徐 鋒，王海濤*，張 娜，孫婷婷，余意偉

（1.湖北省基礎(chǔ)地理信息中心（湖北省北斗衛(wèi)星導(dǎo)航應(yīng)用技術(shù)研究院），湖北 武漢 430074；2.湖北省地圖院，湖北 武漢 430074）

2020-01-17，自然資源部發(fā)布《自然資源調(diào)查監(jiān)測體系構(gòu)建總體方案》（以下簡稱《總體方案》），明確了自然資源調(diào)查監(jiān)測工作的內(nèi)容。為加快建立自然資源統(tǒng)一調(diào)查、評價、監(jiān)測制度，健全自然資源監(jiān)管體制，切實(shí)履行自然資源統(tǒng)一調(diào)查監(jiān)測職責(zé)提供了行動指南。其中，國土變更調(diào)查為常規(guī)監(jiān)測，以每年12月31日為時點(diǎn)，地理國情監(jiān)測為專題監(jiān)測，以每年6月30日為時點(diǎn)[1]。

因此，開展地理國情監(jiān)測數(shù)據(jù)與第三次國土調(diào)查（以后簡稱“三調(diào)”）數(shù)據(jù)對比分析，找出差異性的原因，可為完善自然資源調(diào)查體系的分類標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的建議提供參考依據(jù)，同時提高地理國情監(jiān)測及土地變更調(diào)查的工作效率。

1 主要典型研究情況

關(guān)于地理國情監(jiān)測與國土調(diào)查數(shù)據(jù)的研究，本文介紹幾種比較典型的研究情況。文獻(xiàn)[2]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2種分類體系進(jìn)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2種分類標(biāo)準(zhǔn)的對應(yīng)關(guān)系[3]。再根據(jù)2種分類標(biāo)準(zhǔn)的對應(yīng)關(guān)系，進(jìn)行不同地類的空間分析和數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，計(jì)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。將高分辨率遙感影像與兩類數(shù)據(jù)進(jìn)行空間疊置分析對接差異性原因，通過實(shí)驗(yàn)分析認(rèn)為導(dǎo)致差異性的原因?yàn)椋赫{(diào)查內(nèi)容與地類定義不一致；數(shù)據(jù)來源與影像時點(diǎn)不一致；最小上圖圖斑面積的不一致。

文獻(xiàn)[4]認(rèn)為三調(diào)主要側(cè)重于土地權(quán)屬調(diào)查，地理國情主要側(cè)重于土地覆蓋的調(diào)查，二者在調(diào)查內(nèi)容、影像源、最小調(diào)查上圖要求、調(diào)查數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等方面存在一定差異，分析了兩者這些方面的關(guān)系，并建立了調(diào)查分類的對應(yīng)關(guān)系。

文獻(xiàn)[5]從基礎(chǔ)性地理國情監(jiān)測與第三次國土調(diào)查分類指標(biāo)體系語義出發(fā)，在構(gòu)建對應(yīng)關(guān)系的基礎(chǔ)上，利用GIS空間分析方法對耕地?cái)?shù)據(jù)從數(shù)學(xué)基礎(chǔ)差異、影像差異分析、分類指標(biāo)差異分析、圖斑勾繪精度差異方面分析探究兩者之間的差異及原因。

文獻(xiàn)[6]以黑龍江省第三次全國國土調(diào)查與地理國情監(jiān)測項(xiàng)目為研究對象，從主要目標(biāo)、實(shí)施任務(wù)、調(diào)查方法、精度指標(biāo)、分類指標(biāo)等不同層面對第三次全國國土調(diào)查與地理國情監(jiān)測開展了對比分析。

文獻(xiàn)[7]通過分析國土調(diào)查的分類標(biāo)準(zhǔn)，研究了現(xiàn)有地理國情監(jiān)測的分類體系，提出了新的分類構(gòu)想，即以現(xiàn)有國情分類為基礎(chǔ)，參考國土三調(diào)分類進(jìn)行擴(kuò)充完善。

已有研究中大多數(shù)是從理論層面進(jìn)行展開分析，或者就某一地類或者區(qū)域展開實(shí)驗(yàn)分析，很少提出從實(shí)際操作層面對地理國情監(jiān)測及國土調(diào)查數(shù)據(jù)進(jìn)行全面的數(shù)據(jù)對比分析。本文選擇湖北省2019年基礎(chǔ)性地理國情監(jiān)測數(shù)據(jù)和第三次國土調(diào)查數(shù)據(jù)作為研究對象，探討兩者數(shù)據(jù)對比分析方法及作業(yè)流程。

2 分類體系及數(shù)據(jù)成果分析

《總體方案》要求統(tǒng)一自然資源分類標(biāo)準(zhǔn)，而地理國情和三調(diào)的分類標(biāo)準(zhǔn)不一致，所以兩者數(shù)據(jù)對比分析必須考慮分類因素，實(shí)現(xiàn)分類的全覆蓋。

2.1 地理國情分類及數(shù)據(jù)

湖北省2019年基礎(chǔ)性地理國情監(jiān)測內(nèi)容以《基礎(chǔ)性地理國情監(jiān)測內(nèi)容與指標(biāo)》（GQJC 03-2019）為基礎(chǔ)。監(jiān)測內(nèi)容主要包括地表覆蓋和地理國情要素2個方面。其中，地表覆蓋分類信息反映自然營造物和人工建的屬性或狀況[8]。

地理國情監(jiān)測數(shù)據(jù)成果主要有影像數(shù)據(jù)及其元數(shù)據(jù)、地表覆蓋和理國情要素監(jiān)測成果數(shù)據(jù)及其生產(chǎn)元數(shù)據(jù)、外業(yè)調(diào)查數(shù)據(jù)、遙感解譯樣本數(shù)據(jù)、元數(shù)據(jù)。

2.2 三調(diào)分類及數(shù)據(jù)

依據(jù)《第三次全國國土調(diào)查工作分類》，三調(diào)包括13個“一級類”及56個“二級類”，尤其是將具有重要調(diào)節(jié)作用的濕地提升至一級分類[9]。

第三次國土調(diào)查數(shù)據(jù)成果主要有以下內(nèi)容：數(shù)據(jù)成果和數(shù)據(jù)庫成果。其中數(shù)據(jù)庫成果包括土地利用數(shù)據(jù)庫、土地權(quán)屬數(shù)據(jù)庫、遙感影像數(shù)據(jù)庫和各項(xiàng)專項(xiàng)數(shù)據(jù)庫。

2.3 分析小結(jié)

從調(diào)查監(jiān)測數(shù)據(jù)內(nèi)容來看，兩者數(shù)據(jù)表達(dá)相似的內(nèi)容主要為地表覆蓋和土地利用圖層。

從分類語義來看，兩者在耕地、園地、林地、草地、水域、道路在定義上基本是一致的，可參見表1。

表1 地理國情與三調(diào)分類映射表（語義一致）

因此，本文選擇地理國情的地表覆蓋數(shù)據(jù)（LCRA）與三調(diào)的地類圖斑數(shù)據(jù)（DLTB）作為對比分析對象，影像數(shù)據(jù)作為輔助。根據(jù)兩者分類語義，采取雙向?qū)Ρ确治龊蛦蜗驅(qū)Ρ确治鱿嘟Y(jié)合的方式實(shí)現(xiàn)對比分析。

3 對比分析方法

主要使用面積對比方法、空間對比方法。

1）對比種類：耕地、園地、林地、草地、水域、道路作為雙向?qū)Ρ阮悇e；三調(diào)中的濕地、商業(yè)服務(wù)業(yè)用地、工礦用地、住宅用地、公共管理與公共服務(wù)用地、特種用地、水利設(shè)施用地、其他土地，國情中的房屋建筑、構(gòu)筑物、人工堆掘地、荒漠與裸露地作為單向?qū)Ρ阮悇e。

2）對比基準(zhǔn)：采用正反向?qū)Ρ认嘟Y(jié)合的方式。正向?qū)Ρ纫匀{(diào)數(shù)據(jù)為基準(zhǔn)，用三調(diào)的分類圖斑裁切國情地表覆蓋數(shù)據(jù)，對分類差異地塊進(jìn)行對比分析；反向?qū)Ρ纫試閿?shù)據(jù)為基準(zhǔn)，用三調(diào)國情的分類地表覆蓋裁切三調(diào)地類圖斑。

3）數(shù)據(jù)基礎(chǔ)：采用2000國家大地坐標(biāo)系（CGCS2000），投影方式為高斯克呂格投影，3°分帶，與三調(diào)地類圖斑數(shù)據(jù)保持一致。

4）數(shù)據(jù)精度：采用地塊的幾何面積（平面投影面積），單位為畝；采用四舍五入原則，小數(shù)點(diǎn)保留2位。

5）總體情況分析：對國情地表覆蓋數(shù)據(jù)和三調(diào)地類圖斑數(shù)據(jù)，進(jìn)行數(shù)據(jù)總體情況分析。

6）分類對比分析：對國情地表覆蓋數(shù)據(jù)、三調(diào)地類圖斑數(shù)據(jù)，進(jìn)行分類對比并分析差異性原因。

7）差異性歸納分類：基于分類對比差異性分析結(jié)果，根據(jù)疊加影像進(jìn)行差異性分類，并進(jìn)行標(biāo)記。

8）差異性匯總統(tǒng)計(jì)：對歸納分類后的差異性數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總。

4 作業(yè)流程

根據(jù)本文提出的對比方法，結(jié)合地理國情與三調(diào)的數(shù)據(jù)特點(diǎn)，可按以下流程開展數(shù)據(jù)的對比分析工作，如圖1所示。

圖1 地理國情與三調(diào)對比分析流程圖

4.1 數(shù)據(jù)預(yù)處理

由于地理國情與三調(diào)數(shù)據(jù)數(shù)學(xué)基礎(chǔ)、范圍界線不一致，為了統(tǒng)一對比基礎(chǔ)和開展對比分析工作，需要對數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理。主要為：

1）數(shù)據(jù)準(zhǔn)備。主要包括2019年地理國情監(jiān)測分區(qū)數(shù)據(jù)和鄰省分區(qū)數(shù)據(jù)、影像數(shù)據(jù)、三調(diào)地類圖斑數(shù)據(jù)和三調(diào)工作界線數(shù)據(jù)。

2）統(tǒng)一數(shù)據(jù)基準(zhǔn)。平面坐標(biāo)系：2000國家大地坐標(biāo)系（CGCS2000）。投影方式為高斯克呂格投影，根據(jù)數(shù)據(jù)所在區(qū)域按3°分帶，中央經(jīng)線以三調(diào)數(shù)據(jù)為基準(zhǔn)。

3）數(shù)據(jù)拼接。由于地理國情監(jiān)測工作界線跟三調(diào)的工作界線不一致，因此，以地級市為單位，將轄區(qū)各縣的地理國情地表覆蓋（LCRA）數(shù)據(jù)和與之接邊的各縣地表覆蓋數(shù)據(jù)進(jìn)行拼接。

4）統(tǒng)一數(shù)據(jù)范圍。為保證地理國情地表覆蓋數(shù)據(jù)范圍跟三調(diào)數(shù)據(jù)一致，采用三調(diào)的工作界線對地表覆蓋數(shù)據(jù)進(jìn)行裁剪處理。

5）數(shù)據(jù)分層。根據(jù)對比分析分類對對地表覆蓋和地類圖斑數(shù)據(jù)進(jìn)行分層，以gdb格式進(jìn)行存儲。

6）數(shù)據(jù)裁切。工作內(nèi)容主要包括：①用三調(diào)分層成果對國情地表覆蓋數(shù)據(jù)進(jìn)行裁切；②用國情數(shù)據(jù)分層成果對三調(diào)地類圖斑數(shù)據(jù)進(jìn)行裁切。

7）數(shù)據(jù)集制作。對比分析數(shù)據(jù)集主要包括原始的土地利用和地表覆蓋數(shù)據(jù)以及分類裁切的數(shù)據(jù)，作為開展對比分析的具體對象。

4.2 分類對比分析

1）數(shù)據(jù)對比：按照分類，將三調(diào)（國情）某類數(shù)據(jù)區(qū)域范圍內(nèi)的國情（三調(diào)）數(shù)據(jù)與三調(diào)（國情）數(shù)據(jù)進(jìn)行對比，通過表、圖文字方式進(jìn)行表達(dá)?？尚纬蓢椋ㄈ{(diào)）數(shù)據(jù)地類面積分布表和數(shù)據(jù)地類空間分布圖。

2）差異性分析：根據(jù)數(shù)據(jù)對比結(jié)果，詳細(xì)解釋分析數(shù)據(jù)出現(xiàn)各類差異性（圖斑分類不同）的原因?？蓪Ρ葦?shù)據(jù)疊加影像結(jié)合國情與三調(diào)的技術(shù)資料，從數(shù)據(jù)分類定義、調(diào)查技術(shù)手段、調(diào)查特點(diǎn)、標(biāo)準(zhǔn)時點(diǎn)等方面，分析出現(xiàn)不同地類的原因。

3）差異性歸納分類：根據(jù)差異性分析結(jié)果，對差異性原因進(jìn)行歸納分類。對不同的分類，制定不用的差異性分類規(guī)則，然后對各個圖斑進(jìn)行差異性分類。

4）差異性匯總統(tǒng)計(jì)：根據(jù)分類規(guī)則對差異數(shù)據(jù)進(jìn)行分類后，以面積和空間分布對比，可編制差異性分類概況表。

根據(jù)湖北省2019年基礎(chǔ)性地理國情監(jiān)測數(shù)據(jù)和第三次國土調(diào)查數(shù)據(jù)進(jìn)行對比分析的成果來看，出現(xiàn)的差異性主要集中在以下方面：

1）兩者調(diào)查的側(cè)重點(diǎn)不同。國情側(cè)重于地表覆蓋現(xiàn)狀的表達(dá)，而三調(diào)側(cè)重于土地的利用方式及潛能，會存在臨時改變土地用途或者未使用的土地。

2）采集單元不一致。三調(diào)的農(nóng)村土地利用現(xiàn)狀調(diào)查的地類圖斑為調(diào)查界線或者土地權(quán)屬界線分割的圖斑，城鎮(zhèn)內(nèi)部土地利用現(xiàn)狀地類圖斑則是依據(jù)城鎮(zhèn)宗地的用途參考城鎮(zhèn)規(guī)劃功能分區(qū)劃分的，而地理國情則是按“所見即所得”，地表覆蓋符合上圖標(biāo)準(zhǔn)的需要上圖。

3）分類定義不一致。①分類不一致?！痘A(chǔ)性地理國情監(jiān)測內(nèi)容與指標(biāo)》（GQJC 03-2019）規(guī)定的國情地表覆蓋的分類與《第三次全國國土調(diào)查工作分類》分類種類與層級不一致。②部分分類定義不一致。比如國情的道路僅僅指道路面，而三調(diào)的道路還包含征地范圍內(nèi)的路堤、道溝、橋梁、林木等。

4）采集規(guī)則或方式不一致。如對于水域國情是根據(jù)影像水域范圍繪制地塊，而三調(diào)是按照常水位線調(diào)查為水域用地，造成三調(diào)中常水位以下的地塊根據(jù)地表覆蓋屬性認(rèn)定為林地耕地等。

5）核查時間不一致。2019年地理國情監(jiān)測是以2019-06-30為標(biāo)準(zhǔn)時點(diǎn)，而第三次全國土地調(diào)查以2019-12-31為標(biāo)準(zhǔn)時點(diǎn)，時差會出現(xiàn)地表覆蓋或者土地利用發(fā)生一定的變化。

6）影像解譯不一致。一方面三調(diào)與國情采用的影像底圖不一樣，標(biāo)準(zhǔn)時點(diǎn)不一致，影像精度亦不同；另一方面人為解譯影像偏差導(dǎo)致2種數(shù)據(jù)的邊界不一致。

7）其他需核實(shí)原因，該部分可作為下次調(diào)查重點(diǎn)對象。

5 結(jié)語

本文提出了地理國情監(jiān)測數(shù)據(jù)和三調(diào)數(shù)據(jù)的對比分析方法，并建立了可操作流程。對語義相同的分類進(jìn)行雙向?qū)Ρ?，語義不同的分類進(jìn)行單向?qū)Ρ?，?shí)現(xiàn)了兩者數(shù)據(jù)分類對比的全覆蓋。采用面積對比法、空間對比法進(jìn)行對比，并對差異性進(jìn)行歸納分類和統(tǒng)計(jì)，可形成具有挖掘價值的對比分析成果，將分析成果應(yīng)用于下一年度的國情或者國土調(diào)查監(jiān)測，提高監(jiān)測工作效率與質(zhì)量。但由于影像解譯原因?qū)е聰?shù)據(jù)邊界不一致、僅根據(jù)影像和數(shù)據(jù)分析差異性會存在一定的分析偏差。兩者數(shù)據(jù)的分類及采集技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)還需要進(jìn)一步探索，以實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一調(diào)查監(jiān)測。