李煉鋒

（廣州市城市規(guī)劃勘測設(shè)計研究院，廣東 廣州 510060）

2020 年1 月17 日，自然資源部發(fā)布的《自然資源調(diào)查監(jiān)測體系構(gòu)建總體方案》指出：當(dāng)前自然資源調(diào)查監(jiān)測中的基礎(chǔ)調(diào)查工作以第三次全國國土調(diào)查（以下簡稱“國土三調(diào)”）為基礎(chǔ)，自然資源調(diào)查監(jiān)測工作是在基礎(chǔ)調(diào)查和專項調(diào)查形成的自然資源本底數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上開展的，地理國情監(jiān)測是自然資源調(diào)查監(jiān)測的專題監(jiān)測分項之一；現(xiàn)有分類體系存在概念不統(tǒng)一、內(nèi)容有交叉、指標(biāo)相矛盾等問題［1］。以“國土三調(diào)”成果為自然資源調(diào)查監(jiān)測“一張底圖”，對現(xiàn)有數(shù)據(jù)成果進行分析判斷，厘清“國土三調(diào)”中“工作分類”與地理國情監(jiān)測中“內(nèi)容與指標(biāo)”之間的關(guān)系，重新定義地理國情監(jiān)測的分類體系，對開展自然資源調(diào)查監(jiān)測工作至關(guān)重要。

已有研究較多關(guān)注地理國情應(yīng)用于自然資源調(diào)查監(jiān)測的思路框架，較少涉及實際操作層面的數(shù)據(jù)銜接試驗，或基于地理國情數(shù)據(jù)與土地利用數(shù)據(jù)的差異對比，探討在土地監(jiān)測管理中的應(yīng)用服務(wù)［2］。本文從地理國情監(jiān)測在自然資源調(diào)查監(jiān)測中的應(yīng)用出發(fā)，通過對比地理國情監(jiān)測數(shù)據(jù)與國土調(diào)查數(shù)據(jù)，從實踐層面進行數(shù)據(jù)整合試驗并分析差異原因，最后提出銜接國土資源等自然資源調(diào)查監(jiān)測的地理國情優(yōu)化建議。

1 數(shù)據(jù)來源與研究方法

本文選取廣州市南沙區(qū)城鄉(xiāng)接合部區(qū)域為試驗對象，從圖1 國土調(diào)查數(shù)據(jù)來看，試驗區(qū)內(nèi)建設(shè)用地與農(nóng)用地、未利用地等非建設(shè)用地的面積比約為1∶1，包含一定規(guī)模的鎮(zhèn)、鄉(xiāng)和村莊建設(shè)用地，而從圖2 地理國情地表覆蓋數(shù)據(jù)來看，除鹽堿地表、沙質(zhì)地表等個別地類缺失外，其余地類均有涉及，兩類數(shù)據(jù)反映出較為復(fù)雜的城鄉(xiāng)用地情況，對于兩類數(shù)據(jù)的對比分析具有典型代表性［3］。由于試驗區(qū)內(nèi)水資源豐富多樣，但反映常水位水面的地表覆蓋分類中水域數(shù)據(jù)較為粗糙且缺失明顯，而地理國情要素中水域要素不僅反映高水位水面且相對細(xì)致全面，故采用地理國情要素中水域要素數(shù)據(jù)與國土調(diào)查數(shù)據(jù)進行對比試驗。在兩類數(shù)據(jù)銜接試驗后，采用2019 年高分辨率遙感影像進行檢驗核查，分析兩類數(shù)據(jù)的一致性以及造成數(shù)據(jù)差異的原因。本文研究方法的技術(shù)流程如圖3 所示。

圖1 試驗區(qū)土地利用現(xiàn)狀

圖2 試驗區(qū)地表覆蓋分類

圖3 技術(shù)流程

（1）構(gòu)建分類體系對應(yīng)關(guān)系。通過對地理國情監(jiān)測數(shù)據(jù)與國土調(diào)查數(shù)據(jù)所依據(jù)的兩種分類體系進行分析，依照“定義相近、最小細(xì)分、逐級合并”原則，以土地利用現(xiàn)狀分類為基準(zhǔn)，將地理國情不同地類重新對應(yīng)其中，建立兩種分類標(biāo)準(zhǔn)的對應(yīng)關(guān)系［4］。“定義相近”是以各類別的實際含義為基礎(chǔ)，根據(jù)各定義內(nèi)容和采集要求進行類別歸并；“最小細(xì)分”是將所有類別的對應(yīng)關(guān)系都劃分到最小類別從而建立對應(yīng)關(guān)系，如在地理國情某一類別對應(yīng)土地利用現(xiàn)狀分類時，若地理國情某二級類不完全對應(yīng)土地利用現(xiàn)狀分類的特定地類，則采用地理國情該類別的三級類與之對應(yīng)；“逐級合并”則采用全覆蓋方式將整個分類體系完整對應(yīng)，對應(yīng)關(guān)系中以最小地類為基礎(chǔ)，一級、二級類根據(jù)最小子類逐級歸并。

（2）進行空間數(shù)據(jù)銜接試驗。對國土調(diào)查數(shù)據(jù)進行格式、坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，統(tǒng)一兩類數(shù)據(jù)的空間坐標(biāo)基準(zhǔn)，確保在空間上能疊加分析，為兩類數(shù)據(jù)銜接試驗做準(zhǔn)備。根據(jù)兩種分類標(biāo)準(zhǔn)的對應(yīng)關(guān)系，進行不同地類的空間分析和數(shù)據(jù)統(tǒng)計，以地類重合面積與土地利用現(xiàn)狀分類用地面積的比值為指標(biāo)綜合評價銜接轉(zhuǎn)換效果，計算特定地類的空間重合率，比較兩類數(shù)據(jù)成果在空間分布上的一致性，所有地類面積不重算、不漏算。

（3）分析數(shù)據(jù)整合差異原因。將高分辨率遙感影像與兩類數(shù)據(jù)進行空間疊置，分別對地理國情監(jiān)測數(shù)據(jù)、國土調(diào)查數(shù)據(jù)進行核查，分析數(shù)據(jù)銜接差異的原因，并對差異原因進行總結(jié)歸類，為調(diào)整地理國情監(jiān)測指標(biāo)內(nèi)容和今后優(yōu)化地理國情監(jiān)測工作方案提供依據(jù)［5］。

2 分類標(biāo)準(zhǔn)對應(yīng)關(guān)系

在地理國情地表覆蓋分類與土地利用現(xiàn)狀分類的對應(yīng)關(guān)系中，前者基本可以與后者的農(nóng)用地和未利用地各分類建立直接的“一對一”對應(yīng)關(guān)系，而地表覆蓋分類遵循“所見即所得”原則，側(cè)重土地的自然屬性，導(dǎo)致其與土地利用現(xiàn)狀分類中各建設(shè)用地的對應(yīng)關(guān)系多是“多對一”或無對應(yīng)關(guān)系，如地表覆蓋分類中喬灌混合林、稀疏灌叢以及固沙灌草等，在土地利用現(xiàn)狀分類中無法找到直接的對應(yīng)類別。從具體地類看，土地利用現(xiàn)狀分類中的耕地、園地、林地、草地、水域及水利設(shè)施用地（河流、湖泊、水庫、坑塘、冰川及永久積雪）、其他土地(鹽堿地、沙地）5 個一級類及其大部分二級類，可與地表覆蓋分類建立直接“一對一”對應(yīng)關(guān)系，用于數(shù)據(jù)整合試驗；部分二級類(如公路、機場用地等）雖然可以建立對應(yīng)關(guān)系，但類別定義存在一定差異，還需補充地表覆蓋其他地類，如土地利用現(xiàn)狀分類中機場用地不僅對應(yīng)地表覆蓋分類中停機坪和跑道，還應(yīng)補充機場用地范圍內(nèi)的綠化草地、房屋建筑區(qū)等；交通運輸用地、城鎮(zhèn)村及工礦用地等類別因與地表覆蓋分類在類別定義上差異較大，對應(yīng)關(guān)系多是“一對多”或無對應(yīng)，如將商服、工礦倉儲等建設(shè)用地歸并于城鎮(zhèn)村及工礦用地的二級類，均以“一對多”關(guān)系對應(yīng)于地表覆蓋分類中的房屋建筑區(qū)、道路、綠化林地、綠化草地等［6］。

3 數(shù)據(jù)整合轉(zhuǎn)換試驗

由于地表覆蓋分類與土地利用現(xiàn)狀分類中的商服、工礦倉儲、住宅、公共管理與公共服務(wù)、特殊用地等建設(shè)用地難以建立直接對應(yīng)關(guān)系，且當(dāng)前采用的國土調(diào)查數(shù)據(jù)中城鎮(zhèn)村用地類別數(shù)據(jù)尚未細(xì)分，因此只對歸并后的“城鎮(zhèn)村及工礦用地”與地表覆蓋分類數(shù)據(jù)進行整合試驗。

根據(jù)兩種分類標(biāo)準(zhǔn)的對應(yīng)關(guān)系，將地理國情覆蓋分類對應(yīng)于土地利用現(xiàn)狀分類的各地類面積進行匯總統(tǒng)計，得出兩類數(shù)據(jù)的整體重合率為74.0%，不同地類的整合一致性存在較大差異，盡管“一對一”對應(yīng)關(guān)系下的地類一致性相對較高，但對應(yīng)關(guān)系的建立并不能實現(xiàn)兩類數(shù)據(jù)的“完美整合”。

從具體地類的一致性分析來看，水域(不含水工建筑用地）的重合率高達91.6%，說明地理國情要素中水域要素數(shù)據(jù)與國土調(diào)查數(shù)據(jù)的水域一致性較高，其中，河流、湖泊水面的重合率分別高達99.3%、97.8%；其次是耕地和園地，重合率均在60%左右；由于試驗區(qū)不涉及天然牧草地和人工牧草地，重合率為47.7%的草地僅反映其他草地的整合一致性；交通運輸用地、其他土地、城鎮(zhèn)村及工礦用地重合率較低，一致性較差，其中其他土地僅反映設(shè)施農(nóng)用地的一致性，而城鎮(zhèn)村及工礦用地僅反映采礦用地的一致性。

從地理國情數(shù)據(jù)與國土調(diào)查數(shù)據(jù)的疊加分析可以看出，二者的差異圖斑主要在于耕地(水田、水澆地及旱地）、交通運輸用地(公路用地、農(nóng)村道路）、水域及水利設(shè)施用地(坑塘水面、溝渠及水工建筑用地）、其他土地(設(shè)施農(nóng)用地）等(如圖4 所示）。

圖4 兩類數(shù)據(jù)的重合區(qū)域及差異圖斑

4 整合差異原因分析

利用高分遙感影像對兩類數(shù)據(jù)銜接試驗的一致性進行檢驗核查，從調(diào)查內(nèi)容與地類定義、數(shù)據(jù)來源與影像時點、最小上圖圖斑面積等方面分析造成兩類數(shù)據(jù)差異的原因。

（1）調(diào)查內(nèi)容與地類定義不一致是造成兩類數(shù)據(jù)差異的根本原因。地理國情監(jiān)測旨在查清自然與人文地理要素的現(xiàn)狀和空間分布情況，側(cè)重反映國土資源要素的自然狀態(tài)和現(xiàn)狀特征。而土地變更調(diào)查主要為查清年度內(nèi)各類土地的實際變化情況，包括各類新增建設(shè)用地審批、用地合法性、“批而未用”土地、基本農(nóng)田保護、土地整理復(fù)墾開發(fā)補充耕地等情況，側(cè)重反映土地的社會經(jīng)濟屬性，成果具有法定效力和較強的限制性。調(diào)查內(nèi)容不同導(dǎo)致地類定義不一致，從而影響數(shù)據(jù)銜接一致性。如地理國情監(jiān)測會將鐵路、公路征地范圍的樹木、草坪單獨歸類為綠化林地、綠化草地或護坡灌草，而土地利用現(xiàn)狀分類將其作為附屬用地歸并于鐵路用地、公路用地（如圖5 所示）；因耕地休耕輪作或暫時種植經(jīng)濟作物，導(dǎo)致實際地表發(fā)生變化，如長草、積水、林木生長等，土地變更調(diào)查仍將其認(rèn)定為耕地，而地理國情監(jiān)測僅認(rèn)定55.8%的耕地，其余則采集為溫室大棚（9.2%）、高覆蓋度草地（6.8%）、苗圃（5.7%）、喬灌木混合林（4.4%）等。

圖5 兩類數(shù)據(jù)的差異圖斑

（2）數(shù)據(jù)來源與影像時點不一致是造成兩類數(shù)據(jù)差異的客觀因素。地理國情地表覆蓋數(shù)據(jù)以當(dāng)年3 月至6 月優(yōu)于1m 分辨率的遙感影像為基礎(chǔ)，輔以相關(guān)部門的調(diào)查統(tǒng)計等數(shù)據(jù)進行變化更新，標(biāo)準(zhǔn)時點為當(dāng)年6 月30 日。而第二次全國土地調(diào)查以后的年度土地變更調(diào)查采用9 月至12 月優(yōu)于1m 分辨率的遙感監(jiān)測數(shù)據(jù)、土地整治項目區(qū)數(shù)據(jù)及相關(guān)審批管理資料，標(biāo)準(zhǔn)時點為12 月31 日，數(shù)據(jù)來源及影像時點不一致自然會造成數(shù)據(jù)成果的差異，如不同時期耕地地表變化會造成影像判讀解譯的不同。同時，影像判讀解譯和數(shù)據(jù)歸類受專業(yè)人員的主觀因素影響，不同技術(shù)人員對同一地物的判讀存在誤差，尤其體現(xiàn)在大片林地、草地、園地、水域等邊界的確定，一定程度上影響了兩類數(shù)據(jù)的一致性。此外，研究主要采用2017 年地理國情監(jiān)測數(shù)據(jù)和2016 年土地利用變更調(diào)查數(shù)據(jù)，兩類數(shù)據(jù)的時間不同，現(xiàn)勢性存在差異，進一步影響了數(shù)據(jù)的一致性。

（3）最小上圖圖斑面積不一致是影響兩類數(shù)據(jù)一致性的直接原因。地理國情監(jiān)測數(shù)據(jù)的最小上圖圖斑面積中，耕地、園地、林地、草地、水域一般為400m2，房屋建筑區(qū)、人工堆掘地為1600m2，綠化林地、綠化草地、獨立房屋為200m2且在城市地區(qū)細(xì)化到100m2等。而在土地變更調(diào)查中，耕地、園地的最小上圖圖斑面積為600m2，林地、草地等其他地類為1500m2，城鎮(zhèn)村及工礦用地等建設(shè)用地為400m2。相比當(dāng)前的土地變更調(diào)查成果，地理國情地表覆蓋數(shù)據(jù)相對精細(xì)，最小上圖圖斑面積不同直接導(dǎo)致兩類數(shù)據(jù)地類精度不一致，影響數(shù)據(jù)銜接效果。盡管與第二次全國土地調(diào)查相比，“國土三調(diào)”提高了圖斑的面積精度，如建設(shè)用地和設(shè)施農(nóng)用地實地面積為200m2，農(nóng)用地(不含設(shè)施農(nóng)用地）實地面積400m2，其他地類實地面積600m2，荒漠地區(qū)可適當(dāng)降低精度，但只是與地理國情監(jiān)測的數(shù)據(jù)精度大致相當(dāng)，且距離“國土三調(diào)”完成和后續(xù)土地變更調(diào)查上圖標(biāo)準(zhǔn)的實施還有一定時間。

5 結(jié)束語

在機構(gòu)改革的背景下，厘清地理國情與國土資源及相關(guān)調(diào)查監(jiān)測的差異，優(yōu)化地理國情監(jiān)測內(nèi)容，對于促進地理國情監(jiān)測在國土資源等自然資源調(diào)查監(jiān)測中的銜接應(yīng)用尤為重要。本文從理論和實踐兩個層面對地理國情監(jiān)測數(shù)據(jù)與國土調(diào)查數(shù)據(jù)進行對比分析和銜接試驗，分析造成兩類數(shù)據(jù)差異的原因。隨著自然資源調(diào)查監(jiān)測評價體系的初步建立和國土空間規(guī)劃體系的逐步完善，作為自然資源的重要調(diào)查工作，地理國情監(jiān)測不僅要應(yīng)對與國土資源調(diào)查監(jiān)測的差異，還應(yīng)考慮林業(yè)、水利等其他調(diào)查的工作內(nèi)容與技術(shù)要求，從監(jiān)測內(nèi)容、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、分類體系等方面優(yōu)化完善地理國情業(yè)務(wù)，建立與各專項自然資源調(diào)查監(jiān)測的有效銜接。由于地理國情監(jiān)測地表覆蓋數(shù)據(jù)側(cè)重反映土地的自然屬性特征，完善土地功能管理屬性的地理國情要素數(shù)據(jù)(如城鎮(zhèn)綜合功能單元）并應(yīng)用于國土資源建設(shè)用地的監(jiān)測管理，以及建立明確服務(wù)內(nèi)容和對象的地理國情應(yīng)用框架體系成為下一步研究重點。