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

目前，我國人多地少、土地粗放利用的基本國情沒有改變，資源環(huán)境對經(jīng)濟社會發(fā)展的約束更加凸顯，土地整治作為落實最嚴(yán)格耕地保護制度和最嚴(yán)格節(jié)約集約用地制度的重要措施，在保障國家糧食安全、促進新農(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，已上升為國家層面的戰(zhàn)略部署。

近年來，各級政府安排的土地整治資金和項目數(shù)量不斷增長，全國每年投入土地整治的資金達上千億元，土地整治監(jiān)管工作量和監(jiān)管難度越來越大。隨著政府簡政放權(quán)的深入推進，中央對土地整治監(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、實現(xiàn)土地整治國家目標(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、項目概況

從2002年起，國土資源部土地整治中心陸續(xù)啟動和開展了多項土地整治信息化建設(shè)相關(guān)的課題和項目研究工作，結(jié)合實際工作需求，提出了3S技術(shù)應(yīng)用于土地整治工作全過程的監(jiān)測監(jiān)管技術(shù)體系，開啟了國內(nèi)土地整治信息化監(jiān)管的新模式，突破了多項土地整治監(jiān)測監(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，已獲得國家發(fā)明專利1項（基于GPS和激光技術(shù)的三維地形測量裝置，ZL200820079033.X），軟件著作權(quán)1項（GPS輔助現(xiàn)場調(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年由中國財政經(jīng)濟出版社出版）；形成《土地整治項目工程量計算規(guī)則》（TD/T 1039—2013）和《土地整治項目制圖規(guī)范》（TD/T 1040—2013）2項行業(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)用于土地整治項目全程全面監(jiān)測監(jiān)管的技術(shù)方案。通過開展RS、GIS、GPS技術(shù)在土地整治項目申報立項、規(guī)劃設(shè)計編制與評審、項目實施監(jiān)管、竣工驗收和后期管護評價中的應(yīng)用實證分析，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》，成為近年來土地整治監(jiān)測監(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目區(qū)各地類界線，比較精確地統(tǒng)計各地類面積，實驗誤差小于3%，清晰辨識項目區(qū)內(nèi)農(nóng)田灌排工程、田間道路、農(nóng)田防護林等農(nóng)田基礎(chǔ)設(shè)施，能夠充分反映項目區(qū)地貌、地物等真實情況。

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

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

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

6．開發(fā)了基于GPS和GIS的土地整治現(xiàn)場調(diào)查裝備。針對土地整治傳統(tǒng)現(xiàn)場調(diào)查方法存在定位難、測量難、記錄難等問題，將GPS、移動GIS 技術(shù)集成，整合開發(fā)了支持土地整治現(xiàn)場調(diào)查的低成本、高效率、便攜式、便利用的先進技術(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目實施檢查和占補平衡項目考核工作中得到了應(yīng)用，大大提高了現(xiàn)場調(diào)查工作的質(zhì)量和效率，使復(fù)雜的現(xiàn)場調(diào)查工作變得更高效、更主動。

7.首次系統(tǒng)提出了農(nóng)田平整精度評價特別是坡式田塊平整精度評價問題的解決方案。設(shè)計了農(nóng)田平整精度評價算法，研發(fā)了基于農(nóng)田高程信息快速采集系統(tǒng)的平整精度評價。試驗表明，該成果可幫助工作人員在項目區(qū)現(xiàn)場方便、快捷地對農(nóng)田平整精度給出量化的評價結(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”即運用遙感監(jiān)測技術(shù)，大范圍、快速地獲取土地整治項目區(qū)真實信息，實現(xiàn)對土地整治項目情況的直觀動態(tài)監(jiān)測；“地上查”即集成應(yīng)用3S技術(shù)和移動終端技術(shù)，解決傳統(tǒng)現(xiàn)場調(diào)查過程中存在的問題，提升土地整治現(xiàn)場調(diào)查評價工作的效率和科學(xué)化水平；“網(wǎng)上管”，即以網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為基礎(chǔ)，構(gòu)建土地整治信息報備和綜合監(jiān)管技術(shù)平臺，保障土地整治報備信息全面、真實、準(zhǔn)確、及時，實現(xiàn)對各級各類土地整治項目全程全面、集中統(tǒng)一監(jiān)測監(jiān)管的目標(biāo)。各項工作互為補充，相輔相成，開啟了國內(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

項目研究攻克了土地整治監(jiān)測監(jiān)管實際工作中從基礎(chǔ)測圖、輔助評審決策、日常動態(tài)監(jiān)管到現(xiàn)場調(diào)查評價的諸多技術(shù)難題，形成了一批重要研究成果，開啟了國內(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，同時在促進土地整治相關(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。

項目研究成果在土地整治項目日常監(jiān)管和占補平衡考核工作中得到推廣應(yīng)用，大大提高了監(jiān)測監(jiān)管工作質(zhì)量和效率，使監(jiān)管工作變得更高效、更主動，特別是在保障土地整治重大工程順利實施方面，產(chǎn)生了顯著的社會效益。在中央加快轉(zhuǎn)變政府職能、進一步簡政放權(quán)的大背景下，該項目研究成果將在國家層面為各級各類土地整治項目的全程全面、集中統(tǒng)一、日常動態(tài)監(jiān)管，實現(xiàn)土地整治國家目標(biāo)提供全方位技術(shù)支撐。