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遥感技术在年度土地变更调查中的应用.doc

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遥感技术 年度 土地 变更 调查 中的 应用
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龙岩学院资源工程学院毕业论文题 目: 遥感技术在年度土地变更调查中的应用资源工程学院遥感技术在土地年度变更调查中的应用【摘要】本文介绍了动态遥感监测与年度土地变更调查的工作方法以及它们之间的关系,阐述了遥感监测成果的获取,利用遥感监测成果进行年度土地变更调查工作的现状。利用遥感影像在南安 2014 年度土地变更调查中的具体应用,分析遥感技术在土地年度变更调查应用中存在的优缺点。最后根据本人工作经验对存在问题提出相关建议。【关键词】土地利用;遥感技术;遥感监测成果;土地变更调查1目录1.引言 .................................................................................31.1 研究背景 ...........................................................................31.2 研究意义 ...........................................................................31.3 研究内容 ...........................................................................32.研究区概况 ...........................................................................32.1 地理环境 ..........................................................................32.2 土地资源 ..........................................................................43.遥感监测数据资料 .....................................................................43.1 遥感影像资料 ......................................................................43.2 遥感监测图斑资料 ..................................................................44.遥感技术在南安市 2014年度土地变更调查中的应用 ........................................44.1 任务来源 ..........................................................................424.2 实施步骤 ..........................................................................44.2.1 用地管理信息下发 .............................................................44.2.2 遥感监测图斑外业核实 ........................................................54.2.3 土地变更调查成果检查 .........................................................64.2.4 土地调查数据入库更新与土地利用现状数据汇总 ...................................64.2.5 编图 .........................................................................64.3 内外业检查发现问题时的处理方法 .....................................................64.4 外业调查成果 .......................................................................65.遥感技术在年度土地变更调查中的应用分析 ...............................................75.1 优势 ..............................................................................75.2 存在问题 ..........................................................................75.2.1 监测成果精度差异 .............................................................75.2.2 监测成果准确性不够 ...........................................................75.2.3 外业调查技术人员看影像图能力不足 ............................................75.2.4 过于依赖监测成果 ............................................................85.3 建议 ..............................................................................86.结论及展望 ...........................................................................86.1 结论 ..............................................................................86.2 展望 ..............................................................................9致谢 ...................................................................................9参考文献 ..............................................................................1031.引言1.1 研究背景遥感技术是一门新兴技术,起始于上世纪 60 年代。近年来,对地面信息获取和处理的技术上获得了很快的发展。上世纪 80 年代初,我国首次在土地资源管理中应用遥感技术 [1]。1996 年,我国组织应用美国陆地资源卫星 TM 数据,监测全国重点城市的建设用地规模,第一次掀起了遥感技术在我国土地管理中应用、推广的高潮。1999 年针对全国重点城市等区域土地利用变化状况、特别是新增建设用地占用耕地状况,进行了连续、多周期、多目标的遥感监测 [2]。实现了对重点地区、特定目标土地利用状况的快速监测,形成了成熟的技术路线和一系列技术规程规定,基本建立了土地利用动态遥感监测体系,形成了从生产到应用的产业化、规范化和市场化运行机制,实现国家直接掌握用地状况,在参与宏观调控和经济形势分析,以及国土资源调查、规划、保护、合理利用等管理工作中发挥了重要作用 [3]。2007 年至 2009 年,在土地调查、变化检测及土地监测等工作上动态遥感技术为其提供准确的基础数据。2010 年度,在全国土地年度变更调查中,遥感技术发挥了举足轻重的作用,特别是对建设用地的增多、耕地和农用地渐少的情况进行了有效的监测 [4]。1.2 研究意义利用遥感技术来获取土地资源信息在实际中已经得到验证是可行的,而且在国家管理土地利用情况中发挥了重要作用。根据遥感监测反映出来的土地利用变化情况,可以为各级政府在管理国土资源,制定土地利用方案,完善关于国土的政策提供了服务。根据实时的卫星遥感监测数据,我国的土地利用的变化信息能够及时的获取,为检查土地利用总体规划、年度用地计划实施情况,提供了可参考的数据。在国土资源管理基础数据库的建立中,提供了现实空间基础数据。为修订与复核土地变更调查,及时将现势的土地利用信息提供给各级政府,为社会、经济可持续发展和保护环境服务 [3]。1.3 研究内容随着“以图管地”土地管理模式的提出与实施,从 2010 年开始,为了保证第二次土地调查数据成果的现势性,采用新机制、新方法进行年度土地变更调查。本文以遥感监测成果作为南安市 2014 年度土地变更调查的依据,为其提供基础数据和外业底图,以此展开土地变更调查工作,分析遥感技术的作用以及在应用过程中所存在的问题。2研究区概况2.1 地理环境南安市为福建省泉州市下辖的县级市,坐落于福建省东南沿海,地理坐标为北纬 24°34′30″-25°19′25″,东经 118°08′30″-118°36′20″。东与鲤城区、丰泽区相邻,南部与金门岛隔海相望,西与安溪县、厦门同安区接壤,北与永春县、仙游县毗邻,全市周长 313 公里,东西宽 45 公里,南北长 82 公里,全市周长 313 公里,东西宽 45 公里,南北长 82 公里。全境山峦起伏,河谷、盆地穿插其间。地势西北高,东南低,海拔 1000 米以下的丘陵山地占全市总面积的 73%。42.2 土地资源南安市土地总面积 3052869.9 亩,现有耕地 517410.1 亩,占土地总面积的 16.9%。园地 311098.8 亩,占土地总面积的 10.2%。林地 1325182.7 亩,占土地总面积的43.4%。草地 198.1 亩,占土地总面积不足 1%。其它农用地 122034 亩,占土地总面积的4%。建设用地 448482.9 亩,占到土地总面积的 14.7%。未利用地 328463.3 亩,占土地总面积的 10.8%。3.遥感监测数据资料3.1 遥感影像资料遥感影像资料采用南安市区 2014 年度的遥感卫星影像存档数据。地形图数据采用南安市区国家基本比例尺 1:10000DLG 数据,1980 西安坐标系。该数据精度高,在工作中用于卫星影像纠正的辅助检查。DEM 数据采用南安市区国家基本比例尺 1:10000DEM 数据,1980 西安坐标系。该数据在工作中作为卫星影像的正射纠正。DOM 数据采用南安市 1:10000DOM 数据,地面分辨率为 1 米,1980 西安坐标系,1985国家高程基准,高斯-克吕格投影。该数据在工作中作为卫星影像纠正的数据源之一和辅助检查手段 [5]。3.2 遥感监测图斑资料遥感监测图斑信息的提取是将本年度遥感正射影像与上一年度遥感正射影像叠加对比,并参考上一年度土地调查数据库等基础资料,按照统一的图斑提取原则和要求,分类提取新增建设用地图斑。如图 3-1 南安 2014 年度遥感影像及监测图斑。图 3-1 南安 2014 年度遥感影像及监测图斑4. 遥感技术在南安市 2014年度土地变更调查中的应用4.1 任务来源为准确掌握 2014 年度全国土地利用变化情况,依据《中华人民共和国土地管理法》 、《土地调查条例》 、 《土地调查条例实施办法》和《全国土地变更调查工作规则》 ,在第二次全国土地调查及上年度全国土地变更调查成果的基础上,在全国开展土地变更调查与遥感监测工作,更新土地调查数据库 [6]。4.2 实施步骤54.2.1 用地管理信息下发在遥感监测成果上,空间套合农村土地整治监测监管系统 2011-2014 年度验收土地整治项目区范围界线、增减挂项目建新区范围界线、农转用勘测定界范围界线、历年来在工矿废弃地复垦备案系统和增减挂钩备案系统中新增耕地验收项目区范围界线、低丘缓坡等未利用地开发项目的场地平整区范围界线等新增建设用地信息辅助开展年度新增耕地调查[7]。再根据南安市土地资源信息情况,确定 2014 年度南安市遥感监测图斑共 2596 个,面积达 8794 亩。表 4-1 为土地利用遥感监测成果文件名与格式要求。表 4-1 土地利用遥感监测成果文件命名与格式要求内容 文件命名 格式县级行政界线 “县级行政代码”xzjx Shapelife新增建设用地图斑 “县级行政代码”jctb Shapelife后时相遥感影像图 “数据源类型”DOM img后时相镶嵌块信息文件 “县级行政代码”2014xq Shapelife监测情况报告 “县级行政代码”jcbg doc4.2.2 遥感监测图斑外业核实开展遥感监测图斑外业核实及建设用地变更调查。将国家下发的遥感监测成果以县市为单位的,图幅较大不易操作。为方便外业调查,需按照乡镇为单位作分幅处理,制作比例尺为 1:6000 或 1:7000 的外业底图,利用外业底图对各监测图斑进行逐一外业调查。根据实地情况,对遥感监测图斑进行现场核实、并且用相机拍下每个图斑的情况,特别是对图斑内未建设的地方,照片将作为举证材料对图斑的范围进行调整和补充调查。调绘实地建设范围和图斑内未建设的范围以及土地利用现状,确认遥感监测图斑变化情况。如实地中已经建设的图斑,按照实际情况,分为建设用地、设施农用地或临时用地变更;对于实地为水泥平整地的图斑,按照建设用地变更;对监测图斑中,一部分为已建房屋,而另一部分为土质平整地的,提供未建设土质平整地的照片作为举证材料;对于实地为推填土的图斑,提供现场未建设的实地照片作为举证材料;对于实地为伪变化的图斑,提供现场实地照片作为举证材料。并填写表 4-2 遥感监测图斑信息核实记录表(部分)的相关数据。表 4-2 遥感监测图斑信息记录表(部分)遥感监测图斑信息记录表福建省泉州南安市遥感监测情况中心点坐标 时相序号行政代码监测图斑号图斑类型 X Y 前 后监测面积(亩)1 350583 2000 2 39643764.3 2766480.9 20131013 20141022 9.62 350583 2001 1B 39648059.6 2766439.4 20131008 20141022 4.13 350583 2002 1B 39649339.1 2766269.8 20131008 20141022 1.44 350583 2003 2 39640470.1 2766193.9 20131013 20141022 5.35 350583 2004 1B 39648053.4 2765982.9 20131008 20141022 3.96 350583 2005 1B 39643612.6 2765977.2 20131013 20141022 4.17 350583 2006 1A 39649721.7 2765314.2 20131008 20141022 38 350583 2007 2 39647306.1 2764472.4 20131008 20141022 36.969 350583 2008 2 39645400.4 2764453.7 20131013 20141022 12.810 350583 2009 3A 39640695.8 2764366.6 20131013 20141022 8.411 350583 2010 1B 39647018.2 2764209.9 20131008 20141022 1.1监测图斑个数: 2596 监测图斑面积合计: 8794表中图斑类型“1A”表示前一次拍摄的遥感影像有植被覆盖或明显无建设痕迹,而后一次拍摄的遥感影像有明显建设特征时,可确定为集中建设的农村居民点、住宅小区、学校、工厂、高层建筑等建设用地。 “1B”表示不能确定归为 A 类的零散分布的农村居民点,有建设痕迹的,以及已建项目内部新建或扩建的附属绿地、广场、停车场。 “2”表示前一次拍摄的遥感影像明显不是建设用地的,而后一次拍摄的遥感影像有建设或者推填土痕迹的图斑类型。 “3A”表示前一次拍摄的遥感影像有明显建设推填土特征,而后一次拍摄的遥感影像有明显建设特征时,可确定为集中建设的农村居民点、住宅小区、学校、工厂、高层建筑等建设用地。遥感监测图斑的类型共分九个大类二十五个小类 [6]。时相的前后表示前一次拍摄遥感影像的时间与后一次拍摄遥感影像的时间。4.2.3 土地变更调查成果检查对土地变更的调查成果,我们依据外业实地拍回来的各监测图斑的照片对照遥感影像进行内业核查、外业检查。如对某一图斑判断其影像图所反映出的地貌情况是否与实地照片所反映的情况一致,若不一致,分析其原因,可能是找错图斑位置或者实地情况发生改变。还有对数据库质量的检查,审查设施农用地和临时用地,对存在的问题的图斑,要及时修正和改进。4.2.4 土地调查数据入库更新与土地利用现状数据汇总对于不符合质量要求的数据成果要进行修改,将检查后符合要求的变更调查数据库进行更新入库,最终形成能够反映 2014 年度南安土地利用现状信息的土地变更调查数据库。根据外业调查的各监测图斑的土地利用现状检查核实完确定没有问题的,按乡镇为单位进行利用情况汇总,最终形成年度各类土地利用现状变化汇总结果。4.2.5 编图利用 MapGIS 软件对监测图斑进行编辑,作监测图斑的地类更新处理,并更新数据库。如实地为建设用地的图斑,原地类为耕地(地类代码 011) ,经过执法部门对该违法图斑的处理,根据实际情况应将该图斑的地类更改为建设用地(地类代码 203) 。4.3 内外业检查发现问题的处理方法当检查遥感监测图斑出现以下几种情况时:(1)如果实地表现出来是已经建设或正在建设的图斑,但数据库中没有及时将图斑信息变更为建设用地、设施农用地或临时用地的;(2)在新增道路中,若路面宽度大于 6 米或路基宽度大于 6.5 米的道路,且未按公路用地进行变更的;(3)实地是泥质平整地或者伪变化的遥感监测图斑,数据库中没有变更为设施农用地、建设用地、或临时用地,且未按要求提供实地照片和证明材料进行举证的;(4)2014 年度遥感监测图斑地方解释为拆除的;(5)2014 年前土地卫片执法检查填报为实地已拆除,但未拆除被列为监测图斑的;(6)2013 年度调查中为临时用地的监测图斑,在 2014 年度实地却未拆除的图斑;以上全部作为问题图斑,移交相关机构进行处理。对有问题的图斑,依据土地实地情况,进行变更。4.4 外业调查成果7各技术人员根据外业底图,到每个图斑所在地进行逐个调查,判断地类,记录相关信息,最后汇总统计出南安市 2014 年度各图斑的使用情况。汇总资料如表 4-3 外业调查成果。表 4-3 外业调查成果5.遥感技术在年度土地变更调查中的应用分析5.1 优势利用遥感监测成果,再根据国土局现有的关于土地利用的信息,在土地年度变更调查中可以较准确发现本年度各地块土地利用的情况是否有发生变化,发生变化的土地就会被提取为监测图斑,遗漏的概率较小。并且根据检测出来的新增建设用地图斑的分布情况可以有重点的进行外业调查,节省了外业调查的时间,提高了土地变更调查的质量和工作效率,与传统的土地利用现状图相比较更加直观,并且准确度也得到了有效的提高。5.2 存在问题5.2.1 监测成果精度差异由于监测分区的划分收到很多因素的影响,比如人口、经济、地理位置等因素,具体为城市的分辨率比山区的分辨率高,所以不同地方的遥感影像的清晰度也会存在不同程度的区别。根据影像分辨率,监测图斑的最小面积也不同。由于影像分辨率高低不同,部分影像分辨率低的地方,存在监测图斑时,造成外业底图影像不清晰,对外业调查造成一定的影响,具体表现为较难确定图斑的确切位置。也有的当新增建设用地出现在影像分辨率较低的区域时,这些新增建设用地就很可能不会被监测到列为监测图斑,这种情况下,随着一年一年的积累,实际的建设用地比调查统计分析出来的建设用地更多,导致数据失去客观性。5.2.2 监测成果准确性不够遥感监测图斑的提取是采用人工对相邻两年的影像图进行解译对比来确定的,由于基础数据、操作因素、技术因素等对提取监测图斑都会有一定影响,从而导致被监测到的图斑与实地图斑存在差异。如实地为伪变化的地块被提取为新增建设用地图斑;也存在上一年度已经被列为监测图斑的土地,由于编图人员未将其地类作更改使得再一次被列为本年图斑类型 个数 面积(亩)在建或已建道路 106 1637.4个人住宅、工厂、停车场、水泥平整地等建设用地 2328 5943.8设施农用地 26 134.6临时用地 24 265.1大型水工建筑、港口码头、沟渠(南水北调) 53 219.1拟拆除图斑 30 289.5伪变化图斑 29 304.5合计 2596 8794.08度监测图斑,造成重复工作;还有部分实地为正在建设或已经建设的地块,监测图斑却没有提取到。5.2.3 外业调查技术人员看影像图能力不足对于第一次看影像图的技术人员来说,看影像图的能力往往是有限的,他们可能只接受了短期的看图培训。当运用到实际的外业调查中,遇到较复杂的影像情况(如监测图斑在一片较密集的居民区内)时,由于没有足够的经验,很可能会找错图斑,或者要花费较多的时间才能找到监测图斑在实地上的正确位置。这种技术人员看影像图的能力较弱导致找错监测图斑的位置,就直接影响了数据的客观性。正因为看图能力不足,也影响了外业调查的效率。对于监测图斑较多的县市来说,完成土地年度变更调查的时间往往是很紧迫的。5.2.4 过于依赖监测成果各地年度土地变更调查的工作人员将遥感监测成果作为其工作的标准,只对监测到的图斑进行调查更新,而对遥感监测图斑以外的却存在现状变更的图斑置之不理,这样就影响了年度土地变更数据的客观性。5.3 建议遥感监测成果只是年度变更调查的依据而不是标准,各工作人员不应该过于依赖这个成果。应正确认识遥感监测成果,使其在年度土地变更调查得到正确合理利用。在这新技术给我们的工作带来便利的同时,也不能懈怠自己的责任,要时刻保持科学,客观的工作态度。还应加强对遥感信息采集加工并制作成监测成果的技术人员进行培训,增强其对遥感监测成果的分析处理能力,减少从源头带来的错误和误差。对外业调查的技术人员也应加强其工作能力,特别是看图的能力。6.结论与展望6.1 结论遥感技术的发展与应用给人类的生产带来了极大的便利,它解放了生产力,降低了劳强度,提高了工作效率与质量。遥感监测成果在土地年度变更调查工作上更是发挥了举足轻重的作用。技术人员是在遥感监测成果的基础上开展土地年度变更调查工作的,才能使得土地年度变更调查工作能够顺利的进行下去,并且大大的提高了效率。但同时,我们也应该充分正确的理解遥感监成果的内容和含义,它是用于辅助开展年度土地变更调查工作的,并不是年度土地变更调查工作的标准,我们要合理利用才能发挥其积极的作用。6.2 展望遥感技术作为土地年度变更调查工作的依据,发挥了其积极的作用,在其他工作的应用中也扮演着重要的角色,比如利用遥感监测成果,可以监测城市规模扩展情况,小城镇建设土地利用情况,土地利用规划实施情况等土地利用信息。相信随着遥感技术的发展,监测成果精度与分辨率的提高,在未来的土地变更调查中,在内业就能够准确的完成各数据的采集,再辅以少量的外业核实就能够完成年度土地变更工作,实实在在的减少了劳动量,并且为国家能够高效合理的利用国土资源作出巨大贡献。致谢9本文的最后,我要感谢我的导师林金堂。在完成本文的过程中,从开始收集材料、选定题目、写开题报告,到后来初稿的修改、终稿的敲定,林老师始终悉心、认真的指导,提出了许多建议,指出我的不足之处,为我指明方向,对文章存在的问题都细心指出,并提出修改方案,让我受益匪浅。我也在写作过程中提高了查阅资料、分析解决实际问题的能力。 感谢龙岩学院和资源工程学院的所有老师们,感谢母校的栽培,感谢各位老师的传道解惑,老师们的谆谆教诲我终生难忘。感谢福建省地质测绘院国土与地理信息第三分队的领导及同事们,在我进行工作区研究分析时在技术上热心答疑解惑,让我可以顺利的收集毕业论文的相关材料。感谢 2011 级测绘工程(1)班的同学们,我们大家一起度过了四年的大学时光,因为有你们的陪伴,大学的生活才变得如此的丰富多彩。感谢我的父母,一直以来在我身后默默支持我,他们无微不至的关怀让我能够安心完成学业。最后,我要向百忙之中抽出时间来审阅论文的老师表示最诚挚的感谢!
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