发 展 同 样 重 要 中 国 21 世 纪 初 可 持 续 发 展 纲 要 指 出, 加 强 耕 地 保 护 和 基 本 农 田 建 设, 防 止 耕 地 质 量 退 化, 确 保 国 家 粮 食 安 全 耕 地 是 粮 食 安 全 的 重 要 基 础, 耕 地 的 生 产 生 产 潜 力 的 评 价 可 以 为 国 家 的 粮 食 安 全 战 略 提 供 基 础 我 国 土 地 粮 食 生 产 潜 力 的 研 究 早 在 80 年 代 初 就 开 始 了, 中 科 院 原 综 考 会 (1986-1990) 和 中 科 院 原 地 理 研 究 所 (1990-1995,1996-2000) [9] 原 国 家 土 地 管 理 局 和 中 国 土 地 勘 测 规 划 院 (1989-1996) [6.7] 等 都 做 过 这 方 面 的 研 究, 并 取 得 有 益 的 经 验 和 丰 富 的 成 果 尤 其 是 原 1

国 家 土 地 局 和 中 国 土 地 勘 测 规 划 院 与 FAO 合 作 开 展 的 中 国 土 地 的 人 口 承 载 潜 力 项 目, 将 农 业 生 态 区 (Agro-Ecological Zone, AEZ) 的 方 法 应 用 于 中 国 的 实 际, 发 展 其 中 的 水 分 平 衡 模 型, 并 将 适 宜 评 价 地 区 延 伸 到 温 带 和 寒 带, 对 AEZ 的 发 展 作 出 了 有 价 值 的 贡 献 在 土 地 生 产 潜 力 的 研 究 中,FAO 的 农 业 生 态 研 究 是 一 项 世 界 性 的 工 作 [4.5] 农 业 生 态 区 法 是 土 地 生 产 潜 力 计 算 的 一 个 重 要 方 法, 至 此 之 后, 土 地 生 产 潜 力 研 究 的 理 论 及 方 法 无 重 大 突 破 [10] 在 上 述 工 作 的 基 础 上, 本 研 究 以 1 公 里 栅 格 为 评 价 单 元 重 建 国 家 尺 度 的 耕 地 生 产 潜 力 评 价 数 据 库, 采 用 新 的 农 业 生 态 区 评 价 方 法 (AEZ), 评 价 2000 年 投 入 水 平 下 的 全 国 耕 地 粮 食 生 产 潜 力 1 数 据 来 源 和 处 理 农 业 生 态 区 (AEZ) 方 法 的 基 本 原 理 来 源 于 FAO 在 1976 年 出 版 的 土 地 评 价 大 纲 其 实 际 是 以 土 地 资 源 目 录 为 基 础, 针 对 一 定 土 地 利 用 方 式, 评 价 一 定 农 业 生 态 条 件 下 的 土 地 生 产 潜 力 的 一 套 应 用 模 型 所 需 的 主 要 数 据 包 括 气 候 土 壤 地 形 和 土 地 利 用 等 土 地 资 源 数 据, 以 及 作 物 的 需 求 数 据 土 地 资 源 数 据 均 转 换 成 标 准 的 1 公 里 的 栅 格 格 式 1.1 气 候 资 源 气 候 数 据 来 源 于 国 家 气 象 局 气 候 中 心 原 始 数 据 为 1970-2000 年 的 607 个 国 家 级 站 点 7 个 指 标 ( 平 均 温 度 最 高 温 最 低 温 降 雨 量 风 速 相 对 湿 度 日 照 百 分 比 ) 的 月 平 均 数 据 根 据 需 要 将 逐 月 数 据 插 值 成 逐 日 的 数 据 (1) 热 量 条 件 1 计 算 每 个 格 网 每 隔 5 度 的 天 数, 作 为 作 物 热 量 适 宜 性 评 价 的 基 础 ; 2 计 算 每 个 格 网 不 同 界 线 温 度 (0 5 10 15 20) 的 温 度 生 长 期 和 积 温 ; 3 热 量 带 的 划 分 : 根 据 >10 0 C 天 数,>10 0 C 积 温 和 一 月 份 平 均 温 度 三 个 指 标 划 分 热 带 (2) 水 分 条 件 亚 热 带 温 带 亚 寒 带 和 寒 带 五 个 热 量 带, 作 为 作 物 温 度 适 宜 性 评 价 的 基 础 水 分 条 件 可 以 通 过 水 热 生 长 期 来 表 示 所 谓 水 热 生 长 期 是 指 水 分 和 热 量 均 能 满 足 作 物 生 长 需 求 的 天 数 通 过 水 分 平 衡 模 型 来 计 算 主 要 在 以 下 三 方 面 有 所 改 进 : 为 温 带 和 寒 温 带 地 区 温 度 和 湿 度 的 相 互 作 用 ; 将 月 气 候 数 据 内 插 到 日, 逐 日 计 算 水 分 平 衡 状 况 ; 计 算 以 1 公 里 的 格 网 为 单 元 1.2 土 壤 资 源 土 壤 数 据 来 源 于 农 业 部 和 中 科 院 南 京 土 壤 所 合 编 的 1:1M 电 子 颁 的 土 壤 类 型 图 分 类 系 统 包 括 12 个 土 纲 61 个 土 壤 类 235 个 亚 类 和 909 个 土 属 为 便 于 与 国 家 接 轨 并 借 鉴 相 关 规 则, 我 们 建 立 了 中 国 的 909 个 土 属 和 FAO 90 土 壤 分 类 的 单 元 之 间 的 关 系, 并 编 制 相 应 的 土 壤 单 元 的 属 性 ( 分 0-30 厘 米 和 30 厘 米 以 下 两 个 层 次 ), 对 应 于 每 一 个 土 壤 单 元 的 16 个 属 性 指 标 为 : 有 效 土 层 厚 度 内 排 水 外 排 水 有 机 碳 阳 离 子 交 换 量 阳 离 子 交 换 量 粘 粒 度 盐 基 饱 和 度 盐 基 代 换 量 石 膏 石 灰 盐 分 碱 性 电 导 率 酸 碱 度 质 地 土 相 ; 1.3 地 形 地 形 数 据 来 源 于 1:1M 的 DEM 数 据, 提 取 出 1 公 里 栅 格 的 高 程 和 坡 度 信 息 ( 分 以 下 7 级 坡 度 :0-2%;2-5%;5-8%;8-16%;16-30%;30-45%;>45%) 1.4 耕 地 土 地 利 用 图 采 用 1:50 万 的 1996 年 全 国 土 地 利 用 现 状 图, 将 2000 年 的 耕 地 数 据 分 配 到 1 公 里 的 栅 格 单 元 上 ( 分 为 旱 地 ( 望 天 田 + 旱 地 ) 水 浇 地 和 水 田 三 个 类 别, 菜 地 在 后 面 单 独 考 虑 ), 作 为 现 状 耕 地 的 粮 食 生 产 潜 力 评 价 的 重 要 依 据 2

2 研 究 方 法 基 于 AEZ 的 中 国 耕 地 生 产 潜 力 的 评 价 主 要 分 为 如 下 图 的 5 个 步 骤 组 成 :(1) 确 定 土 地 利 用 方 式 ;(2) 土 地 资 源 清 查 ;(3) 作 物 组 分 生 物 量 和 最 大 可 能 性 产 量 计 算 ;(4) 作 物 组 分 的 气 候 适 宜 性 评 价 ;(5) 作 物 组 分 的 土 壤 适 宜 性 评 价 ;(6) 耕 地 生 产 潜 力 评 价 分 述 如 下 : 2.1 耕 地 的 利 用 方 式 土 地 利 用 方 式 的 描 述 是 AEZ 评 价 方 法 的 基 础 FAO 将 土 地 利 用 方 式 定 义 为 在 给 定 的 自 然 社 会 经 济 背 景 下, 按 一 套 经 营 管 理 的 技 术 经 济 指 标 加 以 详 细 规 定 和 描 述 的 土 地 利 用 类 型 (FAO,1976) 本 项 目 选 择 当 前 的 投 入 水 平 即 耕 地 生 产 潜 力 的 各 种 评 价 是 以 当 前 的 投 入 为 基 本 前 提 的 (1) 作 物 的 选 择 依 据 2000 年 的 农 作 物 的 播 种 面 积, 在 一 个 种 植 区 内 选 择 播 种 面 积 大 于 5% 的 作 物, 作 为 评 价 对 象, 同 时 也 兼 顾 虽 然 面 积 不 大, 但 是 较 重 要 的 作 物 ( 见 下 表 ) 选 择 作 为 食 物 主 要 来 源 的 谷 类 作 物, 包 括 水 稻 ( 梗 稻 早 稻 中 稻 晚 稻 ) 小 麦 ( 春 小 麦 冬 小 麦 ) 大 麦 ( 大 麦 青 稞 ) 玉 米 ( 春 玉 米 夏 玉 米 和 秋 玉 米 ) 高 粱 和 谷 子 ( 春 谷 子 夏 谷 子 ); 块 根 类 包 括 甘 薯 ( 春 甘 薯 夏 甘 薯 秋 甘 薯 ) 马 铃 薯 ; 豆 科 类 作 物 主 要 选 择 大 豆 ( 春 大 豆 夏 大 豆 ); 油 料 类 包 括 油 菜 ( 春 油 菜 冬 油 菜 ) 花 生 ( 春 花 生 夏 花 生 ) 芝 麻 ( 春 芝 麻 夏 芝 麻 ) 向 日 葵 和 胡 麻 耔 ; 糖 料 类 包 括 甜 菜 和 甘 蔗 蔬 菜 单 独 考 虑 气 象 站 点 数 据 1 土 地 利 用 方 式 描 述 作 物 目 录 (29 种 ) 内 插 数 据 温 度 生 长 期 积 温 水 热 生 长 期 土 壤 DEM 土 地 利 用 行 政 区 划 2 生 物 量 和 最 大 可 能 产 量 3 热 量 水 分 和 气 候 限 制 性 产 量 4 土 壤 地 形 限 制 性 产 量 作 物 组 分 适 宜 性 评 价 复 种 效 应 5 耕 地 生 产 潜 力 优 化 配 置 作 物 组 合 适 宜 性 评 价 图 1 中 国 耕 地 资 源 生 产 潜 力 评 价 步 骤 3

(2) 投 入 水 平 投 入 水 平 对 作 物 的 影 响 较 大 投 入 水 平 的 设 定 对 潜 力 的 评 价 非 常 重 要 从 种 植 方 式 看, 旱 地 占 56.33%, 雨 养 耕 地 占 42.53%, 菜 地 占 1.15% 每 农 业 劳 动 力 的 人 均 耕 地 为 4.79 亩, 农 机 总 动 力 为 52316.79 万 千 瓦, 化 肥 施 用 量 为 319.5 公 斤 / 公 顷 (3) 耕 地 种 植 制 度 选 择 不 同 种 植 制 度 并 确 定 作 物 组 分 的 种 类 和 组 合, 作 为 评 价 的 基 础 不 同 区 域 的 种 植 制 度 有 所 不 同 依 据 如 下 原 则 划 分 种 种 制 度 区 :1 农 作 制 度, 即 耕 地 利 用 系 统 的 特 点 及 其 相 结 合 的 组 织 经 营 形 式 的 相 对 一 致 性 作 为 划 分 种 植 制 度 分 区 的 主 线 ;2 水 旱 地 比 例 和 种 植 制 度, 包 括 作 物 种 类 熟 制 作 物 组 合 的 相 对 一 致 性 作 为 划 分 亚 区 的 主 线 ; 3 以 县 为 基 本 分 区 单 位, 不 打 破 县 界 分 为 12 个 一 级 区 和 48 个 二 级 区 2.2 作 物 组 分 的 最 大 生 产 潜 力 本 研 究 采 用 的 由 卡 萨 姆 为 FAO 农 业 生 态 区 项 目 制 定 的 方 法 这 一 方 法 是 基 于 生 态 - 生 理 原 则 的 具 体 方 法 是 以 标 准 作 物 的 生 物 量 (biomass, 干 物 质 总 量 ) 为 基 础, 然 后 依 次 进 行 温 度 订 正 叶 面 积 订 正 净 干 物 质 订 正 和 收 获 指 数 订 正 这 图 2 中 国 耕 地 种 植 制 度 分 区 些 订 正 过 程 都 与 具 体 的 作 物 种 类 有 关, 并 且 分 生 育 期 进 行 其 基 本 的 假 设 条 件 是 : 作 物 的 其 它 生 产 条 件 ( 水 虫 病 虫 害 等 ) 没 有 任 何 限 制, 确 定 受 气 候 ( 辐 射 和 气 温 ) 支 配 的 某 种 已 经 适 宜 的 品 种 的 最 高 产 量 (Ymp) 2.3 作 物 组 分 的 气 候 适 宜 性 评 价 作 物 组 分 的 气 候 适 宜 性 评 价 就 是 把 作 物 的 气 候 要 求 与 气 候 资 源 清 查 的 气 候 特 性 相 匹 配 的 过 程 在 此 评 价 过 程 中, 将 影 响 作 物 生 长 的 气 候 要 素 分 为 热 量 条 件 水 分 条 件 和 水 热 条 件 未 能 充 分 考 虑 的 其 它 限 制 性 条 件 三 个 层 次, 逐 级 进 行 适 宜 性 评 价, 然 后 将 成 果 归 纳 成 气 候 适 宜 性 评 价 (1) 热 量 适 宜 性 评 价 温 度 和 白 天 的 长 度 在 物 候 学 上 影 响 作 物 的 发 育 结 果 虑 及 作 物 的 光 合 作 用 和 物 候 发 展 对 热 量 和 白 天 长 度 的 需 求, 在 评 价 中 主 要 考 虑 作 物 的 (1) 日 照 长 度 需 求 : 比 如 短 日 照 作 物 限 制 在 低 纬 度 的 热 带 生 长 而 长 日 照 的 作 物 在 高 温 度 的 温 带 和 寒 带 的 生 长 也 受 到 限 制 ;(2) 热 量 需 求 : 编 制 了 所 选 择 的 29 个 作 物 组 分 的 热 量 需 求 目 录,1 足 够 满 足 光 合 作 用 和 作 物 生 长 的 需 求, 并 考 虑 到 每 种 作 物 物 候 发 展 的 需 求 ;3 考 虑 不 同 气 候 带 的 需 求, 用 作 物 的 生 育 期 落 在 不 同 的 温 度 剖 面 区 间 来 表 示 (3) 生 长 期 间 的 热 量 需 求 : 将 作 物 的 积 温 需 求 与 格 网 的 可 提 供 的 积 温 对 比, 根 据 适 宜 性 的 等 级 选 择 降 级 的 百 分 比 (2) 水 分 适 宜 性 评 价 水 分 适 宜 性 评 价 是 针 对 旱 地 作 物 而 言 的 水 分 限 制 性 的 产 量 Ya 由 下 式 获 得 : 1-Ya/Yp = ky*(1-eta/etm) (1) 计 算 公 式 22 的 时 候 有 两 种 不 同 的 方 式, 一 种 是 通 过 全 生 育 期 来 计 算, 令 一 种 是 计 算 不 同 生 育 阶 段 计 算 然 后 加 和 两 种 情 况 下 的 严 重 者 决 定 作 物 可 达 产 量 Ya 值 各 自 减 产 的 系 数 f 0 和 f 1 分 别 由 下 面 来 定 义 : f 0 = 1-ky*(TEta/TEtm) (2) 4

f 1 = II (1-ky*(1-TEta/TEtm)) (3 或 者 4 个 生 长 期 ) (3) 这 两 个 系 数 表 达 了 作 物 产 量 对 于 水 分 的 敏 感 性 产 量 反 应 系 数 来 源 于 推 算 数 据 把 公 式 (2) 和 (3) 应 用 于 潜 在 产 量 1, 可 以 获 得 最 终 的 作 物 可 达 产 量 :Ya = min (f 0,f 1 )*Yp (3) 气 候 限 制 性 评 价 气 候 限 制 性 评 价 是 指 上 面 评 价 因 素 中 没 有 考 虑 的 由 于 气 候 原 因 造 成 的 病 虫 害 等 因 素 对 作 物 生 长 发 育 合 产 量 的 影 响 作 法 是 通 过 定 性 和 半 定 量 的 分 析, 按 不 同 作 物 的 不 同 生 长 期 长 度 进 行 评 价 考 虑 以 下 四 个 因 素 :1 生 长 期 内 由 于 降 水 的 际 变 化 造 成 的 严 重 旱 灾 而 导 致 的 限 制 性 ;2 害 虫 疾 病 除 草 剂 等 导 致 的 产 量 或 质 量 减 少 的 因 素 ;3 主 要 通 过 影 响 作 物 产 量 品 质 和 品 质 形 成 影 响 产 品 的 数 量 和 质 量 ;4 影 响 农 场 运 作 和 生 产 成 本 有 效 性 的 气 候 要 素 气 候 限 制 性 造 成 的 产 量 减 少 由 四 个 要 素 的 乘 积 获 得 2.4 作 物 组 分 的 土 壤 适 宜 性 评 价 (1) 土 壤 单 元 的 适 宜 性 评 价 根 据 对 应 于 FAO 90 分 类 体 系 的 土 壤 单 元 建 立 907 个 土 壤 单 元 对 应 于 29 个 作 物 组 分 的 适 宜 性 评 价 规 则 进 行 评 价 右 表 为 规 则 的 一 部 分 数 值 为 与 一 定 产 量 下 降 百 分 比 相 对 应 的 适 宜 性 等 级 度 评 价 (2) 土 壤 坡 考 虑 到 降 水 数 量 和 分 布 对 作 物 坡 度 适 宜 性 的 影 响, 通 过 建 立 不 同 的 降 水 变 率 (Fm) 指 数, 分 旱 地 和 灌 溉 地 的 作 物 适 宜 性 评 价 规 则 进 行 评 价 Fm = 12 Pi 2 /P ann ( 每 月 的 降 雨 量 / 全 年 的 降 雨 量 ) 当 降 雨 量 在 全 年 均 匀 分 布 时,Fm 等 于 全 年 的 降 雨 量 ; 而 当 降 雨 量 集 中 于 一 个 月 的 时 候,Fm 为 全 年 降 雨 量 的 4 倍 我 们 把 Fm 划 分 为 6 个 等 级, 制 定 不 同 规 则 2.5 耕 地 资 源 的 优 化 配 置 在 作 物 组 分 适 宜 性 评 价 结 果 的 基 础 上, 按 现 状 条 件 确 定 每 一 种 植 制 度 区 的 复 种 指 数 和 粮 经 济 比, 采 用 线 性 规 划 方 法, 以 种 植 制 度 区 为 单 元, 建 立 每 一 个 种 植 制 度 区 的 作 物 优 化 配 置 条 件 : (1) 目 标 函 数 : 总 产 量 最 高 (2) 决 策 变 量 : 作 物 组 分 或 作 物 组 合 的 比 例 表 1 作 物 组 分 的 土 壤 适 宜 性 评 价 规 则 春 冬 春 冬 春 夏 秋 春 夏 在 计 算 作 物 组 合 的 产 量 时 考 虑 我 国 种 植 业 多 熟 种 植 的 特 点 作 物 组 分 适 宜 性 评 价 评 价 了 单 个 作 物 的 适 宜 性, 但 是 并 未 考 虑 作 物 之 间 在 时 间 上 相 互 联 系 和 相 互 影 响, 因 此, 计 算 耕 地 作 物 的 需 求 主 要 参 考 农 业 部 的 优 势 作 物 区 划 的 结 论 春 夏 秋 早 中 晚 小 小 大 大 青 玉 玉 玉 高 谷 谷 甘 甘 甘 稻 稻 稻 麦 麦 麦 麦 稞 米 米 米 粱 子 子 薯 薯 薯 砖 红 壤 2 2 2 2 3 3 3 3 2 2 2 2 3 3 3 3 3 4 麻 砂 质 2 2 2 2 3 3 3 3 2 3 2 2 2 2 3 3 3 4 暗 泥 质 2 2 2 2 3 3 3 3 2 2 2 2 2 2 3 3 3 4 硅 泥 质 2 2 2 2 3 3 3 3 2 2 2 2 2 2 3 3 3 4 泥 质 1 2 2 3 3 3 3 3 2 2 1 2 2 2 3 3 3 4 灰 泥 质 2 2 2 3 3 3 3 3 2 2 2 2 2 2 3 3 3 4 紫 泥 沙 质 2 2 2 2 2 2 2 2 1 1 1 1 2 2 2 2 2 3 红 土 质 2 2 2 3 3 3 3 3 2 2 2 2 2 2 3 3 3 3 的 生 产 潜 力 必 须 考 虑 这 一 因 素, 考 虑 作 物 组 合 间 的 相 互 作 用 和 相 互 影 响 通 过 作 物 组 合 复 种 效 应 的 调 整 系 数 来 考 虑 包 括 轮 作 间 作 和 复 种 三 种 (3) 约 束 条 件 : 主 要 考 虑 轮 作 和 需 求 约 束 以 上 优 化 配 置 的 结 果 是 获 得 每 一 格 网 的 单 产, 于 2000 年 的 耕 地 面 积 乘, 便 获 得 耕 地 的 马 铃 薯 5

食 物 生 产 潜 力 在 计 算 耕 地 面 积 的 时 候 需 要 根 据 种 植 制 度 排 除 非 食 物 产 品 作 物 的 用 地 面 积 再 通 过 干 物 质 产 量 转 化 为 产 品 产 量 的 系 数 进 行 折 算 3 结 论 汇 总 上 述 优 化 配 置 的 成 果, 可 获 得 全 国 耕 地 的 生 产 潜 力 为 食 用 粮 58984.28 万 吨, 油 料 3017.76 万 吨, 糖 料 9744.46 万 吨 ( 见 表 2 ) 值 得 指 出 的 是, 下 表 是 优 化 配 置 的 一 种 方 案 的 结 果 改 变 不 同 的 投 入 水 平 和 配 置 条 件, 相 应 的 潜 力 会 有 加 大 的 差 别 4 讨 论 (1)AEZ 价 的 有 效 方 法 是 宏 观 尺 度 的 土 地 生 产 潜 力 评 作 为 一 种 土 地 生 产 潜 力 评 价 的 机 理 研 究 方 法, 农 业 生 态 区 (AEZ) 方 法 的 基 本 原 理 来 源 于 FAO 在 1976 年 出 版 的 土 地 评 价 大 纲 其 实 际 是 以 土 地 资 源 目 录 为 基 础, 针 对 一 定 土 地 利 用 方 式, 评 价 一 定 农 业 生 态 条 件 下 的 土 地 生 产 潜 力 的 一 套 应 用 模 型 其 特 点 之 一 是 将 微 观 试 验 的 模 型 成 功 的 应 用 于 宏 观 的 分 析, 因 此 可 以 为 宏 观 的 土 地 管 理 问 题 提 供 科 学 的 依 据 ; 特 点 之 二 是 将 气 候, 土 壤 和 地 形 管 理 等 影 响 土 地 生 产 潜 力 的 要 素 有 效 的 综 合 起 来 评 价 土 地 的 生 产 潜 力, 因 此 是 宏 观 尺 度 土 地 生 产 潜 力 评 价 的 有 效 方 法 (2) 本 项 研 究 中 的 基 础 数 据 精 度 和 一 些 参 数 都 有 待 于 进 一 步 的 改 进 基 础 数 据 的 精 度 数 据 处 理 的 方 法 都 与 评 价 精 度 有 关 比 如 气 候 数 据, 实 际 上, 水 热 生 长 期 长 度 和 类 型 是 作 物 适 宜 性 评 价 的 重 要 指 标 根 据 IIASA 的 研 究 结 果 表 明, 由 于 不 同 年 份 的 气 候 状 况 具 有 一 定 的 变 异 性, 多 年 平 均 的 气 候 数 据 往 往 掩 盖 了 真 实 的 水 热 生 长 期 状 况, 而 影 响 评 价 的 精 度 本 次 气 候 用 1970-2000 年 的 30 年 平 均 数 据, 没 有 用 时 间 序 列 数 据, 对 评 价 结 果 有 一 定 的 影 响 ; 此 外, 作 为 全 国 耕 地 生 产 潜 力 的 评 价 工 作, 所 选 择 的 作 物 既 要 突 出 重 点, 又 要 重 视 作 物 品 种 的 覆 盖 面 一 些 非 主 导 作 物 如 芝 麻 胡 麻 耔 等 的 在 作 物 系 数 产 量 反 应 系 数 干 物 质 生 产 率 等 参 数 就 比 表 2 中 国 耕 地 生 产 潜 力 评 价 结 果 ( 万 吨 ) 食 用 粮 油 料 北 京 市 104.96 9. 29 天 津 市 84.74 3.64 较 难 获 取 FAO 积 累 了 诸 多 的 作 物 生 态 需 求 数 据 库, 但 对 于 中 国 的 情 况 很 少 有 适 应 性 如 糖 河 北 省 3355.00 73.22 15.17 山 西 省 1259.94 34.29 31.05 内 蒙 古 自 治 区 1233.30 98.66 140.30 辽 宁 省 1067.51 0.35 26.87 吉 林 省 1562.04 38.69 42.33 黑 龙 江 省 3531.57 86.39 353.49 上 海 市 195.04 22.72 7.65 江 苏 省 3670.72 272.40 33.40 浙 江 省 1565.44 80.04 126.65 安 徽 省 3406.57 283.51 44.18 福 建 省 1101.73 22.70 106.61 江 西 省 1775.49 152.97 150.44 山 东 省 5375.35 184.49 0.13 河 南 省 4763.90 197.63 37.83 湖 北 省 3003.95 335.13 137.65 湖 南 省 3534.25 257.79 147.93 广 东 省 2097.68 75.14 1493.57 广 西 省 1926.35 119.58 3702.58 海 南 省 625.69 0.19 1062.22 重 庆 市 1511.02 103.17 12.36 四 川 4659.67 160.96 230.52 贵 州 1933.18 190.45 110.99 云 南 1950.02 92.24 1887.33 西 藏 自 治 区 79.18 0.32 0.00 陕 西 省 1249.65 42.75 2.06 甘 肃 省 925.02 29.16 49.14 青 海 省 201.96 6.30 0.22 宁 夏 自 治 区 237.43 5.83 0.33 新 疆 维 吾 尔 自 治 区 880.86 36.18 297.85 合 计 58984.3 3017.76 9744.46 6

果 缺 乏 试 验 站 点 的 数 据, 我 们 就 尝 试 有 效 推 算 的 方 法, 在 一 定 程 度 上 影 响 了 评 价 的 精 度 (3) 耕 地 退 化 以 及 灌 溉 对 耕 地 生 产 潜 力 的 影 响 在 本 项 研 究 中 未 作 考 虑 自 然 条 件 的 演 化 以 及 过 牧 过 垦 等 不 宜 的 土 地 利 用 方 式 导 致 了 耕 地 的 不 断 退 化, 并 对 食 物 的 生 产 能 力 产 生 重 要 影 响, 是 评 价 食 物 生 产 潜 力 中 不 可 忽 略 的 因 素 此 外, 目 前 我 国 每 年 的 灌 溉 水 量 为 4000 亿 立 方 米 左 右, 缺 水 达 300 万 立 方 米, 尤 其 广 大 的 西 部 地 区 尤 为 如 此 [16] 对 耕 地 的 生 产 潜 力 具 有 重 要 影 响 考 虑 到 上 述 的 方 面, 本 研 究 的 结 果 尚 有 待 于 进 一 步 的 验 证 和 深 入 的 工 作 参 考 文 献 [1] 唐 华 俊, 叶 立 明 主 编, 土 地 生 产 潜 力 方 法 论 比 较 研 究, 中 国 农 业 科 技 出 版 社,1997 [2] P.M.Driessen N.T.Konijn 著, 宇 振 荣 等 译 校, 土 地 利 用 系 统 分 析, 中 国 农 业 科 技 出 版 社, 1997 [3] 宇 振 荣, 邱 建 军, 王 建 武 著, 土 地 利 用 系 统 分 析 方 法 及 实 践, 中 国 农 业 科 技 出 版 社, 北 京,1998 [4] Gunther Fisher, Harrjj van Velthuizen, Global Agro-ecological Assessment for Agriculture in the 21st Century : Methodology and Results, IIASA, FAO. RR-02-02, March 2002 [5] Gunther Fisher, Harrjj van Velthuizen, Freddy O. Nachtergaele, Global Agro-ecological Assessment : Methodology and Results, IIASA, FAO. Interim Report, IR-00-064, November, 2000 [6] 谢 俊 奇, 中 国 土 地 资 源 的 食 物 生 产 潜 力 和 人 口 承 载 潜 力 研 究, 浙 江 学 刊,1997,(2):41~ 44 [7] 郑 振 源, 中 国 土 地 的 人 口 承 载 潜 力 研 究, 中 国 土 地 科 学,1996,10(4):33~38 [8] 陈 芬, 基 于 AEZ/GIS 的 福 建 土 地 适 宜 性 评 价, 福 建 地 理,2002,17(3):11~18 [9] 陈 百 明 中 国 土 地 资 源 生 产 能 力 及 人 口 承 载 量 研 究 方 法 论 概 述 [J] 自 然 资 源 学 报, 1991,6(3):197~205 [10] 李 相 玺 等, 土 地 生 产 潜 力 研 究 综 述, 水 土 保 持 学 报,2001,15(5),34~36 [11] 王 书 华 等, 略 论 土 地 综 合 承 载 力 评 价 指 标 体 系 的 设 计 思 路,2001,16( 4),57~61 [12] 孙 玲, 张 妙 玲, 利 用 AEZ 和 ARC/INFO 软 件 系 统 进 行 农 用 的 土 地 适 宜 性 评 价, 计 算 机 农 业 应 用,1996,1,18~22 [13] 欧 阳 进 良, 宇 振 荣, 基 于 GIS 的 县 域 不 同 作 物 土 地 综 合 生 产 力 评 价, 农 业 现 代 化 研 究, 2002 23(2),97~101 [14] 党 安 荣 等, 基 于 GIS 的 中 国 土 地 生 产 潜 力 研 究, 生 态 学 报,2000,20(6),910~916 [15] 高 志 强, 刘 纪 远, 基 于 遥 感 和 GIS 的 中 国 土 地 潜 力 资 源 的 研 究,2000,4(2),136~ 141 [16] 李 忠 佩 等, 土 地 退 化 对 全 球 粮 食 安 全 的 威 胁 及 防 治 对 策,2001 21(4),65~69 7

国 土 资 源 信 息 化 研 讨 会 土 地 分 会 场 专 题 发 言 材 料 文 章 最 后 修 改 时 间 : 2005 年 2 月 发 言 人 : 李 钢 联 系 电 话 : 李 钢 0516-5803810 13605205938 传 真 : 0516-5803809 王 效 强 : 0516-5803835 0516-5661612 徐 州 市 城 乡 一 体 化 地 籍 信 息 系 统 建 设 徐 州 市 国 土 资 源 局 李 钢 王 效 强 从 二 十 世 纪 八 十 年 代 初 和 九 十 年 代 初 开 始, 我 国 分 别 开 展 了 规 模 宏 大 的 土 地 利 用 现 状 初 始 调 查 和 城 镇 地 籍 初 始 调 查 及 年 度 变 更 调 查 和 日 常 变 更 调 查 工 作, 投 入 了 巨 大 的 人 力 物 力, 形 成 了 海 量 调 查 成 果, 为 土 地 管 理 工 作 的 发 展 打 下 了 坚 实 的 基 础, 也 为 领 导 和 有 关 部 门 在 涉 及 土 地 方 面 的 各 项 经 济 活 动 中 的 宏 观 决 策 提 供 了 重 要 依 据 然 而, 随 着 国 土 资 源 管 理 工 作 的 逐 步 深 入, 城 乡 分 离 管 理 的 格 局 已 不 再 适 应 国 土 管 理 工 作 的 需 要, 城 乡 统 一 化 管 理 势 在 必 行, 特 别 是 国 土 资 源 部 新 的 全 国 土 地 分 类 体 系 的 确 立, 更 加 速 了 城 乡 一 体 化 地 籍 管 理 的 进 程 因 此, 如 何 充 分 利 用 好 多 年 来 国 土 资 源 部 门 形 成 的 城 乡 地 籍 调 查 成 果, 加 快 城 乡 一 体 化 地 籍 管 理 体 系 的 建 设, 已 是 值 得 认 真 研 讨 的 课 题, 笔 者 就 此 略 抒 浅 见 一 城 乡 地 籍 调 查 成 果 概 况 1

( 一 ) 土 地 利 用 现 状 调 查 成 果 概 况 八 十 年 代 初 期, 根 据 苏 政 发 1981 158 号 文 件 精 神, 江 苏 省 各 地 先 后 开 展 了 土 地 利 用 现 状 调 查 工 作,90 年 代 初 期 相 继 结 束 以 后, 为 保 持 调 查 成 果 的 现 势 性, 及 时 掌 握 土 地 家 底, 每 年 开 展 一 次 土 地 现 状 年 度 变 更 调 查,90 年 代 后 期, 由 于 初 始 详 查 成 果 资 料 经 多 年 变 更 与 使 用, 已 变 得 十 分 陈 旧, 各 地 又 陆 续 开 展 了 土 地 利 用 现 状 更 新 调 查 通 过 近 20 年 的 艰 苦 努 力, 取 得 了 大 量 的 土 地 利 用 现 状 调 查 数 据, 形 成 了 一 整 套 成 果 资 料, 主 要 有 外 业 调 查 原 始 记 录 权 属 界 线 协 议 书 面 积 量 算 成 果 报 表 图 件 等 早 期 成 果 大 部 分 为 纸 质 图 表 资 料, 后 期 特 别 是 更 新 调 查 成 果 大 部 分 为 数 字 资 料 技 术 依 据 为 土 地 利 用 现 状 调 查 技 术 规 程 江 苏 省 土 地 利 用 现 状 调 查 补 充 规 定 和 江 苏 省 土 地 详 查 补 充 细 则 等 ( 二 ) 城 镇 地 籍 调 查 成 果 概 况 90 年 代 初 期, 全 省 先 后 开 展 了 大 规 模 的 城 镇 初 始 地 籍 调 查 工 作, 到 90 年 代 中 期 基 本 结 束, 之 后, 各 地 根 据 地 籍 管 理 的 需 要, 持 续 进 行 了 日 常 变 更 地 籍 调 查 工 作, 近 几 年, 由 于 城 市 发 展 迅 速, 许 多 地 方 又 开 展 了 城 镇 地 籍 更 新 调 查, 形 成 了 海 量 的 调 查 成 果 资 料, 收 集 了 大 量 的 权 属 权 源 资 料, 形 成 了 权 属 调 查 控 制 测 量 细 部 测 量 报 表 成 图 等 成 果 早 期 也 以 纸 质 成 果 为 主,90 年 代 中 期, 形 成 部 分 数 字 图 形 数 据,90 年 代 末 期 和 二 十 一 世 纪 初 主 要 为 信 息 管 理 系 统 数 据 技 术 依 据 为 89 年 和 93 年 城 镇 地 籍 调 2

查 规 程 城 镇 地 籍 变 更 调 查 实 施 细 则 土 地 登 记 规 则 江 苏 省 城 镇 地 籍 调 查 细 则 等 ( 三 ) 成 果 资 料 分 析 土 地 利 用 现 状 调 查 和 城 镇 地 籍 调 查 成 果 是 开 展 地 籍 管 理 的 工 作 依 据, 也 是 整 个 国 土 管 理 的 基 础, 在 国 土 管 理 工 作 中 发 挥 了 巨 大 的 作 用, 但 随 着 土 地 管 理 工 作 的 深 化, 其 成 果 也 逐 步 暴 露 出 不 少 弊 端 : 1 农 村 土 地 利 用 现 状 调 查 侧 重 于 调 查 土 地 地 类, 对 村 级 以 上 权 属 界 线 也 做 了 调 查, 但 未 形 成 集 体 所 有 权 登 记 发 证 所 需 要 的 调 查 资 料, 对 其 它 权 属 类 型 ( 如 国 有 土 地 使 用 权, 集 体 土 地 建 设 用 地 使 用 权 ) 界 线 也 未 调 查 确 认, 影 响 了 农 村 土 地 登 记 发 证 工 作 的 进 展 2 城 镇 地 籍 调 查 着 重 于 建 设 用 地 宗 地 权 属 界 线 及 用 途 调 查, 对 集 体 土 地 所 有 权 界 线 宗 地 外 土 地 地 类 调 查 不 细, 形 成 有 缝 地 籍, 给 城 镇 土 地 统 计 汇 总 分 析 以 及 集 体 土 地 所 有 权 登 记 发 证 工 作 造 成 极 大 不 便 3 农 村 土 地 利 用 现 状 调 查 采 用 的 是 8 大 类 46( 或 47) 小 类 分 类 体 系, 城 镇 地 籍 调 查 采 用 的 是 10 大 类 24 小 类 分 类 体 系, 使 城 乡 土 地 管 理 形 成 不 同 分 类 的 数 据, 无 法 实 现 数 据 合 并, 更 无 法 进 行 整 体 统 计 分 析 汇 总 4 土 地 利 用 现 状 调 查 基 础 图 采 用 1 : 10000 比 例 尺, 利 用 正 射 影 像 图 调 绘, 采 用 县 ( 区 ) 乡 图 幅 村 编 号 体 系, 以 图 幅 3

为 基 本 数 据 管 理 单 元 ; 城 镇 调 查 基 础 图 采 用 1 : 500 1 :1000 比 例 尺, 使 用 测 量 仪 器 勘 丈 测 量 成 图, 采 用 县 ( 区 ) 街 道 ( 乡 ) 街 坊 编 号 体 系, 以 街 坊 为 基 本 数 据 管 理 单 元 二 者 比 例 尺 差 别 较 大, 成 图 精 度 差 异 较 大, 编 号 体 系 存 在 明 显 差 异, 数 据 管 理 区 也 显 著 不 同, 给 土 地 管 理 造 成 极 大 不 便, 在 城 乡 结 合 部 表 现 尤 为 明 显 5 随 着 地 籍 管 理 的 发 展, 各 地 陆 续 建 立 了 农 村 土 地 详 查 和 城 镇 地 籍 调 查 管 理 信 息 系 统, 使 用 的 系 统 平 台 数 据 格 式 千 差 万 别, 给 本 单 位 乃 至 全 省 地 籍 管 理 的 发 展 留 下 了 隐 患 二 实 现 城 乡 一 体 化 地 籍 管 理 的 主 要 技 术 要 求 : ( 一 ) 土 地 分 类 体 系 统 一 必 须 对 原 土 地 利 用 现 状 调 查 和 城 镇 地 籍 调 查 分 类 体 系 进 行 综 合 合 并, 国 土 资 发 [2001]255 号 文 的 颁 发, 基 本 实 现 了 城 乡 土 地 分 类 体 系 的 统 一, 并 充 分 顾 及 了 原 城 乡 分 类 体 系 的 转 换 ( 二 ) 地 籍 编 号 体 系 统 一 原 农 村 土 地 利 用 现 状 调 查 采 用 县 ( 区 ) 乡 图 幅 村 图 斑 编 号 体 系, 以 图 幅 为 数 据 管 理 基 本 单 元, 在 数 字 地 籍 实 现 之 前, 是 进 行 现 状 调 查 的 最 有 效 途 径, 但 由 于 图 幅 线 为 理 论 界 线, 不 仅 实 地 无 法 确 定, 而 且 人 为 造 成 了 许 多 宗 地 和 图 斑 的 分 割, 实 际 使 用 很 不 方 便, 在 当 今 数 字 地 籍 充 分 发 展 情 况 下, 现 状 调 查 采 用 的 地 籍 编 号 体 系 与 城 镇 地 籍 编 号 体 系 相 比 缺 乏 科 学 性, 因 此 可 以 统 一 使 用 城 镇 地 籍 管 理 的 县 ( 区 ) 街 道 ( 乡 ) 街 坊 编 号 体 系 4

( 三 ) 数 据 标 准 统 一 随 着 地 籍 管 理 的 深 化, 各 地 的 地 籍 调 查 数 据 正 在 逐 步 向 数 字 化 方 向 转 化, 由 于 均 以 国 家 及 省 技 术 规 程 规 定 为 依 据, 特 别 是 国 家 城 乡 地 籍 数 据 库 标 准 的 推 行, 为 城 镇 地 籍 与 土 地 利 用 现 状 调 查 自 身 数 据 格 式 的 统 一 创 造 了 条 件 但 由 于 执 行 的 是 城 乡 分 离 的 技 术 标 准, 仍 然 造 成 城 乡 数 据 分 离, 要 实 现 城 乡 一 体 化, 还 需 要 按 照 新 的 全 国 土 地 分 类 ( 试 行 ) 的 要 求, 将 两 套 数 据 库 标 准 综 合 合 并 形 成 新 的 一 体 化 地 籍 数 据 库 标 准 方 可 解 决 数 据 标 准 的 统 一 问 题 ( 四 ) 城 乡 数 据 协 调 统 一 由 于 原 城 乡 土 地 调 查 图 形 比 例 尺 差 异 较 大, 采 集 数 据 的 方 式 不 同, 造 成 精 度 差 别 较 大 同 时 由 于 调 查 侧 重 点 不 同, 使 得 数 据 采 集 对 象 的 差 别 也 较 大, 土 地 详 查 重 在 采 集 地 类 界, 地 形 要 素 采 集 较 少 ; 城 镇 调 查 重 在 采 集 权 属 界 与 地 物 地 形 要 素 地 类 界 采 集 较 少 在 城 乡 一 体 化 管 理 要 求 下, 必 须 保 持 城 乡 数 据 的 协 调 统 一, 可 先 将 城 乡 数 据 归 到 一 起, 满 足 城 乡 一 体 化 的 要 求, 同 时 又 要 保 持 各 自 数 据 的 相 对 独 立 性, 暂 以 主 要 自 然 界 ( 如 河 流 道 路 等 ) 为 界 来 区 分 城 乡 数 据, 待 今 后 条 件 成 熟 再 逐 步 统 一 三 实 现 城 乡 一 体 化 地 籍 管 理 的 重 要 意 义 由 于 原 城 乡 地 籍 调 查 分 类 体 系 的 不 同, 调 查 侧 重 点 的 不 一, 基 础 图 件 比 例 的 差 异, 编 号 体 系 的 不 同, 数 据 管 理 基 本 单 元 的 差 别, 使 城 乡 地 籍 调 查 成 果 资 料 的 利 用 价 值 大 大 降 低, 给 地 籍 管 理 造 成 了 诸 多 不 便, 因 此, 实 现 城 乡 一 体 化 地 籍 管 理, 具 有 十 分 重 5

要 的 意 义 ( 一 ) 能 给 地 籍 管 理 带 来 极 大 的 方 便, 使 城 乡 地 籍 统 一 管 理 力 度 得 到 进 一 步 加 强 ( 二 ) 利 用 调 查 成 果 可 更 好 的 进 行 统 计 分 析, 较 准 确 的 掌 握 本 辖 区 土 地 家 底, 为 领 导 宏 观 决 策 提 供 更 可 靠 的 依 据 ( 三 ) 使 地 籍 数 据 能 更 好 地 为 耕 地 保 护 土 地 利 用 土 地 规 划 违 法 用 地 检 查 等 国 土 管 理 业 务 提 供 服 务 ( 四 ) 可 为 国 土 资 源 信 息 化 办 公 自 动 化 提 供 较 好 的 基 础 数 据 平 台, 加 速 国 土 资 源 信 息 化 进 程 四 实 施 调 查 成 果 向 城 乡 一 体 化 数 据 转 换 措 施 ( 一 ) 对 城 镇 调 查 成 果 以 宗 地 为 单 元 按 新 的 地 类 划 分 要 求 对 原 地 类 进 行 转 换, 农 村 详 查 成 果 以 图 斑 为 单 元 按 新 地 类 标 准 全 部 进 行 地 类 转 换, 实 现 新 旧 地 类 的 对 接 由 于 新 旧 地 类 不 存 在 一 一 对 应 关 系, 不 能 简 单 采 用 批 处 理 方 法 进 行 地 类 转 换 ( 二 ) 按 城 镇 地 籍 编 号 的 方 法 在 本 辖 区 范 围 内 全 面 划 分 街 坊, 对 以 图 幅 村 为 单 元 的 土 地 详 查 数 据 按 新 划 分 的 街 坊 范 围 进 行 数 据 分 割 合 并, 全 部 转 换 为 以 街 坊 为 数 据 管 理 单 元, 使 用 县 ( 区 ) 街 道 街 坊 编 号 体 系 ( 三 ) 对 原 城 镇 地 籍 调 查 成 果 进 行 图 斑 圈 定, 特 别 是 对 宗 地 外 地 块 按 新 的 地 类 要 求 补 充 地 类, 按 地 类 界 确 定 图 斑, 建 立 无 缝 地 籍 ( 四 ) 利 用 原 城 乡 调 查 成 果, 以 新 的 分 类 体 系 为 前 提, 在 6

国 家 城 乡 调 查 基 本 数 据 库 标 准 的 基 础 上, 建 立 新 的 一 体 化 数 据 库, 该 数 据 库 必 须 能 够 包 含 原 城 乡 调 查 成 果 的 内 容, 对 相 同 部 分 进 行 合 并, 不 同 部 分 进 行 叠 加, 新 的 内 容 进 行 扩 充, 精 度 低 的 向 精 度 高 的 靠 拢, 逐 步 修 改 完 善, 实 现 同 一 数 据 库 下 多 样 数 据 的 统 一 管 理 ( 五 ) 加 速 开 发 一 体 化 地 籍 管 理 信 息 系 统 在 国 内 较 先 进 的 原 城 镇 和 土 地 利 用 管 理 的 基 础 上 尽 快 开 发 城 乡 一 体 化 地 籍 管 理 信 息 系 统, 千 方 百 计 快 速 将 原 调 查 成 果 输 入 或 转 换 至 一 体 化 系 统, 以 现 代 化 的 手 段 进 行 城 乡 一 体 化 地 籍 管 理, 否 则, 即 使 用 常 规 方 法 建 立 了 一 体 化 地 籍 管 理 体 系, 也 无 法 管 理 海 量 的 城 乡 一 体 化 数 据, 更 不 可 能 发 挥 城 乡 一 体 化 地 籍 管 理 的 巨 大 优 越 性 五 城 乡 一 体 化 地 籍 管 理 体 系 的 建 设 与 发 展 利 用 现 有 城 乡 调 查 成 果, 经 过 地 类 转 换 数 据 分 区 与 调 整 数 据 格 式 综 合 与 合 并 等 数 据 加 工 处 理 工 作, 可 初 步 建 成 城 乡 一 体 化 地 籍 管 理 体 系 但 由 于 原 城 乡 调 查 的 片 面 性, 仍 存 在 许 多 问 题, 需 要 在 今 后 的 地 籍 管 理 工 作 中 不 断 完 善 ( 一 ) 原 农 村 土 地 详 查 成 果 大 多 利 用 正 射 影 像 图 调 绘 后 蒙 绘 或 数 字 化 成 图, 不 仅 精 度 低, 且 许 多 地 形 地 物 要 素 未 采 集, 在 我 省 下 一 步 1 : 1 万 基 础 数 据 数 字 图 库 建 设 过 程 中 可 充 分 利 用 该 契 机, 利 用 航 摄 或 遥 感 等 先 进 手 段 尽 快 对 原 调 查 成 果 进 行 更 新 或 补 充 完 善, 提 高 成 果 精 度, 补 充 完 善 地 物 地 形 要 素 ( 二 ) 原 农 村 土 地 详 查 成 果 对 土 地 登 记 调 查 注 重 不 足, 在 7

下 一 步 农 村 集 体 土 地 登 记 发 证 中 逐 步 补 齐 权 属 调 查 的 相 关 缺 项 ( 三 ) 由 于 原 城 镇 地 籍 调 查 规 程 对 高 程 数 据 采 集 未 做 要 求, 许 多 地 方 在 城 镇 地 籍 调 查 过 程 中 也 未 采 集 高 程 要 素, 根 据 地 籍 管 理 发 展 的 需 要, 高 程 要 素 已 逐 步 成 为 地 籍 管 理 重 要 内 容, 特 别 是 计 算 机 三 维 可 视 化 的 发 展, 其 重 要 性 更 加 显 现 在 城 乡 基 础 数 据 建 设 过 程 中 应 逐 步 补 齐 该 缺 项, 使 一 体 化 数 据 更 加 完 备 ( 四 ) 在 日 常 地 籍 管 理 工 作 中, 充 分 注 重 数 据 积 累, 根 据 土 地 用 途 权 属 地 形 地 物 的 变 化 情 况, 及 时 对 一 体 化 数 据 进 行 更 新 维 护, 保 持 数 据 的 现 势 性, 充 分 发 挥 一 体 化 地 籍 管 理 的 基 础 作 用 总 之, 建 立 城 乡 一 体 化 地 籍 管 理 体 系 是 地 籍 管 理 的 客 观 必 然, 充 分 利 用 现 有 农 村 土 地 详 查 和 城 镇 地 籍 调 查 成 果 进 行 城 乡 一 体 化 地 籍 管 理 体 系 建 设, 既 可 以 节 约 大 量 资 金, 又 可 以 大 大 加 快 建 设 速 度 8

超 轻 型 飞 机 数 码 遥 感 系 统 用 于 土 地 资 源 信 息 获 取 1 李 英 成, 赵 继 成, 丁 晓 波 ( 中 国 测 绘 科 学 研 究 院,100039) 摘 要 : 本 文 介 绍 了 一 种 超 轻 型 飞 机 为 平 台 的 数 码 遥 感 系 统, 利 用 4K 5K 大 面 阵 CCD 相 机 获 取 低 空 大 比 例 尺 真 彩 色 数 字 航 空 影 像, 具 有 高 分 辨 率 高 成 像 质 量 优 势, 以 及 方 便 计 算 机 处 理 管 理 快 速 低 成 本 的 特 点 在 土 地 资 源 信 息 化 管 理 中 可 以 发 挥 重 大 作 用, 可 广 泛 应 用 于 生 产 更 新 大 比 例 尺 土 地 利 用 图 件, 如 1:500 1:1000 1:2000 比 例 尺 专 题 图 尤 其 适 合 于 小 城 镇 村 庄 大 型 厂 矿 企 业 的 土 地 利 用 信 息 快 速 获 取 该 技 术 系 统 可 以 弥 补 传 统 航 空 摄 影 技 术 的 薄 弱 环 节, 对 机 场 和 极 佳 天 气 条 件 的 依 赖 性 小,2-3 座, 无 需 专 用 机 场, 可 以 在 公 路 和 硬 草 地 起 降, 摄 影 飞 行 高 度 100-1000 米, 地 面 分 辨 率 0.02-0.2 米 工 作 日 8:00-17:00 光 照 条 件 均 可 摄 影, 并 能 在 阴 天 云 下 摄 影 每 架 次 可 连 续 3 小 时 以 上 关 键 词 :CCD 数 码 相 机 超 轻 型 飞 机 遥 感 土 地 利 用 土 地 利 用 动 态 遥 感 监 测 土 地 资 源 管 理 Abstract:A light airborne remote sensing system with large array CCD digital camera (4K 5K sensor)is studied in this paper. It can be used to acquire color, high-resolution and high-quality air-photo for landuse application and landuse resource management. In small towns, villages, big factories or mines, it is an ideal and lower costs tool to complete lower altitude remote sensing job, Especially for landuse statistic map (1:500,1:1000,1:2000 scale) production and update. It can be installed in a light small airplane with 2-3 seats. The small plane is not depended upon normal airport, it can take off and touch down on the common ground, such as a section of road or a piece of hard grassland. The whole system can been working at 100-1000meters flight altitude for more than 3 hours, taking images with 0.02-0.2meters ground resolution in sunshine condition during 8:00-17:00, even taking images under cloud. Keywords:CCD, Digital Camera, Light Aircraft, Remote Sensing, Landuse, Landuse Resource Management, Monitoring of Landuse Dynamic Change by Remote Sensing technique 前 言 随 着 金 土 工 程 的 实 施, 国 土 资 源 管 理 正 在 向 曾 培 炎 副 总 理 提 出 的 天 上 看 地 上 查 网 上 管 的 目 标 迈 进 国 土 资 源 管 理 的 信 息 化 建 设 迫 切 需 要 现 势 性 强 高 空 间 分 辨 率 的 航 空 遥 感 数 据, 灵 活 快 速 低 成 本 地 获 取 土 地 利 用 遥 感 数 据 用 于 生 产 和 更 新 土 地 利 用 图 件 或 者 信 息 系 统 数 据 成 为 研 究 工 作 地 热 点 和 重 点 中 国 测 绘 科 学 研 究 院 国 家 测 绘 局 遥 感 工 程 技 术 中 心, 通 过 国 内 外 广 泛 调 研, 提 出 了 研 究 建 立 超 轻 型 飞 机 低 空 数 码 遥 感 系 统 的 重 要 课 题, 主 要 第 一 作 者 : 李 英 成, 男,39 岁, 研 究 员, 摄 影 测 量 与 遥 感 专 业, 主 要 从 事 遥 感 图 像 获 取 处 理 应 用 研 究 工 作

针 对 小 城 镇 村 庄 大 型 厂 矿 的 1 500 1 1000 1 2000 土 地 利 用 图 件 获 取 基 础 遥 感 数 据 该 课 题 获 得 国 土 资 源 部 批 准, 于 2004 年 启 动, 目 前 已 经 完 成 系 统 集 成, 试 验 飞 行 获 得 了 质 量 优 异 的 低 空 高 分 辨 率 数 码 航 空 像 片 传 统 航 空 遥 感 技 术 系 统 主 要 面 向 基 础 性 应 用, 由 于 受 飞 机 平 台 大 型 机 场 传 感 器 性 能 和 成 本 的 制 约, 往 往 在 小 面 积 区 域 ( 小 城 镇 村 庄 大 型 厂 矿 等 ) 遥 感 数 据 获 取 中 难 以 实 施 相 对 其 它 航 空 遥 感 技 术 系 统, 超 轻 型 飞 机 低 空 数 码 遥 感 系 统 建 设 投 资 相 对 要 少 得 多, 具 有 很 强 的 公 益 性 该 系 统 有 人 驾 驶, 飞 行 操 作 性 较 好, 安 全 经 济, 起 降 灵 活, 不 必 依 赖 大 型 机 场, 并 能 够 承 担 一 定 规 模 的 任 务 CCD 直 接 数 字 成 像, 受 天 气 影 响 小, 可 阴 天 云 下 或 者 早 晨 傍 晚 摄 影, 宽 容 度 大, 高 分 辨 率, 高 成 像 质 量, 减 少 了 作 业 工 序, 便 于 计 算 机 处 理 研 究 推 广 此 技 术 符 合 我 国 国 情, 与 其 它 系 统 互 为 补 充 是 完 全 必 要 和 现 实 的 研 究 超 轻 型 飞 机 低 空 数 码 遥 感 系 统 是 国 家 航 空 遥 感 技 术 体 系 建 设 的 需 要, 也 是 摄 影 技 术 和 航 空 摄 影 技 术 发 展 的 必 然, 并 且 在 土 地 资 源 信 息 化 管 理 中 存 在 巨 大 的 市 场 需 求, 主 要 针 对 小 面 积 区 域, 快 速 低 成 本 获 取 高 分 辨 率 高 成 像 质 量 的 土 地 利 用 遥 感 影 像 1 系 统 构 成 构 建 超 轻 型 飞 机 低 空 数 码 遥 感 系 统 地 总 体 思 想 是 : 利 用 超 轻 型 飞 机 作 为 航 空 遥 感 摄 影 飞 行 平 台, 有 人 驾 驶, 飞 行 操 作 性 较 好, 安 全 经 济, 不 必 依 赖 大 型 机 场, 并 能 够 承 担 一 定 规 模 的 任 务 采 用 大 面 阵 CCD 传 感 器 直 接 数 字 成 像 受 天 气 影 响 小, 宽 容 度 大, 高 分 辨 率, 高 成 像 质 量, 减 少 了 作 业 工 序, 便 于 计 算 机 处 理 始 终 贯 彻 重 量 轻 体 积 小 能 耗 低 技 术 简 捷 操 作 方 便 可 靠 低 成 本 的 原 则 不 盲 目 追 求 高 精 尖, 避 免 陷 入 重 量 体 积 大, 耗 电 多, 需 要 中 大 型 飞 机 和 专 用 机 场, 处 理 技 术 复 杂, 成 本 高 昂 等 恶 性 循 环, 偏 离 应 用 市 场 方 向 直 接 面 向 国 内 实 际 应 用, 能 够 融 入 现 有 生 产 工 艺 流 程, 具 备 很 强 实 用 目 的 性 鲜 明 的 工 程 技 术 特 色 除 引 进 国 外 大 面 阵 CCD 后 背 和 光 学 前 端 外, 尽 可 能 采 用 国 内 飞 机 平 台 和 参 照 国 内 成 熟 的 航 空 摄 影 技 术, 自 主 完 成 系 统 集 成 和 飞 行 方 案 设 计 研 究, 以 及 影 像 处 理 技 术 研 究, 这 样 才 能 快 速 成 型 付 诸 实 施, 而 且 有 望 形 成 相 当 规 模 的 产 业 队 伍 我 国 幅 员 辽 阔, 各 地 区 发 展 不 平 衡, 不 同 层 次 的 市 场 应 用 需 求 巨 大, 该 系 统 符 合 我 国 国 情, 在 国 际 上 也 比 较 少 见 本 系 统 研 制 为 了 弥 补 传 统 航 空 摄 影 乃 至 航 空 遥 感 体 系 的 薄 弱 环 节, 促 进 专 业 航 空 摄 影 向 普 及 型 转 化, 不 是 取 代 传 统 的 航 空 摄 影 以 如 此 轻 小 简 单 的 成 像 设 备 和 飞 行 器 显 然 是 无 法 执 行 大 规 模 高 标 准 的 测 绘 任 务, 如 国 家 测 绘 局 每 年 的 基 础 测 绘 航 空 摄 影 计 划 但 在 这 些 大 型 遥 感 航 摄 计 划 难 以 实 施 的 地 域, 存 在 巨 大 的 不 容 忽 视 的 需 求 市 场, 是 超 轻 型 飞 机 低 空 数 码 遥 感 系 统 提 供 服 务 的 广 阔 天 地 在 保 持 成 像 系 统 相 对 独 立 性 的 基 础 上, 我 们 还 可 以 装 在 更 大 机 型 上 使 用, 进 一 步 拓 展 用 途 本 系 统 可 以 为 全 数 字 摄 影 测 量 作 业 做 前 期 技 术 探 索 工 艺 准 备 超 轻 型 飞 机 低 空 数 码 遥 感 系 统 目 前 的 技 术 虽 然 简 单, 但 本 身 具 备 完 整 的 数 据 获 取 试 验 条 件, 可 以 为 今 后 测 绘 行 业 的 全 数 字 化 测 图 进 行 技 术 试 验 工 艺 总 结 和 效 果 分 析 等 经 过 努 力, 中 国 测 绘 科 学 研 究 院 基 本 完 成 了 系 统 集 成, 系 统 构 成 如 下 : 1.1 超 轻 型 飞 机 平 台 超 轻 型 飞 机 的 定 义 不 十 分 严 格, 本 文 所 指 的 是 起 飞 总 重 量 在 500 公 斤 以 下 的 有 人 驾 驶 固 定 翼 飞 机

低 空 数 码 遥 感 对 超 轻 型 飞 机 的 要 求 主 要 有 : 轻 便 灵 活 容 易 操 纵 安 全 稳 定 不 依 赖 专 用 机 场, 能 在 平 坦 普 通 公 路 硬 草 地 空 场 等 场 地 起 降, 续 航 时 间 在 3 个 小 时 以 上, 具 有 良 好 的 可 运 输 性, 以 便 在 我 国 广 阔 国 土 上 实 现 长 距 离 地 面 转 场, 而 且 系 统 成 本 和 维 护 成 本 低 廉 飞 机 必 须 具 备 安 装 摄 影 设 备 的 空 间 和 位 置, 能 够 实 现 无 遮 挡 垂 直 摄 影, 无 强 烈 震 动 和 油 烟 的 影 响, 安 装 摄 影 设 备 后 不 会 影 响 气 动 布 局, 不 至 于 严 重 降 低 飞 行 性 能 约 需 要 150 公 斤 (60 公 斤 每 人,1-2 人,30 公 斤 设 备 ) 以 上 的 载 重 能 力 目 前 国 内 比 较 适 合 的 机 型 为 北 京 航 空 航 天 大 学 研 制 的 蜜 蜂 3C 蜜 蜂 4 蜜 蜂 11 机 型 图 1 蜜 蜂 3C 超 轻 型 飞 机 图 2 蜜 蜂 4 超 轻 型 飞 机 图 3 蜜 蜂 11 超 轻 型 飞 机 MF-3C 是 双 座 超 轻 型 飞 机, 上 单 翼, 半 封 闭 式 座 舱, 正 常 式 尾 翼, 前 三 点 式 固 定 起 落 架, 三 轴 操 纵 系 统, 安 装 一 台 奥 地 利 产 的 双 缸 二 冲 程 气 冷 式 ROTAX447 或 503 发 动 机, 使 用 推 力 螺 旋 桨, 座 舱 内 仪 表 版 上 装 有 空 速 表 高 度 表 升 降 速 度 表 磁 罗 盘 发 动 机 转 速 表 气 缸 头 温 度 表 主 油 箱 容 积 25 升, 使 用 普 通 无 铅 汽 油 有 民 航 总 局 颁 发 的 适 航 证 MF-4 型 飞 机 为 串 式 三 座 超 轻 型 飞 机, 为 MF-3C 基 础 上 改 进 而 来, 扩 大 了 各 部 件 尺 寸, 增 加 了 一 个 座 位 增 大 了 载 重 量 安 装 了 ROTAX582 双 缸 二 冲 程 液 冷 式 发 动 机, 使 用 普 通 无 铅 汽 油, 电 启 动, 前 起 落 架 尺 寸 加 大, 主 起 落 架 有 刹 车 制 动, 也 拥 有 民 航 总 局 的 适 航 证 MF-11 飞 机 是 全 金 属 的 机 翼, 稳 定 性 好, 速 度 快, 封 闭 座 舱, 乘 员 3 人 拥 有 民 航 总 局 适 航 证 蜜 蜂 超 轻 型 飞 机 均 能 装 入 箱 式 卡 车 运 输, 实 现 远 距 离 地 面 转 场 三 种 飞 机 性 能 参 数 表 如 下 : 表 1 项 目 蜜 蜂 3C 蜜 蜂 4 蜜 蜂 11 翼 展 ( 米 ) 8.6 9.8 8.7 机 长 ( 米 ) 6.1 6.8 6.1 总 重 ( 公 斤 ) 320 420 420 空 重 ( 公 斤 ) 150 190 210 机 高 ( 米 ) 2 2.2 2 最 大 速 度 120 107 147 巡 航 速 度 区 间 ( 公 里 / 小 时 ) 80-90 70-90 90-110 发 动 机 功 率 ( 马 力 ) 42 62 62 最 大 上 升 率 ( 米 / 秒 ) 3 3.5 3.5

最 大 航 程 ( 公 里 ) 550 500 800 最 大 续 航 时 间 ( 小 时, 带 副 油 箱 ) 6 6 6 起 飞 滑 跑 距 离 ( 米 ) 55 65 114 着 陆 滑 跑 距 离 ( 米 ) 80 120 94 1.2 数 码 成 像 系 统 超 轻 型 飞 机 机 载 数 码 成 像 系 统 采 用 大 面 阵 彩 色 CCD 数 码 相 机, 笔 记 本 计 算 机 或 专 用 计 算 机 控 制, 可 实 现 连 续 曝 光, 设 定 参 数 或 者 自 动 测 光 拍 摄, 并 能 自 动 传 输 存 储 数 字 航 片 至 存 储 控 制 计 算 机 成 像 系 统 构 成 入 下 图 示 : 键 盘 液 晶 显 示 器 电 源 逆 变 器 4K 5K 数 码 相 机 控 制 存 储 计 算 机 电 池 连 接 电 缆 图 4 数 码 成 像 系 统 全 貌 主 要 性 能 参 数 如 下 表 : 表 2 部 件 核 心 指 标 外 形 尺 寸 (cm) 长 宽 高 重 量 镜 头 焦 距 50mm 镜 间 快 门 1/1000 秒 Ф11cm 11.5 数 码 相 机 相 当 感 光 度 ISO50-400 机 身 后 背 40.3 52.2 度 视 场 角 18.5 16 17 约 5Kg 5440 4080 像 素 像 素 9µm 存 储 控 制 主 机 P4 芯 片,1GB 内 存,400GB 空 间 32 21.5 19.5 计 算 机 显 示 屏 彩 色 15 吋 液 晶 约 5 Kg 电 瓶 12V 54AH 2 个 28.5 17.5 18.5 电 源 输 入 24V 约 20 Kg 逆 变 电 源 22.5 15 7.5 输 出 15V( 相 机 ) 220V( 计 算 机 ) 该 成 像 系 统 的 数 码 相 机 为 航 空 摄 影 专 用 量 测 型 相 机, 具 有 严 格 的 几 何 检 校 模 型 和 参 数, 配 备 有 多 种 航 摄 附 属 仪 器 设 备 标 准 接 口, 可 以 通 过 CCNS 或 FMS 外 触 发 实 现 定 点 摄 影, 并 具 备 快 门 动 作 瞬 间 输 出 信 号 功 能, 供 计 算 机 记 录, 以 便 和 IMU 配 合 系 统 逻 辑 图 如 下 : 需 要 指 出 的 是, 成 像 系 统 是 完 全 按 照 航 摄 相 机 的 要 求 设 计 的, 具 备 完 整 的 接 口 和 参 数,

但 在 超 轻 型 飞 机 平 台 上, 空 间 重 量 电 力 限 制 使 得 很 多 航 摄 附 属 设 备 难 以 安 装, 如 IMU 装 置 耗 电 大, 成 本 高 昂, 目 前 难 以 采 用 而 超 轻 型 飞 机 的 巡 航 速 度 低, 像 移 完 全 可 以 控 制 在 一 个 像 元 以 内, 不 需 要 像 移 补 偿 装 置 相 机 的 重 量 镜 头 相 机 Rolleiflex 6008 Intergral 2 数 字 后 背 DB45 Phase One H25 接 口 板 外 部 触 发 相 机 接 口 (FMS 信 号 ) 动 作 瞬 时 信 号 输 出 接 口 (5V DC) 相 机 信 息 交 互 接 口 (RS 232) 相 机 电 源 接 口 (4 针 14.5-18V) 影 像 传 输 接 口 CCD 电 源 测 量 适 配 件 (IEEE1394 火 线 ) 图 5 数 码 航 摄 相 机 构 成 逻 辑 图 24V 电 瓶 电 源 相 机 RS232 IEEE 1394 电 压 稳 变 器 控 制 计 算 机 Note book PC (Bare bone PC) 显 示 器 外 部 触 发 动 作 瞬 时 信 号 图 6 数 码 相 机 控 制 系 统 逻 辑 图 键 盘 约 5kg, 可 以 安 装 简 单 的 稳 定 平 台 保 证 重 叠 度 指 标 只 有 在 运 5 等 较 大 飞 机 平 台 上 该 系 统 才 能 配 齐 所 有 的 附 属 设 备, 但 在 这 种 用 途 下, 与 数 字 航 摄 仪 相 比, 其 性 能 指 标 可 用 但 不 具 优 势 1.3 地 面 辅 助 系 统 1.3.1 箱 式 运 输 车 蜜 蜂 飞 机 最 大 的 部 件 单 元 为 机 翼, 单 个 长 度 5 米 左 右, 机 身 也 可 拆 卸 为 5 米 以 内 的 零 件, 能 够 用 箱 式 卡 车 运 输 考 虑 到 结 构 件 的 安 全, 必 须 专 门 制 作 支 撑 保 护 构 件 和 箱 盒, 并 配 备 完 整 的 工 具 耗 材 以 便 拆 卸 1.3.2 越 野 保 障 车 低 空 数 码 航 摄 将 主 要 是 外 业, 需 要 空 地 紧 密 配 合, 地 面 预 先 踏 勘 导 航 运 输 等 需 要 越 野 车 辆 来 完 成, 作 为 一 个 完 整 的 作 业 队 伍, 配 备 一 至 两 辆 越 野 车, 如 北 京 吉 普 切 诺 基 等 1.3.3 通 讯 系 统 空 地 联 络 主 要 得 通 过 专 用 频 率 的 对 讲 设 备, 空 中 人 员 使 用 头 盔 中 的 耳 机 和 麦 克 风, 地 面 指 挥 人 员 使 用 对 讲 机 即 可 其 它 人 员 交 流 通 过 手 势 旗 语 和 移 动 电 话 实 现 1.4 数 据 处 理 系 统 航 摄 设 计 软 件 数 码 影 像 预 处 理 软 件

航 摄 检 查 软 件 数 字 空 三 加 密 软 件 正 射 影 像 制 作 软 件 数 字 立 体 测 图 软 件 2 系 统 遥 感 影 像 获 取 能 力 分 析 2.1 天 气 和 光 照 条 件 超 轻 型 飞 机 低 空 数 码 遥 感 系 统 在 数 据 获 取 作 业 中, 影 像 质 量 和 飞 行 质 量 的 最 大 制 约 因 素 是 天 气 条 件, 尤 其 风 力 不 宜 太 大,3 级 以 下 超 轻 型 飞 机 才 能 安 全 稳 定 飞 行 光 照 条 件 在 每 日 的 8:00-17:00 均 能 获 得 良 好 影 像, 阴 天 云 下 也 可 摄 影, 用 户 可 根 据 需 要 选 择 更 好 天 气 和 光 照 条 件 2.2 像 移 模 糊 和 最 高 地 面 分 辨 率 超 轻 型 飞 机 低 空 摄 影, 快 门 动 作 时 间 内, 影 像 移 动 速 度 大, 显 然 容 易 造 成 影 像 模 糊 为 了 获 得 所 需 地 面 分 辨 率 的 清 晰 影 像, 必 须 限 定 像 移 大 小, 为 此 取 像 点 位 移 不 超 过 1 个 像 素, 即 9μm 本 系 统 数 码 相 机 的 最 快 快 门 速 度 为 1/1000 秒, 使 用 蜜 蜂 4 飞 机,100 米 航 高 20 米 / 秒 巡 航 速 度 时, 最 高 地 面 分 辨 率 为 0.02 米 在 用 户 更 为 严 格 的 要 求 下 可 以 取 像 点 位 移 不 超 过 0.5 像 素 计 算 所 需 快 门 速 度 和 巡 航 飞 行 速 度 2.3 最 短 连 续 曝 光 间 隔 在 面 积 覆 盖 的 数 字 式 航 空 摄 影 中, 数 据 记 录 和 传 输 速 度 是 非 常 关 键 的 性 能 指 标, 反 映 在 参 数 上 为 系 统 所 能 承 受 的 最 短 连 续 曝 光 间 隔 以 蜜 蜂 4 飞 机 为 例, 巡 航 速 度 为 25 米 / 秒, 超 轻 型 飞 机 低 空 数 码 遥 感 系 统 在 各 种 重 叠 度 要 求 下 的 最 短 连 续 曝 光 间 隔 如 下 表 所 示 : T H/R 表 3 航 高 100 米 200 米 300 米 550 米 800 米 1000 米 地 面 分 辨 率 0.02 米 0.04 米 0.05 米 0.1 米 0.15 米 0.2 米 航 向 重 叠 度 60% 1.6 3 4.6 8.5 12.3 15.5 30% 2.8 5.2 8.1 14.8 21.5 26.8 20% 3.2 6.0 9.2 16.9 24.6 30.7 10% 3.6 6.8 10.5 19.0 29.7 34.5 在 表 3 中 以 800 张 像 片 数 为 限, 绿 色 所 示 的 区 域 内 少 于 800 张, 适 合 超 轻 型 飞 机 做 面 状 覆 盖 摄 影, 而 传 统 航 空 摄 影 根 据 94 年 收 费 标 准 面 积 起 始 价 34500 元 推 算 平 丘 地 区 天 然 彩 色 摄 影 最 小 起 始 面 积 如 下 ( 不 含 调 机 场 地 等 其 它 费 用 ): 本 系 统 地 面 静 态 测 试 中 极 限 连 续 曝 光 能 力 达 到 2.7 秒 的 最 短 间 隔, 但 飞 行 中 由 于 电 磁 震 动 温 度 等 环 境 因 素 影 响, 使 用 Bare Bone 专 用 计 算 机 最 短 连 续 曝 光 间 隔 为 3.3 秒 左 右, 笔 记 本 电 脑 为 为 7 秒 左 右 从 表 中 可 以 看 出, 使 用 笔 记 本 电 脑 只 能 在 蓝 青 色 所 示 范 围 实 施 航 摄, 而 使 用 Bare Bone 计 算 机 可 以 拓 展 到 紫 色 所 示 范 围 并 且 从 地 面 分 辨 率 判 断, 超 轻 型 飞 机 数 码 遥 感 系 统 适 宜 的 航 高 在 1000 米 以 下, 尤 其 在 300-600 米 低 空 最 具 优 势

2.4 面 积 覆 盖 摄 影 能 力 以 航 向 60%, 旁 向 30% 计 算, 本 系 统 面 状 立 体 覆 盖 摄 影 能 力 计 算 如 下 : 表 4 像 片 数 KM 2 ( 米 ) 2 5 10 20 50 100 150 200 航 高 和 地 面 分 辨 率 300 0.05 112 280 560 1120 2800 5600 8397 11200 550 0.1 33 83 165 330 830 1650 2466 3300 800 0.15 16 40 80 160 400 800 1200 1600 1000 0.2 11 26 51 102 260 510 755 1020 从 表 3 和 表 4 的 对 比 可 以 看 出, 与 传 统 航 空 摄 影 相 比, 超 轻 型 飞 机 低 空 数 码 遥 感 系 统 具 有 小 面 积 区 域 的 获 取 优 势, 能 够 弥 补 传 统 航 空 摄 影 的 薄 弱 环 节 用 于 土 地 利 用 图 件 生 产 时, 1 500 和 1 1000 比 例 尺 成 图 时, 适 宜 的 数 据 地 面 分 辨 率 为 0.05( 或 0.1 米 ), 比 较 经 济 的 面 积 约 为 15( 或 50) 平 方 公 里 以 下 ;1 2000 比 例 尺 成 图 时, 适 宜 的 数 据 地 面 分 辨 率 为 0.15 ( 或 0.2 米 ), 比 较 经 济 的 面 积 约 为 100( 或 150) 平 方 公 里 以 下 表 5 摄 影 比 例 尺 最 小 起 始 面 积 (KM 2 ) 单 价 ( 起 始 总 价 34500 元 ) 1:2000( 成 图 1:500) 10 3397 元 /KM 2 1:4000( 成 图 1:1000) 38 905 元 /KM 2 1:8000( 成 图 1:2000) 125 277 元 /KM 2 3 数 据 成 果 例 子 据 : 本 系 统 目 前 已 经 进 行 了 几 次 试 验 飞 行, 获 得 了 良 好 的 数 码 遥 感 影 像, 以 下 是 部 分 成 果 数

图 7 北 京 沙 河 数 码 航 片 航 高 500 米 地 面 分 辨 率 0.1 米 时 间 2001.04.16 12:00 晴 天 图 8 北 京 航 空 博 物 馆 航 高 100 米 地 面 分 辨 率 0.02 米 时 间 2003.10.31 17:30 大 雾 ( 阴 影 较 弱 ) 图 9 北 京 怀 柔 开 发 区 1Km 2 面 积 覆 盖 数 据 航 高 300 米 地 面 分 辨 率 0.05 米 时 间 2004.10.13 10:00 晴 天 航 向 重 叠 度 60-80% 旁 向 重 叠 度 10-40% 本 系 统 研 究 的 目 的 就 是 解 决 影 像 数 据 的 及 时 获 取 问 题 当 获 得 影 像 之 后, 在 像 控 测 量 方 面 可 以 通 过 常 规 外 业 GPS 和 水 准 测 量 方 式 解 决, 而 土 地 利 用 信 息 解 译 提 取 上 只 需 利 用 成 熟 的 技 术 方 法 处 理 由 于 超 低 空 数 码 遥 感 影 像 高 分 辨 率 高 成 像 质 量, 比 卫 片 和 传 统 航 片 更 直 观, 细 节 信 息 丰 富, 方 便 室 内 属 性 判 读 解 译, 解 译 准 确 性 和 可 靠 性 优 势 是 其 他 遥 感 数 据 所 无 法 比 拟 的 结 束 语 超 轻 型 飞 机 用 于 低 空 遥 感 业 务 填 补 了 我 国 航 空 遥 感 体 系 的 一 个 空 白, 在 快 速 低 成 本 超 低 空 大 比 例 尺 高 精 度 航 空 摄 影 中 具 备 独 特 优 势, 是 符 合 我 国 国 情 的 技 术 系 统, 可 以 有 效 解 决 我 国 幅 员 广 阔 数 量 众 多 的 小 城 镇 村 庄 和 大 型 厂 矿 的 航 空 影 像 获 取 问 题, 做 到 方 便 和

实 时 随 着 数 码 成 像 技 术 的 不 断 进 步 和 我 国 600 米 以 下 空 域 的 逐 步 开 放, 该 项 技 术 将 得 到 巨 大 发 展 和 广 泛 应 用 现 阶 段 在 我 国 国 土 资 源 领 域, 能 够 作 为 遥 感 影 像 获 取 系 统 承 担 1 500, 1 1000,1 2000 比 例 尺 土 地 利 用 图 件 生 产 和 更 新 以 及 建 库 任 务, 为 三 维 仿 真 和 多 媒 体 成 果 展 示 系 统 提 供 影 像 资 料, 也 可 以 用 于 土 地 执 法 检 查 灾 害 调 查 等 应 急 服 务 等 经 过 一 段 时 间 的 应 用 和 改 进 完 善, 有 望 完 成 一 些 立 体 测 绘 任 务, 将 成 为 为 国 土 资 源 信 息 化 建 设 服 务 的 有 力 工 具 参 考 文 献 : [1] 王 之 卓. 摄 影 测 量 原 理, 测 绘 出 版 社,1979. [2] 张 祖 勋, 张 剑 清. 数 字 摄 影 测 量 学, 武 汉 大 学 出 版 社,1997. [3] 黄 世 德. 航 空 摄 影 测 量 学, 测 绘 出 版 社,1986. [4] 李 德 仁, 郑 肇 葆. 解 析 摄 影 测 量 学, 测 绘 出 版 社,1992. [5] 国 家 测 绘 局. GB7931-87 1:500 1:1000 1:2000 比 例 尺 地 形 图 航 空 摄 影 测 量 外 业 规 范, 测 绘 出 版 社, 1979. [6] 国 家 测 绘 局. GB/T18314-2001 全 球 定 位 系 统 (GPS) 测 量 规 范, 测 绘 出 版 社,2001. [7] 全 球 定 位 系 统 城 市 测 量 技 术 规 程 CJJ73-97,1997. [8] 城 市 测 量 规 范 CJJ8-99,1999. [9] 国 家 测 绘 局. GB12898-91 国 家 三 四 等 水 准 测 量 规 范,1991. [10] 崔 屹. 图 像 处 理 与 分 析, 科 学 出 版 社,2000. [11] 胡 翔 云. 数 字 摄 影 测 量 与 数 字 地 球 空 间 数 据 框 架 的 建 设, 中 国 图 像 图 形 学 报 2001,Vol.6(A),No.10. [12] Kenneth. R. Castleman, 数 字 图 像 处 理, 清 华 大 学 出 版 社,1998. [13] 程 开 富. CCD 传 感 器 的 市 场 与 发 展, 国 外 电 子 元 器 件, 信 息 产 业 部 电 子 第 44 所,2000.

高 分 辨 率 卫 星 遥 感 图 像 几 何 校 正 精 度 分 析 蒲 体 信 1 2, 吴 敏 宁 (1. 四 川 省 国 土 勘 测 规 划 研 究 院, 成 都,610031;2. 成 都 市 国 土 资 源 局, 成 都,610031) 摘 要 : 本 文 通 过 高 分 辨 率 卫 星 遥 感 图 像 几 何 校 正 的 多 种 方 法 试 验 结 果, 分 析 阐 述 了 在 不 同 基 础 控 制 精 度 不 同 地 面 控 制 点 数 量 等 条 件 下, 遥 感 图 像 的 几 何 正 射 纠 正 的 制 图 精 度 对 提 高 卫 星 遥 感 图 像 几 何 校 正 精 度, 具 有 一 定 参 考 价 值 关 键 词 : 卫 星 遥 感 ; 控 制 点 ; 图 像 校 正 ; 几 何 精 度 The Analysis of Accuracy of geometric Rectifying on High Resolution Satellite Remote Sensing Image PU Ti-xin 1,WU Min-ning 2 (1. Sichuan Land Surveying and Planning Institute,Chengdu,610031,China; 2. Land & resources bureau of Chengdu,Chengdu,610031,China) Abstract:Taking advantage of the results of experiments on geometrically rectifying high resolution satellite remote sense image using varied methods, this paper analysis and expatiate on the exactitude of the map of remote sensing image s ortho - rectification and geometric rectification under the condition of different basal controlling precision and different number of ground control point. It is of certain reference value to improve the geometric rectification exactitude of satellite remote sensing images. Key words:satellite remote sensing,control point,image correction,geometric accuracy 1 引 言 进 入 新 世 纪 以 来, 随 着 信 息 技 术 的 快 速 发 展, 卫 星 遥 感 技 术 得 到 了 突 破 性 进 展, 特 别 是 近 几 年 法 国 的 SPOT5 美 国 的 QUOIKBIRD IKONOS 高 分 辨 率 卫 星 遥 感 数 据 产 品 面 世 后, 卫 星 遥 感 数 据 在 国 民 经 济 各 个 行 业 及 领 域 得 到 广 泛 应 用, 促 进 了 各 应 用 行 业 的 科 技 进 步 和 管 理 水 平, 并 产 生 了 良 好 的 社 会 经 济 效 益 高 分 辨 率 卫 星 遥 感 在 国 土 资 源 调 查 评 价 土 地 利 用 动 态 监 测 土 地 变 更 调 查 以 及 中 大 比 例 尺 地 形 图 测 绘 等 方 面 已 得 到 初 步 应 用, 取 得 了 可 喜 的 成 果 高 分 辨 率 卫 星 遥 感 图 像 具 有 信 息 内 容 丰 富, 现 实 性 强 调 查 和 成 图 周 期 短 成 本 低 的 优 势, 是 当 前 地 图 更 新 国 土 资 源 调 查 和 规 划 首 选 的 信 息 数 据 源, 具 有 广 泛 的 应 用 前 景 高 分 辨 率 卫 星 遥 感 在 国 土 资 源 调 查 动 态 监 测 土 地 变 更 调 查 以 及 地 形 图 测 绘 等 方 面 应 用, 需 要 经 过 专 业 的 各 种 影 像 增 强 处 理 分 类 信 息 提 取 遥 感 解 译 面 积 平 差 计 算 统 计 野 外 检 查 综 合 分 析 等, 然 后 按 不 同 专 业 的 国 家 标 准 分 别 制 作 成 专 题 系 列 图, 并 建 立 图 形 图 像 专 业 属 性 数 据 建 库 及 集 成 地 理 信 息 系 统, 对 地 面 上 具 体 地 块 的 定 位 定 量 精 度 要 求 较 高

遥 感 图 像 的 形 成, 由 于 受 诸 多 因 素 如 遥 感 平 台 位 置 和 运 动 状 态 变 化 地 形 起 伏 地 球 表 面 曲 率 的 影 响, 在 几 何 位 置 上 发 生 了 变 化, 产 生 诸 如 行 列 不 均 匀, 像 元 大 小 与 地 面 大 小 对 应 不 准 确, 地 物 形 状 不 规 则 变 化 等 畸 变 遥 感 影 像 的 总 体 变 形 是 平 移 缩 放 旋 转 偏 扭 变 曲 及 其 它 多 变 形 综 合 影 响 的 结 果 产 生 畸 变 的 图 像 不 能 直 接 用 于 定 位 和 定 量 分 析 遥 感 数 据 接 收 后, 首 先 由 接 收 单 位 对 遥 感 平 台 地 球 传 感 器 的 各 种 参 数 进 行 部 分 处 理 和 校 正, 但 仍 满 足 不 了 用 户 的 要 求, 需 要 作 进 一 步 的 几 何 校 正 或 正 射 校 正 目 前 主 要 采 用 两 种 数 学 模 型 对 遥 感 影 像 进 行 几 何 精 度 校 正 平 坦 地 区 或 地 面 高 差 较 小 的 卫 星 影 像, 一 般 采 用 二 维 多 项 式 模 型 ; 地 面 起 伏 较 大 不 能 满 足 定 量 分 析 或 制 图 精 度 的 卫 星 影 像, 采 用 三 维 数 字 微 分 纠 正 模 型 二 维 多 项 式 模 型 近 似 地 描 述 了 影 像 纠 正 前 后 的 坐 标 关 系, 并 利 用 控 制 点 的 图 像 坐 标 和 理 论 坐 标 ( 控 制 点 的 实 测 坐 标 或 地 形 图 上 坐 标 ), 按 最 小 二 乘 原 理 求 解 出 多 项 式 中 的 系 数, 然 后 以 此 多 项 式 对 图 像 进 行 几 何 纠 正 三 维 数 字 微 分 纠 正 模 型 是 利 用 数 字 高 程 模 型 (DEM) 进 行 数 字 微 分 纠 正, 通 过 对 图 像 上 因 地 面 起 伏 引 起 的 像 点 位 移 进 行 逐 点 改 正, 得 到 影 像 比 例 尺 完 全 一 致 的 正 射 影 像 大 量 实 践 证 明, 遥 感 影 像 的 几 何 校 正 精 度 与 地 面 控 制 点 的 位 置 数 量 定 位 精 度 等 级 有 关, 与 遥 感 影 像 的 分 辨 率 有 关, 与 数 字 高 程 模 型 (DEM) 精 度 有 关 2 不 同 控 制 布 点 数 量 几 何 校 正 精 度 分 析 2.1 Quickbird 图 像 二 维 校 正 航 空 摄 影 测 量 控 制 布 点 实 践 表 明, 航 空 摄 影 测 量 的 几 何 精 度 与 控 制 点 本 身 精 度 等 级 布 点 位 置 及 布 点 数 量 密 切 相 关, 控 制 点 数 量 并 不 是 越 多 越 好, 控 制 点 只 要 保 证 必 需 的 位 置 分 布 和 保 持 一 定 数 量 就 可 以 了, 数 量 太 多 增 大 野 外 作 业 成 本, 数 量 太 少 不 能 满 足 成 图 精 度 要 求 同 样, 卫 星 遥 感 图 像 的 几 何 校 正 精 度 与 控 制 点 的 精 度 等 级 布 点 位 置 及 布 点 数 量 有 关, 采 用 二 维 多 项 式 模 型 最 少 需 要 4 个 控 制 点, 为 了 增 加 多 余 观 测 条 件, 以 检 核 粗 差, 一 般 布 设 的 控 制 点 数 量 不 少 于 9 个 下 面 是 我 们 对 一 景 范 围 内 Quickbird 遥 感 图 像, 布 设 了 25 个 GPS 点, 分 别 按 10 个 15 个 20 个 GPS 像 控 点 和 15 个 10 个 5 个 检 查 点 三 种 方 案, 采 用 二 维 多 项 式 模 型 进 行 校 正 的 精 度 统 计 结 果 控 制 点 数 量 表 2-1 不 同 控 制 点 数 量 几 何 校 正 中 误 差 比 较 实 地 (M) 图 上 (MM) X Y S 1:5 千 1:2 千 10 个 GPS 点 0.891 2.224 2.396 0.479 1.198 15 个 GPS 点 0.904 2.399 2.567 0.513 1.283 20 个 GPS 点 0.802 2.261 2.417 0.483 1.208

不 同 控 制 点 数 量 几 何 校 正 中 误 差 比 较 图 3.000 2.000 1.000 0.000 X Y S 10 个 GPS 点 15 个 GPS 点 20 个 GPS 点 图 2-1 从 表 2-1 图 2-1 中 三 种 不 同 控 制 布 点 几 何 校 正 中 误 差 统 计 图 表 看,10 个 15 个 20 个 GPS 像 控 点 X 中 误 差 均 小 于 1.0 米, Y 中 误 差 均 小 于 2.4 米, 平 面 距 离 S 中 误 差 均 小 于 2.6 差 三 种 不 同 控 制 布 点 方 案 在 坐 标 X Y 方 向 和 平 面 距 离 的 误 差 值 差 异 很 小, 分 别 为 0.10 米 0.175 米 0.171 米, 这 说 明 从 10 个 控 制 点 增 加 到 20 个 控 制 点, 遥 感 图 像 几 何 精 度 并 没 有 随 着 控 制 点 增 加 而 提 高 精 度, 说 明 遥 感 图 像 几 何 校 正 在 满 足 一 定 精 度 的 前 提 下, 对 控 制 点 的 数 量 要 求 并 不 是 越 多 越 好 2.2 SPOT 遥 感 图 像 二 维 校 正 为 了 进 一 步 验 证 遥 感 图 像 二 次 多 项 式 几 何 校 正 精 度 与 校 正 控 制 点 数 量 关 系, 我 们 选 择 位 于 Quickbird 遥 感 影 像 同 一 地 区 的 SPOT 遥 感 数 据 再 次 进 行 了 试 验 试 验 范 围 约 1100 平 方 公 里,SPOT 遥 感 影 像 空 间 分 辨 率 为 10 米 在 试 验 范 围 内 实 测 了 80 个 GPS 个 作 为 二 次 多 项 式 校 正 的 控 制 点 和 检 查 点, 选 择 两 种 布 点 方 案 : 一 是 以 图 像 周 边 控 制 为 主 布 设 了 10 个 GPS 控 制 点, 其 余 的 GPS 点 作 为 检 查 ; 二 是 在 满 足 图 像 周 边 控 制 的 基 础 上 均 匀 布 设 了 30 个 GPS 控 制 点, 其 余 的 GPS 点 仍 作 为 检 查 点 应 用 ERDAS 图 像 处 理 软 件, 输 入 SPOT 遥 感 数 据 参 数 和 地 图 投 影 参 数, 逐 点 采 集 和 键 入 GPS 控 制 点 的 图 像 坐 标 大 地 坐 标, 计 算 机 软 件 自 动 解 算 控 制 点 检 查 点 X Y 方 向 几 平 面 距 离 的 残 余 误 差 X Y S, 再 由 校 正 后 GPS 控 制 点 的 残 差 统 计 为 中 误 差 平 均 误 差 标 准 偏 差, 见 表 2-2 和 图 2-2 表 2-2 不 同 控 制 布 点 数 量 几 何 校 正 误 差 统 计 对 比 表 (10 米 分 辨 率 ) 30 个 GPS 控 制 点 均 匀 分 布 10 个 GPS 控 制 点 周 边 分 布 误 差 统 计 类 型 点 位 坐 标 和 距 离 误 差 (M) 图 上 距 离 误 差 (mm) 点 位 坐 标 和 距 离 误 差 (M) 图 上 距 离 误 差 (mm) ΔX ΔY ΔS 1/5 万 1/2.5 万 ΔX ΔY ΔS 1/5 万 1/2.5 万 中 误 差 9.47 8.75 12.89 0.26 0.52 9.57 9.79 13.69 0.27 0.55 标 准 偏 差 7.12 5.74 7.87 0.16 0.31 7.30 6.33 8.23 0.16 0.33 平 均 误 差 6.29 6.64 10.25 0.21 0.41 6.24 7.51 10.98 0.22 0.44

不 同 数 量 控 制 点 几 何 校 正 点 位 误 差 比 较 图 (10 米 分 辨 率 ) 误 差 ( 米 ) 40.000 35.000 30.000 25.000 20.000 15.000 30 个 GPS 点 控 制 10 个 GPS 点 控 制 10.000 5.000 0.000 图 2-2 从 表 2-2 图 2-2 中 二 种 不 同 控 制 布 点 几 何 校 正 中 误 差 统 计 图 表 看,10 个 30 个 控 制 点 参 与 校 正 的 几 何 误 差,ΔX 分 别 为 9.57 米 和 9.47 米, 相 差 1.10 米,ΔY 分 别 为 9.79 米 和 8.75 米, 相 差 1.04 米,ΔS 分 别 为 13.69 米 和 12.89 米 只 相 差 0.80 米 而 实 地 1.10 米 1.04 米 0.80 米 差 值, 化 算 成 1 5 万 图 (SPOT10 米 分 辨 率 图 像 成 图 比 例 尺 一 般 为 1 5 万 ) 上 分 别 0.022 mm 0.021 mm 和 0.016mm, 不 足 0.10mm 这 说 明 采 用 10 个 和 采 用 30 个 控 制 点 的 几 何 校 正 精 度 相 近 或 相 同, 而 采 用 10 个 控 制 点 比 采 用 30 个 控 制 点 节 省 了 工 作 时 间 和 大 量 工 作 经 费 2.3 SPOT5 图 像 正 射 校 正 2.3.1 试 验 方 法 采 用 IMAGINE OrthoBase 软 件, 选 取 5 至 20 个 地 面 控 制 点 和 数 字 高 程 模 型 DEM, 依 次 进 行 正 射 校 正, 每 次 校 正 时 注 意 使 点 位 均 匀 分 布, 保 存 各 次 校 正 成 果 ( 共 16 个 成 果 ) 选 取 10 个 外 业 控 制 点 作 为 检 查 点 (CPs), 量 取 图 面 坐 标, 计 算 不 同 点 数 参 与 控 制 的 各 种 情 况 下 的 中 误 差 根 据 每 个 检 查 点 (CPs) 在 各 次 校 正 成 果 中 的 误 差 趋 势, 分 析 成 果 精 度 与 控 制 点 (GCP 三 ) 数 量 的 关 系 控 制 点 (GCPs) 和 检 查 点 (CPs) 的 分 布 如 下 图 ( 图 2-3): 控 制 点 检 查 点 图 2-3

2.3.2 结 果 与 分 析 (1) 检 查 点 (CPs) 平 面 中 误 差 X Y 和 最 大 误 差 max( 表 2-3): ( 单 位 : 米 ) 5 6 7 8 9 10 11 12 X 2.901 4.236 3.670 2.202 2.918 2.080 1.894 2.050 Y 2.820 4.787 3.183 3.411 2.923 2.701 2.793 2.818 max 9.588-9.792 9.605 8.730 7.486 6.325 6.912 6.939 续 : 13 14 15 16 17 18 19 20 X 2.055 1.996 2.906 2.079 2.010 1.955 1.963 1.940 Y 2.703 2.832 2.812 2.584 2.838 2.726 2.980 2.951 max 6.433 7.187 7.29 6.223 7.152 6.22 7.276 7.523 (2) 检 查 点 (CPs) 平 面 误 差 分 布 图 ( 图 2-4): 15 10 误 差 ( 米 ) 5 0-5 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20-10 -15 GCPs 数 量 ( 个 ) G40 X G40 Y G43 X G43 Y G82 X G82 Y 47 X 47 Y 46 X 46 Y 49 X 49 Y 50 X 50 Y 45 X 45 Y 44 X 44 Y 43 X 43 Y (3) 结 果 分 析 本 试 验 区 为 丘 陵 地 区, 高 差 不 超 过 200 米, 由 表 2-3 可 知, 地 物 点 平 面 精 度 对 最 近 野 外 控 制 点 的 中 误 差 不 大 于 5.0m, 点 位 最 大 误 差 不 大 于 10m; 由 图 2-4 可 以 看 出, 使 用 5 6 7 8 个 GCPs 时 Cps 的 平 面 误 差 不 够 稳 定, 使 用 9 10 11 12 18 19 20 个 GCPs 时 Cps 的 平 面 误 差 则 趋 于 平 稳 因 此, 适 当 增 加 GCPs 点 数 可 以 提 高 正 射 校 正 精 度, 但 过 多 增 加 GCPs 数 量, 则 不 会 显 著 提 高 精 度 由 图 2-4 可 以 知 道 每 个 CP 三 点 的 平 面 误 差 最 终 都 平 稳 在 某 个 值 附 近, 它 由 决 定 校 正 成 果 精 度 的 GCPs 所 控 制, 即 GCP 位 置 精 度 越 高, 则 校 正 精 度 越 高 3 实 测 与 图 解 控 制 点 几 何 校 正 精 度 比 较 遥 感 图 像 的 几 何 校 正 的 控 制 点 有 二 种, 一 是 用 测 量 仪 器 如 全 站 仪 或 卫 星 定 为 仪 GPS 实 测, 二 是 图 解, 从 数 学 精 度 较 高 的 基 础 地 理 图 ( 通 常 为 地 形 图 ) 上 选 取 不 易 变 化 的 明 显 地 物

点 ( 如 道 路 叉 口 等 ) 作 为 控 制 点 对 遥 感 图 像 定 位 精 度 要 求 高 主 要 采 用 实 测 控 制 点, 而 对 定 位 精 度 要 求 较 低 一 般 采 用 在 地 形 图 选 择 控 制 点 进 行 几 何 校 正 实 践 证 明, 遥 感 图 像 的 几 何 校 正 采 用 实 测 控 制 点 比 选 取 地 形 图 明 显 地 物 点 作 为 控 制 点 精 度 高, 一 般 实 测 点 定 位 精 度 较 高, 图 解 点 定 位 精 度 较 低 图 解 控 制 点 的 几 何 精 度 还 与 图 件 比 例 尺 有 关, 比 例 尺 越 小, 图 解 精 度 越 低 实 测 和 图 解 点 两 者 校 正 图 像 差 异 到 底 有 多 大, 我 们 用 SPOT10 米 分 辨 率 图 象 采 用 这 两 种 控 制 点 进 行 几 何 校 正, 校 正 后 点 位 误 差 统 计 情 况 见 表 3-1 和 图 3-1 表 3-1 实 测 和 图 解 控 制 点 几 何 校 正 误 差 统 计 对 比 表 (10 分 辨 率 ) 以 GPS 测 量 定 位 点 为 控 制 以 地 形 图 地 物 点 为 控 制 误 差 统 计 点 位 坐 标 和 距 离 误 差 图 上 距 离 误 差 点 位 坐 标 和 距 离 误 差 (M) 图 上 距 离 误 差 (mm) 类 型 (M) (mm) ΔX ΔY ΔS 1/5 万 1/2.5 万 ΔX ΔY ΔS 1/5 万 1/2.5 万 中 误 差 9.47 8.75 12.89 0.26 0.52 21.82 30.95 37.87 0.76 1.51 标 准 偏 差 7.12 5.74 7.87 0.16 0.31 14.95 11.76 15.20 0.30 0.61 平 均 误 差 6.38 6.64 10.25 0.21 0.41 15.99 28.65 34.72 0.69 1.39 90.000 实 测 和 图 解 控 制 点 几 何 校 正 点 位 误 差 对 比 图 (spot10 米 ) 误 差 ( 米 ) 80.000 70.000 60.000 50.000 40.000 30.000 20.000 10.000 0.000 以 地 形 图 明 显 点 为 控 制 以 GPS 点 为 控 制 点 图 3-1 从 表 3-1 图 3-1 中 实 测 图 解 控 制 点 几 何 校 正 中 误 差 统 计 图 表 看, 以 GPS 测 量 点 为 控 制 的 校 正 精 度 明 显 高 于 以 地 形 图 地 物 点 为 控 制 的 几 何 校 正 精 度,ΔX 中 误 差 分 别 为 9.47 米 和 21.82 米, 相 差 12.35 米,ΔY 中 误 差 分 别 为 8.75 米 和 30.95 米, 相 差 22.20 米,ΔS 中 误 差 分 别 为 12.89 米 和 37.87 米, 相 差 高 达 24.98 米 将 GPS 测 量 点 为 控 制 和 地 形 图 地 物 点 为 控 制 的 校 正 中 误 差 化 算 成 1 5 万 图 上 距 离 中 误 差 分 别 为 0.26mm 和 0.76mm, 前 者 比 后 者 提 高 了 近 3 倍 前 者 的 几 何 精 度 满 足 了 1 5 万 图 遥 感 制 图 国 家 标 准, 而 后 者 离 国 家 标 准 还 有 一 定 差 距

图 上 误 差 ( 毫 米 ) 0.800 0.700 0.600 0.500 0.400 0.300 0.200 0.100 0.000 实 测 和 图 解 控 制 点 几 何 校 正 统 计 误 差 对 比 (1:5 万 SPOT) 0.26 0.77 0.16 以 GPS 测 量 定 位 点 为 控 制 以 地 形 图 地 物 点 为 控 制 0.30 0.21 中 误 差 标 准 偏 差 平 均 误 差 0.69 图 3-2 4 不 同 分 辨 率 图 像 控 制 点 几 何 校 正 精 度 比 较 为 了 检 验 不 同 空 间 分 辨 率 遥 感 图 像 的 几 何 校 正 精 度, 我 们 将 分 布 在 10 米 分 辨 率 SPOT 遥 感 图 像 上 GPS 像 控 点 位 转 换 到 5 米 分 辨 率 SPOT 遥 感 图 像 上, 采 用 相 同 控 制 点 分 别 对 两 种 分 辨 率 图 像 进 行 几 何 校 正 校 正 后 控 制 点 位 残 余 点 位 误 差 统 计 情 况 见 表 4-1 和 图 4-1 表 4-1 不 同 分 辨 率 几 何 校 正 误 差 统 计 对 比 表 (SPOT) 10 米 分 辨 率 图 象 控 制 点 5 米 分 辨 率 图 象 控 制 点 误 差 统 计 类 型 点 位 坐 标 和 距 离 误 差 (M) 图 上 距 离 误 差 (mm) 点 位 坐 标 和 距 离 误 差 (M) 图 上 距 离 误 差 (mm) ΔX ΔY ΔS 1/5 万 1/2.5 万 ΔX ΔY ΔS 1/5 万 1/2.5 万 中 误 差 9.47 8.75 12.89 0.26 0.52 7.00 8.18 9.94 0.20 0.40 标 准 偏 差 7.12 5.74 7.87 0.16 0.31 3.83 3.79 3.91 0.08 0.16 平 均 误 差 6.29 6.64 10.25 0.21 0.41 4.98 6.38 8.74 0.17 0.35 误 差 ( 米 ) 45.00 40.00 35.00 30.00 25.00 20.00 15.00 10.00 5.00 0.00 不 同 分 辨 率 图 像 几 何 校 正 点 位 残 差 分 布 图 (SPOT) 10 米 分 辨 率 5 米 分 辨 率 图 4-1 从 表 4-1 图 4-2 中 二 种 不 同 两 种 分 辨 率 图 像 几 何 校 正 中 误 差 统 计 图 表 看,5 米 分 辨 率 图 象 校 正 中 误 差 略 高 于 10 米 分 辨 率 图 象, 前 者 后 者 中 误 差 :ΔX 分 别 为 7.00 米 和 9.47 米, 相 差 2.47 米 ;ΔY 分 别 为 8.18 米 和 8.75 米, 相 差 0.57 米 ;ΔS 分 别 为 9.94 米 和 12.89 米 只 相 差 2.95 米

误 差 ( 米 ) 14.00 12.00 10.00 8.00 6.00 4.00 2.00 0.00 不 同 分 辨 率 图 像 几 何 校 正 精 度 比 较 (SPOT) 1O 米 分 辨 率 5 米 分 辨 率 图 4-2 5 初 步 结 论 与 讨 论 (1) 遥 感 影 像 几 何 校 正 精 度, 与 遥 感 影 像 的 空 间 分 辨 率, 与 校 正 像 控 点 的 位 置 及 点 位 布 设, 与 像 控 点 的 精 度 等 级 及 数 量, 与 数 字 地 面 模 型 精 度, 与 校 正 数 学 模 型 等 因 素 有 关 (2) 几 何 校 正 控 制 点 的 定 位 精 度 是 遥 感 影 像 几 何 校 正 精 度 的 重 要 保 证 高 分 辨 率 遥 感 影 像 采 用 野 外 实 测 控 制 点 的 的 定 位 精 度 ( 厘 米 级 ) 远 远 高 于 地 形 图 上 选 取 控 制 点 ( 米 级 ) 的 精 度 在 地 形 图 上 选 取 像 控 点 不 仅 误 差 大, 而 且 很 难 达 到 几 何 校 正 基 本 布 点 的 位 置 要 求, 对 提 取 专 题 信 息 和 制 图 精 度 要 求 较 高 的 行 业 或 项 目 应 采 用 野 外 实 测 控 制 点 的 技 术 方 案 (3) 在 满 足 一 定 控 制 点 数 量 前 提 下, 不 论 是 二 维 多 项 式 校 正 还 是 三 维 正 射 校 正, 增 加 控 制 点 数 量 并 不 能 明 显 提 高 遥 感 影 像 几 何 校 正 精 度 不 同 数 据 源 和 不 同 分 辨 率 的 卫 星 遥 感 几 何 或 正 射 校 正 达 到 最 佳 的 像 控 点 数 量, 还 需 要 通 过 不 同 地 貌 类 型 进 行 大 量 试 验 和 理 论 的 探 讨 (4) 在 相 同 基 础 条 件 下, 分 辨 率 高 的 遥 感 影 像 其 几 何 校 正 以 及 遥 感 制 图 的 精 度 越 高 (5) 卫 星 遥 感 几 何 或 正 射 校 正 像 控 点 的 位 置 布 设, 周 边 控 制 点 连 线 应 大 于 工 作 区 域 范 围, 至 于 基 本 控 制 点 的 间 距 及 密 度 要 求, 与 多 种 因 素 如 成 像 方 式 地 形 地 貌 等 有 关, 还 需 要 作 大 的 试 验 和 研 究 工 作 参 考 文 献 : [1] 党 安 荣 等. ERDAS IMAGINE 遥 感 图 像 处 理 方 法 [M]. 北 京. 清 华 大 学 出 版 社,2003.4. [2] 徐 伯 清. 正 射 投 影 技 术 与 影 像 地 图 [M]. 北 京. 测 绘 出 版 社,1988.9. [3] 吴 忠 性. 地 图 投 影. 北 京. 测 绘 出 版 社 [M]. 1980.3. [4] 龚 健 稚 等. 地 理 信 息 糸 统 基 础 [M]. 北 京. 科 学 出 版 社,2001.2.

中 国 遥 感 卫 星 地 面 站 分 发 IRS-P6 卫 星 数 据 中 国 遥 感 卫 星 地 面 站 用 户 服 务 部 寇 连 群 2005 年 4 月 22 日 中 国 遥 感 卫 星 地 面 站 正 式 接 收 处 理 分 发 印 度 RESOURCESAT-1(IRS-P6) 卫 星 数 据 RESOURCESAT-1(IRS-P6) 卫 星 于 2003 年 10 月 17 日 由 印 度 空 间 发 射 中 心 发 射, 是 印 度 IRS-1 卫 星 系 列 的 成 功 延 续 RESOURCESAT-1 (IRS-P6) 卫 星 与 中 国 遥 感 卫 星 地 面 站 现 接 收 处 理 的 其 他 卫 星 相 比 较, 在 卫 星 数 据 的 空 间 分 辨 率 有 较 大 的 提 升, 是 地 面 站 最 新 引 进 的 接 收 项 目, 预 计 会 成 为 中 国 广 大 的 卫 星 遥 感 用 户 较 为 关 注 的 新 数 据 源 在 RESOURCESAT-1(IRS-P6) 星 上, 装 载 有 LISS-4 LISS-3 及 AWiFS 等 传 感 器, 主 要 应 用 于 农 业 同 时, 这 种 分 辨 率 约 5.8 米 的 遥 感 图 象 在 城 市 规 划 灾 害 处 理 制 图 等 应 用 领 域 也 是 非 常 有 效 的 它 同 时 具 有 分 辨 率 高 重 访 周 期 短 覆 盖 范 围 大 等 特 点 RESOURCESAT-1(IRS-P6) 卫 星 运 行 寿 命 5 年, 近 极 轨 道, 太 阳 同 步, 平 均 高 度 817 公 里 RESOURCESAT-1(IRS-P6) 卫 星 的 独 特 之 处 在 于 将 三 种 分 辨 率 不 同 幅 宽 不 同 的 传 感 器 组 装 在 同 一 个 平 台 上 RESOURCESAT-1(IRS-P6) 卫 星 中 23 米 及 56 米 分 辨 率 的 彩 色 图 像 适 用 于 环 境 及 农 业 监 测 自 然 资 源 管 理 土 地 利 用 计 划 灾 害 处 理, 这 些 图 象 具 有 信 息 丰 富 覆 盖 范 围 大 的 特 点 RESOURCESAT-1(IRS-P6) 的 轨 道 是 重 复 周 期 和 重 访 周 期 的 有 效 组 合 RESOURCESAT-1(IRS-P6) 的 设 计 就 是 要 提 供 地 球 表 面 的 多 光 谱 及 全 色 图 象 所 搭 载 的 三 种 相 机 都 采 用 CCD 推 扫 式 扫 描 图 象 的 每 一 行 都 是 随 着 卫 星 向 前 运 动, 一 行 接 一 行 地 进 行 电 子 扫 描 1

LISS-4 传 感 器 LISS-IV 是 星 下 点 分 辨 率 为 5.8 米 ( 空 间 分 辨 率 ) 的 多 光 谱 高 分 辨 率 相 机, 此 相 机 还 有 一 个 特 点, 即 可 以 转 动 ±26 度 这 样, 指 定 任 何 一 处 地 面, 重 访 时 间 为 5 天 LISS-IV 有 两 种 模 式 : 多 光 谱 全 色 LISS-4 多 光 谱 模 式 LISS-4 在 多 光 谱 模 式 时 收 集 三 个 光 谱 段 的 数 据 : *0.52 至 0.59μm( 绿, 波 段 2) *0.62 至 0.68μm( 红, 波 段 3) *0.76 至 0.86μ m( 近 红 外, 波 段 4) 多 光 谱 模 式 中, 传 感 器 提 供 的 数 据 是 规 定 的 4096 个 连 续 的 象 元, 对 应 于 23.9 公 里 扫 描 幅 宽 此 4K 条 带 可 以 选 定 在 12K 象 元 中 任 何 部 分, 这 是 用 电 子 扫 描 程 序 中 发 命 令 决 定 开 始 点 而 做 到 的 LISS-4 全 色 模 式 在 MN 全 色 ) 模 式 中, 发 送 任 一 选 取 波 段 的 整 个 12K 象 元 的 数 据, 这 对 应 于 70 公 里 幅 宽 一 般 情 况 下 采 用 波 段 3(0.62-0.68μm) 的 数 据 全 色 传 感 器 提 供 空 间 分 辨 率 为 5.8 米 的 数 据, 其 扫 幅 宽 度 为 70 公 里 传 感 器 :LISS-4 谱 段 : 12K CCD/ 每 波 段 3 个 波 段 :0.52-0.59μm,0.62~0.68 μm, 0.77~0.86μm 2

扫 幅,MSS( 多 光 谱 ) 模 式 23.9 公 里, 可 在 70 公 里 内 选 取 扫 幅,PAN( 全 色 ) 模 式 70 公 里 ( 红 波 段 ) 地 面 分 辨 率 : 所 有 3 个 波 段 中 均 为 5.8 米 辐 射 值 分 辨 率 : 7 位 侧 视 能 力 ±26 度 BBR 0.25 象 元 重 访 能 力 5 天 增 益 单 增 益 ( 动 态 范 围 系 自 10bit 中 选 7 位 ) 轨 道 方 向 重 叠 2.5 公 里 垂 直 轨 道 方 向 重 叠 14.2 公 里 LISS-3 传 感 器 LISS-3 是 4 波 段 多 光 谱 相 机,3 个 波 段 为 可 见 光, 另 一 个 为 短 波 红 外 (SWIR),IRS-IC/ID 卫 星 均 如 此 LISS-3 相 机 新 增 加 了 SWIR(1.55 至 1.7μm), 其 空 间 分 辨 率 为 23.5 米 AWiFS 传 感 器 AWiFS 传 感 器 的 4 个 谱 段 和 LISS-3 的 完 全 一 样, 空 间 分 辨 率 56 米, 扫 幅 宽 737 公 里 4 个 谱 段 的 AWiFS 有 2 个 分 开 的 光 电 模 块, 即 AWIFS-A AWIFS-B 谱 段 数 为 2 此 外 AWIFS 还 有 星 载 的 检 测 器 标 定 用 的 LED( 发 光 二 极 管 ) RESOURCESAT-1 传 感 器 规 格 综 述 传 感 器 LISS-4 ( 可 侧 ±26 度 )5 日 重 访 LISS-3 AWiFS( 有 星 上 标 定 用 LED) 模 式 MN MX 23.5 米 56 米 空 间 分 辨 波 段 2 绿 分 辨 率 5.8 米 23.5 米 56 米 率 波 段 3 红 5.8 米 5.8 米 23.5 米 56 米 3

波 段 4 近 红 一 般 为 波 5.8 米 23.5 米 56 米 段 波 段 5 短 红 3 5.8 米 23.5 米 56 米 23.9 公 里 扫 幅 宽 70 公 里 ( 在 12K 象 141 公 里 737 公 里 元 可 选 4K) 辐 射 分 辨 率 7 位 7 位 7 位 10 位 波 段 2 绿 0.52-0.59 0.52-0.59μ 0.52-0.59μ μm m m 波 段 3 红 0.60-0.68 0.60-0.68μ 0.60-0.68μ μm m m 波 段 4 近 红 0.77-0.86 0.77-0.86μ 0.77-0.86μ μm m m 波 段 5 短 红 1.55-1.7μm 1.55-1.7μm RESOURCESAT-1(IRS-P6) 数 据 应 用 领 域 根 据 美 国 Space Imaging 公 司 所 公 布 的 材 料,RESOURCESAT-1 (IRS-P6) 数 据 的 主 要 应 用 领 域 如 下 : 农 业 和 土 壤 土 壤 相 位 级 别 信 息 农 作 物 识 别 农 作 物 及 其 长 势 监 测 作 物 冠 层 水 应 力 农 作 物 产 量 估 算 农 作 物 管 理 精 细 农 业 4

作 物 系 统 分 析 灾 害 评 估 病 虫 害 监 测 林 业 储 量 统 计 和 更 新 森 林 景 观 分 析 林 业 结 构 调 查 森 林 侵 犯 森 林 状 态 野 生 生 存 环 境 分 析 生 物 多 样 性 火 灾 灾 情 评 估 林 业 政 策 实 施 环 境 水 文 土 地 制 图 土 壤 污 染 制 图 采 石 场 和 荒 地 的 确 定 土 壤 荒 漠 化 分 析 油 泄 漏 点 源 污 染 和 非 点 源 污 染 环 境 影 响 评 估 地 质 勘 探 岩 性 制 图 地 质 构 造 填 图 5

采 矿 污 染 分 析 离 岸 / 在 岸 渗 漏 分 析 煤 火 分 析 采 矿 沉 淀 分 析 滑 坡 风 险 和 破 坏 地 质 能 量 基 础 设 施 公 路 网 络 3 维 城 市 建 模 设 施 制 图 水 电 线 路 定 位 选 址 城 乡 基 础 设 施 建 筑 和 水 文 的 登 记 造 册 GIS 市 政 地 理 信 息 系 统 共 用 通 道 制 图 交 通 网 络 农 村 公 路 的 连 通 性 公 路 变 化 跟 踪 通 讯 设 施 娱 乐 设 施 观 光 旅 游 违 规 设 施 的 监 督 t 灾 害 评 估 制 图 地 图 更 新 资 料 库 扩 充 6

制 图 用 底 图 流 域 管 理 地 形 评 估 城 市 建 模 公 路 和 基 础 设 施 制 图 选 址 评 估 国 防 战 略 目 标 监 视 任 务 计 划 训 练 条 约 查 证 扫 雷 7

国 家 级 开 发 区 遥 感 监 测 方 法 柴 渊, 温 礼 ( 中 国 土 地 勘 测 规 划 院, 北 京,100035) 摘 要 : 利 用 现 代 高 新 技 术 快 速 准 确 地 为 国 土 资 源 管 理 工 作 提 供 技 术 支 持 和 产 业 化 服 务, 已 日 益 获 得 显 著 的 经 济 效 益 和 社 会 效 益 本 文 着 重 论 述 了 利 用 高 分 辨 率 卫 星 数 据 首 次 对 全 国 国 家 级 开 发 区 实 施 遥 感 监 测 的 技 术 方 法, 对 深 化 改 革 严 格 土 地 管 理 加 强 国 土 资 源 宏 观 调 控 完 成 国 家 基 础 性 公 益 性 和 战 略 性 目 标 具 有 十 分 重 要 的 现 实 意 义 关 键 词 : 国 家 级 开 发 区, 遥 感 监 测, 技 术 方 法 中 图 分 类 号 :TP79: F293.2 Technique of monitoring national level development zone by remote sensing CHAI Yuan,WEN Li (China Land Surveying and Planning Institute,Beijing,100035) Abstract:What modern high-tech are used to fleetly and accurately provide technique sustainment and industrialization serves for land and resource management has increasingly gained obviouse economy and social benefit. This paper introduces how to monitor the land use status of national level development zone by remote sensing. It has very important realistic significance to deepening reformation and rigid land management and strengthening macroscopical regulation to land and resource and realizing national basal and public-benefit and strategical target. Key words:national level development zone; remote sensing monitoring; techniqueand method 1 引 言 随 着 我 国 改 革 开 放 政 策 的 持 续 深 入, 各 类 经 济 技 术 开 发 区 的 建 设 如 火 如 荼, 对 各 行 业 招 商 引 资 特 别 是 发 展 高 新 技 术 产 业 推 动 国 民 经 济 快 速 发 展 起 到 了 难 以 估 量 的 积 极 作 用 但 一 些 地 方 或 部 门 未 按 照 国 务 院 的 有 关 规 定, 擅 自 扩 大 开 发 区 范 围 或 重 复 建 设 ( 包 括 园 区 度 假 区 等 ), 滥 用 了 大 量 的 土 地 资 源, 特 别 是 宝 贵 的 耕 地 资 源, 为 此 国 务 院 办 公 厅 和 国 土 资 源 部 下 发 了 关 于 清 理 整 顿 各 类 开 发 区 加 强 建 设 用 地 管 理 的 通 知 ( 国 办 发 [2003]70 号 ) 关 于 印 发 进 一 步 治 理 整 顿 土 地 市 场 秩 序 工 作 方 案 的 通 知 2004 年 度, 国 土 资 源 大 调 查 土 地 利 用 动 态 遥 感 监 测 项 目 开 展 了 国 家 级 开 发 区 ( 园 区 ) 遥 感 监 测 工 作, 以 落 实 关 于 坚 持 实 行 世 界 上 最 严 格 的 土 地 管 理, 特 别 是 耕 地 保 护 制 度 的 国 土 资 源 宏 观 管 理 战 略 监 测 国 家 级 开 发 区 的 目 标 : 一 是 要 查 清 全 国 国 家 级 开 发 区 土 地 利 用 状 况, 为 清 理 整 顿 开 发 区 提 供 翔 实 1

准 确 现 势 性 的 基 础 资 料 ; 二 是 要 建 立 全 国 国 家 级 开 发 区 遥 感 监 测 数 据 库, 为 国 家 级 开 发 区 用 地 的 预 警 预 测 奠 定 基 础 2 技 术 方 法 2.1 任 务 要 求 应 用 高 分 辨 率 卫 星 数 据,QUICKBIRD(0.6m 全 色 和 2.4m 多 光 谱 ) IKONOS(1m 全 色 和 4m 多 光 谱 ) SPOT5(2.5m 全 色 和 10m 多 光 谱 ), 重 点 监 测 开 发 区 土 地 利 用 现 状 与 结 构 规 划 执 行 情 况 土 地 开 发 利 用 集 约 程 度 等 有 关 情 况, 结 合 开 发 区 社 会 经 济 等 信 息, 全 面 分 析 全 国 国 家 级 开 发 区 用 地 状 况 ; 建 立 全 国 国 家 级 开 发 区 遥 感 监 测 数 据 库, 研 究 确 定 开 发 区 监 测 指 标 等 具 体 任 务 有 : (1) 制 作 开 发 区 实 际 管 理 ( 包 括 批 准 规 划 超 出 规 划 以 及 代 管 ) 范 围 内 原 始 分 辨 率 卫 星 遥 感 正 射 影 像 图 (DOM) (2) 监 测 开 发 区 批 准 规 划 超 出 规 划 ( 即 未 经 批 准 而 扩 区 部 分, 以 下 简 称 扩 区 ) 以 及 代 管 的 规 模 (3) 监 测 开 发 区 批 准 规 划 以 及 扩 区 范 围 内 土 地 利 用 现 状 ( 含 空 闲 地 ) (4) 监 测 开 发 区 土 地 利 用 总 体 规 划 及 开 发 区 总 体 规 划 执 行 情 况 (5) 监 测 开 发 区 批 准 规 划 以 及 扩 区 范 围 内, 按 国 民 经 济 行 业 划 分 的 用 地 结 构 和 开 发 区 批 准 规 划 以 及 扩 区 范 围 内 建 筑 密 度 容 积 率 道 路 和 绿 化 覆 盖 率 等 (6) 分 析 开 发 区 土 地 开 发 经 济 效 益 状 况 (7) 建 立 全 国 国 家 级 开 发 区 遥 感 监 测 数 据 库, 构 建 开 发 区 预 警 预 测 系 统 2.2 技 术 依 据 监 测 技 术 方 法 主 要 遵 照 以 下 几 项 依 据 : (1) 全 国 国 家 级 开 发 区 ( 园 区 ) 遥 感 监 测 方 案, 国 土 资 源 部 地 籍 管 理 司, 中 国 土 地 勘 测 规 划 院,2004 年 7 月 (2) 土 地 利 用 动 态 遥 感 监 测 规 程, 中 华 人 民 共 和 国 行 业 标 准 (TD/1010 1999),1999 年 9 月 (3) 全 国 土 地 分 类 ( 试 行 ), 国 土 资 发 2003 231 号 (4) SPOT2.5m 数 字 正 射 影 像 图 制 作 技 术 规 定, 国 土 资 源 部 地 籍 管 理 司, 中 国 土 地 勘 测 规 划 院,2003 年 9 月 (5) 土 地 利 用 现 状 调 查 技 术 规 程, 全 国 农 业 区 划 委 员 会,1984 年 9 月 (6) 土 地 利 用 总 体 规 划 以 及 城 市 规 划 有 关 规 程 和 规 定 (7) 开 发 区 的 有 关 规 定 2.3 精 度 指 标 (1) 全 色 影 像 纠 正 中 误 差 不 超 过 2.5m (2) 全 色 与 多 光 谱 数 据 配 准 中 误 差 不 超 过 1 个 像 素 (3) 图 斑 勾 绘 中 误 差 不 超 过 3.75m (4) 建 设 用 地 最 小 上 图 图 斑 为 100m 2, 耕 地 最 小 上 图 图 斑 为 150m 2, 其 他 地 类 最 小 上 图 图 斑 为 375m 2 ; 宽 度 小 于 20m 的 线 状 地 物 绿 化 带 不 上 图 2.4 技 术 方 法 应 用 近 期 高 分 辨 率 卫 星 影 像 和 开 发 区 所 在 城 市 已 有 监 测 成 果, 并 充 分 利 用 开 发 区 规 划 及 开 发 现 状 等 资 料, 2

结 合 实 地 调 查, 准 确 掌 握 开 发 区 的 土 地 利 用 状 况, 并 分 析 土 地 利 用 结 构 开 发 集 约 程 度 和 土 地 开 发 效 益 等 情 况 2.4.1 总 体 流 程 图 QUICKBIRD IKONOS 或 SPOT5 数 据 制 作 DOM 收 集 相 关 资 料 外 业 调 查 转 绘 准 规 划 范 围 后 处 理 转 绘 扩 区 范 围 转 绘 代 管 范 围 统 计 分 析 制 作 LUDRG 开 发 区 遥 感 监 测 数 据 库 现 场 调 查 图 1 国 家 级 开 发 区 遥 感 监 测 总 体 技 术 流 程 图 2.4.2 DOM 制 作 以 满 足 精 度 要 求 ( 比 例 尺 1 5000 1 10000) 的 数 字 栅 格 地 形 图 (Digital Raster Graphic, 简 称 DRG) 土 地 利 用 数 字 栅 格 图 (Landuse Digital Raster Graphic, 简 称 LUDRG) 或 土 地 利 用 数 据 库 以 及 高 精 度 外 业 控 制 点 为 控 制 资 料, 利 用 数 字 高 程 模 型 (Digital Elevation Model, 简 称 DEM) 对 卫 星 数 据 进 行 正 射 纠 正 配 准 和 融 合, 叠 加 图 名 图 幅 号 公 里 格 网 注 记 行 政 境 界 等 制 图 整 饰 内 容 DOM 比 例 尺 要 保 证 遥 感 数 据 可 以 实 现 的 最 大 比 例 尺, 影 像 范 围 应 该 包 括 所 监 测 开 发 区 整 个 辖 区 范 围 2.4.3 图 斑 提 取 以 上 述 DOM 为 调 查 底 图 ( 保 持 最 大 出 图 比 例 尺 ), 提 取 土 地 利 用 图 斑 进 行 图 斑 编 号 和 填 加 注 记 等 ; 图 斑 编 号 的 原 则 是 : 由 上 到 下 从 左 至 右, 由 1 开 始 顺 序 编 号 填 写 外 业 调 查 记 录 表 ( 见 表 1) 3

开 发 区 名 称 : 序 号 图 斑 号 地 类 编 码 企 业 名 称 企 业 行 业 编 号 面 积 (m 2 ) 在 批 准 规 划 范 围 内 表 1 开 发 区 遥 感 监 测 外 业 调 查 记 录 表 在 扩 区 范 围 内 符 合 总 体 规 划 符 合 土 地 利 用 总 体 规 划 建 筑 物 基 底 面 积 (m 2 ) (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10) (11) (12) (13) (14) (15) (16) 建 筑 总 面 积 (m 2 ) 平 均 楼 层 数 建 筑 密 度 (%) 容 积 率 备 注 填 表 员 : 检 测 员 : 日 期 : 说 明 :A. 地 类 编 号 见 表 4; B. 行 业 编 码 见 表 5; C.(7)-(10) 栏 填 写 Y 或 N ; D. 与 规 划 用 途 不 一 致 图 斑 须 在 (16) 栏 填 写 规 划 用 途 4

2.4.4 外 业 调 查 (1) 资 料 收 集 : 收 集 开 发 区 总 体 规 划 图 ( 库 ) 土 地 利 用 总 体 规 划 图 ( 库 ) 用 地 分 布 图 开 发 区 规 划 数 据 库 等 相 关 图 件 资 料 ; 收 集 每 个 地 块 图 斑 的 建 筑 密 度 容 积 率 投 资 密 度 工 业 总 产 值 和 税 收 等 相 关 数 据 资 料 (2) 内 业 勾 绘 : 在 调 查 底 图 上 勾 绘 开 发 区 批 准 规 划 界 线 扩 区 范 围 和 代 管 范 围 ; 根 据 收 集 的 资 料, 在 室 内 以 宗 地 为 单 位 勾 绘 批 准 规 划 和 扩 区 范 围 内 可 确 定 的 土 地 利 用 图 斑 范 围 建 筑 密 度 和 容 积 率, 标 注 相 应 的 地 类 代 码 企 业 名 称 和 行 业 编 号 (3) 实 地 调 查 : 对 室 内 无 法 确 定 的 土 地 利 用 图 斑, 逐 个 地 块 进 行 调 查, 确 定 其 用 地 类 型 范 围 以 及 企 业 名 称 ; 对 不 能 直 接 从 规 划 及 相 关 资 料 中 获 取 建 筑 密 度 和 建 筑 容 积 率 的 建 设 用 地 图 斑, 须 实 地 进 行 建 筑 密 度 和 容 积 率 的 调 查 2.4.5 后 处 理 经 过 全 面 详 细 地 前 期 内 业 处 理 和 外 业 调 查, 以 开 发 区 各 项 规 划 用 地 指 标 和 实 际 现 状 为 依 据, 建 立 开 发 区 监 测 信 息 管 理 文 件 夹 各 指 标 统 计 计 算 和 开 发 区 遥 感 监 测 图 (1) 整 理 外 业 调 查 记 录 表 及 相 关 资 料 (2) 根 据 外 业 调 查 成 果, 修 正 土 地 利 用 图 斑 的 范 围 和 类 型 等 (3) 制 作 开 发 区 数 字 栅 格 土 地 利 用 总 体 规 划 图 和 总 体 规 划 图, 提 取 开 发 区 批 准 规 划 界 线 扩 区 界 线 代 管 范 围 界 线 和 用 途 分 区 界 线 (4) 套 合 正 射 遥 感 影 像 图 和 开 发 区 数 字 栅 格 土 地 利 用 总 体 规 划 图 和 总 体 规 划 图, 检 查 开 发 区 土 地 利 用 现 状 与 规 划 的 一 致 性 若 有 开 发 区 土 地 利 用 总 体 规 划 图 和 总 体 规 划 图 矢 量 数 据 库, 可 直 接 与 正 射 遥 感 影 像 图 套 合 使 用 (5) 在 GIS 软 件 的 支 持 下, 以 数 字 正 射 影 像 为 基 础 外 业 调 查 为 依 据, 勾 绘 宗 地 矢 量 图 斑, 填 写 图 斑 属 性 表 ( 见 表 2) 表 2 图 斑 属 性 表 字 段 名 称 字 段 类 型 长 度 备 注 序 号 XH [number] 4 图 斑 号 TBH [char] 4 地 类 编 码 DLBM [char] 4 见 附 表 2 企 业 名 称 QYMC [char] 20 企 业 行 业 编 码 QYBM [number] 2 见 附 表 7 面 积 MJ [float] 12 小 数 点 后 一 位 在 批 准 规 划 范 围 内 GHN [char] 1 填 写 y 或 n 在 扩 区 范 围 内 KQN [char] 1 填 写 y 或 n 符 合 总 体 规 划 FHGH [char] 1 填 写 y 或 n 符 合 土 地 利 用 总 体 规 划 FHTD [char] 1 填 写 y 或 n 建 筑 物 基 底 面 积 JDMJ [float] 8 小 数 点 后 一 位 建 筑 总 面 积 JZZMJ [float] 8 小 数 点 后 一 位 平 均 楼 层 数 PJLCS [float] 8 小 数 点 后 一 位 建 筑 密 度 JZMD [float] 8 小 数 点 后 一 位 容 积 率 RJL [float] 8 小 数 点 后 一 位 备 注 BZ [char] 20 (6) 建 立 开 发 区 遥 感 监 测 信 息 管 理 文 件 夹 ( 见 表 3) 5

表 3 开 发 区 遥 感 监 测 信 息 管 理 文 件 夹 文 件 内 容 文 件 命 名 及 格 式 图 名 TM.E00 图 例 TL.TIF 图 廓 TK.E00 注 记 ZJ.E00 代 管 界 线 DGJX.E00 扩 区 界 线 KQJX.E00 批 准 规 划 界 线 GHJX.E00 土 地 利 用 图 斑 LUTB.E00 土 地 利 用 总 体 规 划 图 TDGH.TIF 总 体 规 划 图 ZTGH.TIF 土 地 利 用 现 状 图 LUDRG.TIF 批 准 规 划 扩 区 及 代 管 范 围 内 DOM 2004DOM.TIF (7) 计 算 建 筑 密 度 容 积 率 公 用 绿 地 覆 盖 率 道 路 覆 盖 率 空 闲 率, 分 析 土 地 开 发 经 济 效 益 等 建 筑 密 度 = 建 筑 物 基 底 面 积 / 建 设 用 地 面 积, 保 留 小 数 点 后 二 位 建 筑 容 积 率 = 建 筑 面 积 / 建 设 用 地 面 积, 保 留 小 数 点 后 二 位 绿 地 覆 盖 率 = 批 准 规 划 范 围 内 公 用 绿 地 面 积 / 规 划 面 积 道 路 覆 盖 率 = 批 准 规 划 范 围 内 公 用 道 路 面 积 / 规 划 面 积 空 闲 率 = 空 闲 地 面 积 / 规 划 面 积 (8) 制 作 开 发 区 遥 感 监 测 图 件 ( 图 例 见 表 4 表 5) 表 4 开 发 区 土 地 利 用 分 类 及 图 例 一 级 类 二 级 类 色 标 颜 色 显 示 1 农 用 地 11 耕 地 (255,255, 0 ) 10A 其 它 农 用 地 (225,125, 0 ) 2 建 设 用 地 21 商 服 用 地 (200,100,200) 221 工 业 用 地 (150, 50, 0 ) 223 仓 储 用 地 (180,100,100) 232A 广 场 (180,255,100) 232B 公 用 绿 地 ( 50,255, 50) 24 公 共 建 筑 用 地 (255,200,175) 25 住 宅 用 地 (255, 0, 0 ) 26 交 通 运 输 用 地 (100,100,100) 29 空 闲 地 ( 0,255,255) 20A 其 它 建 设 用 地 (255,127,127) 3 未 利 用 地 30 未 利 用 地 (255, 0,255) 表 5 开 发 区 土 地 利 用 行 业 分 类 及 图 例 6

行 业 编 码 行 业 名 称 色 标 颜 色 1 纺 织 业 (200, 50,50) 2 医 药 制 造 业 (200,127,255) 3 水 泥 制 造 业 和 制 品 业 (127,127,127) 4 炼 铁 业 和 炼 钢 业 ( 0,200,200) 5 铝 冶 炼 业 (255,150,100) 6 电 力 生 产 业 (127,255,127) 7 房 地 产 开 发 与 经 营 业 (255,100,200) 8 电 子 设 备 制 造 业 (255,255,0 ) 9 化 学 原 料 及 制 品 制 造 业 (255,0,255) 10 食 品 加 工 制 造 业 ( 0,255,255) 11 建 材 制 造 业 (225,125,0 ) 12 住 宿 餐 饮 及 娱 乐 服 务 业 (150, 50,0 ) 13 其 他 行 业 ( 0,127,255) 3 监 测 成 果 3.1 信 息 管 理 文 件 夹 信 息 管 理 文 件 夹 是 集 矢 量 和 栅 格 数 据 为 一 体 的 监 测 成 果 工 程 管 理 文 件, 所 包 含 的 内 容 及 格 式 详 见 表 3 3.2 数 据 成 果 根 据 开 发 区 外 业 调 查 记 录 表 可 以 得 到 一 系 列 统 计 汇 总 数 据, 从 中 分 析 揭 示 出 目 前 各 区 域 各 类 开 发 区 的 土 地 利 用 现 状 和 发 展 规 律 (1) 国 家 级 开 发 区 ( 园 区 ) 基 本 情 况 汇 总 (2) 国 家 级 开 发 区 ( 园 区 ) 土 地 利 用 现 状 面 积 统 计 (3) 国 家 级 开 发 区 ( 园 区 ) 行 业 用 地 面 积 统 计 (4) 国 家 级 开 发 区 ( 园 区 ) 规 划 执 行 情 况 ( 见 表 6) 名 称 表 6 开 发 区 规 划 执 行 情 况 统 计 表 单 位 :km 2 批 准 规 划 范 围 内 扩 区 代 管 范 围 内 符 合 总 体 符 合 土 地 利 用 所 占 比 例 (%) 所 占 比 例 (%) 规 划 面 积 总 体 规 划 面 积 (5) 国 家 级 开 发 区 ( 园 区 ) 土 地 集 约 利 用 情 况 ( 见 表 7) 表 7 单 位 :% 开 发 区 土 地 集 约 利 用 情 况 统 计 表 7

名 称 建 筑 密 度 建 筑 容 积 率 公 用 绿 地 覆 盖 率 道 路 覆 盖 率 空 闲 率 (6) 国 家 级 开 发 区 ( 园 区 ) 土 地 经 济 效 益 情 况 ( 见 表 8) 名 称 表 8 开 发 区 土 地 经 济 效 益 统 计 表 单 位 : 万 元 / 公 顷 投 资 密 度 工 业 总 产 值 税 收 设 计 投 资 密 度 实 践 投 资 密 度 设 计 工 业 总 产 值 实 际 工 业 总 产 值 设 计 税 收 实 际 税 收 3.3 图 件 成 果 以 遥 感 正 射 影 像 图 为 底 图, 按 统 一 的 图 式 图 例 ( 参 见 表 4 和 表 5) 线 性 符 号 和 注 记 规 范 表 示 开 发 区 监 测 成 果 (1) 开 发 区 土 地 利 用 现 状 遥 感 监 测 图 ( 见 图 2) (2) 开 发 区 土 地 利 用 行 业 分 类 遥 感 监 测 图 ( 见 图 3) 8

测 图 图 2 开 发 区 土 地 利 用 现 状 遥 感 监 测 图 图 3 开 发 区 土 地 利 用 行 业 分 类 遥 感 监 3.4 预 警 预 测 系 统 通 过 建 立 开 发 区 ( 园 区 ) 遥 感 监 测 数 据 库, 构 建 全 国 国 家 级 开 发 区 预 警 预 测 系 统 4 结 束 语 利 用 现 代 高 新 技 术 快 速 准 确 地 为 国 土 资 源 管 理 工 作 提 供 技 术 支 持 和 产 业 化 服 务, 已 日 益 获 得 显 著 的 经 济 效 益 和 社 会 效 益, 特 别 是 首 次 对 已 建 立 20 年 的 全 国 国 家 级 开 发 区 实 施 遥 感 监 测 具 有 十 分 重 要 的 现 实 意 义 及 时 掌 握 了 各 类 开 发 区 的 土 地 利 用 状 况 实 际 管 理 范 围 规 划 执 行 情 况 等 现 势 性 资 料, 为 建 立 全 国 国 家 级 开 发 区 遥 感 监 测 数 据 库 构 建 开 发 区 预 警 预 测 系 统 奠 定 了 基 础 随 着 国 土 资 源 管 理 需 求 的 不 断 扩 大 遥 感 技 术 的 迅 猛 发 展, 采 用 遥 感 卫 星 数 据 为 主 要 信 息 源 的 土 地 利 用 动 态 遥 感 监 测 项 目, 经 过 多 年 的 具 体 实 践, 在 未 来 对 各 级 开 发 区 的 动 态 遥 感 监 测 中 必 须 着 重 注 意 如 下 几 个 方 面 : 4.1 充 分 运 用 高 分 辨 率 卫 星 数 据 因 各 开 发 区 实 际 面 积 极 不 相 同, 要 求 分 辨 率 高 出 图 比 例 尺 大, 故 作 业 中 使 用 QUICKBIRD 和 IKONOS 数 据 明 显 优 于 SPOT5 数 据 的 监 测 效 果 为 保 证 监 测 精 度 周 期 减 少 外 业 工 作 量, 必 须 更 广 泛 地 采 用 高 分 辨 率 的 遥 感 数 据 4.2 完 善 土 地 分 类 系 统 制 定 开 发 区 地 类 和 行 业 分 类 体 系 应 从 开 发 区 实 际 出 发 在 制 定 土 地 利 用 分 类 体 系 时, 保 证 每 种 地 类 有 明 确 的 归 属, 尽 量 避 免 地 类 划 分 含 糊 不 清 的 现 象 同 时 要 基 于 长 远 考 虑, 使 其 与 城 建 部 门 的 土 地 分 类 衔 接, 提 高 监 测 成 果 的 利 用 率 土 地 利 用 行 业 分 类 体 系 要 进 一 步 考 虑 开 发 区 自 身 特 点, 完 善 现 有 分 类 系 统, 保 证 分 类 体 系 可 以 包 涵 开 发 区 所 涉 及 的 各 类 性 质 行 业 4.3 加 强 开 发 区 评 价 指 标 体 系 和 评 价 模 型 的 研 究 现 有 监 测 指 标 虽 然 力 求 从 多 方 面 反 映 开 发 区 土 地 利 用 程 度 和 效 能, 但 指 标 之 间 相 对 孤 立 零 散, 不 易 对 开 发 区 进 行 综 合 定 量 的 评 价 因 此 应 积 极 从 总 体 上 建 立 一 个 系 统 全 面 定 量 化 地 评 价 开 发 区 用 地 效 能 的 指 标 体 系 及 理 论 模 型 参 考 文 献 (references): [1] 国 土 资 源 部 地 籍 管 理 司, 中 国 土 地 勘 测 规 划 院. 全 国 国 家 级 开 发 区 ( 园 区 ) 遥 感 监 测 方 案 [S]. 2003. [2] 国 土 资 源 部 地 籍 管 理 司, 中 国 土 地 勘 测 规 划 院. 关 于 国 家 级 开 发 区 监 测 方 案 几 点 补 充 修 改 规 定 [S]. 2003 [3] 彭 望 琭. 遥 感 概 论 [M]. 北 京 : 高 等 教 育 出 版 社,2002. [4] 章 孝 灿, 黄 智 才, 赵 元 洪. 遥 感 数 字 图 像 处 理 [M]. 杭 州 : 浙 江 大 学 出 版 社,2003. 9

1 第 一 作 者 : 许 贵 林, 男,1964, 高 级 工 程 师, 中 国 地 质 大 学 地 图 制 图 学 与 地 理 信 息 工 程 专 业 2004 届 博 士 研 究 生 主 要 从 事 土 地 信 息 系 统 研 究 (XU Gui-lin,male,1964,Ph. D. Major: mapping & geography information system) Tel:0771-5892094,13977127977;Email:XGL@glland.cn;xgl6476@163.com 本 文 的 研 究 得 到 了 桂 林 市 土 地 管 理 信 息 系 统 桂 林 市 城 区 测 绘 工 程 项 目 基 金 的 资 助 10

SPOT 5 号 卫 星 系 统 性 能 概 述 ( 北 京 视 宝 (SPOT) 卫 星 图 像 有 限 公 司 ) 摘 要 : 概 要 介 绍 SPOT5 号 卫 星 的 主 要 成 像 传 感 器, 精 确 定 位 技 术 及 数 据 格 式 ; 介 绍 分 析 卫 星 数 据 的 应 用 前 景 关 键 词 :SPOT 卫 星, 性 能, 遥 感 SPOT 5 号 卫 星 于 格 林 威 治 时 间 2002 年 5 月 4 日 1 时 31 分 由 阿 丽 娅 娜 四 号 火 箭 成 功 发 射, 进 入 近 极 地 太 阳 同 步 轨 道 轨 道 高 度 为 822 公 里 本 文 概 要 介 绍 SPOT 5 号 卫 星 的 主 要 技 术 性 能 1 SPOT 5 号 卫 星 的 主 要 成 像 传 感 器 SPOT 5 号 卫 星 搭 载 了 多 重 分 辨 率 和 多 种 用 途 的 成 像 装 置 1.1 HRG 高 分 辨 率 几 何 成 像 仪 (High Resolution Geometric Imaging Instrument) SPOT 1-4 号 卫 星 成 像 传 感 器 的 空 间 分 辨 率 指 标 是 一 致 的, 全 色 波 段 分 辨 率 为 10m, 多 光 谱 分 辨 率 为 20m 而 新 一 代 的 SPOT5 HRG 成 像 仪 则 可 提 供 多 达 四 种 不 同 分 辨 率 20m,10m,5m, 和 2.5m 1.1.1 HRG 的 主 要 性 能 指 标 与 SPOT 1-4 有 两 组 性 能 一 致 的 成 像 仪 (HRV) 一 样,SPOT5 也 搭 载 了 两 组 性 能 一 致 的 成 像 仪 (HRG) HRG 成 像 仪 的 焦 距 为 1.082m, 视 场 角 为 +/- 2 度, 在 地 面 的 观 测 宽 度 为 60km HRG 保 留 了 HRV 所 具 有 的 侧 摆 观 测 功 能, 最 大 侧 视 角 度 为 27 度 两 组 HRG 探 测 器 可 分 别 独 立 工 作, 也 可 并 行 接 收 数 据, 从 而 得 到 视 场 宽 度 为 近 120km 的 宽 幅 高 分 辨 率 影 像 HRG 成 像 仪 采 用 了 像 元 尺 寸 为 6.5µm 的 线 阵 CCD 传 感 器 5m 分 辨 率 的 全 色 波 段 (0.49-0.69 µm) 传 感 器 线 阵 为 12000 个 像 元 ;10m 分 辨 率 的 多 光 谱 ( 绿 :0.50-0.59µm; 红 :0.61-0.68µm; 近 红 外 :0.79-0.89µm) 传 感 器 为 6000 个 像 元 ;20m 分 辨 率 的 短 波 红 外 波 段 (1.58-1.75µm) 传 感 器 为 3000 个 像 元 这 些 波 段 基 本 覆 盖 了 沙 土, 水 体, 植 被, 冰 雪 等 主 要 地 物 特 征 的 响 应 峰 值 ( 详 见 本 文 植 被 探 测 器 VEGETATION)

1.1.2 SPOT 2.5m 分 辨 率 和 全 新 概 念 的 Supermode 成 像 处 理 方 式 SPOT 5 采 用 了 由 法 国 国 家 空 间 技 术 研 究 中 心 (CNES) 专 利 所 有 的 全 新 概 念 的 Supermode 成 像 处 理 技 术, 利 用 两 幅 5m 分 辨 率 的 影 像 处 理 生 成 了 2.5m 分 辨 率 的 图 像 产 品 在 HRG 成 像 仪 的 同 一 焦 平 面 上 放 置 两 个 12000 个 像 元 的 线 阵 CCD 传 感 器 这 两 个 线 阵 传 感 器 的 相 对 位 置 有 严 格 的 几 何 限 定, 即 在 沿 卫 星 飞 行 方 向 和 垂 直 于 飞 行 方 向 均 相 互 错 开 1/2 个 像 元 这 两 个 线 阵 CCD 传 感 器 在 同 一 地 区, 同 时 采 集 两 幅 5m 分 辨 率 的 影 像 ( 见 图 1, 图 2), 从 肉 眼 判 断, 这 两 幅 影 像 似 乎 没 有 差 别, 但 是, 如 果 通 过 计 算 机 处 理 就 会 发 现, 这 两 幅 图 像 之 间 的 差 值 恰 恰 突 显 了 所 有 地 物 的 轮 廓 边 缘 纹 理 信 息 ( 见 图 3) 第 一 幅 5m 分 辨 率 影 像 第 二 幅 5m 分 辨 率 影 像 差 值 =image1-image2 ( 图 1) ( 图 2) ( 图 3) 也 就 是 说, 这 种 双 线 阵 CCD 同 时 错 位 半 个 像 元 成 像, 能 够 带 来 比 单 一 传 感 器 成 像 更 多, 更 丰 富 的 影 像 纹 理 信 息 这 就 是 全 新 概 念 的 Supermode 方 法 的 数 学 和 物 理 基 础 SPOT 5 采 用 了 这 种 处 理 方 法, 通 过 数 据 的 采 集, 迭 加, 复 原 等 复 杂 但 准 确 的 计 算 处 理 过 程, 实 现 了 从 两 幅 同 时 采 集 的 相 对 精 确 定 位 的 5m 分 辨 率 影 像 生 成 2.5m 分 辨 率 影 像 ( 见 图 4)

图 1 图 2 迭 加 插 值 反 卷 复 原 两 幅 5m 分 辨 率 的 影 像 迭 加 后 的 2.5m 分 辨 率 影 像 图 4 supermode 2.5m 分 辨 率 影 像 采 用 这 种 全 新 概 念 的 Supermode 成 像 处 理 方 式 大 大 降 低 了 高 分 辨 率 (2.5m) 和 大 视 场 (60x60km) 所 带 来 的 大 数 据 量 (576Mbites/ 景 ) 星 地 传 输 的 压 力, 从 而 实 现 了 在 保 持 了 大 视 场 范 围 不 变 的 情 况 下, 将 分 辨 率 从 SPOT 1-4 的 10m 分 辨 率 提 高 到 SPOT5 的 2.5m 1.2 HRS 高 分 辨 率 立 体 成 像 仪 (High Resolution Stereoscopic Imaging Instrument) 第 一 代 SPOT 卫 星 立 体 像 对 的 接 收 是 在 卫 星 飞 过 两 条 不 同 轨 道 时, 通 过 其 成 像 仪 HRV 侧 摆 来 实 现 的 这 种 方 法 对 小 范 围 内 的 立 体 像 对 的 获 取 是 成 功 的, 但 是 很 难 满 足 生 产 大 面 积 大 规 模 DEM 的 需 要 与 之 不 同, 新 一 代 的 SPOT 5 号 卫 星 则 搭 载 一 个 专 门 用 来 获 取 像 对 的 高 分 辨 率 立 体 成 像 仪 HRS HRS 配 有 前 视 和 后 视 两 套 光 学 望 远 镜 系 统, 焦 距 为 0.580m, 共 用 一 个 像 元 尺 寸 为 6.5µm 的 12000 个 像 元 的 线 阵 全 色 波 段 CCD 传 感 器 ( 见 图 5) 前 向 和 后 向 视 角 均 为 20 度 立 体 像 对 的 最 大 覆 盖 范 围 为 120x 600km( 见 图 6) T0 T0+90s 飞 行 向 轨 T0+180S 像 对 600 120km ( 图 5) ( 图 6)

当 HRS 工 作 时, 在 T0 秒 打 开 前 向 望 远 镜, 沿 轨 道 飞 行 90s 钟 后, 关 闭 前 向 望 远 镜, 同 时 打 开 后 向 望 远 镜, 再 飞 行 90s 钟, 即 完 成 了 120x600km 条 带 的 立 体 像 对 接 收 HRS 这 种 沿 飞 行 轨 道 前 后 扫 描 立 体 成 像 的 方 式, 使 得 整 个 72000km2 范 围 的 立 体 像 对 仅 在 180s 内 得 以 接 收 完 成, 两 幅 影 像 接 收 时 间 差 仅 为 90s 这 就 大 大 提 高 了 立 体 像 对 的 接 收 成 功 率, 也 保 证 了 像 对 间 的 相 关 性 和 相 似 性 HRS 的 地 面 采 用 间 隔 为 5m( 沿 飞 行 方 向 )x10m( 垂 直 于 飞 行 方 向 ) 每 天 最 大 接 收 能 力 可 达 126000km2 生 成 DEM 的 高 程 相 对 精 度 为 5-10m, 绝 对 精 度 为 10-15m 1.3 VEGETATION 植 被 探 测 器 与 SPOT 4 一 样,SPOT 5 号 星 上 也 搭 载 了 一 个 植 被 探 测 器 VEGETATION 植 被 探 测 器 是 一 个 相 对 独 立 的 系 统, 具 备 完 全 独 立 于 星 上 其 它 传 感 器 的 数 据 记 录, 数 据 传 输, 故 障 诊 断 等 系 统 植 被 探 测 器 的 分 辨 率 为 1.15km( 星 下 点 ), 视 场 宽 度 为 2250km, 可 每 天 覆 盖 全 球 一 次 植 被 探 测 器 的 主 要 功 能 之 一 是 连 续 观 测 地 球 表 面 的 天 然 和 人 工 植 被 覆 盖 状 况 及 其 状 态 特 征 比 如 : 树 冠 上 的 叶 绿 素, 水 份 和 结 构 特 征 等 因 此 优 选 了 四 个 波 段 以 满 足 观 测 需 求 这 四 个 波 段 与 HRG 传 感 器 10m 分 辨 率 的 多 光 谱 波 段 是 基 本 一 致 的 红 色 :0.61-0.68µm, 波 段 中 心 恰 好 落 在 叶 绿 素 的 吸 收 峰 值 0.665 µm 处 ; 近 红 外 :0.78-0.89µm, 是 最 强 的 植 被 信 息 反 射 波 段, 并 且 主 要 与 植 物 内 部 细 胞 结 构 和 植 被 对 土 壤 的 覆 盖 比 率 相 关 这 一 优 选 的 波 段 范 围, 没 有 包 括 近 红 外 的 长 波 部 分, 这 是 为 了 去 除 大 气 中 水 蒸 气 ( 吸 收 峰 值 0.935µm) 对 植 被 探 测 的 影 响 短 波 红 外 :1.58-1.75µm, 波 段 中 心 在 1.65 µm 附 近, 这 正 是 最 能 反 映 树 冠 中 的 水 份 含 量 及 其 细 胞 结 构 特 征 的 峰 值 蓝 色 :0.43-0.47µm, 可 用 于 计 算 大 气 中 短 时 间 内 烟 雾 分 布 状 况 因 为 在 这 一 波 段 中 地 表 植 被 的 反 射 信 息 最 弱, 而 大 气 中 的 烟 雾 传 播 效 益 最 强 2 SPOT 5 号 卫 星 的 精 确 定 位 技 术 SPOT 5 的 定 位 精 度 较 之 SPOT 1-4 提 高 了 至 少 3-5 倍 2.1 DORIS 轨 道 测 量 系 统 DORIS 是 由 法 国 国 家 空 间 技 术 研 究 中 心 (CNES) 等 单 位 设 计 建 立 的, 用 于 精 确 测 定 卫 星 飞 行 轨 迹 的 系 统 由 分 布 在 全 球 的 轨 道 测 量 信 号 发 生 器 构 成 一 个 高 强 度, 高 稳 定 性 的, 覆 盖 全 部 卫 星 轨 道 的 电 磁 波 信 号 分 布 网, 星 载 信 号 接 收 器 接 收 并 测 量 这 些 电 磁

波 的 多 普 勒 位 移, 结 合 卫 星 平 台 空 间 受 力 ( 主 要 是 地 心 引 力 ) 数 学 模 型 进 行 综 合 分 析 计 算, 就 能 准 确 地 确 定 卫 星 的 飞 行 轨 迹 2.2 卫 星 姿 态 跟 踪 测 定 装 置 (STAR TRACKER) SPOT 5 号 卫 星 采 用 多 组 陀 螺 仪, 对 卫 星 姿 态 进 行 测 算, 利 用 恒 星 定 位 技 术, 测 算 卫 星 取 向 角 的 绝 对 值, 并 据 此 对 卫 星 姿 态 进 行 调 整, 使 卫 星 姿 态 参 数 始 终 保 持 高 度 准 确 2.3 SPOT 5 号 卫 星 数 据 产 品 的 定 位 精 度 采 用 了 DORIS 轨 道 定 位 系 统 和 卫 星 姿 态 跟 踪 测 算 调 整 技 术, 使 SPOT 5 号 卫 星 的 绝 对 定 位 精 度 提 高 到 数 十 米 以 内 在 没 有 控 制 点 的 情 况 下, 基 于 立 体 成 像 仪 HRS 接 收 的 像 对, 利 用 法 国 IGN 的 特 殊 处 理 技 术 所 生 成 的 DEM 平 面 定 位 精 度 和 高 程 定 位 精 度 均 能 达 到 卫 星 平 台 本 身 的 定 位 精 度, 即 10-15m 由 于 高 分 辨 率 几 何 成 像 仪 HRG 中 包 含 侧 摆 反 射 镜, 因 此 HRG 的 影 像 定 位 精 度 要 低 于 卫 星 平 台 本 身 在 没 有 控 制 点 的 情 况 下,HRG 传 感 器 的 定 位 精 度 优 于 50m 利 用 SPOT 5 的 DEM 对 其 HRS 影 像 进 行 正 射 纠 正, 可 以 获 得 定 位 精 度 在 15m 左 右 的 HRS 正 射 影 像, 利 用 HRS 正 射 影 像 并 结 合 DEM 对 HRG 高 分 辨 率 影 像 进 行 纠 正, 就 可 在 没 有 控 制 点 的 情 况 下, 得 到 10m,5m, 2.5m 分 辨 率, 定 位 精 度 在 15m 左 右 的 高 分 辨 率 正 射 影 像 3 SPOT 5 号 卫 星 数 据 格 式 DIMAP SPOT 5 号 卫 星 采 用 DIMAP 格 式 DIMAP 是 开 放 的 数 据 格 式, 既 支 持 栅 格 数 据, 也 支 持 矢 量 数 据 SPOT 数 据 产 品 的 DIMAP 格 式 包 含 两 部 分 : 影 像 文 件 (Image data) 和 参 数 文 件 (Metadata) 影 像 文 件 为 GeoTIFF 格 式, 表 达 为 Imagery.tif, 绝 大 多 数 商 业 软 件 或 GIS 软 件 均 支 持 该 数 据 格 式 参 数 文 件 为 XML 格 式, 表 达 为 Metadata.dim, 可 以 用 任 何 网 络 浏 览 器 阅 读 如 果 用 户 在 Windows 2000 下 直 接 打 开 影 像 文 件 (case 1), 则 影 像 只 按 图 形 显 示, 没 有 地 理 参 考 信 息, 也 无 法 做 辐 射 动 态 范 围 调 整 如 果 用 户 用 GIS 软 件 打 开 SPOT DIMAP(case 2), 则 影 像 按 其 相 应 的 地 理 位 置 显 示, 并 带 有 地 图 投 影 的 信 息, 而 且 软 件 能 自 动 从 参 数 文 件 中 读 取 关 键 词, 在 显 示 的 同 时 自 动 增 强 影 像 对 比 度, 并 按 指 定 的 方 式 显 示 波 段 组 合 如 果 用 户 想 直 接 阅 读 参 数 文 件 (case 3), 则 只 需 用 任 何 网 络 浏 览 器 打 开 参 数 文 件, 直 接 显 示 所 有 参 数 ( 如 图 7)

Case1: 图 像 显 示 Imagery.tif Case2:GIS 或 图 像 处 理 Case3: 网 络 浏 览 器 Metadata.dim ( 图 7) 4 SPOT 5 号 卫 星 数 据 的 应 用 前 景 分 析 SPOT 5 号 卫 星 先 进 的 技 术 性 能 将 使 其 在 进 一 步 巩 固 在 传 统 领 域 中 应 用 的 同 时, 也 将 在 许 多 新 的 领 域 发 挥 作 用 特 别 是 通 过 图 像 处 理, 可 以 将 其 5m,2.5m 分 辨 率 的 全 色 数 据 与 10m 分 辨 率 的 彩 色 数 据 融 合 得 到 5m, 2.5m 分 辨 率 的 彩 色 图 像, 这 些 高 分 辨 率 的 彩 色 图 像 的 应 用 领 域 将 会 更 加 广 泛 4.1 国 土 资 源 调 查 基 于 其 高 效 率 的 数 据 获 取 能 力, 大 覆 盖 范 围 和 适 宜 分 辨 率, 目 前 已 经 有 覆 盖 全 国 绝 大 多 数 大 中 城 市 的 近 三 年 的 2.5 米 真 彩 色 卫 星 影 像 这 些 2.5m 分 辨 率 彩 色 影 像 可 以 在 1:10000-1:5000 的 尺 度 上 对 耕 地, 乡 村 地 籍 进 行 量 测 管 理 自 2002 年 成 功 发 射 以 来, 国 土 资 源 部 已 经 利 用 SPOT 5 卫 星 数 据 监 测 了 全 国 100 多 个 城 市 的 土 地 利 用 监 测 4.2 测 绘 制 图 全 球 有 44% 的 地 表 尚 未 具 备 1:50000 地 形 图 SPOT5 号 星 的 5m 和 2.5m 分 辨 率 数 据 及 5x10m 分 辨 率 的 立 体 像 对 将 可 用 于 制 作 和 更 新 1:50000 和 1:25000 的 地 形 图 其 正 射 影 像 也 将 是 相 应 比 例 尺 的 国 家 数 字 影 像 库 的 最 经 济, 最 快 速, 最 实 用 的 数 据 源

4.3 城 市 规 划 和 区 域 规 划 SPOT 5 号 卫 星 高 分 辨 率, 大 视 场 的 特 点, 使 其 在 区 域 规 划 中 的 优 势 是 显 而 易 见 的 2.5m 分 辨 率 的 影 像 使 其 有 能 力 进 军 城 市 1:10 000-1:5000 比 例 尺 的 城 市 土 地 利 用 现 状 图 的 更 新 彩 色 2.5m 数 据 可 以 对 城 市 概 貌 进 行 详 尽 准 确 的 解 译, 用 以 辅 助 城 市 规 划, 并 作 为 基 础 地 理 信 息 与 城 市 GIS 集 成 4.4 农 业 林 业 及 环 境 保 护 SPOT 5 号 卫 星 的 10m 分 辨 率 彩 色 影 像 可 以 直 接 用 于 农 业 环 境 及 林 业 资 源 的 调 查 监 测 10m 分 辨 率 的 彩 色 影 像 可 以 直 接 用 于 1:50000 和 1:25000 的 农 业 林 业 植 被 覆 盖 等 环 境 资 源 调 查 对 于 林 地 砍 伐, 树 种 分 类, 荒 漠 化 监 测, 灾 害 评 估 等 方 面, 2.5 米 分 辨 率 的 工 作 尺 度 可 接 近 1:5000 4.5 军 事 应 用 SPOT 5 的 高 精 度 立 体 像 对 及 DEM 对 于 军 事 成 图, 特 别 是 三 维 立 体 成 图, 制 作 数 字 指 挥 系 统, 战 场 模 拟 等 均 有 突 出 的 意 义 2.5m 彩 色 高 分 辨 率 正 射 影 像 在 军 事 侦 察, 情 报 分 析 等 方 面 也 将 发 挥 重 要 作 用

SPOT 卫 星 系 列 性 能 一 览 表 卫 星 成 像 仪 分 辨 率 (m) 光 谱 范 围 (µm) 侧 摆 (º) SPOT 1 1986-2002 SPOT 2 1990- 至 今 SPOT 3 1993-1996 HRV High Resolution Visible 多 光 谱 :20 全 色 :10 多 光 谱 (XS) B1: 绿 (0.50 0.59) B2: 红 (0.61 0.68) B3: 近 红 外 (0.79 0.89) 全 色 (P) P:(0.49 0.69) 是 最 大 侧 视 角 +/- 27 视 场 宽 度 (km) 60 SPOT 4 1998- 至 今 SPOT 5 2002/05/04- ---- HRVIR High Resolution Visible and Infrared 多 光 谱 :20 全 色 B2:10 多 光 谱 (XI) B1: 绿 (0.50 0.59) B2: 红 (0.61 0.68) B3: 近 红 外 (0.79 0.89) SWIR: 短 波 红 外 (1.58 1.75) 全 色 (M) M: 红 (0.61 0.68) 是 最 大 侧 视 角 +/- 27 VEGETATION 星 下 点 :1.15km 0.43 0.47,B2,B3,SWIR 不 2250 HRG High Resolution Geometric 是 60 多 光 谱 :10 (B1,B2, B3) 短 波 红 外 :20 全 色 :5 全 色 Supermode:2.5 多 光 谱 (XI) B1: 绿 (0.50 0.59) B2: 红 (0.61 0.68) B3: 近 红 外 (0.79 0.89) SWIR: 短 波 红 外 (1.58 1.75) 全 色 (M) M:(0.49 0.69) 最 大 侧 视 角 +/- 27 度 HRS 5 x 10 全 色 M:(0.49 0.69) 不 120 x 600 高 程 精 度 15 VEGETATOIN 星 下 点 :1.15km 0.43 0.47,B2,B3,SWIR 不 2250 60

环 北 京 地 区 耕 地 资 源 与 生 态 退 耕 遥 感 监 测 方 法 研 究 吕 春 艳 王 静 ( 中 国 土 地 勘 测 规 划 院 土 地 利 用 重 点 实 验 室, 北 京 100035;) 摘 要 : 资 源 与 生 态 环 境 是 人 类 社 会 可 持 续 发 展 的 重 要 基 础 应 用 遥 感 技 术 及 时 快 速 准 确 地 获 取 土 地 资 源 及 生 态 环 境 信 息, 是 资 源 保 护 和 生 态 环 境 建 设 的 一 项 重 要 内 容 本 研 究 采 用 遥 感 监 测 与 外 业 调 查 相 结 合, 通 过 典 型 县 研 究, 提 出 了 可 行 的 耕 地 资 源 分 布 与 生 态 退 耕 遥 感 监 测 的 技 术 流 程 和 方 法 关 键 词 : 耕 地 资 源 ; 生 态 退 耕 ; 遥 感 监 测 ; 技 术 方 法 Study on Remote Sensing Monitoring of Arable Land and Grain-for-Green in Representative Counties LV Chun-yan WANG Jing (Key Laboratory of Land Use, China Land Surveying and Planning Institute, Beijing, 100035, China) Abstract: resources and eco-environment is foundation for social sustainable development. It is significant contents of resources conserved and eco-environmental constructing to monitor land resources and eco-environment timely, quantified and precisely. The article provides a feasible technological process for arable land and grain-for-green in case study, with remote sensing monitoring and conditional survey methods. Key Words: arable land, grain-for-green, remote sensing monitoring; technological process 1. 问 题 的 提 出 资 源 与 环 境 是 人 类 社 会 可 持 续 发 展 的 基 础 合 理 利 用 资 源 和 保 护 生 态 环 境, 是 我 国 实 施 可 持 续 发 展 战 略 的 主 要 任 务 党 中 央 国 务 院 十 分 重 视 资 源 与 生 态 环 境 问 题, 把 合 理 利 用 资 源, 保 护 和 建 设 好 生 态 环 境, 实 现 可 持 续 发 展 作 为 我 国 必 须 长 期 坚 持 的 基 本 国 策 资 源 保 护 和 生 态 环 境 建 设 工 作, 已 成 为 一 项 非 常 重 要 的 任 务 根 据 国 家 资 源 保 护 和 生 态 环 境 建 设 的 需 要, 国 土 资 源 部 以 全 国 土 地 利 用 动 态 监 测 系 统 为 基 础, 建 立 全 国 资 源 与 生 态 环 境 监 测 系 统, 获 取 全 国 及 重 点 地 区 的 资 源 利 用 动 态 变 化 及 相 关 生 态 环 境 变 化 信 息 在 这 个 基 础 上,2003 年 国 土 资 源 部 启 动 典 型 县 耕 地 资 源 分 布 与 生 态 退 耕 遥 感 监 测 项 目, 在 土 地 利 用 现 状 调 查 的 基 础 上, 应 用 遥 感 技 术 结 合 地 面 调 查 及 时 监 测 典 型 县 耕 地 与 生 态 退 耕 状 况, 目 的 是 通 过 监 测 典 型 县 耕 地 资 源 及 其 生 态 退 耕 的 空 间 分 布 与 变 化 规 律, 为 全 国 即 将 开 展 的 耕 地 与 生 态 退 耕 监 测 工 作 探 索 一 条 科 学 的 有 效 的 技 术 路 线 和 方 法, 为 进 一 步 的 全 土 地 利 用 遥 感 动 态 监 测 奠 定 技 术 基 础, 同 时, 为 保 护 耕 地 基 本 农 田 划 定 及 保 护 和 农 业 结 构 调 整 等 相 关 政 策 的 制 定 和 决 策 提 供 科 学 依 据 参 考 相 关 的 土 地 利 用 遥 感 动 态 监 测 的 方 法, 本 研 究 提 出 一 条 监 测 耕 地 资 源 与 生 态 退 耕 时 空 变 化 信 息 的 技 术 流 程, 与 大 家 共 同 探 讨 2. 技 术 路 线 与 方 法 2.1 技 术 路 线 本 研 究 采 用 3S 技 术 与 地 面 调 查 相 结 合, 以 2003 年 SPOT-5 2.5 米 全 色 数 据 10 米 多 光 谱 数 据 1999 年 SPOT-2/4 10 米 全 色 数 据 Landsat-7 ETM+30 米 多 光 谱 数 据 为 主 要 的 数 据 源, 在 制 作 与 1:1 万 地 形 图 或 1:1 万 土 地 利 用 现 状 图 相 匹 配 的 正 射 影 像 图 的 基 础 上, 采 用 计 算 机 自 动 提 取 与 人 机 交 互 相 结 合 的 方 法 进 行 信 息 提 取, 运 用 GPS 进 行 野 外 定 位 及 面 积 实 测 验 证 将 不 同 时 相 的 遥 感 数 据 土 地 利 用 现 状 图 相 结 合 提 取 信 息, 通 过 野 外 验 证, 分 析

研 究 区 域 耕 地 资 源 的 时 空 分 布 特 征, 耕 地 资 源 变 化 以 及 生 态 退 耕 状 况 2.2 技 术 流 程 卫 星 影 像 数 据 ( Spot5) 土 地 利 用 现 状 图 DEM 和 DRG 等 遥 感 数 据 预 处 理 ( 正 射 纠 正 配 准 融 合 ) 野 外 预 察 土 地 利 用 图 扫 描 或 矢 量 化 ( 纠 正 拼 接 ) 遥 感 正 射 影 像 图 建 立 判 读 标 志 1:1 万 土 地 利 用 现 状 图 遥 感 影 像 空 间 信 息 层 GIS 系 统 信 息 提 取 ( 参 考 土 地 利 用 图, 利 用 空 间 分 析 功 能 进 行 信 息 提 取 ) 退 耕 还 林 还 草 工 程 图 耕 地 资 源 分 布 信 息 耕 地 增 加 减 少 信 息 退 耕 还 林 还 草 信 息 外 业 核 检 调 查 ( 利 用 GPS 进 行 定 位, 面 积 量 算 ) GIS 系 统 后 处 理 ( 图 斑 修 正, 形 成 矢 量 数 据 TIF) 统 计 汇 总 制 图 整 饰 输 出 成 果 整 理 图 1 典 型 县 耕 地 资 源 分 布 与 生 态 退 耕 遥 感 监 测 技 术 流 程 图 典 型 县 耕 地 资 源 与 生 态 退 耕 遥 感 监 测 主 要 有 以 下 几 个 步 骤 : 前 期 准 备, 包 括 确 定 研 究 目 标, 制 定 技 术 方 案, 收 集 土 地 利 用 现 状 图 地 形 图 等 资 料, 定 购 遥 感 数 据 等 ; 遥 感 影 像 处 理, 包 括 影 像 的 正 射 纠 正 配 准 融 合 等 ; 信 息 提 取, 包 括 耕 地 资 源 分 布 信 息 提 取, 耕 地 资 源 变

化 信 息 提 取, 生 态 退 耕 信 息 提 取 ; 外 业 调 查, 主 要 是 对 一 些 可 疑 图 斑 进 行 核 实, 实 地 量 算 土 地 利 用 面 积 等 ; 后 处 理, 是 依 据 外 业 调 查 结 果 修 改 耕 地 分 布 耕 地 变 化 及 生 态 退 耕 信 息 ; 统 计 汇 总 和 成 果 整 理, 对 各 种 提 取 的 信 息 进 行 统 计 汇 总 分 析, 制 作 各 种 专 题 图 件, 撰 写 文 字 报 告 等 ( 技 术 流 程 如 图 1) 2.3 技 术 方 法 本 研 究 综 合 采 用 栅 格 数 据 与 矢 量 数 据 相 结 合, 多 种 信 息 提 取 方 法 相 结 合, 遥 感 数 据 与 土 地 利 用 基 础 图 件 相 结 合, 内 业 处 理 与 外 业 调 查 相 结 合 等 方 法, 保 证 监 测 的 顺 利 进 行, 以 及 监 测 结 果 的 准 确 性 2.3.1 遥 感 正 射 影 像 图 的 制 作 遥 感 正 射 影 像 图 的 制 作 主 要 包 括 比 例 尺 统 一, 投 影 变 化,SPOT-5 全 色 波 段 与 多 光 谱 波 段 的 正 射 校 正 配 准, 图 像 的 增 强 融 合 镶 嵌 等 几 个 方 面 ( 图 2) 图 2 遥 感 数 字 正 射 影 像 图 制 作 的 技 术 流 程 图 遥 感 影 像 的 正 射 校 正 是 制 作 正 射 影 像 图 的 一 个 关 键 步 骤, 目 前 主 要 是 参 照 地 形 图 和 土 地 利 用 现 状 图 来 校 正, 首 先 要 对 地 形 图 或 土 地 利 用 现 状 图 进 行 质 量 检 查, 在 精 度 符 合 要 求 的 条 件 下 进 行 下 一 步 考 虑 到 现 有 土 地 利 用 现 状 图 的 精 度 问 题, 主 要 以 地 形 图 为 参 考 ; 在 缺 少 地 形 图 的 地 区, 参 照 土 地 利 用 现 状 图, 也 可 以 参 照 航 空 DOM 影 像 图 纠 正 SPOT 影 像, 而 后 者 的 较 正 精 度 相 对 较 高 影 像 的 融 合 是 另 一 个 重 要 的 环 节, 包 括 了 不 同 时 相 的 TM ETM 多 光 谱 数 据 与 spot2/4 全 色 数 据 的 融 合, 以 及 不 同 时 相 的 SPOT5 全 色 与 多 光 谱 波 段 数 据 之 间 的 融 合 影 像 融 合 的 方

法 有 许 多 种, 在 土 地 利 用 遥 感 动 态 监 测 中 常 用 的 有 HIS 变 换, 主 成 分 变 换 线 性 加 权 乘 积 与 加 法 运 算 等 方 法 本 次 研 究 主 要 采 用 HIS 方 法 融 合 高 空 间 分 辨 率 的 SPOT-5 2.5 米 全 色 数 据 与 10 米 多 光 谱 数 据 融 合, 有 利 于 人 机 交 互 判 读 提 取 信 息 但 是 深 入 的 图 像 处 理 技 术 有 待 于 进 一 步 的 研 究, 因 为 原 有 的 适 用 于 中 低 分 辨 率 卫 星 影 像 数 据 的 处 理 技 术 不 再 适 用 于 该 影 像 2.3.2 信 息 提 取 利 用 遥 感 影 像 处 理 技 术 对 多 源 多 时 相 的 数 据 进 行 分 析 处 理, 提 取 土 地 利 用 及 其 变 化 信 息, 保 证 信 息 提 取 的 客 观 性 和 正 确 性 是 土 地 利 用 动 态 监 测 的 关 键 本 研 究 信 息 提 取 包 括 三 方 面 的 内 容 : 耕 地 资 源 分 布 信 息 耕 地 资 源 变 化 信 息 生 态 退 耕 信 息 ( 图 3) 全 色 和 多 光 谱 数 据 (spot5) 1:1 万 LUDRG DRG DEM 影 像 纠 正 配 准 融 合 遥 感 数 字 影 像 栅 格 或 数 字 土 地 利 用 现 状 图 ( 纠 正 拼 接 ) 光 谱 特 征 图 斑 耕 地 资 源 分 布 信 息 耕 地 资 源 变 化 信 息 退 耕 还 林 还 草 信 息 退 耕 还 林 还 草 工 程 图 外 业 调 查 图 外 业 调 查 记 录 表 后 处 理 成 果 整 理 图 3 典 型 县 耕 地 资 源 与 生 态 退 耕 信 息 提 取 流 程 图 耕 地 资 源 信 息 提 取 采 用 自 动 分 类 和 人 机 交 互 相 结 合 的 方 法 首 先 依 据 监 测 区 地 形 地 貌 特 征, 综 合 参 考 地 形 图 土 地 利 用 现 状 图, 建 立 光 谱 特 征 图 斑 将 遥 感 正 射 影 像 图 叠 合 精 纠 正 的 最 新 土 地 利 用 现 状 图 或 土 地 变 更 图, 采 取 影 像 室 内 判 读 和 外 业 调 查 相 结 合 的 方 式 提 取 耕 地 资 源 分 布 信 息 变 化 信 息 提 取 的 方 法 大 致 可 以 分 成 两 种 类 型, 一 是 不 同 时 相 的 影 像 分 类 后, 进 行 分 类 比 较, 或 是 影 像 分 类 后 与 土 地 利 用 现 状 图 比 较 ; 二 是 多 时 相 图 像 经 差 值 处 理 后 提 取 变 化 信 息, 主 要 包 括 比 值 法 主 成 份 分 析 法 影 像 差 值 法 变 化 矢 量 分 析 法 等 前 一 种 方 法 适 用 于 拥 有 新 旧 时 期 影 像 或 拥 有 土 地 利 用 数 据 和 新 时 期 影 像 的 情 况, 但 是 其 精 度 受 两 种 时 相 影 像 分 类 精 度 的 制 约, 而 且 不 管 其 是 否 发 生 变 化, 对 于 影 像 的 全 部 范 围 都 要 进 行 比 较 分 析, 增 加 了 变 化 信 息 提 取 的 工 作 量 后 者 一 般 适 用 于 拥 有 多 时 相 遥 感 数 据 的 情 况, 但 是 这 种 方 法 只 能 提 取 出

变 化 图 斑, 而 无 法 判 断 图 斑 的 类 型 考 虑 到 数 据 源 的 问 题, 如 果 是 两 时 相 的 影 像 主 要 通 过 影 像 处 理 自 动 发 现 变 化 信 息 ; 如 果 是 单 期 的 影 像, 是 将 遥 感 影 像 土 地 利 用 现 状 图 土 地 利 用 变 更 图 叠 加, 采 用 人 机 交 互 的 方 式 发 现 变 化 信 息 生 态 退 耕 信 息 提 取, 是 在 退 耕 还 林 还 草 工 程 范 围 内 的 耕 地 变 化 信 息, 因 为 有 一 部 分 耕 地 减 少 是 属 于 农 业 结 构 调 整 的 范 畴 2.3.3 外 业 调 查 外 业 调 查 是 遥 感 监 测 的 重 要 组 成 部 分, 也 是 非 常 关 键 的 一 个 环 节 其 目 的 是 核 实 图 斑 属 性 边 界 面 积 的 重 要 环 节 ; 对 室 内 提 取 的 信 息, 采 用 一 定 的 样 本 量 进 行 验 证, 并 进 行 精 度 评 价 ; 收 集 地 方 相 关 文 字 和 图 件, 具 体 包 括 行 政 区 划 图 退 耕 还 林 还 草 工 程 图 1:1 万 土 地 利 用 现 状 图 土 地 利 用 变 更 图 水 利 图 基 本 农 田 分 布 图 水 利 图 地 形 图 及 社 会 经 济 情 况 等 3. 试 点 研 究 3.1 研 究 区 域 本 研 究 选 择 五 个 典 型 县, 分 别 是 河 北 省 张 北 县 沽 源 县 康 保 县 内 蒙 古 武 川 县 和 土 墨 特 左 旗 该 区 土 地 总 面 积 约 为 2.3 万 平 方 公 里, 主 要 的 土 地 利 用 类 型 为 耕 地, 其 中 张 北 县 的 耕 地 比 例 最 高, 约 占 该 县 土 地 总 面 积 的 51%, 沽 源 县 康 保 县 耕 地 比 例 分 别 为 34.8% 49.2 %, 土 墨 特 左 旗 武 川 县 耕 地 比 例 分 别 为 40.7% 和 34.4% 该 区 地 处 半 干 旱 - 半 湿 润 气 候 区, 土 地 利 用 以 畜 牧 业 种 植 业 为 主, 属 于 农 牧 交 错 地 带, 土 地 沙 化 和 草 场 退 化 严 重, 是 我 国 生 态 环 境 脆 弱 的 地 区, 因 此 实 施 退 耕 还 林 还 牧 工 程, 修 复 生 态 环 境, 是 建 设 生 态 环 境 的 重 要 方 向 3.2 监 测 结 果 分 析 运 用 以 上 提 到 的 技 术 方 法 对 五 个 典 型 县 的 耕 地 资 源 及 生 态 退 耕 状 况 进 行 遥 感 监 测 监 测 结 果 表 明, 康 保 县 张 北 县 沽 源 县 武 川 县 土 墨 特 左 旗 2003 年 耕 地 面 积 分 别 为 11.33 10 4 hm 2 19.18 10 4 hm 2 13.50 10 4 hm 2 16.39 10 4 hm 2 11.27 10 4 hm 2 与 扫 描 或 数 字 化 的 土 地 利 用 现 状 图 比 较, 提 取 耕 地 的 变 化 信 息, 分 析 耕 地 的 变 化, 可 知 2002-2003 年 康 保 县 耕 地 面 积 减 少 43.67 10 4 hm 2, 其 中 生 态 退 耕 2.93 10 4 hm 2 ;1996-2003 年 武 川 县 土 墨 特 左 旗 耕 地 减 少 为 1.76 10 4 hm 2 0.79 10 4 hm 2, 生 态 退 耕 分 别 为 1.70 10 4 hm 2 0.53 10 4 hm 2 ; 1996-2003 年, 张 北 县 和 沽 源 县 耕 地 减 少 1.83 10 4 hm 2,1.87 10 4 hm 2, 生 态 退 耕 1.82 10 4 hm 2,1.90 10 4 hm 2 以 内 蒙 古 武 川 县 为 例,2003 年 全 县 耕 地 面 积 为 16.40 10 4 hm 2, 从 1996 年 至 2003 年, 耕 地 减 少 1.77 10 4 hm 2, 年 均 减 少 0.24 10 4 hm 2 在 监 测 期 间, 林 地 增 加 0.45 10 4 hm 2, 生 态 退 耕 还 林 0.37 10 4 hm 2, 其 它 地 类 转 化 为 林 地 的 面 积 为 0.09 10 4 hm 2 ; 牧 草 地 面 积 增 加 1.15 10 4 hm 2, 退 耕 还 草 1.33 10 4 hm 2, 其 它 地 类 转 化 为 草 地 面 积 为 0.01 10 4 hm 2 ; 建 设 用 地 增 加 0.07 10 4 hm 2, 耕 地 转 为 建 设 用 地 面 积 为 0.04 10 4 hm 2 ; 未 利 用 地 增 加 0.03 10 4 hm 2, 耕 地 转 为 未 利 用 地 的 面 积 为 0.02 10 4 hm 2, 主 要 是 建 设 用 地 的 预 留 地 或 荒 芜 的 耕 地 耕 地 减 少 的 主 要 原 因 是 生 态 退 耕, 大 概 占 全 县 耕 地 减 少 的 96.4%, 主 要 集 中 在 南 部 山 区 和 西 部 丘 陵 风 蚀 沙 化 较 严 重 的 地 区 近 年 来, 大 部 分 山 区 实 行 了 封 山 育 林 或 轮 牧 制 度, 人 工 草 地 有 所 增 加, 畜 牧 业 发 展 逐 步 由 粗 放 经 营 向 集 约 经 营 转 变, 生 态 环 境 有 所 好 转

将 本 次 监 测 得 到 的 耕 地 资 源 分 布 图, 耕 地 增 加 图 耕 地 减 少 图 生 态 退 耕 图 及 相 应 的 统 计 数 据 通 过 野 外 调 查 进 行 验 证, 采 用 抽 样 调 查 结 合 和 全 部 调 查 相 结 合 的 方 法, 从 图 斑 的 位 置 属 性 及 面 积 三 个 方 面 进 行 检 验, 结 果 表 明 图 斑 判 读 的 精 度 达 到 90% 以 上, 基 本 反 映 了 实 际 情 况, 表 明 本 研 究 研 制 的 技 术 流 程 是 科 学 的 可 操 作 的 4. 讨 论 本 研 究 以 SPOT-52.5 米 全 色 数 据 10 米 多 光 谱 数 据 ETM+ 等 为 主 要 数 据 源, 遥 感 影 像 分 别 以 地 形 图 土 地 利 用 现 状 图 航 空 的 DOM 为 基 准 进 行 正 射 校 正, 研 究 结 果 显 示 现 有 的 土 地 利 用 现 状 图 精 度 不 够, 最 好 采 用 地 形 图 或 者 航 空 DOM 为 参 考 进 行 正 射 校 正 在 进 行 生 态 退 耕 监 测 时, 一 定 要 在 退 耕 还 林 还 草 工 程 范 围 之 内, 且 要 进 行 逐 地 块 验 证, 以 确 保 监 测 结 果 的 准 确 性, 因 为 部 分 耕 地 转 为 林 草 地 是 农 业 结 构 调 整 的 结 果, 不 属 于 生 态 退 耕 的 范 围 选 择 五 个 典 型 县 进 行 耕 地 资 源 与 生 态 退 耕 状 况 监 测, 实 地 验 证 表 明 监 测 结 果 基 本 符 合 实 际 情 况, 说 明 了 本 研 究 提 出 的 方 法 是 合 理 可 行 的, 可 为 更 大 范 围 的 耕 地 资 源 与 生 态 退 耕 监 测 工 作 提 供 合 理 有 效 的 可 操 作 的 技 术 方 法 与 工 作 流 程, 为 新 一 轮 的 土 地 利 用 动 态 监 测 奠 定 了 技 术 基 础, 为 土 地 管 理 部 门 决 策 和 制 定 相 关 政 策 提 供 了 科 学 依 据 参 考 文 献 : 1. 张 继 贤, 程 烨.3S 技 术 支 持 的 土 地 利 用 现 状 图 更 新, 中 国 土 地 科 学,2002(2)20-25. 2. 张 继 贤. 论 土 地 利 用 与 土 地 覆 盖 变 化 遥 感 信 息 提 取 技 术 框 架, 中 国 土 地 科 学,2003(4):31-36 3. 王 静, 谢 俊 奇, 沙 志 刚 等. 环 北 京 地 区 资 源 与 生 态 环 境 遥 感 监 测 技 术 方 法 研 究, 中 国 土 地 科 学,2003(4) 25-30 4. 潘 文 灿. 我 国 西 部 生 态 退 耕 和 耕 地 保 护 的 问 题 与 对 策, 中 国 地 质 矿 产 经 济 2001(11):23-26

SPOT5 卫 星 遥 感 数 据 在 国 土 资 源 调 查 工 作 中 的 应 用 研 究 李 甲 坤, 郭 宇 1, 王 谦, 刘 秋 菊 ( 河 南 省 南 阳 市 国 土 资 源 局 ) 摘 要 : 利 用 SPOT5 卫 星 遥 感 数 据, 在 完 成 南 阳 市 区 城 市 建 设 用 地 遥 感 监 测 的 基 础 上, 利 用 纠 正 后 的 正 射 影 像 开 展 了 市 规 划 控 制 区 中 比 例 尺 土 地 利 用 图 件 编 绘 研 究 及 土 地 利 用 现 状 图 件 和 数 据 更 新 研 究 从 而 探 索 SPOT5 卫 星 2.5M 分 辨 率 数 据 在 国 土 资 源 调 查 中 比 例 尺 图 件 编 绘 方 面 的 可 行 性 技 术 上 采 用 对 卫 星 数 据 成 像 配 准 纠 正 融 合 分 幅 解 译 等 措 施 获 得 正 射 影 像 图 精 度 达 到 实 地 3.5M, 满 足 1/1 万 比 例 尺 制 图 精 度 要 求 和 土 地 更 新 调 查 工 作 要 求 取 得 了 正 射 影 像 图 土 地 利 用 现 状 图 城 市 土 地 利 用 影 像 图 等 图 件 成 果 和 土 地 利 用 面 积 分 类 汇 总 成 果 及 工 作 技 术 报 告 等 文 字 成 果, 对 利 用 正 射 影 像 图 进 行 更 新 调 查 的 技 术 方 法 进 行 了 成 功 尝 试 研 究 取 得 的 数 据 和 图 件 成 果 满 足 南 阳 规 划 控 制 区 新 一 轮 土 地 利 用 总 体 规 划 修 编 对 基 础 资 料 的 需 要 和 其 它 国 土 资 源 管 理 工 作 的 需 要 为 利 用 遥 感 数 据 进 行 中 比 例 尺 土 地 利 用 现 状 图 件 编 绘 和 新 一 轮 土 地 调 查 工 作 提 供 理 论 技 术 和 实 践 支 持 关 键 词 :SPOT5 卫 星 遥 感 数 据 正 射 影 像 纠 正 国 土 资 源 调 查 中 比 例 尺 制 图 应 用 研 究 中 图 分 类 号 :TP7.391 Abstract:Ultlizing the data collected by SPOT5 satellite remote sensor and on the basis of fulfilment of remote sensor inspection to Nanyang urban area, we edited and drew and studied the scale illustrations of ultilized land of programmed controlling area of this piece of land and replacement study of current situation of the used land for exploring the feasibility which using 2.5M resoving power data collected by SPOT5 satellite to edit and draw illusrations of the land investigation and middle-scale illustration. We adopted technical methods of imagery,accuratin, rectification, mixing and spliting to get images of front projection. Its precision can be at 3.5M and errors was within two comonents. It also can satisfy the demonds of charting at 1:10000 precision and land replacement investigation. We have got the images of front projection, current situation of ultilized land and the ultilized land of the city urban area and also the results of the land area classified collection and technical reports in characters. Meantime,we successfully tested to do technical replacement investigation adopting the method of images of front projection. 第 一 作 者 : 郭 宇, 男,1967 年 7 月 出 生, 焦 作 矿 业 学 院 矿 山 测 量 专 业, 工 学 学 士 学 位 测 绘 工 程 师 房 地 产 经 济 师 土 地 评 估 师 长 期 从 事 土 地 管 理 业 务 工 作, 主 要 研 究 土 地 管 理 信 息 化 建 设 及 土 地 调 查 规 划 评 价 测 绘 工 作 南 阳 市 国 土 资 源 管 理 局 地 籍 管 理 科 科 长 Guo Yu, male,born in July,1967 graduated from Jiaozuo Mining Institue,mining survey speciality.bachelor of Industry survey and drawing engineer,economist of real estate land judger and apprasor. He has been engaged in land management for many years and mainly studied the construction of land computerized management and land investigation.planning,judging and apprasing,survey and drawing. The head of Land Record Section of Land Resources Administrative Bureau of Nanyang Municipality, Henan province. 1

The data, illustration and images can satify the requirments of revising and compling the overall plan of Nanyang planned and controlled area and other requirments of the managerial works of land resources and can give us theoretical, technical and practical support for our works of revising and compiling scale land illustrations and images using data collected by remote sensor and new-round land investigation. Key Words:SPOT5 satellite remote sensor land resources investigation Middle-scale charting applied study 1 SPOT 5 号 地 球 遥 感 卫 星 性 状 1986 年 法 国 国 家 航 天 研 究 中 心 开 始 发 射 SPOT 商 业 卫 星, 自 SPOT1 至 SPOT5 已 历 五 代 SPOT 的 成 像 仪 器 为 高 分 辨 率 光 谱 成 像 仪 (HRV), 其 观 测 方 法 是 采 用 CCD 电 子 式 扫 描 而 不 是 传 统 的 扫 描 镜 可 选 用 多 光 谱 和 全 色 二 种 模 式 SPOT5 的 前 辈 SPOT4 多 光 谱 有 3 个 波 段 全 色 影 像 的 地 面 分 辨 率 为 10m 2002 年 5 月 4 日,SPOT5 号 地 球 遥 感 卫 星 进 入 预 定 轨 道 SPOT5 轨 道 高 度 822KM, 轨 道 倾 角 98.7 轨 道 周 期 101.4 分 钟 总 重 3000KG, 设 计 寿 命 5 年 SPOT5 号 卫 星 上 搭 载 有 三 种 成 像 装 置, 除 了 前 几 颗 卫 星 上 的 高 分 辨 率 几 何 成 像 装 置 (HRG) 和 植 被 探 测 器 (VEGETATION) 外,SPOT5 更 有 一 个 高 分 辨 率 立 体 成 像 (HRS) 装 置 ( 这 几 种 探 测 器 的 分 辨 率 和 视 场 见 表 1) 和 它 的 前 辈 相 比, 在 观 测 能 力 方 面 有 了 很 大 提 高,SPOT5 多 光 谱 改 为 4 个 波 段, 多 光 谱 分 辨 率 提 高 到 10m, 全 色 提 高 到 2.5m, 可 以 提 供 改 进 了 的 5M 和 2.5M 分 辨 率 宽 成 像 带 的 数 字 图 像, 这 一 组 合 是 在 高 分 辨 率 和 宽 覆 盖 这 两 个 因 素 中 选 取 的 一 个 理 想 平 衡 点, 是 SPOT 5 卫 星 提 供 给 中 等 比 例 制 图 (1 25000 和 1 10000), 城 市 和 城 市 周 围 规 划 以 及 自 然 灾 害 控 制 等 应 用 领 域 的 重 要 资 源 SPOT5 的 另 一 重 要 特 质 是 它 的 HRS 立 体 成 像 仪, 它 拥 有 空 前 的 观 测 能 力, 在 一 个 扫 描 列 中 覆 盖 广 大 的 地 域 立 体 像 对 对 于 地 形 观 测 起 着 关 键 性 的 作 用 表 1 SPOT5 卫 星 成 像 装 置 基 本 参 数 波 段 波 长 几 何 成 像 装 置 植 被 成 像 置 立 体 成 像 装 置 HRG 分 辨 率 VEGETATION 分 辨 率 HRS 分 辨 率 PA 0.49-0.69μm 2.5 m 5 m -- 10 m B0 0.43-0.47µm --- 1 km --- B1 0.49-0.61µm 10 m --- --- B2 0.61-0.68µm 10m 20m 1 km --- B3 0.78-0.89µm 10 m 1 km --- SWIR 1.58-1.75µm 20 m 1 km --- 视 场 --- 60 km x 60km 2250kmx2250km 600km x120km 绝 对 定 位 精 度 ( 无 控 制 点, 水 平 地 面 ) < 50 m < 50 m < 15 m SPOT5 卫 星 有 两 个 高 分 辨 率 几 何 成 像 装 置 (HRG), 每 个 HRG 都 能 偏 转 一 定 的 角 度, 使 得 SPOT5 号 卫 星 能 在 每 5 天 内 重 访 同 一 地 点 增 强 后 的 星 上 处 理 能 力 使 得 SPOT5 号 卫 星 能

同 时 获 取 120KM 宽 的 全 色 和 多 光 谱 影 像, 而 SPOT4 号 卫 星 相 应 的 只 有 60KM 高 分 辨 率 立 体 成 像 装 置 用 两 个 相 机 沿 轨 道 成 像, 一 个 向 前, 一 个 向 后, 实 时 获 取 立 体 图 像 较 之 SPOT 系 统 前 几 颗 卫 星 的 旁 向 立 体 成 像 模 式, 也 就 是 轨 道 间 立 体 成 像 而 言,SPOT5 号 卫 星 几 乎 能 在 同 一 时 刻 以 同 一 辐 射 条 件 下 获 取 立 体 像 对, 避 免 了 像 对 间 由 于 获 取 时 间 不 同 而 存 在 的 辐 射 差, 大 大 提 高 了 获 取 的 成 功 率 在 制 图 虚 拟 现 实 等 许 多 领 域 能 得 到 广 泛 的 应 用 2 研 究 的 主 题 背 景 目 的 意 义 SPOT 卫 星 系 列 完 全 可 以 从 精 度 时 相 技 术 上 满 足 大 范 围 内 大 规 模 修 测 更 新 地 图 和 建 立 地 理 数 据 库 动 态 监 测 土 地 利 用 变 化 状 况 所 需 稳 定 数 据 源 的 需 要 国 际 上 通 常 将 SPOT4 卫 星 影 像 作 为 1 5 万 地 图 更 新 的 标 准 数 据 源, 甚 至 在 1 2.5 万 比 例 尺 地 图 更 新 中 也 使 用 SPOT4 影 像 本 研 究 探 索 利 用 SPOT5 卫 星 2.5M 分 辨 率 影 像 数 据 制 作 1/1 万 中 比 例 尺 地 图 及 进 行 土 地 利 用 更 新 调 查 的 技 术 和 方 法 南 阳 市 于 1992 年 结 束 的 土 地 利 用 现 状 调 查 工 作, 查 清 了 市 域 范 围 内 8 个 大 类,64 个 二 级 分 类 的 土 地 类 型 面 积 分 布 权 属 使 用 状 况 但 由 于 当 时 经 济 技 术 水 平 限 制, 调 查 工 作 成 果 存 在 着 一 些 先 天 缺 陷 随 着 近 年 我 市 经 济 与 社 会 的 高 速 发 展, 市 规 划 控 制 区 土 地 利 用 状 况 发 生 了 很 大 变 化 现 有 的 基 础 图 件 数 据 与 土 地 利 用 现 状 差 别 很 大 这 些 差 异 已 严 重 影 响 了 土 地 利 用 规 划 土 地 开 发 整 理 专 项 规 划 和 土 地 利 用 计 划 的 编 制 实 施, 也 影 响 了 政 府 对 土 地 资 源 施 行 科 学 有 效 的 管 理 开 展 土 地 资 源 更 新 调 查 工 作, 目 的 在 于 查 清 土 地 利 用 状 况 汇 总 出 准 确 的 各 类 土 地 数 据 资 料 更 新 数 字 南 阳 工 程 中 的 土 地 利 用 现 状 数 据 库 更 新 土 地 利 用 现 状 图 并 做 出 科 学 评 价 以 满 足 农 村 地 籍 管 理 新 一 轮 土 地 利 用 总 体 规 划 修 编 耕 地 保 护 土 地 执 法 监 察 农 村 土 地 分 等 定 级 基 准 地 价 编 制 城 市 规 划 建 设 水 利 工 程 设 计 等 工 作 对 基 本 状 况 基 础 数 据 和 基 础 图 件 的 需 要 利 用 更 新 的 土 地 利 用 现 状 数 据 库 成 果, 借 助 计 算 机 和 地 理 信 息 系 统 技 术, 可 以 快 速 编 制 全 市 范 围 内 任 意 区 域 自 1/1 万 至 1/10 万 间 任 意 比 例 尺 的 土 地 现 状 及 其 它 专 题 或 综 合 图 件 土 地 利 用 更 新 调 查 成 果 还 可 以 为 编 制 国 民 经 济 发 展 计 划 制 定 宏 观 政 策 提 供 依 据 ; 更 新 调 查 成 果 是 数 字 南 阳 工 程 的 组 成 部 分, 对 推 进 国 土 资 源 数 字 化 网 络 化 信 息 公 开 化 建 设, 实 现 资 源 信 息 共 享, 也 具 有 重 要 意 义 为 实 现 上 述 目 标, 南 阳 市 国 土 资 源 局 利 用 SPOT5 遥 感 卫 星 2003 年 5 月 的 遥 感 数 据, 在 完 成 国 家 对 南 阳 市 区 遥 感 监 测 的 基 础 上, 利 用 纠 正 后 的 正 射 影 像 资 料 开 展 了 中 比 例 尺 土 地 利 用 图 件 编 绘 研 究 及 土 地 利 用 现 状 基 础 图 件 和 数 据 更 新 研 究 研 究 工 作 始 于 2003 年 4 月, 至 2004 年 8 月 结 束 研 究 成 果 对 利 用 遥 感 数 据 进 行 中 比 例 尺 地 形 图 土 地 利 用 图 件 编 绘 和 新 一 轮 土 地 调 查 工 作 提 供 了 理 论 技 术 和 实 践 支 持 3 研 究 区 概 况 南 阳 市 位 于 河 南 省 的 西 南 部, 辖 十 县 一 市 两 区, 总 面 积 25680.5km 2 南 阳 市 区 指 市 辖 卧 龙 宛 城 两 区, 总 面 积 1987.63km 2 南 阳 市 建 成 区 位 于 南 阳 市 区 中 央, 建 成 区 面 积 64 km 2 以 建 成 区 中 心 向 四 周 辐 射 642.33 km 2 的 范 围 为 南 阳 市 城 市 建 设 规 划 控 制 区, 以 下 简 称 南 阳 市 规 划 控 制 区 南 阳 市 规 划 控 制 区 总 体 特 征 是 地 势 平 坦, 西 北 部 略 高 于 东 南 部 白 河 为 流 经 区 内 的 最 大 河 流, 自 区 东 北 隅 注 入, 从 区 南 稍 偏 西 方 向 出 境 流 经 辖 区 河 段 河 床 平 均 宽 度 0.9KM, 总

长 21.8KM 独 山 为 一 架 孤 山, 盛 产 独 玉, 位 于 规 划 控 制 区 的 东 北 部 ; 面 积 3.7KM 2, 山 顶 高 程 367.8M 最 高 点 ( 独 山 除 外 ) 位 于 靳 岗 乡 香 铺 西, 高 程 为 170.5M 最 低 点 ( 河 谷 除 外 ) 处 于 卧 龙 岗 乡 王 营 东 南, 高 程 为 113.5M 两 点 间 高 差 为 57M, 坡 降 为 4.6%, 坡 比 为 1 219 规 划 控 制 区 平 均 高 程 为 142.0M 此 次 SPOT5 卫 星 数 据 覆 盖 范 围 为 南 阳 市 区 涉 及 132 个 1/1 万 标 准 图 幅, 卫 星 遥 感 动 态 监 测 和 卫 星 现 状 图 件 编 绘 制 作 的 范 围 覆 盖 整 个 南 阳 市 区 ; 土 地 利 用 现 状 更 新 调 查 研 究 的 范 围 为 南 阳 市 规 划 控 制 区 4 技 术 方 法 此 次 更 新 调 查, 是 在 国 家 尚 未 正 式 颁 布 土 地 利 用 更 新 调 查 技 术 规 定 情 况 下 的 探 索 研 究 主 要 技 术 方 法 步 骤 为 : 4.1 接 收 数 据 与 成 像 处 理 2003 年 5 月, 国 家 为 满 足 国 家 大 中 城 市 土 地 利 用 遥 感 监 测 的 目 的, 接 收 了 南 阳 市 区 单 景 SPOT5 卫 星 遥 感 数 据 数 据 质 量 较 好, 数 据 覆 盖 南 阳 市 宛 城 卧 龙 两 个 市 辖 区 首 先 利 用 接 收 到 的 SPOT 5 卫 星 数 据 进 行 成 像 处 理, 图 像 清 晰 无 云 无 条 带 噪 声 光 谱 信 息 合 格 4.2 正 射 纠 正 数 据 区 为 平 原 和 低 矮 丘 陵 地 区, 地 形 起 伏 不 大 因 高 差 引 起 的 图 像 畸 变 也 不 大 采 用 ERDAS 图 像 处 理 软 件, 选 用 严 格 物 理 模 型 正 射 纠 正 法, 使 用 1 5 万 DEM 数 据, 在 1 1 万 地 形 图 上 选 择 40 个 GCP 控 制 点, 对 整 景 图 像 进 行 正 射 纠 正 经 实 地 检 测, 纠 正 后 图 像 中 地 物 点 与 实 际 地 物 的 点 位 中 误 差 3.5m, 误 差 在 1.5 个 像 元 之 内 纠 正 控 制 点 中 误 差 2.9M, 检 查 点 中 误 差 2.1M 正 射 纠 正 图 像 与 实 地 地 物 配 准 精 度 达 到 1 1 万 正 射 影 象 图 的 标 准, 满 足 1 1 万 土 地 利 用 更 新 的 精 度 要 求 正 射 纠 正 流 程 见 图 1 SPOT-5 全 色 数 据 修 改 后 1/1 万 土 地 利 用 详 查 图 选 择 GCP 控 制 点 物 理 模 型 1 控 制 点 残 差 满 足 要 求? NO 1 5 万 DEM 数 据 YES 全 色 数 据 纠 正 成 果 SPOT-5 多 光 谱 数 据 多 光 谱 数 据 纠 正 成 果 选 取 GCP 控 制 点 DEM 数 据 正 射 影 像 融 合 影 像 图 物 理 模 型 2 实 测 控 制 点

图 1 正 射 纠 正 流 程 图 4.3 影 像 融 合 将 分 别 正 射 纠 正 后 的 全 色 和 多 光 谱 数 据 进 行 影 像 融 合 获 得 真 彩 影 像 融 合 的 方 法 主 要 有 主 成 份 法 乘 法 Brovey 变 换 法 高 分 辨 率 分 子 校 正 光 谱 锐 化 融 合 法 等 其 中 高 分 辨 率 分 子 校 正 光 谱 锐 化 融 合 法 在 光 谱 和 细 节 表 现 上 都 优 于 其 它 融 合 算 法, 南 阳 市 区 的 影 像 融 合 工 作 选 用 此 种 方 法 较 好 地 表 现 了 影 像 的 色 彩 细 节 影 像 融 合 后 还 要 进 行 影 像 数 据 的 色 调 匹 配 工 作, 以 求 得 影 像 色 调 趋 于 一 致 4.4 配 准 裁 切 分 幅 对 正 射 纠 正 后 的 影 像 进 行 坐 标 配 准 后 按 1/1 万 地 形 图 分 幅 标 准 裁 切 分 幅, 作 为 土 地 利 用 现 状 更 新 调 查 的 工 作 底 图 4.5 影 像 套 合 分 幅 解 译 将 原 土 地 利 用 现 状 标 准 分 幅 数 字 化 图 与 纠 正 后 正 射 影 像 图 套 合, 根 据 影 像 中 地 物 的 形 状 大 小 颜 色 套 合 位 移 关 系 以 及 影 像 的 灰 度 变 换 纹 理 等 信 息, 判 读 图 斑 线 状 地 物 零 星 地 物 各 级 境 界 线 权 属 界 线 的 类 别 范 围 位 置 形 状 等 信 息 并 根 据 需 要 将 这 些 信 息 标 绘 于 影 像 图 上 以 确 定 外 业 调 查 的 重 点 对 于 已 发 生 变 化 但 判 读 不 明 确 的 图 斑 界 线 要 参 照 新 增 建 设 用 地 批 件 图 耕 地 后 备 资 源 调 查 资 料 和 土 地 开 发 整 理 等 资 料, 将 变 化 的 地 类 和 位 置 标 绘 在 工 作 底 图 上 对 于 无 法 从 室 内 确 定 是 否 发 生 变 化 或 变 化 不 明 确 的 图 斑, 要 标 为 疑 似 图 斑, 实 地 调 查 核 实 后 上 图 4.6 建 设 数 据 库 根 据 室 内 解 译 和 野 外 调 绘 结 果, 利 用 MAPGIS 地 理 信 息 系 统 建 立 土 地 利 用 数 据 库 系 统, 在 此 基 础 上 进 行 面 积 量 算 数 据 平 差 统 计 汇 总 土 地 利 用 基 础 图 件 编 绘 等 工 作 4.7 统 计 汇 总 图 件 编 绘 土 地 利 用 更 新 调 查 数 据 库 建 成 后, 平 差 统 计 汇 总 及 标 准 分 幅 土 地 利 用 现 状 图 的 编 绘 工 作 可 由 信 息 系 统 自 动 完 成, 其 它 一 些 因 工 作 需 要 的 专 题 图 件, 可 以 通 过 地 理 信 息 系 统, 人 工 介 入 编 绘 5 取 得 成 果 (1) 标 准 分 幅 正 射 彩 色 影 像 图 (1/1 万 DOM)132 幅 ; (2) 南 阳 市 规 划 控 制 区 土 地 利 用 更 新 调 查 工 作 技 术 方 案 ; (3) 南 阳 市 规 划 控 制 区 野 外 调 绘 平 面 正 射 影 像 图 41 幅 (41 幅 1/1 万 DOM); (4) 外 业 调 绘 手 薄 41 套 ; (5) 田 坎 系 数 测 算 记 录 表 和 平 均 田 坎 系 数 计 算 表 ; (6)DIS 系 统 土 地 利 用 数 据 库 ; (7) 图 斑 面 积 土 地 利 用 现 状 分 类 面 积 飞 入 地 面 积 等 各 种 数 据 计 算 统 计 汇 总 表 ; (8) 南 阳 市 区 土 地 利 用 全 数 字 化 彩 色 卫 星 影 像 图 (1/5 万 ); (9) 南 阳 市 规 划 控 制 区 全 数 字 化 标 准 分 幅 彩 色 土 地 利 用 现 状 图 (41 幅 1/1 万 ); (10) 南 阳 市 中 心 城 区 及 近 郊 土 地 利 用 现 状 全 数 字 化 彩 色 卫 星 影 像 图 (1/2.5 万 ); (11) 南 阳 市 规 划 控 制 区 土 地 利 用 现 状 全 数 字 化 彩 色 卫 星 影 像 图 (1/1 万 ); (12) 标 准 分 幅 权 属 全 数 字 化 彩 色 界 线 图 (41 幅 1/1 万 );

(13) 南 阳 市 规 划 控 制 区 土 地 利 用 更 新 调 查 技 术 报 告 ; (14) 南 阳 市 规 划 控 制 区 土 地 利 用 更 新 调 查 工 作 报 告 6 特 殊 问 题 处 理 与 技 术 分 析 6.1 境 界 与 权 属 界 的 套 合 对 比 与 野 外 核 查 6.1.1 境 界 线 和 土 地 权 属 界 线 确 定 原 则 上 以 原 土 地 详 查 和 最 新 变 更 调 查 成 果 所 确 定 的 位 置 为 准, 利 用 原 数 字 编 制 工 作 方 案 技 术 规 程 各 项 准 备 工 作 接 收 SPOT 影 像 数 据 正 射 纠 正 融 合 影 像 利 用 92 年 详 查 资 料 建 库 历 年 土 地 利 用 变 更 图 1/1 万 标 准 分 幅 正 射 影 像 图 分 幅 套 合 影 像 解 译 土 地 利 用 矢 量 图 修 改 后 1/1 万 土 地 利 用 详 查 图 分 幅 提 取 和 标 绘 注 权 属 地 类 等 变 化 信 息 外 业 补 充 调 查 修 正 判 读 结 果 内 业 处 理 数 据 处 理 与 建 设 GIS 地 理 信 息 数 据 库 统 计 分 析 专 题 图 制 作 成 果 汇 总 报 告 编 制 图 2 南 阳 市 规 划 控 制 区 土 地 利 用 更 新 调 查 工 作 流 程 化 后 的 详 查 野 外 调 绘 航 片, 参 考 权 属 调 查 手 薄 地 类 调 绘 手 薄 和 工 作 底 图 通 过 套 合 对 比 将 境 界 线 和 权 属 界 线 直 接 解 译 转 绘 到 更 新 调 查 正 射 影 像 图 上 由 于 调 查 区 原 详 查 资 料 保 存 完 好, 收 集 齐 全, 工 作 相 对 顺 利 权 属 拐 点 利 用 原 详 查 编 号, 以 保 持 与 原 签 协 议 书 一 致 6.1.2 个 别 行 政 村 已 完 全 被 建 成 区 包 围, 其 行 政 村 界 不 再 解 译 调 绘, 由 城 镇 地 籍 调 查 程 序 处 理 由 于 正 射 影 像 图 与 原 详 查 图 符 合 的 比 较 好, 大 多 界 限 都 能 直 接 转 绘 标 注 对 于 个 别 明 显 差 别 的 界 线 (0.3-1MM), 经 实 地 调 查 确 认, 一 般 是 由 于 原 调 查 时 因 航 片 图 像 模 糊 地 物 边 缘 不 清 误 判 引 起

6.2 地 类 图 斑 和 零 星 地 类 调 查 标 绘 6.2.1 分 类 标 准 土 地 分 类 按 部 颁 全 国 土 地 分 类 ( 试 行 ) ( 过 渡 期 适 用 ) 的 分 类 标 准 进 行, 对 于 城 镇 与 居 民 点 以 外 的 工 矿 企 业 及 特 殊 用 地, 除 用 过 渡 地 类 调 绘 外, 在 手 薄 备 注 栏 内 标 注 了 其 新 地 类 代 码, 便 于 由 过 度 分 类 向 新 分 类 转 换 6.2.2 图 斑 划 分 城 市 建 制 镇 农 村 居 民 点 等 建 设 用 地 区 沿 建 成 区 界 线 外 围 的 闭 合 界 线 划 分 图 斑 其 内 部 的 权 属 和 地 类 不 调 查, 留 待 城 镇 地 籍 调 查 时 处 理 6.2.3 最 小 上 图 面 积 和 最 小 记 载 面 积 耕 地 园 地 最 小 上 图 面 积 为 0.9 亩, 居 民 地 最 小 上 图 面 积 为 0.6 亩, 其 它 地 类 最 小 上 图 面 积 为 2.25 亩 不 够 上 图 面 积 但 大 于 0.1 亩 的 土 地 作 为 零 星 地 类, 在 手 薄 零 星 地 类 栏 记 载 6.2.4 全 方 位 外 业 调 查 由 于 属 调 查 研 究 项 目, 除 权 属 界 线 外, 对 地 类 地 物 采 用 了 全 方 位 野 外 调 绘 的 方 法 进 行, 以 验 证 技 术 方 案 的 可 行 性 地 类 号 图 斑 号 在 同 一 幅 图 内 以 行 政 村 为 单 位 自 上 而 下, 自 左 而 右 顺 编 ; 图 斑 编 号 采 用 分 数 形 式 注 记 ; 地 类 界 封 闭 并 以 实 线 表 示 宽 度 小 于 50M 虽 够 上 图 面 积 但 图 上 无 法 表 示 的 带 状 土 地, 按 零 星 地 类 处 理 ; 详 查 后 新 增 的 城 镇 居 民 点 以 外 的 建 设 用 地, 实 地 调 查 其 单 位 名 称 和 权 属 性 质, 并 在 手 薄 中 详 细 记 载 通 过 外 业 调 查 统 计 表 明 : 遥 感 正 射 影 像 与 原 详 查 图 件 套 合 对 比 解 译 的 室 内 解 译 率 为 89%, 室 内 解 译 正 确 率 为 97.6% 通 过 室 内 解 译 大 幅 度 减 少 外 业 工 作 量 的 途 径 是 可 行 的 6.3 面 积 量 算 与 成 果 汇 总 6.3.1 面 积 量 算 利 用 GIS 数 据 库 软 件 对 图 斑 进 行 面 积 量 算 对 各 乡 镇 量 算 图 斑 面 积 之 和 与 原 详 查 各 乡 镇 控 制 面 积 的 差 值 进 行 平 差 处 理 做 到 市 规 划 控 制 区 面 积 与 其 内 含 行 政 区 面 积 之 和 相 等 ; 乡 级 区 域 面 积 与 其 范 围 内 含 权 属 单 位 面 积 之 和 相 等 ; 权 属 单 位 面 积 与 其 范 围 内 地 类 图 斑 面 积 之 和 相 等 ; 市 规 划 控 制 区 面 积 与 其 范 围 内 所 有 地 类 面 积 之 和 相 等 图 斑 面 积 等 同 于 该 图 斑 净 面 积 与 应 扣 异 类 面 积 之 和 6.3.2 统 计 汇 总 按 过 渡 期 土 地 分 类 标 准, 由 GIS 系 统 自 动 计 算 各 类 土 地 面 积, 生 成 区 乡 村 各 类 土 地 面 积 汇 总 表 最 后 按 权 属 性 质 汇 总, 生 成 国 有 集 体 土 地 面 积 汇 总 表 7 研 究 体 会 7.1 开 展 新 一 轮 国 土 资 源 调 查 应 当 充 分 利 用 SPOT5 卫 星 遥 感 数 据 数 字 地 球 理 论 可 以 把 地 球 看 成 是 一 个 虚 拟 世 界, 把 地 球 上 的 各 种 信 息 以 数 字 形 式 表 达, 实 现 多 分 辨 率 三 维 形 式 的 地 球 描 述 要 把 整 个 地 球 上 的 信 息 数 字 化, 进 入 计 算 机 管 理, 其 工 作 量 极 大, 在 开 始 阶 段 可 以 从 已 成 图 的 资 料 提 取 部 分 信 息, 也 可 以 利 用 各 种 传 统 的 常 规 测 量 方 法 获 得 各 种 数 字 化 信 息 但 是 从 长 远 观 点 从 信 息 更 新 角 度, 卫 星 遥 感 是 提 供 信 息 源 的 最 有 效 的 手 段 和 保 证 在 逐 步 实 现 数 字 地 球 的 今 天, 卫 星 遥 感 更 显 示 出 它 的 重 要 性 利 用 卫 星 遥 感 是 大 批 量 低 成 本 获 取 即 时 或 近 期 自 然 信 息 最 有 效 的 方 法 根 据 我 国 国 情, 目 前 环 境 变 化 监 测 和 耕 地 保 护 土 地 利 用 动 态 监 测 这 二 个 方 面 的 问 题 已 经 引 起 从 中 央 到 地 方 的 高 度 关 注 要 想 快 捷 地 解 决 这 些 问 题, 就 要 充 分 利 用 卫 星 遥 感 技 术 的 发 展 SPOT5 卫 星 在 国 土 资 源 森 林 资 源 探 察 方 面 具 有 优 越 的 性 能, 分 辨 率 与 视 场 大 小 达 到 了 比 较 理 想 的 配 置, 获 取 数

据 方 便 快 捷 ;2.5M 分 辨 率 全 色 数 据 的 商 业 价 格 为 3 万 元 / 景, 制 作 费 用 低 生 产 周 期 短 不 受 来 源 限 制 的 优 点, 短 时 间 内 即 可 获 得 某 一 特 定 时 间 段 的 地 面 空 间 信 息 就 南 阳 市 的 研 究 和 传 统 编 图 调 查 模 式 相 比, 其 优 越 性 十 分 明 显, 研 究 采 用 数 字 化 遥 感 信 息 处 理 手 段, 在 一 年 零 三 个 月 时 间 之 内, 用 不 足 二 十 万 元 的 资 金 投 入 便 解 决 了 640 平 方 公 里 范 围 内 自 土 地 详 查 以 来 长 期 存 在 的 基 础 图 纸 老 化 数 据 不 准 问 题 与 航 空 摄 影 测 量 或 常 规 地 形 测 量 相 比, 节 约 资 金 约 95 万 元, 缩 短 编 图 周 期 2-3 年, 并 由 此 带 来 的 经 济 效 益 和 社 会 效 益 十 分 明 显 从 价 格 时 效 数 据 提 供 能 力 精 度 数 据 处 理 技 术 等 方 面 综 合 比 较, 目 前 利 用 SPOT5 卫 星 数 据 开 展 新 一 轮 国 土 资 源 调 查 工 作 是 可 行 的 这 种 方 法 应 该 是 在 我 国 北 方 地 势 相 对 平 坦 面 积 广 大 地 区 利 用 中 小 比 例 尺 基 础 图 件 开 展 新 一 轮 国 土 资 源 调 查 工 作 的 最 佳 数 据 源 7.2 要 重 视 因 高 差 引 起 的 投 影 误 差 目 前 卫 星 遥 感 在 国 土 资 源 方 面 的 主 要 应 用 是 根 据 卫 星 影 像 来 解 译 我 们 所 需 要 的 各 种 土 地 利 用 信 息, 主 要 属 于 二 维 处 理 的 范 围, 尽 管 利 用 SPOT5 卫 星 遥 感 立 体 像 对 可 以 进 行 高 程 测 量, 但 目 前 尚 不 是 主 流 如 果 应 用 对 象 地 势 相 对 平 坦, 则 因 高 差 引 起 的 正 射 投 影 误 差 甚 微, 根 据 转 换 公 式 采 集 需 要 的 控 制 点, 用 最 小 二 乘 法 转 换 矩 阵 完 成 地 图 和 影 像 空 间 坐 标 变 换 函 数 的 多 项 式 校 正 法 进 行 纠 正, 就 可 达 到 足 够 的 精 度 但 多 项 式 方 法 没 有 应 用 DEM 数 据, 没 有 引 入 轨 道 参 数, 因 此 这 种 方 法 只 宜 用 于 平 原 地 区, 对 于 丘 陵 及 山 地 不 适 应 此 种 方 法 对 于 丘 陵 地 区, 可 采 用 一 般 物 理 模 型 纠 正 方 式, 选 择 SPOT5 数 据 的 DEM 数 据, 选 取 控 制 点 数 量 为 10-20 个 / 景, 增 加 卫 星 轨 道 参 数 参 与 正 射 纠 正 这 种 方 法 属 近 似 的 中 心 投 影 方 式 得 到 的 影 像 精 度 高 于 多 项 式 纠 正 精 度 不 足 之 处 是 远 离 控 制 点 及 影 像 边 缘 部 分 变 形 较 大, 可 能 达 不 到 1 1 万 地 形 图 的 精 度 标 准 对 于 山 区 等 高 差 变 化 较 大 的 区 域, 必 须 采 用 严 格 轨 道 物 理 模 型 正 射 纠 正 法, 即 全 面 导 入 取 得 SPOT5 数 据 时 的 卫 星 轨 道 参 数 扫 描 参 数 以 及 扫 描 参 数 与 影 像 之 间 的 关 系 函 数 进 行 正 射 纠 正 同 时 应 用 DEM 数 据 和 9-12/ 景 个 分 布 均 匀 的 控 制 点, 即 可 完 成 整 景 影 像 的 正 射 纠 正 计 算, 纠 正 精 度 高 于 多 项 式 和 一 般 物 理 模 型 纠 正 方 法 法 国 宇 航 局 和 Spot Image 公 司 已 于 2004 年 正 式 启 动 影 像 自 动 正 射 处 理 系 统 的 开 发, 可 望 2005 年 投 入 商 业 使 用, 届 时 SPOT 影 像 的 正 射 纠 正 工 作 将 变 得 十 分 轻 松 对 推 动 SPOT5 数 据 在 国 土 调 查 工 作 中 的 应 用 具 有 重 要 意 义 7.3 采 用 计 算 机 辅 助 下 充 分 利 用 土 地 利 用 详 查 图 件 并 结 合 野 外 调 查 的 人 工 解 译 法 解 译 是 根 据 卫 星 影 像 的 灰 度 颜 色 纹 理 结 构 形 状 亮 度 光 谱 等 图 像 信 息 来 确 定 各 种 所 需 地 物 信 息 的 过 程 利 用 计 算 机 进 行 卫 星 影 像 自 动 解 译 是 科 技 工 作 者 长 期 的 奋 斗 目 标, 目 前 基 于 统 计 理 论 的 解 译 方 法 已 比 较 成 熟, 鉴 于 这 种 方 法 主 要 根 据 光 谱 特 征 分 类, 而 光 谱 特 征 与 地 物 的 对 应 关 系 十 分 复 杂, 分 类 精 度 受 到 一 定 限 制 所 以 许 多 人 宁 愿 采 用 目 视 解 译, 而 不 用 计 算 机 分 类 经 过 几 十 年 的 研 究, 在 计 算 机 遥 感 图 像 解 译 方 面 虽 获 得 一 定 进 展, 但 距 自 动 解 译 的 目 标 还 十 分 遥 远 实 际 工 作 中 主 要 靠 计 算 机 辅 助, 人 工 解 译 为 主 的 方 法 SPOT5 同 目 前 大 多 卫 星 遥 感 (SAR 除 外 ) 一 样, 是 根 据 光 谱 成 像 理 论 来 获 取 信 息 的, 鉴 于 地 物 光 谱 受 到 周 围 环 境 气 候 环 境 大 气 衰 减 等 许 多 因 素 的 影 响, 使 得 影 像 特 征 与 地 物 间 的 关 系 极 为 复 杂 特 别 在 中 国, 小 农 经 济 的 耕 作 模 式, 使 得 地 块 小 作 物 混 乱, 对 影 像 解 译 工 作 带 来 极 大 困 难 研 究 发 现 正 确 使 用 原 来 的 调 查 资 料 采 用 机 助 人 工 解 译, 是 目 前 提 高 效 率 保 证 解 译 精 度 的 重 要 途 径 因 此 我 们 充 分 利 用 92 年 形 成 的 土 地 利 用 现 状 图 及 当 时 的 野 外 调 绘 航 片, 通 过 对 影 像 图 与 原 详 查 图 套 合 对 比 达 到 最 大 程 度 的 信 息 解 译 村 庄 名 称 固 定 地 物 标 志 权 属 界 线 等 极 少 变 化 的 属 性 信 息, 几 乎 可 以 全 部 从 原 标 准 分 幅 土 地 利 用 现 状 图 上 提 取 并 在 新 的 正 射 影 像 图 上 标

绘 由 于 资 料 使 用 正 确, 方 法 得 当, 有 效 节 省 了 野 外 调 查 工 作 量 通 过 实 践 发 现, 由 于 地 类 变 化, 分 斑 原 则 等 差 异, 工 作 中 很 难 实 现 更 新 调 查 图 斑 和 原 详 查 图 斑 的 对 应 关 系 一 致, 因 此 调 查 时 对 图 斑 进 行 了 重 新 编 号 建 议 在 明 年 启 动 的 大 规 模 土 地 更 新 调 查 中 不 要 强 求 新 旧 图 斑 的 一 一 对 应 根 据 我 们 的 研 究 统 计,2.5M SPOT5 卫 星 影 像 能 够 直 接 目 视 解 译 的 图 像 信 息 为 35%, 结 合 土 地 利 用 现 状 图 的 卫 星 影 像 信 息 人 工 解 译 率 则 提 高 到 89% 但 不 论 采 用 那 种 方 法, 卫 星 影 像 解 译 必 须 与 外 业 调 查 相 结 合, 否 则 很 难 保 证 解 译 质 量 7.4 选 取 最 佳 的 影 像 获 取 时 间 提 高 影 像 质 量 根 据 南 阳 市 的 农 业 耕 作 和 土 地 利 用 特 点, 影 像 最 佳 的 获 取 时 间 应 在 5 月 至 6 月 之 间 或 9 月 至 10 月 间 在 此 时 间 段 内, 林 地 草 地 和 耕 地 均 具 有 一 定 的 植 物 量, 且 光 谱 特 征 易 于 区 分, 同 居 民 地 差 别 较 大, 水 田 正 处 于 灌 水 期 或 放 水 期, 同 旱 地 易 于 区 分 整 个 图 像 色 彩 较 为 丰 富, 层 次 鲜 明, 便 于 影 像 解 译, 制 图 的 视 觉 效 果 也 十 分 理 想 7.5 SPOT5 卫 星 遥 感 分 析 与 日 常 更 新 调 查 相 结 合 是 开 展 土 地 利 用 动 态 监 测 的 重 要 手 段 常 规 的 1 1 万 土 地 变 更 调 查 虽 然 具 有 定 量 定 性 精 度 高 误 差 小 覆 盖 面 全 系 统 性 好 等 优 点, 但 其 监 测 的 客 观 性 和 信 息 获 取 周 期 均 受 各 地 人 为 干 扰 很 大 SPOT5 遥 感 技 术 是 一 项 高 科 技 技 术, 它 用 于 土 地 监 测 时 具 有 客 观 性 强 现 势 好 信 息 获 得 周 期 短 定 位 精 度 高 等 特 点, 但 也 有 定 量 精 度 低 微 观 判 读 误 差 大 等 缺 点 在 经 济 运 行 成 本 下, 使 两 种 监 测 手 段 形 成 互 补, 各 取 所 长, 形 成 遥 感 监 测 与 土 地 变 更 调 查 相 结 合 的 土 地 动 态 监 测 方 式, 可 以 实 现 宏 观 和 微 观 相 结 合, 是 今 后 土 地 利 用 动 态 监 测 的 重 要 手 段 7.6 技 术 突 破 根 据 实 际 情 况, 南 阳 市 在 许 多 技 术 方 面 突 破 了 原 河 南 省 土 地 利 用 现 状 调 查 技 术 规 程 ( 河 南 省 土 地 管 理 局 1989 年 5 月 ) 的 规 定, 有 所 创 新 一 是 关 于 耕 地 系 数 的 规 定, 对 于 耕 地 中 零 星 非 耕 地 的 处 理, 放 弃 省 技 术 规 程 关 于 耕 地 系 数 测 算 方 法, 而 采 用 田 坎 系 数, 扣 除 耕 地 中 零 星 非 耕 地 面 积 到 田 坎 中, 这 样 处 理, 更 适 合 南 阳 市 耕 地 利 用 率 较 高 的 实 际 ; 二 是 外 业 调 查 中 放 弃 了 原 详 查 规 范 制 定 的 各 种 繁 琐 调 查 手 簿, 自 行 编 制 了 能 够 符 合 现 代 作 业 手 段 的 外 业 调 查 手 簿, 此 手 簿 简 单 明 确 全 面, 便 于 计 算 机 数 据 处 理 并 具 有 较 强 的 通 用 性 ; 三 是 为 保 证 辖 区 总 面 积 与 原 土 地 详 查 辖 区 总 面 积 一 致, 采 用 以 图 幅 理 论 面 积 控 制 下 以 乡 镇 为 单 位 的 面 积 平 差, 从 而 使 调 查 后 数 据 与 现 今 使 用 的 数 据 有 很 好 的 衔 接 保 证 了 辖 区 上 报 面 积 的 一 致 性 7.7 更 新 观 念, 正 视 现 代 科 技 发 展 在 测 绘 变 革 中 的 作 用 由 于 现 代 科 技 的 发 展, 传 统 测 绘 技 术 正 在 经 历 一 场 深 刻 的 变 革, 从 中 我 们 可 清 楚 看 到 科 学 技 术 发 展 对 提 高 劳 动 生 产 率 所 起 的 作 用 由 于 空 间 技 术 的 发 展, 使 得 信 息 获 取 手 段 得 到 根 本 改 变, 例 如 大 地 测 量 : 过 去 只 有 通 过 测 角 测 高 来 获 取 基 本 信 息, 而 现 在 可 以 通 过 GPS 卫 星 定 位 系 统 来 获 取 信 息, 过 去 利 用 航 空 摄 影 和 传 统 实 测 来 获 取 地 面 信 息, 而 现 在 可 通 过 卫 星 快 速 获 取, 并 且 是 数 字 形 式 由 于 信 息 获 取 手 段 的 提 高, 为 测 绘 工 艺 变 革 提 供 了 重 要 保 证 由 于 计 算 机 的 发 展, 使 得 传 统 的 测 绘 生 产 工 具 发 生 彻 底 变 革 例 如 航 空 摄 影 测 量 成 图 生 产 中 所 使 用 的 全 能 测 图 仪 将 要 进 入 历 史 博 物 馆 ; 中 大 比 例 尺 测 图 所 用 的 普 通 光 学 经 纬 仪 钢 尺 已 被 电 子 全 站 仪 取 代 ; 传 统 手 工 绘 图 描 图 工 艺 已 被 淘 汰, 基 于 计 算 机 的 各 种 图 形 处 理 和 管 理 系 统 登 上 历 史 舞 台 由 于 生 产 工 具 的 改 进, 使 得 传 统 的 生 产 方 式 得 到 彻 底 改 变 由 于 测 绘 中 引 用 了 这 些 高 科 技, 使 得 生 产 速 度 加 快 生 产 成 本 降 低 劳 动 强 度 减 轻 生 产 质 量 提 高 更 为 优 越 的 是 现 代 测 绘 产 品 为 数 字 形 式, 便 于 计 算 机 规 模 处 理, 可 方 便 生 成 多 种 多 样 的 副 产 品, 为 综 合 分 析 提 供 了 条 件, 为 深 层 次 的 应 用 提 供 了 可 能 例 如, 从 DEM 可

以 生 成 坡 度 图 坡 向 图, 利 用 DEM 和 专 题 图 可 生 成 晕 渲 专 题 图 我 们 利 用 DOM 数 据 和 土 地 利 用 现 状 资 料 编 辑 制 作 的 南 阳 市 城 区 彩 色 影 像 图 件 就 在 城 市 布 局 规 划 土 地 利 用 土 地 监 察 土 地 规 划 水 资 源 调 查 环 境 评 价 城 市 绿 化 市 领 导 综 合 决 策 等 方 面 发 挥 了 巨 大 的 作 用 测 绘 技 术 虽 然 得 到 很 大 发 展, 但 在 发 展 进 程 中 又 面 临 着 新 的 问 题 和 困 难, 例 如 航 天 遥 感 的 发 展, 可 以 大 量 获 取 各 种 信 息, 如 何 快 速 高 效 处 理, 最 大 限 度 地 利 用 这 些 数 据, 己 成 为 摆 在 我 们 面 前 重 大 课 题 SPOT5 卫 星 遥 感 数 据 在 南 阳 市 国 土 资 源 调 查 工 作 中 的 成 功 应 用 就 是 一 个 实 践 证 明 随 着 现 代 科 技 的 发 展, 传 统 测 绘 技 术 将 与 遥 感 技 术 进 一 步 融 合, 遥 感 技 术 与 应 用 将 会 提 高 到 更 新 水 平 参 考 文 献 : [1] 摄 影 测 量 原 理 王 之 卓. 武 汉 测 绘 科 技 大 学 出 版 社,1990. [2] SPOT 5 enter the orbit 中 科 院 译 自 WWW.SPOTIMAGE.FR. [3] SPOT 在 中 国 农 业 管 理 中 的 应 用 SPOT 简 报 2001 年 第 1 期. [4] 空 间 科 学 与 应 用 姜 景 山. 科 学 出 版 社,2001. [5] 数 字 图 像 处 理 学 W.K. 普 拉 特. 北 京 科 学 出 版 社 1984. [6] 李 德 仁 等. 地 球 空 间 信 息 学 与 数 字 地 球 空 间 数 据 基 础 设 施 与 数 字 地 球 论 文 集 1999. [7] 基 于 高 分 辨 率 卫 星 SPOT5 影 像 数 据 的 正 射 纠 正 融 合 相 嵌 及 标 准 分 幅 裁 切 的 应 用 研 究. 中 国 国 土 资 源 航 空 物 探 遥 感 中 心, 曾 福 年. 2004. [8] 卫 星 遥 感 与 政 府 决 策 庄 逢 甘, 陈 述 彭. 北 京 宇 航 出 版 社,1997. [9] 遥 感 信 息 在 城 市 规 划 中 的 应 用 与 展 望 汪 祖 进. 会 议 论 文,2004. [10] 测 量 学 测 绘 出 版 社 武 汉 测 绘 科 技 大 学 测 量 学 编 写 组. 1991. [11] 土 地 调 查 与 定 级 估 价 李 庚 河 南 科 学 技 术 出 版 社. 1993.

遥 感 数 据 不 同 融 合 算 法 在 土 地 利 用 动 态 遥 感 监 测 应 用 中 的 比 较 研 究 何 宇 华 ( 中 国 土 地 勘 测 规 划 院 遥 感 所, 北 京,100035) 摘 要 : 影 像 融 合 是 一 种 非 常 有 用 的 图 像 处 理 技 术, 即 对 低 分 辨 率 多 光 谱 影 像 和 高 分 辨 率 全 色 影 像 进 行 融 合 处 理, 获 取 高 分 辨 率 多 光 谱 影 像 的 过 程 现 在 融 合 方 法 很 多 并 被 广 泛 应 用, 但 人 们 在 使 用 中 发 现 它 们 也 存 在 很 大 的 不 足, 也 就 是 说 融 合 影 像 在 获 得 提 高 空 间 分 辨 率 的 同 时, 也 不 同 程 度 地 损 失 了 原 始 多 光 谱 影 像 光 谱 信 息 含 量 本 文 描 述 了 作 者 尝 试 将 小 波 变 换 融 合 技 术 应 用 在 土 地 利 用 调 查 中 对 土 地 利 用 分 类 的 研 究 并 就 相 关 结 果 与 常 规 融 合 方 法 的 进 行 对 比 分 析 研 究 结 果 显 示 : 在 本 次 选 择 的 融 合 方 法 中,IHS 的 视 觉 效 果 好 于 PCA 的, 但 是 PCA 方 法 的 定 量 评 价 要 好 于 IHS 的 其 中,PCA 法 融 合 影 像 其 相 关 系 数 的 平 均 值 达 到 70% 以 上 再 将 小 波 变 换 与 PCA IHS 两 种 常 用 的 融 合 方 法 进 行 对 比, 小 波 变 换 算 法 使 融 合 影 像 在 视 觉 上 及 光 谱 信 息 保 护 上 都 获 得 了 最 好 的 评 价, 其 相 关 系 数 平 均 93% 以 上 光 谱 可 分 性 的 提 高 增 强 了 对 土 地 利 用 类 别 划 分 的 解 译 能 力, 特 别 是 位 于 城 市 边 缘 土 地 利 用 类 型 复 杂 的 地 方 关 键 词 : 影 像 数 据 融 合 ; 小 波 变 换 ; 土 地 利 用 分 类 ; 城 市 边 缘 ;Landsat TM;Spot PAN 中 图 分 类 号 : F301.2 Comparison of Different Fusion approaches in Application of Land-use Monitoring Remote Sensing-Based Data HE Yu-hua (China Land Survey and Planning Institute,Beijing,100035,China) Abstract:Image fusion is a very useful technique of obtaining high-resolution multi-spectral images from low spatial resolution multi-spectral and high-resolution panchromatic images. Nowadays many fusion techniques are available. However, it is found that these conventional fusion techniques existed also some shortcomings, which could not keep balance for preserving spectral information very well in a fused image with high-resolution spatial information. Hence, in this study a recent and efficient technique of fusion based on wavelet transformation was attempted and its efficiency was compared with that of the conventional techniques. The results of study presented among the conventional techniques, PCA based fusion was found to better than IHS in preserving the original spectral information content (71%). When compared with conventional techniques, the wavelet transform method proved to be the best option for visual appreciation, preserving most 93% of the spectral information content as well as improving the interpretability of low-resolution multi-spectral image classification. Meanwhile results also

further show the application potentiality of fusion techniques based on wavelet transform for improving urban land classes in urban fringe. Key words:image fusion;wavelet transform;land-use classes;urban fringe;landsat TM; Spot PAN 引 言 如 今, 多 个 卫 星 平 台 上 各 种 光 学 传 感 器 已 提 供 了 许 多 不 同 分 辨 率 的 多 光 谱 影 像 和 全 色 影 像 数 据, 且 这 些 影 像 各 有 其 特 征 多 光 谱 影 像 具 有 好 的 光 谱 分 辨 率, 而 全 色 影 像 通 常 给 我 们 高 空 间 分 辨 率 影 像 融 合 是 一 种 非 常 有 用 的 技 术, 它 使 获 得 的 融 合 影 像 上 综 合 表 现 了 来 自 上 述 两 种 影 像 的 不 同 特 征 近 些 年 来, 许 多 用 于 融 合 影 像 的 技 术 方 法 不 断 被 研 究 和 开 发 出 来, 如 常 规 方 法 有 PCA IHS Brovey transform 等 等, 还 有 如 今 正 成 为 该 领 域 研 究 热 点 的 小 波 变 换 融 合 技 术 这 些 技 术 和 方 法 中 许 多 已 被 广 泛 应 用 于 环 境 监 测 土 地 变 化 监 查, 以 及 土 地 利 用 / 覆 盖 制 图 等 更 多 领 域 事 实 上, 常 规 方 法 和 小 波 变 换 技 术 之 间 在 用 于 增 强 多 光 谱 影 像 空 间 分 辨 率 过 程 中 有 很 大 区 别 前 者 在 应 用 上 会 不 同 程 度 地 损 失 原 始 影 像 光 谱 信 息 含 量, 而 后 者 则 是 克 服 前 面 的 缺 点, 并 在 最 大 程 度 上 保 护 光 谱 信 息 含 量 在 本 研 究 中, 所 选 用 的 卫 星 遥 感 影 像 数 据 包 括 多 光 谱 影 像 Landsat TM (30m) 和 高 分 辨 率 全 色 影 像 Spot PAN(10m), 图 1 (a) (b) 融 合 方 法 分 别 采 用 常 规 方 法 (IHS 和 PCA), 以 及 小 波 变 换 技 术 融 合 结 果 的 评 估 将 分 别 通 过 视 觉 与 统 计 分 析 比 较 (Correlation co-efficient (Image-to-fused image,aoi) 和 Spectral/Signature separebility of land use/cover classes) 两 个 途 径 对 影 像 融 合 进 行 综 合 分 析 和 评 价 详 细 研 究 过 程 和 结 果 可 见 以 下 各 章 节 的 介 绍 1 融 合 技 术 与 方 法 1.1 常 规 方 法 融 合 Landsat TM 和 Spot PAN 卫 星 遥 感 影 像 常 规 融 合 方 法 通 常 包 括 IHS PCA 主 成 份 分 析 Brovey 比 值 变 换 和 Multiplicative 倍 增 法 等 在 本 研 究 中, 如 下 的 融 合 方 法 被 主 要 应 用, 其 详 细 的 理 论 推 导 与 描 述 可 从 Vani (1999), Pohl (1999) 和 Lakshmi (2000) 等 发 表 的 文 献 中 查 看 到 1.1.1 IHS 融 合 方 法 这 是 常 用 融 合 方 法 之 一 其 基 本 原 理 是 将 低 空 间 分 辨 率 多 光 谱 影 像 从 RGB 系 统 变 换 至 IHS 系 统, 从 而 得 到 强 度 I 色 度 H 及 饱 和 度 S 的 三 个 分 量 其 中,I 代 表 空 间 信 息 和 H S 代 表 光 谱 信 息 然 后, 用 高 空 间 分 辨 率 影 像 将 置 换 原 强 度 I 形 成 新 的 强 度 成 分 I, 并 与 H 和 S 一 起 利 用 IHS 逆 变 换 至 RGB 系 统, 得 到 融 合 后 的 影 像 对 于 IHS 变 换 融 合 法, 虽 然 使 融 合 后 的 影 像 也 具 有 原 有 高 分 辨 率 全 色 影 像 的 空 间 分 辨 率, 但 会 产 生 光 谱 退 化 现 象 损 失 大 量 的 光 谱 信 息 含 量, 故 不 利 于 影 像 的 后 处 理 包 括 影 像 分 类 和 自 动 影 像 信 息 提 取 1.1.2 PCA 融 合 方 法 PCA 与 IHS 融 合 方 法 非 常 相 似 基 本 操 作 程 序 是 将 多 光 谱 影 像 各 波 段 作 为 输 入 信 息 进 行 主 分 量 变 换 将 高 分 辨 率 影 像 代 替 第 一 主 分 量 作 逆 主 分 量 变 换 因 第 一 主 分 量 影 像 含 有 原 始 多 光 谱 影 像 的 大 量 信 息, 且 主 要 是 空 间 信 息 而 其 它 分 量 影 像 中 ( 主 要 是 第 二 第 三 主 分 量 ) 则 保 留 原 始 多 光 谱 影 像 的 光 谱 信 息 在 RGB 空 间 中, 就 可 得 到 融 合 后 的 影 像 同 样, 一 些 科 学 家 Chavez 等 曾 在 1991 年 已 发 现, 对 比 IHS 融 合 方 法 PCA 损 坏 光 谱 信 息 含 量 小

原 因 是 第 一 主 分 量 影 像 更 相 似 于 全 色 影 像 以 上 提 到 常 规 方 法 中 的 两 种, 在 本 研 究 中 均 被 应 用 于 融 合 卫 星 影 像 数 据 Landsat TM 和 Spot PAN 其 融 合 结 果 在 图 1 (c) (d) 1.2 小 波 变 换 融 合 方 法 小 波 变 换 wavelet transform( 或 小 波 分 析 ) 被 认 为 是 克 服 常 规 融 合 方 法 不 足 的 最 好 解 决 方 案 图 2 给 出 了 在 本 研 究 中 实 施 小 波 变 换 融 合 技 术 的 流 程 框 图 主 要 具 体 步 骤 如 下 : (1) 数 据 准 备 包 括 几 何 校 正 和 重 采 样 (2) 实 施 多 极 小 波 分 解 应 用 基 于 Mallat 算 法 的 小 波 分 解 程 序 (C ++ ) 分 别 对 全 色 影 像 (Spot PAN) 和 多 光 谱 影 像 Landsat TM 彩 色 合 成 波 段 数 据 进 行 小 波 分 解 图 3 提 供 了 Spot PAN 影 像 在 两 个 级 上 的 小 波 分 解 范 例 (3) 置 换 低 频 影 像 分 别 用 同 一 级 别 的 TM 波 段 5 4 3 置 换 Spot PAN 小 波 分 解 后 的 低 频 影 像 部 分 (4) 逆 小 波 变 换 应 用 反 变 换 程 序 (C ++ ) 分 别 在 两 个 不 同 的 小 波 分 解 级 上 进 行 反 变 换 运 算 图 4 以 TM 波 段 5 为 例 提 供 了 小 波 变 换 前 后 的 影 像 对 比 (5) 融 合 影 像 产 品 经 过 上 述 步 骤, 对 增 强 了 空 间 分 辨 率 的 多 光 谱 影 像 TM 波 段 5 4 3 进 行 彩 色 合 成 以 获 取 融 合 影 像 图 1 (e) (f) 2 评 价 PCA IHS 方 法 及 小 波 变 换 技 术 产 生 的 融 合 结 果 2.1 评 估 标 准 视 觉 和 统 计 参 数 比 较 是 本 研 究 中 对 不 同 融 合 方 法 所 采 取 的 两 个 评 价 标 准 其 中 视 觉 比 较 包 含 对 不 同 融 合 影 像 结 果 的 比 较, 以 及 由 融 合 影 像 生 成 的 土 地 利 用 分 类 影 像 的 比 较 ; 统 计 参 数 比 较 包 含 对 于 融 合 影 像 与 原 始 影 像 (Image-to-fused image) 感 兴 趣 区 (AOI) 的 相 关 系 数 (Correlation coefficient) 比 较 ; 以 及 光 谱 分 离 量 算 (spectral separability measurement) 比 较 这 里 所 说 的 相 关 性 是 直 接 暗 示 出 原 始 影 像 光 谱 信 息 含 量 的 保 护 程 度 2.2 视 觉 比 较 在 色 彩 和 空 间 分 辨 率 两 方 面 上, 本 研 究 对 融 合 结 果 进 行 了 视 觉 比 较 首 先, 可 以 看 到 融 合 影 像 上 提 高 了 多 光 谱 影 像 Landsat TM 空 间 分 辨 率 其 次, 小 波 变 换 技 术 使 其 融 合 影 像 有 更 好 的 视 觉 效 果 不 仅 在 空 间 分 辨 率 方 面, 而 且 还 更 好 地 保 留 了 原 始 影 像 光 谱 信 息 含 量 另 外, 在 其 影 像 特 征 ( 建 设 用 地 和 农 业 用 地 ) 方 面 也 有 很 好 的 表 现, 并 且 其 融 合 影 像 与 原 始 影 像 在 色 彩 上 是 保 持 一 致 的 相 比 PCA 与 IHS 方 法, 用 IHS 所 产 生 的 融 合 影 像 PCA 法 有 好 的 视 觉 效 果 2.3 统 计 参 数 比 较 在 低 分 辨 率 多 光 谱 影 像 和 高 分 辨 率 全 色 影 像 融 合 过 程 中, 对 于 融 合 结 果 应 关 注 其 两 个 重 要 特 性 的 衡 量 : 提 高 空 间 分 辨 率 和 保 护 原 始 多 光 谱 影 像 的 光 谱 信 息 含 量 因 此, 可 以 认 为 视 觉 比 较 是 一 种 定 性 分 析, 而 统 计 参 数 比 较 则 是 定 量 分 析 在 本 研 究 中, 基 于 对 常 规 技 术 和 小 波 变 换 融 合 方 法 产 生 的 融 合 影 像 进 行 统 计 比 较, 具 体 分 析 结 果 如 下 : 首 先, 由 表 1 显 示 了 各 融 合 影 像 与 原 始 多 光 谱 影 像 之 间 相 关 性 比 较 在 常 规 方 法 中, 可 以 发 现 PCA 法 使 其 融 合 结 果 与 原 始 影 像 有 较 好 的 相 关 性 平 均 达 到 70% 以 上 IHS 方 法 获 得 的 相 关 平 均 值 仅 为 38% 此 外, 在 对 于 特 殊 感 兴 趣 区 ( 城 市 建 设 用 地 ) 的 比 较 中, 也 同 样 发 现 有 更 好 的 相 关 数 值 给 出 就 小 波 变 换 与 常 规 方 法 比 较, 小 波 变 换 技 术 产 生 的 融 合 影 像 与

原 始 多 光 谱 影 像 对 比, 其 相 关 性 最 好 平 均 93% 以 上 除 了 采 用 通 常 的 影 像 统 计 参 数 相 关 系 数 (Correlation coefficient) 评 估 融 合 质 量 外, 本 研 究 还 尝 试 应 用 另 一 参 数 光 谱 可 分 性 (Spectral separability), 以 评 估 融 合 结 果 是 否 改 善 和 提 高 了 影 像 分 类 的 能 力 从 表 2. 显 示 的 结 果, 可 以 看 到 在 用 于 土 地 利 用 分 类 能 力 评 估 上, 小 波 变 换 方 法 (WT_IL) 显 示 出 光 谱 可 分 性 测 量 值 0.36, 其 次 PCA 方 法 0.28,IHS 方 法 0.16 显 然, 小 波 变 换 方 法 较 常 规 融 合 技 术 提 高 和 改 善 了 土 地 利 用 的 分 类 划 分 能 力 最 后, 由 表 3 表 4 分 别 显 示 出 在 城 市 用 地 之 间 城 市 用 地 中 建 筑 场 地 与 农 业 用 地 之 间, 小 波 变 换 和 常 规 融 合 方 法 对 不 同 土 地 利 用 分 类 而 给 出 的 光 谱 可 分 性 数 据 结 果 对 比 小 波 变 换 与 常 规 融 合 方 法, 小 波 变 换 产 生 的 融 合 影 像 在 土 地 利 用 类 别 划 分 上 显 示 出 更 好 的 数 据 结 果, 特 别 是 在 城 市 用 地 之 间 居 住 用 地 与 建 设 用 地 之 间, 显 现 出 更 好 的 可 分 离 潜 能 而 在 常 规 融 合 方 法 比 较 中,PCA 和 IHS 方 法 产 生 的 结 果 似 乎 没 有 很 大 差 异 但 是, 就 进 一 步 比 较 PCA 和 IHS 融 合 方 法 产 生 的 土 地 利 用 分 类 影 像 的 结 果, 显 然 PCA 更 好 于 HIS( 图 5) 3 结 论 本 研 究 结 果 进 一 步 证 明 了 融 合 作 为 一 种 技 术 工 具 对 于 提 高 和 改 善 低 分 辨 率 多 光 谱 影 像 解 译 能 力 的 应 用 潜 能 同 时, 还 显 示 出 小 波 变 换 技 术 是 当 前 最 有 效 的 融 合 技 术, 特 别 是 应 用 在 城 市 边 缘 地 带 对 土 地 利 用 分 类 划 分 方 面 在 常 规 融 合 方 法 中, 主 成 份 分 析 (PCA) 在 保 护 光 谱 信 息 特 征 上 比 IHS 方 法 更 好 就 小 波 变 换 技 术 与 常 规 方 法 的 比 较, 其 融 合 影 像 无 论 在 视 觉 上 还 是 保 护 原 始 影 像 Landsat TM 光 谱 信 息 上 都 是 最 好 的, 可 通 过 小 波 技 术 产 生 的 融 合 影 像 与 原 始 影 像 的 高 相 关 系 数 值 (93%) 证 明 此 外, 通 过 对 不 同 的 融 合 影 像 进 行 土 地 利 用 分 类 比 较, 进 一 步 看 到 小 波 变 换 和 PCA 方 法 的 融 合 结 果 对 于 影 像 分 类 和 自 动 信 息 提 取 将 会 有 更 好 应 用 前 景 从 对 融 合 影 像 评 价 方 法 的 角 度 来 说, 在 本 研 究 中 采 用 视 觉 比 较 和 统 计 参 数 比 较 作 为 两 种 评 价 途 径 是 正 确 选 择, 特 别 是 成 功 地 尝 试 采 用 光 谱 可 分 性 数 值 作 为 评 估 参 数 用 于 评 价 融 合 质 量 本 研 究 在 定 性 和 定 量 两 个 方 面 评 价 了 不 同 融 合 方 法 产 生 的 融 合 结 果 为 今 后 开 展 土 地 利 用 变 化 遥 感 监 测, 在 合 理 选 择 融 合 方 法 上 提 供 了 科 学 的 实 验 参 考 依 据 致 谢 : 首 先 我 真 诚 感 谢 荷 兰 政 府 和 ITC 提 供 奖 学 金 和 良 好 的 学 习 机 会 感 谢 中 国 国 土 资 源 航 空 物 探 遥 感 中 心 给 予 我 的 支 持 与 帮 助 同 时, 更 感 谢 教 授 Ir. A. Stein 先 生, 博 士 N. Kerle 先 生, 以 及 教 学 主 任 G. Huurneman 先 生 耐 心 指 导 最 后, 衷 心 感 谢 我 所 有 在 国 内 和 在 ITC 的 中 外 朋 友 的 热 情 鼓 励 和 真 诚 帮 助 本 应 用 研 究 是 作 者 在 荷 兰 政 府 2002 年 度 奖 学 金 (NFP) 资 助 下, 于 荷 兰 ITC-- 地 球 信 息 获 取 专 业 (Geoinformatics) 完 成 的 研 究 论 文 成 果 参 考 文 献 : [1] Mallat, S. G. A theory for multi-resolution signal decomposition: The wavelet representation. IEEE Transactions on Pattern Analysis and Machine Intelligence, 2(7), 674-693, 1989. [2] Pohl, C. 1999. Tools and methods for fusion of images of different spatial resolution. international archives of Photogrammetry and Remote Sensing. 32 (7-4-3). Valladolid, Spain.

[3] Wald, L. Data Fusion: Definitions and Architectures. Paris, ECOLE DES MINES DE PARIS, 2002. [4] John A. Richards. Remote Sensing Digital Image Analysis: an introduction. 2 nd edition, Springer-Verlag, ISBN 3-540-54840-8, Berlin, Germany, 1993.[5] Jong-Hyun Park, Ryutaro Tateishi and Ketut Wikantika. Multi-sensor data fusion using wavelet transform, IECI Chapter Japan Series Vol. 3 No. 1, 2001. [6] Wenahong Shi, Changqing Zhu and Yan Tian. Wavelet-based Image Fusion and Quality Assessment. Reader: Data Quality in Earth Observation Techniques, Dept. of EOS, ITC Workshop, 2003. (a) (b) (c) (d)

TM b5, TM b4, TM b3 (e) (f) 图 1 原 始 影 像 :(a)landsat TM, (b)spot PAN 和 融 合 影 像 :(c) IHS,(d)PCA,(e) 小 波 变 换 I level,(f) 小 波 变 换 II level PAN Co-registered Spot PAN Image Wavelet Transform (I,II Levels) PAN I Level II Levels Image Data TM bands 5,4,3 Co-registered Landsat TM Image TM 3 band TM 4 band TM 5 band TM band 5, TM band 4, TM band 3 Inverse Wavelet Transform (I, II Levels) Synthesized Images with high res. (R) Synthesized Images with high res. (G) Synthesized Images with high res. (B) RGB Color Composition Fused Images 图 2 小 波 变 换 融 合 技 术 流 程 框 图

(a) (b) 图 3 Spot PAN 影 像 的 小 波 分 解 :(a) 小 波 分 解 I level, (b) 小 波 分 解 II level (a) 图 4 TM 波 段 5 小 波 变 换 前 后 影 像 对 比 :(a) 原 始 影 像, (b) 小 波 变 换 影 像 (b) (a) (b)

(c) (d) 图 5 融 合 影 像 与 原 始 影 像 的 土 地 利 用 分 类 图 比 较 :(a) IHS, (b)pca, (c) 小 波 变 换 I level,(d) 小 波 变 换 II level,(e) TM (R5G4B3) 彩 色 合 成 影 像 (e) 注 :01 农 村 居 住 用 地,02 商 业 住 宅 区 用 地,03 城 市 居 住 用 地,04 建 设 用 地,05 裸 地,06 农 用 地 -1,07 农 用 地 -2,08 农 用 地 -3 表 1 相 关 性 比 较 融 合 技 术 AOI 感 兴 趣 区 之 间 ( 建 筑 场 地 为 例 ) 融 合 影 像 与 原 始 多 光 谱 影 像 之 间 band5 band4 band3 band5 band4 band3 IHS 0.66 0.56 0.73 0.36 0.13 0.67 PCA 0.76 0.97 0.65 0.57 0.99 0.59 小 波 变 换 (WT_I Level) 0.95 0.90 0.97 0.90 0.95 0.95 表 2 城 市 边 缘 土 地 利 用 类 型 划 分 光 谱 可 分 性 量 测 参 数 比 较

光 谱 可 分 性 量 算 值 IH S 常 规 方 法 PCA B hattacharrya D istance ( 参 数 ) 平 均 最 小 最 大 1.100095 0.156543 1.837486 1.002190 0.284775 1.760325 小 波 变 换 W T _I level 1.124454 0.362190 1.910946 表 3 城 市 内 土 地 利 用 分 类 之 间 光 谱 可 分 性 量 测 参 数 比 较 光 谱 可 分 性 (B hattacharrya D istance ) 在 城 市 用 地 分 类 之 间 类 型 1- 类 型 2 类 型 1- 类 型 3 类 型 1- 类 型 4 常 规 方 法 IHS PCA 0.446483 0.428648 0.550207 0.599922 0.773790 0.705565 小 波 变 换 WT_I level 0.463401 0.72811 1.157837 表 4 建 筑 场 地 与 农 业 用 地 分 类 之 间 光 谱 可 分 性 量 测 参 数 比 较 光 谱 可 分 性 (B hattacharrya D istance ) 在 建 筑 场 地 与 农 业 用 地 分 类 之 间 类 型 4- 类 型 5 类 型 4- 类 型 6 类 型 4- 类 型 7 类 型 4- 类 型 8 常 规 方 法 IHS 1.431341 1.817196 1.59357 1.837486 PCA 1.634093 1.657859 1.355546 1.760325 小 波 变 换 WT_I level 1.707213 1.946009 1.831619 1.876925

土 地 利 用 动 态 监 测 技 术 的 应 用 研 究 曾 元 武, 陈 泽 鹏 ( 广 东 省 国 土 资 源 信 息 中 心, 广 东 广 州 510075) 摘 要 : 本 文 介 绍 土 地 利 用 动 态 监 测 技 术 在 广 东 省 的 应 用, 提 出 快 速 发 现 土 地 利 用 变 化 的 方 法, 介 绍 高 分 辨 率 卫 星 影 像 的 处 理 方 法 关 键 词 : 土 地 利 用 ; 动 态 监 测 ; 技 术 研 究 Application of Land Use Monitoring Technique in Guangdong Province Zeng Yuan-wu Chen Ze-peng Abstract: This paper presents how to use image fusion technique and detect land use change in land use change monitoring system automatically. Two methods to detect land use change automatically in large area are suggested. Some examples to prove our methods are also given in this paper. How to process high resolution satellite image also is introduced in this paper. Key words: Land use; Monitoring; Technique research 作 者 简 介 : 曾 元 武 (1964-), 男, 广 东 高 州 人, 高 级 工 程 师, 主 要 从 事 大 地 测 量 国 土 资 源 信 息 化 方 面 研 究 一 综 述 2004 年 国 务 院 作 出 深 化 改 革 严 格 土 地 管 理 重 大 决 策, 要 求 国 土 资 源 管 理 部 门 积 极 参 与 宏 观 调 控, 深 入 开 展 土 地 市 场 治 理 整 顿, 同 时 改 革 省 以 下 国 土 资 源 管 理 体 制, 省 级 国 土 资 源 管 理 部 门 的 责 任 更 加 重 大 目 前, 我 省 省 级 基 础 地 理 信 息 数 据 库 系 统 已 经 建 成 并 通 过 国 家 验 收, 但 是, 广 东 省 土 地 利 用 现 状 的 信 息, 资 料 陈 旧, 现 势 性 差, 无 法 准 确 反 映 土 地 利 用 的 现 状, 给 决 策 带 来 了 风 险 为 了 落 实 中 共 中 央 关 于 用 最 严 格 的 手 段 管 理 耕 地 的 指 示, 广 东 省 国 土 资 源 厅 厅 党 组 决 定 从 2005 年 起, 每 年 都 要 进 行 土 地 利 用 动 态 监 测, 保 障 依 法 用 地 主 要 的 方 法 是 用 分 辨 率 较 低 的 卫 星 像 片, 快 速 找 出 变 化 区 域, 再 利 用 高 分 辨 率 的 卫 星 像 片, 定 量 定 性 违 法 用 地 的 性 质 二 利 用 较 低 分 辨 率 快 速 发 现 土 地 利 用 变 化 信 息 土 地 利 用 动 态 监 测 首 先 必 须 利 用 不 同 时 期 的 分 辨 率 在 30-10 米 左 右 的 影 像 检 测 出 土 地 覆 盖 的 变 化 信 息, 再 对 变 化 信 息 进 行 定 性 定 量 分 析, 从 而 得 到 土 地 利 用 的 变 化 信 息 由 于 地 表 的 覆 盖 发 生 变 化, 反 映 在 影 像 上 就 是 两 者 的 灰 度 有 差 异 利 用 影 像 融 合 技 术, 能 够 快 速 的 将 变 化 信 息 突 出 出 来 2.1 单 传 感 器 影 像 融 合

相 同 传 感 器 在 不 同 的 时 间 所 获 取 的 影 像, 由 于 地 表 的 变 化, 相 同 的 地 点 可 能 在 影 像 灰 度 上 有 很 大 的 区 别 特 别 是 耕 地 转 化 为 建 设 用 地 时 用 影 像 融 合 的 方 法 可 以 将 其 变 化 信 息 提 取 出 来 其 具 体 作 法 为 : 1 将 新 旧 影 像 作 灰 度 归 一 化 处 理 2 作 新 旧 影 像 匹 配 并 重 采 样 3 彩 色 合 成 : 将 旧 的 影 像 赋 予 蓝 色 绿 色 波 段, 新 的 影 像 赋 予 红 色 波 段, 合 成 RGB 影 像 若 地 表 未 被 破 坏, 即 影 像 灰 度 接 近, 合 成 以 后 将 是 黑 色 或 白 色 而 出 现 红 蓝 区 域 就 是 土 地 利 用 发 生 变 化 95 年 SPOT 影 像 98 年 SPOT 影 像 融 合 影 像 图 1 通 过 融 合 影 像 得 到 变 化 信 息 如 图 1 所 示, 在 两 景 不 同 时 相 的 SPOT 合 成 影 像 中, 能 够 快 速 地 检 测 到 一 个 山 头 已 经 用 于 建 设 高 尔 夫 球 场 红 色 覆 盖 区 是 原 有 植 被 被 破 坏, 深 蓝 色 是 原 来 的 空 地 长 上 了 植 被 这 样, 能 够 很 快 判 断 出 耕 地 被 占 用 或 地 表 植 被 被 破 坏 的 情 况 2.2 多 传 感 器 影 像 融 合 不 同 的 传 感 器, 总 是 在 不 同 的 时 间 拍 摄 地 面, 两 者 的 比 较 亦 含 有 变 化 信 息 例 如 大 量 应 用 于 广 东 省 土 地 利 用 动 态 监 测 的 SPOT PAN 与 TM 多 光 谱 影 像, 可 以 用 下 面 方 法 检 测 变 化 的 区 域 : 1 融 合 旧 的 SPOT PAN 与 TM 多 光 谱 影 象 ; 2 将 融 合 影 像 与 新 的 SPOT 全 色 波 段 作 匹 配 ; 3 将 融 合 影 像 分 解 为 红 绿 蓝 三 个 波 段 ; 用 新 的 全 色 波 段 代 替 融 合 影 像 的 红 波 段, 作 彩 色 合 成, 生 成 新 的 影 像 在 新 的 影 像 上, 能 够 很 容 易 地 发 现 红 色 区 域 为 新 的 开 发 区 域

a. 95 年 SPOT+TM b. 98 年 SPOT c. 融 合 影 像 图 2 通 过 融 合 影 像 得 到 变 化 信 息 如 图 2 所 示, 在 a 图 的 A 点,95 年 有 一 条 路 正 在 开 发, 在 98 年 已 经 建 成, 在 变 化 图 上 呈 现 橙 红 色 ; 在 a 图 的 B 点,95 年 有 一 个 鱼 塘, 在 98 年 已 经 填 土 建 设, 在 变 化 图 上 呈 显 红 色 ; 在 a 图 的 C 点,95 年 还 没 建 桥, 在 98 年 已 经 建 成, 在 变 化 图 上 呈 显 红 色 三 高 分 辨 率 卫 星 影 像 的 处 理 方 法 3.1 高 分 辨 率 卫 星 广 东 省 国 土 资 源 厅 主 要 应 用 的 卫 星 数 据 主 要 是 IKONOS 卫 星 影 像 和 SPOT5 卫 星 影 像 1999 年 9 月 IKONOS 卫 星 发 射 以 后, 高 分 辨 率 IKONOS 影 像 产 品 已 经 广 泛 应 用 于 土 地 资 源 管 理 IKONOS 影 像 产 品 可 大 致 分 为 三 类 : 地 图 投 影 产 品 (Georectified product); 正 射 影 像 产 品 (Orthorectified product); 和 立 体 产 品 (Stereo product) 广 东 省 国 土 资 源 厅 主 要 采 用 Geo ortho kit, 是 Geo- 产 品 中 的 子 类, 主 要 是 提 供 给 用 户 自 己 生 产 正 射 影 像, 它 包 含 了 摄 影 时 传 感 器 的 几 何 信 息 SPOT 5 卫 星 于 2002 年 5 月 发 射, 是 近 极 地 太 阳 同 步 轨 道 卫 星, 轨 道 高 度 832km 卫 星 上 带 有 两 台 高 分 辨 率 几 何 成 像 仪 (HRG), 一 台 高 分 辨 率 立 体 成 像 仪 (HRS) 及 一 台 宽 角 植 被 探 测 器 HRG 和 HRS 摄 影 焦 距 分 别 为 1.082m 和 0.582m 扫 描 方 式 为 线 性, 摆 角 分 别 为 27 和 20 广 东 省 国 土 资 源 厅 主 要 采 用 下 面 四 个 波 段 的 数 据 如 表 1: 波 段 波 长 ( 微 米 ) 分 辨 率 全 色 0.49-0.69 2.5 绿 0.5-0.59 10 红 0.61-0.68 10 近 红 0.79-0.89 10 表 1 广 东 省 国 土 资 源 厅 主 要 采 用 下 面 四 个 波 段 的 数 据 3.2 高 分 辨 率 卫 星 影 像 的 正 射 纠 正

PCI Geomatic s 包 含 严 格 的 Ikonos 卫 星 SPOT 5 物 理 模 型 的 遥 感 专 用 软 件, 由 于 发 展 和 支 持 严 格 的 Ikonos 卫 星 SPOT5 物 理 模 型, PCI Geomatics 可 以 帮 助 用 户 更 加 简 便 高 效 地 处 理 Ikonos 卫 星 SPOT 5 卫 星 影 像 试 验 采 用 的 PCI 版 本 为 Satellite Edition V9.1.0, 该 版 本 OrthoEngine 的 主 要 功 能 包 括 正 射 校 正 无 缝 镶 嵌 三 维 信 息 提 取 和 DEM 生 成 等 OrthoEngine 具 有 工 程 化 管 理 流 程 化 界 面 高 效 率 算 法 和 功 能 完 善 的 特 点 软 件 正 射 校 正 模 型 有 卫 星 轨 道 模 型 (Satellite Orbital Modelling, 也 称 严 密 模 型 或 Toutin 模 型 ) 多 项 式 模 型 (Polynomial) 和 有 理 函 数 模 型 (Rational Functions) 采 用 卫 星 轨 道 模 型 (Satellite Orbital Modelling) 制 作 正 射 影 像 图, 采 用 卫 星 轨 道 模 型 制 作 正 射 影 像 图 的 工 程 流 程 如 下 : 工 程 信 息 设 置 (Project) 数 据 输 入 ( Data Input) 控 制 点 与 同 名 点 采 集 (GCP/TP Collection) 模 型 计 算 (Model Calculations) 正 射 校 正 (Ortho Generation) 工 程 报 告 (Reports) 3.3 高 分 辨 率 卫 星 影 像 的 精 度 分 析 在 完 成 正 射 纠 正 后, 利 用 GPS 在 野 外 采 集 同 名 地 物 点 进 行 比 较,IKONOS 的 精 度 可 以 达 到 1:5 千 地 形 图 的 精 度, 例 如 利 用 IKONOS 制 作 F50H056016 的 中 误 差 为 ±1.63 米, F50H057016 的 中 误 差 为 ±2.06 米 SPOT5 采 用 卫 星 轨 道 模 型 进 行 纠 正, 在 试 验 区 ( 四 分 之 一 景 影 像 ) 总 共 选 取 25 个 地 面 控 制 点, 分 别 用 其 中 的 7 11 16 22 25 个 地 面 控 制 点, 相 应 的 检 查 点 为 18 14 9 3 0 个, 采 用 卫 星 轨 道 模 型 (Satellite Orbital Modelling) 制 作 正 射 影 像 图, 不 同 控 制 点 数 的 误 差 报 告 见 表 2, 误 差 曲 线 见 图 3 控 制 点 数 RMS 最 大 误 差 7 11 2.5m 4.0m 5.1m 6.5m 16 4.5m 7.0m 22 4.2m 7.2m 25 4.1m 7.0m 检 查 点 数 RMS 最 大 误 差 18 14 9 3 0 6.0m 5.6m 4.2m 4.9m - 10.8m 12.5m 6.2m 5.3m - 表 2 不 同 控 制 点 数 的 误 差 报 告

图 3 误 差 曲 线 SPOT5 采 用 卫 星 轨 道 模 型 进 行 纠 正 的 结 果 分 析 : 从 试 验 结 果 可 以 得 出, 用 卫 星 轨 道 模 型 和 每 景 28 个 地 面 控 制 点, 可 以 基 本 达 到 精 度 要 求 ; 控 制 点 数 增 加, 检 查 点 精 度 提 高 另 外, 能 够 准 确 描 述 土 地 利 用 变 化 目 标 的 面 积 大 约 4 个 像 素, 即 是 25 平 方 米 四 : 结 束 语 本 文 介 绍 广 东 省 土 地 利 用 动 态 监 测 的 方 法 目 前, 广 东 省 正 在 实 施 国 土 资 源 信 息 化, 土 地 资 源 的 调 查 与 评 估 是 其 中 重 要 的 一 部 分, 通 过 不 断 的 实 践, 广 东 省 将 建 立 起 有 特 色 实 用 的 土 地 利 用 动 态 监 测 方 法, 为 广 东 率 先 实 现 小 康 社 会 做 出 贡 献 感 谢 PCI 公 司 提 供 试 验 软 件 参 考 文 献 : [1] 广 东 省 土 地 利 用 信 息 动 态 监 测 系 统 建 设 和 应 用 项 目 建 议 书 广 东 省 国 土 资 源 厅

运 用 遥 感 手 段 监 测 城 市 用 地 规 模 及 其 空 间 扩 展 方 法 的 研 究 温 礼, 柴 渊 ( 中 国 土 地 勘 测 规 划 院, 北 京,100035) 摘 要 : 城 市 自 古 至 今 由 于 其 占 据 特 殊 的 地 位, 从 而 发 挥 着 举 足 轻 重 的 作 用, 城 市 土 地 因 此 也 就 尤 为 珍 贵 而 在 我 国 现 阶 段, 由 于 种 种 原 因 导 致 城 市 规 模 的 盲 目 扩 大 和 城 市 用 地 的 乱 占 滥 用 现 象, 已 经 产 生 了 一 系 列 社 会 矛 盾 以 及 建 设 与 环 境 的 矛 盾 因 此 急 需 编 制 科 学 的 城 市 用 地 规 划 和 加 强 城 市 用 地 管 制 工 作, 而 提 供 城 市 用 地 现 有 规 模 和 扩 张 面 积 数 据 及 图 件 成 果 是 这 两 项 工 作 最 重 要 的 基 础 资 料 本 文 介 绍 了 如 何 运 用 高 科 技 的 遥 感 手 段 监 测 城 市 用 地 现 有 规 模 及 其 扩 张 情 况, 以 及 通 过 该 方 法 可 以 取 得 的 重 要 基 础 数 据 和 图 件 成 果 关 键 词 : 遥 感 ; 城 市 用 地 ; 数 字 正 摄 影 像 图 ; 监 测 图 斑 中 图 分 类 号 :TP79;F293.2 Study to technique of Monitoring the status and expansion of city land use by remote sensing WEN Li,CHAI Yuan (China Land Surveying and Planning Institute,Beijing,100035) Abstract:City has been exerting very important function in all ages because it hold especial status, thus city land is especially precious. But at the present time, due to various cause there appear some phenomena that city scope blindly extend and city land is randomly occupied and inundantly used. These have produced a series of societal contradiction and confliction between construction and environment. So it is urgent to workout scientific city land use Plan and strengthen city land use control system. The two measures require two kinds of most important basal data, which are area data and maps about city current range and expanded district. This paper introduces how to monitor the status of city land use and expansion by remote sensing, and what important basal data and map production can be gained. Key words:remote sensing;city land;digital Orthophoto Map;Monitoring patch 1 引 言 城 市 的 出 现, 是 在 原 始 社 会 向 奴 隶 制 社 会 过 渡 的 时 期, 大 约 距 今 5000 多 年 当 时 由 于 生 产 力 的 发 展, 产 生 了 剩 余 产 品 和 阶 级 斗 争, 这 样 需 要 筑 城 来 保 卫 统 治 者, 筑 廓 来 保 卫 老 百

姓, 设 市 来 进 行 产 品 交 换, 从 而 形 成 比 较 完 整 的 城 市 因 而 中 国 古 语 中 的 城 属 于 防 御 性 构 筑 物 的 概 念, 市 则 指 产 品 交 换 的 场 所, 城 市 同 时 也 就 成 为 政 治 经 济 文 化 和 军 事 防 卫 的 中 心 在 调 查 了 我 国 经 过 奴 隶 制 封 建 制 漫 长 岁 月 而 留 存 的 比 较 古 老 的 城 市, 大 体 可 以 得 到 以 下 共 同 特 点 : 一 是, 在 城 市 辐 射 范 围 内, 它 是 地 形 地 貌 和 气 候 条 件 相 对 最 佳 的 地 域 ; 二 是, 城 市 是 发 展 还 是 萎 缩, 与 城 市 辐 射 范 围 内 的 物 产 和 经 济 是 发 展 还 是 倒 退 成 正 比 ; 三 是, 有 保 证 生 产 和 生 活 的 水 源 ; 四 是, 有 较 好 的 交 通 条 件 总 之, 城 市 的 选 址, 都 是 在 所 辐 射 的 范 围 内, 选 择 气 候 地 势 物 产 水 资 源 交 通 条 件 最 佳 之 地 从 现 代 城 市 土 地 发 挥 的 作 用 来 说, 城 市 土 地 就 更 为 珍 贵 了 因 为 现 代 城 市 是 政 治 经 济 科 学 技 术 文 化 教 育 的 中 心, 在 我 国 的 社 会 主 义 现 代 化 建 设 中, 发 挥 着 多 功 能 作 用 中 心 作 用 和 主 导 作 用, 也 发 挥 着 承 载 调 节 和 服 务 作 用 而 现 阶 段, 由 于 社 会 经 济 的 快 速 发 展, 人 口 数 量 急 剧 增 长, 以 及 部 分 地 方 领 导 存 在 的 错 误 发 展 观 和 政 绩 观, 导 致 城 市 规 模 的 盲 目 扩 大 和 城 市 用 地 的 乱 占 滥 用 现 象, 已 经 产 生 了 种 种 社 会 矛 盾 以 及 建 设 与 环 境 的 矛 盾 因 此 急 需 编 制 科 学 的 城 市 用 地 规 划 和 加 强 城 市 用 地 管 制 工 作, 而 提 供 城 市 用 地 现 有 规 模 和 扩 张 面 积 数 据 及 图 件 成 果 是 这 两 项 工 作 最 重 要 的 基 础 资 料 本 文 介 绍 了 如 何 运 用 高 科 技 的 遥 感 手 段 监 测 城 市 用 地 现 有 规 模 以 及 其 扩 张 情 况 2 监 测 方 法 2.1 总 体 技 术 流 程 制 作 监 测 城 市 市 级 辖 区 的 数 字 正 摄 影 像 图 ( 简 称 DOM) 作 为 监 测 底 图, 套 合 土 地 利 用 现 状 图 标 注 的 城 市 建 成 区 界 线, 室 内 初 步 判 读 城 市 用 地 范 围, 结 合 外 业 调 查 核 实 城 市 用 地 现 状, 监 测 城 市 用 地 规 模 的 扩 展 具 体 的 技 术 流 程 见 图 1 监 测 城 市 DOM 土 地 利 用 现 状 图 建 成 区 界 线 ( 外 业 前 ) 图 斑 提 取 ( 人 机 交 互 ) 城 市 用 地 图 斑 属 性 表 信 息 管 理 文 件 制 作 外 业 资 料 准 备 实 地 调 查 监 测 成 果 整 理 图 1 城 市 用 地 规 模 监 测 流 程 图 2.2 DOM 制 作 由 于 城 市 用 地 类 型 比 较 复 杂, 地 上 建 筑 物 密 度 又 比 较 大, 所 以 为 方 便 正 确 地 人 工 解 译 出 城 市 用 地, 得 到 精 确 的 城 市 用 地 数 据, 监 测 城 市 用 地 的 遥 感 影 像 应 采 用 高 分 辨 率 遥 感 数 据,

如 SPOT5 IKONOS QUICKBIRD 等 并 运 用 全 色 数 据 与 多 光 谱 数 据 相 融 合 的 方 法, 在 保 证 影 像 空 间 分 辨 率 的 前 提 下, 增 加 了 地 物 颜 色 信 息 制 作 DOM 的 基 本 方 法 是 : 以 满 足 精 度 要 求 比 例 尺 的 数 字 栅 格 地 形 图 (Digital Raster Graphic, 简 称 DRG) 土 地 利 用 数 字 栅 格 图 (Landuse Digital Raster Graphic, 简 称 LUDRG) 或 土 地 利 用 数 据 库 以 及 高 精 度 外 业 控 制 点 为 控 制 资 料, 利 用 数 字 高 程 模 型 (Digital Elevation Model, 简 称 DEM) 对 卫 星 数 据 进 行 正 射 纠 正 配 准 和 融 合, 叠 加 图 名 图 幅 号 公 里 格 网 注 记 行 政 境 界 等 制 图 整 饰 内 容 DOM 比 例 尺 要 保 证 遥 感 数 据 可 以 实 现 的 最 大 比 例 尺, 影 像 范 围 包 括 整 个 监 测 城 市 的 市 级 辖 区 范 围 2.3 城 市 用 地 信 息 提 取 2.3.1 提 取 旧 建 成 区 界 线 以 基 期 土 地 利 用 现 状 图 为 基 础 资 料, 根 据 土 地 利 用 现 状 图 上 标 注 的 城 市 用 地 代 码 或 符 号, 来 勾 绘 旧 的 建 成 区 界 线 对 于 分 片 布 局 的 城 市 应 分 片 勾 绘, 用 紫 色 边 框 表 示 2.3.2 提 取 新 增 城 市 用 地 图 斑 新 增 城 市 用 地 图 斑 及 开 发 区 界 线 的 提 取 主 要 运 用 人 工 目 视 判 读 的 方 法 来 实 现 目 视 判 读 首 先 要 弄 清 成 像 机 理 与 遥 感 影 像 的 关 系, 以 及 遥 感 过 程 对 影 像 的 影 响, 再 从 分 析 影 像 的 性 质 入 手, 区 分 出 不 同 地 物 目 标, 了 解 或 推 测 地 物 的 形 状 影 像 模 型 的 色 调 灰 阶 主 要 记 录 了 地 物 由 于 理 化 性 质 差 异 引 起 的 电 磁 辐 射 变 化, 地 表 景 观 的 空 间 结 构 特 点 主 要 反 映 在 影 像 模 型 的 坐 标 位 置 和 图 形 图 案 中 城 市 一 般 有 大 型 建 筑 物 组 成, 建 筑 相 对 集 中, 排 列 整 齐, 且 道 路 形 成 网 络, 见 图 2 图 2 城 市 用 地 影 像 示 意 图 根 据 影 像 的 颜 色 和 纹 理, 结 合 解 译 经 验, 建 立 城 市 用 地 的 解 译 标 志 目 视 判 别 与 建 成 区 界 线 邻 接 的 所 有 新 增 建 设 用 地 图 斑 的 土 地 利 用 类 别, 并 以 人 机 交 互 的 方 式 提 取 其 中 的 城 市 用 地 图 斑, 其 中 肯 定 图 斑 用 红 色 表 示, 可 疑 图 斑 用 黄 色 表 示 图 斑 勾 绘 在 GIS 软 件 的 辅 助 下 完 成, 建 立 图 斑 的 拓 扑 关 系, 并 生 成 属 性 库 与 图 斑 相 关 联, 其 中 图 斑 面 积 等 属 性 计 算 机 自 动 生 成 2.4 外 业 调 查 并 提 取 开 发 区 界 线 通 过 室 内 目 视 判 读 提 取 的 城 市 用 地 信 息, 需 要 外 业 调 查 的 实 地 核 实 在 外 业 调 查 底 图 上, 所 有 手 工 勾 绘 的 新 增 城 市 用 地 图 斑 按 照 从 左 到 右 从 上 到 下 的 顺 序 编 号, 逐 图 斑 核 实, 特 别 是 可 疑 图 斑 通 过 外 业 工 作, 需 要 完 成 的 任 务 包 括 :(1) 根 据 城 市 分 区 规 划 情 况, 确 定 城 市 用 地 的 构 成 区 域 ;(2) 调 查 城 市 用 地 规 模, 收 集 有 关 城 市 建 成 区 界 线 的 资 料 ;(3) 补 充 或 修 改 2010 年 城 市 规 模 控 制 线 和 县 级 以 上 行 政 界 线 ;(4) 核 实 修 订 城 市 用 地 图 斑 的 正 确 性 ;

(5) 补 充 遗 漏 的 城 市 用 地 图 斑, 特 别 是 开 发 区 图 斑 开 发 区 作 为 一 类 特 殊 的 城 市 用 地, 需 要 单 独 用 蓝 色 边 框 表 示 出 来 2.5 成 果 后 处 理 根 据 外 业 调 查 结 果 在 计 算 机 上 重 新 处 理 外 业 前 所 提 取 的 城 市 用 地 图 斑 层 内 容 删 除 非 城 市 用 地 图 斑 ; 修 正 范 围 不 准 确 的 图 斑 ; 补 充 监 测 遗 漏 图 斑, 特 别 是 在 外 业 前 无 法 提 取 的 城 市 开 发 区 界 线 ; 合 并 所 有 邻 接 图 斑, 形 成 新 的 城 市 用 地 图 斑 层 对 于 开 发 区 的 处 理, 要 坚 持 开 发 区 独 立 存 在 的 原 则, 并 在 属 性 表 中 注 明 是 开 发 区 当 开 发 区 与 非 开 发 区 城 市 用 地 相 邻 时, 不 将 两 者 合 并 ; 当 与 非 开 发 区 城 市 用 地 有 重 叠 部 分 时, 将 该 部 分 图 斑 划 为 开 发 区 用 地 ; 当 开 发 区 被 包 含 在 非 开 发 区 城 市 用 地 内, 应 将 开 发 区 抠 出 这 样 可 以 单 独 计 算 出 城 市 开 发 区 面 积 大 小 同 样 对 所 有 处 理 后 城 市 用 地 图 斑 层 建 立 拓 扑 关 系, 生 成 图 斑 属 性 表 3 监 测 成 果 3.1 制 作 了 城 市 用 地 遥 感 监 测 图 在 城 市 市 级 辖 区 范 围 内, 以 监 测 使 用 的 高 分 辨 率 遥 感 影 像 为 底 图, 并 保 证 其 原 始 分 辨 率, 其 上 放 置 提 取 的 合 并 后 城 市 用 地 图 斑 开 发 区 界 线 及 相 关 地 理 参 考 信 息, 使 用 最 大 出 图 比 例 尺, 就 制 作 出 了 监 测 城 市 的 城 市 用 地 遥 感 监 测 图, 见 图 3 监 测 图 提 供 了 直 观 的 城 市 空 间 信 息 和 城 市 用 地 范 围, 为 城 市 规 划 工 作 提 供 了 首 需 的 基 础 图 件 资 料 图 3 城 市 用 地 遥 感 监 测 示 意 图 3.2 获 取 了 现 有 城 市 用 地 面 积 运 用 GIS 软 件 提 取 的 城 市 用 地 图 斑 均 可 自 动 获 取 其 图 斑 面 积 在 监 测 成 果 后 处 理 阶 段, 所 有 相 邻 图 斑 合 并 形 成 的 新 城 市 用 地 图 斑 层 中, 将 处 理 前 的 许 多 琐 碎 小 图 斑 合 并 为 几 个 独 立 的 大 图 斑, 这 样 通 过 将 这 些 大 图 斑 面 积 累 计 即 可 获 取 监 测 城 市 的 现 有 城 市 用 地 面 积 数 据 3.3 获 取 了 城 市 开 发 区 面 积 在 监 测 成 果 后 处 理 中, 坚 持 了 开 发 区 独 立 存 在 原 则, 保 证 了 所 有 开 发 区 图 斑 的 单 独 提 取 及 其 完 整 性 所 以 通 过 累 计 开 发 区 图 斑 面 积 即 可 得 到 该 城 市 各 种 类 型 的 开 发 区 的 面 积 数

据, 如 图 3 中 蓝 线 图 斑 面 积 3.4 获 取 了 城 市 实 际 扩 展 面 积 在 城 市 用 地 信 息 提 取 中, 是 从 城 市 旧 建 成 区 界 线 开 始 向 外 勾 绘 扩 展 的 新 建 城 市 用 地 图 斑, 见 图 4, 所 以 将 所 有 提 取 的 新 增 城 市 用 地 图 斑 面 积 累 计, 即 可 得 到 城 市 实 际 扩 展 的 面 积 扩 展 图 斑 图 4 城 市 用 地 扩 展 图 斑 示 意 图 3.5 明 确 了 城 市 空 间 扩 展 模 式 由 于 我 国 城 市 增 长 的 空 间 过 程 主 要 在 于 城 市 蔓 延 郊 区 城 市 化 和 卫 星 城 建 设, 所 以 空 间 扩 展 主 要 有 轴 向 扩 展 和 外 向 扩 展 两 种 形 式, 其 具 体 扩 展 形 态 特 征 包 括 :(1) 圈 层 式 这 类 城 市 的 外 向 扩 展 过 程 突 出 地 表 现 为 呈 同 心 圈 层 式 扩 展 (2) 飞 地 式 这 类 城 市 一 般 首 先 在 资 源 点 形 成 城 市 飞 地, 然 后 建 成 飞 地 与 母 城 间 的 快 速 联 系 通 道, 再 沿 通 道 两 侧 发 展 形 成 指 状 增 长 (3) 轴 向 充 填 式 这 类 城 市 沿 主 要 交 通 线 或 流 域 形 成 两 条 以 上 的 指 状 体, 当 指 状 体 增 长 到 一 定 程 度 指 状 体 之 间 横 向 联 系 加 强 时, 其 间 的 三 角 形 或 梯 形 空 间 逐 渐 被 充 填 各 扩 展 模 式 如 图 5 所 示 圈 层 式 飞 地 式 轴 向 充 填 式 图 5 城 市 扩 展 模 式 示 意 图 通 过 观 察 信 息 提 取 阶 段 提 取 的 新 增 城 市 用 地 图 斑 扩 展 模 式, 可 以 大 致 明 确 该 城 市 城 市 用 地 空 间 扩 展 方 式 3.6 分 析 城 市 扩 展 的 主 要 驱 动 力 在 明 确 了 城 市 空 间 扩 展 基 本 模 式 基 础 上, 分 析 导 致 该 种 模 式 的 主 要 驱 动 因 子, 如 : 土 地

规 划 及 城 市 总 体 规 划 的 要 求 经 济 发 展 政 策 的 倾 向 城 市 产 业 结 构 的 升 级 有 限 的 资 源 配 置 交 通 线 路 的 发 达 程 度 环 境 条 件 的 优 越 性 等 而 并 不 是 每 个 城 市 其 空 间 扩 展 模 式 都 是 合 理 的, 理 想 的 城 市 空 间 结 构 应 该 是 在 人 与 自 然 保 持 一 种 和 谐 生 态 城 市 和 可 持 续 城 市 的 前 提 下, 最 大 程 度 的 促 进 经 济 的 发 展 所 以 对 于 发 展 不 合 理 的 城 市, 我 们 应 从 促 使 其 如 此 扩 展 的 各 种 主 要 驱 动 因 子 出 发, 调 整 其 空 间 扩 展 模 式, 保 证 该 城 市 的 经 济 社 会 和 生 态 效 益 共 同 发 展 4 结 束 语 改 革 开 放 以 来, 中 国 城 市 化 步 入 快 速 发 展 时 期, 城 市 化 水 平 已 从 1990 年 的 18.96% 提 高 到 目 前 的 37% 随 着 社 会 和 经 济 的 快 速 发 展, 城 市 化 将 会 以 更 快 的 速 度 向 前 发 展, 预 计 到 2010 年 和 本 世 纪 中 叶, 将 分 别 达 到 45% 和 65%, 伴 随 着 城 市 规 模 也 会 逐 渐 增 大 而 从 总 体 来 说, 我 国 必 须 保 持 必 要 的 农 业 用 地 面 积, 特 别 是 耕 地 面 积 这 样 必 然 会 制 约 城 市 发 展 的 规 模 和 速 度 及 减 少 了 对 经 济 发 展 的 资 源 配 置 总 量 但 为 了 解 决 发 展 经 济 和 城 市 化 需 要 土 地 与 不 宜 过 多 供 应 土 地 的 矛 盾, 主 要 办 法 是 合 理 规 划 节 约 和 集 约 化 利 用 土 地 这 样 加 强 城 市 用 地 的 遥 感 监 测 工 作 就 尤 为 重 要, 遥 感 卫 星 可 以 实 时 地 从 其 高 空 平 台 获 取 观 测 地 点 土 地 利 用 现 状 影 像 数 据, 同 时 卫 星 可 以 快 速 且 周 期 性 地 实 现 对 同 一 地 点 的 连 续 观 测, 所 以 不 但 可 以 为 规 划 工 作 提 供 直 观 实 时 的 图 件 资 料 和 准 确 翔 实 的 数 据 资 料, 而 且 可 以 通 过 对 不 同 时 相 同 一 地 区 的 遥 感 数 据 进 行 变 化 信 息 的 提 取, 实 施 动 态 监 测, 实 时 观 察 城 市 扩 展 规 模, 监 测 土 地 节 约 集 约 化 利 用 情 况 这 样 将 遥 感 监 测 手 段 很 好 地 运 用 到 土 地 管 理 工 作 中 来, 运 用 到 城 市 土 地 集 约 化 利 用 上 来, 促 使 地 方 政 府 将 节 约 使 用 土 地 的 要 求 落 在 实 处, 把 现 有 城 市 宝 中 之 宝 的 土 地 充 分 利 用 起 来, 使 土 地 发 挥 高 深 度 高 容 量 高 水 平 地 推 动 社 会 发 展 的 作 用 参 考 文 献 (references): [1] 国 土 资 源 部 地 籍 管 理 司, 中 国 土 地 勘 测 规 划 院.2003 年 度 土 地 利 用 动 态 遥 感 监 测 项 目 技 术 方 案 [S],2003. [2] 包 宗 华 等. 城 市 土 地 利 用 与 管 理 [M]. 北 京 : 中 国 建 材 工 业 出 版 社,1997. [3] 顾 朝 林, 甄 峰, 张 京 祥. 集 聚 与 扩 散 城 市 空 间 结 构 新 论 [M]. 南 京 : 东 南 大 学 出 版 社,2000. [4] 彭 望 琭. 遥 感 概 论 [M]. 北 京 : 高 等 教 育 出 版 社,2002. [5] 章 孝 灿 黄 智 才 赵 元 洪. 遥 感 数 字 图 像 处 理 [M]. 杭 州 : 浙 江 大 学 出 版 社,2003.

遥 感 技 术 在 土 地 变 更 调 查 中 的 应 用 薛 艳 丽, 李 英 成, 赵 继 成 ( 中 国 测 绘 科 学 研 究 院, 北 京 海 淀 区 北 太 平 路 16 号,100039) 摘 要 : 土 地 变 更 调 查 与 成 果 统 计, 是 国 土 资 源 规 划 管 理 保 护 与 合 理 利 用 的 依 据, 也 是 检 验 各 地 实 现 耕 地 总 量 动 态 平 衡 的 主 要 手 段 随 着 我 国 经 济 建 设 与 社 会 各 项 事 业 的 快 速 发 展, 土 地 利 用 现 状 发 生 了 翻 天 覆 地 的 变 化, 传 统 的 变 更 调 查 手 段 已 经 无 法 满 足 数 据 获 取 的 及 时 性 数 据 处 理 的 高 效 率 汇 总 统 计 的 准 确 性 等 现 代 化 土 地 变 更 调 查 任 务 的 要 求 了 为 此, 本 文 提 出 了 将 遥 感 GPS 与 GIS 技 术 应 用 于 土 地 变 更 调 查 工 作 中 来, 实 现 变 化 信 息 获 取 外 业 数 据 采 集 面 积 统 计 建 库 与 更 新 一 体 化 管 理 的 新 型 生 产 作 业 模 式 文 中 详 细 描 述 针 对 不 同 比 例 尺 土 地 利 用 图 件 更 新 的 要 求, 从 数 据 获 取 的 经 济 性 稳 定 性 等 多 个 角 度, 分 析 选 择 不 同 传 感 器 的 遥 感 影 像 作 为 变 化 信 息 采 集 数 据 源 的 基 本 原 则 ; 介 绍 基 于 控 制 点 图 形 图 像 数 据 库 实 现 遥 感 数 据 快 速 处 理 的 技 术 方 案 以 及 变 化 信 息 提 取 技 术 GPS 辅 助 变 化 图 斑 外 业 调 查 技 术 路 线 ; 最 后 总 结 了 近 年 来 该 项 技 术 在 土 地 变 更 城 市 监 测 等 工 程 中 的 成 功 应 用, 进 一 步 阐 述 了 该 项 技 术 的 研 究 对 于 国 土 资 源 调 查 工 作 的 重 大 意 义 关 键 词 : 土 地 变 更 ;GIS; 遥 感 ;GPS; 数 据 更 新 ; 变 化 信 息 提 取 中 图 分 类 号 :V19 Abstract:Land resource has alternated dynamically due to the national economic development during the last more than 30 years in China. The information about the extent and spatial distribution of various kinds of land use is essential for the decision makers or planners to find the rules of changes and take the feasible actions for the optimal development of land use. So, a project on investigating all kinds of land use and making statistic report forms and maps has been kept on by three level of land use departments which are National Land and Resource Department (NLRD), province land departments and county land departments. Because of the poor technology and methods, the original processing flow was tedious, time consuming and expensive. But these problems have been improved by integrating GPS, GIS and RS (3S) technology in the flow recently. The article includes two main technology of using 3S in land use investigation. First of all, remote sensing technology is described which can be used to find change information automatically or semi-automatically with computer. Secondly, GPS technology is presented used to survey in the field. At the end of this article, the successful application of this technology and software in land use investigation, city monitoring, and etc. will be introduced, too. 1 引 言 土 地 调 查 是 中 华 人 民 共 和 国 土 地 管 理 法 规 定 的 管 理 制 度, 是 国 家 制 定 有 关 经 济 政 策 和 可 持 续 发 展 战 略 的 基 础 工 作 之 一, 亦 是 加 强 国 土 资 源 管 理 保 证 国 家 粮 食 安 全 的 重 要 手 段 通 过 土 地 调 查, 查 清 土 地 的 利 用 类 型 数 量 分 布 和 权 属 的 真 实 状 况, 为 检 验 耕 地 占 补 平 衡 执 行 情 况, 开 展 土 地 登 记 编 制 土 地 利 用 规 划 建 设 用 地 审 批 农 用 地 开 发 等 土 地 管 理 工 作

提 供 客 观 可 靠 准 确 和 系 统 的 基 础 信 息 回 顾 历 史, 我 国 政 府 先 后 在 全 国 范 围 内 开 展 了 多 次 较 大 规 模 的 土 地 调 查 工 作, 但 是 多 年 来 变 更 调 查 工 作 一 直 处 于 手 段 落 后 技 术 流 程 不 规 范 的 局 面, 导 致 基 础 资 料 难 以 做 到 图 件 数 据 实 地 相 一 致 如 此 滞 后 的 生 产 作 业 模 式, 显 然 很 难 满 足 国 土 资 源 信 息 化 建 设 的 需 求 因 此, 将 3S 技 术 集 成 应 用 于 国 土 资 源 调 查, 形 成 利 用 遥 感 技 术 (RS) 发 现 土 地 利 用 变 化 信 息 利 用 全 球 定 位 系 统 技 术 (GPS) 快 速 准 确 地 获 取 变 化 信 息 的 定 位 信 息 利 用 地 理 信 息 系 统 技 术 (GIS) 进 行 土 地 利 用 现 状 数 据 库 更 新 与 管 理 的 高 新 技 术 集 成, 是 社 会 发 展 科 技 进 步 的 必 然 趋 势 为 解 决 全 国 近 3000 多 个 县 级 单 位 共 同 难 题, 提 高 我 国 土 地 资 源 调 查 的 效 率 和 质 量, 提 升 管 理 技 术 水 平 和 层 次, 亟 需 开 发 适 合 我 国 国 情 基 于 3S 技 术 集 成 的 面 向 土 地 变 更 调 查 的 集 内 业 变 化 提 取 外 业 数 据 采 集 图 件 更 新 数 据 库 管 理 统 计 汇 总 和 制 图 等 于 一 体 的 现 代 化 作 业 系 统 其 中, 应 用 RS 技 术 发 现 变 化 图 斑 ; 应 用 GPS 技 术 可 实 现 提 取 变 化 图 斑 的 外 业 检 核 快 速 执 法 和 辅 助 变 更 调 查 所 需 的 导 航 定 位 和 面 积 量 算 ; 应 用 装 载 GIS 软 件 的 PDA 或 便 携 机 可 实 现 土 地 数 据 的 可 视 化 和 数 据 的 实 时 编 辑 分 析 与 查 询, 为 我 国 县 级 土 地 变 更 工 作 提 供 一 种 科 学 模 式 2 技 术 流 程 土 地 调 查 的 主 要 内 容 分 作 年 度 变 更 调 查 与 图 件 更 新 两 方 面, 分 析 3S 技 术 应 用 于 这 两 项 内 容 的 工 作 流 程, 大 致 可 划 分 出 如 下 几 个 主 要 工 作 环 节 : 遥 感 数 据 源 选 取 遥 感 影 像 处 理 ( 几 何 纠 正 变 化 信 息 提 取 ) 外 业 数 据 采 集 图 件 更 新 及 统 计 汇 总 等 2.1 遥 感 数 据 源 选 择 遥 感 数 据 源 的 选 定 标 准 主 要 从 以 下 几 个 方 面 来 分 析 : 遥 感 影 像 分 辨 率 时 相 获 取 的 稳 定 性 数 据 处 理 技 术 的 难 易 程 度 以 及 土 地 部 门 的 经 济 承 受 能 力 等 本 文 将 着 重 从 影 像 成 图 精 度 地 类 区 分 能 力 和 经 济 偿 付 能 力 等 方 面 分 析 数 据 源 选 择 标 准 2.1.1 满 足 各 种 比 例 尺 成 图 精 度 要 求 和 分 类 能 力 分 析 从 现 有 卫 星 与 航 空 商 业 遥 感 数 据 中, 以 及 土 地 利 用 现 状 图 的 成 图 比 例 尺 精 度 要 求 和 分 类 能 力 方 面 分 析, 遥 感 数 据 源 选 取 的 原 则 为 : 数 据 源 单 价 ( 元 /km 2 ) 成 图 比 例 尺 更 新 比 例 尺 覆 盖 面 积 (km 2 / 景 ) 分 类 能 力 TM/ETM 0.0146 1:10 万 1:5 万 34225 二 级 类 IRS 1.1569 1:5 万 1:2.5 万 19881 二 级 类 SPOT5 17.17 1:2.5 万 1:1 万 3600 部 分 三 级 类 Ikonos 230 1:1 万 1:5 千 121 部 分 三 级 类 QuickBird 285 1:5 千 1:2 千 484 部 分 三 级 类 ( 说 明 : 单 价 为 2004 年 度 报 价 ) 2.1.2 经 济 可 行 性 分 析 以 全 国 地 形 地 貌 特 征 为 研 究 基 础, 兼 顾 气 候 变 化 经 济 发 达 程 度 等 因 素, 将 全 国 所 有 县 ( 市 ) 分 为 五 种 类 型, 针 对 不 同 区 域, 遥 感 数 据 获 取 的 经 济 可 行 性 分 析 结 果 如 下 :

区 域 类 别 更 新 特 点 面 积 (Km 2 ) 推 荐 影 像 ( 分 辨 率 ) 一 类 区 二 类 区 三 类 区 四 类 区 五 类 区 变 化 很 快 更 新 周 期 很 短 ( 如 直 辖 市 省 会 ) 地 物 变 化 较 快 更 新 周 期 较 短 ( 如 铁 路 干 线 贯 穿 地 沿 海 地 区 等 ) 地 物 变 化 较 慢 更 新 周 期 较 长 ( 如 东 北 地 区 北 部 内 蒙 古 西 部 等 ) 地 物 变 化 慢 更 新 周 期 长 ( 如 青 藏 高 原 塔 里 木 盆 地 等 ) 特 殊 情 况 下 急 需 影 像 数 据 的 地 区 ( 如 防 灾 减 灾 或 紧 急 重 点 经 济 建 设 项 目 实 施 地 区 ) 300 QuickBird(0.6m) Ikonos(1m) SPOT5(2.5m) 1600 SPOT(2.5m/5m) 3000 SPOT(5m/10m) 8000 ETM(15 m) SPOT(10 m) 12000 ETM(15 m) SPOT(10 m) 2.2 遥 感 数 据 处 理 如 何 从 遥 感 影 像 中 获 取 与 土 地 变 更 调 查 相 关 的 变 化 信 息 是 本 文 研 究 的 重 点 原 始 的 遥 感 影 像 是 不 能 直 接 用 来 提 取 变 化 信 息 的, 因 为 它 存 在 着 非 常 大 的 几 何 变 形, 必 须 经 过 严 格 的 几 何 纠 正, 改 正 系 统 误 差 后 才 与 实 地 相 符 此 外, 如 何 从 纠 正 影 像 中 快 速 提 取 高 精 度 的 变 化 信 息, 节 省 外 业 调 查 工 作 量, 是 研 究 遥 感 技 术 用 于 土 地 变 更 调 查 的 真 正 意 义 所 在 2.2.1 遥 感 影 像 几 何 纠 正 遥 感 影 像 纠 正 的 速 度 和 精 度 决 定 了 变 化 信 息 提 取 的 速 度 和 精 度, 控 制 好 影 像 的 纠 正 精 度 是 保 障 整 个 变 更 调 查 成 果 精 度 的 第 一 步 (1) 控 制 资 料 选 取 过 去 比 较 常 用 的 控 制 点 选 择 方 法 为 影 像 对 模 拟 纸 图 选 点 影 像 对 数 字 地 形 图 选 点 影 像 对 野 外 实 测 控 制 点 选 点 等 但 是 都 存 在 选 点 自 动 化 程 度 低 点 位 判 读 主 观 因 素 干 扰 大 控 制 点 的 可 重 复 利 用 率 低 控 制 点 信 息 共 享 程 度 差 等 缺 点 由 863 项 目 支 持 中 国 测 绘 科 学 研 究 院 实 施 完 成 的 覆 盖 全 国 多 级 多 分 辨 率 控 制 点 图 形 图 像 数 据 库 从 根 本 上 克 服 了 传 统 控 制 点 选 取 的 诸 多 缺 点 用 户 可 按 照 行 政 区 划 地 形 图 范 围 卫 星 轨 道 范 围 等 多 种 空 间 查 询 方 式, 获 得 符 合 分 辨 率 时 间 等 基 本 属 性 条 件 的 控 制 点 数 据 集, 并 以 多 种 方 式 打 包 输 出 做 到 一 次 查 询, 多 次 使 用 (2) 正 射 影 像 图 制 作 基 于 控 制 点 图 形 图 像 数 据 库 的 正 射 影 像 图 制 作 包 括 影 像 粗 纠 正 控 制 点 检 索 控 制 点 匹 配 选 点 点 位 调 整 影 像 纠 正 精 度 评 价 标 准 图 幅 裁 切 等 环 节 根 据 卫 星 影 像 的 轨 道 参 数 和 物 理 模 型, 设 计 影 像 粗 纠 正 解 算 模 型, 构 建 影 像 的 象 素 坐 标 与 大 地 坐 标 的 几 何 关 系, 结 合 自 适 应 选 择 高 精 度 匹 配 算 法 的 研 究, 实 现 控 制 点 图 像 数 据 与 待 纠 正 影 像 的 自 动 匹 配 选 点 对 于 匹 配 精 度 不 合 格 的 点 位, 再 比 对 控 制 点 判 读 影 像 进 行 人 工 判 读 调 整 点 位, 残 差 合 格 后 进 行 几 何 纠 正 2.3 变 化 信 息 提 取 变 化 信 息 提 取 的 技 术 流 程 为 : 利 用 纠 正 后 的 当 年 遥 感 影 像 与 土 地 利 用 基 础 数 据 ( 土 地 利 用 现 状 图 / 土 地 利 用 数 据 库 ) 配 准 套 合, 通 过 人 机 交 互 提 取 变 化 信 息 其 中, 多 源 数 据 套 合 技 术 变 化 信 息 解 译 技 术 是 决 定 信 息 提 取 的 效 率 和 精 度 的 主 要 因 素 2.3.1 影 像 套 合 技 术 遥 感 正 射 影 像 与 国 家 标 准 土 地 利 用 数 据 库 或 者 土 地 利 用 图 件 等 多 源 数 据 套 合 使 用 时 必 须 具 有 统 一 的 数 学 基 础 比 例 尺 数 据 类 型 和 分 辨 率

栅 格 数 据 和 矢 量 数 据 套 合 时, 即 使 二 者 具 有 相 同 的 数 学 基 准, 但 是 仍 有 可 能 不 匹 配, 需 要 调 整 定 义 成 图 度 量 单 位 或 者 实 地 度 量 单 位 ; 在 以 栅 格 形 式 操 作 的 软 件 中 显 示 不 同 分 辨 率 图 像 时, 必 须 使 二 者 的 分 辨 率 相 同, 一 般 将 低 分 辨 率 的 数 据 重 采 样 成 高 分 辨 率 数 据 ; 矢 量 数 据 栅 格 数 据 需 换 算 成 同 样 的 比 例 尺 才 能 相 互 套 合 ; 不 同 软 件 之 间 坐 标 表 示 方 法 存 在 差 异, 比 如 原 点 位 置, 正 负 方 向 等, 需 要 完 全 统 一 因 此, 必 须 在 数 据 套 合 之 前, 统 一 数 据 类 型 分 辨 率 和 比 例 尺 等 2.3.2 信 息 解 译 信 息 解 译 的 方 法 是 将 不 同 时 间 的 数 据 资 料 经 配 准 套 合 后, 借 助 相 应 的 软 件 系 统, 通 过 计 算 机 自 动 识 别 与 人 工 判 读 编 辑 相 结 合 的 方 式, 提 取 两 个 年 度 之 间 地 类 发 生 变 化 的 边 界 图 形 信 息 与 地 类 属 性 信 息 信 息 提 取 的 精 度 除 了 与 作 业 员 目 视 解 译 经 验 或 计 算 机 对 地 物 识 别 能 力 直 接 相 关 外, 还 受 到 遥 感 影 像 本 身 基 本 特 性 的 影 响 由 于 遥 感 影 像 信 息 在 极 大 程 度 上 受 地 域 季 节 地 表 覆 盖 以 及 传 感 器 特 性 的 影 响, 即 同 一 地 物 在 不 同 区 域 不 同 时 间 反 应 在 不 同 的 遥 感 影 像 上 各 不 相 同 ; 同 时 影 像 最 高 分 辨 率 的 局 限, 使 得 总 有 小 于 一 定 面 积 的 图 斑 无 法 提 取 出 来 为 此, 必 须 进 行 外 业 调 查, 验 证 内 业 提 取 信 息 的 可 靠 性, 同 时 补 充 调 查 内 业 无 法 提 取 的 信 息 2.4 外 业 数 据 采 集 外 业 数 据 采 集 工 作 的 主 要 内 容 是 将 内 业 提 取 的 变 化 信 息 遥 感 影 像 信 息 土 地 利 用 现 状 信 息 等 输 入 笔 记 本 或 PDA, 外 接 导 航 或 差 分 GPS 设 备 实 现 导 航 定 位 与 面 积 量 测, 有 目 的 地 对 于 室 内 判 读 不 确 定 的 图 斑 逐 个 进 行 实 地 调 查, 并 且 补 充 调 查 无 法 上 图 的 零 星 图 斑 和 线 状 地 物 以 及 权 属 类 别 等 GPS 辅 助 的 外 业 调 查 软 件 系 统 包 括 手 持 GPS 与 笔 记 本 组 成 的 外 业 导 航 软 件 与 差 分 GPS 数 据 采 集 软 件, 外 业 导 航 软 件 主 要 包 括 矢 量 栅 格 图 的 叠 加 显 示 实 时 跟 踪 显 示 当 前 所 在 地 理 位 置 记 录 与 回 放 运 行 轨 迹 保 存 与 导 入 历 史 记 录 点 位 等 功 能 3 应 用 成 果 3.1 直 接 应 用 推 广 2004 年, 在 北 京 市 大 兴 区 1 1 万 土 地 利 用 分 类 与 变 化 信 息 项 目 中, 采 用 遥 感 手 段, 结 合 GPS/PDA 辅 助 外 业 调 查, 实 现 了 大 兴 区 土 地 利 用 数 据 库 的 动 态 更 新 2002 年 -2004 年, 在 天 津 市 遥 感 综 合 监 测 项 目 中, 基 于 本 项 科 研 成 果, 完 成 了 天 津 市 土 地 利 用 数 据 库 建 设 与 更 新 城 市 规 划 与 改 造 等 工 作 2002-2004 年, 在 广 州 市 土 地 利 用 数 据 库 建 设 与 更 新 项 目 中, 不 仅 为 之 提 供 了 先 进 的 技 术 手 段 完 善 的 技 术 规 范 和 全 流 程 作 业 方 案, 其 作 业 系 统 直 接 应 用 于 广 州 项 目 的 卫 星 遥 感 数 据 处 理 与 变 化 信 息 提 取 中 3.2 间 接 应 用 推 广 图 形 图 像 控 制 点 库 为 我 国 各 领 域 中 的 遥 感 数 据 处 理 提 供 了 高 精 度 控 制 资 料, 大 大 减 少 了 工 作 量, 提 高 数 据 的 共 享 能 力 本 项 目 推 出 的 系 列 技 术 规 范 不 仅 为 行 业 内 遥 感 数 据 处 理 数 据 库 建 设 与 更 新 等 国 土 资 源 调 查 任 务 提 供 了 作 业 依 据, 保 证 了 成 果 的 规 范 性, 为 实 现 数 据 共 享 提 供 可 行 性 ; 同 时 也 为 相 关 行 业 进 行 遥 感 应 用 提 供 技 术 参 考 本 项 目 推 出 的 全 流 程 解 决 方 案 及 相 关 作 业 系 统, 通 过 成 功 的 应 用 试 验, 是 国 土 资 源 调 查

进 行 规 模 化 生 产 的 重 要 参 考 4 技 术 应 用 展 望 利 用 遥 感 技 术 进 行 县 级 土 地 变 更 调 查, 突 破 了 传 统 的 生 产 作 业 模 式, 通 过 软 件 系 统 和 技 术 流 程 的 改 进, 提 高 了 多 个 工 作 环 节 的 自 动 化 智 能 化 程 度, 较 大 程 度 上 解 放 了 劳 动 力 通 过 多 源 多 时 相 不 同 分 辨 率 遥 感 数 据 融 合 等 关 键 技 术 研 究, 结 合 辅 助 判 读 资 料 提 取 变 化 信 息, 再 利 用 GPS 技 术 补 充 调 查 内 业 无 法 识 别 的 细 小 图 斑 和 权 属 境 界 等 内 容, 通 过 GIS 技 术 的 接 口 研 究 和 套 合 标 准 制 定, 实 现 将 变 化 信 息 提 取 与 基 础 数 据 更 新 集 成 一 体 化 的 技 术 流 程, 大 大 提 高 了 数 据 统 计 的 客 观 性 与 统 计 手 段 的 科 学 性, 同 时, 大 幅 度 降 低 生 产 作 业 成 本 通 过 本 项 目 的 研 究, 系 统 地 分 析 了 变 更 调 查 各 技 术 环 节 的 关 键 技 术, 形 成 集 遥 感 数 据 处 理 与 变 化 信 息 获 取 外 业 数 据 采 集 与 数 据 更 新 于 一 体 的 现 代 化 变 更 调 查 作 业 模 式, 并 开 发 了 一 套 面 向 县 级 部 门 应 用 需 求 的 土 地 变 更 调 查 作 业 系 统 软 件 (PhotoLand), 从 整 体 上 提 高 了 县 级 土 地 部 门 的 遥 感 技 术 应 用 水 平, 推 动 了 遥 感 技 术 用 于 土 地 资 源 调 查 的 规 模 化 发 展, 在 国 土 资 源 信 息 化 建 设 工 程 中 将 发 挥 巨 大 的 作 用

基 于 3S 技 术 的 浙 江 省 土 地 利 用 现 状 更 新 调 查 技 术 路 线 探 讨 徐 志 红 1, 盛 乐 山 ( 浙 江 省 土 地 勘 测 规 划 院, 杭 州 市 青 云 街 40 号 4 楼,310003) 摘 要 : 随 着 经 济 建 设 的 发 展, 浙 江 省 土 地 利 用 变 化 极 为 频 繁, 人 地 矛 盾 日 益 突 出, 为 合 理 利 用 土 地 有 效 保 护 耕 地, 必 须 查 清 各 类 土 地 的 面 积 分 布 和 利 用 情 况 原 有 的 土 地 利 用 变 更 手 段 较 落 后, 精 度 难 以 保 证, 基 础 资 料 已 经 无 法 做 到 图 数 实 地 相 一 致, 而 采 用 3S 技 术, 可 大 大 提 高 调 查 的 精 度, 实 现 图 数 实 地 一 致 本 文 从 多 个 角 度 对 土 地 利 用 现 状 更 新 调 查 技 术 路 线 进 行 了 分 析, 实 践 证 明, 采 用 3S 技 术 进 行 土 地 利 用 现 状 更 新 调 查 是 一 种 行 之 有 效 的 手 段 关 键 词 : 土 地 利 用 ; 更 新 调 查 ;3S(GIS GPS RS) 中 图 分 类 号 :P208; 文 献 标 识 码 :B DISCUSSION ON THE TECHNICAL WAY OF LAND INVESTIGATION OF ZHEJIANG BASED ON 3S TECHNOLOGIES XU Zhi-hong,SHENG Le-shan (Land Surveying and Planning Institute of Zhejiang,NO. 40 Qingyun Street, Hangzhou, 310003,China) Abstract:With the development of economic construction, the use of land in Zhejiang changes frequently, the contradiction between people and land are becoming more prominent. In order to use land reasonable and protect soils effectively, the use and distribution of land must make clear investigation. The use of 3S technologies can greatly improved the accuracy of the investigation and kept the graphic, attributes and field in consistency. The technical way of land investigation are analyzed from many aspects in the paper, it is proved an effective way by practice. Key words: land use re-investigation 3S(geographical information system, global position system, remote sensing) 第 一 作 者 : 徐 志 红, 女,31 岁, 工 程 师 ( 博 士 生 ), 摄 影 测 量 与 遥 感 专 业 研 究 方 向 为 土 地 信 息 化 时 态 GIS GIS 集 成 遥 感 与 GIS 应 用

1 概 述 浙 江 省 地 处 我 国 东 南 沿 海 长 江 三 角 洲 南 翼, 东 濒 东 海, 南 接 福 建, 西 与 安 徽 江 西 相 连, 北 与 上 海 江 苏 为 邻 2001 年 末, 浙 江 省 人 口 总 数 4613 万 人, 人 口 密 度 453 人 / 平 方 公 里 2002 年 全 省 国 内 生 产 总 值 为 7670 亿 元, 比 2001 年 增 长 12.3%; 财 政 收 入 1167 亿 元, 财 政 总 收 入 在 全 国 的 位 次 由 1992 年 的 第 七 位 上 升 到 2002 年 的 第 四 位 随 着 经 济 建 设 的 突 飞 猛 进, 浙 江 大 地 呈 现 出 前 所 未 有 的 活 力, 城 市 化 进 程 不 断 推 进,2002 年 城 市 化 水 平 为 51.9%, 农 业 结 构 调 整 力 度 进 一 步 加 大, 土 地 利 用 变 化 极 为 频 繁, 人 地 矛 盾 日 显 突 出 土 地 详 查 结 束 十 年 来, 由 于 土 地 详 查 基 础 图 件 的 反 复 使 用, 图 件 清 晰 度 和 精 度 逐 年 降 低, 影 响 了 土 地 利 用 现 状 调 查 成 果 准 确 性 同 时, 现 有 的 土 地 利 用 现 状 图 件 按 照 技 术 规 程 的 要 求, 大 部 分 已 经 达 到 了 更 新 的 标 准 对 全 省 土 地 利 用 基 础 图 件 和 数 据 进 行 一 次 全 面 更 新 已 势 在 必 行 3S 技 术 即 地 理 信 息 系 统 技 术 (GIS) 全 球 定 位 系 统 技 术 (GPS) 和 遥 感 技 术 (RS) 的 简 称 GIS 是 反 映 人 们 赖 以 生 存 的 现 实 世 界 ( 资 源 与 环 境 ) 的 现 势 和 变 迁 的 各 类 空 间 数 据 及 描 述 这 些 空 间 数 据 特 征 的 属 性, 在 计 算 机 软 件 和 硬 件 支 持 下, 以 一 定 的 各 式 输 入 存 储 检 索 显 示 和 综 合 分 析 应 用 的 技 术 系 统 ;GPS 是 用 于 测 定 地 表 位 置 的 由 一 系 列 卫 星 和 接 收 设 备 组 成 的 系 统 ;RS 简 单 地 说 就 是 遥 远 地 感 知, 利 用 不 同 物 体 的 电 磁 波 特 性 的 不 同 来 探 测 地 表 物 体 对 电 磁 波 的 反 射 和 其 发 射 的 电 磁 波, 从 而 提 取 这 些 物 体 的 信 息, 完 成 远 距 离 识 别 物 体 [1][2] 目 前 3S 技 术 的 日 益 成 熟 和 推 广 应 用 为 进 行 全 省 土 地 更 新 调 查 奠 定 了 基 础 2 技 术 路 线 探 讨 2.1 继 承 与 创 新 浙 江 省 此 次 土 地 利 用 现 状 更 新 调 查 的 目 的 是 全 面 彻 底 查 清 土 地 利 用 现 状, 它 是 建 立 在 土 地 详 查 和 土 地 变 更 调 查 的 基 础 上, 与 土 地 详 查 和 土 地 变 更 调 查 既 有 继 承 又 有 创 新 继 承 就 是 原 有 的 土 地 详 查 和 土 地 变 更 调 查 中 不 变 的 权 属 调 查 成 果 部 分 地 类 调 查 成 果 以 及 河 流 堤 坝 等 明 显 固 定 地 物 等, 这 些 成 果 的 继 承, 可 以 减 少 调 查 的 工 作 量 提 高 调 查 成 果 的 质 量 和 工 作 效 率, 但 继 承 不 是 机 械 地 继 承, 而 是 在 遵 循 以 影 像 为 依 据 的 原 则 基 础 上 的 继 承 创 新 是 指 采 用 新 技 术 新 方 法 进 行 更 新, 即 应 用 数 字 摄 影 测 量 卫 星 遥 感 地 理 信 息 系 统 和 全 球 定 位 系 统 等 4S 技 术, 采 用 内 业 预 处 理 外 业 调 查 数 据 建 库 面 积 计 算 等 方 式 进 行 土 地 利 用 现 状 更 新 调 查, 同 时, 建 立 土 地 利 用 现 状 管 理 信 息 系 统, 实 现 土 地 利 用 数 据 的 动 态 更 新, 基 本 真 正 做 到 图 数 实 地 三 者 相 一 致 2.2 研 究 方 法 2.2.1 影 像 数 据 与 土 地 利 用 数 据 库 数 据 相 结 合 结 合 正 射 影 像 图 数 据 和 土 地 利 用 数 据 库 数 据 中 各 要 素 的 信 息, 采 用 人 机 交 互 的 方 式 进 行 地 物 勾 绘 及 地 类 预 判 读 采 用 影 像 数 据 与 土 地 利 用 数 据 库 结 合 进 行 人 工 目 视 解 译 判 读 的 方 式 大 大 减 少 了 漏 判 误 判 的 现 象, 并 起 到 了 相 互 校 验 补 充 的 作 用 2.2.2 正 射 影 像 图 资 料 与 土 地 利 用 专 业 资 料 相 结 合 充 分 利 用 土 地 利 用 现 状 和 土 地 变 更 调 查 资 料 提 供 的 专 业 信 息, 并 与 正 射 影 像 图 资 料 相 结 合 进 行 土 地 利 用 现 状 更 新 调 查 2.2.3 内 业 处 理 与 外 业 调 查 相 结 合 内 外 业 结 合 确 定 图 斑 的 位 置 和 类 型, 修 改 错 漏 地 物, 补 充 新 增 地 物, 保 证 土 地 利 用 现 状 更 新 调 查 图 件 与 数 据 更 新 结 果 的 可 靠 性

2.2.4 3S 技 术 相 结 合 利 用 RS 技 术 获 取 影 像, 利 用 GIS 技 术 提 取 土 地 利 用 现 状 信 息 土 地 利 用 变 更 信 息 及 进 行 土 地 利 用 数 据 库 建 设, 利 用 GPS 技 术 进 行 外 业 调 查 及 修 补 测, 结 合 3S 技 术 的 优 点 完 成 土 地 利 用 现 状 更 新 调 查 的 内 外 业 处 理, 建 立 土 地 利 用 现 势 库 2.3 技 术 路 线 制 定 2.3.1 采 用 航 空 正 射 影 像 图 开 展 1 1 万 土 地 更 新 调 查 通 过 航 空 摄 影, 利 用 航 空 摄 影 测 量 技 术 制 作 1 1 万 的 数 字 正 射 影 像 图, 正 射 影 像 与 土 地 利 用 现 状 图 叠 加 对 比 预 判, 以 影 像 为 依 据, 经 过 室 内 预 处 理 后, 经 外 业 实 地 调 绘 和 补 测, 更 新 土 地 利 用 基 础 图 件, 完 成 土 地 利 用 数 据 库 的 建 设, 实 现 新 旧 土 地 分 类 的 平 稳 过 渡, 建 立 1 1 万 土 地 利 用 现 状 数 据 库, 做 到 图 件 数 据 实 地 三 者 一 致, 这 是 比 较 成 熟 的 土 地 更 新 调 查 技 术 和 方 法 这 一 方 法 的 优 点 是 技 术 比 较 成 熟 精 度 比 较 高 影 像 比 较 清 晰 外 业 调 绘 和 判 读 比 较 容 易 ; 但 是, 航 空 摄 影 受 气 候 的 影 响 比 较 大, 成 本 比 较 高 根 据 浙 江 省 测 绘 局 提 供 的 有 关 信 息, 浙 江 省 正 在 开 展 1 1 万 地 形 图 更 新, 目 前 已 经 完 成 962 幅 1 1 万 数 字 正 射 影 像 图 制 作, 今 明 两 年 还 将 各 完 成 500 幅 对 于 已 经 完 成 1 1 万 数 字 正 射 影 像 图 制 作 的 地 区, 可 以 充 分 利 用 测 绘 部 门 提 供 的 正 射 影 像 图 开 展 土 地 更 新 调 查, 这 样 既 缩 短 了 工 作 时 间 提 高 了 工 作 效 率, 又 降 低 了 成 本, 精 度 又 能 完 全 满 足 土 地 更 新 调 查 的 要 求, 确 保 土 地 更 新 调 查 成 果 质 量 2.3.2 利 用 卫 星 遥 感 技 术 开 展 1 1 万 土 地 更 新 调 查 利 用 卫 星 遥 感 技 术, 订 购 现 势 性 强 的 SPOT 5 卫 星 遥 感 数 据 以 及 地 形 图 为 基 础 资 料, 制 作 卫 星 遥 感 正 射 影 像 图, 利 用 卫 星 遥 感 正 射 影 像 与 土 地 利 用 现 状 矢 量 图 套 合 对 比 预 判, 以 影 像 为 依 据, 经 过 室 内 预 处 理 后, 经 外 业 实 地 调 绘 和 补 测, 更 新 土 地 利 用 基 础 图 件, 完 成 土 地 利 用 数 据 库 的 建 设, 实 现 新 旧 土 地 分 类 的 平 稳 过 渡 对 于 未 建 立 土 地 利 用 数 据 库 的 地 区, 可 以 直 接 利 用 卫 星 遥 感 正 射 影 像 图 和 栅 格 数 据 经 室 内 预 处 理 后, 进 行 全 野 外 调 绘 该 方 法 具 有 卫 星 数 据 比 较 容 易 订 购 到, 与 重 新 航 摄 相 比, 经 费 较 省 2.3.3 采 用 航 天 和 航 空 正 射 影 像 图 结 合 的 方 式 开 展 1 1 万 土 地 更 新 调 查 该 方 法 适 用 于 省 测 绘 局 提 供 的 航 空 正 射 影 像 图 年 份 较 早 的 情 况 由 于 浙 江 省 经 济 发 展 较 快, 因 此 采 用 年 份 较 早 的 航 空 正 射 影 像 图 不 能 反 映 真 实 的 土 地 利 用 情 况, 若 全 依 靠 外 业 补 测, 则 补 测 工 作 量 非 常 大, 而 且 这 种 补 测 工 作 费 时 费 力, 通 过 航 天 遥 感 的 方 式 可 获 取 最 新 的 遥 感 影 像, 通 过 处 理 后 可 用 于 提 取 变 化 信 息 另 外, 航 空 正 射 影 像 图 和 航 天 正 射 影 像 图 相 比, 其 精 度 较 高, 而 航 天 正 射 影 像 图 具 有 纹 理 和 色 彩 双 重 优 势, 有 利 于 进 行 内 业 判 读, 因 此, 采 用 航 空 和 航 天 正 射 影 像 图 结 合 的 方 式 可 极 好 地 满 足 土 地 利 用 现 状 更 新 调 查 要 求 2.3.4 利 用 放 大 航 片 或 航 摄 正 射 影 像 开 展 1 2000 土 地 更 新 调 查 利 用 航 摄 资 料, 制 作 数 字 高 程 模 型 (DEM) 和 数 字 正 射 影 像 图 (DOM), 以 大 比 例 尺 正 射 影 像 图 或 放 大 航 片 作 为 更 新 调 查 外 业 调 查 底 图, 参 考 历 年 土 地 变 更 调 查 资 料, 进 行 全 野 外 土 地 利 用 现 状 调 查 在 调 查 过 程 中, 辅 助 采 用 GPS 技 术 获 取 变 更 图 斑 的 空 间 位 置 和 面 积 等 信 息 参 照 浙 江 省 土 地 利 用 数 据 库 建 设 技 术 规 定 等 有 关 规 定 的 要 求, 对 外 业 调 查 成 果 进 行 内 业 后 处 理, 建 立 1 2000 土 地 利 用 现 状 数 据 库 其 成 果 能 全 面 客 观 地 反 映 现 有 实 际 土 地 利 用 状 况, 特 别 是 能 够 为 开 展 集 体 土 地 所 有 权 发 证 创 造 有 利 条 件 [3] 各 种 技 术 流 程 如 图 1: 其 中 左 边 一 栏 为 采 用 立 测 法 转 绘 的 技 术 流 程, 该 方 法 仅 限 于 1 2000 土 地 更 新 调 查 ; 中 间 一 栏 为 采 用 正 射 影 像 图 进 行 外 业 直 接 调 绘 的 方 式, 该 方 法 适 用 于 1 10000 和 1 2000 的 土 地 更 新 调 查 ; 右 边 一 栏 为 利 用 土 地 详 查 数 据 进 行 内 业 判 读 的 方 式, 该 方 法 适 用 于 1 10000

土 地 更 新 调 查, 该 方 法 使 用 的 前 提 是 有 保 存 完 整 的 土 地 详 查 资 料 图 1 土 地 更 新 调 查 作 业 流 程 2.4 与 原 土 地 详 查 技 术 路 线 比 较 分 析 与 1992 年 全 省 土 地 详 查 相 比, 本 次 更 新 调 查 既 有 继 承 又 有 创 新, 本 次 土 地 更 新 调 查 继 承 了 土 地 详 查 中 可 利 用 的 未 变 化 的 部 分 ( 如 权 属 界 坡 度 等 ), 同 时 土 地 更 新 调 查 又 有 其 创 新 的 一 面 ( 如 采 用 建 库 的 方 式 进 行 面 积 计 算 和 统 计 图 件 输 出 等 ), 具 体 比 较 如 下 : 2.4.1 应 用 技 术 比 较 分 析 土 地 详 查 主 要 应 用 RS 技 术, 而 土 地 更 新 调 查 采 用 3S 结 合 的 技 术 2.4.2 调 绘 底 图 比 较 分 析 土 地 详 查 主 要 采 用 航 片 放 大 航 片 和 影 像 图 为 调 绘 底 图, 而 土 地 更 新 调 查 采 用 正 射 影 像 图 放 大 航 片 以 及 失 栅 套 合 图 件 为 调 绘 底 图 2.4.3 作 业 流 程 比 较 分 析 土 地 详 查 作 业 流 程 为 : 调 绘 底 图 外 业 调 绘 内 业 处 理 面 积 量 算 汇 总 图 件 编 制 ; 更 新 调 查 作 业 流 程 为 : 内 业 预 处 理 调 绘 底 图 外 业 调 绘 内 业 后 处 理 ( 建 库 ) 面 积 计 算 统 计 图 件 输 出 2.4.4 作 业 效 率 比 较 分 析 土 地 详 查 作 业 时 间 主 要 由 外 业 调 绘 时 间 和 内 业 处 理 时 间 组 成, 外 业 调 绘 除 每 天 进 行 外 业 调 查 外, 还 须 每 天 进 行 及 时 的 内 业 接 边 和 清 绘, 工 作 量 大 且 重 内 业 处 理 中 手 工 面 积 量 算 和 汇 总 劳 动 强 度 大 效 率 低 精 度 差 更 新 调 查 作 业 时 间 主 要 由 内 业 预 处 理 时 间 外 业 调 绘 时 间 内 业 后 处 理 时 间 组 成, 内 业

预 处 理 和 内 业 后 处 理 共 同 完 成 数 据 的 建 库 任 务, 外 业 调 查 由 于 有 了 内 业 勾 绘 和 判 读 的 基 础, 工 作 量 相 对 变 小 工 作 强 度 变 弱 工 作 时 间 缩 短 而 且, 由 于 采 用 了 建 库 的 方 法, 可 以 直 接 进 行 面 积 计 算 和 汇 总, 大 大 降 低 劳 动 强 度, 提 高 劳 动 效 率, 保 证 成 果 质 量 2.4.5 作 业 精 度 比 较 分 析 作 业 精 度 比 较 分 析 如 表 1 表 1 作 业 精 度 比 较 分 析 新 老 方 法 工 序 土 地 详 查 土 地 更 新 调 查 调 绘 全 野 外, 全 部 图 斑 外 业 勾 绘 实 地 判 读 全 野 外, 变 化 图 斑 修 改 明 显 处 :0.3mm, 不 明 显 处 :1mm 明 显 处 :0.2mm, 不 明 显 处 :0.5mm 新 增 地 物 调 绘 平 原 :0.8 mm, 山 地 :1.2 mm 平 原 :0.4 mm, 山 地 :0.8 mm 航 片 转 绘 一 般 :0.5mm, 最 大 :0.8mm 无 图 形 矢 量 化 未 做 最 小 :0 mm, 最 大 :0.3 mm 图 斑 面 积 量 算 手 工 量 算 方 式 自 动 计 算 方 式 一 般 :0.1%, 最 大 :3%, 无 误 差 面 积 汇 总 手 工 汇 总 方 式 自 动 统 计 汇 总 方 式 舍 入 误 差 较 大 舍 入 误 差 可 忽 略 ( 平 方 米 为 单 位 ) 2.4.6 数 据 现 势 性 比 较 分 析 土 地 详 查 成 果 为 纸 质 图 件 和 汇 总 数 据, 进 行 变 更 时 较 难 进 行 符 合 规 范 精 度 要 求 的 变 更, 同 时, 很 难 保 证 图 数 实 地 的 一 致 性 土 地 更 新 调 查 利 用 GIS 技 术 建 立 数 据 库, 可 实 现 图 数 同 步 变 更, 同 时, 利 用 土 地 利 用 现 状 管 理 信 息 系 统 和 遥 感 卫 星 和 航 摄 数 据, 还 可 建 立 起 土 地 利 用 动 态 更 新 机 制, 确 保 图 数 实 地 一 致 3 应 用 实 例 德 清 县 航 空 正 射 影 像 图 由 两 部 分 组 成, 一 部 分 是 1999 年 航 空 正 射 影 像 图 另 一 部 分 是 2002 年 航 空 正 射 影 像 图, 考 虑 到 德 清 县 经 济 建 设 较 快,1999 年 航 空 正 射 影 像 图 部 分 变 化 较 大, 因 此, 采 用 定 购 最 新 航 天 遥 感 数 据 的 方 式 对 变 化 部 分 进 行 处 理, 也 就 是 说 采 用 航 天 和 航 空 数 据 结 合 的 方 式 开 展 土 地 利 用 现 状 更 新 调 查 采 用 这 种 方 式, 一 方 面 利 用 了 航 空 正 射 影 像 图 的 精 度 优 势, 另 一 方 面 利 用 了 航 天 正 射 影 像 图 的 光 谱 优 势 和 现 势 性 优 势 达 到 了 较 好 的 效 果, 如 图 2 和 图 3, 其 中 图 2 为 1999 年 航 空 DOM, 没 有 新 建 的 高 速 公 路, 通 过 利 用 图 3 的 航 天 DOM 对 新 建 的 高 速 公 路 等 变 化 信 息 进 行 提 取, 得 到 现 势 性 的 土 地 利 用 现 状 图 件

图 2 1999 年 航 空 DOM 图 3 2002 年 航 天 DOM 4 结 束 语 本 文 从 多 个 角 度 对 土 地 利 用 现 状 更 新 调 查 技 术 路 线 进 行 了 分 析, 实 践 证 明, 采 用 3S 技 术 进 行 土 地 利 用 现 状 更 新 调 查, 一 方 面 可 以 极 大 提 高 土 地 利 用 现 状 更 新 调 查 的 效 率 和 质 量, 另 一 方 面 可 以 建 立 土 地 利 用 现 状 调 查 动 态 更 新 机 制, 为 进 行 土 地 利 用 现 状 的 日 常 变 更 和 年 度 变 更 奠 定 基 础, 从 而 保 证 图 数 实 地 的 一 致, 为 国 土 资 源 管 理 提 供 现 势 性 的 基 础 资 料 参 考 文 献 : [1] 贾 永 红, 计 算 机 图 像 处 理 与 分 析 [M], 武 汉 : 武 汉 大 学 出 版 社,2001. [2] 边 馥 苓,GIS 原 理 和 方 法 [M], 北 京 : 测 绘 出 版 社,1996. [3] 浙 江 省 国 土 资 源 厅, 浙 江 省 土 地 利 用 现 状 更 新 调 查 技 术 规 范,2003.

3S 技 术 在 资 源 调 查 中 的 综 合 应 用 研 究 1 徐 玲 闫 雪 松 惠 静 夷 潘 锦 华 孙 成 林 ( 辽 宁 省 国 土 资 源 规 划 院, 沈 阳 110032) 摘 要 : 简 要 介 绍 了 3S 技 术 ( 遥 感 全 球 定 位 系 统 地 理 信 息 系 统 ) 的 当 前 发 展 状 况, 叙 述 了 3S 技 术 在 土 地 资 源 调 查 方 面 的 应 用, 并 以 3S 技 术 在 辽 宁 省 耕 地 后 备 资 源 调 查 中 的 应 用 为 例, 着 重 论 述 3S 技 术 的 有 机 结 合 在 耕 地 后 备 资 源 调 查 中 综 合 应 用 的 全 过 程 并 根 据 具 体 实 践, 提 出 进 一 步 的 设 想 和 思 路, 以 促 进 3S 技 术 在 资 源 调 查 中 的 推 广 和 应 用 关 键 词 : 3S 技 术 资 源 调 查 综 合 应 用 Abstract: This paper simply introduces 3S (RS GPS GIS) technology and its application in land resources survey, and emphasizes on the combination of 3S technology and its general application in land reserve resources so as to realize informatization of land resource management. Based on the practice, this paper gives some suggestions to help the popularization of 3S technology in land resource survey. Key word: 3S technology, resource, survey, general application 1 问 题 的 提 出 在 资 源 调 查 中, 快 速 准 确 的 获 取 各 种 信 息 极 其 重 要 以 耕 地 后 备 资 源 调 查 为 例, 涉 及 到 的 土 地 利 用 类 型 多, 分 布 广, 如 果 采 用 地 面 调 查 费 工 费 时, 人 力 物 力 投 入 相 当 大 ; 如 果 单 靠 遥 感 技 术, 完 全 依 靠 目 视 判 读 遥 感 图 象, 由 于 地 类 多, 光 谱 特 征 复 杂, 信 息 量 大 等 原 因, 需 要 大 量 的 专 业 操 作 人 员, 并 且 容 易 产 生 错 漏 在 遥 感 (RS) 全 球 定 位 系 统 (CPS) 和 地 理 信 息 系 统 (GIS) 三 大 空 间 科 学 技 术 日 益 成 熟 的 今 天, 如 何 借 助 "3S" 技 术 快 速 有 效 的 实 现 调 查 目 的, 为 我 们 提 出 了 研 究 方 向 1 作 者 简 介 : 徐 玲, 女,39 岁, 高 级 工 程 师, 土 地 管 理 专 业, 主 要 从 事 资 源 调 查 与 遥 感 研 究, 辽 宁 省 国 土 资 源 规 划 院 调 查 科 科 长 The writer: Xuling, female, 39, senior engineer, major in land management, now studies resource survey and remote sense, The head of land resource survey department of liaoning institute of Land Resources planning

2 3S 技 术 现 状 随 着 信 息 革 命 发 展 起 来 的 遥 感 (RS) 全 球 定 位 系 统 (CPS) 和 地 理 信 息 系 统 (GIS) 三 大 空 间 科 学 技 术, 已 成 为 国 土 资 源 管 理 的 高 科 技 手 段 而 为 业 内 人 士 所 关 注 本 文 简 要 介 绍 3S 技 术 的 当 前 发 展, 叙 述 "3S" 技 术 在 土 地 资 源 调 查 方 面 的 应 用, 并 着 重 论 述 "3S" 技 术 的 有 机 结 合 在 耕 地 后 备 资 源 调 查 中 的 综 合 应 用 的 全 过 程, 从 而 实 现 管 理 上 的 信 息 化 并 根 据 具 体 实 践, 提 出 具 体 设 想 和 思 路 意 见 的 提 出 为 "3S" 技 术 在 资 源 调 查 中 的 推 广 具 有 重 要 的 指 导 作 用 这 里 讲 的 "3S" 技 术, 指 的 是 对 地 观 测 的 三 种 空 间 高 新 技 术 系 统, 即 遥 感 (RS) 全 球 定 位 系 统 (GPS) 和 地 理 信 息 系 统 (GIS) 没 有 3S 技 术 的 发 展, 现 实 变 化 中 的 地 球 是 不 可 能 以 数 字 的 方 式 进 入 计 算 机 网 络 系 统 的 2.1 空 间 定 位 (GPS) 技 术 GPS 作 为 一 种 全 新 的 现 代 定 位 方 法, 已 逐 渐 在 越 来 越 多 的 领 域 取 代 了 常 规 光 学 和 电 子 仪 器 上 个 世 纪 80 年 代 以 来, 尤 其 是 90 年 代 以 来,GPS 卫 星 定 位 和 导 航 技 术 与 现 代 通 信 技 术 相 结 合, 在 空 间 定 位 技 术 方 面 引 起 了 革 命 性 的 变 化 用 GPS 同 时 测 定 三 维 坐 标 的 方 法 将 测 绘 定 位 技 术 从 陆 地 和 近 海 扩 展 到 整 个 海 洋 和 外 层 空 间, 从 静 态 扩 展 到 动 态, 从 单 点 定 位 扩 展 到 局 部 与 广 域 差 分, 从 事 后 处 理 扩 展 到 实 时 ( 准 实 时 ) 定 位 与 导 航, 绝 对 和 相 对 精 度 扩 展 到 米 级 厘 米 级 乃 至 亚 毫 米 级, 从 而 大 大 拓 宽 它 的 应 用 范 围 和 在 各 行 各 业 中 的 作 用 2.2 航 空 航 天 遥 感 (RS) 技 术 当 代 遥 感 的 发 展 主 要 表 现 在 它 的 多 传 感 器 高 分 辨 率 和 多 时 相 特 征 2.2.1 多 传 感 器 技 术 当 代 遥 感 技 术 已 能 全 面 覆 盖 大 气 窗 口 的 所 有 部 分 光 学 遥 感 可 包 含 可 见 光 近 红 外 和 短 波 红 外 区 域 热 红 外 遥 感 的 波 长 可 达 8~14mm, 微 波 遥 感 观 测 目 标 物 电 磁 波 的 辐 射 和 散 射, 分 被 动 微 波 遥 感 和 主 动 微 波 遥 感, 波 长 范 围 为 1mm~100cm, 2.2.2 遥 感 的 高 分 辨 率 特 点 全 面 体 现 在 空 间 分 辨 率 光 谱 分 辨 率 和 温 度 分 辨 率 三 个 方 面, 长 线 阵 CCD 成 像 扫 描 仪 可 以 达 到 1~2m 的 空 间 分 辨 率, 成 像 光 谱 仪 的 光 谱 细 分 可 以 达 到 5~6nm 的 水 平 热 红 外 辐 射 计 的 温 度 分 辨 率 可 从 0.5K 提 高 到 0.3K 乃 至 0.1K 2.2.3 遥 感 的 多 时 相 特 征 随 着 小 卫 星 群 计 划 的 推 行, 可 以 用 多 颗 小 卫 星, 实 现 每 2~3 天 对 地 表 重 复 一 次 采 样, 获 得 高 分 辨 率 成 像 光 谱 仪 数 据, 多 波 段 多 极 化 方 式 的 雷 达 卫 星, 将 能 解 决 阴 雨 多 雾 情 况 下 的 全 天 候 和 全 天 时 对 地 观 测, 通 过 卫 星 遥 感 与 机 载 和 车 载 遥 感 技 术 的 有 机 结 合, 是 实 现 多 时 相 遥 感 数 据 获 取 的 有 力 保 证

遥 感 信 息 的 应 用 分 析 已 从 单 一 遥 感 资 料 向 多 时 相 多 数 据 源 的 融 合 与 分 析, 从 静 态 分 析 向 动 态 监 测 过 渡, 从 对 资 源 与 环 境 的 定 性 调 查 向 计 算 机 辅 助 的 定 量 自 动 制 图 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 近 年 来, 由 于 航 空 遥 感 具 有 的 快 速 机 动 性 和 高 分 辨 率 的 显 著 特 点 使 之 成 为 遥 感 发 展 的 重 要 方 面 2.3 地 理 信 息 系 统 (GIS) 技 术 随 着 数 字 地 球 这 一 概 念 的 提 出 和 人 们 对 它 的 认 识 的 不 断 加 深, 从 二 维 向 多 维 动 态 以 及 网 络 方 向 发 展 是 地 理 信 息 系 统 发 展 的 主 要 方 向, 也 是 地 理 信 息 系 统 理 论 发 展 和 诸 多 领 域 的 迫 切 需 要 如 资 源 环 境 城 市 等 方 面 在 技 术 发 展 方 面, 一 个 发 展 是 基 于 Client/Server 结 构, 即 用 户 可 在 其 终 端 上 调 用 在 服 务 器 上 的 数 据 和 程 序 另 一 个 发 展 是 通 过 互 联 网 络 发 展 Internet GIS 或 Web-GIS, 可 以 实 现 远 程 寻 找 所 需 要 的 各 种 地 理 空 间 数 据, 包 括 图 形 和 图 像, 而 且 可 以 进 行 各 种 地 理 空 间 分 析, 这 种 发 展 是 通 过 现 代 通 讯 技 术 使 GIS 进 一 步 与 信 息 高 速 公 路 相 接 轨 另 一 个 发 展 方 向, 则 是 数 据 挖 掘 (Data Mining), 从 空 间 数 据 库 中 自 动 发 现 知 识, 用 来 支 持 遥 感 解 译 自 动 化 和 GIS 空 间 分 析 的 智 能 化 [1] 3 研 究 方 法 及 过 程 在 耕 地 后 备 资 源 调 查 中, 根 据 "3S" 技 术 的 特 点, 我 们 把 重 点 先 集 中 在 遥 感 技 术 上, 首 先 在 地 类 判 读 上, 按 照 国 家 规 程 要 求, 对 照 1:1 万 土 地 利 用 现 状 图, 提 取 未 利 用 土 地 地 类 光 谱 特 征 信 息, 再 通 过 实 地 取 证, 建 立 光 谱 特 征 信 息 库, 把 不 同 的 地 类 不 同 地 区 不 同 时 相 的 各 种 光 谱 特 征 信 息 收 集 齐 全 例 如 I 6, 指 其 他 可 开 垦 的 未 利 用 土 地, 各 地 在 过 去 调 查 中 划 分 标 准 略 有 不 同, 这 就 要 求 各 地 提 供 较 详 细 的 资 料, 根 据 其 不 同 特 点, 提 取 信 息 ; 还 有 I 1, 为 可 开 垦 荒 草 地, 定 义 为 树 木 郁 闭 度 <10%, 表 层 为 土 质, 生 长 杂 草, 不 作 为 放 牧 利 用 可 开 垦 为 耕 地 的 土 地, 其 中 树 木 郁 闭 度 大 小 不 一, 郁 闭 度 越 大, 越 接 近 树 木 的 光 谱 特 征, 需 要 根 据 实 地 取 样 的 信 息 分 析 其 光 谱 曲 线, 已 防 丢 漏 ; 再 就 是 采 用 的 遥 感 数 据 为 夏 末 秋 初, 有 的 草 地 已 干 枯, 有 的 还 是 绿 色, 其 光 谱 曲 线 明 显 不 同, 但 地 类 是 一 致 的, 所 以 光 谱 特 征 信 息 一 定 收 集 齐 全, 并 编 制 程 序 对 曲 线 分 析, 对 光 谱 曲 线 求 导, 按 照 地 类 实 测 数 据 根 据 反 射 率 对 曲 线 进 行 归 类, 建 立 光 谱 特 性 数 据 库, 在 此 基 础 上 生 成 识 别 模 型, 达 到 自 动 提 取 的 目 的

图 1: 不 同 地 类 的 影 象 特 征 图 2: 相 同 地 类 不 同 时 相 的 高 光 谱 曲 线 图 3: 不 同 地 类 的 光 谱 曲 线

在 进 行 这 项 工 作 的 同 时, 利 用 另 外 两 项 先 进 技 术, 也 就 是 GIS 土 地 利 用 数 据 库 和 GPS 全 球 卫 星 定 位 系 统, 研 究 的 关 键 是 如 何 把 三 者 有 机 的 结 合 第 一 步, 利 用 数 据 库 成 果 ( 辽 宁 省 1:1 万 土 地 利 用 数 据 库 已 有 80% 的 县 区 完 成, 其 余 正 待 验 收 ), 根 据 国 家 规 程, 把 符 合 耕 地 后 备 资 源 条 件 的 地 类 图 斑 提 取 出 来 ; 图 4: 数 据 库 自 动 提 取 图 斑 第 二 步, 遥 感 数 据 经 过 纠 正 配 准 融 合 镶 嵌 与 利 用 影 像 融 合 技 术, 可 以 将 不 同 分 辨 率 的 全 色 和 多 光 谱 图 像 融 合 成 更 利 于 土 地 利 用 调 查 的 彩 色 图 像, 这 些 图 像 均 纠 正 成 为 正 射 影 像, 分 割 后 形 成 1:1 万 分 幅 影 象 图, 以 便 于 直 接 量 算 和 定 位 利 用 高 光 谱 图 像 和 数 据 挖 掘 技 术, 实 现 自 动 分 类 图 5: 遥 感 影 象 的 处 理 过 程 影 象 图 赋 予 地 理 坐 标 后 与 处 理 好 的 1:1 万 土 地 利 用 现 状 图 叠 加, 将 矢 量 图 形 与 遥 感 影 像 进 行 套 合, 建 立 地 类 图 斑 与 影 像 间 的 对 应 关 系, 根 据 光 谱 特 性 采 用 识 别 模 型 自 动 提 取 后 进 一 步 筛 选, 把 实 地 已 发 生 变 化 的 地 类 图 斑 去 掉 ;

图 6: 数 据 库 中 的 矢 量 图 形 与 遥 感 影 像 进 行 套 合 第 三 步, 再 把 筛 选 后 的 结 果 与 数 字 高 程 模 型 (DEM) 叠 加, 进 行 人 机 交 互 解 译, 给 出 阈 值, 把 超 坡 度 的 地 类 图 斑 去 掉, 再 确 定 其 中 部 分 发 生 变 化 的 图 斑, 从 而 确 定 外 业 调 查 的 靶 区 ; 图 7: 数 字 高 程 模 型 (DEM) 与 数 据 库 图 斑 叠 加 第 四 步, 图 解 出 已 选 定 的 图 斑 中 心 点 坐 标, 在 外 业 实 地 调 查 时 通 过 GPS 定 位 和 界 线 测 量, 确 定 耕 地 后 备 资 源 的 边 界 准 确 位 置 及 高 程, 地 块 内 部 高 程 及 地 形 坡 度 变 化, 陡 坎 位 置 ; 确 定 与 耕 地 后 备 资 源 开 发 复 垦 有 关 的 相 关 地 物 的 位 置 展 布,GPS 测 量 采 用 伪 距 差 分 后 处 理 方 法, 保 证 测 量 最 大 误 差 小 于 5 米, 把 结 果 叠 加 在 已 形 成 的 以 土 地 利 用 现 状 图 为 底 图 的 调 查 评 价 图 上 ; 第 五 步, 结 合 1:1 万 土 地 利 用 数 据 库 (GIS) 遥 感 影 象 图 (RS) 和 外 业 GPS 实 测 数 据, 开 发 建 立 辽 宁 省 耕 地 后 备 资 源 GIS 系 统, 把 实 地 拍 摄 的 图 片 录 入, 可 进 行 图 形 处 理 数 据 空 间 分 析 统 计 查 询 系 统 功 能 完 善 直 观 实 用 性 强, 可 对 耕 地 后 备 资 源 进 行 动 态 监 测

图 8: 辽 宁 省 耕 地 后 备 资 源 GIS 系 统 4 结 论 4.1 通 过 利 用 土 地 利 用 数 据 库 系 统 (GIS), 使 得 基 础 图 件 的 收 集 整 理 录 入 在 较 短 时 间 内 得 以 完 成, 通 过 利 用 卫 星 遥 感 影 象 图 (RS) 系 统, 利 用 光 谱 特 征 自 动 提 取 图 斑, 结 合 GPS 导 航 定 位, 大 大 减 少 了 外 业 调 查 的 工 作 量, 还 缩 短 了 工 作 时 间 4.2 结 果 更 为 准 确, 单 单 利 用 GIS 系 统, 由 于 土 地 利 用 现 状 图 的 变 更 不 够 及 时, 现 势 性 较 差, 完 全 依 靠 遥 感 影 象 图 外 业 调 查 一 是 时 间 不 允 许, 二 是 容 易 发 生 遗 漏 ; 二 者 相 结 合 辅 助 图 斑 中 心 点 坐 标 GPS 自 动 定 位, 结 果 准 确, 精 度 较 高 4.3 研 发 的 辽 宁 省 耕 地 后 备 资 源 GIS 系 统, 影 像 库 矢 量 图 形 库 和 DEM 三 库 一 体 化 无 缝 三 维 GIS 技 术 并 附 有 实 地 照 片, 直 观 性 强, 属 性 功 能 齐 全, 管 理 使 用 方 便 4.4 系 统 可 依 据 新 的 遥 感 资 料 进 行 变 更, 具 有 实 时 动 态 监 控 的 功 能, 实 现 国 土 资 源 管 理 的 自 动 化 和 数 字 化 参 考 文 献 [1] 李 德 仁, 数 字 地 球 与 3S 技 术, 地 理 信 息 世 界,1999,4. [2] 李 洪 兴, 基 于 3S 技 术 条 件 下 的 土 地 动 态 调 查 监 测 方 法 及 发 展 方 向. 土 地 资 源 监 测 调 查 工 程 论 文 集. 北 京 : 中 国 大 地 出 版 社,2002,108-113.

基 于 PDA 的 土 地 变 更 调 查 系 统 设 计 与 开 发 诸 云 强 1,2, 张 述 升 2 2, 肖 寒 (1. 中 国 科 学 院 地 理 科 学 与 资 源 研 究 所, 北 京,100101; 2. 北 京 地 星 伟 业 数 码 科 技 有 限 公 司, 北 京,100080) 摘 要 : 土 地 资 源 是 人 类 生 存 的 重 要 基 础, 摸 清 土 地 资 源 现 状 及 时 掌 握 土 地 变 化 信 息, 是 进 行 土 地 利 用 总 体 规 划 和 日 常 土 地 管 理 的 依 据 为 了 提 高 土 地 变 更 调 查 的 效 率, 设 计 了 基 于 PDA 的 土 地 变 更 调 查 系 统 在 Windows CE 环 境 下, 利 用 evc 初 步 完 成 了 土 地 变 更 调 查 系 统 的 开 发 系 统 基 于 PDA 将 GPS 卡 与 摄 像 头 集 成 于 一 体, 提 供 了 常 规 测 绘 方 式 导 航 GPS 高 精 度 后 差 分 GPS 三 种 方 式 的 变 更 调 查 方 法, 实 现 了 土 地 利 用 数 据 遥 感 影 像 输 入, 图 形 数 据 编 辑, 属 性 表 更 新, 属 性 查 询, 距 离 及 面 积 测 量 等 功 能 从 根 本 上 解 决 了 传 统 土 地 调 查 产 品 集 成 度 不 高 专 业 程 度 低 操 作 复 杂 不 适 宜 野 外 工 作 等 问 题 关 键 词 : 土 地 变 更 调 查 ;PDA;GPS; 图 件 更 新 中 图 分 类 号 :P208 文 献 标 识 码 :A The Design and Development of Land Changing Survey System Based on PDA ZHU Yun-qiang 1,2,ZHANG Shu-sheng 2,XIAO Han 2 (1. Institute of Geographical Sciences and Natural Resources Research,CAS.,Beijing,100101, China; 2. Beijing Landstar Digital Technology Co.,Ltd.,Beijing,100080,China) Abstract:Land resources are very important for human beings. Mastery of current status of land resources timely is the grounds for land use collectivity plan and daily land management. In order to improve the efficiency of land changing survey, the Land Changing Survey System based on PDA is designed. Under Windows CE environment, the Land Changing Survey System is developed by using evc programming language. The system integrates PDA with GPS and digital camera and provides three ways for land changing survey(common survey, GPS navigation and GPS post-processing of difference). It realizes the functions of importing base maps, editing vector data, updating attribute tables, querying the attribute of plot, exporting data, surveying the distance and the area, and so on. It thoroughly solves problems of the traditional land changing 第 一 作 者 : 诸 云 强 (1977~), 男, 江 西 广 丰 人, 中 科 院 地 理 科 学 与 资 源 研 究 所 博 士, 主 要 从 事 GIS 应 用 开 发 数 据 共 享 方 面 的 研 究 基 金 项 目 : 科 技 部 科 技 型 中 小 企 业 技 术 创 新 基 金 (03C26221100803), 国 土 资 源 大 调 查 土 地 调 查 研 究 项 目 (TDDC2004-02 01)

survey products, for example incompact integration, low level of specialization, intricate operation, and unfit for field work etc. Key Words:Land Changing Survey;PDA;GPS;Map Updating 1 引 言 自 1984 年 开 展 全 国 土 地 利 用 现 状 调 查 以 来, 历 时 十 多 年, 形 成 了 从 县 地 市 省 到 国 家 的 土 地 利 用 现 状 数 据 和 从 1 5000 1 1 万 1 10 万 到 1 50 万 的 各 级 土 地 利 用 现 状 图 件 此 后 为 随 时 掌 握 全 国 土 地 利 用 现 状 动 态 变 化, 从 1996 年 开 始 国 家 每 年 开 展 一 次 土 地 变 更 调 查, 确 保 了 土 地 详 查 资 料 的 现 势 性 土 地 利 用 现 状 图 件 更 新 和 土 地 利 用 动 态 遥 感 监 测 已 经 成 为 国 土 资 源 大 调 查 中 的 重 点 项 目 [1] 国 内 已 有 不 少 单 位 和 研 究 人 员 对 土 地 调 查 和 土 地 遥 感 动 态 监 测 进 行 了 研 究 中 国 科 学 院 遥 感 所 提 出 了 依 靠 遥 感 数 据 发 现 靶 区, 运 用 差 分 GPS 进 行 动 态 测 量, 利 用 GIS 进 行 空 间 数 据 组 织 管 理 分 析 的 土 地 动 态 监 测 的 作 业 流 程 [2] ; 中 国 土 地 勘 测 规 划 院 中 国 测 绘 研 究 院 北 京 地 星 伟 业 数 码 有 限 公 司 东 南 大 学 等 共 同 进 行 了 土 地 变 更 调 查 现 代 化 技 术 方 法 研 究, 提 出 了 基 于 3S 技 术 进 行 土 地 变 更 调 查 的 现 代 化 技 术 方 法 体 系 [3] ; 同 济 大 学, 马 俊 海 等 开 发 了 基 于 PDA 的 地 籍 测 量 野 外 数 据 采 集 系 统 [4-5] ; 北 京 超 图 公 司 推 出 了 掌 上 地 理 信 息 系 统 esupermap 等 虽 然 GPS RS GIS 等 技 术 在 土 地 调 查 监 测 中 得 到 了 一 定 的 应 用, 市 场 上 出 现 了 大 量 相 关 的 软 硬 件 产 品, 但 对 于 开 展 土 地 变 更 调 查 工 作 还 存 在 着 很 大 的 不 足 : 专 业 化 程 度 低, 集 成 度 不 高 各 产 品 间 通 讯 困 难 ; 利 用 效 率 不 高, 社 会 经 济 效 益 不 明 显 等 基 于 上 述 讨 论, 本 文 设 计 了 基 于 PDA 将 GPS 卡 数 码 摄 像 头 集 成 为 一 体 的 土 地 变 更 调 查 系 统 该 系 统 不 仅 能 够 满 足 土 地 变 更 调 查 业 务 的 需 求, 而 且 小 巧 轻 便, 特 别 适 合 县 级 土 地 外 业 调 查 工 作 2 基 于 PDA 的 土 地 变 更 调 查 技 术 方 案 2.1 土 地 利 用 变 更 调 查 技 术 现 状 目 前, 土 地 变 更 调 查 主 要 有 以 下 几 种 方 式 : 一 是 外 业 直 接 调 绘 法, 基 层 土 地 管 理 人 员 根 据 辖 区 内 土 地 利 用 变 化 情 况, 结 合 土 地 变 更 调 查 对 图 斑 大 小 的 要 求 在 土 地 利 用 现 状 图 上 判 定 变 更 对 象, 确 定 其 位 置, 然 后 在 野 外 进 行 调 绘 对 于 形 状 规 则 的 变 更 图 斑, 附 近 易 找 到 明 显 地 物 点 的, 直 接 采 用 距 离 交 会 法 截 距 法 直 角 坐 标 法 等 进 行 补 测 ; 对 于 形 状 不 规 则 的 变 更 图 斑, 附 近 易 找 到 明 显 地 物 的, 采 用 常 规 测 量 仪 器 进 行 补 测 [6] 二 是 遥 感 解 译 法, 利 用 高 分 辨 率 遥 感 影 像 先 解 译 变 化 区 域, 通 过 野 外 进 行 核 实 校 正 直 接 调 绘 法 依 赖 基 层 人 员 对 调 查 区 域 的 熟 悉 程 度, 否 则 需 要 跑 遍 整 个 图 幅 逐 一 图 斑 进 行 调 绘 ; 遥 感 解 译 法 可 缩 小 调 查 范 围 明 确 变 更 对 象, 但 由 于 遥 感 影 像 本 身 存 在 同 物 异 谱 异 物 同 谱 的 现 象, 加 上 内 业 人 员 解 译 精 度 的 影 响, 也 会 存 在 很 多 误 判 漏 判 的 现 象, 需 要 通 过 野 外 核 实 和 修 正 ; 同 时 二 种 方 法 共 同 存 在 如 下 问 题 : 一 是 必 需 先 记 录 野 外 调 绘 结 果, 再 到 室 内 进 行 图 件 更 新, 也 有 在 野 外 将 测 绘 仪 器 与 笔 记 本 连 接, 直 接 在 笔 记 本 上 进 行 图 件 更 新 的, 但 一 方 面 笔 记 本 体 积 较 大 携 带 不 方 便, 另 一 方 面 笔 记 本 供 电 量 难 以 适 应 野 外 长 时 间 作 业 ; 二 是 当 变 更 对 象 范 围 较 大 或 周 围 没 有 明 显 地 物 或 控 制 点 时, 需 要 布 设 导 线 控 制 点 进 行 补 测 2.2 基 于 PDA 的 土 地 变 更 调 查 PDA 体 积 小 重 量 轻, 一 般 在 无 外 来 供 电 情 况 下 可 工 作 10 个 小 时 以 上, 基 本 上 能 够 满

足 移 动 工 作 的 需 要 ;PDA 的 内 存 日 渐 增 大, 外 围 配 件 也 逐 渐 丰 富, 可 以 较 好 地 满 足 应 用 软 件 及 相 关 数 据 的 存 贮 需 要 因 此, 利 用 PDA 可 满 足 野 外 土 地 变 更 调 查 数 据 存 贮 及 连 续 工 作 的 要 求, 通 过 注 入 PDA 的 土 地 变 更 调 查 软 件 可 实 现 土 地 利 用 图 件 的 实 时 更 新 ; 同 时, 将 GPS 卡 与 数 码 摄 像 头 (DC) 集 成 到 PDA 上, 利 用 GPS 实 现 变 更 图 斑 的 测 量, 解 决 变 更 区 域 大 形 状 不 规 则, 周 边 没 有 明 显 地 物 或 控 制 点 情 况 下 需 要 布 设 导 线 控 制 点 进 行 补 测 的 问 题 ; 利 用 DC 对 野 外 实 景 进 行 拍 摄, 可 替 代 野 外 人 工 绘 制 草 图 的 工 作 基 于 PDA 的 土 地 变 更 调 查 主 要 有 三 种 方 式 : 常 规 测 量 变 更 方 式 : 利 用 常 规 测 量 仪 器 如 全 站 仪 皮 尺 等 进 行 外 业 数 据 采 集, 通 过 数 据 线 将 数 据 存 贮 到 PDA 中, 同 时 对 图 形 进 行 适 当 编 辑 和 属 性 录 入, 最 后 通 过 接 口 将 数 据 导 入 到 土 地 调 查 监 测 信 息 系 统 或 转 换 为 国 家 空 间 数 据 交 换 标 准 格 式 VCT 及 其 他 通 用 的 标 准 格 式, 其 工 作 流 程 如 图 1 所 示 : 全 站 仪 等 测 绘 仪 器 测 量 数 据 PDA 编 辑 处 理 土 地 调 查 信 息 系 统 其 他 格 式 的 数 据 图 1 常 规 测 量 土 地 变 更 调 查 工 作 流 程 Fig.1 the work flow of common survey for land changing survey 基 于 导 航 的 GPS 变 更 方 式 : 该 方 法 测 量 精 度 相 对 较 低, 主 要 用 于 外 业 调 查 时 的 快 速 导 航 定 位 但 由 于 土 地 调 查 中 的 图 斑 面 积 通 常 不 大, 测 点 间 距 离 不 长, 一 个 图 斑 的 测 量 时 间 较 短, 可 考 虑 测 量 的 相 对 精 度 和 面 积 精 度, 研 究 相 对 坐 标 的 计 算 和 平 差 方 法, 再 与 有 精 确 坐 标 的 控 制 点 进 行 联 合 平 差, 可 满 足 土 地 调 查 所 要 求 的 精 度 其 工 作 流 程 如 图 2 所 示 土 地 调 查 GPS 测 量 编 辑 信 息 系 统 PDA 数 据 平 差 计 算 处 理 其 他 格 式 控 制 点 的 数 据 联 测 Fig.2 图 2 基 于 导 航 的 GPS 土 地 变 更 调 查 工 作 流 程 the work flow of GPS navigation for land changing survey 基 于 后 差 分 高 精 度 GPS 变 更 方 式 :GPS 差 分 测 量 即 使 用 两 台 以 上 的 GPS 仪 器, 一 台 放 置 在 已 知 点 上 作 为 基 准 站, 另 外 一 台 作 为 流 动 站 进 行 观 测, 流 动 站 上 的 GPS 观 测 数 据 与 基 准 站 上 的 同 步 观 测 数 据 进 行 平 差, 从 而 消 除 测 量 的 系 统 误 差, 提 高 GPS 的 测 量 精 度 差 分 方 法 又 分 为 实 时 差 分 和 事 后 差 分 处 理 二 种 [7] 实 时 差 分 要 求 基 准 站 与 流 动 站 间 进 行 数 据 传 输, 流 动 站 实 时 利 用 基 准 站 传 来 的 参 数 进 行 系 统 误 差 的 校 正 ; 事 后 差 分 基 准 站 与 流 动 站 之 间 不 需 要 进 行 通 讯, 只 需 要 进 行 同 步 观 测, 在 室 内 利 用 基 准 站 的 同 步 观 测 数 据 来 消 除 流 动 站 的 系 统 误 差 目 前, 实 时 差 分 主 要 有 信 标 差 分 星 站 差 分 电 台 差 分 等 形 式 [8-10] 信 标 差 分 只 适 合 沿 海 地

区, 星 站 差 分 每 年 需 交 纳 服 务 费, 电 台 差 分 存 在 受 周 边 环 境 干 扰 大 费 用 高 等 问 题 因 此, 对 于 最 终 要 面 向 县 级 土 地 管 理 基 层 单 位 的 产 品 来 说, 采 用 实 时 差 分 的 方 法 并 不 适 合 所 以, 本 系 统 在 设 计 中 采 用 后 差 分 模 式 实 现 高 精 度 GPS 变 更 方 式 其 工 作 流 程 如 图 3 所 示 GPS PDA Fig.3 土 地 调 查 监 测 量 外 业 数 据 后 差 测 信 息 系 统 数 据 处 理 模 块 分 处 理 其 他 格 式 图 3 基 于 差 分 GPS 土 地 变 更 调 查 工 作 流 程 的 数 据 the work flow of post-processing of difference for land changing survey 3 基 于 PDA 的 土 地 变 更 调 查 系 统 设 计 3.1 硬 件 设 计 土 地 变 更 调 查 系 统 由 硬 件 和 应 用 软 件 二 大 部 分 组 成 硬 件 系 统 以 掌 上 电 脑 (PDA) 为 基 础, 将 数 码 摄 像 头 (DC) GPS 卡 集 成 为 一 体 GPS 卡 和 数 码 摄 像 头 直 接 通 过 插 槽 与 PDA 通 讯, 无 需 额 外 的 电 缆 线 GPS 主 要 用 以 野 外 导 航 ( 快 速 定 位 作 业 位 置 ) 和 土 地 变 更 数 据 的 采 集 数 码 摄 像 头 主 要 用 来 采 集 外 业 实 景 地 类 信 息, 取 代 传 统 手 工 外 业 草 图 等 其 它 采 集 仪 器 ( 如 全 站 仪 ) 或 输 出 设 备 可 通 过 USB 接 口, 并 行 串 口 等 与 PDA 进 行 通 讯 应 用 软 件 基 于 PDA 的 Windows CE 操 作 系 统 直 接 开 发, 支 持 硬 件 系 统 完 成 外 业 数 据 的 采 集 编 辑 存 储 以 及 输 出 等 功 能 土 地 变 更 调 查 系 统 硬 件 结 构 如 图 4 所 示 GPS 数 据 输 入 输 出 接 口 PDA 插 槽 数 据 处 理 软 件 PDA WindowCE 操 作 系 统 PDA 插 槽 数 码 摄 像 头 其 他 接 口 图 4 土 地 变 更 调 查 系 统 硬 件 结 构 Fig.4 the hardware structure of the system 3.2 软 件 功 能 设 计 基 于 PDA 的 土 地 变 更 调 查 系 统 主 要 完 成 变 更 测 量 野 外 数 据 的 编 辑 实 时 修 测 地 类

图 斑 属 性 查 询 等 功 能 同 时, 系 统 能 将 土 地 变 更 调 查 数 据 导 出 VCT SHP 等 多 种 数 据 格 式, 便 于 与 其 他 地 理 信 息 系 统 进 行 通 讯 3.2.1 土 地 变 更 测 量 土 地 变 更 测 量 主 要 包 括 : 常 规 测 量 变 更 和 GPS 变 更 测 量 常 规 测 量 变 更 是 指 通 过 常 规 的 测 量 仪 器 进 行 变 更 数 据 采 集, 系 统 提 供 极 坐 标 直 角 截 距 外 延 交 会 等 多 种 测 量 方 式 辅 助 进 行 变 更 点 位 的 确 定 GPS 变 更 测 量 方 式 可 利 用 GPS 导 航 功 能 快 速 将 工 作 底 图 调 至 当 前 位 置, 然 后 选 择 测 量 方 式 ( 点 模 式 : 离 散 单 点 测 量 和 线 模 式 : 连 续 多 点 测 量 ) 进 行 变 更 图 斑 的 测 量 传 统 的 数 字 测 量 在 野 外 一 般 需 要 绘 制 测 量 草 图, 绘 制 测 量 草 图 不 仅 耗 时 耗 力, 而 且 在 内 业 容 易 将 野 外 绘 制 的 草 图 搞 乱 为 了 取 代 传 统 的 草 图 绘 制, 本 系 统 利 用 PDA 内 置 的 数 码 相 机 对 测 站 实 景 土 地 分 类 信 息 等 进 行 拍 摄 拍 摄 得 到 的 相 片 以 测 站 坐 标 或 是 测 站 号 作 为 编 号, 与 矢 量 数 据 联 系 在 一 起, 便 于 内 业 数 据 处 理 时 参 考 核 实 3.2.2 数 据 编 辑 数 据 编 辑 功 能 主 要 包 括 数 据 压 缩 属 性 字 典 编 辑 图 形 和 属 性 录 入 图 形 数 据 显 示 图 形 数 据 编 辑 等 为 了 减 轻 PDA 存 储 的 负 担, 工 作 底 图 一 般 都 要 进 行 压 缩 : 矢 量 数 据 采 用 无 损 压 缩, 图 像 数 据 采 用 有 损 压 缩 通 过 图 形 数 据 编 辑 ( 新 建 图 形 要 素 修 改 图 形 要 素 删 除 图 形 要 素 ) 和 属 性 编 辑 ( 根 据 实 地 调 查 情 况 修 改 图 斑 地 类 属 性 等 ) 可 实 现 土 地 利 用 现 状 图 的 实 时 更 新 为 了 方 便 属 性 的 录 入, 系 统 提 供 了 属 性 字 典 编 辑 功 能, 用 户 可 先 将 区 域 代 码 地 类 编 码 等 设 置 成 属 性 字 典 表, 在 属 性 录 入 或 修 改 时 直 接 选 择 预 设 置 的 选 项 即 可 属 性 查 询 功 能 可 方 便 地 对 每 块 图 斑 地 物 要 素 的 属 性 进 行 查 询, 进 行 属 性 信 息 修 改 等 3.2.3 数 据 输 出 为 了 能 够 与 其 他 系 统 进 行 通 讯, 系 统 设 置 了 多 种 格 式 的 数 据 输 出 : 矢 量 数 据 格 式 主 要 包 括 ESRI 的 Shp AutoCAD 的 Dxf 国 家 矢 量 数 据 交 换 格 式 VCT 等 栅 格 数 据 格 式 主 要 包 括 :.JPG.Tiff.GeoTiff 等 4 土 地 变 更 调 查 系 统 实 现 土 地 变 更 调 查 系 统 实 现 包 括 硬 件 部 分 和 软 件 部 分 硬 件 部 分 在 PDA 上 直 接 集 成 GPS 卡, 其 中 :PDA 选 用 华 硕 A730( 主 要 指 标 : 主 频 520Mhz, 内 置 内 存 128MB, 支 持 SD/CF II 卡 双 插 槽 USB Host 功 能, 有 更 多 的 外 接 设 备 可 供 选 用 ; 具 备 完 整 的 商 务 功 能, 行 事 历 通 讯 录, 内 置 130 万 像 素 摄 像 头 ), 测 量 型 GPS 板 选 用 NovAtel 公 司 的 Superstar II 土 地 变 更 调 查 软 件 基 于 Windows CE 操 作 系 统, 采 用 evc 语 言, 按 照 面 向 对 象 的 编 程 思 想, 完 全 自 主 开 发 底 层 图 形 数 据 按 工 程 -- 图 层 图 形 要 素 三 级 模 式 进 行 组 织 一 个 工 程 文 件 由 若 干 图 层 组 成, 贮 存 整 个 工 程 的 属 性 信 息 各 图 层 的 索 引 信 息 图 层 包 括 点 线 面 三 种 类 型, 由 同 一 类 型 的 多 个 图 形 要 素 组 成, 存 储 本 图 层 所 有 图 形 要 素 图 层 属 性 信 息 及 图 层 属 性 表 记 录 等 图 形 要 素 是 指 具 体 的 点 线 多 边 形, 是 组 成 图 层 的 基 本 图 元 5 结 语 土 地 变 更 调 查 不 仅 要 考 虑 变 更 测 量 的 精 度, 而 且 要 确 保 每 块 图 斑 属 性 的 准 确 度 同 时, 作 为 国 土 资 源 部 门 的 一 项 日 常 工 作, 土 地 变 更 调 查 牵 涉 到 全 国 各 基 层 土 地 管 理 部 门, 因 此, 土 地 变 更 调 查 产 品 在 考 虑 精 度 的 基 础 上, 还 要 充 分 考 虑 产 品 的 实 用 性 简 易 性 及 产 品 的 价 格 基 于 PDA 的 土 地 变 更 调 查 系 统 以 PDA 为 核 心 将 GPS 卡 数 码 摄 像 头 集 成 为 一 体, 实

现 了 土 地 变 更 数 据 采 集 图 形 数 据 编 辑 图 斑 属 性 修 改 属 性 查 询 距 离 面 积 量 算 等 功 能, 从 而 为 土 地 利 用 现 状 图 野 外 实 时 更 新 提 供 了 可 能, 确 保 土 地 调 查 成 果 图 数 的 一 致 性 产 品 提 供 了 常 规 测 量 和 GPS 测 量 两 种 变 更 方 式, 可 满 足 不 同 用 户 的 需 求 当 然, 为 了 进 一 步 提 高 土 地 变 更 调 查 的 精 度, 实 时 差 分 也 是 未 来 PDA 土 地 变 更 调 查 产 品 需 要 考 虑 的 问 题 参 考 文 献 : [1] 诸 云 强, 张 述 升, 朱 少 霞. 土 地 调 查 监 测 一 体 化 电 子 作 业 平 台 设 计 [J]. 湖 南 科 技 大 学 学 报. 2004,19(2): 74-76. [2] 王 晓 栋, 崔 伟 宏. 县 级 土 地 利 用 动 态 监 测 技 术 系 统 研 究 - 以 包 头 市 郊 区 县 为 例 [J]. 自 然 资 源 学 报,1999, 14(3):265-270. [3] 尤 淑 撑, 刘 顺 喜. GPS 在 土 地 变 更 调 查 中 的 应 用 研 究 [J]. 测 绘 通 报,2002,5:1-3. [4] 雷 伟 刚, 刘 大 杰, 姚 连 璧, 刘 春. 基 于 PDA 与 GPS 的 测 绘 软 件 开 发 [J]. 铁 路 航 测,2002,4:42-45. [5] 马 俊 海, 张 春 香, 赵 波. 基 于 掌 上 电 脑 的 地 籍 测 量 野 外 数 据 采 集 系 统 可 行 性 研 究 [J]. 东 北 测 绘,2001, 24(2):13-15. [6] 冯 宝 红, 郑 小 元, 王 庆 等. GPS-PDA 在 土 地 变 更 调 查 中 的 应 用 研 究 [J]. 测 控 技 术,2003,22(8):23-25. [7] 聂 志 锋, 过 静. 基 于 EVT 的 GPS RTK 接 收 机 研 制 [J]. 工 程 勘 察,2003,1:57-60. [8] 桑 金, 张 铁 军. 中 国 沿 海 RBNDGPS 系 统 的 建 立 及 性 能 评 定 [J]. 测 绘 通 报. 2002,(11):11-16. [9] 谢 世 杰, 涂 国 志. 星 基 RTK 系 统 [J]. 测 绘 通 报. 2004,(10):7-26. [10] 徐 军, 谭 德 鹏. GBX-PRO 信 标 差 分 接 收 机 在 海 域 测 量 中 的 应 用 [J]. 勘 察 科 学 技 术. 2000,(3):56-57.

基 于 GPS-PDA 的 土 地 变 更 调 查 数 据 采 集 系 统 集 成 设 计 严 长 清 1,2, 陆 效 平 2, 袁 林 旺 3 4, 王 庆 (1. 南 京 大 学 城 市 与 资 源 学 系, 江 苏 南 京,210093;2. 江 苏 省 土 地 勘 测 规 划 院, 江 苏 南 京,210024; 3. 南 京 师 范 大 学 地 理 信 息 科 学 江 苏 省 重 点 实 验 室, 江 苏 南 京,210097; 4. 东 南 大 学 仪 器 科 学 与 工 程 系, 江 苏 南 京,210096) 摘 要 : 本 文 从 土 地 利 用 现 状 变 更 调 查 的 实 际 需 求 出 发, 讨 论 了 GPS-PDA 集 成 系 统 的 构 件 组 成 集 成 方 式 数 据 接 口 数 据 格 式 功 能 实 现 和 一 些 关 键 的 技 术 问 题, 为 土 地 利 用 现 状 更 新 调 查 数 据 采 集 提 供 了 一 种 新 的 技 术 思 路 关 键 词 :GPS-PDA;GIS; 变 更 调 查 ; 数 据 采 集 系 统 ; 集 成 ; 设 计 中 图 分 类 号 :420.3040 Data Collection System Designation in Changed Land Usage Surveying Based on Integration of GPS-PDA YAN Chang-qing 1,2,LU Xiao-ping 2,YUAN Lin-wang 3,WANG Qing 4 (1. Urban and Resources Sciences Department, Nanjing University, Jiangsu, Nanjing,210093; 2. Jiangsu Province Land Surveying Institute, Jiangsu, Nanjing,210024; 3. Geogrophy Information Science Key Lab, Nanjing Normal University, Jiangsu, Nanjing, 210097; 4. The Department of Instrument Science and Engineering, Southeast University, Jiangsu, Nanjing,210096) Abstract: The paper analyzes the practical needs, proposes a data collection system base on GPS-GIS in changed land usage surveying, and also discusses the components, integration method, data interface, data format, function realization and other key technology questions of the system. The result of the study provides a new technological idea of data collection System in Changed Land Usage Surveying. Key words: GPS-PDA; GIS; Changed land Surveying; Data Collection System; Integration; Design 随 着 计 算 机 的 应 用, 在 详 查 软 件 的 支 持 下, 全 国 大 多 数 地 方 已 建 立 了 土 地 利 用 现 状 数 据 库 系 统, 实 现 了 土 地 利 用 现 状 图 数 的 管 理 土 地 利 用 现 状 是 一 个 动 态 过 程, 通 过 变 更 调 查 第 一 作 者 : 严 长 清 (1971~), 男, 江 苏 盐 城 人, 博 士 生 主 要 研 究 方 向 地 图 学 与 GIS

技 术 手 段, 保 持 数 据 的 现 势 性 已 成 为 数 据 库 应 用 的 关 键 在 土 地 利 用 现 状 变 更 调 查 已 成 为 国 土 资 源 调 查 的 一 个 日 常 性 工 作 背 景 下, 针 对 变 更 调 查 技 术 手 段, 本 文 探 讨 了 基 于 GPS-PDA 技 术 的 土 地 变 更 调 查 数 据 采 集 系 统, 进 行 了 系 统 集 成 和 设 计 等 方 面 的 分 析 1 目 前 土 地 变 更 调 查 技 术 分 析 目 前 变 更 调 查 的 技 术 手 段 主 要 有 航 测 卫 星 遥 感 和 直 接 外 业 调 绘 [1], 其 中 航 测 主 要 适 用 于 更 新 调 查, 由 于 价 格 高 处 理 技 术 复 杂 周 期 较 长, 在 变 更 调 查 中 应 用 较 难 ; 卫 星 遥 感 长 于 土 地 利 用 动 态 监 测, 通 过 发 现 变 化 图 斑, 可 以 引 导 外 业 调 查 ; 而 目 前 普 遍 采 用 的 直 接 外 业 调 绘 方 法, 是 以 纸 图 作 为 工 作 底 图, 用 常 规 方 法 进 行 测 量, 并 用 变 更 调 查 表 手 工 记 录 有 关 的 变 化 信 息, 然 后 进 行 内 业 数 据 处 理 和 面 积 统 计 工 作, 工 作 量 较 大 因 此, 构 建 既 满 足 土 地 利 用 现 状 变 更 调 查 的 精 度 要 求, 又 具 有 较 高 工 作 效 率 的 集 成 系 统 具 有 重 要 的 现 实 意 义 2 GPS 与 PDA 技 术 分 析 2.1 GPS 技 术 GPS 已 广 泛 应 用 于 空 间 数 据 采 集, 在 土 地 变 更 调 查 中 主 要 应 用 于 控 制 测 量 和 变 更 图 斑 空 间 信 息 记 录, 但 在 下 述 几 方 面 的 功 能 尚 显 不 足 :(1) 通 常 记 录 原 始 的 GPS 点 位 坐 标, 属 性 数 据 记 录 功 能 较 弱, 属 性 数 据 和 GPS 点 位 数 据 一 起 编 码 ;(2) 没 有 面 向 调 查 对 象, 直 接 记 录 对 象 数 据 ( 包 括 图 形 数 据 和 属 性 数 据 ), 以 及 调 查 对 象 与 GPS 点 的 逻 辑 关 系 ;(3) 没 有 将 外 业 调 查 过 程 与 内 业 数 据 处 理 流 程 一 体 化, 需 要 大 量 的 人 为 干 预 处 理, 自 动 化 程 度 不 高, 仅 仅 改 变 了 传 统 纸 质 变 更 方 式 到 计 算 机 管 理 方 式 的 转 变 2.2 PDA 技 术 1992 年 1 月,Apple 公 司 的 总 裁 John Sculley 首 先 提 出 PDA(Personal Digital Assistant, 个 人 数 字 助 理 ) 术 语, 并 领 导 开 发 了 第 一 套 基 于 Newton 结 构 的 PDA 产 品 Messagepad, 此 后 许 多 公 司 相 继 推 出 了 各 自 的 PDA 产 品 [2][3] PDA 具 有 体 积 小 重 量 轻 可 一 切 尽 在 掌 握 的 特 点, 可 以 触 摸 屏 手 写 笔 手 写 识 别 及 外 接 键 盘 等 多 种 输 入 方 法, 具 有 良 好 的 通 讯 性 能, 带 有 嵌 入 式 的 面 向 对 象 的 操 作 系 统 ( 如 Windows CE Palmos Blackberry), 具 有 良 好 的 用 户 界 面 图 形 接 口, 可 以 编 程, 最 新 产 品 的 存 储 容 量 空 间 达 到 128MB 电 池 连 续 使 用 时 间 可 达 8 个 小 时 PDA 技 术 的 发 展, 使 得 PDA 的 应 用 远 远 超 出 了 个 人 数 字 助 理 的 概 念, 在 农 业 生 产 工 业 生 产 现 场 医 院 管 理 银 行 办 公 治 安 交 通 管 理 测 量 等 领 域 得 到 较 广 泛 的 应 用 GPS PDA 技 术 发 展 的 日 趋 成 熟, 为 GPS-PDA 技 术 集 成 应 用 于 土 地 资 源 环 境 调 查 提 供 了 可 能 GPS 用 于 实 时 采 集 空 间 点 位 数 据, 而 在 PDA 上 构 建 小 型 的 GIS 系 统, 以 显 示 图 形 和 记 录 数 据, 从 而 可 以 极 大 提 高 调 查 的 速 度 和 效 率 3 系 统 集 成 目 标 基 于 GPS-PDA 的 土 地 变 更 调 查 数 据 采 集 系 统 应 满 足 如 下 的 基 本 要 求 : (1) 能 够 达 到 当 前 土 地 利 用 现 状 调 查 所 需 的 基 本 精 度 ; (2) 具 有 快 速 的 野 外 数 据 采 集 功 能 ; (3) 不 仅 能 记 录 点 位 信 息, 还 应 具 有 GIS 的 的 一 些 简 单 功 能, 如 显 示 图 形, 记 录 变 更 图 斑 对 象, 保 持 GPS 点 与 图 形 的 拓 扑 关 系, 保 持 变 更 图 斑 对 象 的 图 形 和 属 性 关 系 ;

(4) 系 统 应 当 具 有 较 好 的 准 实 时 数 据 处 理 能 力, 从 而 能 准 确 及 时 反 映 土 地 利 用 的 变 化 ; (5) 系 统 应 当 具 有 较 高 的 自 动 处 理 能 力, 较 少 的 人 工 干 预, 能 够 记 录 数 据 的 变 更 过 程, 降 低 内 业 数 据 处 理 的 复 杂 程 度 ; (6) 系 统 记 录 的 数 据 格 式 和 处 理 流 程 应 当 满 足 当 前 变 更 调 查 工 作 的 有 关 技 术 规 范 4 系 统 构 件 分 析 4.1 点 位 坐 标 采 集 构 件 与 全 站 仪 测 距 仪 经 纬 仪 相 比,GPS 可 直 接 采 集 坐 标 数 据, 但 其 精 度 受 基 站 建 设 情 况 采 用 天 线 的 精 度 和 GPS 产 品 坐 标 解 算 方 式 的 影 响 考 虑 到 GPS 产 品 大 都 为 国 外 生 产, 且 价 格 较 高, 因 此 可 采 用 GPS 芯 片 (GPS-OEM 主 机 ) 与 天 线 进 行 集 成 封 装, 编 制 程 序 读 取 芯 片 数 据, 并 进 行 控 制, 形 成 通 用 的 GPS 数 据 格 式 这 样 既 可 满 足 不 同 精 度 的 要 求, 又 可 形 成 具 有 自 主 产 权 的 产 品 4.2 数 据 记 录 构 件 以 笔 记 本 计 算 机 或 平 板 计 算 机 作 为 数 据 记 录 设 备 具 有 功 能 强 速 度 快 的 优 势, 但 价 格 贵, 设 备 没 有 达 到 掌 上 化 而 PDA 作 为 数 据 记 录 的 设 备, 尺 寸 大 小 适 中, 重 量 轻, 便 携, 目 前 市 场 上 国 产 产 品 价 位 仅 在 1500-3000 元 左 右 PDA 产 品 的 功 能 日 益 完 善, 具 有 较 好 的 通 讯 和 Internet 的 联 接 功 能, 便 于 数 据 的 实 时 传 输,PDA 携 带 的 嵌 入 式 操 作 系 统 ( 如 Windos CE) 具 有 图 形 接 口, 可 以 通 过 编 程 实 现 GIS 功 能, 适 合 作 为 GPS 和 野 外 数 据 记 录 的 设 备 4.3 其 他 相 关 设 备 系 统 的 数 据 变 更 操 作 仍 采 用 中 心 计 算 或 变 更 数 据 统 一 处 理, 因 此 配 置 相 关 的 计 算 机 服 务 器 以 及 相 关 的 输 入 输 出 及 通 讯 设 备 5 系 统 集 成 与 设 计 5.1 集 成 方 式 系 统 集 成 方 式 可 分 为 基 于 硬 件 的 集 成 方 式 基 于 软 件 的 集 成 方 式 和 基 于 软 硬 件 一 体 化 的 集 成 方 式 GPS-PDA 变 更 调 查 数 据 采 集 系 统 采 用 软 硬 件 一 体 化 的 集 成 方 式 ( 图 1) 点 位 数 据 接 受 图 形 和 属 性 数 据 记 录 设 备 数 据 处 理 设 备 基 站 GPS 天 线 GPS 芯 片 电 源 封 装 设 备 USB INTENT 有 线 或 服 务 器 有 线 数 据 导 线 PDA 无 线 通 讯 数 据 处 理 服 务 器 无 线 通 讯 计 算 机 Modern 基 站 GPS Modern GPS-PDA 变 更 调 查 数 据 采 集 系 统 土 地 利 用 现 状 数 据 处 理 系 统 GPS 基 站 或 GPA 移 动 基 站 系 统 Fig.1 图 1 GPS-PDA 土 地 变 更 调 查 数 据 采 集 系 统 构 件 集 成 框 架 Framework of component integration of GPS-PDA data collection system in changed land usage surveying

5.2 功 能 框 架 集 成 GPS-PDA 的 土 地 变 更 调 查 数 据 采 集 系 统, 所 实 现 的 土 地 利 用 现 状 变 更 调 查 的 外 业 数 据 采 集 的 基 本 功 能 主 要 有 ( 图 2): GPS 数 据 接 受 GPS 数 据 自 处 理 GPS 记 录 传 输 控 制 信 息 传 输 接 口 控 制 工 作 底 图 显 示 实 时 点 位 显 示 变 更 图 形 和 属 性 记 录 变 更 调 查 表 填 写 文 件 记 录 文 件 接 口 上 传 记 录 数 据 下 传 现 状 底 图 GPS 数 据 处 理 系 统 土 地 利 用 现 状 数 据 处 理 基 站 数 据 传 输 GPS 基 站 或 GPA 移 动 基 站 系 统 GPS-PDA 变 更 调 查 数 据 采 集 系 统 图 2 GPS-PDA 土 地 变 更 调 查 数 据 采 集 系 统 总 体 功 能 图 Fig.2 Overall function framework of GPS-PDA data collection system in changed land usage surveying (1) 系 统 初 始 化 及 设 置 功 能 : 实 现 调 查 地 方 的 代 码 ( 省 市 县 乡 村 ) 设 置, 关 联 采 集 数 据 的 文 件 名, 设 置 文 件 存 贮 方 式 地 类 代 码 体 系 GPS 数 据 接 收 参 数, 以 及 图 形 等 其 它 方 面 的 设 置 ( 如 图 形 显 示 参 数 缩 放 倍 数 ) 等 ; (2) 底 图 操 作 功 能 : 实 现 底 图 导 入 打 开 显 示 隐 藏 关 闭 等 功 能 ; (3) 文 件 操 作 功 能 : 实 现 文 件 的 创 建 打 开 保 存 删 除 等 功 能 ; (4) 视 图 操 作 功 能 : 实 现 视 图 放 大 缩 小 漫 游 等 功 能 ; (5) 记 录 数 据 功 能 : 实 现 GPS 点 位 数 据 实 时 接 收, 记 录 拐 点 界 线 图 斑 线 状 地 物 零 星 地 物 其 它 地 形 地 物 的 图 形 与 GPS 点 位 的 拓 扑 关 系, 记 录 属 性 数 据 以 及 属 性 与 图 形 连 接 关 系, 实 现 图 形 连 接 关 系 和 属 性 数 据 的 修 改 ; (6) 坐 标 解 算 坐 标 转 换 数 据 导 出 功 能 : 实 现 GPS 接 收 数 据 的 坐 标 解 算, 经 纬 度 坐 标 向 大 地 坐 标 的 转 换, 以 及 原 始 数 据 记 录 数 据 解 算 数 据 的 传 输 ; (7) 数 据 格 式 转 换 功 能 : 实 现 记 录 数 据 格 式 与 土 地 利 用 标 准 数 据 格 式 之 间 的 转 换 5.3 PDA 与 GPS 的 数 据 接 口 设 计 PDA 与 GPS 数 据 接 口 是 通 过 PDA 和 GPS-OEM 主 板 的 串 口 或 并 口, 由 PDA 向 GPS-OEM 主 机 读 取 数 据 和 对 OEM 主 板 实 现 控 制, 以 及 对 GPS 电 文 数 据 进 行 解 算 的 过 程 由 于 读 取 速 度 较 慢 (9600 比 特 率 ), 需 要 COM 口 缓 存, 所 以 PDA 与 GPS 的 数 据 接 口 设 计 为 系 统 软 件 的 一 个 相 对 独 立 部 分 本 研 究 选 择 LAVAP 公 司 生 产 的 JGG20 型 的 OEM 主 板, 配 置 了 独 立 于 硬 件 的 GRIL 语 ( 版 权 LAVAD 公 司 ) 通 过 设 计 独 立 的 Window CE 的 线 程 ( 由 数 据 采 集 系 统 主 程 序 控 制 ), 向 OEM 的 COM 口 发 送 GRIL 语 言 指 令, 控 制 OEM, 实 现 PDA 与 GPS-OEM 板 的 数 据 通 讯 控 制 电 文 信 息 提 取 和 时 段 GPS 数 据 的 实 时 存 盘 结 构 如 图 3: 5.4 PDA 上 的 GIS 内 核 构 建 GIS 软 件 是 系 统 实 现 的 关 键 部 分, 其 结 构 和 功 能 既 要 满 足 土 地 利 用 现 状 底 图 ( 矢 量 ) 和 属 性 的 显 示, 实 现 面 向 空 间 对 象 的 记 录, 又 要 考 虑 PDA 内 存 少 操 作 速 度 相 对 较 慢 的 特 点

因 此, 其 内 核 应 尽 量 小, 不 影 响 显 示 和 操 作 速 度 5.5 系 统 界 面 采 用 微 软 公 司 的 VC++ 基 Windows CE 的 虚 拟 开 发 环 境, 定 义 了 GIS 内 核 的 数 据 结 构, 在 GIS 内 核 类 的 基 础 上, 构 建 数 据 采 集 所 需 要 的 类 和 实 体, 实 现 PDA 上 的 底 图 显 示 GPS 点 位 实 时 显 示 图 形 窗 口 操 作, 以 及 图 斑 采 集 属 性 录 入 界 面, 如 图 4 Windows CE 线 程 读 OEM 模 块 调 制 通 讯 模 块 控 制 OEM 模 块 电 文 提 取 模 块 电 文 存 盘 模 块 坐 标 提 取 及 点 位 显 示 模 块 硬 件 相 关 部 分 硬 件 抽 象 层 内 置 设 备 驱 动 可 安 装 设 备 驱 动 GPS 主 板 硬 件 (OEM Hardware) GRIL 语 言 指 令 集 Fig.3 图 3 GPS-PDA 变 更 调 查 数 据 采 集 系 统 数 据 接 口 结 构 图 Structure of data interface of GPS-PDA data collection system in changed land usage surveying 图 4 GPS-PDA 土 地 变 更 调 查 数 据 采 集 系 统 部 分 功 能 界 面 Fig.4 Two function interfaces display of GPS-PDA data collection system in changed land usage surveying 5.6 基 本 数 据 结 构 GPS-PDA 变 更 调 查 数 据 采 集 系 统 的 数 据 结 构 的 部 分 代 码 如 下 : typedef struct gps_p //gps 点 的 结 构 定 义 { int gps_id; struct date date_m; // 年 月 日 struct time time_start;// 起 时 间 struct time time_end;// 止 时 间 float l;// 纬 度 //gps 点 的 唯 一 标 识 码

float b;// 经 度 }; typedef struct point //feature 点 的 定 义 { int fid;// 特 征 的 唯 一 标 识 码 ; enum FEATURETYPE type;// 特 征 的 几 何 类 型 struct layer f_layer;// 特 征 所 在 的 图 层 int color;// 显 示 的 颜 色 int linetype;// 显 示 线 型 int weight;// 显 示 线 宽 int gps_id;//gps 的 唯 一 标 识 码 float l;// 经 度 float b;// 纬 度 }; typedef struct line //feature 线 的 定 义 { int fid;// 特 征 的 唯 一 标 识 码 ; enum FEATURETYPE type;// 特 征 的 几 何 类 型 struct layer f_layer;// 特 征 所 在 的 图 层 int color;// 显 示 的 颜 色 int linetype;// 显 示 线 型 int weight;// 显 示 线 宽 float minx; float miny; float maxx; float maxy; int s_gpsid;// 起 点 gps 点 的 id 号 int e_gpsid;// 止 点 gps 点 的 id 号 float sl;// 起 点 纬 度 float sb;// 起 点 经 度 float el;// 止 点 纬 度 float eb;// 止 点 经 度 }; typedef struct vert { float x_point; float y_point; }vert[30]; typedef struct pline //feature 折 线 的 定 义 { int fid;// 特 征 的 唯 一 标 识 码 ; enum FEATURETYPE type;// 特 征 的 几 何 类 型 struct layer f_layer;// 特 征 所 在 的 图 层 int color;// 显 示 的 颜 色

} int linetype;// 显 示 线 型 int weight;// 显 示 线 宽 float minx; float miny; float maxx; float maxy; int p_num;// 点 的 个 数 int vertid[30];// 存 储 顶 点 的 gps 点 的 id 号 的 数 组 int *vert[];// 存 储 折 线 顶 点 经 纬 度 的 数 组 的 指 针 5.7 记 录 数 据 格 式 设 计 由 于 PDA 的 内 存 小, 记 录 数 据 格 式 难 以 直 接 援 引 国 家 颁 布 的 土 地 利 用 现 状 标 准 数 据 格 式, 本 研 究 针 对 PDA 的 特 点, 进 行 数 据 记 录 格 式 设 计, 并 作 为 标 准 数 据 格 式 接 口 基 本 格 式 如 下 : 记 录 号 ( 序 号 ) 调 查 要 素 类 别 码 图 形 要 素 编 码 属 性 数 据 序 列 坐 标 点 号 序 列 记 录 结 束 标 志 此 数 据 格 式 特 点 是 保 持 了 GPS 点 与 记 录 图 形 的 拓 扑 连 接 关 系, 集 图 形 信 息 与 属 性 信 息 为 一 体,GPS 数 据 后 处 理 后, 不 需 要 重 新 记 录 图 形 属 性 之 间 的 关 系 5.8 数 据 的 传 输 与 处 理 5.8.1 数 据 通 讯 Windows CE 系 统 提 供 的 通 讯 模 块 支 持 多 种 通 信 硬 件 和 数 据 传 输 协 议 的 支 持, 包 括 串 / 并 行 数 据 端 口 红 外 线 数 据 端 口 电 话 应 用 程 序 接 口 (TAPI) 以 及 网 络 通 信 协 议, 支 持 局 域 网 (LAN) 传 输 控 制 协 议 /Internet 协 议 TCP/IP 远 程 访 问 服 务 RAS 网 间 控 制 报 文 协 议 (ICMP) 超 文 本 传 输 协 议 (HTTP) 文 件 传 输 协 议 (FTP) 等 流 行 的 网 络 通 讯 协 议, 系 统 借 助 Windows CE 的 通 讯 模 块, 通 过 编 程, 实 现 与 县 级 数 据 处 理 中 心 的 实 时 准 实 时 或 事 后 通 讯, 将 采 集 的 数 据 发 送 到 数 据 处 理 中 心, 同 时, 也 可 从 数 据 中 心 获 得 数 据 5.8.2 GPS 数 据 差 分 解 算 GPS-RTK 数 据 差 分 解 有 实 时 差 分 解 算 和 事 后 差 分 解 算 两 种, 实 时 差 分 解 算 对 基 站 数 据 处 理 中 心 和 实 时 数 据 通 讯 的 要 求 高, 需 要 实 时 数 据 通 讯 链 接, 而 变 更 调 查 只 要 求 准 实 时, 因 此, 系 统 采 用 事 后 载 波 相 位 差 分 技 术, 解 算 GPS 数 据 由 于 系 统 已 建 立 外 业 采 集 的 图 形 与 GPS 点 的 拓 扑 连 接 关 系, 因 此, 解 算 后 测 量 点 位 精 度 提 高, 而 采 集 图 斑 等 要 素 不 需 要 重 新 编 辑 5.9 变 更 操 作 逻 辑 设 计 传 统 的 数 据 变 更 模 式 有 简 单 变 更 和 区 域 变 更, 简 单 变 更 实 现 点 线 面 的 单 独 变 更, 如 线 的 分 割 加 宽 合 并, 多 边 形 的 分 割 合 并 边 界 调 整 等, 区 域 的 变 更 实 现 一 片 的 覆 盖 式 变 更, 变 更 后 的 新 图 斑 须 参 与 外 围 图 斑 的 整 体 平 差, 其 平 差 公 式 为 :P i =P i + k*p i ( 公 式 中,Pi 为 变 更 后 图 斑 的 平 差 面 积,P i 为 变 更 后 图 斑 的 计 算 面 积,k 为 面 积 改 正 系 数,k=( P j- P i )/ P i,p j 为 变 更 前 图 斑 的 平 差 面 积 ) 但 由 于 GPS 系 统 采 集 的 数 据 精 度 高, 且 没 有 数 字 化 误 差, 因 此 外 业 采 集 的 图 形 数 据 在 面 积 计 算 后, 不 参 与 变 更 操 作 后 的 面 积 平 差, 由 此 引 起 的 面 积 差 值 在 其 外 围 图 斑 内 进 行 平 差 处 理, 这 样, 在 不 断 变 更 后, 系 统 数 据 精 度 不 断 提 高

6 结 论 和 讨 论 GPS-PDA 土 地 变 调 查 数 据 采 集 系 统 实 现 了 软 硬 件 的 一 体 化 集 成, 也 实 现 了 GPS 和 GIS 集 成 应 用, 代 表 了 GPS 在 土 地 调 查 中 应 用 的 一 个 发 展 方 向 该 集 成 系 统 可 大 幅 度 提 高 了 土 地 利 用 变 更 调 查 的 自 动 化 程 度 效 率, 提 高 土 地 利 用 现 状 变 更 调 查 的 数 据 精 度 该 系 统 的 在 土 地 利 用 现 状 变 更 调 查 中 推 广 应 用, 还 需 要 进 行 配 套 的 GPS 基 站 和 数 据 处 理 中 心 的 建 设 如 何 实 现 GPS 基 站 的 构 成 和 合 理 配 置, 通 过 站 网 建 设 提 高 调 查 数 据 空 间 点 位 精 度, 有 待 进 一 步 研 究 在 市 区 和 城 郊 结 合 部 有 关 地 带, 可 能 存 在 GPS 信 号 的 盲 区, 因 此, 后 续 的 研 究 还 需 实 现 GPS-PDA 土 地 变 调 查 数 据 采 集 系 统 与 常 规 测 量 仪 器 组 合, 进 一 步 扩 展 本 系 统 在 城 郊 结 合 部 土 地 利 用 现 状 变 更 调 查 中 的 应 用 参 考 文 献 : [1] 冯 宝 红, 郑 小 元, 王 庆.GPS-PDA 在 土 地 变 更 调 查 中 的 应 用 [J]. 测 控 技 术,2003,22(8):23~25. [2] 贾 建 江.PDA 的 发 展 应 用 前 景 [J]. 山 西 电 子 技 术, 1994,5:1~5. [3] 尹 彦 芝.PDA 与 掌 上 型 PC 技 术 及 其 市 场 [J]. 中 国 计 算 机 用 户,1994:14~18. [4] 孙 彩 敏, 吴 亚 光, 武 新 明.GIS 型 GPS 接 收 机 在 土 地 利 用 数 据 库 变 更 中 的 应 用 [J]. 地 矿 测 绘,2001,17(4):20~ 22. [5] ZHONG Sidong,LI Deren 等. LD2000 System With 3S and Multi-sensor[J]. Geo-spatial Information Science (Quarterly),2002,5(1):74~78. [6] 付 永 吉, 聂 志 锋, 郝 彤 途 等. 基 于 WINDOWS CE 掌 上 电 脑 对 GPS OEM 板 的 控 制 和 数 据 处 理 [J]. 全 球 定 位 系 统,2002.2. [7] 尤 红 建, 李 树 楷.GPS 采 集 GIS 数 据 的 原 理 及 应 用 [J]. 测 绘 科 学,1997(1):35~39. [8] 杨 雪 峰, 刘 力.GPS 与 GIS 集 成 初 论 [J]. 干 旱 区 地 理,2000,23(4). [9] 李 夕 银.GPS 在 GIS 数 据 采 集 中 的 应 用 [J]. 测 绘 通 报,2002,5. 第 一 作 者 中 文 简 介 严 长 清 : 男,1971 出 生, 江 苏 盐 城 人, 现 工 作 于 江 苏 省 土 地 勘 测 规 划 院, 科 研 室 主 任, 南 京 大 学 城 市 与 资 源 学 系 在 职 博 士 生, 地 图 学 与 GIS 专 业 曾 获 国 土 资 源 部 2003 年 度 青 年 科 技 骨 干 和 2004 年 度 江 苏 省 国 土 系 统 土 地 优 秀 科 技 工 作 者 目 前 主 要 研 究 方 向 : 土 地 资 源 调 查 与 评 价 Resume of the First Author The first author named Yan Changqing was born in Yancheng city, Jiangsu province in 1971. Now the author works in Jiangsu Province Land Surveying and Planning Institute, and is studying for PH.D in Urban and Resources Department, Nanjing University. The author s main research field is land resources surveying and evaluation.