3S技术点亮天水振兴路
遥感技术(RS)、全球定位系统(GNSS)和地理信息系统(GIS)统称为3S技术,是将遥感技术、全球定位导航技术和空间信息技术相结合,对空间信息进行采集、管理、编辑、分析、显示和应用的现代信息技术。RS技术是快速获取地表信息的重要手段,能够及时发现地表的各种变化,也是3S中的主要数据源。GNSS技术是全球导航与定位技术,能够对目标的空间位置进行定位。GIS技术是3S技术的核心部分,主要用来接收RS、GNSS及其他来源的数据,并对其进行集成管理,按照用户的需求,通过其强大的空间分析功能对数据进行提取、分析,进而为决策提供依据。本文通过调查研究3S技术在甘肃省天水市乡村振兴中的应用现状,总结目前在应用过程中面临的问题,借鉴国内3S技术助力乡村振兴的典型案例,提出3S技术应用于天水市乡村振兴工作的思路和途径,以为政府部门决策提供理论和技术依据,进而助力天水市乡村全面振兴。
3S技术在天水市乡村振兴中的应用状况
3S技术在天水市的推广应用概况
近年来,随着3S技术的应用与推广,天水市逐步使用GNSS和RS技术对基础地理信息数据进行采集与更新,使用GIS技术对城市基础地理信息进行管理,在地质灾害监测及应急中广泛使用无人机航测遥感技术、三维激光扫描技术,快速获取灾情,为政府决策提供了客观的影像和地图资料。
3S技术在乡村振兴中的应用状况
1.RS技术应用现状
据官方网站公布,2013年7月25日,甘肃省天水市秦州区娘娘坝镇、大门乡等7个乡镇遭遇洪涝泥石流灾害。灾害发生以后,无人机航测遥感技术以其灵活快速、不限环境的特点,在灾情调查中发挥了重大作用,为政府机构提供了灾情评估影像和坐标资料。同时,对比灾前遥感影像,无人机航测遥感技术能够快速评估受灾范围。此外,灾后恢复情况同样可以通过灾前、灾后、后期建设的遥感影像进行有效监测,以评估灾后重建工作的进展。
麦积山石窟作为四大石窟之一,是中华文化遗产的瑰宝。为了将石窟内佛像以数字的形式永久保留,三维激光扫描技术起到了关键的作用。运用摄影测量与遥感的原理,科技工作者们将三维激光扫描技术运用到文化遗产保护工作中,将石窟内的佛像数字扫描并建模,最终呈现在网络上,便于人们在数字博物馆中欣赏。
2.GNSS技术应用现状
最常见的GNSS技术应用莫过于手机、电话手表、智能手环之类产品的导航定位功能。例如,当我们身处陌生的城市,希望到达自己想去的目的地时,百度地图、高德地图的导航功能,无论是步行、骑行还是乘坐公共交通工具或者自驾,都能够智能地引导我们顺利到达目的地。除此以外,GNSS技术在工程建设中也得到了普遍应用。例如,天水市有轨电车的轨道建设过程中便使用了GPS放样技术,将设计好的轨道坐标放样到实地。在数字测图中,为了获取更为精确的坐标信息,测绘单位也经常使用GPS仪器对地面目标进行数据采集。此外,大型建筑物的建设也离不开GPS的精准定位,如天水市体育中心的场馆建设。天水市地处山区,为预防滑坡,监测传感器上也常加装GNSS设备,实时监测形变信息。
3.GIS技术应用现状
据调查,天水市规划局多年前已采用先进的GIS软件系统对全市的城市规划信息进行管理,已经实现了对所有土地的规划情况及建设红线的查询,并可以在系统上对变更信息及时更新,以便工程建设单位使用。同样,天水市自然资源局通过天水市地理信息公共服务平台对企事业单位和个人提供了天水市的标准地图,并提供全市范围内的基础地理信息数据的申请和使用服务,极大地方便了有基础地理数据需求的用户。
3S技术在乡村振兴中应用的初步成效
1.3S技术在土地确权中的成效
传统的工程测量方式不能够提供遥感影像数据,需要的外业人员数量多,成本高,但无人机摄影测量成本低、操作方便、不易受到天气影响,能够快速获取影像和坐标信息。目前,该技术在已经完成的土地确权中大量使用,达到了很好的效果,为土地确权工作提供了有力的技术支持,也为农村土地利用的进一步规划奠定了坚实基础。
2.3S技术在国土调查中的成效
根据三和数码测绘地理信息技术有限公司的调研,天水市第三次全国国土调查工作中广泛应用“互联网+调查”、无人机、云计算等新技术,全面查清了天水市国土利用状况。
3.3S技术在国土空间和村庄规划编制中的成效
据天水市自然资源局提供的相关信息,在《天水市国土空间总体规划(2021—2035年)》文件的指导下,天水市相关城市规划部门已通过天水市基础地理信息平台里的数据完成了辖区内乡村的国土空间规划项目。
3S技术在天水市乡村振兴中应用中存在的问题和机遇
存在的问题
天水市农村以农业生产为主,工业基础薄弱,自主发展能力较差,农民收入低,公共交通不便利,大量的农村人口流失,年轻劳动力缺乏,老龄化现象较为严重,很多农村出现了衰败的景象。因此,亟须促进天水市乡村自主发展能力的提升。
1.乡村规划缺失,基础设施薄弱
由于各种原因,相较于繁华的城市,乡村规划长期以来没有得到足够重视。在调查走访中发现,天水市很多村庄处于无规划、自然发展的状态。这些村庄既缺乏经费投入的保障,又缺乏相应的人才支撑,乡村规划编制往往流于形式。许多村庄有新建的房屋,也有大量的老旧房屋,但房门紧锁,村民稀少。部分村庄因靠近市区,抢建违建现象严重,既有彩钢板建筑搭设在二层、三层,也有三四层的农村楼房,安全隐患很大。有的村庄基础设施建设薄弱,距离幼儿园和小学较远,且缺乏卫生室和休闲娱乐场所。公交线路单一,间隔时间长,导致村民出行拥挤,尤其在上下学高峰期,孩子们挤满公交车,出行体验差。
2.乡村缺乏信息系统管理
与地图相比,GIS技术具备数据存储和数据更新的信息管理功能。天水市有“天地图·天水”地理信息公共服务平台,但村一级的信息化建设相对薄弱,村级组织没有权限管理土地信息,即使对已有数据系统的查询和更新,也鲜有人掌握相关技能。在规划过程中,主要依赖市县一级行政主管部门的指导,导致村一级缺乏主观能动性,无法随时根据实际情况合理变化。同时,上级部门在实际工作中的调查往往存在滞后性。因此,村一级的土地管理信息系统管理与更新有很大的必要性。
3.乡村缺少3S技术人员
实施乡村振兴战略是一项长期而艰巨的任务,需要技术上过硬的工作人员对农业生产活动进行及时指导,同时也需要外部资金和驻村干部的支持,当然更需要培养当地人扎根家乡、建设家乡的意识。单纯的人口资源可以解决劳动力的问题,但很难从技术上对乡村建设提供支持,对具有学习潜力的年轻人进行3S技术培训,包括无人机喷洒农药、基础测绘调查、基本测量仪器使用等内容。一方面,年轻人接受3S技术培训,不仅可以提高农业生产效率,为及时更新本村或附近村的地理信息数据提供技术支持,也为周边村庄基础建设提供测绘辅助服务;另一方面,这为其在农闲时外出参加测绘地理信息相关的活动奠定了坚实的技术基础。
面临的机遇
2018年《中共中央 国务院关于实施乡村振兴战略的意见》指出,要“实施数字乡村战略,做好整体规划设计,加快农村地区宽带网络和第四代移动通信网络覆盖步伐,开发适应‘三农’特点的信息技术、产品、应用和服务,推动远程医疗、远程教育等应用普及,弥合城乡数字鸿沟”。
《乡村振兴战略规划(2018—2022年)》中提出,统筹城乡国土空间开发格局,加快物联网、地理信息、智能设备等现代信息技术与农村生产生活的全面深度融合。
2019年中共中央办公厅、国务院办公厅印发的《数字乡村发展战略纲要》中提出,提升乡村生态保护信息化水平。利用卫星遥感技术、无人机、高清远程视频监控系统对农村生态系统脆弱区和敏感区实施重点监测,全面提升美丽乡村建设水平。
2025年中央一号文件《中共中央 国务院关于进一步深化农村改革 扎实推进乡村全面振兴的意见》提出,确保国家粮食安全,拓宽农民增收渠道,扩大以工代赈项目实施规模,高质量推进高标准农田建设。
国内3S技术助力乡村振兴的典型案例
自然资源部运用测绘地理信息技术助力帮扶县
据自然资源部官网发布的相关信息,自然资源部运用测绘地理信息技术助力的帮扶县包括黑龙江省绥化市海伦市,江西省赣州市赣县区、兴国县、于都县、宁都县,海南省琼中黎族苗族自治县。在帮扶过程中,自然资源部因地制宜,分地区提出不同支持方案,并取得了很好的成效。
在海伦市开展帮扶工作期间,自然资源部对编制各级国土规划和天然富硒土地认定等方面给予支持;针对赣州市赣县区、兴国县、于都县和宁都县的矿山修复、土地整治、地质灾害防治等工作,给予积极协助,并提供技术支持,助力部分地区的地下空间发展、地下管线普查、遥感卫星影像地图制作等;针对琼中黎族苗族自治县的现状,在地质灾害防治、地理信息测绘、土壤调查和地质遗迹挖掘等方面提供包括专家指导、政策扶持、技术支持在内的全方位援助。
数字乡村基础数据库和服务决策平台应用案例
浙江省湖州市德清县以乡村一级的基础地理信息数据建立空间决策数据库,为每个乡村打造数字孪生乡村,直观呈现当地的自然地理和村庄变迁。德清县作为国家地理信息产业的重点基地,在乡村振兴方面走在了全国的前列。第一届中国测绘地理信息大会召开,德清县山民村的数字乡村成效也展现在了世人面前。湖面上无人机盘旋,温室大棚内手机精准定位,电脑屏幕前作物的生长情况一目了然。
典型案例对天水市的有益启示
天水市应多学习其他地方的先进理念,参照成功案例,对标自己的实际情况,在解放思想的同时因地制宜,始终以提高农民的生活水平为工作重点。从国内成功经验中不难看出,农村的数字化、信息化建设是当前的发展重点。通过RS结合无人机技术获取农村遥感影像和准确坐标,通过GNSS技术准确定位各类土地适用范围,再通过GIS技术发出在哪里喷洒农药、在哪里耕种哪些农作物的指令。
通过信息化手段,农村才能缩小和城市的信息差距,及时掌握城市所需农副产品信息,从而提高农产品的销量。例如,通过网络直播带货,将农产品销往经济发达、价格更高的地区。
信息化还能帮助农民及时向上级部门反映问题,做到准确定位,很多事情可在家中解决,让农村居民也能够享受城市的便利条件。
通过3S技术、网络技术和物联网等高新技术与农业的深度融合,对不同的作物分地块进行实时监测,利用传感器将农田的土壤湿度、温度、肥力的情况展示在GIS系统中,实现精细化种植管理。使用安装有GNSS定位装置的农业设备进行农业生产,有效提升农业生产的效率。
3S技术助力天水市乡村全面振兴的对策建议
建设以村民为中心的数字乡村
在依托测绘地理信息数据平台的基础上,乡村规划要积极调动村民的积极性和自觉性,向村民和村干部普及规划知识和好处,告知规划对未来乡村建设有哪些有利的影响。通过已有规划的成功案例视频和线上座谈,针对村民关心的问题一一作出解答。
加强3S技术设备在常规农林业监测中的应用
2025年中央一号文件《中共中央 国务院关于进一步深化农村改革 扎实推进乡村全面振兴的意见》强调,稳定粮食播种面积,确保粮食稳产丰产。天水市的农村应逐步开始以遥感影像和无人机不定期监测来感知永久基本农田的变化,同时运用无人机技术对农作物喷洒农药,农作物、林果树病虫害实时监测,以提高农林业生产效率,减轻农民的工作量。
加强数字乡村应急管理体系建设
因夏季降雨量较多,天水市多次发生滑坡、泥石流灾害,而村庄多处于河谷地带,造成了非常严重的损失。2024年,天水市娘娘坝镇发生森林火灾。为此,建立依托3S技术的实时监测预警应急管理系统十分必要。在灾害发生频繁的地区安装传感器,一旦有发生灾害的可能时,通过GIS技术及时通知附近的居民尽快避险。
加强3S技术在乡村道路规划的应用
2021年《中共中央 国务院关于全面推进乡村振兴加快农业农村现代化的意见》中提出,加强乡村公共基础设施建设;加强农村资源路、产业路、旅游路和村内主干道建设;推进农村公路建设项目更多向进村入户倾斜。怎样才能使更多的村民更方便地到达最近的公路呢?GIS技术提供的交通可达性分析能够很好地解决上述问题。通过评价目前道路网的可达性情况,对可达性差的区域增加建设公路,增加公交站点,对人口密集的区域增加公交线路,提高村民出行品质,从时间上缩短城乡空间距离带来的差距,让村民出行更加便利。
加强测绘地理信息职业融入乡村建设
由于多山地形的影响,天水市附近的乡村耕地很多在山上,难以实现大规模现代化农场作业,靠普通的农作物种植很难达到较高的收入。农忙时干农活、农闲时去城里打工是目前很多农民的真实生活写照。如何能让当地的农民尽可能在当地有收入,同时提高打工收入也是3S技术助力天水市乡村全面振兴需要考虑的问题之一。对农村剩余劳动力进行测绘技能培训,不仅可以解决当地农村测绘项目缺少专业技术人员的问题,为剩余劳动力提供就业和提高收入的机会,还可解决职业教育无法落地真正生产实践的问题,让知识真正应用于田间地头的实践。在测绘职业教育中,天水市的两所职业技术学院以工程测量技术、测绘地理信息技术、摄影测量与遥感技术和无人机应用技术四个相关专业为主,可由市政府牵头给予资金支持,相关职业技术学院对农村年轻劳动力进行技能培训并推荐工作岗位。
终审:魏文源
监审:侯欣怡
编校:李晓亚