CN101446981B - 一种基于pda和3s结合的土地利用变更调查方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于PDA和3S结合的土地利用变更调查方法及系统，在PDA环境下实现了GPS、GIS和RS的综合集成，利用通信技术将GIS中历史土地利用现状数据和RS获取的遥感数据导入到PDA中，叠加后得到变更图斑，利用GPS进行变更图斑导航、边界测量及面积计算，然后根据现场调查的图斑属性进行实时编辑，完成对整个土地利用现状数据的更新，最后经过内业处理后实现GIS系统中土地利用数据库系统数据的快速更新。本发明可以高效、快捷、准确的完成外业调查，克服了传统土地利用变更调查方法速度慢、周期长、精度低、费用高等缺点。

Description

一种基于PDA和3S结合的土地利用变更调查方法及系统

技术领域

本发明涉及土地测量领域，具体涉及一种基于PDA和3S结合的土地利用变更调查方法及系统。

背景技术

传统的土地利用变更调查方法主要有两种，一种是利用已有的土地利用现状图在外业实地对照，利用皮尺、经纬仪等传统测量仪器量取相关位置数据，在土地利用现状图上绘制变更图斑；另一种方法是利用航测像片图经外业调绘获取已变更图斑资料，然后进行内业绘制与处理。

利用传统测量仪器结合土地利用现状图进行土地利用变更调查的方法不仅速度慢、精度低，而且当变化范围较大、变化内容较多时，丈量难度也将加大；利用航测像片图在外业进行调绘的土地利用变更调查方法虽有进步，但是其费用高、工作周期长。

随着信息技术的进步与发展，将全球定位系统GPS(GlobalPositioning System)、地理信息系统GIS(Geographic InformationSystem)、遥感技术RS(Remote Sensing)等技术集成一体，实现土地利用调查的高效与快捷已不再是一个梦想。但是大多数调查系统都是集成在台式计算机上，在进行野外调查时会遇到仪器移动不便、操作不方便等问题。

目前，以PDA(Personal Digital Assistant)为平台分别将GPS、GIS、RS与之单独结合实现定位、导航等功能的方法层出不穷。例如有些方法将GPS-RTK与PDA结合实现了定位功能，将GIS与PDA结合实现了导航功能等，但是这些结合方式都过于单一，没有实现基于PDA的3S技术集成。

因此，目前一些将PDA作为平台，分别将其与GPS、GIS、RS单独结合的方法则只能够实现单一功能，没有能够将3S(即GPS、GIS、RS)技术与PDA结合一体，同步实现定位导航及土地利用空间位置与属性同步实时更新。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于PDA和3S技术结合的土地利用变更调查方法及系统，将PDA、GPS、RS、GIS技术引入专业应用领域，实现土地利用变更外业调查的变更图斑边界在掌上电脑环境下的实时测量、计算、编辑与最终成果的入库等，从而高效、快捷、准确的完成外业调查。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种基于PDA和3S结合的土地利用变更调查方法，包括步骤：

通过PC机的地理信息系统获取历史土地利用现状数据，通过遥感技术获取与土地利用相关的最新时相遥感数据，并通过全球定位系统实现精确野外定位；

将历史土地利用现状数据和最新时相遥感数据从PC机导入PDA；

利用PDA将导入的历史土地利用现状数据、最新时相遥感数据进行分层叠加获取土地利用变更图斑；

利用全球定位系统对变更图斑进行定位，利用遥感技术进行数据采样进而将变更图斑覆盖的多边形范围测量出来，并绘制变更图斑的边界；

利用绘制好的土地利用变更图斑边界以及变更后的土地利用类型对PDA中的历史土地利用现状数据进行更新；

通过将PDA与PC机通信更新PC机中地理信息系统的历史土地利用现状数据。

优选地，PDA在分层叠加处理前还包括步骤：对导入的历史土地利用现状数据和最新时相遥感数据进行空间配准和投影设置，并分别存储为Shapefile和TIFF格式。

优选地，通过PC机的地理信息系统获取历史土地利用现状数据是经过下述步骤获得的：获取土地利用的类型、正射影像图和土地利用图斑数据；将所述土地利用的类型、正射影像图和土地利用图斑数据进行叠加处理获取所述历史土地利用现状数据。

优选地，利用绘制好的土地利用变更图斑边界以及变更后的土地利用类型对PDA中的历史土地利用现状数据进行更新的方法为：利用绘制好的土地利用变更图斑边界以及变更后的土地利用类型刷新所有变更图斑的空间邻接关系和土地利用类型。

本发明还提供了一种基于PDA和3S结合的土地利用变更调查系统，包括：

数据采集单元，通过PC机的地理信息系统获取历史土地利用现状数据，并通过遥感技术和全球定位系统获取土地的最新时相遥感数据和精确定位数据；

数据导入单元，将历史土地利用现状数据和最新时相遥感数据从PC机导入PDA；

变更图斑获取单元，利用PDA将导入的历史土地利用现状数据、最新时相遥感数据进行分层叠加获取土地利用变更图斑；

边界绘制单元，利用全球定位系统对变更图斑进行定位，利用遥感技术进行数据采样进而将变更图斑覆盖的多边形范围测量出来，绘制变更图斑的边界；

更新单元，，利用变更图斑的边界和变更后的土地利用类型来更新PDA中的历史土地利用现状数据；

同步更新单元，通过PDA与PC机通信同步更新PC机中地理信息系统的历史土地利用现状数据。

利用本发明提供的基于PDA和3S技术结合的土地利用变更调查方法及系统，具有以下有益效果：

1)通过将3S技术集成在PDA上，将地理信息系统GIS与PDA结合在外业调查中实现了边界、位置及土地利用属性信息实时更新，并同时实现基于遥感图像RS技术和GPS技术的实时导航功能；

2)可以高效、快捷、准确的完成外业调查，克服了传统土地利用变更调查方法速度慢、周期长、精度低、费用高等缺点。

附图说明

图1为本发明基于PDA和3S技术结合的土地利用变更调查方法流程图。

具体实施方式

本发明提出的基于PDA和3S技术结合的土地利用变更调查方法及系统，结合附图和实施例详细说明如下。

本发明为了解决以上问题，将PDA作为移动平台实现3S技术的集成，实现GIS系统中土地利用数据库系统数据的实时更新。

实施例

如图1所示为本发明基于PDA和3S技术结合的土地利用变更调查方法流程图，该方法包括下列步骤：

1)通过PC机中GIS系统的土地利用现状数据库来获取历史土地利用现状数据，并通过RS和GPS获取土地的最新时相遥感数据和精确定位数据；

这里所说的历史土地利用现状数据库是指在土地利用变更后未进行实时更新的土地利用现状数据。

本实施例步骤1)中的数据获得是基于工作站的数据处理平台的，通过该数据处理平台可以访问GIS系统，GIS系统首先获取土地的属性数据、正射影像图和土地利用数据，然后通过对这三个数据的叠加处理，得到历史土地利用现状数据。历史土地利用现状数据具体为矢量数据。

利用现状数据，并通过RS和GPS获取土地的最新时相遥感数据和精确定位数据；

这里所说的历史土地利用现状数据库是指在土地利用变更后未进行实时更新的土地利用现状数据。

本实施例步骤1)中的数据获得是基于工作站的数据处理平台的，通过该数据处理平台可以访问GIS系统，GIS系统首先获取土地的属性数据、正射影像图和土地利用数据，然后通过对这三个数据的叠加处理，得到历史土地利用现状数据。历史土地利用现状数据具体为矢量数据。

优选地，最新时相遥感数据需要和历史土地利用现状数据进行空间配准，因此得到上述历史土地利用现状数据和最新时相遥感数据后还包括对其预处理的步骤，具体为利用现有商业软件及方法进行预处理，包括二者空间配准和投影设置，并分别存储为Shapefile和TIFF格式。

2)将历史土地利用现状数据和最新时相遥感数据从PC机导入PDA；

本实施例中通过工作站的PC机与PDA进行有线或无线通信，将获得的历史土地利用现状数据和最新时相遥感数据从PC机导入PDA。

3)利用PDA将导入的历史土地利用现状数据和最新时相遥感数据进行分层叠加获取土地利用变更图斑；

该步骤的目的是为了在已获取的历史土地利用现状数据上，根据最新时相遥感数据来定位那些范围的土地利用信息发生了变化，本实施例中也称土地的属性数据发生了变化，由于历史土地利用现状数据和最新时相遥感数据已经过空间配准，因而通过将这两者分层叠加可以获取哪些范围的土地属性数据发生了变化，进而获得土地利用变更图斑。这里所说的图斑是指历史土地利用现状矢量数据中的实体，具有独立空间位置的完整多边形区域，并具有用户给定的土地利用类型属性信息。变更图斑相应地是指属性信息发生变更的图斑。

4)利用GPS对各变更图斑进行定位，利用RS进行数据采样进而将变更图斑覆盖的多边形范围测量出来，绘制变更图斑的边界；

该步骤的实现包括两步：变更图斑定位和地面数据采集；利用采集数据进行历史土地利用现状数据的拓扑编辑，精确绘制出变更图斑的边界。

具体步骤为：利用PDA中的嵌入式GPS导航功能，对历史土地利用现状数据中的变更图斑进行精确导航，引导用户快速到达指定位置。定位后对到达位置的变更图斑进行边界测量，具体为开启GPS连续测量模式，利用RS技术收集地面数据资料进行数据采集，本实施例中每隔5s进行一次地面数据采集，通过采集的数据来将变更图斑覆盖的多边形范围测量出来，并通过变更图斑边界测量和面积计算精确绘制变更图斑的边界，完成历史土地利用现状数据的拓扑编辑。

5)经确认变更图斑的土地属性变更后，利用变更图斑的边界和属性变更信息更新PDA中的历史土地利用现状数据；

该步骤为根据变更图斑进行内业数据处理的步骤，通过人工调查方式确认土地利用类型是否发生变更进而确认土地属性变更信息，基于以上完成的变更图斑的边界绘制(即完成的拓扑编辑)，对整个历史土地利用现状图进行更新，即在上面完成拓扑编辑的土地利用变更图斑基础上，刷新所有变更图斑的空间邻接关系和属性信息。

6)当完成历史土地利用现状数据上所有变更图斑的调查更新后，利用同步传输软件将结果传输到工作站或PC机上，更新GIS系统中的土地利用现状数据库中的土地利用现状数据。

本发明的基于PDA和3S结合的土地利用变更调查系统，同时集成了3S技术，具体包括：数据采集单元，通过PC机的地理信息系统获取历史土地利用现状数据，并通过全球定位系统和遥感技术获取土地的最新时相遥感数据；数据导入单元，将历史土地利用现状数据和最新时相遥感数据从PC机导入PDA；变更图斑获取单元，利用PDA将导入的历史土地利用现状数据、最新时相遥感数据进行分层叠加获取土地利用变更图斑；边界绘制单元，利用全球定位系统对变更图斑进行定位，利用遥感技术进行数据采样将变更图斑覆盖的多边形范围测量出来，绘制变更图斑的边界；更新单元，经确认变更图斑的土地属性变更后，利用变更图斑的边界和属性变更信息更新PDA中的历史土地利用现状数据；同步更新单元，通过与PC机通信同步更新PC机中地理信息系统的历史土地利用现状数据

本发明方法及系统在PDA环境下实现了GPS、GIS和RS的综合集成，利用通信技术将GIS中历史土地利用现状数据和RS遥感数据导入到PDA中，利用GPS进行图斑边界测量、面积计算，然后将变更后的图斑属性信息进行实时处理，对整个土地利用现状数据进行更新，最后实现GIS系统中土地利用数据库系统数据的实时更新。

与传统的土地利用调查手段相比较，本发明方法在满足更新的精度要求基础上，不但实现了现场对土地利用类型属性数据和相关信息的实时编辑，而且实现了基于遥感图像和GPS技术的导航功能，同时还使得土地利用调查的工作成本降低、工作效率提高。

以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。

Claims (5)

1.一种基于PDA和3S结合的土地利用变更调查方法，其特征在于，该方法包括步骤：

通过PC机的地理信息系统获取历史土地利用现状数据，通过遥感技术获取与土地利用相关的最新时相遥感数据，并通过全球定位系统实现精确野外定位；

将历史土地利用现状数据和最新时相遥感数据从PC机导入PDA；

利用PDA将导入的历史土地利用现状数据、最新时相遥感数据进行分层叠加获取土地利用变更图斑；

利用全球定位系统对变更图斑进行定位，利用遥感技术进行数据采样进而将变更图斑覆盖的多边形范围测量出来，并绘制变更图斑的边界；

利用绘制好的土地利用变更图斑边界以及变更后的土地利用类型对PDA中的历史土地利用现状数据进行更新；

通过将PDA与PC机通信更新PC机中地理信息系统的历史土地利用现状数据。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，PDA在分层叠加处理前还包括步骤：对导入的历史土地利用现状数据和最新时相遥感数据进行空间配准和投影设置，并分别存储为Shapefile和TIFF格式。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，通过PC机的地理信息系统获取历史土地利用现状数据是经过下述步骤获得的：获取土地利用的类型、正射影像图和土地利用图斑数据；将所述土地利用的类型、正射影像图和土地利用图斑数据进行叠加处理获取所述历史土地利用现状数据。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，利用绘制好的土地利用变更图斑边界以及变更后的土地利用类型对PDA中的历史土地利用现状数据进行更新的方法为：利用绘制好的土地利用变更图斑边界以及变更后的土地利用类型刷新所有变更图斑的空间邻接关系和土地利用类型。

5.一种基于PDA和3S结合的土地利用变更调查系统，包括：

数据采集单元，通过PC机的地理信息系统获取历史土地利用现状数据，并通过遥感技术和全球定位系统获取土地的最新时相遥感数据和精确定位数据；

数据导入单元，将历史土地利用现状数据和最新时相遥感数据从PC机导入PDA；

变更图斑获取单元，利用PDA将导入的历史土地利用现状数据、最新时相遥感数据进行分层叠加获取土地利用变更图斑；

边界绘制单元，利用全球定位系统对变更图斑进行定位，利用遥感技术进行数据采样进而将变更图斑覆盖的多边形范围测量出来，绘制变更图斑的边界；

更新单元，利用变更图斑的边界和变更后的土地利用类型来更新PDA中的历史土地利用现状数据；

同步更新单元，通过PDA与PC机通信同步更新PC机中地理信息系统的历史土地利用现状数据。

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