国土资源部土地实地调查监测技术重点实验室土地调查监测GNSS定位地面增强技术系统

在“十一五”国家科技支撑计划的支持下，东南大学历时5年研发，建立了规模化多基站高精度GPS地面增强数学模型,创新卫星信号连续跟踪、远程遥控操作、网络通讯和数据存储一体化的集成技术，研制出土地调查监测GPS基站专用装备,攻克多基站专用网络实时数据传输与技术，开发出GPS地面增强系统中心控制与实时处理软件。通过软硬件集成，形成了国内首套完全自主的工程化GPS地面增强系统,从而打破了欧美在该领域的长期技术垄断。系统整网初始化时间60秒，组网基站间距可以到50-80km，可为覆盖区域内的外业调查终端提供实时厘米级至亚米级的定位服务，经国家测绘局对在天津全域的实际运行系统所给出的鉴定，该系统达到国际先进水平。成果已累计申请国家专利21项，授权6项，主要软硬件产品通过权威部门检测，已投入工业化生产。

成果已在天津、长沙、青岛、重庆和江苏五省市推广应用，新建CORS站27个，兼容57个，有效覆盖国土面积约20万平方公里，是国内唯一个能够投入工程化实际应用的CORS系统。

国土资源部土地实地调查监测技术重点实验室GPS/PDA土地调查一体机设备

设计了面向双频GPS/PDA 一体机的集高精度定位、网络通讯、大容量存储及快速计算为一体的高度集成的小型化嵌入式硬件平台；提出了基于扩散过程的高维空间数据低维表示理论，并针对现实应用中县市级海量空间数据表示的需求，实现了在PDA上快速访问土地利用等空间数据；与无线网络技术结合，遵循NTRIP协议接入VRS/CORS系统，提供高精度的GPS定位结果；通过设计改进的多尺度R*树空间索引算法及适量数据多尺度渐进传输模型，实现了海量矢量数据在服务器端的有效的多尺度组织，且移动GIS端能够以较高的效率下载和表示各种尺度的空间数据，提高用户体验。

该成果通过了国家测绘专用仪器计量站检测，并采用产学研合作模式，在北京合众思壮科技股份有限公司建立了1 条单频一体机生产线、1 条双频一体机中试线，单频米级产品累计销售达到2387台，销售额达到7089.39万元，双频厘米级产品已达到48台销售意向，预计销售额为400万元。在福建、江西、辽宁、天津等地建立4 个实验示范基地，在土地利用现状调查、地籍调查、督察巡查等国土资源管理业务中取得了良好的实践效果。2008年，国土资源部在向全国土地系统发出《加强手持GPS/PDA技术在国土资源管理中的应用》的通报中，要求加快配备一体机，全面促进国土资源管理水平的提升。

国土资源部土地实地调查监测技术重点实验室新型惯导与全站仪、GPS集成地籍调查设备

突破了常规地籍测量模式，开发出基于GPS/PDA/TS的超棱镜地籍测量系统。针对常规地籍测绘方法存在程序复杂、作业周期长、数据错漏等缺点，提出了基于GPS/PDA/TS的超棱镜地籍测量新技术，开发出了一套完整的软、硬件系统；将SINS与GPS深度融合，针对地籍测量特点，开发出用于地籍测量的GPS/SINS高精度组合软硬件系统。针对常规地籍测量在GPS信号较弱环境中存在的问题，提出了基于GPS/SINS的高精度组合定位地籍测量新方法，利用GPS与SINS的紧组合技术，抑制了惯性系统定位误差的发散，解决了GPS整周模糊度的快速求解，研制出了用于地籍测量的高精度组合惯性定位系统——基于GPS/SINS城镇地籍图根点快速测量及事后数据处理方法；创造性地将光纤陀螺与全站仪组合，提出自抵偿式光纤陀螺/全站仪组合技术方法，开发出自抵偿式光纤陀螺/全站仪组合定向软硬件系统。重点突破了基于光纤陀螺的全站仪快速定向技术、光纤陀螺在全站仪上安装误差自补偿技术研究、完成了光纤陀螺/全站仪组合系统作业模式研究、研制出光纤陀螺/全站仪组合定向样机及配套软件。

通过三年的研发、测试，形成了三套具有创新性技术思路的地籍调查软硬件系统。课题分别在北京、上海各建立了一个地籍新技术示范基地，并开展了示范应用，完成了9个街道的地籍变更调查任务，取得了良好的效果。课题研究成果分别通过了科技部、国土资源部组织的专家组验收。

国土资源部土地实地调查监测技术重点实验室土地巡查车技术系统

土地巡查车技术系统是面向国家、省、市、县、乡五级国土资源管理部门执法监察及国家土地二级督察部门例行督察的实际业务需求，推出集综合业务办公、线索发现、内业审核分析、实地巡查核查、快速机动反应、远程指挥调度等功能于一体的土地执法、督察成套技术解决方案。该技术系统包括土地监管数据库、土地巡查车载技术装备、监控指挥中心及执法、督察业务处理系统（车载导航定位子系统、车载土地利用监管业务子系统、车载巡回督察业务子系统、实地巡查核查子系统和国土资源违法违规用地举报管理子系统）四个部分，借助国土资源主管网和互联网形成覆盖全国的国土资源执法监察、督察网络体系，实现“执法监察、全国覆盖、全程监管、科技支撑”的目标，提高国土资源管理水平。

土地巡查导航定位能够覆盖执法监察行政辖区，位置匹配误差小于5米，位置更新率小于2秒，目标检索、路径计算时间小于1分钟。实地巡查核查定位精度满足土地执法、督察业务的要求，包括厘米级和亚米级。执法、督察业务处理系统，兼容遥感影像数据、土地基础、业务矢量数据，具备TB级数据分析处理能力。

该成果通过了国土资源部鉴定认为该研究成果整体上达到国际先进水平，在土地调查执法领域达到国内领先水平，并于2010年获得国土资源科学技术二等奖。自2007年至2011年，在全国国土领域累计装车70余台，其中国家土地督察机构49台，深圳市国土与规划委12台，武汉市国土与规划局17台，北京市国土资源局3台，苏州市国土资源局2台，扬州市国土局2台等。该技术的应用提高了土地监管的精准性、灵活性和机动性，较传统方法外业工作效率提高40%，内业提高工作效率约30%。

国土资源部土地实地调查监测技术重点实验室村镇大比例尺成图技术与系统开发

利用现代通讯技术将GPS、全站仪等现有测量仪器设备在PDA平台上进行有机集成，实现了控制测量与碎部测绘一体化以及内外业成图一体化；基于超图平台进行整体设计和开发内业图形编辑系统，具有PDA线划图导入、内业图形编辑、自动添加地图符号、自动绘制等高线、图形整饰输出等功能，实现了内业图件的自动标准化；全面整合GPS定位、常规测量、卫星影像以及无人机遥感等多源数据，优化常规测图作业流程，建立了内外业一体化以及空天地一体化的快速成图作业模式及相应的技术规范。

GPS/TS/PDA大比例尺成图技术系统已在北京、天津示范区以及四川、陕南地震灾区进行了示范应用和实际应用。实际应用表明，GPS/TS/PDA新技术系统相对常规技术系统，整体工作效率提高30%以上，也为地形测绘及变更调查提供了一种便捷的方法。

针对我国常规土地调查监测技术难以提供实时、准确、数字化土地基础信息的现状，面向我国严格土地管理的现实需求，提升土地利用现状实地调查、地籍调查、土地利用监管和土地监测定位基础设施技术水平，开发土地利用实地调查技术，创新地籍调查技术，发展土地快速巡查技术，满足我国不同类型（土地利用现状调查、城镇地籍调查）、不同比例尺（1：500、1：1000、1：2000、1：10000）、不同性质（全面更新调查、实时变更调查）的方便、快捷、适用的数字化土地实时调查监测理论技术，形成符合我国国情的土地利用调查监测的技术理论体系，推动土地调查监测科研成果的工程化，建设我国土地调查监测基础理论研究、关键技术研发、产品试验验证和专业人才培养的基地。

国土资源部土地实地调查监测技术重点实验室科研队伍

实验室人员包括专职教师12人（其中教授5人，副教授5人，全部获得博士学位），博士后5人，专职软硬件技术开发人员10人，土地调查技术支持与服务人员13人，客座研究人员6名，博士/硕士研究生28人。在这支队伍中，具有博士学位以上的占30%（其中具有海外经历的占50%）。从年龄结构上看，固定人员中40岁以下26人，占66%，40-50岁11人，占28%，50岁以上2人，占6%。

国土资源部土地实地调查监测技术重点实验室人才培养

用3-5年时间，培养国土调查监测领军人才2-3名、中青年学术骨干8-10名，培养或引进2-3名“国家杰出青年基金获得者”，建成国内一流的国土实地调查监测科研团队。

国土资源部土地实地调查监测技术重点实验室科研人员

实验室人员包括专职教师12人（其中教授5人，副教授5人，全部获得博士学位），博士后5人，专职软硬件技术开发人员23人，土地调查技术支持与服务人员20人，客座研究人员6名，博士/硕士研究生40人。在领导和专家的支持下，实验室取得了较显著的科技成果，累计获得省部级科技奖励6项，申请专利58项，授权专利21项，其中发明专利13项、实用新型专利8项。获得软件著作权13项，发表与土地调查有关的学术论文120余篇。

国土资源部土地实地调查监测技术重点实验室科研设备

实验室配备有GPS综合实验平台、北头定位系统信号接收与测试平台、三轴多功能转台、信号采样采集仪、嵌入式开发调试平台、室外定位综合测试车等完备的开发测试仪器；实验室拥有SGI及DELL Precision 690工作站各一套，购买了ARCGIS、SuperMap、Oracal等专业软件多套；拥有自主研发的嵌入式GIS平台SurveyStar，土地变更全流程监管业务软件平台MonitorStar，CORS差分系统EarthNet。上述软硬件设备为后续土地实地调查监测相关科研及开发工作提供了良好的软硬件平台。

1.农村土地调查监测GNSS地面增强技术系统研制，“十二五”国家科技支撑计划，2012.01-2015.12

2.村镇土地现势信息天空地一体化获取技术开发，“十二五”国家科技支撑计划 ，2012.01-2015.12

3.村镇空间规划地理信息卫星快速测高与精确定位技术研究，“十二五”国家科技支撑计划，2012.01-2015.12

4.用地网络化综合监管信息平台优化关键技术研究，“十二五”国家科技支撑计划（子课题），2012.01-2015.12

5.城镇化发展用地实地核查技术研究，国家科技支撑计划，2013.1-2016.12

6.面向二调数据库的土地利用变化信息采集与处理技术研究，国土资源部公益性行业科研专项，2011.1.1-2013.6.30

7.承接产业转移新增建设用地动态监管技术研究，国土资源部公益性行业科研专项，2011.1-2013.12

8.土地监管数据空间位置配准技术研究，国土资源部公益性行业科研专项，2010.08-2012.12

9.地籍快速调查技术研究，国土资源部公益性行业科研专项，2012.01-2014.12

10.《省-市（县）-乡镇三级土地利用全程动态综合监管技术集成示范》，国土资源部公益性行业科研专项，2012.01-2014.12

11.CORS系统完备性监测理论与方法研究，国家自然科学基金，2011.01-2013.122100433B

黄土地质灾害实验室依托中国地质调查局西安地质调查中心成立，2012年6月被批准列入第三批国土资源部重点实验室建设计划。黄土地质灾害实验室立足于我国黄土高原及黄土分布区,以黄土在国际上的地域性学术价值和特殊的工程地质性质为研究特色,围绕国家经济建设和社会发展对地质灾害防治工作的重大需求,通过多学科的交叉与渗透,解决我国黄土地区地质环境保护和地质灾害防治研究中的重大理论与关键技术问题,发展和建立黄土地质灾害防治新的理论和技术方法体系,为黄土地区地质环境保护和减灾防灾提供科学依据,争取建设成为具有黄土特色的国际先进水平的重点实验室和高层次的人才培养基地。

实验室设立有较完善的组织机构,学术委员会由国内外黄土地质灾害研究领域的知名学者和专家组成,现任学术委员会成员19人,其中中国地质调查局西安地质调查中心3人,比例15.8%。学术委员会设顾问3名,主任1名,副主任2名。实验室设主任1名,副主任2名,秘书长1名;下设研究室、实验室、办公室。学术委员会是 实验室的学术指导机构,根据实验室发展目标和研究方向设立5个研究室:成灾规律与风险管理研究室、滑坡水文作用机理研究室、城镇地质灾害研究室、灾害防治 技术研究室、矿山地质灾害研究室。4个试验室:仪器测试室、数值模拟试验室、电镜测试室、地质灾害原位测试室。4个野外科学观测基地:黄土崩滑灾害- 陕西延安野外基地、黄土崩滑灾害-甘肃永靖野外基地、矿山地质环境-陕西潼关野外基地、地下水与生态-陕西榆林野外基地。拥有无人机、三维激光扫描仪、水 -土特征曲线试验测试仪、现场大剪实验仪、地下水动态监测系统、斜坡变形监测系统等各类实验测试设备。

根据实验室的研究目标,确立了5个研究方向:黄土地质灾害孕灾环境与成灾规律、黄土地质灾害形成机理、黄土地质灾害早期识别与监测预警、黄土地质灾害防治关键技术、黄土地质灾害风险评估与风险管理等重大理论与关键技术问题。

实验室目前拥有固定人员45人,平均年龄36岁,以中青年为主。其中,博士10人,硕士20人,本科6人,具有硕士及以上人员占83.3%;其中研究员2人,教授级高级工程师2人,副教授及高级工程师6人,中级职称24人。专业涵盖工程地质、地质工程、岩土工程、环境工程、水文地质、资源与环境遥感、信息技术等。三秦人才1人,并先后获全国地质灾害防治工作“先进个人”、国土资源部“十一五”先进科技工作者、陕西省勘查设计行业“先进个人”、陕西省劳动模范、西安市劳动模范、中国地质调查局和陕西省科技系统“优秀共产党员”称号,中国地质调查局高层次培养人才、陕西科技系统十杰青年1人,陕西省科技新星2人,中国地质调查局青年地质英才2人,10人进入国土资源部应急地质灾害专家库,1人进入国土资源部矿山地质环境保护及治理恢复专家库。

2001年以来,累计承担地调、科研及社会服务项目70余项,经费约3.8亿元,形成了一批具有重大突破的项目成果,为国家能源化工基地建设及地下水合理利用、防灾减灾及矿山地质环境防治发挥了重要的科技支撑作用。

实验室首次开展了地质灾害详细调查工作,工作区涉及陕、甘、宁、青、新、晋、豫7个省(区),55个地市,379个县(区市),总面积约156.7万km2。在2006年-2013年期间,共完成延安市等16个市(州、地区)的77个县(市、区)的1:5万地质灾害调查工作。共查明地质灾害隐患点14161个,其中滑坡6004个,崩塌2037个、泥石流2072个、不稳定斜坡3907个、其他类型141个,为黄土高原区减灾防灾提供了基础的资料。围绕地质灾害调查技术方法和黄土地质灾害防治中的关键问题开展了专题科学研究和技术攻关,取得了一批研究成果,为指导工作项目实施和黄土地质灾害防治提供了理论依据和技术支撑。

2006年以来,依托项目实施,获省部级科学技术一等奖2项,二等奖2项,中国地质调查局成果二等奖1项,出版专著4部,出版论文专辑3册,参编规范6本;实验室固定研究人员中共计57人次获得国家、省部级人才或荣誉称号,2个项目组获得国家、部、行业优秀集体荣誉称号;实验室固定人员在国内外发表重要学术论文184篇,其中SCI、EI、ISTP收录论文52篇,核心期刊论文132篇。

实验室注重国际合作与交流,通过组织与承办国际和国内学术会议、国际联合考察和出国交流培训等方式,与挪威、美国、吉尔吉斯、阿根廷、英国等国家的组织与科研机构建立了良好的关系。与挪威岩土工程研究院就黑方台地区灌溉渗透诱发型黄土崩滑灾害机理进行了合作研究,同时与美国科罗拉多矿业大学就非饱和黄土特性及其灾害机理研究达成了合作协议。

实验室按照“开放、流动、联合、竞争”的运行机制,设立了开放研究基金项目,积极创造良好的科研条件和学术环境向国内外开放,吸引、聚集国内外优秀人才,在地质灾害基础理论研究和防治的前沿科学领域开展高水平的研究,促进本学科的形成和发展,培养造就高层次科技人才;同时注重加强内部管理,充分发挥学术委员会的指导作用,建立健全各项管理的规章制度,保障实验室有序、高效运行。

我国自1999年以来，以新一轮国土资源大调查为依托，连续开展了以全国50万以上人口城市、国家级开发区等重点地区为对象的土地利用遥感分类与土地利用变更监测。

土地利用变更监测

项目案例：广东省土地变更调查

项目内容：遥感监测、实地调查、各级数据库更新

方向1：土地整理

研究内容：土地整理标准体系研究；土地整理潜力评价研究；土地整理质量与生态监测研究；土地整理关键技术集成与应用。

目标：为耕地保护、土地资源合理利用提供科学依据

方向2：土地复垦

研究内容：土地复垦调查、评价技术与示范；土地复垦标准体系构建与技术标准；土地复垦生态修复关键技术与集成；土地复垦条例及相关制度政策研究。

目标：为加快土地复垦和促进矿区和谐发展提供科学指导。

方向3：土地评价

研究内容：水土资源匹配与增加耕地潜力评价研究；农用地分等定级估价研究与成果应用；农用地质量动态监测与预警。

目标：为土地资源管理实现数量、质量和生态管护并重提供科学依据和决策参考。