基于3S技术的自然资源调查体系建设

孙义淋

（淄博市规划信息中心，山东 淄博 255000）

摘  要：自然资源调查是第三次全国国土调查中的一项重要任务，其获取数据的技术手段直接关系到最终成果的质量。3S技术发展日臻成熟，采用3S集成技术，以卫星遥感影像为底图，以GPS进行精确定位，采用地理信息系统建立数据库，并通过Webgis在线进行数据查验，将土地及自然资源专项调查数据实现部门间共享，保持数据一致性，为全国第三次国土调查中自然资源专项调查提供实践基础。

关键词：自然资源；监测调查；3S技术

中国分类号：P208                文献标志码：B

0 引言

全国第三次国土调查工作开展之前，我国自然资源存在调查分头管理，在调查对象、监测范围、调查内容等方面标准不统一现象，导致调查数据存在自相矛盾[1]，例如在城市公园中的植被地块，在国土部门的土地利用现状地类为建设用地，在林业调查部门则为林地，造成部门间的统计数据存在较大差异，此外，不同部门可能对同一位置都要调查一次，造成人力、财力的浪费。为着力解决自然资源所有者不到位、空间规划管理重叠、分管部门数据不统一等问题，进一步统一自然资源的统一化管理，实现山水林田湖草的统一化管理，国家组建自然资源部。此外，全国第三次国土调查中指出，要全面查清各类自然资源的分布情况[2]，解决各类资源出自不同的调查部门，数据存在部门间共享难，数据标准不同一等多年以来存在的难题，满足自然资源现代化、信息化的综合治理要求。

3S技术是指将全球定位系统（Global positioning systems，GPS）、遥感技术（Remote sensing，RS）；地理信息系统（Geography information systems，GIS）的统称。随着3S技术的不断发展，在国土监测监管[3]、林业数据调查[4]、矿产资源调查[5]等方面发挥着越来越大的作用，其调查技术也从传统的现场勘察逐步转为基于卫星影像、GPS精准定位、在线下载上传的信息化调查，并以GIS为基础建立了的各类业务数据库，3S技术的发展为自然资源一体化建设提供了必要的技术支持。

1 体系框架构建

自然资源一体化监测调查技术体系主要包括三个方面，第一是平台的建设，包括平台的搭建与数据库的建立；第二是监测部分，采用卫星遥感监测为主，无人机航空摄影测量为辅的技术手段，根据影像前后时像，分析对比出变化图斑；第三是采用基于移动GIS开发的外业信息采集app，能直接定位到所需到现场位置，并能记录信息采集时的坐标及方位，并且需要精确采集坐标点位置时，可采用GNSS直接定位，采集满足需求的精确位置坐标。具体流程框架如图1所示：

图1 自然资源监测调查一体化系统框架

2遥感影像的获取与多元利用

遥感技术具有覆盖范围广、包含地表信息丰富、快速获取、成本低等特点，随着遥感技术的不断成熟，近些年来，遥感影像广泛应用于土地利用现状调查、土地违法用地监测、林业资源调查、水资源调查等方面。但是在实际应用中，各业务部门之间影像资源不能及时交流与沟通，每一项业务都需购买影像服务，造成人力财力的浪费。

目前国产卫星数据广泛应用于自然资源监测调查的多项业务，建立自然资源一体化调查技术体系首先要统一数据源，建立周期性统一卫星遥感影像的获取主要采用高分系列卫星为主，对监测区域采用主动的遥感影像采集，数据源以分辨率亚米级为主，2米级为辅，主要为高分一号、北京二号卫星（分辨率为亚米级），高分二号（分辨率为2米级），以季度为一周期，在每季度末监测一次，覆盖不完全或影像质量不高区域用无人机航空摄影测量进行补充，实现季度周期监测。遥感影像可在自然资源的多方面应用，对比季度间的影像变化，可以判断地表覆盖的变化，例如在土地方面的监测，根据前后时像，并套合土地基础库数据，采用GIS软件，通过人工识别为主的方法，提取违法乱建、占压耕地等图斑。

无人机航空摄影测量具有灵活机动，精度高的特点，对于城市内部经济发展较快的地区，特别是经济开发区、高新技术产业区，建设项目较多，乱占乱建、占压耕地、破坏环境等现象较为突出，此类事件发生的频率也较高，因此采用无人机建立小区域性短周期监测的方式进行监测，并可在季度末将卫星影像与无人机航空影像进行镶嵌，形成多源数据的镶嵌影像。

3移动GIS与GPS技术采集外业数据

随着无线通讯技术、互联网技术及移动客户端技术的不断发展，移动GIS进入快速发展阶段，并且嵌入式的二次开发平台能不断满足多业务的需求，移动GIS所具有的终端便携性、实时动态性、面向服务性等特点，在自然资源领域应用越来越广泛。将获取的遥感影像采用服务形式供移动端调用，并将图斑信息采用在线下载的方式直接下载到移动端，并可在线上传，实现外业的实时信息采集，包括现状照片的采集，拍摄方位及角度的采集，如图2所示。

图2外业调查软件

GPS技术具有灵活快速、全天候、精度高的特点，在矿山测量、地籍测绘、交通规划、水利设施监测等方面应用较为成熟，目前城市范围内都已覆盖CORS信号，CORS系统的推广，大大解决了自然资源高精度、高效率坐标采集。对于重点监测的，需要获取准确坐标信息的图斑，则通过GPS测量，录入移动GIS系统中，可实现图斑信息的精确测量。

4.结论

自然资源的周期性监测调查是保护其可持续发展的必要措施，现阶段的各项资源调查分头组织管理，造成标准不统一、部门之间数据不共享、重复劳动等诸多问题。自然资源一体化监测调查体系将自然资源各项业务融合到一套系统中，统一数据标准，统一技术规范，统一调查体系，采用现代化的测绘地理信息技术手段，打通数据源获取、图斑处理、外而调查、内业判读、数据库整理的整个流程，形成基于3S手段的完善的监测调查技术体系，形成全面、权威、通用的自然资源管理基础数据，满足自然资源治理体系和治理能力的现代化需求。

参考文献：

[1]曾文华,花存宏,李方林.“互联网+”时代下地理信息应用模式[J].测绘科学,2016,41(11):200-205.

[2]丛晓儒,潘红汐,赵贵阳.移动GIS在土地调查中的应用[J].矿山测量.2017,45(2):86-89.

[3]王忠武，刘顺喜，戴建旺，等. 高分二号卫星数据在新增建设用地监测中的应用分析[J].航天器工程，2015，24(6):134-139.

[4]王柯,王腾,张文诗,等.移动终端GIS地图数据模型研究[J].测绘通报.2015(3):53-57.

[5]蔡成辉, 刘立龙,黎峻宇,等.CORS定位精度的可靠性研究[J].地理空间信息.2017,12(6):73-76.

 

作者简介：孙义淋（1991-），男，汉族，山东淄博人，工程师，毕业于聊城大学，学历大学本科，主要从事地理信息系统工程与测绘工作。