1. <legend id="7naxk"></legend>
      <li id="7naxk"><acronym id="7naxk"></acronym></li>
      <em id="7naxk"><acronym id="7naxk"><input id="7naxk"></input></acronym></em>

      <th id="7naxk"></th>

          <progress id="7naxk"></progress>
          大興水利水電勘測研究會

          3S 技術在水利工程土地勘測定界中的應用

          勘測聯合網2021-10-03 16:19:29

          來源:《地理空間信息》2017年7月

          作者:何雙劍,江 丹,林順海,陳喜鳳


          摘 要:針對水利工程土地勘測定界工作的特殊性,為提高外業勘測效率和內業處理精度,介紹了在關鍵工作節點上3S 技術的具體應用方法,并結合工程實例驗證了3S 技術應用較強的可操作性。

            

          關鍵詞:水利工程;土地勘測定界;3S 技術;無人機

            

          近年來隨著國內水利基礎設施建設的發展,各類水利工程用地日益增多,而如何有效科學利用和管理有限的土地資源,早已成為各級土地管理部門與專家學者不斷研究的重要課題之一。土地勘測定界作為測繪技術服務性工作,為工程建設提供了科學、詳實、準確的土地基礎資料,使得用地審批工作更加科學化、制度化和規范化。

            

          水利工程多坐落于山區、用地面積大、功能區分散、權屬狀況較為復雜,且土地利用類型判別繁瑣,這些都給實地勘測和調查增加了一定難度。傳統的全野外測量與調查方法不僅速度慢、工期長、耗費人力物力,而且內業工序繁瑣、面積量算與統計易出錯,成果的可復制性和變更性差,難以滿足項目用地報批對土地信息的迫切需求。水利工程土地勘測的特殊性對外業勘測和內業處理工作中的關鍵技術提出了新的要求。

            

          本文針對水利工程項目所遇困難和問題,探析了3S 技術在水利工程土地勘測定界工作關鍵節點中的應用,以期為類似水利工程的土地勘測定界提供參考。

            

          1、 3S 技術的具體應用

            

          從20 世紀80 年代開始,我國逐步將3S 技術應用于水利測繪和土地管理領域,為項目建設和管理決策提供了可靠、準確的數據[1-2]。隨著各類專業技術的發展,美國的GPS、俄羅斯的GLONASS、歐洲的Galileo 和中國的北斗衛星構建了全球導航衛星系統(GNSS)[3],連續運行參考站(CORS)[4] 系統和網絡RTK[5] 技術,已在多個領域得到快速推廣應用[6]。從最先的衛星影像、航空影像到目前的低空無人機航拍影像,RS 技術可直接應用于勘測定界預判和土地利用變更研究[7-11]。以ArcGIS 軟件為代表的GIS 平臺,其核心是在軟件上實現空間信息和屬性信息的有機結合,建立項目數據庫,從而有效管理、分析和實時編輯成果資料[12-13]。在水利工程土地勘測定界工作中,要根據工作需求充分發揮3S 技術自身優勢,實現融合應用,如利用RS 技術對不同時期、不同分辨率影像圖進行對象解譯,利用網絡RTK 技術獲取影像數據的空間定位信息,利用ArcGIS 軟件進行數據融合、編輯和分析,制作土地勘測定界成果,有效管理建設項目土地數據庫等。

            

          1)基于多源數據的一體化應用。利用ArcGIS 軟件可直接加載mdb、shp、dwg、tab 等數據格式文件,完成多源影像數據融合、矢量數據與影像數據的疊加、配準等操作,實現數據間的無縫轉換,避免了數據格式轉換操作,極大地簡化了作業流程。該技術可制作完成外業工作調查底圖,用于前期工作的室內預判。通過ArcGIS 軟件融合RS 影像圖、地形圖及土地利用現狀圖,建立對照關系,輔助劃分土地權屬界線,初步判定面狀地物類別,確定線狀地物走向,尋找零星地物相對位置,并一一標記在工作調查底圖上。按照規定對預判認為不一致的地類圖斑進行標注,為實地核實提供依據。

            

          2)界址點測量。GNSS 網絡RTK 的基本功能主要是導航、定位和測量,獲取的數據是RS 信息的有力補充。根據初步設計圖或規劃用地范圍圖解析用地紅線,將坐標數據導入網絡RTK 流動站,再實地放樣界址點。在實地調查中,結合RS 影像制作的工作調查底圖,調查人員以網絡RTK 接收機為導航工具,沿權屬界線和地類邊界線方便、快速地定位界址點位置,實時采集點位坐標,導出的數據即可應用到GIS 中。

            

          3)地類調查中變化圖斑的快速判別與量測。根據工作底圖,通過人機交互目視判讀,有針對性地對影像與數據庫中耕地、建設用地的變化情況進行重點核對,判別是否存在地類或邊界改變的現象。對預判得到的變化圖斑進行外業核實,求證是偽變化圖斑的,直接刪除;經核實確認為變化圖斑的,可通過網絡RTK 采集精準邊界并記錄地類信息,再通過ArcGIS軟件及時錄入變化圖斑的權屬性質、地類名稱、權屬單位等屬性信息。屬性數據在內業處理時,可根據實際情況進行編輯和修改。

            

          4)土地權屬調查中的輔助作用。在實地調查過程中,個別單位代表看不懂或不能識別專業地形圖上的地形地貌等符號,針對這一問題,基于低空無人機拍攝的高分辨率影像圖能更直觀、詳實地表達土地利用現狀,各村代表可根據項目用地情況,初步了解本村所涉及的集體土地、地類以及插花地的分布現狀。對發生變化的權屬界線,以村為最小單位,參照影像圖,本權屬單位與相鄰權屬單位權利人共同到現場指界確認;另外,可采用小型旋翼無人機現場全程監督,做到在實地走到、看到、拍到和記錄到。

            

          5)地類面積統計和核對。在ArcGIS 軟件中進行面狀地類圖斑的編輯,對于涉及用地紅線或權屬界線的圖斑進行分割,生成地類界;兩相鄰同類圖斑需合并,去掉重復地類界;建立多邊形拓撲關系,去除重疊和交叉圖斑區域,最后導出所有地類圖斑的面積及其對應屬性表。根據項目用地紅線、權屬信息和地類名稱,核查項目用地范圍內各功能區、各權屬單位和各地類的總面積。該方法避免了繁雜的手工操作,降低了人為誤差,節省了時間和人力,提高了工作效率和精度。

            

          6)成果資料的輸出。根據調查成果和影像資料,利用ArcGIS 軟件可自動生成并輸出不同比例尺、不同區域的土地勘測定界圖。通過后期屬性注記、圖例編輯和數據分析,可衍生制作各類專題地圖,且便于成果修改與更新。

            

          2 、工程實例示范

            

          以某水庫工程土地勘測定界調查工作為例,利用ArcGIS 軟件融合0.1 m 無人機航拍影像圖、實測1 ∶ 2 000 地形圖和1 ∶ 10 000 土地利用現狀圖,采用3S 技術對土地調查過程中建設用地的變化地塊、山區性農用地中難判別的模糊地類進行了判別,并建立了項目用地數據庫。

            

          圖1a 為當年的遙感衛星影像,圖1b 為調查前期無人機的航拍影像,通過對比可知,建設用地中變化地塊絕大部分為藍色簡易棚,經實地核查為搶建性建筑。無人機航拍影像圖更精準地確定了變化圖斑的具體位置,再通過網絡RTK 實地采集變化邊界線,并在ArcGIS 軟件上錄入變化屬性信息,為后續政策處理提供決策依據。

          a 衛星影像 ? ? ? ? ? ? ? ? b 無人機航拍影像

          圖1 建設用地的變化地塊

            

          圖2 中兩張影像均坐落于水庫淹沒區山林上。圖 2b 中可通過比較地類間的形狀、大小、密集度、色彩等信息,較準確地預判該林地區域存在的其他非林地地類。實地核查表明,圖2b 中區塊1 為園地,區塊 2 為耕地。

          ?a 衛星影像 ? ? ? ? ? ? ? ? ? b 無人機航拍影像

          圖2 難判別的模糊地類

            

          根據實地調查成果資料,在ArcGIS 軟件上對用地紅線、權屬界線、行政界線等矢量化結果進行拓撲檢查、接邊處理和錯誤糾正,生成土地權屬界線圖,如圖3 所示;再根據權屬界線對圖斑地塊進行分割、合并、標注、屬性編輯、面積統計等操作,建立地類屬性表,見圖4。

          圖3 土地權屬界線圖

          圖4 地類屬性表界面

            

          根據全國第二次土地調查圖例要求,支持土地利用分類標準,對圖斑地塊生成相應地類圖例格式,疊加匹配影像圖,建立項目用地數據庫,如圖5 所示。

          圖5 項目用地數據庫

            

          3、 3S 技術的應用優勢分析

            

          結合實際工程項目,3S 技術在土地勘測定界中的應用具有以下優勢:

          1)網絡RTK 采集數據精度高。解析界址點的精度要求是相對鄰近控制點的點位中誤差為±5 cm,相鄰界址點間距中誤差為±5 cm。GNSS 網絡RTK 擁有的多衛星數據源、強信號、快定位的測量技術有效克服了常規RTK 的不足,在CORS 網覆蓋范圍內均可獲得差分信息,對用地區域進行精確、快捷、實時定位,界址點坐標精度基本滿足規范要求。網絡RTK 技術既能實時測定界線坐標,又能根據界址點坐標快速實地放樣。

            

          2)RS 影像數據輔助性強。以低空無人機航空攝影為代表的新型RS 技術具有分辨率高、實時性強、易判別地物等特點。利用無人機航拍獲取多樣式成果影像資料制作生成的各類真彩色或偽彩色正射影像圖與實測地形圖相結合,建立地物圖形與影像數據的對應位置關系,可輔助應用于土地利用現狀的變化調查,豐富了對土地類別劃分的依據。

            

          3)GIS 成果數據統計準確,便于管理與更新。根據ArcGIS 中地類屬性表統計結果,用地紅線內各地類面積之和與項目用地總面積相等,各權屬單位土地類型面積之和與權屬面積相吻合。利用數字測圖CASS 軟件統計得到的土地分類面積與ArcGIS 軟件統計結果進行校核,二者的土地分類面積也是一致的。ArcGIS 軟件平臺還能編輯、管理和分析多源、多時態、多層次的空間數據信息。借助GIS 技術,采用多種輸出表達方式生產直觀、豐富、準確的成果資料,用于建設用地規劃、更新和輸出。

            

          4 、結 語

            

          對水利工程土地勘測定界工作而言,3S 技術應用具有數據影像材料全面可靠、內業工作預判準確、外業核查目標明確、地類劃分和面積量算精準等特點,在關鍵技術應用過程中,實現了多軟件平臺的交叉使用,打破了傳統全野外數字測繪模式,尤其是針對山區植被茂密、地形復雜的水利樞紐工程,能較大程度地提高工作效率和成果精度,具有較強的可操作性。

            

          參考文獻

          [1] 李德仁. 論RS、GPS 與GIS 集成的定義、理論與關鍵技術[J].遙感學報,1997(1):64-68

            

          [2] 頡耀文, 徐建華. 基于3S 技術的土地詳查方法創新[J]. 國土資源遙感,2002,52(2):4-9

            

          [3] Montenbruck O, Steigenberger P, Khachikyan R, et al. IGSMGEX:Preparing the Ground for Multi-constellation GNSSScience[J].Espace,2014,9(1):42-49

            

          [4] 劉經南, 劉暉. 連續運行衛星定位服務系統: 城市空間數據的基礎設施[J]. 武漢大學學報( 信息科學版),2003,28(3):259-264

            

          [5] Landau H, Vollath U, CHEN X M.Virtual Reference S t a t i o n S y s t e m s [ J ] . J o u r n a l o f G l o b a l P o s i t i o n i n g Systems,2002,1(2):137-143

            

          [6] 陳俊勇, 黨亞明, 程鵬飛. 全球導航衛星系統的進展[J]. 大地測量與地球動力學,2007,27(5):1-4

            

          [7] YUAN D, Elvidge C D. NALC Land Cover Change Detection Pilot Study: Washington DC Area Experiments[J]. Remote Sensing of Environment,1998,66(2):166-178

            

          [8] 喻華. 土地利用變更調查中的遙感影像處理[J]. 測繪通報,2007(3):43-44

            

          [9] 孫杰, 林宗堅, 崔紅霞. 無人機低空遙感監測系統[J]. 遙感信息,2003(1):49-50

            

          [10] 馬瑞升, 孫涵, 馬輪基, 等. 基于微型無人機影像的土地利用調查試驗[J]. 遙感信息,2006(1):43-45

            

          [11] 劉洋, 祁瓊. 無人機航攝技術在國土資源領域的應用[J]. 地理空間信息,2014,12(1):29-30

            

          [12] 夏榮.GIS 在土地利用更新調查創建數據庫中的應用[J]. 測繪與空間地理信息,2007,30(3):144-146

            

          [13] 趙忠君, 洪曉峰, 夏寅. 基于3S 技術的土地變更調查系統的設計與實現[J]. 地理空間信息,2011,9(3):58-60


          聲明:勘測聯合網轉載本文僅限行業學習交流之用,版權、著作權歸原載平臺及作者所有。 

          推薦閱讀

          26款2000國家大地坐標系轉換軟件通過測評

          全國“三調”領導小組職責分工、人員名單公布

          土石方量工程計算方法研究

          地下空間激光掃描點云精度對比分析

          應用RTK進行地籍測量圖根控制及精度分析

          地下管線探測重點與難點分析

          建筑基坑監測的常見問題及對策研究