3S技術(shù)在土地整治監(jiān)測(cè)監(jiān)管中的應(yīng)用研究

目前，我國(guó)人多地少、土地粗放利用的基本國(guó)情沒有改變，資源環(huán)境對(duì)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的約束更加凸顯，土地整治作為落實(shí)最嚴(yán)格耕地保護(hù)制度和最嚴(yán)格節(jié)約集約用地制度的重要措施，在保障國(guó)家糧食安全、促進(jìn)新農(nóng)村建設(shè)和城鄉(xiāng)一體化以及生態(tài)文明建設(shè)等方面具有重要意義，已上升為國(guó)家層面的戰(zhàn)略部署。

近年來，各級(jí)政府安排的土地整治資金和項(xiàng)目數(shù)量不斷增長(zhǎng)，全國(guó)每年投入土地整治的資金達(dá)上千億元，土地整治監(jiān)管工作量和監(jiān)管難度越來越大。隨著政府簡(jiǎn)政放權(quán)的深入推進(jìn)，中央對(duì)土地整治監(jiān)管工作提出了更高更明確的要求。因此，管理理念和技術(shù)創(chuàng)新能力成為能否管住、管好、實(shí)現(xiàn)土地整治國(guó)家目標(biāo)的決定性因素。3S技術(shù)作為高效獲取、分析和管理空間信息的技術(shù)手段，為改進(jìn)土地整治管理方式、提升監(jiān)管能力和水平提供了一種新思路。

一、項(xiàng)目概況

從2002年起，國(guó)土資源部土地整治中心陸續(xù)啟動(dòng)和開展了多項(xiàng)土地整治信息化建設(shè)相關(guān)的課題和項(xiàng)目研究工作，結(jié)合實(shí)際工作需求，提出了3S技術(shù)應(yīng)用于土地整治工作全過程的監(jiān)測(cè)監(jiān)管技術(shù)體系，開啟了國(guó)內(nèi)土地整治信息化監(jiān)管的新模式，突破了多項(xiàng)土地整治監(jiān)測(cè)監(jiān)管技術(shù)難題，初步形成了“天上看、地上查、網(wǎng)上管”的監(jiān)管工作框架。

截至目前，已獲得國(guó)家發(fā)明專利1項(xiàng)（基于GPS和激光技術(shù)的三維地形測(cè)量裝置，ZL200820079033.X），軟件著作權(quán)1項(xiàng)（GPS輔助現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查系統(tǒng)V1.0，2007SRBJ1402）；出版專著1部（《3S技術(shù)在土地整治中的應(yīng)用》，2014年由中國(guó)財(cái)政經(jīng)濟(jì)出版社出版）；形成《土地整治項(xiàng)目工程量計(jì)算規(guī)則》（TD/T 1039—2013）和《土地整治項(xiàng)目制圖規(guī)范》（TD/T 1040—2013）2項(xiàng)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)；發(fā)表學(xué)術(shù)論文20余篇（其中SCI、EI論文4篇），并在項(xiàng)目支撐下完成了2篇博士論文、8篇碩士論文。

二、主要研究成果

1．系統(tǒng)提出了3S技術(shù)應(yīng)用于土地整治項(xiàng)目全程全面監(jiān)測(cè)監(jiān)管的技術(shù)方案。通過開展RS、GIS、GPS技術(shù)在土地整治項(xiàng)目申報(bào)立項(xiàng)、規(guī)劃設(shè)計(jì)編制與評(píng)審、項(xiàng)目實(shí)施監(jiān)管、竣工驗(yàn)收和后期管護(hù)評(píng)價(jià)中的應(yīng)用實(shí)證分析，形成了3S技術(shù)應(yīng)用于土地整治工作全過程的技術(shù)方案，編制了《土地整治3S技術(shù)應(yīng)用手冊(cè)》，成為近年來土地整治監(jiān)測(cè)監(jiān)管工作的重要技術(shù)參考。

2．揭示了RS技術(shù)應(yīng)用于土地整治項(xiàng)目管理不同階段的技術(shù)特征和精度要求。通過解譯1米分辨率IKONOS影像、0.61米QuickBird衛(wèi)星影像和航片可以清晰勾繪項(xiàng)目區(qū)各地類界線，比較精確地統(tǒng)計(jì)各地類面積，實(shí)驗(yàn)誤差小于3%，清晰辨識(shí)項(xiàng)目區(qū)內(nèi)農(nóng)田灌排工程、田間道路、農(nóng)田防護(hù)林等農(nóng)田基礎(chǔ)設(shè)施，能夠充分反映項(xiàng)目區(qū)地貌、地物等真實(shí)情況。

3．揭示了IKONOS衛(wèi)星立體像對(duì)測(cè)圖精度和成本。IKONOS衛(wèi)星立體像對(duì)測(cè)圖較傳統(tǒng)全野外測(cè)量和航空攝影測(cè)量而言，在內(nèi)業(yè)和外業(yè)工作中都能夠明顯地節(jié)省工作量和測(cè)圖費(fèi)用。在有控制點(diǎn)的前提下，完全可滿足1：5 000、1：10 000矢量圖測(cè)繪；無控制點(diǎn)定向情況基本可滿足1：10 000圖線狀地物的修測(cè)。

4．實(shí)現(xiàn)了GPS和激光的快速測(cè)圖技術(shù)。針對(duì)土地整治項(xiàng)目傳統(tǒng)測(cè)圖方法費(fèi)用高、效率低的難題，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了基于VRS差分技術(shù)的三維地形測(cè)量系統(tǒng)。該系統(tǒng)高程測(cè)量在100 m的范圍內(nèi)使用，其誤差不大于4cm，彌補(bǔ)了DGPS系統(tǒng)在高程測(cè)量中誤差較大的不足，同時(shí)為實(shí)現(xiàn)高效快捷、精確、低成本的土地整治項(xiàng)目測(cè)圖提供了技術(shù)支撐。

5．歸納總結(jié)了幾種土地平整土方量計(jì)算方法。全面總結(jié)歸納了常規(guī)計(jì)算方法（斷面法、方格網(wǎng)法、散點(diǎn)法）的原理、適用范圍、計(jì)算步驟，對(duì)利用GIS軟件進(jìn)行土方量計(jì)算的方法進(jìn)行了系統(tǒng)研究。

6．開發(fā)了基于GPS和GIS的土地整治現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查裝備。針對(duì)土地整治傳統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查方法存在定位難、測(cè)量難、記錄難等問題，將GPS、移動(dòng)GIS 技術(shù)集成，整合開發(fā)了支持土地整治現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查的低成本、高效率、便攜式、便利用的先進(jìn)技術(shù)工具。研究成果在青海、北京、云南、廣東、甘肅等地的土地整治項(xiàng)目實(shí)施檢查和占補(bǔ)平衡項(xiàng)目考核工作中得到了應(yīng)用，大大提高了現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查工作的質(zhì)量和效率，使復(fù)雜的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查工作變得更高效、更主動(dòng)。

7.首次系統(tǒng)提出了農(nóng)田平整精度評(píng)價(jià)特別是坡式田塊平整精度評(píng)價(jià)問題的解決方案。設(shè)計(jì)了農(nóng)田平整精度評(píng)價(jià)算法，研發(fā)了基于農(nóng)田高程信息快速采集系統(tǒng)的平整精度評(píng)價(jià)。試驗(yàn)表明，該成果可幫助工作人員在項(xiàng)目區(qū)現(xiàn)場(chǎng)方便、快捷地對(duì)農(nóng)田平整精度給出量化的評(píng)價(jià)結(jié)果。

8．建立了“天上看、地上查、網(wǎng)上管”的土地整治監(jiān)管技術(shù)框架。“天上看”即運(yùn)用遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)，大范圍、快速地獲取土地整治項(xiàng)目區(qū)真實(shí)信息，實(shí)現(xiàn)對(duì)土地整治項(xiàng)目情況的直觀動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)；“地上查”即集成應(yīng)用3S技術(shù)和移動(dòng)終端技術(shù)，解決傳統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查過程中存在的問題，提升土地整治現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查評(píng)價(jià)工作的效率和科學(xué)化水平；“網(wǎng)上管”，即以網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為基礎(chǔ)，構(gòu)建土地整治信息報(bào)備和綜合監(jiān)管技術(shù)平臺(tái)，保障土地整治報(bào)備信息全面、真實(shí)、準(zhǔn)確、及時(shí)，實(shí)現(xiàn)對(duì)各級(jí)各類土地整治項(xiàng)目全程全面、集中統(tǒng)一監(jiān)測(cè)監(jiān)管的目標(biāo)。各項(xiàng)工作互為補(bǔ)充，相輔相成，開啟了國(guó)內(nèi)土地整治信息化監(jiān)管的新模式。

三、推廣應(yīng)用情況及效益

項(xiàng)目研究攻克了土地整治監(jiān)測(cè)監(jiān)管實(shí)際工作中從基礎(chǔ)測(cè)圖、輔助評(píng)審決策、日常動(dòng)態(tài)監(jiān)管到現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查評(píng)價(jià)的諸多技術(shù)難題，形成了一批重要研究成果，開啟了國(guó)內(nèi)土地整治信息化監(jiān)管的新模式，不僅在地理信息成果研究、開發(fā)、推廣、應(yīng)用等方面作出了貢獻(xiàn)，同時(shí)在促進(jìn)土地整治相關(guān)技術(shù)發(fā)展和提高科學(xué)化管理水平方面發(fā)揮了重要作用。

項(xiàng)目研究成果在土地整治項(xiàng)目日常監(jiān)管和占補(bǔ)平衡考核工作中得到推廣應(yīng)用，大大提高了監(jiān)測(cè)監(jiān)管工作質(zhì)量和效率，使監(jiān)管工作變得更高效、更主動(dòng)，特別是在保障土地整治重大工程順利實(shí)施方面，產(chǎn)生了顯著的社會(huì)效益。在中央加快轉(zhuǎn)變政府職能、進(jìn)一步簡(jiǎn)政放權(quán)的大背景下，該項(xiàng)目研究成果將在國(guó)家層面為各級(jí)各類土地整治項(xiàng)目的全程全面、集中統(tǒng)一、日常動(dòng)態(tài)監(jiān)管，實(shí)現(xiàn)土地整治國(guó)家目標(biāo)提供全方位技術(shù)支撐。