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。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。
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。
2.4.6 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。
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。
|