3S技术在土地整治监测监管中的应用研究
目前，我国人多地少、土地粗放利用的基本国情没有改变，资源环境对经济社会发展的约束更加凸显，土地整治作为落实最严格耕地保护制度和最严格节约集约用地制度的重要措施，在保障国家粮食安全、促进新农村建设和城乡一体化以及生态文明建设等方面具有重要意义，已上升为国家层面的战略部署。
近年来，各级政府安排的土地整治资金和项目数量不断增长，全国每年投入土地整治的资金达上千亿元，土地整治监管工作量和监管难度越来越大。随着政府简政放权的深入推进，中央对土地整治监管工作提出了更高更明确的要求。因此，管理理念和技术创新能力成为能否管住、管好、实现土地整治国家目标的决定性因素。3S技术作为高效获取、分析和管理空间信息的技术手段，为改进土地整治管理方式、提升监管能力和水平提供了一种新思路。
一、项目概况
从2002年起，国土资源部土地整治中心陆续启动和开展了多项土地整治信息化建设相关的课题和项目研究工作，结合实际工作需求，提出了3S技术应用于土地整治工作全过程的监测监管技术体系，开启了国内土地整治信息化监管的新模式，突破了多项土地整治监测监管技术难题，初步形成了“天上看、地上查、网上管”的监管工作框架。
截至目前，已获得国家发明专利1项（基于GPS和激光技术的三维地形测量装置，ZL200820079033.X），软件著作权1项（GPS辅助现场调查系统V1.0，2007SRBJ1402）；出版专著1部（《3S技术在土地整治中的应用》，2014年由中国财政经济出版社出版）；形成《土地整治项目工程量计算规则》（TD/T 1039—2013）和《土地整治项目制图规范》（TD/T 1040—2013）2项行业标准；发表学术论文20余篇（其中SCI、EI论文4篇），并在项目支撑下完成了2篇博士论文、8篇硕士论文。
二、主要研究成果
1．系统提出了3S技术应用于土地整治项目全程全面监测监管的技术方案。通过开展RS、GIS、GPS技术在土地整治项目申报立项、规划设计编制与评审、项目实施监管、竣工验收和后期管护评价中的应用实证分析，形成了3S技术应用于土地整治工作全过程的技术方案，编制了《土地整治3S技术应用手册》，成为近年来土地整治监测监管工作的重要技术参考。
2．揭示了RS技术应用于土地整治项目管理不同阶段的技术特征和精度要求。通过解译1米分辨率IKONOS影像、0.61米QuickBird卫星影像和航片可以清晰勾绘项目区各地类界线，比较精确地统计各地类面积，实验误差小于3%，清晰辨识项目区内农田灌排工程、田间道路、农田防护林等农田基础设施，能够充分反映项目区地貌、地物等真实情况。
3．揭示了IKONOS卫星立体像对测图精度和成本。IKONOS卫星立体像对测图较传统全野外测量和航空摄影测量而言，在内业和外业工作中都能够明显地节省工作量和测图费用。在有控制点的前提下，完全可满足1：5 000、1：10 000矢量图测绘；无控制点定向情况基本可满足1：10 000图线状地物的修测。
4．实现了GPS和激光的快速测图技术。针对土地整治项目传统测图方法费用高、效率低的难题，设计并实现了基于VRS差分技术的三维地形测量系统。该系统高程测量在100 m的范围内使用，其误差不大于4cm，弥补了DGPS系统在高程测量中误差较大的不足，同时为实现高效快捷、精确、低成本的土地整治项目测图提供了技术支撑。
5．归纳总结了几种土地平整土方量计算方法。全面总结归纳了常规计算方法（断面法、方格网法、散点法）的原理、适用范围、计算步骤，对利用GIS软件进行土方量计算的方法进行了系统研究。
6．开发了基于GPS和GIS的土地整治现场调查装备。针对土地整治传统现场调查方法存在定位难、测量难、记录难等问题，将GPS、移动GIS 技术集成，整合开发了支持土地整治现场调查的低成本、高效率、便携式、便利用的先进技术工具。研究成果在青海、北京、云南、广东、甘肃等地的土地整治项目实施检查和占补平衡项目考核工作中得到了应用，大大提高了现场调查工作的质量和效率，使复杂的现场调查工作变得更高效、更主动。
7.首次系统提出了农田平整精度评价特别是坡式田块平整精度评价问题的解决方案。设计了农田平整精度评价算法，研发了基于农田高程信息快速采集系统的平整精度评价。试验表明，该成果可帮助工作人员在项目区现场方便、快捷地对农田平整精度给出量化的评价结果。
8．建立了“天上看、地上查、网上管”的土地整治监管技术框架。“天上看”即运用遥感监测技术，大范围、快速地获取土地整治项目区真实信息，实现对土地整治项目情况的直观动态监测；“地上查”即集成应用3S技术和移动终端技术，解决传统现场调查过程中存在的问题，提升土地整治现场调查评价工作的效率和科学化水平；“网上管”，即以网络技术为基础，构建土地整治信息报备和综合监管技术平台，保障土地整治报备信息全面、真实、准确、及时，实现对各级各类土地整治项目全程全面、集中统一监测监管的目标。各项工作互为补充，相辅相成，开启了国内土地整治信息化监管的新模式。
三、推广应用情况及效益
项目研究攻克了土地整治监测监管实际工作中从基础测图、辅助评审决策、日常动态监管到现场调查评价的诸多技术难题，形成了一批重要研究成果，开启了国内土地整治信息化监管的新模式，不仅在地理信息成果研究、开发、推广、应用等方面作出了贡献，同时在促进土地整治相关技术发展和提高科学化管理水平方面发挥了重要作用。
项目研究成果在土地整治项目日常监管和占补平衡考核工作中得到推广应用，大大提高了监测监管工作质量和效率，使监管工作变得更高效、更主动，特别是在保障土地整治重大工程顺利实施方面，产生了显著的社会效益。在中央加快转变政府职能、进一步简政放权的大背景下，该项目研究成果将在国家层面为各级各类土地整治项目的全程全面、集中统一、日常动态监管，实现土地整治国家目标提供全方位技术支撑。
