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1、1.1土地资源调查1.1.1土地资源调查的定义土地资源调查是以土地资源学的学科知识为基础，用遥感和测绘制图等技术，查清土地资源的类型、数量、质量、空间分布以及它们之间的相互关系和发展变化规律的系列过程。、1.1.2土地资源调查的重要性土地资源调查为综合农业区划、土地资源评价、国民经济发展规划的制定以及土地资源的科学管理等，提供了基础资料和科学的依据。土地资源调查是保障国家粮食安全、统筹城乡发展的重要内容。耕地是粮食生产最重要的物质基础，是农民最基本的生产资料和最基本的生活保障。18亿亩耕地是保证全国人民的最基本的吃饭问题中国作为一个大国虽然拥有960万平方千米的国土面积，但是其中可以使用的耕地
2、面积却只有1/3,开展土地调查可以掌握区域或者国家的耕地数量、质量和分布，在掌握了土地的基本情况以后可以依据一定的法律手段来进行对土地的保护措施以及对农民的基本权益进行维护，同时也为统筹城乡发展提供了依据，为城乡发展的决策做出一定的辅助功能。土地资源调查为科学规划、合理利用、有效保护提供了依据。在城市规划的过程中，如果缺乏了土地资源调查的成果作为其决策的依据，那么某些决策在提出的时候就会由于缺乏有力的形式依据而显得苍白无力。通过土地资源调查可以清楚的了解即将规划的地区、需要保护的地区的土地利用现状和土地资源质量，只有了解了这些数据才能更客观的更科学的提出相应的有理有据的决策方案。1.1.3土地
3、资源调查的基本内容土地资源调查主要分为土地利用调查、土地类型调查、土地质量调查、土地权属调查，由于在具体调查的时候是具有极强的综合性，因此这四种调查之间没有明显的界限，在接下来3s技术的应用的讨论中也将会把他们综合考虑。土地利用现状调查是在全国范围内，为查清土地的利用现状而进行的全面的土地资源普查，也属于基本国情调查。土地利用现状分类与分布状况；境界与土地权属界限；量算行政辖区范围内的土地总面积和各类土地面积；按土地权属单位及行政辖区范围，自下而上逐级汇总土地面积和各类土地面积；编制土地利用现状图、土地权属线图；总结土地利用的经验教训，提出合理利用土地的建议；编写土地利用现状报告，进行土地利用
4、现状调查总结。任务：查清土地的权属、界线及其土地总面积；按土地利用分类，查清各权属单位和行政单位的土地类型、数量、分布及其面积（本调查的重点），故又称土地数量调查。土地资源质量调查是对土地的自然社会和经济属性，相对于人类需求（生态系统平衡、食物安全、人类健康等）、特定用途（包括农业生产、林业、保护和环境管理等方面）所表现出的效果的优劣程度。主要措施有土地评价其优劣程度。土地资源质量调查的内容要是根据土地评价的需要查清土地质量的性状指标。通过野外实地调查及测定；收集相关学科的调查成果和分析已有的文献资料从而获得土地的可量度或可量测的属性如自然、社会和经济属性。土地类型调查主要内容查清各种土地类型
5、的数量、质量与空间分布状况； 查明一个地区土地类型的分异规律，揭示土地类型的形成、特性、结构与动态演替规律。调查目的建立土地数据库，为土地利用决策服务；为土地评价服务；为土地利用规划服务；土地科学研究服务；为制定国民经济发展长远规划服务。土地权属调查需要确定界限，勾绘界限，处理法定界限。权属单位各方同时到场，共同踏勘确认签署意见。若以线状地物为界者应标明线状地物的归属关系。对无争议界线，勾绘界线填写 认可书；对有争 议土地，将各方自认的界线同时在图上标清，并填写缘由书。铁路、公路、水利、工矿等企事业单位具有法律效力权属界线，按证明文件确定的界线量算面积。在实际的土地资源调查过程中，往往会将以上
6、的四大部分进行综合统计和调查，在内业处理过程中，由于gis软件中可以进行图层的分化所以可以将以上四部分分层存储，需要的时候可以进行图层的结合。1.2 简述3S(RS、GIS、GPS)技术 1.2.1遥感技术（RS）概述遥感，顾名思义，就是遥远的感知。地球上的每一个物体都在不停的吸收、发射和反射信息和能量。其中的一种形式-电磁波早已经被人们所认识和利用。人们发现不同物体的电磁波特性是不同的。遥感就是根据这个原理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。 1.2.2地理信息系统技术（GIS）概述 与地理位置有关的信息，就叫地理信息。如耕地的分布、林地
7、的分布、城镇的分布、楼房等，只要能用位置去描述的东西，都属于地理信息”。地理信息系统就是一个专门管理地理信息的计算机软件系统，它不但能分门别类、分级分层的去管理上述信息；而且还能将它们进行各种组合、分析、再组合、再分析等；还能查询、检索、修改、输出、更新等。地理信息系统还有一个特殊的可视化功能，就是通过计算机屏幕把所有的信息逼真地再现到地图或遥感像片上，成为信息可视化工具，清晰直观的表现出信息的规律和分析结果，同时还能动态的在屏幕上监督信息的变化。总之，地理信息系统，您可以通俗的理解为信息的大管家。从上面的叙述中，我们可以看到，整个地理信息系统由计算机、地理信息系统软件、空间数据库、分析应用模
8、型和图形用户界面及系统人员组成。 1.2.3全球定位系统（GPS）概述 全球定位系统是由处于2万公里高度的6个轨道平面中的24颗卫星组成。此系统用于在任何时间，向地球上任何地方的用户提供高精度的位置、速度、时间信息，或给用户提供其邻近者的这种信息。 我们知道，一张像片是没有坐标的，而像片上的信息，特别是遥感图像上的信息，是需要定出位置的，只有 有位置的信息，才能成为地理信息。那么怎样来给遥感像片确定位置呢？有一种方便、快捷的手段，就是全球卫星定位系统。该系统是通过太空中的24颗GPS卫星来完成的。只需其中3颗卫星，就能迅速确定您在地球上的位置。您在确定位置时，仅需要一台像手机大小的卫星定位仪就
9、可以了。这可比传统的测量定位、罗盘定位等先进多了。1.2.4 3S技术结合 RS、GIS、GPS的结合,实际上是将空间技术、传感器技术、卫星定位与导航技术和计算机技术、通讯技术相结合,实现多学科高度集成的对空间信息进行采集、 处理、管理、分析、表达、传播和应用。目前主要有加拿大卡尔加里大学研制的车载“3S” 集成系统和美国研制的机载/星载“3S” 集成系统。“3S”集成系统可以自动、实时地采集、处理和更新数据,还能够智能化地分析和运用数据,为各种应用提供科学的辅助决策,并能够回答用户提出的各种复杂问题。 3S的整体集成应用更为广泛，相互之间取长补短，功能也更为强大。例如在由GPS+GIS 组成
10、自动导航系统中加入 CCD 摄像机组成移动式测绘系统可用于高速公路、铁路和各种线路的自动监测和管理，也可建立战时现场自动指挥系统。美国的巡航导弹和爱国者导弹上安装了3S集成系统，可以实现自动导航、自动跟踪、自动识别目标，以进行准确的拦截和打击。从目前来看3S集成技术已是必然的发展趋势。2.1 土地资源调查准备阶段中3S技术的应用 （RS） 2.1.1土地资源调查准备阶段主要工作土地资源调查准备阶段主要工作是：组织人员、制定计划、资料准备、其他资料收集。其中的资料准备主要要做的是调查地图的制作，而地图底图的准备过程主要是通过RS即遥感技术来实现的。 底图制作，即正射影像图（DOM）的制作是进行地
11、类调查的先行条件，底图制作的好坏也间接决定了最终土地调查的成果质量精度。底图制作需要满足两个基本条件：一是具有正确的数学基础，即投影方式、坐标系统满足要求，几何精度满足要求；二是图像的可识别能力强。为了满足这两个条件，遥感数据源的选择、几何校正、图像增强等工作必不可少。土地调查的底图制作流程如下： 土地调查底图制作流程下面分别从一下几个方面讨论RS技术在土地资源调查中应用于地图底图的制作过程：1.遥感数据源的选择 选择遥感数据源要考虑分辨率、时相、价格、覆盖范围等因素。对于土地调查工作来说，图像的分辨率是主要的考虑因素。遥感图像的分辨率通常指光谱分辨率和空间分辨率两种。2.图像预处理 预处理工
12、作主要包括遥感影像的几何纠正、辐射校正和空间配准。预处理的质量直接决定了后续工作的质量，从而不同程度地决定了土地调查工作的质量。1、 辐射校正辐射校正可以改正由辐射误差而引起的影像畸变2、几何校正土地调查工作要求的是精确的量化工作，因此图像的几何精校正工作是必须的。几何校正是进行图像空间配准的前提条件。3、空间配准 影像空间配准的目的在于消除由不同传感器得到的影像在拍摄角度、时相及分辨率等方面的差异。根据融合目的和融合算法，将空间配准的遥感影像数据进行有机合成，得到目标的更准确表示或估计。3. 图像增强 土地调查所使用的遥感底图不但要求几何精度高，而且对色调、纹理等有较高的要求。土地调查的目的
13、是为了分清地类的类型，划清各地类之间的界线，色调接近自然真彩色，这就要求在制作遥感图像时要做好图像增强工作。用于土地调查工作的图像增强技术主要有图像融合、波谱信息增强和空间信息增强等几方面。波谱信息增强主要用到的技术有反差扩展和彩色增强；空间信息增强主要采用边缘增强的方法。（1） a、图像融合 在遥感中，数据融合属于一种属性融合，它是将同一地区的多源遥感影像数据加以智能化合成，产生比单一信息源更精确、更完全、更可靠的估计和判断。其实质是在统一地理坐标系中将多幅遥感图像采用一定的算法，生成一幅新的、更能有效表示该目标信息的图像。在制作土地调查底图时，图像融合是必不可少的步骤，也是决定成图质量的关
14、键一步。需要注意以下几点：1、做好图像预处理工作；2、选择恰当的融合方法；3、注意融合数据源的选择。 b、融合方法的选择 土地调查工作要求底图制作的色调应该尽量接近自然真彩色，并突出植被的颜色。不同的遥感数据源特点不同，所以制作的图像色调有一定的差异。这种差异一方面源于多光谱数据的波段范围不同，另一方面是因为全色的波谱宽度不同。这些特点决定了融合时不可能采用同一种办法。波谱信息增强遥感图像中每个像元的亮度值代表的是该像元中的地物的平均辐射值，称之为该地物的波谱特征。不同地物之间的亮度值差异以及同一地物在不同波段内的亮度值差异就构成了波谱特征信息，简称波谱信息。波谱信息增强对应于每个像元，与像元
15、的空间排列和结构无关，它是对目标物的光谱特征、像元的对比度、波段间的亮度比进行增强和转换。波谱信息增强的方法有反差扩展与调整、彩色增强、波段运算法、主成份分析法等。 c、彩色增强 人的视觉对不同的色彩分辨能力远高于灰度的分辨能力，因而彩色增强的技术在图像处理中广泛应用。要在同一幅图像中同时显示来自多波段的信息更要应用彩色增强方法。 d、差扩展与调整 反差扩展与调整是一种通过拉伸或扩展图像的亮度数据分布，使之占满整个动态范围，以达到扩大地物之间亮度差异，分出更多亮度等级的一种处理技术。（2） 空间信息增强 空间信息增强的作用在于提高边缘灰度值的变化率，使界线更加清晰。空间信息增强对于土地调查工作的底图制作工作是有积极意义的，在不损失重要信息的前提下进行空间信息增强可以使地类之间的界线易于识别，同时线状地物也比较明显，因此进行空间信息增强有利于土地调查工作的顺利进行，但是由于空间信息增强后线性地物和图斑边界的位置可能有所变化，所以空间信息增强应经过精度验证后再使用。边缘增强主要是为了补偿传感器系统造成的高频信息损失， 相对地增强不同亮度区域之间界或者线状地物。2.1.2 RS
