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瑞典土地“3S”技术应用考察报告

发布时间:2013-07-15 15:49文章来源:365足球投注最好玩 作者: 中国土地勘测规划院 张定祥、刘光成 打印

  为充分了解国外3S技术运用于土地资源管理现状和发展趋势,更好地推进3S技术在我国土地资源信息化管理中的应用。365足球投注最好玩和中国土地勘测规划院共同联合组织了全国规划院系统管理和技术人员共19人参加了这次3S技术应用出国考察培训。本次考察选择了“3S”技术应用较好的瑞典作为考察培训地,时间从2003年10月17~10月29日,共计12天。以下是这次考察与培训主要汇报内容。

  一、瑞典土地管理体制与模式

  瑞典土地调查局是瑞典国土资源管理的主体机构,成立于1628年,主要任务是致力于为瑞典不动产、土地和水域的高效与可持续利用提供服务,为满足用户需要的地理信息和土地信息需要,开发公共的或商业化市场。土地调查局是一个技术性的足球投注网那个好,是瑞典地理数据库和地图的生产者,具体负责管理财产信息并提供整个国家320万个不动产信息服务。

  (一)主要工作领域

  1、土地信息  包括不动产登记信息-数字地籍索引图(土地登记以及包括建筑物、房间、地址、抵押证明和财产价格等内容的中央登记)。

  2、不动产信息  财产信息通过正式的地籍调查获得;不动产登记信息的维护;处理涉及不动产的法律事件。

  3、地理信息技术 涉及基础地理数据,例如坐标、高程、航空影像、土地覆盖数据和地名数据;航空像片、卫星影像和可视化;调查以及大比例尺制图;技术咨询服务、软件开发与培训;专题数据库和图件;地图与旅游图。

  (二)足球投注网那个好

  (三)人力资源及工作运行状况

  瑞典土地调查局总计大约2000人,工作地点90个,总部设在耶夫纳,目前在世界30个国家开展项目。瑞典土地调查局是首家国内授权进行英特网上的电子商务的单位,在互联网发布历史图件。

  瑞典土地调查局年度周转资金大约1.5亿欧元,70%的收入来自咨询服务、不动产形成、基础信息使用相关的注册费。主要服务对象包括国家机构、市政部门、私人公司以及个人。

  一、GIS技术与应用

  GIS和网络技术应用已经在瑞典的各级政府部门十分普及。以上两个城市都是小城市,但是网络基础设施齐全,政府网络内外有别,实现了安全管理。政府管理部门都有技术专家进行决策分析。耶夫纳市和基律纳市的政府部门都有GIS遥感、GPS、网络方面的专家,而且水平很高,适应了政府部门电子化、信息化管理的技术要求。政府管理所需的各种信息已经基本可以上网查询并进行初步的空间分析。如对于个人的不动产状况,政府内部网络上只要输入姓名就可以查询到非常详细的信息,个人家庭状况、不动产抵押状况、不动产价值、买卖情况一目了然。

  (二)土地利用与土地覆盖调查

  瑞典土地利用/土地覆盖调查工作是环境信息协调项目内容之一。环境信息协调项目是1985年由欧盟发起的,参加部门包括欧洲环境署(EEA)和欧盟主题中心(大气释放、自然保护和土地覆盖)(ETC/LC),项目内容包括建立与国家数据库兼容的环境条件要素状况及其变化。本次调查之前瑞典是欧盟国家中唯一没有环境信息协调项目中涉及的土地覆盖数据的国家。

  瑞典土地利用/土地覆盖调查目标是:基于当前的卫星影像以及土地调查局数据,是瑞典官方制图项目的一部分,它致力于建立覆盖全国的植被和土地利用数据库,并为自然规划、环境监测和景观分析等服务,它也服务于欧洲环境方面的工作。

  环境信息协调土地覆盖调查项目资助者包括:欧盟、国家土地调查局、瑞典环境保护局和Norrbotten郡议会。

  调查基础图件采用2000年美国Landsat 7 TM影像数据,卫星影像已经进行了假彩色合成并形成了覆盖全欧洲的镶嵌图。主要成果为更新产生2000年土地覆盖图。

  生产负责单位:国家土地调查局。生产者:基律纳、斯德哥尔摩土地调查局,瑞典农业科学大学(乌尔姆)。主要产品:①提供欧盟产品包括:环境协调项目土地覆盖数据-44种植被和土地覆盖类型,最小记录面积25公顷;②提供瑞典产品:瑞典土地覆盖数据-58种植被和土地覆盖类型,最小记录面积1~5公顷;③landsat7,假彩色合成正射影像图;④58类土地覆盖彩色图

  其土地覆盖分类包括 一级5个,二级[44个(欧盟),58个(瑞典)]。产品计划依赖于可获取的卫星数据,如果可能产生郡范围产品;最终产品分发2004年4月。

  土地覆盖调查技术流程包括的数据生产过程:①人工卫星影像解译;②卫星影像分类;③从已有数据库中导入选择区域;④已有数据库GIS操作。

  数据生产线:以卫星数据为数据源,参照土地调查数据、森林调查数据、其他数据或图形以及其元数据内容。对卫星影像数据进行预处理后,借助地面测量数据,森林数据和其他多种资料进行人工区域的解译,进行建成区、水域、裸地、岩石以及森林、湿地、山区等分类,产生各种类型图层。对各图层进行编辑处理和质量控制基础上,以栅格数据保存,并建立国家数据库和上交欧洲数据。建成区分类方法是依靠人工解译;非建成区分类是基于植被覆盖度分类。此外该项目还建立了元数据。

  瑞典土地覆盖数据优点:①全国范围覆盖;②制图过程采用统一标准和方法;③采用最新的数据源;④全部采用数字化方法GIS平台操作的;⑤数据成果符合欧盟要求标准。

  项目进展状况:瑞典环境协调项目土地覆盖制图生产开始于2000年6月15日;瑞典产品2003年11月31日完成;上交欧洲产品完成在2004年4月31日;数据更新将持续进行。

  瑞典土地利用/覆盖调查数据既服务于土地管理,同时提供科研服务,并作为欧盟研究项目的一部分,实现了大范围的数据共享。土地利用/覆盖调查是土地调查局、高等院校等多家单位合作结果,成果数据易于在全国各系统推广应用。建立了完善的土地覆盖分类系统,有扩展性,并且与欧盟分类系统兼容。土地覆盖调查以TM影像为基础,实现全国范围覆盖,作为国家级应用数据不过分追求影像的高分辨率。人工解译、自动分类并结合其他资料进行综合处理,不单纯依靠某一项技术。

  (三)地籍信息系统

  瑞典目前和将来使用的重要地籍信息系统软件是ArcCadastre系统,它是瑞典土地调查局与美国Esri公司合作开发新一代集成化地籍信息系统软件。该软件集成瑞典过去使用的测量软件、Esri公司的ArcGIS软件以及著名的数据转换软件FME的功能模块,以VC++语言为集成工具,并以VB等语言进行了多个扩展模块以及用户自定义模块的开发,稍加改进能够适应多种语言支持。是目前世界上为数不多的较先进的地籍信息系统,已经销售到俄罗斯、东欧和非洲等世界很多国家。

  1、ArcCadastre地籍信息系统背景

  为实现地籍管理的可持续发展,加快数据库标准化建设,并推动国际化应用,迫切需要一种新的地籍管理信息系统。新的地籍信息系统ArcCadastre将有两个方面令人关注的转变:即从单纯的数据采集过渡到综合的数据应用;从简单的地图制图转向地理空间数据库。新的地籍信息系统是GIS平台,支持数据库模型、支持地图处理,实现地图编码与计算,进行数据转换和过程支持与个性化服务多合一综合系统。

  ArcCadastre地籍信息系统软件的功能不断增强,包括GIS平台(ESRI ArcGIS)、地学分析模块、数据转换模块、测量专门模块,四个部分均执行现行的工业标准。其个性化体现在:任务、工作流程的过程支持;汇编语言(如Visual Basic)进行功能模块开发;特殊的数据模型。ArcCadastre信息系统可以实现从数据采集、 数据处理、数据使用与发布全部过程。

  2、ArcCadastre软件系列产品的结构层次

  利用Visual Basic语言进行用户自定义设置;数据模型和过程支持适应商业化服务;语言封装以适应各地应用;通用的内核。

  3、ArcCadastre软件特点与先进性

  ① 过程支持体系:可以生产和维护大比例尺市政用地图、制图和点位图、生产地籍图、规划过程支持;②数据库简述与数据库支持:通过windows本地数据库、windows或 Unix服务器数据库、借助ArcCadastre软件形成地理数据库、数据文件转换、不仅支持本地数据库(如Access2000),通过ArcSDE还可以支持Oracle8/9,IBM DB2,SQL Server,Informix等大型数据库;(3)数据库功能支持:数据库模板、规则、多用户支持、版本兼容、冲突处理、自动验证;(4)数据库模型支持:基础地籍模块(实现基本的地籍功能、;AutoKa模块(旧的系统数据检查)、创建自己的模块;(5)数据转换支持:ArcCadaster软件数据转换模块可以实现AutoKa数据、KF85数据、Autodesk数据、Mapinfo (MID/MIF&TAB)、Integraph (DGN)、ArcGIS 格式、 国际标准XML&GML(可扩展标识语言);(6)测量数据处理:测量数据可以快速、容易地转换为GIS数据;数据通讯:测量数据格式;导入:莱卡 GSI-8/16  天宝大地测量仪数据;支持大地测量、建设、交通、投影等所有必须的计算功能;支持多层叠加透视,图斑计算并具一定精度保证;(7)图形表达方面,支持个性化制图风格,在图层控制、透视、图式图例、表格、指北针设置方面很有特色。

  软件开发借助外部力量,走强强联合之路。ArcCadastre软件是土地调查局与美国著名的ESRI公司ArcGIS软件以及FME软件结合的产物,总体功能强大,避免了从底层开发带来的高成本和高风险。为客户进行功能和语言定制,便于用户使用和国际化应用。

  (四)瑞典GPS网络

  瑞典GPS技术应用始于1986年。1986-1988年,尝试GPS用于控制测量;1989年,GPS用于控制点网生产;1990年,GPS用于航空摄影,并制定GPS用于控制测量规范;1992年,建立数个试验性GPS永久参考站点;1993年,建立14个SWEPOS站,并尝试利用永久参考站点进行技术性地籍测量;1994年,试验从调频无线电网使用永久参考站点进行DGPS校正平差试验;1995年,引入RTK调查,为DPGS使用调频服务成为日常工作内容;1999年,通过SWEPOS系统部分站点进行RTK校正平差;2000年,开始网络化RTK试验;2001年,自动后处理服务建立,RTK网络生产试验。

  SWEPOS是瑞典永久性参考站网络系统,它是由瑞典土地调查局、Onsala天文台和瑞典国家研究与检测研究所联合建立,实验性运行始于1994年。该系统1995-1999年之间参与设计并资助单位包括:国家铁路管理局、瑞典军方、瑞典土地调查局、瑞典民用航空局、瑞典州铁路、瑞典海洋管理局、瑞典电讯局、国家公路局等。1999年之后,SWEPOS系统的维护、升级与资助属于瑞典土地调查局。

  SWEPOS系统建立的目的是为后处理提供L1/L2波段数据;为无线电广播提供DGP和 RTK纠正;充当高精度的地面控制点;为地壳运动科学研究提供数据;监测GPS系统集成状况。SWEPOS系统设计体系包括SWEPOS站点、控制中心和信息发布三部分。控制中心设在瑞典土地调查局(耶夫纳)。SWEPOS系统目前建有21个完全站点和36个简易站。完全的SWEPOS参考站点必须建立在基岩上,配有48小时电源备份,64兆数据通讯传输线,19.2兆备份数据线,充足的GPS接收器,计算机和终端服务器备份,温度、电力监控设备和防盗警铃等。简易的SWEPOS参考站点一般将天线固定在建筑物上,30分钟电源备份,64兆数据连接线,没有备份数据线,一个GPS接收器,没有备份的计算机和终端服务器,它们每天是由12个完全站点进行监控的。SWEPOS系统监控任务包括:数据、站点内部温度、电力供应、数据连接和参观者。SWEPOS系统数据包括:

  后处理数据(单频率的RINEX数据,双频的RINEX数据);

  实时数据(DGPS数据2.2版的RTCM格式数据;网络RTK数据(区域服务)RTCM格式2.2版本数据)。

  SWEPOS后处理数据可以运用于地壳运动研究,建立瑞典大地参考站点(SWEREF99),连接地籍测量到SWEREF99坐标系统。米级DGPS数据运用于交通车辆的导航和定位,地理信息系统数据获取,农业和林业应用。厘米级的RTK数据应用于机器引导,细部测量和地籍测量。

  SWEPOS系统两种服务模式:

  (1)从SWEPOS网页可以为最终用户提供下列服务:

  · 通过因特网FTP服务提供后处理数据;

  · 基于SWEPOS系统网页的自动计算服务;

  · 自动计算是瑞典土地调查局为方便SWEPOS使用开发的高;

  精度的静态定点的自动计算服务,这是基于网络的计算机程序。

  · 坐标系统自动转换计算;

  · 卫星位置情况预测;

  (2)从SWEPOS系统可以为最终用户提供下列服务:

  · 由瑞典笛卡儿公司提供的DGPS服务;

  · Fugro多国合作公司提供的全球WADGPS服务;

  · 网络RTK(区域服务)。

  RTK网络发展:在1999-2001年间,3个RTK网络预研究被启动,它是瑞典土地调查局、当地事业机关、政府机构、私人公司和接收器工厂合资经营,合资参与费用在10000-50000瑞典克朗之间;1999-2000年主要在哥森博格地区,2000年主要分布瑞典南部,2001年春季在斯德哥尔摩周边地区。2002~2003年3个项目在运行,未来将有3个新的项目运行;2004年将用于国家服务。

  RTK网络可以应用于地籍测量、地理信息系统数据库的数据采集、精确导航和机器引导等方面的应用。到目前,RTK网络服务主要被用于为财产界线调查和边界点和数据库数据获取,包括定位的相关信息和地理信息。规划布线是另外一种原型的生产网络应用。将来的应用潜力包括机器的引导和高精度导航。此外,还涉及未来的农业和林业的机器无人驾驶。

  瑞典GPS应用有很好的计划性,各项工作通过技术试点,稳步推进GPS应用,逐步形成GPS网络。由于借助GPS网络仅需使用一个漫游的接收器,减少了运用RTK调查的费用。使用者不需要临时建立基准站,提高了生产率。使得因为距基准站距离过大的误差最小化,调查速度加快和精度提高。多个基准站点的使用提高了RTK调查的集成度和整体性。为负责进行大地测量参考网的部门降低了建设和维护费用。瑞典GPS网络提供多部门数据共享,避免了重复投资。

  (五)空间数据基础设施建设理念与进展

  空间数据基础设施建设在瑞典受到了高度重视。它被理解是政策的制定的基础和标准,在此基础上,通过组织和技术相互作用去促进空间数据的高效地使用、管理和生产。

  1、 瑞典国家空间数据基础设施(NSDI)组成

  国家空间数据基础设施组成包括制度框架、技术标准、基础数据集和技术框架四个部分。(1)制度框架:关系到地理信息建立、维护、分发和使用的立法、组织、政策等;它包括财政和价格等规则,此外还有操作安全性、脆弱性和集成方法。不同部门的沟通是建立国家空间基础设施的关键问题。(2)技术标准:方便生产和使用的规则。包括地理信息的描述、查找、订购和转换方法。(3)基础数据集:关注的是基础的数据集,主要包括:地理参考系统;行政组织单位;财产权单位;地址;可选的地形主题-高程模型、交通网和水利等;正射影像图等。(4)技术框架:信息网络与服务,使得地理信息查询、订购、收集非常便利。

  2、高效的空间数据基础设施好处

  减少数据收集和维护的费用成本;提高数据质量和统一性;建立不同来源数据组合增加价值;提高数据的可获得性;除此之外,私人公司和社会机构均可以从中获益。投入产出比接近1:4。

  3 、空间数据基础设施建立挑战

  定义、建立和维护基础设施;建立高效的形式,获得数据,实现共享;解决版权的问题;建立高效的合作形式。

  4、空间数据基础设施建立的主要目标

  (1)在组织上,各部门职责和任务明确,各组织通力合作,避免拖后腿的工作。包括数据涉及的主要部门人员组成委员会。

  (2)数据源方面,数据满足时间和空间上的覆盖,有很好兼容性满足使用者内容和质量需求。

  (3)在信息系统建设方面,可以满足内部的互操作,满足内部不同系统数据资源的跨系统查询。

  (4)在信息网络方面,网络覆盖以及服务能够保证安全便利地获得地理信息服务。

  (5)在制度规则方面,供应、分发、使用地理信息的部门明确责职,同时处理好隐私保护、安全和版权问题。

  (6)在技术上,地理信息以及相关技术家喻户晓,并广泛使用。

  5、空间数据基础设施建立的关键在于

  大多数地理信息的收集、维护和使用是在政府政策驱动下  由公共部门进行的;NSDI不仅仅是技术问题,更重要的是社会接受、广泛使用;政府扮演着主要角色;政治高层的支持必须是连续的,因为政治的优先考虑常常是变化的。

  6、空间数据基础设施成功的标志

  (1)由多个组织对关键数据资源进行动态更新、使用和维护;

  (2)满足实际需求;

  (3)数据更易于理解,容易获得;

  (4)国家、地区多层次实现;

  (5)相同权限下数据获得性一致的。

  动力:协作、协调、标准化和元数据服务

  7、瑞典空间数据基础设施建设状况

  由于空间基础数据市级是独立的,而土地调查局负责小比例尺的标准图件,因此,建立国家空间基础设施必须建立双方志愿的合作模式。  土地银行数据、土地利用和地形数据称为基础数据,基础数据采用统一标准,国家道路数据是多个部门合作的产品。

  瑞典目前已有的NSDI基本数据:土地数据银行系统建设价值8千万克朗;地籍索引图建设价值3千万克朗;土地利用图、地形图价值5千万克朗。每年的维护、更新、管理花费约3千万克朗。

  瑞典政府高度重视国家空间基础设施建设,其空间基础设施建设是在政府政策驱动下,由公共部门进行的。NSDI实施过程中政府扮演着主要角色。NSDI建设中充分考虑各部门各自的分工、组织和高效合作问题。国家高层领导对NSDI建设思想上重视,资金上给予连续的、高强度支持。

  三、体会

  1、社会与环境方面

  北欧国家不同于美国日本等发达国家,其社会保障体系完善,社会比较稳定,他们通过个人所得税的调控,缩小了社会贫富差距,人际关系比较和谐。

  从环境保护角度来看,北欧国家非常重视环境保护,环境很好,讲究人与自然的和谐,重视环保教育,技术经济投入较大,是我们应该学习的,应该重视的。

  从以上方面考虑,我国应该加强社会保障体系建设,通过多种途径和手段努力缩小贫困地区和发达地区、贫困群体和富裕群体的收入差距,创造和谐的人际关系。在环境保护方面,加大环境保护宣传力度,实施工程项目环境影响评价制度,改变过去单纯追求GDP发展速度的畸形发展思路,走人与自然和谐发展之路。

  2、土地资料保存方面

  (1)、瑞典不同时期的资料均保存很好,多形式,多介质,为了使用方便,不用千篇一律。其设备差异也很大,但是应用合理,各时期的工具都在发挥作用,如有的缩编,有的编册。

  (2)、瑞典300多年的土地资料保存良好,管理十分规范,政府也一直在投资资料保存工作。基础资料的保存经费主要靠国家经费支持,考虑办公室和资料室的距离,方便查询使用。

  通过参观耶夫纳瑞典土地调查局档案库深受启发,国土资源部门在土地档案管理方面需要加强。我国土地档案各地情况参差不齐,有经费的地方就建得好。国内对资料重要性认识不够,长期以来投资不足,资料存放地点条件很差。而且我们的资料一般只保存摘要,宝贵的资料利用程度很低。今后要加大档案和资料保存经费,重视数据和档案管理。

  3、“3S”应用方面

  (1)、瑞典“3S”应用很广泛,作为一种系统来做,民用、军用与社会经济紧密结合;“3S”应用很系统,工作很扎实,发展历史长,起步早,逐步完善,各阶段都十分规范。例如其SWEPOS系统经过多年建设,已经取得了很大的进展,特别是南部和中部地区其RTK基准站,已经形成了网络化,大大提高的GPS应用精度和效率,现在正准备积极向中部北部地区扩展。

  (2)、“3S”技术应用工作与法律体系、制度联系紧密。技术人员、管理人员都是以法律为行事依据,保证了信息的全面性和精确性。

  (3)、政府部门充分运用现代信息技术进行管理,电子政务运用水平很高,社会管理需要的各项基础信息都上了政府部门内部网络,可以直接查询,而且内容十分详细,具有很强的空间数据分析功能。这些对于政府部门的高效科学决策起了重要作用。

  (4)、在瑞典政府的“3S”应用也是以市场为导向,社会化应用为终极目标。“3S”开发应用中政府前期投入,基础性设施由政府持续资金支持,等到产生效益后,政府逐步退出。“3S”应用以用户需求为目标,可以收到经济效益和社会效益,工作有生命力。

  比较而言,我们的“3S”技术应用大多数只是政府投资,没有太多考虑民用,许多项目结束后,系统建设各项工作基本停止,没有可持续发展的思路,造成了大量的系统重复建设。国内是以项目为工作阶段,很多项目一旦完成,成果应用、资料保存无人过问,造成巨大人力、脑力资源浪费。科学的决策来源于详细准确的数据和信息,政府管理的思路跟不上信息技术发展步伐。从业务角度来看,我国土地、矿产、林地、草地等资源属于多头管理,部门权利重叠,不利于国土资源的有效管理和利用。

  我国和瑞典在国情方面有很大不同,主要表现在以下方面:

  1、瑞典国土面积小,只有我国3个省面积大,而且人口少,资源利用不复杂。我国国土面积广大,资源利用较为复杂。

  2、瑞典社会制度和工作方法的连续性。他们有长达375年的连续资料积累,而我国此方面资料积累才十几年,而且变动十分频繁。

  3.、瑞典经济发达,实力雄厚,这是实际工作的基础和依据,而我国在资金数量和资金管理方面存在很大的差异。

  为此我们建议:

  1、我国的土地资源调查管理工作要有系统性,根据国情制定3S技术应用的规范和制度。不搞仓促的计划,多学习先进的管理方法和技术。

  2、 内部门,尤其是土地部门,没有认识资料的巨大作用,大量珍贵历史资料没有很好保存,长期以来,数据和资料存储,保管资金投入严重不足。

  3、“3S”应用开发要有统一的和长期性规划,并走以市场为导向的发展之路。由政府部门投资启动项目,获益并基本成熟后逐渐走向社会化服务。

  

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