信息科
学
①作者简介：孟培培(1985,10—)，女，汉族，山东聊城人，硕士，中级测绘工程师，研究方向：测绘与地理信息系统。DOI：10.16660/jki.1674-098X.2018.05.156
基于3S技术的国土执法巡查管理系统设计与应用①
——以嘉兴市为例
孟培培
(中测新图(北京)遥感技术有限责任公司  北京  100039)
摘  要：3S是当今先进又不可或缺的技术，在国土的各个领域发挥着越来越重要的作用[1]。本文结合嘉兴市执法巡查的实际，在调研
分析了传统土地执法巡查业务流程和存在问题以及解决思路的基础上，结合3S技术在国土方面的应用特点，设计了土地执法巡查管理系统，实现了对土地执法巡查基础和业务数据的统一管理、分析和辅助决策；建立自动/半自动土地巡查全流程、一体化的工作与信息管理模式；促进了执法巡查工作的规范化，形成了一套简单高效的执法巡查工作模式。关键词：全球定位系统  遥感  地理信息系统  土地执法巡查中图分类号：F30                      文献标识码：A                文章编号:1674-098X(2018)02(b)-0156-04
当前随着经济的发展，土地方面的矛盾就尤其突出，地方易受利益驱动，建设用地总量增长过快，低成本工业用地过度扩张，违法违规用地、滥占乱用耕地现象屡禁不止，甚至影响了国家关于18亿亩耕地保有量的红线指标[2、3]。
为加强土地和城乡建设管理，控制违法用地和违法建设（以下简称两违建设），结合嘉兴市国土资源局土地执法业务的实际情况，充分利用已有的数据资料和基于影像场景的地理信息服务平台，建立满足土地执法业务需求的，覆盖嘉兴市市区及秀洲、南湖、经济开发区范围（远期扩展至嘉兴市全部县（市、区）范围）的国土资源数字三维地理信息基础数据库和专题业务数据库，构建国土执法巡查管理系统。
1  土地执法巡查业务分析
1.1 业务流程
土地执法巡查是国土资源局执法监察大队的核心任务，是对疑似违法用地行为进行核查判断、违法违规处罚处理的工作[4]。具体的工作流程如下。
(1)获取疑似违法用地信息。执法监察部门通过多种方式获取疑似违法图斑的信息。
(2)分配任务。执法监察总队根据疑似违法用地图斑的地理位置、各地分队的人员部署、实地的地形地貌等情况，综合考虑，根据经验分配监察任务。
(3)巡查取证。各地执法分队的相关人员到达疑似违法用地现场进行现场勘察并取证，通过皮尺或GPS进行量测，通过相机进行拍照，获取疑似违法用地的基本信息。
(4)详细核查。执法人员通过对照纸质核查资料以及遥感影像，进行人工分析，判断疑似违法用地是否定性为违法，并人工填写纸质核查表格进行记录。
(5)违法违规处理。疑似违法用地定性为违法用地后，执法人员将按照违法情况类型和违法事项的轻重，手动开具违法违规处罚(理)意见。
(6)结果汇总上报。对于以上的工作情况，执法人员按月或按季度将各纸质表格资料录制汇总成电子成果制作报表，报上级土地执法监察主管部门。1.2 存在问题
就目前的国土资源执法手段和执法措施，已经很难更好的维护正常的土地市场秩序，国土资源执法问题日益显露[5]。
归纳有以下问题：
(1)执法巡查数据信息化程度低、时效性差。(2)数据库多，系统平台不统一，综合应用分析困难。(3)执法巡查管理体制不完善，执法监察人员工作效率较低。
(4)巡查周期长、范围小、精度低。(5)违法用地不到、不准。(6)查处不全面、查处不及时。(7)核查结果错报、漏报、瞒报。1.3 解决思路
(1)建立以RS数据为基础的遥感监测手段为主的违法用地快速发现机制。
通过遥感监测、土地利用现状图比对分析、众信访举
报等多种手段相结合，建立新增建设用地快速发现和用地审批合法性鉴别的技术方法和工作流程。
(2)形成土地执法巡查数据体系。
通过资料的收集和整理，集成基础地理信息和土地管理信息，建立面向土地执法巡查业务的基础地理信
息数据集、多时相海量遥感影像数据集、各专题执法巡查基础数据库、实地勘查数据库、信访举报信息数据库、土地管理相关法律法规文件数据等，形成全面、权威的标准化土地执法巡查数据体系。
(3)建立基于三维影像特征的土地信息管理和数据综合分析系统。
采用GIS和计算机技术，利用数字高程模型搭建区域高程结构，利用遥感影像搭建区域地面纹理，构建巡查区域的地形、地貌，实现场景的实时漫游浏览，以此为基础地理框架，分层叠加显示土地执法巡查业务专题信息，查询属性，通过数据综合分析发现违法用地，并进行统计显示。
(4)集成GPS导航系统，建立外业巡查导航系统。
针对土地巡查车外业巡查定位和导航的要求，并充分利用巡查区域的高分辨率遥感影像，在基于PC电脑运行环境内，对导航GPS模块进行集成，实现基于遥感影像和矢量数据的定位导航、轨迹存储查询、轨迹回放等功能。同时，考虑到PC机电源能量有限，将配置车载充电设备。
2  系统设计
2.1 总体框架
系统综合运用3S技术，采用Visual Stud io开发，数据库采用Oracle数据库系统，操作系统是Wi ndows
Sever。在三维影像平台基础上，设计基于3S的土地执法巡查地理信息平台，开发功能贯穿年度卫片执法检查、日常执法巡查、自动化完成监察人员所需表单、外业GPS跟踪定位、现场信息采集分析、后处理各阶段的业务需求。
无线通话现场取点量算导航定位现场取证
图1  执法巡查系统结构图
图2  土地执法巡查信息管理和综合分析模块构成图3  土地执法巡查外业核查和实地巡查模块构成
2.2 数据体系设计
(1)基础地理信息数据库。
①遥感影像数据库。
在辖区范围内，以15～30m分辨率卫星遥感影像为数据源，建立整个巡查区域的中低分辨率的完整影像本底数据库。之后根据影像资料收集情况，分阶段分级别构建多源、多比例尺、多时相遥感影像数据库，实现数据的集成管理。
②DEM数据库。
采用SRTM 90m的数字高程模型为数据源，采用LOD 技术，建立覆盖辖区的多尺度的DEM数据库，为三维场景的多尺度浏览提供数字高程模型。
③地名数据库。
利用国家地名数据库，提取辖区省、市、县、乡镇、村各级行政地名及地理位置，建立地名数据库，为三维场景的地名的查询和定位提供参考。
④行政境界。
建立辖区省、市、县、乡镇四级行政境界。
(2)土地执法巡查专题数据库。
收集辖区内的土地执法相关数据，通过数据分析整合入库，建设土地利用总体规划数据库、土地利用现状数据库、农用地转用审批数据库、基本农田范围数据库、建设用地供应数据库、开发区规划信息数据库。同时收集相关表格、文档、照片、纸质卷宗等辅助材料。
基于航空航天遥感影像，通过遥感监测方法比对不同实相影像纹理情况，提取辖区新增建设用地，并建立新增建设用地数据库。2.3 土地执法巡查信息管理和综合分析模块设计
电脑自带数据库管理系统吗
该模块服务于土地执法巡查工作的内业数据审核分析和综合查询管理，针对重点业务进行内业核查，筛选出问题地块作为土地巡查外业核查的重点。主要功能如下。
(1)信息查询定位。
输入地名、坐标、矢量信息等数据，可实现调查目标的快速定位与周边信息快速查询，还能实现对矢量图层信息进行模糊查询。
(2)三维空间量算。
在三维影像场景中输入点、线、面图形，可量测两点之间距离、图形面积、未知点坐标信息。
(3)数据分层叠加对比分析。
基于可视化基础平台，导入多种国土专题数据，实现各专题要素基于空间位置的分层叠加显示，通过分析功能，排查和提取可疑违法地块。
(4)违法用地处置。
向政府及相关部门通报违法用地处置情况。包括：政府组织处理流程、情况、结果等，含多部门、网格化联动机制。
(5)巡查成果管理与统计。
对累积的市级、县级、乡镇级、格网级的违法用地数据进行统计显示，可按时间、行政区划、格网三种方式进行统计，实现柱状图、饼状图、分图等多种显示效果。
(6)影像提取。
通过连接数据库或通过系统缓存，在系统底图窗口中选取影像文件输出范围，设置输出影像文件分辨率和文件格
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2
=0.0000000887；
控制点坐标解算结果与外业测量成果的残差均不超过2m m，平面坐标解算的均方根误差在1m m左右，平差解算结果与E R DAS软件L P S模块运行的坐标解算成果完全一致。实验证明该计算结果精度完全能够达到相机检校的要求。
4  结语
本文以某铁路轨道近景影像为例，对数码相机焦距、主点位置、镜头畸变等检校参数进行研究，将相机参数引入到光束法区域网平差模型中，建立自检校光束法误差方程，并使用MATLAB语言编写平差过程，精确解算相机参数。实验结果证明：平差计算的相机参数与标称的相机参数非常接近，控制点的坐标解算精度非常高，能够达到相机检校的标准。
参考文献
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研究[D].西南交通大学,2015.
[2] 杨军.非量测数码相机检校方法的研究[J].测绘科
学,2009,34(4):89-91.
[3] 苗红杰，赵文吉，刘先林.数码相机检校和摄像测量
的部分问题探讨[J].首都师范大学学报：自然科学版,2005,20(1):117-120.
(上接158页)
式，快速输出相应带有地理编码的分级的影像文件，便于脱机状态的场景构建。
(7)项目跟踪。
对巡查图斑和卫片图斑中涉及的项目进行用地情况跟踪，对其中的合法用地进行归档，违法用地进行处置。
2.4 土地执法巡查外业核查和实地巡查模块设计
(1)GPS导航定位模块。
基于三维遥感影像平台，集成蓝牙GPS，以蓝牙无线通信方式实现定位信息传输，在三维影像地图上实时显示当前车辆行驶的位置。
(2)现场数据采集分析模块。
将现场通过外部设备采集的数据导入系统，叠加到基础影像平台，进行显示分析。
(3)符号标绘和属性记录模块。
到达现场后，可通过调绘或转绘形式，采集点、线、面图形信息，记录巡查地块的基本属性，如所属项目名称、地类性质、权属、面积、位置、形状等，形成现场巡查图斑。
(4)现场用地情况查询分析模块。
外业现场可查询现场用地的实际占地情况、批文情况、用地主体等信息，现场初步分析是否存在批少占多、提前动工等违法情况，形成快速分析机制和巡查现场用地情况表。
(5)GPS导航路线自动保存回放模块。
实时保存GP S导航路线轨迹，并在后期可查询回放轨迹。
3  结语
系统于2010年至今在嘉兴市三区一县（南湖区、秀州区、海宁区、海盐县）投入使用，评价良好，得到了当地政府部门的肯定。为国土资源管理部门进行日常执法巡查提供工具，推动了将两违建设消灭在萌芽阶段的管理机制的建立，做到两违用地快速发现、准确定位、现场判断，实现土地执法工作过程的快速化和规范化，提高土地执法监察的效率和质量。
参考文献
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[4] 欧阳光，王小明，杨惠安，等.3S技术在土地执法监察中的
应用[J].测绘通报,2009(11):64-67.
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