土地调查监测空地一体化技术开发与装备研制项目介绍项目名称

土地调查监测空地一体化技术开发与装备研制项目介绍

一、 项目名称：土地调查监测空地一体化技术开发与装备研制 二、 提名者及提名意见

提名者： 中国土木工程学会 提名意见：

我国生态文明建设、土地参与宏观调控、自然资源管理体制改革和统一确权登记、国土空间用途管制等国土资 源管理工作都需要详实准确实时的土地利用信息做支撑，特别是十九大提出了加强和创新社会治理、加快生态文明 体制改革，对土地调查监测技术提出了更高的要求。

由东南大学、中国矿业大学、中国测绘科学研究院、北京航天泰坦科技股份有限公司、徐州市国土资源基础测 绘中心、广州南方测绘科技股份有限公司等单位，在国家各类科研项目的持续支持下，开展了以基于城乡一体化土 地调查数据模型的土地调查监测数据更新、融合高性能计算技术与数字摄影测量处理技术的遥感超算及云服务、空 地一体化土地外业调查监测等关键技术研究，研制出空地一体的土地调查监测硬件装备，形成了大范围感知、快速 发现、智能更新的土地调查监测空地一体化技术系统。

项目成果应用面广、应用量大，取得的经济和社会效益明显；以项目成果为核心技术建立了国土资源部“国土 资源执法监察信息化示范基地”；获授权发明专利 22 项、软著 8 项，研制标准 3 部，发表论文 SCI/EI 论文 76 篇、 学术专著 6 部；获教育部高等学校科学研究优秀成果奖一等奖、国土资源部国土资源科学技术奖一等奖各 1 项；项 目组成员 1 人入选国家万人计划、1 人入选国土资源杰出青年科技人才计划及江苏省“333 高层次人才培养工程” 中青年科学技术带头人，主要完成人 2013 年获批科技部“国土资源精准调查与动态监测技术”创新团队。

提名该项目为国家科学技术进步二等奖。 三、 项目简介

我国城乡土地管理分离，城乡土地调查要求各异，特别是我国实施不动产统一登记、自然资源资产产权制度等 对土地基础数据的准确性和时效性提出了更高的需求，而现行土地调查监测的技术手段相对于国家对土地这一稀缺 资源的严格管理显得十分落后，因此迫切需要在空地一体化土地调查监测理论与实践方面实现突破。

在国家科技支撑计划及公益性行业科研专项项目等课题以及近 10 项地方政府、国土资源管理部门横向项目的 持续支持下，历经 15 年的科技攻关，取得了以下成果：

1.建立了城乡一体化土地调查的数据组织管理模型，提出了全数字土地实地调查理论，建立了卫星遥感、无人 机监测、实地调查空地一体的土地调查监测模式及与土地管理日常业务驱动相结合的数据库更新模式，开发了支持 上述技术的内业系统，实现了城乡土地无差异化的调查和管理，解决了原城镇、农村分别管理所带来的城乡区域的 动态变化问题，确保了城乡一体化土地调查成果数据的实时变更，为城乡土地统一管理和调控提供了决策依据。

2.攻克了多平台多传感器的海量遥感影像多机并行镶嵌技术，提出了面向地类图斑变化的遥感影像自适应阈值 自动发现方法，研发了融合高性能计算技术与数字摄影测量处理技术的遥感云服务平台，从根本上解决了大区域影 像镶嵌耗时长等难题，实现了多源多时相地类图斑变化的自动发现、海量数据规模化快速生成，遥感影像或地图数 据的存储、发布、在线实时更新与处理。

3.突破了土地利用变化自动发现定点监控、车载动态快速景象—图谱实时匹配与地类图斑变化自动识别、嵌入 式 GIS 千兆级土地数据组织与表达等关键技术，研制了车载集成轻小型土地调查无人机及车载超算平台，首创空地 一体化土地调查监测车载专用集成装备，实现了图斑变化实时监测以及土地管理“批、供、用、补、查”全生命周 期管理，确保土地违法的及早发现、及时查处。

项目成果已应用到国家土地督察机构（局）以及北京、天津、河北、江苏等 11 个省国土资源管理部门及总参 测绘局等多个测绘部门，以项目成果为核心技术建立了国土资源部“国土资源执法监察信息化示范基地”；获授权 发明专利 22 项、软著 8 项，研制标准 3 部，发表论文 SCI/EI 论文 76 篇、学术专著 6 部；获教育部高等学校科学 研究优秀成果奖一等奖、国土资源部国土资源科学技术奖一等奖各 1 项；项目组成员 1 人入选国家万人计划、1 人 入选国土资源杰出青年科技人才计划及江苏省“333 高层次人才培养工程”中青年科学技术带头人，主要完成人 2013 年获批科技部“国土资源精准调查与动态监测技术”创新团队。

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四、客观评价

（一）技术检测报告

1.《调查之星土地巡查车作业系统软件检测报告》，2007 年，江苏省软件产品检测中心，检定结果认为“系统 支持任务实时分发、多目标导航，配备土地管理业务数据，实时获取 GPS 定位信息、CCD 视频信息发现可疑违法用 地”，“软件运行稳定、操作简便、人机交互友好”。

2.《嵌入式土地利用外业数据采集与处理软件》，2013 年，江苏省软件产品检测中心，检定结果认为系统“集 成全球卫星定位系统（GPS）、掌上电脑(PDA)、电子地图（GIS）、卫星遥感（RS）、网络通信技术进行土地调查”， “可实时处理大于 160M 的矢量数据和大于 3GB 的影像数据”。

3.《二调数据库动态智更新系统软件测试报告》，2013 年，由武汉瀚宇空间信息技术有限公司进行软件测试， 认为：“具备变更地块检查、逻辑一次性检查、属性数据的完整性检查、空间自动对比与自动矫正、数据库的自动 更新与碎片处理等功能”。

4.《煤矿区国土资源协调开发监测系统评测报告》，2015 年，由国家信息中心软件评测中心进行软件测试，认 为：系统“在矿业权实地核查成果基础上，集成基础地理、基础地质、高分辨率影像、储量核查、矿产资源规划、 矿业权登记、储量登记等数据”，“形成集视频监控、越界分析、越界告警、人员定位、调控监测、辅助决策于一体 的矿产资源综合监管系统”。

5.《泰坦超算平台|简称 Titan SCP|软件测试》，2016 年，由国家信息中心软件评测中心进行软件测试，认为： “在检定的测试环境和条件下，对被测系统的功能、易用性和兼容性进行测试，被测系统运行稳定，定制集成第三 方软件便捷”。 （二）鉴定、验收意见

1.2008 年 1 月，刘先林院士为组长的专家组对项目成果“土地巡查车技术”的鉴定意见认为：“成果填补了国 内该领域的空白，在土地执法监察领域达到了国内领先水平”。

2.2010 年 7 月，中国土地学会常务理事樊志全研究员、遥感专家童庆禧院士、测绘专家刘先林院士等组成的专 家组对项目成果“调查之星土地调查系统”的鉴定意见认为：“成果在嵌入式 3S 技术、无线通讯技术、基于 GPS 网络差分/高精度单点动态定位技术等方面实现了技术集成创新”，“成果整体上达到国际先进水平，在土地调查领 域达到国内领先水平”。

3.2010 年 12 月，遥感领域专家童庆禧院士为组长的专家组对东南大学牵头的国家科技支撑计划 “GPS/PDA 土 地调查一体设备研制”进行了验收，认为 GPS/PDA 土地调查设备在年度变更调查中“作业效率有了显著提高”。

4.2010 年 12 月 25 日，童庆禧院士为组长的专家组在“十一五”国家科技支撑计划重点项目课题“无人飞行器 土地执法监察系统集成与装备研制”课题验收会上，对无人机土地执法监察装备的评价：“研究了无人飞行器系统 的优化集成和工程化技术、遥感设备姿态稳定控制和遥感影像位置与姿态数据的精确采集技术、高效高精度的多相 机任务载荷技术、无人飞行器土地执法监察系统的技术及应用技术、实用化、标准化的无人飞行器土地执法监察系 统装备等，为土地执法监察工作提供了一种高新技术手段”。

5.2012 年 5 月，科技部在苏州组织专家对国家科技支撑计划重大项目课题“土地规划实施监管标准研究”进行 了验收，认为“课题突破了大容量影像/矢量数据快速传输及远程通讯技术，研制了系列化和标准化的实地巡查技 术装备”，“通过课题实施，取得了良好的社会效益”。

6.2004 年 6 月，国土资源部国际合作与科技司组织有关专家对江苏省国土资源厅科技重点项目“城乡一体化地 籍信息系统建设的关键技术研究”进行了科技成果鉴定，认为该项目“采用独创的区域数据组织模型，合理解决了 城镇地籍调查街坊、宗地与土地利用现状调查的村、图斑的相互衔接及逻辑关系，实现了权属数据与土地利用数据 的有机结合”，“实现了城镇和农村地籍不同比例尺数据的一体化管理”。

7.

2015 年 9 月，湖南省国土资源厅组织专家对中国矿业大学承担的 2011 年度国土资源公益性行业科研专项

“基于二调成果的土地信息动态变更技术研究”项目课题“二调数据库动态智能更新技术研究”进行了验收，认为 项目“取得矢量要素相似性评价模型与土地利用要素智能更新模型等一系列研究成果，解决了变更调查要素与二调 土地利用数据库中同名公共边界的自动匹配难题，创新了土地利用要素动态智能更新作业模式”。

8.2016 年 1 月，国际对地观测卫星委员会（CEOS）信息系统服务工作组（WGISS）技术与服务子工作组副主席

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刘定生研究员为组长的专家组对北京航天泰坦科技股份有限公司承担的“多源高分遥感影像全自动真正射处理及并 行集群计算平台”项目进行了验收，认为承担单位“完成了课题任务书中规定的任务和主要考核指标”，“随着本平 台的逐渐完善，以及推广工作的进一步深入开展，必将带来更多的有利影响”。

（三）国内外重要科技奖励

1.土地调查与执法设备研制及系统应用，教育部，高等学校科学研究优秀成果奖（科技进步），一等奖， 2009。

2.在线土地督察,国土资源部/中国信息协会，一等奖，2012。 五、推广应用情况

项目整体成果已应用到国家土地督察九大局以及北京、天津、河北、江苏等 11 个省国土资源管理部门及测绘 部门。徐州市城乡一体化土地调查与监测信息系统支撑了土地登记工作的高效运行，保障了 2015 年 3 月 1 日全国 第一本不动产权证书在徐州顺利颁发；应用“煤矿区国土资源协调开发监测系统”实现了潘安湖等采煤沉陷区域煤 炭开采地表形变预测和残余变形分析，为潘安湖湿地等生态修复项目建设和维护提供了科技支撑；超算平台应用于 总参测绘局、中国科学院遥感与数字地球研究所、高分中心合肥数据与应用中心、浙江省地理信息中心等单位。

1.主要应用单位情况表

应用单位名称 国家土地督察武 汉局 青岛市第二次土 地调查领导小组 办公室 湖南省国土资源 规划院 湖南省国土资源 信息中心 天津市国土资源 测绘和房屋测量 中心 国务院第二次全 国土地调查领导 小组办公室 深圳市规划土地 监察支队 徐州市国土资源 局 贵州省国土资源 厅、辽宁、海南 省测绘局等 应用技术 整体技术 GNSS/PDA土地实 地调查技术 GNSS/PDA土地实 地调查技术 GNSS/PDA土地实 地调查技术 GNSS/PDA土地实 地调查技术 GNSS/PDA土地实 地调查技术 应用的起止时间 2010/02～2015/ 02 2005/12～2015/ 12 2005/07～2012/ 12 2011/07～2015/ 12 2008/07～2015/ 12 2007/07～2010/ 01 2009/02～2013/ 01 2009/02～2013/ 01 应用单位联系人/电话 刘金华/18810077839 经济、社会效益 督察的准确性、灵活性和机 动性更是传统方法所不及。 外业调查工作效率提高近2倍。 张春生/18653297292 文宁/13320248533 潘异宇/13677305663 减少人力成本，提高工作效 率2-3倍。 提高工作效率，保证了调查 数据质量。 实现“随变随调、月清季累” 技术模式。 提高工作效率，降低工作强 度和成本。 实现了土地执法内外业一体 化，真正做到了看得见、办 得了、管的住。 实现了违法用地的早发现、 早制止。 国土、测绘等行业共计 8 套， 产值 670 万。 成果精度满足国家航空摄影 测量 1:2000 比例尺精度要求， 产生直接经济效益 2200 万元 以上。 新配巡查车辆 50 辆，系统受 到用户的好评。 给客户带来利益、提升了客 户竞争力，推动了中国遥感 影像处理甚至整个遥感行业 的发展。 与国内外同类软件比较，平 台可用性、易用性较强，符 合实际工作需要。 实现多源异构传感器数据在 同一平台上的高度自动化处 韩俊梅/13920169675 曾巍/13611215419 整体技术 整体技术 郭劲希/13631616818 李强/15895226816 无人机遥感技术 2008～至今 王国洲 /13885191965 宁波测绘设计研 究院 苏州伽利工程 科技有限公司 总参测绘局（四 大队） 无人机遥感技术 2011/7～至今 聂倩/13586525012 空地一体化土地 调查监测装备 超算平台影像制 作与并行集群计 算 超算平台影像制 作与并行集群计 算 超算平台影像制 作与并行集群计 2010～至今 2015/4～2015/9 郭润沛/18068009699 李向英/18101233167 2014～至今 中国科学院遥感 与数字地球研究 所 浙江省地理信息 中心 张连翀/18610508121 2014～至今 张晨刚/13456771816 3

高分中心合肥数 据与应用中心 算 超算平台影像制 作与并行集群计 算 2014～至今 刘诗雨/15155962319 理，具有较高的应用价值。 为海量遥感影像自动化生产 提供高精度、高质量成果。 利用本项目成果建立了城乡 一体化地籍管理信息系统， 有效提升了工作效率；建立 了国土资源部“国土资源执 法监察信息化示范基地”。 对汶川地震引发的地质灾害 进行航测，影像清晰、分辨 率高 。 便捷性好，培训简单，对复 杂天气条件适应性强， 分辨 率可达 5cm。 徐州市国土资源 局 整体技术 2004～至今 杨林/15852152880 四川省地质环境 监测总站 湖南省测绘科技 研究所 无人机航测遥感 系统 无人机航测遥感 系统 2008/07/09～20 08/07/18 2007/07～2008/ 03 钟沛林 /(028)87746564 陈春花/13667381610

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六、知识产权证明目录 知识 国家 知识产权具体 产权 （地区） 授权号 名称 类别 授权 违章用地的自 ZL201310 发明 中国 动发现方法 516634.8 专利 授权日期 证书编号 权利人 发明人 有效 状态 2017/02/08 第2373253号 东南大学 王庆， 张小国， 朱柱，缪磊 有效 授权 发明 专利 用于新增建设 用地动态监管 的移动工作站 装置及实现方 法 面向嵌入式设 备的大容量矢 量地图快速可 视化实现方法 一种多模式无 线通信网络的 实时视频传输 系统 基于运动位移 曲线精简的视 频场景自动分 割方法 土地利用现状 变更调查中变 更图斑移动更 新方法 一种利用公共 网络地图辅助 土地调查的方 法 一种实时在线 获取地图数据 的方法 一种利用人工 地物稀疏形状 点自动生成地 物轮廓的方法 中国 ZL201210 483773.0 2014/12/17 第 1549107 号 东南大学 王志杰，王庆， 毕飞超 有效 授权 发明 专利 中国 ZL201310 222746.2 2017/02/22 第 2387247 号 东南大学 王慧青，李玲， 王庆，张小国， 潘树国 有效 授权 发明 专利 中国 ZL201110 202678.4 2013/04/24 第 1185979 号 东南大学 张小国，王庆， 何坤贤，刘守 全，贲成龙 有效 授权 发明 专利 中国 ZL201310 517637.3 2016/06/29 第 2126445 号 东南大学 张小国，王庆， 彭德齐，王云 帆，万雪音 有效 授权 发明 专利 中国 ZL201410 521168.7 2017/5/3 第 2469343 号 东南大学 王慧青，崇素 文，王庆，李 玲 有效 授权 发明 专利 授权 发明 专利 中国 ZL201410 800000.X 2017/9/15 第 2607146 号 东南大学 张小国，王庆， 任阳，寇海堂 有效 中国 ZL201310 456959.1 2017/4/5 第 2436652 号 东南大学 王庆，王慧青， 肖鹏 有效 授权 发明 专利 软件 著作 权 中国 ZL201410 835540.1 2017/6/16 第 2519498 号 东南大学 张小国，周斌， 吕家东，王庆 有效 泰坦超算平台 V3.0 中国 2014SR15 7423 2014/10/21 第 082660 号 北京东方泰 坦科技股份 有限公司 谭靖等 有效

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