發布時間：2021-03-04所屬分類：工程師職稱論文瀏覽：1次
摘 要： 測繪科學與技術是研究地球和其他實地的與時空分布有關的信息的采集、量測、處理、顯示、管理和利用的科學和技術。它的研究內容和科學地位是確定地球和其他實體的形狀和重力場及空間定位，利用各種測量儀器、傳感器及其組合系統獲取地球及其他實體與時空分布
測繪科學與技術是研究地球和其他實地的與時空分布有關的信息的采集、量測、處理、顯示、管理和利用的科學和技術。它的研究內容和科學地位是確定地球和其他實體的形狀和重力場及空間定位，利用各種測量儀器、傳感器及其組合系統獲取地球及其他實體與時空分布有關的信息，制成各種地形圖、專題圖和建立地理、土地等空間信息系統，為研究地球的自然和社會現象，解決人口、資源、環境和災害等社會可持續發展中的重大問題，以及為國民經濟和國防建設提供技術支撐和數據保障。測繪科學與技術的學科內容包括大地測量學與測量工程、攝影測量與遙感、地圖制圖學與地理信息工程等。測繪科學與技術已廣泛應用于國民經濟建設中的方方面面，如自然資源調查監測、城市規劃、交通管理等。
自然資源調查監測作為自然資源管理的主要職責之一，是全面查清自然資源現狀，為自然資源系統統一行使全民所有自然資源資產所有者職責，統一行使所有國土空間用途管制和生態保護修復職責提供真實準確可靠數據的重要手段。第三次國土調查(以下簡稱“三調”)是自然資源系統成立以后第一次全面的普查。三調的主要目標是在第二次全國土地調查成果基礎上，全面細化和完善全國土地利用基礎數據，掌握翔實準確的全國國土利用現狀和自然資源變化情況。本文以三調的技術路線為例，探討測繪科學與技術在自然資源調查監測中的基礎支撐作用。
一、測繪基準
測繪基準主要包括大地基準、高程基準和重力基準，它是進行各種測量或調查工作的起算數據和起算面，是確定地理空間信息幾何與物理特征和時空分布的基礎，是在數學空間里表示地理要素在真實世界的空間位置的參考基準。測繪基準體系包含了理論體系、技術體系、基礎設施、標準等方面，其中理論體系建立在大地測量學、天文學及相關地學理論基礎上;技術體系包含了空間大地測量技術(GNSS全球導航衛星系統、SLR衛星激光測距、VLBI甚長基線干涉測量等)、物理大地測量技術(絕對/相對重力測量、航空重力測量、衛星重力測量、似大地水準面等)、大地測量數據處理技術等。我國測繪基準體系經歷了數10年的發展，發生了很大變化，土地調查的測繪基準也相應進行了調整。第二次全國土地調查采用1980西安坐標系，1985國家高程基準;三調采用2000國家大地坐標系，1985國家高程基準。其中，1980西安坐標系是采用整體平差方法構建的參心坐標系;2000國家大地坐標系是我國自主建立、適應現代空間技術發展趨勢的地心坐標系;1985國家高程基準是我國現采用的高程基準。
二、數據獲取和制作
自然資源調查監測對數據具有范圍廣、精度高、時效快等要求，遙感科學與技術能很好地滿足這一要求。遙感科學與技術主要指通過一定的觀測平臺、如衛星、飛機、無人機等，從空中進行觀測和感知地球。遙感科學與技術實現了時空一體、多維探測，具有“廣”“細”“精”和“全”等優勢。廣則能將整個地球收入眼底，細則能明察秋毫，精則能分辨毫厘差異，全則能覆蓋整個電子波范圍。通過遙感獲取和形成的數據具有海量性、宏觀性、客觀性、現勢性、全面性和準確性的特點，從而成為自然資源調查監測的重要信息手段。三調土地利用現狀調查包括農村土地利用現狀調查和城鎮村莊內部土地利用現狀調查。農村土地調查全面采用優
于1米分辨率的航天遙感數據，數據可以通過國內高分辨率觀測衛星如高分2號、北京2號，國外高分辨率觀測衛星如WorldView-1、WorldView-2等獲取。城鎮村莊內部土地利用現狀調查原則上采用優于0.2米分辨率的航空遙感數據，數據可以通過飛機或無人機進行航空攝影測量獲取。遙感獲取的數據經過輻射校正、幾何校正等處理形成的影像，需采用高精度數字高程模型或數字地表模型和高精度糾正控制點，制作成數字正射影像(DOM)后才能用于國土調查。以航天遙感影像為例，以遙感影像、像控點成果、數字高程模型數據為基礎，利用遙感影像處理平臺，進行正射糾正—影像融合—影像鑲嵌—影像裁切—圖像處理等，制作生成數據正射影像。高精度數字高程模型可以通過三維激光掃描測量技術獲取點云生成，激光掃描技術結合全球定位系統、慣性導航系統等技術，是高精度、快速度、低成本獲取大范圍數字高程模型或數字地表模型的主動式遙感技術手段。高精度糾正控制點數據主要通過外業GPS實測或在已有的地形圖、正射影像圖上進行采集。
相關期刊推薦：《浙江國土資源》主管單位：浙江省國土資源廳，主辦單位：浙江省國土資源廳信息中心，國內刊號：33-1290/P，國際刊號：1672-6960。本刊圍繞國土資源工作中中心任務，集政策指導、理論研究、經驗交流和知識趣味于一體，自2002年改刊以來得到了有關領導肯定和廣大讀者的好評。主要以發表研究論文為主，也報道相關學科的研究綜述與述評、研究進展與動態、研究短訊、新技術與新方法等。
數字正射影像制作完成后，按照《第三次全國國土調查工作分類》，通過分析數字正射影像紋理、色調、區位、附著物和周邊環境，逐地塊判讀土地利用類型，提取土地利用圖斑，并對比第二次全國土地調查數據庫地類，將內業提取的土地利用圖斑分為與數據庫地類不一致的A類圖斑和與數據庫地類一致的B類圖斑，建立圖斑矢量數據層及屬性表，全面記錄提取圖斑的相關屬性。以縣級行政轄區為單位，在數字正射影像上套合內業提取的土地利用圖斑及區縣行政界線、集中建成區界線等，制作成標準化調查底圖。
三、現狀調查
土地利用現狀調查指實地調查每塊圖斑的地類、位置、范圍、面積等利用狀況，主要采用綜合調繪法。綜合調繪法是在室內直接對影像進行解譯，將調查底圖與國土調查數據庫套合，疊加自然資源管理數據及相關自然資源專業調查數據，進行各地類預判和內業圖斑邊界勾繪，生成圖斑預編號、權屬單位名稱等圖斑基本信息;對內業判讀地類與實地現狀不一致的或根據影像不能夠確認地類的圖斑用特殊符號予以標記，然后到實地進行核實、補調和補測，最終獲得調繪區域內土地的利用現狀，作為數據庫建設的依據。綜合調繪法是內業判讀、外業調查補測和內業建庫相結合的調繪方法。
三調在開展外業實地調查的同時，一并開展圖斑舉證工作，對影像未能反映的地物進行補測。圖斑舉證使用帶GPS定位和方向傳感器的手機，利用統一的互聯網+舉證軟件，拍攝包含圖斑實地衛星定位坐標、拍攝方位角、拍攝時間、實地照片及舉證說明等綜合信息的加密舉證數據包，上傳至統一舉證平臺。新增地物的補測主要采用儀器補測法和簡易補測法。通�？刹捎媒粫ā⒔鼐喾�、坐標法和比較法確定新增地物的位置，地物相對稀少的區域，當利用周圍明顯地物無法準確確定地物的位置時，可利用GPS、全站儀等進行滿足精度要求的解析方法補測。
三調對城鎮村莊內部打開進行細化調查，并將土地權屬界線進行上圖，權屬界線發生變化的，開展權屬界線補充調查。城鎮村莊內部土地利用現狀調查、權屬界線上圖和補充調查，基于地籍調查數據庫成果。地籍調查指通過權屬調查和地籍測繪，查清宗地的權屬、界址線、面積、用途和位置等情況，形成數據、圖表、表冊等調查資料。權屬調查主要是遵循規定的法律程序，根據有關政策，利用行政手段，調查核實土地權利狀況，確定界址點和權屬界線的行政性工作。地籍測繪指依據權屬調查成果，對每宗地的界址點、界址線、位置、形狀、面積等進行的現場測繪工作。地籍測繪作為工程測量的一方面，遵循一般的測量原則，即先控制后碎步、從高級到低級、由整體到局部的原則。通過地籍調查，可以全面掌握▲無人機航拍一個地區的土地類型、數量、分布和利用狀況，以及土地在國民經濟各部門之間、在各種經濟成分之間的分配情況，從而為建立科學的自然資源調查監測體系提供信息保障。
四、數據庫建設
三調數據庫建設包含國土調查、土地權屬、專項用地調查、基礎地理、數字正射影像、數字高程模型(DEM)、相關自然資源專項調查等各類管理信息數據成果的質檢、建庫、管理應用，以及數據庫管理系統與共享平臺建設等工作，是一項復雜的地理信息工程。地理信息工程作為測繪科學與技術的組成部分，指應用地理信息系統(GIS)的理論和方法，結合計算機技術、現代測繪技術等，用于解決具體應用的軟件系統工程。地理信息系統是指在計算機軟硬件及網絡支持下，對有關地理空間數據進行輸入、存儲、檢索、更新、顯示、制圖、綜合分析和應用的技術系統。地理信息系統的用途非常廣泛，凡是與地理空間位置有關的領域，如自然資源、交通、水利、農業、環境、軍事等部門都需要應用地理信息系統。
三調數據庫建設不僅有一般地理信息工程的共性，也有自身的特點。國土調查數據庫存儲的數據量龐大，其空間數據模型復雜，存儲和管理包括屬性數據、圖形圖像數據、拓撲關系數據等多元空間數據，數據之間具有不可分割的聯系。其建設步驟包括數據庫建設方案設計、基礎數據準備與處理、圖形和屬性數據采集、數據接邊、拓撲關系構建、面積計算、數據檢查與入庫等。國土調查數據庫管理系統能對國土調查數據進行管理，并具有查詢、瀏覽，以及數據增加、刪除、修改等編輯功能;能滿足地方日常土地管理工作對國土調查數據的管理需求;能支持國土調查數據的交換和更新等。三調數據庫的建設過程及管理系統功能的實現，均依賴于地理信息系統的理論和方法。
五、成果匯總和應用
三調成果匯總內容主要包括數據匯總、圖件編制、文字報告編寫和成果分析等，其中圖件編制以測繪科學與技術中的地圖制圖學理論和方法為基礎。地圖制圖學主要研究地圖制作的基礎理論、地圖設計、地圖編制和制印的技術方法及其應用。具體研究內容一般包括：地圖設計，通過研究、實驗，制定新編地圖的內容、表現形式及其生產工藝程序的工作;地圖投影，依據一定的數學法則建立地球橢球表面上的經緯線網與在地圖平面上相應的經緯網之間函數關系的理論和方法，研究把不可展曲面上的經緯線網描繪成平面上經緯線網所產生各種變形的特性和大小以及地圖投影的方法等;地圖編制，研究制作地圖的理論和技術，即從領受制圖任務到完成地圖原圖的制圖過程，主要包括制圖資料的分析和處理、地圖原圖的編制以及圖例、表示方法、色彩、圖型的制印方案等編圖過程的設計;地圖制印，研究復制和印刷地圖過程中各種工藝理論和技術方法;地圖應用，研究地圖分析、地圖評價、地圖閱讀、地圖量算和圖上作業等。
三調主要編制的圖件包括土地利用圖件和專題調查的專題圖件，如縣級土地利用現狀圖、永久基本農田分布圖、土地權屬界線圖和耕地坡度分級圖等。以土地利用現狀圖編制為例，地圖投影采用高斯-克呂格投影，按3°分帶，分幅采用國際1∶1000000地圖分幅標準，各比例尺標準分幅圖均按規定的經差和緯差劃分，采用經、緯度分幅。圖幅編號均以1∶1000000地形圖編號為基礎采用行列編號方法。地類圖斑內容的選取和表示要層次分明，需合理處理各要素間的相互關系，注記正確，清晰易讀;要全面反映制圖區域的土地利用現狀、利用特點和分布規律;圖面整飾規范，圖例正確;并對圖上的保密內容作技術處理，以防泄密失密。各類圖件成果在符合國家安全保密要求的前提下，在國土調查數據分析與共享服務云平臺上發布，面向政府機關、科研機構以及社會公眾提供不同層級的數據應用。
六、總結
國土是生態文明的空間載體，生態文明要建設好，最重要的基礎是必須清晰掌握自然資源的本底基數。自然資源調查監測是在測繪工作的基礎上開展。測繪是自然資源管理中摸清家底、科學規劃、精準施策的基礎性工作，是自然資源統一監管的重要技術手段。當前，測繪科學與技術與互聯網、大數據、云計算等高新技術不斷融合發展，信息化測繪技術體系和新型基礎測繪體系正在形成，測繪科學與技術將在自然資源管理中發揮越來越重要的作用。要以測繪科學與技術為支撐，通過三調等各類自然資源調查，查清山水林田湖草各類資源面積、分布、質量等信息，建立統一的自然資源數據庫和綜合監管與共享平臺，從而實現調查成果的“一查多用”，實現“以圖管地、網上管理、在線審批”的自然資源數字化管理新模式。——論文作者：賀涌源戴磊
SCISSCIAHCI
