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近年来,遥感技术在土地管理的许多具体业务比如土地调查、监测、及利用更新、规划修编工作中得到了广泛应用。这些高科技技术的应用,为土地管理的决策提供了重要的科学依据,也提高了土地资源管理工作的地位。但随着中国经济的高速发展,社会经济活动日益频繁,土地利用现状快速变化,原有的土地利用现状更新调查方式越来越不能适应管理工作的需要,土地、矿产管理基础数据的现势性越来越受到质疑,数据的获取和更新方式相对落后,来源于基层部门的土地基础数据其质量和实时更新程度都难以满足需要。
针对目前国土部门掌握的数据很难全面、真实、客观地反映资源的状况,大批量高分辨率卫星遥感数据广泛应用于国土资源管理行政的时机已然成熟。随着国土资源电子政务的广泛应用,土地勘测定界地块的位置,矿山范围的界定等定量定位性质的日常管理工作均可通过卫星正射影像资料快速实现,以卫星遥感影像为直观地图资料叠加土地利用现状图、土地利用规划图,矿产资源规划图、矿产地数据资料进行国土资源定量定位管理的管理模式基本形成,以卫星遥感数据为基础进行数据更新维护的客观数据变更模式也基本形成。在这一应用需求的推动下,大规模遥感数据在土地、矿产资源管理中应用相关的数据存储,正射影像校正,应用原理、方式、领域,数据的集中或分布式发布原理及技术方法等问题应运而生。
本文以云南省国土资源信息化工作为背景,依托云南省金土工程项目,系统、全面的分析了国土资源最主要的两大管理业务土地管理和矿政管理的管理职能、工作模式业务、业务结构和流程,特别是开展这些工作所赖以支撑的各种基础数据和过程数据,研究了这些数据间的应用关系,提出了国土资源管理主要业务工作信息化的总体构架,以期为我国国土资源管理提供系统的方法研究和具体的技术支持。
本文主要内容和研究重点在于:
1、阐述国土资源管理的基本概念,系统总结土地管理和矿政管理的管理职能、工作模式、业务结构;对两大职能顺利运作的基础数据和过程数据进行了全面分析和整合,同时考虑这些数据间的应用关系,提出了云南省国土资源管理主要业务工作信息化的总体构架。
2、分析高分辨率遥感影像的校正原理及正射校正误差控制,提出了影像正射处理技术流程、纠正方法,根据云南的地形地貌特征和数据处理实践分别提出了SPOT5 和 Quick Bird遥感影像在不同地形条件、不同校正方法的精度要求与误差控制方法。
3、形成以电子政务平台为支撑,集OA(办公自动化)、MIS(业务管理系统)和GIS(地理信息系统)为一体化的国土资源管理新模式。研究提出了通过现代信息化技术将土地利用规划数据、土地利用现状数据、土地开发复垦整理数据、地籍数据、地价数据、土地储备数据、土地交易数据、土地监察数据、矿产资源数据、地质环境数据和基础地图数据等原先相对独立的数据资源快速关联集成的国土资源电子政务模式。以SPOT 5、QuickBird等各种高分辨率卫星遥感影像的应用为电子政务模式下国土资源管理工作提供客观准确的现实依据;改变土地管理基础资料现势性问题,基本上使土地利用的日常管理实现了定量、定位的可视化管理。同时还提出了支持这一模式运转的多源异构空间数据管理的 GIS设计解决方案和技术特点,论述了遥感数据在土地管理的执法监察、土地利用更新调查、违法用地查处、闲置土地清查、建设用地审批等方面的应用。 4、根据矿产资源行政管理业务职能需要,开展矿产资源勘查管理、矿产资源开发利用管理、矿产资源规划管理、矿产资源储量管理和执法监察,突出遥感数据在采矿权管理、探矿权管理、.矿产资源规划管理、矿产资源执法监察业务四大方面的行政应用。以正射卫星影像资料承载矿产资源规划、矿产资源分布情况,丰富工作图件信息。在采矿权、探矿权管理中主要体现的是局部小范围、矿权设置区域的定量定位管理,区块的地表情况和压覆情况审查。
5、遥感影像数据库建设及信息发布机制研究。遥感影像数据库的建设及其社会化服务是其他相关数据库建设和国土资源管理的重要基础。在本文中,建立基于遥感、GPS和GIS技术的土地基础信息获取与监测的运行系统,系统基于 ArcSDE+AreiMS+Oracle,采用Browser/Server 3 层结构模型,层结构分别为客户端浏览器、服务器和数据库。客户端浏览器支持各类数据和信息的显示并可与服务器进行通讯。服务器由IIs的Web服务器和ArcIMS的GIS服务器两部分构成,前者负责基本的网络通讯与协调,后者主要支持网络地理信息系统功能的实现。ArcSDE作为空间数据管理中心,采用面向对象的空间数据模型Geodatabase,将空间数据和属性数据统一在Oracle数据库中管理。
论文主要在以下三个方面取得一些新的成果:
1)不同地形条件下影像正射校正体系建立与精度评价方法优选针对SPOT5和QUICKBIRD 影像特点,提出高分辨率遥感数据在不同地形条件下的校正方案,解决高分辨率卫星数据在不同地形地貌条件下应用处理的精度控制问题。指明:在原始遥感图像上,地形起伏等因素引起的像点位移一般超过两个像元的大小,像点位移引起图像变形呈随机分布,随着空间距离的增加,像点位移造成的图像变形有积累的趋势,点位间高差增大,图像变形也相对增大;校正过程尽量采用有DEM数据的严格物理模型纠正,增加影像的解析度,也可以根据不同地形分区域较正。
2)基于远程网络的多级卫星影像数据库框架设计全面分析国土资源最主要的两大管理业务土地管理和矿政管理的管理职能、工作模式业务、业务结构和流程,特别是开展这些工作所赖以支撑的各种基础数据和过程数据,分析了这些数据间的应用关系,提出了国土资源管理主要业务工作信息化的总体构架。
分析研究基于不同的网络环境下,实数据源的局域网络应用以及保护源数据的远程网络环境下遥感影像数据库存储、管理、分发以及提供使用的策略、原则和技术,提出了基于国土资源专网的省、市、县遥感影像应用、数据存储分发、数据管理安全机制。
3)高分辨率遥感数据在国土资源行政管理中的应用系统全面的分析了遥感影像在国土资源行政管理中应用的一般原理,数据存储利用的方式,提出了以勘测定界地块或区块坐标为定位标的,通过区块坐标完成影像定位,在国土资源行政管理的建设用地审批、土地执法监察、土地利用规划管理、采矿权管理、探矿权管理、地质环境监察等工作中实施定位定量管理的理论和方法。