基于3S技术的第三次全国国土调查技术研究与应用

郑伟安，孟大鹏，郑晓亮

（1.山东省国土测绘院，山东 济南 250013；2.山东省第一地质矿产勘查院，山东 济南 250013；3.临邑县自然资源局，山东 德州 251500）

第三次全国国土调查（以下简称“三调”）的目的是全面细化和完善全国土地利用基础数据，掌握翔实准确的全国土地利用现状和土地资源变化情况。三调是二调基础上全面细化和完善全国土地利用的基础数据，掌握真实准确的自然资源变化情况和全国国土利用现状。较二调的土地地类更加细化，质量要求更高，需要提升调查技术，完善调查流程，使用更加先进和智能化的设备进行调查，为后续国家决策与空间规划等提供更加精准的数据。

3S技术是遥感技术（RS）、地理信息系统（GIS）以及全球定位系统（GPS）的统称，3S技术在耕地后备资源调查、耕地保护、耕地动态监管、耕地质量检测区划定等方面有着广泛应用[1-3]。目前跟三调相关的技术研究如下：王涛[4]进行三调的技术框架的研究，将3S技术运用到三调中，增强了三调的技术保障能力，实现了三调的精准化调查；贾振涛[5]研究探讨了在三调中使用3S技术的优势，并从三调数据获取与外业调查方面阐述了3S技术的应用。本文以3S技术、计算机技术与互联网技术等先进技术为基础，进行了三调关键技术研究，涉及从数据采集、内外业调查至数据库建库的全流程，并将相关技术与流程在山东某县级区的三调中进行了应用，取得了良好的效果。

1 三调技术研究

1.1 总体流程

在三调工作全面开展之前，为保证3S等相关技术的实际应用效果，进行了试点工作并总结了经验[6-7]。具体的三调工作流程如图1所示，包含资料收集与准备、数据处理、内业判绘、外业调查举证、内业整理建库、成果制作、质量检查、数据更新等8个主要步骤。

图1 三调工作流程

1.2 资料收集与准备

三调工作是一项系统且综合的工作，其中涉及到多个行业、多种类型的数据，具有数据种类繁多、工作量大等特点。在资料收集与准备阶段，包含三调方案的编制工作，人员技术培训与保密规定培训，进行调查软件、外业调查设备与调查表格的准备工作，进行资料收集相关工作。为了提高调查精准度，除使用国家下发的数据外，需要从政府各个职能部门收集的基础资料包括遥感影像资料与基础地理资料，遥感影像资料包括高分辨率卫星获取的影像与无人机航拍影像。收集的资料将分别用于三调的土地权属调查、土地利用现状调查、细化调查与专项调查等。

1.3 数据处理

三调的数据繁杂，需要进行前期数据预处理将数据按照统一标准进行规范化整理之后才能够使用。数据处理阶段包括新旧地类编码的衔接与转换、线状零星地物图斑化、影像镶嵌、投影转换和数据整理入库等工作。三调的数据处理与二调不同的地方主要有零星地物图斑化，对于二调有零星地物和线物地物，实际的范围无法得到真实的表达，因此三调进行零星地物图斑化，取消了零星地物和线状地物，按照实际范围面状图斑表达，采用GIS技术进行缓冲区建立，将线转面等处理进行图斑化[8-9]。在城镇村细化方面，二调只调查农村部分，对城镇村并未及进行细化，而三调将城镇村按照新的土地利用分类标准将二调的20大类图斑进行标准细化调查，并将城镇村进行属性标注。

1.4 内业判绘

内业判绘以国家下发图斑为基础，叠加相关基础数据，在土地权属区内进行包括国家下发图斑分析、地方变化图斑判绘提取、各地类预判与外业调查底图制作等工作。在判绘之前需先进行地类样本采集工作，并交由省三调办核查，以规范和统一地类认定标准。以图斑为最小调查单元，逐图斑判读土地利用类型，并根据国家下发变更调查数据库与影像特征是否一致分为A类一致图斑与B类不一致图斑。需将耕地细化与耕地种植属性标注，原则上不因标注种植属性而分割耕地图斑。需将城镇村20大类细化并按照实际地类进行城镇村内部土地利用现状调查。结合前期数据处理工作，外业调查底图制作的整体流程总结如图2所示。最终将外业调查成果导出，三调工作人员带着移动设备或纸质图纸到实地开展图斑调查核实与实地举证工作。

图2 外业调查底图制作流程

1.5 互联网+举证技术研究

在以往的国土调查工作中，地方举证材料往往存在着可信度缺乏的问题，下级需要多次提交举证，上级也需要反复核实，延长了工作周期，降低了工作效率。针对以上问题，本次三调基于计算机技术、互联网技术以及3S技术进行技术创新，在外业调查上运用了“互联网+举证”的技术方法，进行三调举证与核查平台的搭建。使用系统进行任务的发放工作并严格控制权限，每一个图斑都能追寻到具体责任人，能够进一步加强职能部门管制能力，提升调查的精准性和工作效率，能有效降低调查成本。三调举证与核查平台主要包含外业移动端APP和Web端。具体工作流程如图3所示，在具体调查过程中，省级通过Web端将任务下发至县级调查单位，县级单位可以进行调查数据的增加。县级单位安排外业调查人员将带有GPS/北斗定位功能和方向传感器的手机，安装APP并进行用户注册，调查人员通过定位导航至目标图斑并进行图斑举证工作。举证采集的信息主要有图斑的实地照片，照片的拍摄时间、方位角、坐标，举证说明等，确认无误后将举证材料提交至Web端，并实时掌握具体图斑的调查人员的情况与调查进度。Web端安排核查人员进行举证材料核查，将举证材料与内业判绘图斑进行对比，将举证材料有误或举证不实的图斑进行提取并提交至数据库并逐级上报。

1.6 数据库建设

进行三调数据库建设是各级三调成果的主要载体，是成果汇总与应用的数据来源，是衔接自然资源的核心，也是三调能否成果收尾的关键。对调查阶段的数据进行数据收集、数据库建设及质检工作，通过建立拓扑结构，检查矢量数据是否拓扑错误，检查各图层间关联性，检查属性赋值是否正确等。进行面积处理，采用椭球面积计算法对图斑进行面积计算并进行平差处理。在进行元数据、统计报表、举证成果、图件成果、报告成果制作等工作之后，对数据成果完成县级自检、省级检查和国家核查并合格即可将成果导出，完成数据库入库工作。

图3 互联网+举证流程

2 应用实例

在进行以上关键技术研究之后，在山东某区开展三调工作，进行农村土地利用现状调查、城镇村内部的土地利用现状调查以及专项用地调查。以农村土地利用现状调查为例，使用的方法为综合调绘法，按照农村土地利用现状调查的实际情况将三调技术流程进行拆分与细化，将资料准备、内外业调查、互联网+举证与数据库建库相结合。在进行具体调查时，通过构建合理的技术流程，有助于提高工作效率，提升精准度，全程实行监督管理，严格控制输出成果质量。

3 结论

第三次全国国土调查是对中国国土资源基本数据掌握的全国性工程，对于核实中国土地利用现状、耕地实际保有量以及新增建设用地量等具有重要的意义。所以必须高度重视，从制度建设和组织建设层面、技术以及标准层面上严格控制调查质量。本文从技术层面出发，以计算机技术、3S技术和互联网等技术为基础，在进行数据处理、内业判绘、互联网+举证、数据库建库时进行关键技术研究，并在山东某区进行应用，实践表明，这些先进技术的应用有助于提高调查人员的工作效率，有助于实施精准调查，提高调查的质量。