羅芳，方門福

(1.武漢大學(xué)資源與環(huán)境科學(xué)學(xué)院，湖北武漢 430079； 2.深圳市勘察研究院有限公司，廣東深圳 518026)

大比例尺城鄉(xiāng)一體化土地利用現(xiàn)狀調(diào)查的關(guān)鍵技術(shù)

羅芳1，2?，方門福2

(1.武漢大學(xué)資源與環(huán)境科學(xué)學(xué)院，湖北武漢 430079； 2.深圳市勘察研究院有限公司，廣東深圳 518026)

通過對城鄉(xiāng)一體化土地利用現(xiàn)狀調(diào)查要求、方法、流程的探討，介紹了深圳市在全國第二次土地調(diào)查的框架下通過“3S”測繪新技術(shù)和大比例尺數(shù)字化成果的應(yīng)用，對城鄉(xiāng)一體化土地利用現(xiàn)狀調(diào)查的實現(xiàn)及其關(guān)鍵技術(shù)，分析了一體化調(diào)查的優(yōu)缺點(diǎn)及發(fā)展前景。

城鄉(xiāng)一體化；土地調(diào)查；地籍

第二次全國土地調(diào)查是國務(wù)院部署的一項重大國情國力調(diào)查，是按照國家統(tǒng)一組織、地方細(xì)化調(diào)查的方式，在統(tǒng)一土地利用分類標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)規(guī)范的基礎(chǔ)上，開展的全國范圍內(nèi)各類土地資源的數(shù)量、分布和權(quán)屬調(diào)查工作，旨在查清我國土地利用的現(xiàn)狀，尤其是建設(shè)用地、耕地和基本農(nóng)田的數(shù)量、分布和權(quán)屬狀況[1]。在第二次全國土地調(diào)查工作中，國家首次將土地利用現(xiàn)狀調(diào)查和城鎮(zhèn)地籍調(diào)查統(tǒng)一起來，強(qiáng)調(diào)在經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)可采用1∶2 000或1∶5 000的大比例尺進(jìn)行調(diào)查，為開展基于大比例尺的城鄉(xiāng)一體化土地調(diào)查提供了技術(shù)及法律依據(jù)。

深圳市第二次土地調(diào)查根據(jù)國家技術(shù)規(guī)程及廣東省的相關(guān)要求，提出了基于大比例尺的城鄉(xiāng)一體化調(diào)查方法，這是全省乃至全國首例真正意義上的城鄉(xiāng)一體化土地利用現(xiàn)狀調(diào)查。本文根據(jù)深圳市第二次土地調(diào)查的實踐經(jīng)驗，介紹了基于大比例尺的城鄉(xiāng)一體化調(diào)查的技術(shù)思路、調(diào)查方法、作業(yè)流程及關(guān)鍵技術(shù)，并討論了其優(yōu)點(diǎn)和需解決的問題。

1 一體化調(diào)查的要求、內(nèi)容及方法、流程

城鄉(xiāng)一體化的土地利用調(diào)查要求采用統(tǒng)一的土地分類標(biāo)準(zhǔn)、統(tǒng)一的調(diào)查規(guī)范、統(tǒng)一的比例尺、統(tǒng)一的坐標(biāo)系，對調(diào)查區(qū)域進(jìn)行一次性地調(diào)查，然后使用統(tǒng)一的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)和組織結(jié)構(gòu)、統(tǒng)一的建庫方法、統(tǒng)一的數(shù)學(xué)精度建立一體化的土地利用數(shù)據(jù)庫[1]。調(diào)查范圍包括城市、建制鎮(zhèn)和農(nóng)村，調(diào)查內(nèi)容是土地利用狀況和土地權(quán)屬狀況。

深圳市第二次土地調(diào)查是建立在以上“七統(tǒng)一”基礎(chǔ)上的城鄉(xiāng)一體化的土地利用現(xiàn)狀調(diào)查。此次調(diào)查在全國統(tǒng)一分類標(biāo)準(zhǔn)和調(diào)查規(guī)范的框架下，以2005年完成的土地利用更新調(diào)查成果為基礎(chǔ)，本著“缺什么，補(bǔ)什么”的原則，充分利用以GPS、RS、GIS為代表的測繪新技術(shù)，采用基于大比例尺的內(nèi)外業(yè)一體化調(diào)查方法，以宗地為單位調(diào)查每宗地的地類、面積、權(quán)屬(使用權(quán))和分布等信息，地類調(diào)查按照城鎮(zhèn)地籍調(diào)查規(guī)范要求的12個一級類為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，調(diào)查至二級類，最后建立了市、區(qū)兩級互聯(lián)共享的一體化土地利用數(shù)據(jù)庫。

本次調(diào)查按照城鄉(xiāng)一體化調(diào)查的規(guī)范、內(nèi)容和方法，制定了合理的、操作性強(qiáng)的調(diào)查作業(yè)流程。僅用了5個月時間就完成了全市 2 000 km2的外業(yè)調(diào)查工作，同步生成數(shù)字化圖斑約10萬個。詳細(xì)流程如圖1所示。

2 關(guān)鍵技術(shù)

這種在調(diào)查區(qū)域內(nèi)，采用數(shù)字化方法對城市和農(nóng)村地區(qū)使用一套調(diào)查方法一次性開展的城鄉(xiāng)一體化土地利用現(xiàn)狀調(diào)查目前在我國屬于初步嘗試，為了快速、完整、準(zhǔn)確地得到調(diào)查成果，同時為了調(diào)查成果在今后土地管理工作中的有效使用，在實施過程中除了常規(guī)的土地調(diào)查技術(shù)之外，還采用了內(nèi)外業(yè)一體化調(diào)查技術(shù)、工作底圖自動化編制技術(shù)、建立地類地籍一體化的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、自動生成國家標(biāo)準(zhǔn)的第二次土地調(diào)查成果等關(guān)鍵技術(shù)。

2.1 以“3S”技術(shù)為基礎(chǔ)的內(nèi)外業(yè)一體化調(diào)查技術(shù)

綜合應(yīng)用GPS、RS、GIS技術(shù)，使之構(gòu)成完整的、系統(tǒng)的、實時的、動態(tài)的“3S”集成技術(shù)，形成數(shù)據(jù)采集、處理、分析、輸出以及更新的完整技術(shù)系統(tǒng)。以時效性強(qiáng)的高分辨率遙感影像圖為基礎(chǔ)進(jìn)行地類判讀和預(yù)處理，快捷高效地獲取土地利用變化信息，外業(yè)調(diào)查時采用GPS技術(shù)快速精確采集土地利用變化圖斑的空間位置，利用GIS技術(shù)進(jìn)行調(diào)查基礎(chǔ)數(shù)據(jù)處理分析，并對調(diào)查采集數(shù)據(jù)進(jìn)行自動編輯錄入，最后整理匯總建庫。

內(nèi)外業(yè)一體化的土地利用現(xiàn)狀調(diào)查綜合使用“3S”技術(shù)，以數(shù)字化矢量地形圖為基礎(chǔ)，充分利用地形圖與地籍?dāng)?shù)據(jù)的精度高和現(xiàn)勢性強(qiáng)的優(yōu)勢，將外業(yè)調(diào)繪、調(diào)查圖清繪、圖形掃描、圖形糾正、圖形矢量化、屬性數(shù)據(jù)錄入等工序融為一體，直接提供數(shù)字化調(diào)查成果，減少傳統(tǒng)土地資源調(diào)查技術(shù)中的清繪、掃描、糾正、矢量化及數(shù)據(jù)錄入等工序，實現(xiàn)了實時、快速、準(zhǔn)確、高精度的數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)管理的自動化、現(xiàn)代化，解決了土地變更調(diào)查中工作量大、工序多、工作效益低、精度低、數(shù)據(jù)分析難度大、成果輸出不方便等問題。

圖1 城鄉(xiāng)一體化土地利用現(xiàn)狀調(diào)查工作流程圖

2.2 工作底圖自動化編制技術(shù)

工作底圖是土地調(diào)查的基礎(chǔ)，信息豐富、時勢性強(qiáng)的工作底圖可以極大提高外業(yè)調(diào)查的精度和效率。我們使用ArcEngine＋AutoLISP＋VB.net工具編制了一套工作底圖自動處理軟件，實現(xiàn)了將DWG格式地形圖、GDB格式地籍?dāng)?shù)據(jù)庫、SHP格式更新調(diào)查總圖、TIF格式正射影像圖以及JPG、DXF、MIF等其他格式數(shù)據(jù)自動分層套合，制作成1∶2 000標(biāo)準(zhǔn)圖幅的工作底圖和對應(yīng)的地籍信息表，并自動輸出打印。制作流程如下:首先從全市地籍?dāng)?shù)據(jù)庫、更新調(diào)查土地利用數(shù)據(jù)庫中提取宗地和地類圖斑圖層，再按照1∶2 000的標(biāo)準(zhǔn)圖幅進(jìn)行裁切同時轉(zhuǎn)換為DWG格式，然后將1∶1 000地形圖自動縮編為1∶2 000比例尺，縮編過程中去除對于土地利用調(diào)查無意義的部分點(diǎn)狀線狀要素，然后將1∶5 000正射影像圖放大為1∶2 000比例尺，最后按照地籍——土地利用——專題——地形——影像的順序自動套合生成工作底圖，同時，根據(jù)地籍和專題數(shù)據(jù)庫自動生成地籍信息表，為調(diào)查土地權(quán)屬提供參考。流程如圖2所示。

圖2 工作底圖制作流程

2.3 建立地類地籍一體化的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

一體化調(diào)查是將地類調(diào)查與地籍調(diào)查同步開展，以城鎮(zhèn)地籍的標(biāo)準(zhǔn)一次性調(diào)查土地的權(quán)屬與地類，因此需要先建立地類地籍一體化的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。宗地和地類圖斑本是兩種不同的要素，宗地是以一個獨(dú)立的權(quán)屬狀況為單位的單元，地類圖斑是以一個獨(dú)立的土地利用狀況為單位的單元，兩者的區(qū)別也正體現(xiàn)了城鎮(zhèn)地籍調(diào)查和農(nóng)村土地調(diào)查的區(qū)別。在城鄉(xiāng)一體化的調(diào)查中，我們使用法定宗地和現(xiàn)狀宗地這兩個概念來輔助實現(xiàn)宗地與地類圖斑的統(tǒng)一。將地籍?dāng)?shù)據(jù)分為法定宗地{Pi}和現(xiàn)狀宗地{Pj}，法定宗地{Pi}是指已獲得合法用地審批手續(xù)的宗地，現(xiàn)狀宗地{Pj}是未獲得合法用地審批手續(xù)的宗地。以{Di}來命名現(xiàn)狀地類圖斑集合，以{Li}來命名城鄉(xiāng)一體化成果地類圖斑集合。制定規(guī)則如下:

(1)對于法定宗地{Pi}覆蓋的范圍，{Li}＝int (Pi，Di)，int(Pi，Di)為法定宗地{Pi}與現(xiàn)狀地類{Di}的最小公共區(qū)域；

(2)對于現(xiàn)狀宗地{Pj}覆蓋的范圍，{Li}＝{Di}；

根據(jù)以上規(guī)則，衍生出以下規(guī)則:

①當(dāng)一種地類Di中包含多個法定宗地{Pi}時，在地類范圍內(nèi)按照法定宗地再次細(xì)化劃分圖斑，如圖3所示；

②當(dāng)一個法定宗地Pi內(nèi)包含多種地類{Di}時，在法定宗地范圍內(nèi)按照地類再次細(xì)化劃分圖斑，如圖4所示；

③當(dāng)法定宗地的批準(zhǔn)用途與現(xiàn)狀用途一致時，按現(xiàn)狀用途調(diào)查；

④當(dāng)法定宗地的批準(zhǔn)用途與現(xiàn)狀用途不一致時，同時調(diào)查批準(zhǔn)用途和現(xiàn)狀用途，在數(shù)據(jù)庫中用不同的字段來表示；

⑤當(dāng)法定宗地與現(xiàn)狀道路發(fā)生矛盾時，按照“市政道路優(yōu)先”的原則根據(jù)現(xiàn)狀調(diào)整法定宗地的范圍，以保證現(xiàn)狀道路的連通性。

圖3 一種地類包含多個宗地

圖4 一個宗地包含多個地類

對于城鄉(xiāng)一體化成果地類圖斑，定義如下數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(以C＋＋語法描述):

2.4 國家標(biāo)準(zhǔn)的第二次土地調(diào)查成果自動衍生技術(shù)

第二次土地調(diào)查規(guī)程中要求，城市、建制鎮(zhèn)、村莊、采礦用地、風(fēng)景名勝及特殊用地按單一地類圖斑調(diào)查[3]，統(tǒng)一歸類到“城鎮(zhèn)村及工礦用地”中。城鄉(xiāng)一體化調(diào)查是按照城鎮(zhèn)地籍調(diào)查的要求，以12個一級類為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行的，為了滿足國家第二次土地調(diào)查的統(tǒng)一要求，必須要進(jìn)行坐標(biāo)和地類的轉(zhuǎn)換，將成果制作成1980西安坐標(biāo)的農(nóng)村土地調(diào)查數(shù)據(jù)庫。

特制定如表1所示對應(yīng)關(guān)系，實現(xiàn)農(nóng)村土地調(diào)查中“城鎮(zhèn)村與工礦用地”地類與城鎮(zhèn)地籍調(diào)查中對應(yīng)地類的轉(zhuǎn)換:

土地利用現(xiàn)狀分類中農(nóng)村土地調(diào)查與城鎮(zhèn)地籍調(diào)查部分地類的對照轉(zhuǎn)換關(guān)系[4] 表1

同時根據(jù)國家第二次土地調(diào)查的統(tǒng)一部署和安排，成果的預(yù)檢、驗收、核查確認(rèn)、標(biāo)準(zhǔn)時點(diǎn)統(tǒng)一更新等每一步的變動只要涉及地方上的地類修改，都必須先進(jìn)行實地調(diào)查，然后進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，同時對屬于“城鎮(zhèn)村及工礦用地”的部分進(jìn)行歸并，制作修改后土地利用數(shù)據(jù)庫。數(shù)據(jù)庫制作流程如圖5所示。

這種先進(jìn)行高精度的城鎮(zhèn)地籍匯總，再進(jìn)行農(nóng)村土地利用現(xiàn)狀匯總的方法，可以完全保證城鎮(zhèn)地籍匯總成果與農(nóng)村調(diào)查匯總成果的一致。

圖5 城鄉(xiāng)一體化調(diào)查框架下第二次土地調(diào)查國家標(biāo)準(zhǔn)庫制作流程圖

需要注意的是，在數(shù)據(jù)庫中進(jìn)行地類歸并是同類圖斑的簡單合并，而制作土地利用現(xiàn)狀圖需要進(jìn)行綜合，不能直接簡單合并，否則會出現(xiàn)大片農(nóng)用地中存在小面積城市用地的“孤島”現(xiàn)象。

3 調(diào)查成果

城鄉(xiāng)一體化土地利用現(xiàn)狀調(diào)查的成果包括:調(diào)查底圖、調(diào)查記錄手簿、土地權(quán)屬有關(guān)成果、城鄉(xiāng)一體化土地利用數(shù)據(jù)庫、土地利用現(xiàn)狀圖、地籍圖、宗地圖、基本農(nóng)田相關(guān)成果以及各類報告。

基于ArcSDE＋Oracle 9i的空間數(shù)據(jù)管理框架，以《土地利用數(shù)據(jù)庫標(biāo)準(zhǔn)》、《城鎮(zhèn)地籍?dāng)?shù)據(jù)庫標(biāo)準(zhǔn)》、《第二次全國土地調(diào)查數(shù)據(jù)庫建設(shè)技術(shù)規(guī)范》為依據(jù)，采用統(tǒng)一的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)和組織結(jié)構(gòu)，使用統(tǒng)一的建庫方法、統(tǒng)一的數(shù)學(xué)精度，對地形要素、土地利用現(xiàn)狀要素、地籍要素等按邏輯分層組織，建立包括土地利用數(shù)據(jù)、地籍權(quán)屬數(shù)據(jù)、基礎(chǔ)地形數(shù)據(jù)、正射影像圖、輔助管理數(shù)據(jù)在內(nèi)的市、區(qū)兩級互聯(lián)共享的城鄉(xiāng)一體化土地利用數(shù)據(jù)庫。將土地利用數(shù)據(jù)庫中的土地利用等圖層提取出來，即可生成國家要求的農(nóng)村土地調(diào)查數(shù)據(jù)庫，利用此數(shù)據(jù)庫可以制作土地利用現(xiàn)狀圖。將土地利用數(shù)據(jù)庫中的地籍權(quán)屬等圖層提取出來，即可生成城鎮(zhèn)地籍?dāng)?shù)據(jù)庫，可用于制作地籍圖、宗地圖，實現(xiàn)了“一次調(diào)查、兩套成果”。

4 結(jié) 論

深圳市在全國第二次土地調(diào)查中，充分利用以“3S”為代表的測繪新技術(shù)，以高精度的數(shù)字化成果為基礎(chǔ)，采用基于大比例尺的內(nèi)外業(yè)一體化調(diào)查方法，實現(xiàn)調(diào)查全過程的數(shù)字化，既提高了調(diào)查成果的精度，又提高了工作效率。將城鎮(zhèn)村及工礦用地(20)直接進(jìn)行細(xì)化調(diào)查，同步完成了農(nóng)村土地調(diào)查和城鎮(zhèn)地籍調(diào)查，節(jié)約了時間，減少了重復(fù)工作。通過此項目的實踐，證明了城鄉(xiāng)一體化土地利用現(xiàn)狀調(diào)查具有以下優(yōu)點(diǎn):

(1)一次調(diào)查，兩套成果。通過數(shù)字化新測量技術(shù)，在一套技術(shù)方案的指導(dǎo)下，使用一套工作底圖，一次性調(diào)查全市2 000 km2的范圍，得到土地利用現(xiàn)狀數(shù)據(jù)和城鎮(zhèn)地籍權(quán)屬數(shù)據(jù)兩套成果，極大地節(jié)約了調(diào)查成本；

(2)宗地與地類圖斑的統(tǒng)一為同步進(jìn)行地類管理與地籍管理提供了基礎(chǔ)，避免了對宗地和地類自動分析時出現(xiàn)的交錯、縫隙和沖突等，使得管理中純自動化、無人工干預(yù)的自動演算成為可能。

(3)保證了農(nóng)村土地調(diào)查與城鎮(zhèn)地籍調(diào)查數(shù)據(jù)匯總在統(tǒng)計結(jié)果與空間位置上的一致。

(4)城鄉(xiāng)土地的數(shù)據(jù)信息并存于同一數(shù)據(jù)庫中，真正實現(xiàn)城鄉(xiāng)土地一體化管理。一體化數(shù)據(jù)庫的管理模式為市—區(qū)—鄉(xiāng)鎮(zhèn)(街道)—村(街坊)—權(quán)屬單位—圖斑，全市土地總體統(tǒng)計數(shù)據(jù)建立在每一個圖斑的準(zhǔn)確面積上，真正實現(xiàn)了土地管理的數(shù)字化。一體化的數(shù)據(jù)庫可直接應(yīng)用于地籍管理、規(guī)劃編制、耕地保護(hù)、用地管理、產(chǎn)權(quán)登記等各方面。

但是，由于農(nóng)村地區(qū)與城鎮(zhèn)地區(qū)在基礎(chǔ)數(shù)據(jù)上的差異和我國的管理現(xiàn)狀，城鄉(xiāng)一體化的土地調(diào)查仍然會存在一些問題，這將是我們今后研究的重點(diǎn):

①使用大比例尺工作底圖，圖斑劃分時以現(xiàn)狀地類和法定宗地的公共區(qū)域為最小圖形單元，導(dǎo)致圖斑劃分比較細(xì)碎，使得部分表達(dá)現(xiàn)狀地類與法定宗地矛盾的小面積圖斑由于小于第二次土地調(diào)查規(guī)定的最小上圖面積而被抹殺。

②宗地與地類圖斑變更將變得復(fù)雜。變更時需要同時考慮宗地與地類圖斑的變更，確保變更后兩者在空間關(guān)系上的拓?fù)湟恢滦?。例如現(xiàn)狀宗地經(jīng)過確權(quán)登記變更為法定宗地時，其對應(yīng)的地類圖斑也應(yīng)同步變更。

[1] 張世全.城鄉(xiāng)一體化地籍信息系統(tǒng)理論與方法研究[D].鄭州:解放軍信息工程大學(xué)，2008

[2] 國土資源部.地籍管理“十一五”發(fā)展規(guī)劃綱要[Z].2006

[3] 李玉寶，曹智翔，余代俊等.大比例尺數(shù)字化測圖技術(shù)[M].成都:西南交通大學(xué)出版社，2006

[4] TD/T 1014－2007.第二次全國土地調(diào)查技術(shù)規(guī)程[S].

[5] GB/T 21010－2007.土地利用現(xiàn)狀分類[S].

[6] 艾廷華，劉耀林.土地利用數(shù)據(jù)綜合中的聚合與融合[J].武漢大學(xué)學(xué)報(信息科學(xué)版)，2002，27(5):486～492

Key Technologies of Land Survey of Urban－rural Integration

Luo Fang1，2，F(xiàn)ang Mengfu2
(1.School of Resource and Environment Science，Wuhan 430079，China；2.Shenzhen Investigation＆Research Institute Co.，Ltd.Shenzhen，518026，China)

In the framework of the second land survey，shenzhen implemented land survey of urban－rural integration relying on“3S”technology and large scale digital surveying and mapping results.After analysed the requirement，method and process of land survey of urban－rural integration，this mathematical introduced the way and key technologies，the advantages and disadvantages，the prospects of land survey of urban－rural integration in shenzhen.

urban－rural integration；land survey；cadastre

2010—03—23

羅芳(1980—)，女，博士研究生，工程師，主要研究土地信息系統(tǒng)與地圖綜合。

廣東省教育廳產(chǎn)學(xué)研結(jié)合項目(20110901)

1672－8262(2011)05－41－05

P271

A