發(fā)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(shù)是研究地球和其他實地的與時空分布有關(guān)的信息的采集、量測、處理、顯示、管理和利用的科學和技術(shù)。它的研究內(nèi)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(tǒng)獲取地球及其他實體與時空分布
測繪科學與技術(shù)是研究地球和其他實地的與時空分布有關(guān)的信息的采集、量測、處理、顯示、管理和利用的科學和技術(shù)。它的研究內(nèi)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(tǒng)獲取地球及其他實體與時空分布有關(guān)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(tǒng)，為研究地球的自然和社會現(xiàn)象，解決人口、資源、環(huán)境和災(zāi)害等社會可持續(xù)發(fā)展中的重大問題，以及為國民經(jīng)濟和國防建設(shè)提供技術(shù)支撐和數(shù)據(jù)保障。測繪科學與技術(shù)的學科內(nèi)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(shù)已廣泛應(yīng)用于國民經(jīng)濟建設(shè)中的方方面面，如自然資源調(diào)查監(jiān)測、城市規(guī)劃、交通管理等。
自然資源調(diào)查監(jiān)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(xiàn)狀，為自然資源系統(tǒng)統(tǒng)一行使全民所有自然資源資產(chǎn)所有者職責，統(tǒng)一行使所有國土空間用途管制和生態(tài)保護修復(fù)職責提供真實準確可靠數(shù)據(jù)的重要手段。第三次國土調(diào)查(以下簡稱“三調(diào)”)是自然資源系統(tǒng)成立以后第一次全面的普查。三調(diào)的主要目標是在第二次全國土地調(diào)查成果基礎(chǔ)上，全面細化和完善全國土地利用基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，掌握翔實準確的全國國土利用現(xiàn)狀和自然資源變化情況。本文以三調(diào)的技術(shù)路線為例，探討測繪科學與技術(shù)在自然資源調(diào)查監(jiān)測中的基礎(chǔ)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(diào)查工作的起算數(shù)據(jù)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(chǔ)，是在數(shù)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(shù)體系、基礎(chǔ)設(shè)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(guān)地學理論基礎(chǔ)上;技術(shù)體系包含了空間大地測量技術(shù)(GNSS全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)、SLR衛(wèi)星激光測距、VLBI甚長基線干涉測量等)、物理大地測量技術(shù)(絕對/相對重力測量、航空重力測量、衛(wèi)星重力測量、似大地水準面等)、大地測量數(shù)據(jù)處理技術(shù)等。我國測繪基準體系經(jīng)歷了數(shù)10年的發(fā)展，發(fā)生了很大變化，土地調(diào)查的測繪基準也相應(yīng)進行了調(diào)整。第二次全國土地調(diào)查采用1980西安坐標系，1985國家高程基準;三調(diào)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(gòu)建的參心坐標系;2000國家大地坐標系是我國自主建立、適應(yīng)現(xiàn)代空間技術(shù)發(fā)展趨勢的地心坐標系;1985國家高程基準是我國現(xiàn)采用的高程基準。
二、數(shù)據(jù)獲取和制作
自然資源調(diào)查監(jiān)測對數(shù)據(jù)具有范圍廣、精度高、時效快等要求，遙感科學與技術(shù)能很好地滿足這一要求。遙感科學與技術(shù)主要指通過一定的觀測平臺、如衛(wèi)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(shù)實現(xiàn)了時空一體、多維探測，具有“廣”“細”“精”和“全”等優(yōu)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(shù)據(jù)具有海量性、宏觀性、客觀性、現(xiàn)勢性、全面性和準確性的特點，從而成為自然資源調(diào)查監(jiān)測的重要信息手段。三調(diào)土地利用現(xiàn)狀調(diào)查包括農(nóng)村土地利用現(xiàn)狀調(diào)查和城鎮(zhèn)村莊內(nèi)部土地利用現(xiàn)狀調(diào)查。農(nóng)村土地調(diào)查全面采用優(yōu)
于1米分辨率的航天遙感數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)可以通過國內(nèi)高分辨率觀測衛(wèi)星如高分2號、北京2號，國外高分辨率觀測衛(wèi)星如WorldView-1、WorldView-2等獲取。城鎮(zhèn)村莊內(nèi)部土地利用現(xiàn)狀調(diào)查原則上采用優(yōu)于0.2米分辨率的航空遙感數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)經(jīng)過輻射校正、幾何校正等處理形成的影像，需采用高精度數(shù)字高程模型或數(shù)字地表模型和高精度糾正控制點，制作成數(shù)字正射影像(DOM)后才能用于國土調(diào)查。以航天遙感影像為例，以遙感影像、像控點成果、數(shù)字高程模型數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，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(shù)據(jù)正射影像。高精度數(shù)字高程模型可以通過三維激光掃描測量技術(shù)獲取點云生成，激光掃描技術(shù)結(jié)合全球定位系統(tǒng)、慣性導(dǎo)航系統(tǒng)等技術(shù)，是高精度、快速度、低成本獲取大范圍數(shù)字高程模型或數(shù)字地表模型的主動式遙感技術(shù)手段。高精度糾正控制點數(shù)據(jù)主要通過外業(yè)GPS實測或在已有的地形圖、正射影像圖上進行采集。
相關(guān)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(nèi)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(wù)，集政策指導(dǎo)、理論研究、經(jīng)驗交流和知識趣味于一體，自2002年改刊以來得到了有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)肯定和廣大讀者的好評。主要以發(fā)表研究論文為主，也報道相關(guān)學科的研究綜述與述評、研究進展與動態(tài)、研究短訊、新技術(shù)與新方法等。
數(shù)字正射影像制作完成后，按照《第三次全國國土調(diào)查工作分類》，通過分析數(shù)字正射影像紋理、色調(diào)、區(qū)位、附著物和周邊環(huán)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(diào)查數(shù)據(jù)庫地類，將內(nèi)業(yè)提取的土地利用圖斑分為與數(shù)據(jù)庫地類不一致的A類圖斑和與數(shù)據(jù)庫地類一致的B類圖斑，建立圖斑矢量數(shù)據(jù)層及屬性表，全面記錄提取圖斑的相關(guān)屬性。以縣級行政轄區(qū)為單位，在數(shù)字正射影像上套合內(nèi)業(yè)提取的土地利用圖斑及區(qū)縣行政界線、集中建成區(qū)界線等，制作成標準化調(diào)查底圖。
三、現(xiàn)狀調(diào)查
土地利用現(xiàn)狀調(diào)查指實地調(diào)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(diào)繪法。綜合調(diào)繪法是在室內(nèi)直接對影像進行解譯，將調(diào)查底圖與國土調(diào)查數(shù)據(jù)庫套合，疊加自然資源管理數(shù)據(jù)及相關(guān)自然資源專業(yè)調(diào)查數(shù)據(jù)，進行各地類預(yù)判和內(nèi)業(yè)圖斑邊界勾繪，生成圖斑預(yù)編號、權(quán)屬單位名稱等圖斑基本信息;對內(nèi)業(yè)判讀地類與實地現(xiàn)狀不一致的或根據(jù)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(diào)和補測，最終獲得調(diào)繪區(qū)域內(nèi)土地的利用現(xiàn)狀，作為數(shù)據(jù)庫建設(shè)的依據(jù)。綜合調(diào)繪法是內(nèi)業(yè)判讀、外業(yè)調(diào)查補測和內(nèi)業(yè)建庫相結(jié)合的調(diào)繪方法。
三調(diào)在開展外業(yè)實地調(diào)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(tǒng)一的互聯(lián)網(wǎng)+舉證軟件，拍攝包含圖斑實地衛(wèi)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(shù)據(jù)包，上傳至統(tǒng)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。通常可采用交會法、截距法、坐標法和比較法確定新增地物的位置，地物相對稀少的區(qū)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(diào)對城鎮(zhèn)村莊內(nèi)部打開進行細化調(diào)查，并將土地權(quán)屬界線進行上圖，權(quán)屬界線發(fā)生變化的，開展權(quán)屬界線補充調(diào)查。城鎮(zhèn)村莊內(nèi)部土地利用現(xiàn)狀調(diào)查、權(quán)屬界線上圖和補充調(diào)查，基于地籍調(diào)查數(shù)據(jù)庫成果。地籍調(diào)查指通過權(quán)屬調(diào)查和地籍測繪，查清宗地的權(quán)屬、界址線、面積、用途和位置等情況，形成數(shù)據(jù)、圖表、表冊等調(diào)查資料。權(quán)屬調(diào)查主要是遵循規(guī)定的法律程序，根據(jù)有關(guān)政策，利用行政手段，調(diào)查核實土地權(quán)利狀況，確定界址點和權(quán)屬界線的行政性工作。地籍測繪指依據(jù)權(quán)屬調(diào)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(xiàn)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(diào)查，可以全面掌握▲無人機航拍一個地區(qū)的土地類型、數(shù)量、分布和利用狀況，以及土地在國民經(jīng)濟各部門之間、在各種經(jīng)濟成分之間的分配情況，從而為建立科學的自然資源調(diào)查監(jiān)測體系提供信息保障。
四、數(shù)據(jù)庫建設(shè)
三調(diào)數(shù)據(jù)庫建設(shè)包含國土調(diào)查、土地權(quán)屬、專項用地調(diào)查、基礎(chǔ)地理、數(shù)字正射影像、數(shù)字高程模型(DEM)、相關(guān)自然資源專項調(diào)查等各類管理信息數(shù)據(jù)成果的質(zhì)檢、建庫、管理應(yīng)用，以及數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)與共享平臺建設(shè)等工作，是一項復(fù)雜的地理信息工程。地理信息工程作為測繪科學與技術(shù)的組成部分，指應(yīng)用地理信息系統(tǒng)(GIS)的理論和方法，結(jié)合計算機技術(shù)、現(xiàn)代測繪技術(shù)等，用于解決具體應(yīng)用的軟件系統(tǒng)工程。地理信息系統(tǒng)是指在計算機軟硬件及網(wǎng)絡(luò)支持下，對有關(guān)地理空間數(shù)據(jù)進行輸入、存儲、檢索、更新、顯示、制圖、綜合分析和應(yīng)用的技術(shù)系統(tǒng)。地理信息系統(tǒng)的用途非常廣泛，凡是與地理空間位置有關(guān)的領(lǐng)域，如自然資源、交通、水利、農(nóng)業(yè)、環(huán)境、軍事等部門都需要應(yīng)用地理信息系統(tǒng)。
三調(diào)數(shù)據(jù)庫建設(shè)不僅有一般地理信息工程的共性，也有自身的特點。國土調(diào)查數(shù)據(jù)庫存儲的數(shù)據(jù)量龐大，其空間數(shù)據(jù)模型復(fù)雜，存儲和管理包括屬性數(shù)據(jù)、圖形圖像數(shù)據(jù)、拓撲關(guān)系數(shù)據(jù)等多元空間數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)之間具有不可分割的聯(lián)系。其建設(shè)步驟包括數(shù)據(jù)庫建設(shè)方案設(shè)計、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)準備與處理、圖形和屬性數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)接邊、拓撲關(guān)系構(gòu)建、面積計算、數(shù)據(jù)檢查與入庫等。國土調(diào)查數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)能對國土調(diào)查數(shù)據(jù)進行管理，并具有查詢、瀏覽，以及數(shù)據(jù)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(diào)查數(shù)據(jù)的管理需求;能支持國土調(diào)查數(shù)據(jù)的交換和更新等。三調(diào)數(shù)據(jù)庫的建設(shè)過程及管理系統(tǒng)功能的實現(xiàn)，均依賴于地理信息系統(tǒng)的理論和方法。
五、成果匯總和應(yīng)用
三調(diào)成果匯總內(nèi)容主要包括數(shù)據(jù)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(shù)中的地圖制圖學理論和方法為基礎(chǔ)。地圖制圖學主要研究地圖制作的基礎(chǔ)理論、地圖設(shè)計、地圖編制和制印的技術(shù)方法及其應(yīng)用。具體研究內(nèi)容一般包括：地圖設(shè)計，通過研究、實驗，制定新編地圖的內(nèi)容、表現(xiàn)形式及其生產(chǎn)工藝程序的工作;地圖投影，依據(jù)一定的數(shù)學法則建立地球橢球表面上的經(jīng)緯線網(wǎng)與在地圖平面上相應(yīng)的經(jīng)緯網(wǎng)之間函數(shù)關(guān)系的理論和方法，研究把不可展曲面上的經(jīng)緯線網(wǎng)描繪成平面上經(jīng)緯線網(wǎng)所產(chǎn)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(shù)，即從領(lǐng)受制圖任務(wù)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(shè)計;地圖制印，研究復(fù)制和印刷地圖過程中各種工藝理論和技術(shù)方法;地圖應(yīng)用，研究地圖分析、地圖評價、地圖閱讀、地圖量算和圖上作業(yè)等。
三調(diào)主要編制的圖件包括土地利用圖件和專題調(diào)查的專題圖件，如縣級土地利用現(xiàn)狀圖、永久基本農(nóng)田分布圖、土地權(quán)屬界線圖和耕地坡度分級圖等。以土地利用現(xiàn)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(guī)定的經(jīng)差和緯差劃分，采用經(jīng)、緯度分幅。圖幅編號均以1∶1000000地形圖編號為基礎(chǔ)采用行列編號方法。地類圖斑內(nèi)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(guān)系，注記正確，清晰易讀;要全面反映制圖區(qū)域的土地利用現(xiàn)狀、利用特點和分布規(guī)律;圖面整飾規(guī)范，圖例正確;并對圖上的保密內(nèi)容作技術(shù)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(diào)查數(shù)據(jù)分析與共享服務(wù)云平臺上發(fā)布，面向政府機關(guān)、科研機構(gòu)以及社會公眾提供不同層級的數(shù)據(jù)應(yīng)用。
六、總結(jié)
國土是生態(tài)文明的空間載體，生態(tài)文明要建設(shè)好，最重要的基礎(chǔ)是必須清晰掌握自然資源的本底基數(shù)。自然資源調(diào)查監(jiān)測是在測繪工作的基礎(chǔ)上開展。測繪是自然資源管理中摸清家底、科學規(guī)劃、精準施策的基礎(chǔ)性工作，是自然資源統(tǒng)一監(jiān)管的重要技術(shù)手段。當前，測繪科學與技術(shù)與互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算等高新技術(shù)不斷融合發(fā)展，信息化測繪技術(shù)體系和新型基礎(chǔ)測繪體系正在形成，測繪科學與技術(shù)將在自然資源管理中發(fā)揮越來越重要的作用。要以測繪科學與技術(shù)為支撐，通過三調(diào)等各類自然資源調(diào)查，查清山水林田湖草各類資源面積、分布、質(zhì)量等信息，建立統(tǒng)一的自然資源數(shù)據(jù)庫和綜合監(jiān)管與共享平臺，從而實現(xiàn)調(diào)查成果的“一查多用”，實現(xiàn)“以圖管地、網(wǎng)上管理、在線審批”的自然資源數(shù)字化管理新模式。——論文作者：賀涌源戴磊
