移动GIS 在土地变更调查中的开发应用研究

冯 超，崔国庆

（1.陕西能源职业技术学院，陕西 咸阳 712000；2.国家测绘地理信息局第一地形测量队，西安 710054）

近年，国土资源厅运用遥感技术检测方式，对全国各地遥感影像开展累加剖析，保证“二调”数据信息的现势性。变化调研工作中需审批的检验图斑多、时间紧、任务重，检验图斑核查数据的分析和其他数据分析的工作量较大，急待运用地理信息系统技术性解决和剖析外业审查后建立的成果数据信息，提升内业数据获取速率和精密度。目前，针对土地变化调查整体流程的论述较多，对于检验图斑的外业核查信息进行初期数据分析方法和数据统计分析流程的研究成果较少。

变更调查模式区别于传统作业模式在于内外一体化作业的变更调查底图是数字正射影像、粗纠正影像、原始影像与矢量数据等，而不是纸质变更调查片。其特点是变更调查数据格式的通用性、图层和编码规则的一致性以及要素属性设置的统一性。

1 主要研究内容、目标及技术路线

1.1 研究内容

变更调查实现程度的一个重要衡量指标就是减少重复工作量的多少。理论上说，变更调查的流程应该是一个顺序的过程，下工序尽量避免上工序工作的重复。即在理想状态下，外业变更调查所得到的成果不应该再由内业进行重复录入，而是应该直接进入内业建库环节。但在实际生产中，还未达到这种比较理想的作业模式，因此，通过研究分析找到影响实现变更调查的主要技术问题，探讨相关解决办法。利用宝鸡测区项目及其他相关资料，按照变更调查基本方案进行试验，总结出最终的变更调查详细方案。针对变更调查数据衔接存在的问题，选择合适的平台研发变更调查软件，以满足变更调查数据一体化生产[1-3]。

1.2 研究的目标

提出快捷、高效的变更调查方案，解决目前数据生产过程中制约效率提升的关键技术问题。研发变更调查软件，实现变更调查数据生产平台同构，变更调查数据一体化生产。

1.3 研究的技术路线

了解变更调查方案的发展现状与发展趋势，初步提出变更调查方案。按照初步提出的方案进行试验，总结分析原来所提出方案存在哪些方面的不足，探索解决办法。分析变更调查软件的功能需求，完成软件研发。总结变更调查方案各自特点，以及各种变更调查方案的应用范围[4-5]。测试研发的软件是否能够满足变更调查生产的基本功能、精度需求等。

2 变更调查研究

2.1 传统模式变更调查方案介绍

老模式应用土地资源调研数据管理手机软件的变动作用，以当场现状鉴定地类为规范，结合地理信息系统检验成果，依照土地资源变动调研的相关规定，调研2020 年内每一块转变土地资源的地类、范畴、所有权和总面积等具体情况，并更新县级土地调查数据库。应用综合型监管平台，将商住用地信息化管理与土壤资源运用现状变化结果紧密结合，进行分类并标出新增建设用地信息。在这个基础上，变化前的县市级土壤资源调查数据库查询与更新后的县市级土壤资源调查数据库查询，开展空间累加查询，并自行获取产生变化的增加量数据信息及变动调研统计分析表。

将产生的增加量数据信息、变动调研统计分析表以及有关数据信息导进国家统一下达的升级数据信息汇报手机软件，转化成县市级升级数据。依照数据库查询质量管理的规范和规定，运用国家统一下达的升级数据信息汇报手机软件，对县市级升级数据开展全方位质量检测。在进行成效审查和质量检测后，汇报给市级。详细流程如图1 所示。

图1 传统模式变更调查生产方案

传统模式变更调查存在如下弊端：外业变更调查、补测的数据需要清绘、转绘等过程才能在计算机上进行编辑，这样导致生产工序重复，变更调查数据无法一体化生产，作业成本比较高[6]。整个变更调查生产过程需内、外业生产单位（或部门）的生产人员合作完成，由于每个人理解、认识方面的差异，容易导致生产过程中的地物遗漏、错绘等问题[7]。

综上所述，为了减少传统测量变更调查方案中存在的弊端，进一步将新技术、新思路应用到测绘生产中，就需要我们通过试验、分析，总结出切实可行的变更调查数据一体化生产技术方案——变更调查方案。虽然这样对外业作业人员的综合能力要求比较高，一次性投入成本较大，但是对于整个数据生产过程来讲，有利于生产效率的提高。

2.2 变更调查的技术与装备支撑

变更调查流程也在不断丰富与完善，外业变更调查与内业编辑逐渐实现平台同构，传统变更调查模式中的清绘、转绘环节在现有的变更调查流程中已经不存在。

在生产制造组织架构层面，主要反映在由好几个生产制造企业慢慢向具有一体化综合型生产量的一个企业集中化。在员工素养层面，员工个体的业务水平展现出一体化的发展趋势，即员工个体的工作实力不会再有显著的变更调查的差别，更为突显员工个体的综合性业务水平，注重员工个体的“单兵工作能力”。总而言之，内外一体化早期具体表现在生产制造组织架构上，后期将会逐渐向高级阶段发展，具体表现为员工业务水平的一体化。

2.3 变更调查初步方案

目前，在变更调查数据生产中，生产单位外业变更调查采用比较普遍的作业方法是将DOM（数字正射影像）或数字影像加载到CAD 数据中，由外业作业人员使用CAD 软件依据影像进行综合判绘，完成后将矢量数据叠加影像打印成像片到野外进行变更调查、补测。将变更调查补测成果在CAD 软件下进行编辑、修改，形成最终变更调查成果，以矢量数据的形式交给内业进行下一工序的数据生产。由于CAD 软件的主要功能是绘图而非建库，在地形图数据生产中就存在很多不足之处，使得外业提供的CAD 数据成果满足不了内业生产所需的全面数据信息，还得进行补充、添加，造成了内业生产过程中出现一些重复的劳动，这无形中增加了生产项目的工作量，降低了此类生产项目的整体工作效率。

对变更调查方案与软硬件设备的研究分析发现，在内业数据处理与编辑方面的软硬件设备能够满足生产需要，外业数据采集系统方面的问题，通过开发变更调查软件也能得到解决，但是整个生产流程不够优化，基于不同的数据源进行变更调查生产的方案不够明确。因此，变更调查方案的探讨与研究分析就显得非常必要。经过反复的研究分析与总结，提出变更调查初步实施方案如下。

首先，获取原始影像资料、专业资料收集等；其次，利用原始影像与像控成果完成空三加密，然后制作DOM 数据，同时完成全要素立体数据采集；再次，将DOM、矢量数据、粗纠正影像和原始影像等数据导入外业变更调查软件由作业人员进行外业变更调查与修补测工作。变更调查和补测内容与传统模式生产流程中相关内容一样，完成变更调查与补测工作后，形成最终的地形图数据。

2.4 变更调查软件的功能设计

2.4.1 软件结构

在此，我们将变更调查软件设计为用户界面层、业务逻辑层、数据服务层。这种结构模式中，软件通过业务逻辑层来处理核心的业务逻辑，其主要功能是：接受用户界面的服务请求，然后与数据库进行数据交互；用户界面层负责界面的表达、与用户的交互工作；数据服务层负责空间数据、非空间数据的管理工作。

2.4.2 软件设计

1）从软件功能框架、开发结构以及界面组织等方面设计外业变更调查软件的总体框架。针对变更调查外业的需求，软件应包括地图加载、图层控制、定位、标注、绘制、导出和搜索等几个模块，软件界面设计如图2、图3 所示。

图2 规划功能

图3 图层控制

2）根据变更调查需要，底图和矢量信息默认加载到软件上，打开软件可以直接进行标注或自由线绘制操作，如果想加载其他底图，可点击添加图层按钮添加底图信息；同时还可点击轨迹记录按钮进行轨迹记录，使用搜索功能定位到图上相应位置。

3 变更调查方案

3.1 核查工作任务及流程

外业核查主要包含下列3 个方面工作职责。

一是以疑似新增建设用地图斑和外业核查备选图斑中选择广泛性图斑，现场查验图斑地类和范畴界限的准确性，分辨是不是存有变动忽略状况。

二是以影像分辨明确无明显基建项目的有疑问图斑中选择广泛性图斑，检查图斑当场基建项目情况，辨别是否发生有误变化情况。

三是针对变更调查数据情况存在明显差异性的重点地区，关键从农业用地变动为未利用地存疑图斑中挑选典型性图斑开展当场核查，判断是否存在错误变更现象。

3.2 土地利用变更调查中的“3S”集成技术

集成的界定始于1961 年的电子元器件，其意识主要是降低各式各样组成一部分连接的多维性，提高设计方案的科学性。集成的主要内容在于组成系统各位置间的有机结合，将分离出来的子系统融合变为一个整体，以得到系统的合作经济收益。集成意识在每一个科研和生产制造加工制造业具有了极为重要的作用。地球上的信息从其内容看，具备空间、时间和特点3 大属性。但由于大家认识的局限性，在信息描述上人为因素的选择可分方法。这类人力的切分具体表现在实际应用中就是分别从各行各业描述信息流广告，把从众多方面获得的信息收集、生产制造，最后开展应用，即把网络科技切分成信息得到、多媒体通信和信息应用3 个相互之间不关联的方面。RS、GIS 和GPS 中的任何一个都倾向于偏重信息流的3 个特点中的1 个或2 个层面，GPS 偏重于对空间精准定位特点的获得，RS 偏重于对时间动态性特点的获得，GIS 偏重于对特性与空间、时间的特点进行联接和管理。在土地资源利用变更调查中，假如可以运用“3S”技术性集成，与此同时，合理利用空间、时间和特性3 个特点，便会进一步提高调查报告的精密度，提高效率，加速土地资源优化配置信息化管理的脚步。

土地资源利用变更调查中，土地产生变动的类别包含新增加、衰老、消退、合拼和切分等状况，可是一类土地的增加必定产生另一类土地的衰老或消退。因此，整体来说，土地的变动包含下列几个种类：土地切分、土地简易合拼、土地综合合并。地块分割：指原来1 个地块分割成N 个地块（N≥2），如图4 所示。地块简单合并：指原来N 个地块（N≥2）合并成1 个地块，如图5所示。地块综合合并：指原来N 个地块（N≥2）经合并、分割操作后重新划分成新的M 个地块（M≥2），如图6所示。

图4 地块分割示意图

图5 地块简单合并示意图

图6 地块综合合并示意图

一般而言，无法简易、便捷地获得高精密的变动图斑界址点，因而，必须使用新的工艺对传统的调查法加以改善。RS、GPS、GIS 技术可以解决以上的问题，“3S”专业性的使用可以方便对变化图斑进行界址点的取得和应对数据库管理的变化，而“3S”一体化专业性则可以填充单一的RS、GPS 和GIS 技术的缺少，更好地发挥综合性优点，进而更加方便快捷、简单、多方位地得到精密加工的土壤资源运用变更调查的数据信息。

“3S”技术性的数据信息关键有下列特点：①定位。土地资源管理必须精确信息内容，精准定位是由卫星导航系统技术来进行的。②定性。土地资源管理工作具有数据量大、品种繁多的特点，因为研究对象不一样，判定则各有各的指标值限制。通常，判定分辨是由专业技术融合遥感影像材料作出的。③定量。定量管理要把握住各种各样管理决策机遇，必须定量分析信息内容。

3.3 土地利用变更调查中的一体化集成技术

以RS 与GIS 技术为借助的土壤资源运用变动调查法关键是在GIS 的全力支持下，采用计算机或人机交互技术方法对遥感图像进行解译，用同一地区不一样日期的遥感影像间存在着光谱仪特性差异的基本概念来辨别土壤资源运用状况或其他情况的变化，或者应用遥感影像与土壤资源运用现状图累积来辨别土壤资源运用状况的变化，可以迅速地发现大范围地域内的土壤资源运用变化情况。图7 归纳了应用GIS 技术对遥感影像执行累加分析，从而寻找变化并进行土壤资源运用变更调查的专业性流程。

图7 土地利用变更调查一体的方法

在土壤资源运用变更调查的数据采集工作方面，GPS 与GIS 一体化的方法主要表现为，将GPS 及时得到的信息内容依靠串口通讯马上导入GIS 中，空间数据库从GPS 导入GIS 系统中，特点信息记录在纸上。但是将二者一体化后，可以在调研现场对图斑进行必须的生产解决和详细资料的存储，避免了传统式方法中必须将图斑的空间信息和特点信息提取出来的缺点，并可以减少手工制作，简单化整个过程，降低错误率，提高土壤资源运用变更调查的质量和效率。

4 结束语

本文分析清楚了原有生产过程中存在重复工作的生产环节，并通过具体生产试验进行了验证，在充分试验与分析总结的基础上，提出了根据不同原始资料情况对应的4 种变更调查的最终方案，分析对比了传统变更调查模式与变更调查模式各自的优缺点，特别是针对基于粗纠正影像和原始影像进行变更调查方案进行了深入的探讨和研究，并取得了很多研究成果，将为今后的中小比例尺变更调查开阔思路起到很大的促进作用。同时，也完成了外业变更调查软件的研发与测试，在试验过程中得到了很好的应用。

总之，外业变更调查软件系统的研发和数据纠正试验的成功，从生产模式上，实现了变更调查，省去了重复的生产环节，可提高项目整体的工作效率，节约生产成本。