王傳先，呂國娟，張鴻祥，呂國洋

（1.河南省地質(zhì)科學研究所，河南 鄭州 450001；2.河南省城市地質(zhì)工程技術研究中心，河南 鄭州 450001；3.河南省地質(zhì)調(diào)查院，河南 鄭州 450001）

自然資源管理部門開展的第三次全國國土調(diào)查（以下簡稱三調(diào)）項目是我國法定的一項重要制度，是全面查清土地資源家底的重要手段。作為一項重大的國情國力調(diào)查，國土調(diào)查的目的是全面查清目前的土地利用狀況，掌握真實的土地基礎數(shù)據(jù)，建立和完善土地調(diào)查、統(tǒng)計和登記制度，實現(xiàn)土地資源信息的社會化服務，滿足經(jīng)濟社會發(fā)展和國土資源管理的需要[1]。 根據(jù)當前各行業(yè)對土地基礎數(shù)據(jù)和資料的需求開展專項調(diào)查，能更好地滿足國土空間規(guī)劃、主體功能區(qū)規(guī)劃、新型城鎮(zhèn)化規(guī)劃、土地利用總體規(guī)劃、不動產(chǎn)統(tǒng)一登記、生態(tài)文明建設、耕地質(zhì)量、糧食安全、城鄉(xiāng)一體化發(fā)展、土地流轉、土地整治工程、國土資源“一張圖”建設、土地宏觀調(diào)控、土地信息社會化服務等對土地基礎數(shù)據(jù)的需要。準確的地類調(diào)查能有效地服務于整個國土發(fā)展規(guī)劃，尤其是在調(diào)查地類后得到的準確計算數(shù)據(jù)和統(tǒng)計數(shù)據(jù)，對于整個國土資源管理具有重要作用[2]。

目前，各種三調(diào)軟件均能實現(xiàn)地類流向流量分析，但大部分軟件對耕地扣除（田坎等）地類轉換為園林草等地類后的面積交代不清，不能準確反映變化地類的前世今生，可能導致面積統(tǒng)計結果出錯，給國土部門土地規(guī)劃工作帶來麻煩[3]。本文利用ArcGIS平臺對2016年變更數(shù)據(jù)和三調(diào)數(shù)據(jù)進行了相交處理，能得到地類的流向和流量，但ArcGIS相交處理后數(shù)據(jù)屬性表中的面積不會隨之發(fā)生變化，需要重新計算，且ArcGIS計算的是投影后的面積，需進行圖斑橢球面積計算[4]。由于采用的計算軟件不同，因此計算結果的精度也不統(tǒng)一，需根據(jù)三調(diào)區(qū)縣控制面積進行圖斑的平差計算，進而歸算到縣區(qū)控制面積。

1 疊加分析

疊加分析，即對2016年變更數(shù)據(jù)和三調(diào)數(shù)據(jù)進行相交處理（圖1）。相交后的數(shù)據(jù)圖斑數(shù)量會成倍增加，兩次數(shù)據(jù)屬性不同的圖斑會被分割，因此可對分割后的圖斑進行篩選，挑選出2016年變更調(diào)查到三調(diào)的地類變化圖斑，以備地類流向流量分析[5]。

圖1 數(shù)據(jù)相交前后對比

2 投影面積計算

對于分割后的圖斑，其圖斑面積不會自動更新，需重新進行計算。本文利用ArcGIS軟件的幾何計算功能重新計算圖斑面積，需要注意的是，當耕地轉換為林地時，扣除里面的田坎轉換為林地，轉換后面積為原耕地面積與扣除地類面積之和；但當林、園地轉換為耕地時，需重新計算面積，并減去田坎等扣除地類面積。對于線狀地物面積計算，可先對其進行面狀化，再與三調(diào)地類圖斑進行相交處理。

3 橢球面積計算

任意封閉圖斑橢球面積計算的原理為：利用高斯投影反解變換模型將高斯平面坐標轉換為相應橢球的大地坐標，再利用橢球面上任意梯形圖塊面積計算模型計算其橢球面積，從而得到任意封閉圖斑的橢球面積。任意封閉區(qū)域均可分割成有限個任意小的梯形圖塊，因此任意封閉區(qū)域的面積可分割為任意小的梯形面積。由于在橢球面上同一經(jīng)差隨著緯度的升高，梯形圖塊的面積逐漸減小，而同一緯差上相同經(jīng)差梯形圖塊的面積相等，因此將梯形圖塊按緯差分割成許多個小梯形圖塊，計算每個小梯形圖斑的面積并進行累加，即可得到任意圖斑的橢球面積。

2016年變更數(shù)據(jù)和三調(diào)數(shù)據(jù)相交后的地類變化情況如表1所示，相交完成后圖斑被分割，屬性面積未更新，需進行重新計算，計算結果在表格最后一列顯示。對圖斑進行橢球面積計算，結果與平面面積相差不大，其差值與圖斑面積的大小和緯度有關。

表1 相交后地類和面積對比表/hm2

4 面積平差處理

利用ArcGIS軟件對分割后的圖斑面積進行平差，國家下發(fā)的縣級行政區(qū)劃控制面積與所有圖斑計算的橢球面積之和在理論上要求嚴格一致。由于軟件的面積計算誤差存在不符值，需對其進行平差計算，將不符值分配到各圖斑面積數(shù)值中。平差前需保證縣區(qū)控制面積的準確性，地類圖斑拓撲關系不能有問題，否則計算會出錯。

以某縣為例，其國家控制面積為3 663 565 330.4 m2，橢球面積計算結束后的面積為3 663 565 332.68 m2，差值為2.28 m2，因此需將多出來的2.28 m2取反值改正到每個圖斑中。對于全縣而言，圖斑數(shù)量非常多，若分配到每個圖斑中，改正量微乎其微，直接可以忽略，在小數(shù)有效位根本顯示不出來，因此平差時選擇圖斑面積較大的圖斑進行面積改正，選取的需添加改正值的圖斑數(shù)量只要能滿足質(zhì)檢軟件要求精度即可。

5 數(shù)據(jù)流向流量分析

通過上述步驟，基本數(shù)據(jù)已準備妥當，然后可直接統(tǒng)計地類的流量和流向，結果如表1所示，可以看出，013地類轉換為0301地類時，可直接匯總得到變化總面積；031地類轉換為0103地類時，也可直接匯總得到變化總面積，以此類推，其他地類變化情況均采用該方法進行統(tǒng)計[6]。這種流量流向計算方法的優(yōu)點在于整個變化過程都是可見的，而不是只能看到地類變化差值。

以某縣為例，其實際計算結果為：

1）調(diào)查數(shù)據(jù)與2016年末數(shù)據(jù)的對比情況。調(diào)查數(shù)據(jù)中的主要地類與2016年末數(shù)據(jù)相比較，增減變化量分別為：耕地面積（扣除田坎系數(shù)之后的耕地凈面積）減少1 548.53 hm2（合23 227.95畝）、園地面積增加750.4 hm2（合11 256畝）、林地面積增加3 811.81 hm2（合57 177.15畝）、草地面積減少1 156.53 hm2（合 17 347.95畝）、城鎮(zhèn)村建設用地面積減少608.64 hm2（合9 129.6畝）、特殊用地面積減少6.18 hm2（合92.7畝）、 交通運輸用地面積增加648.75 hm2（合9 731.25畝）、 水域水利設施用地面積減少1 029.05 hm2（合 15 435.75畝）、其他土地面積減少860.16 hm2[7]。

2）耕地變化流量流向。耕地面積減少了1 548.53 hm2，其中轉換為園地747.36 hm2（合11 210.43畝）、林地 6 091.54 hm2（合91 373.04畝）、草地177.67 hm2（合 2 665.03畝）、建設用地1 160.59 hm2（合17 408.78畝）、水域水利設施用地251.94 hm2（合3 779.06畝）、田坎124.16 hm2（合1 862.41畝）。相反的，168.28 hm2（合2 524.17畝）的園地轉換為耕地、3 884.55 hm2（合58 268.3畝）的林地轉換為耕地、1 113.09 hm2（合16 696.33畝）的建設 用地轉換為耕地、717.27 hm2（合10 759.11畝）的水域水利設施用地轉換為耕地、116.78 hm2（合1 751.70畝）的其他土地轉換為耕地。

6 結 語

國土調(diào)查是重大國力國情調(diào)查，目的是全面摸清土地利用狀況，掌握真實的全國基礎地類，方便土地利用規(guī)劃，建立可靠的土地登記制度，能更好地滿足經(jīng)濟社會發(fā)展的要求。為了能更好地做好土地利用規(guī)劃、不動產(chǎn)登記、生態(tài)文明建設、城鄉(xiāng)一體化管理和發(fā)展以及土地流轉等工作，國家開展了國土調(diào)查工作，包括每10 a一次的全國國土大調(diào)查和每年的年度地類變更調(diào)查。調(diào)查后的成果數(shù)據(jù)分析是國土調(diào)查中的 一項重要工作，采用何種方法進行地類變化分析是數(shù)據(jù)分析結果準確與否的關鍵。準確掌握每個地塊變化后的流向和流量是國土調(diào)查數(shù)據(jù)分析的重要工作。本文利用ArcGIS軟件計算了三調(diào)地類與二調(diào)地類對比分析后的流向和流量，更好地掌握了變化地類的過去與現(xiàn)在。該方法的優(yōu)點在于整個變化過程都是可見的，而不是只能看到變化前后的地類變化差值；不僅能掌握地類面積的變化量，而且能準確快速地查詢地類變化的空間位置。