“3S”集成技术对土地整治项目实施动态监测的影响

孙书伟

（陕西省土地工程建设集团有限责任公司，陕西 西安 710075）

“3S”集成技术是指将遥感技术、全球定位系统以及地理信息系统融合在土地工程领域，进而提高土地工程质量和实施效率的技术手段[1-3]。“3S”集成技术在宜农未利用地开发中最重要的应用主要为新增耕地的位置确定和有效新增耕地的遥感面积测算。由于“3S”集成技术具有操作简单、运行速度快、卫星影像图更新及时、坐标定位精确等优点，目前，已通过结合移动终端在多地宜农未利用地检测和开发中对其进行使用推广[4]。通过高精度的卫星影像图能够非常直观地显示区域内村庄、道路、河流及其他特征地物，可极大地节约生产成本和提高工作效率[5]。土地整治项目是利用工程手段改变土地利用格局以及改善土地资源利用效率的重要手段，但目前针对土地工程方面的研究重点在于工程实施完成后的结果，对于实施过程中的具体细节往往忽视，从而为工程质量埋下一定隐患。

1 “3S”集成技术在土地整治项目中应用现状

“3S”集成技术在土地整治中的应用，主要包含在土地利用过程中、土地整治工程实施过程中以及土地资源管护过程中。集成技术可利用GPS快速确定目标，利用RS迅速、客观地监测各类所需信息，最后使用GIS对多种来源的时空数据进行综合处理、动态存贮、集成管理、分析加工等，将3种技术有机结合实现对目标变化过程的信息进行动态的直观反映，并通过其处理方法，及时对变化信息进行提取、更新和分析，有利于野外数据调查、数据采集和测量的快速完成。由于依靠传统的作业方式已难以快速、准确地确定出可开发耕地范围，“3S”集成技术融合了遥感、空间分析以及先进的计算机处理技术，结合三调数据、基本农田数据、林地数据以及生态红线数据等，通过室内分析处理，快速筛选出具备实施潜力的可开发耕地资源，降低了传统实地踏勘、测量所需的时间成本、人力成本和资金成本。

2 “3S”集成技术在土地整治项目实施过程中的动态监测

2.1 土地整治项目规划设计中的动态监测

可行性评估论证是土地整治项目规划的基础，传统的项目规划作业方法一般是利用手持GPS或RTK设备进行实地测量，同时获取区域内高程数据和其他相关数据，而相对的，受天气状况和GPS信号源强弱影响较大，容易对数据采集产生较大的干扰。由于现阶段项目实施范围的偏远性，交通条件甚至无法满足测量工作要求，因此对土地整治项目的数据采集和规划设计需耗费大量人力、物力。通过卫星影像、无人机航测和三维场景构建技术的结合，能够提供精准的地形地貌、地质条件、土壤类型、区域内基础设施以及土地利用现状和利用程度等基础空间数据和图库，将高分辨率遥感影像和无人机影像相结合，为土地整治区域优化选址以及工程量测算提供科学依据，极大地节省了时间成本和经济成本。“3S”集成技术对土地整治项目的可行性评估和规划设计起到有力的指导性作用。耿黎娜等[6]结合高分辨率遥感数据分析了土地整治项目的可行性，避免了可研阶段和规划设计阶段出现较大调整。谭旭等[7]将无人机航测RS技术、GIS以及三维模型库等技术结合，并应用于土地整治三维规划设计中，将土地整治规划设计由二维转到三维。余飞燕等[8]建立了利用无人机航空摄影的遥感平台，采用无人机航空摄影测量技术获取了测区的DEM及DOM，建立了实景三维模型并应用于土地开发整理项目中，为工程前期的改造设计提供技术支持。

2.2 土地整治项目施工监管中的动态监测

在土地整治项目施工阶段，阶段性地利用“3S”集成技术，如无人机对项目区进行航拍，能及时、精准、低成本地掌握工程实施进展和安全情况，高分辨率的遥感技术能够对项目实施规模、新增耕地面积、道路建设、水利设施配套以及农田防护林栽植情况进行有效获取，通过提取土地工程地物信息并建立相应的评价模型，能够有效地实现土地整治过程的动态监测[9]。而利用高分辨率影像、面向对象分类及形态学处理手段相结合的线状地物自动识别技术也在土地整治领域取得了重要突破。同时，可对项目或工程的重点区域或隐蔽施工区域进行针对性监测，避免损失并提高监管效率。张超等[10]分析了遥感在土地整治规划设计、施工监管及验收评价工作中的应用，总结了遥感技术在土地整治项目中的优势。顾铮鸣等[11]利用无人机航拍影像，结合智能算法识别田间道路和骨干沟渠利用状态，并进行了精度验证，基于无人机遥感对土地整治项目基础设施利用情况进行自动分类识别，具有可行性且效率较高。李少帅等[12]以多时相高分辨率RS数据为数据源，通过实证研究法、文献研究法构建形象进度评价模型以综合掌握项目实施进度，从RS影像提取的工程矢量信息分析，评价结果符合项目实际进展。

2.3 土地整治项目验收评价中的动态监测

在土地整治项目竣工验收阶段，可利用“3S”集成技术对项目区建设规模进行复核，测算竣工工程量，并对项目区水利配套设施、道路工程以及农田防护林建设的真实性进行辨识，检验规划设计与竣工工程量的一致性，同时可以通过“3S”集成技术空间成像功能对项目建成后的效果图进行存档和备案，更好地将项目展现并快速验收工程质量和建设情况。而利用“3S”集成技术提供的影像资料和数据，能极大地提升项目形象和公信力，有效提高项目综合效益。目前，已有多种利用“3S”集成技术进行土地整治成效评价的技术方法和操作流程，为项目完成后土壤改良效果提供依据。另外，将高分辨率遥感影像的光谱纹理信息与矢量数据相结合，可实现土地整治中田块形态变化和农田防护林网建设等建设成效的动态监测。王勇等[13]利用资源一号02C卫星数据，结合ERDAS、AutoCAD和ArcGIS等工具进行土地整理项目验收核查的技术路线和操作流程，并对该技术的可行性和准确性进行分析。可准确解译土地平整工程内的地类情况、灌溉与排水工程中的山平塘情况以及田间道路工程中的田间道路整治情况。李巍等[14]使用GIS技术、数据库技术和网络技术实现了对土地整治综合项目的建设布局、规划设计、实施监督、检查验收和成效评估信息化。丁美青等[15]将SPOT-5遥感数据与BP神经网络和主成分分析法相结合，对土地开发整理区土壤有机质含量进行定量反演，丰富了土地开发整理土壤质量验收工作的操作方法。

2.4 土地整治项目移交管护中的动态监测

土地整治项目移交管护责任的落实对土地整治效果具有决定性作用，但项目建设往往忽略了其重要性，管护责任制度以及项目管理运行方式不清晰，落实主体责任程度不够。另外，土地整治项目移交管护目前多以定性分析为主，社会效益和生态效益均存在显著的滞后现象。黄勇等[16]对土地整治工作中3S（RS、GIS和GPS）技术在后期管护阶段的应用情况进行了阐述，提出了建立土地整治信息系统，将3D分析功能与可视化技术更好地应用于土地整治中的建议。而利用“3S”集成技术可以定量地对项目区土地利用现状和作物种植结构等进行实时监测，对项目被移交方的管护责任进行动态监测监管，如发生新增耕地弃荒等现象，能够及时做到信息获取并精准定位，并且采取相应的措施推动主体责任的落实，确保工程建设与管护责任有机结合，促进土地整治项目能够长期有效运行，真正地发挥其优势。关小克等[17]利用遥感影像数据对整治后耕地边际化的风险进行多维度评价，识别出现阶段影响耕地边际化的主导因素，对防止耕地撂荒现象的发生具有重要作用。

3 结语

“3S”集成技术与数据处理、地学分析等手段的有机结合，极大地促进了地表信息获取、土地面积测量、土地利用现状图绘制、灾害监测预警和规划等方面的研究和应用进程，是一种能显著提高土地工程质量和实施效率的技术手段，具有较大的推广价值和技术应用前景。