李新萍，魏 娜，張 蕾，狄廣禮，張士誠(chéng)*

（1. 河南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開(kāi)發(fā)局第一地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查院，河南 洛陽(yáng) 471000；2. 河南省金銀多金屬成礦系列與深部預(yù)測(cè)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，河南 洛陽(yáng) 471000）

地理國(guó)情監(jiān)測(cè)與國(guó)土調(diào)查相輔相成，二者之間的相互關(guān)系和分類(lèi)體系轉(zhuǎn)換將成為重點(diǎn)研究?jī)?nèi)容，也為其調(diào)查精度和準(zhǔn)確度提供參考依據(jù)[1-12]。本文結(jié)合以往分類(lèi)體系，以實(shí)驗(yàn)區(qū)為實(shí)際框架，分析兩套數(shù)據(jù)的對(duì)應(yīng)關(guān)系及重合率，以及其差異化原因，使得地理國(guó)情監(jiān)測(cè)為自然資源監(jiān)測(cè)提供更加精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)支撐。

1 數(shù)據(jù)來(lái)源與實(shí)驗(yàn)總體框架

1.1 數(shù)據(jù)來(lái)源

本文選取河南省洛陽(yáng)市某縣城鄉(xiāng)結(jié)合處為實(shí)驗(yàn)區(qū)域，采用2019 年第三次國(guó)土調(diào)查數(shù)據(jù)（DLTB）以及2019年地理國(guó)情監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)（LCRA），數(shù)據(jù)均采用2000國(guó)家大地坐標(biāo)系?！叭{(diào)”土地利用現(xiàn)狀依據(jù)《第三次全國(guó)國(guó)土調(diào)查工作分類(lèi)》[19]，包含13 個(gè)一級(jí)類(lèi)、56 個(gè)二級(jí)類(lèi)，地理國(guó)情監(jiān)測(cè)地表覆蓋依據(jù)《基礎(chǔ)性地理國(guó)情監(jiān)測(cè)內(nèi)容與指標(biāo)》[18]包含10 個(gè)一級(jí)類(lèi)、59 個(gè)二級(jí)類(lèi)、143 個(gè)三級(jí)類(lèi)[13]。由于分類(lèi)差別較大，本文均采用一級(jí)地類(lèi)為主、二級(jí)地類(lèi)為輔的調(diào)查成果進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分析，且國(guó)土三調(diào)中濕地僅為內(nèi)陸灘涂用地，歸并到水域及水利設(shè)施用地中，不再單獨(dú)分析。實(shí)驗(yàn)區(qū)一級(jí)地類(lèi)土地利用現(xiàn)狀圖以及地表覆蓋分類(lèi)圖見(jiàn)圖1和圖2。

圖1 土地利用現(xiàn)狀圖

圖2 地表覆蓋圖

1.2 實(shí)驗(yàn)總體框架

1.2.1 建立分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)換關(guān)系

從地理國(guó)情監(jiān)測(cè)地表覆蓋分類(lèi)與國(guó)土調(diào)查土地利用現(xiàn)狀分類(lèi)中可以表明，兩者的耕地、園地、林地、水域等可以建立“一對(duì)一”的對(duì)應(yīng)關(guān)系，其余地類(lèi)基本都是“多對(duì)一”的對(duì)應(yīng)關(guān)系，特別是國(guó)土調(diào)查中建設(shè)用地的細(xì)化，只能多個(gè)地表覆蓋中的二級(jí)地類(lèi)進(jìn)行對(duì)應(yīng)。二者之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系見(jiàn)表1。

表1 地表覆蓋與土地利用現(xiàn)狀分類(lèi)對(duì)應(yīng)關(guān)系

1.2.2 總體框架

針對(duì)地理國(guó)情監(jiān)測(cè)內(nèi)容指標(biāo)與國(guó)土調(diào)查分類(lèi)體系在調(diào)查對(duì)象、分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)指標(biāo)等方面存在的差異，從理論上進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，根據(jù)各自調(diào)查成果，以國(guó)土三調(diào)二級(jí)地類(lèi)為基礎(chǔ)，與其地理國(guó)情監(jiān)測(cè)二級(jí)地類(lèi)進(jìn)行匹配，分析其對(duì)應(yīng)關(guān)系，對(duì)其用地分類(lèi)原則進(jìn)行對(duì)接，并建立其關(guān)聯(lián)標(biāo)準(zhǔn)體系。

從實(shí)踐方面進(jìn)行結(jié)果分析，選取實(shí)驗(yàn)區(qū)，對(duì)兩套數(shù)據(jù)成果進(jìn)行空間數(shù)據(jù)銜接實(shí)驗(yàn)，分析其數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換效果，以國(guó)土三調(diào)一級(jí)地類(lèi)為基礎(chǔ)，評(píng)估兩套數(shù)據(jù)重合率，并對(duì)其差異性原因進(jìn)行具體分析，從而提出地理國(guó)情監(jiān)測(cè)優(yōu)化建議。實(shí)驗(yàn)總體框架如圖3所示。

圖3 總體框架圖

1）建立二者分類(lèi)關(guān)聯(lián)體系。遵循“內(nèi)涵一致”、“地類(lèi)細(xì)分”、“逐級(jí)歸并”3 個(gè)原則[14]。將內(nèi)容相近的類(lèi)別進(jìn)行歸并，將地類(lèi)細(xì)化到最小類(lèi)別，然后以此為基礎(chǔ)再逐級(jí)合并。

2）進(jìn)行空間數(shù)據(jù)對(duì)比分析。對(duì)兩類(lèi)空間矢量數(shù)據(jù)進(jìn)行疊加分析操作，將所有地類(lèi)疊加后對(duì)其空間關(guān)系進(jìn)行分析，然后輸出統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。采用內(nèi)容相近的地類(lèi)重合面積與國(guó)土調(diào)查數(shù)據(jù)土地利用現(xiàn)狀分類(lèi)面積的比值做轉(zhuǎn)換銜接效果的指標(biāo)，計(jì)算其空間重合率[15]。

3）分析其差異性原因。將國(guó)家下發(fā)的高分辨率遙感影像與兩類(lèi)數(shù)據(jù)進(jìn)行空間疊加[15]，結(jié)合三調(diào)技術(shù)規(guī)程，分析其產(chǎn)生差異性的原因。

4）提出地理國(guó)情優(yōu)化建議?？偨Y(jié)產(chǎn)生差異化的原因，從完善監(jiān)測(cè)內(nèi)容、統(tǒng)一技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)[15]、優(yōu)化分類(lèi)體系等方面提出優(yōu)化建議[16]。

2 實(shí)驗(yàn)與分析

2.1 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn)過(guò)程

1）運(yùn)用GIS 軟件空間分析功能，將國(guó)土三調(diào)（DLTB）和地理國(guó)情監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)（LCRA）兩個(gè)數(shù)量圖層進(jìn)行疊加分析。

2）疊加后，按分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)應(yīng)關(guān)系，經(jīng)過(guò)對(duì)比分析，確定最佳匹配類(lèi)別，提取兩類(lèi)數(shù)據(jù)的重合圖斑。

3）計(jì)算重合圖斑的各類(lèi)地類(lèi)面積，以及與國(guó)土三調(diào)數(shù)據(jù)的重合率。

2.2 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換效果評(píng)估

實(shí)踐層面上重合率為85.9%，整體重合度較好（見(jiàn)圖4），實(shí)際轉(zhuǎn)換應(yīng)用價(jià)值較高，但個(gè)別地類(lèi)重合率較低，說(shuō)明在實(shí)際轉(zhuǎn)換過(guò)程中存在一定差異。由于水域和道路用地為條帶狀狹長(zhǎng)圖斑，在兩類(lèi)數(shù)據(jù)疊加分析時(shí)容易產(chǎn)生碎面，故單獨(dú)將水域和道路進(jìn)行疊加分析。

圖4 地表覆蓋數(shù)據(jù)與土地利用現(xiàn)狀數(shù)據(jù)空間重合率

1）林地重合率為97.2%，住宅用地重合率為92.5%，說(shuō)明兩類(lèi)數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)關(guān)系較好，具有較高的一致性。

2）商業(yè)服務(wù)業(yè)用地重合率為82.1%，水域及水利設(shè)施用地重合率為80.9%，工礦用地重合率為79.5%，兩類(lèi)數(shù)據(jù)在對(duì)應(yīng)關(guān)系中存在多對(duì)一的關(guān)系，具有比較高的一致性。

3）交通運(yùn)輸用地重合率為65.7，耕地重合率為53.3%，種植園用地重合率為47.4，公共管理與公共服務(wù)用地重合率為45.8，兩類(lèi)數(shù)據(jù)在對(duì)應(yīng)關(guān)系中存在一對(duì)一、多對(duì)一等較為復(fù)雜的對(duì)應(yīng)關(guān)系，一致性較差。

4） 特殊用地重合率為6.0%，草地重合率為2.3%，其他土地重合率為2.3%，兩類(lèi)數(shù)據(jù)重合度較低，一致性較差。

從二者的疊加結(jié)果可以看出，如圖5、6所示，差異圖斑主要存在于耕地、林地、建設(shè)用地（將商業(yè)服務(wù)業(yè)用地、住宅用地、公共管理與公共服務(wù)用地合并為建設(shè)用地）、特殊用地，交通運(yùn)輸用地、水利及水域設(shè)施用地。要實(shí)現(xiàn)兩類(lèi)數(shù)據(jù)在實(shí)踐層面的高度重合，應(yīng)進(jìn)一步優(yōu)化兩類(lèi)數(shù)據(jù)的各地類(lèi)的直接對(duì)應(yīng)關(guān)系，從而保證其具有一定的應(yīng)用價(jià)值。

圖5 地表覆蓋數(shù)據(jù)與土地利用現(xiàn)狀數(shù)據(jù)重合區(qū)域及差異圖斑

2.3 差異性原因分析

將兩類(lèi)數(shù)據(jù)與高分遙感影像進(jìn)行空間疊加分析，得出造成差異性的原因如下：

兩種調(diào)查與監(jiān)測(cè)體系的采集重點(diǎn)不同。地理國(guó)情監(jiān)測(cè)按照“現(xiàn)狀優(yōu)先、所見(jiàn)即是”的原則，而“三調(diào)”按照實(shí)際權(quán)屬和用途為主的原則。如圖7a 所示，一所學(xué)校，“三調(diào)”整體為科教文衛(wèi)用地，地理國(guó)情監(jiān)測(cè)調(diào)查則為林地、草地、房屋建筑（區(qū)）。

調(diào)查方法不同。地理國(guó)情監(jiān)測(cè)以影像采集為主，“三調(diào)”則以互聯(lián)網(wǎng)+外業(yè)舉證為主，實(shí)地走到、看到、問(wèn)到。如圖7b所示，影像顯示為耕地，實(shí)際調(diào)查已種植樹(shù)苗，按其他林地調(diào)查。

影像來(lái)源和時(shí)點(diǎn)不同。國(guó)家下發(fā)影像分辨率均優(yōu)于1 m，地理國(guó)情監(jiān)測(cè)影像數(shù)據(jù)以2018年8月為主，標(biāo)準(zhǔn)時(shí)點(diǎn)為2019年6月30日，“三調(diào)”影像以2018年3月為主，標(biāo)準(zhǔn)時(shí)點(diǎn)為2019年12月31日為主。不同時(shí)期的影像以及偏移程度會(huì)造成地表覆蓋、地類(lèi)邊界的不一致性，如圖7c所示，道路、河流的邊界不一致性。

圖6 地表覆蓋水域、道路數(shù)據(jù)與土地利用現(xiàn)狀數(shù)據(jù)重合區(qū)域及差異圖斑

調(diào)查內(nèi)容和地類(lèi)定義不同。地理國(guó)情監(jiān)測(cè)目的在于查清地表覆蓋情況，“三調(diào)”在于追溯“二調(diào)”和歷年年度變更基礎(chǔ)上，掌握真實(shí)精準(zhǔn)的國(guó)土資源利用及變化情況，以及分布、種類(lèi)、數(shù)量等信息[17]。例如城鎮(zhèn)內(nèi)部公園按整體調(diào)查為0810，不再細(xì)化為林地、草地、硬化、建筑用地等，如圖7d所示。再如地表覆蓋為荒草，但在歷年耕地中只要有一年為耕地，將其調(diào)查為耕地，標(biāo)注未耕種屬性。

圖7 地理國(guó)情監(jiān)測(cè)與國(guó)土調(diào)查數(shù)據(jù)差異性分析

最小上圖圖斑面積不一致。地理國(guó)情監(jiān)測(cè)規(guī)定：種植土地、林草、水域?qū)嵉孛娣e為400 m2；房屋建筑（區(qū)）、人工堆掘地實(shí)地面積為1 600 m2；綠化、獨(dú)立房屋實(shí)地面積為200 m2等[18]?！叭{(diào)”規(guī)定建設(shè)用地和設(shè)施農(nóng)用地實(shí)地面積為200 m2；農(nóng)用地（不含設(shè)施農(nóng)用地）實(shí)地面積為400 m2；其他地類(lèi)實(shí)地面積為600 m2，荒漠地區(qū)可適當(dāng)減低精度，但不得低于1 500 m2[20]。對(duì)于有更高管理需求的地區(qū)，建設(shè)用地可適當(dāng)提高調(diào)查精度[20]。但在實(shí)際調(diào)查和應(yīng)用中，高分影像已能識(shí)別較小圖元，“三調(diào)”中將建設(shè)用地按最小50 m2的精度上圖，其他地類(lèi)也相應(yīng)提高上圖精度。

綜上所述，兩種調(diào)查方法中，建設(shè)用地、特殊用地（軍事用地和景區(qū)內(nèi)部建筑等）差異性體現(xiàn)在最小上圖面積不同；耕地差異性體現(xiàn)在調(diào)查內(nèi)容和重點(diǎn)以及調(diào)查方法不同；林地差異性體現(xiàn)在現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查以及退耕還林；交通運(yùn)輸用地差異性體現(xiàn)在定義、時(shí)點(diǎn)不同以及影像偏移；水域及水利設(shè)施用地差異性體現(xiàn)在采集不同、影像偏移等。

3 結(jié)論與建議

3.1 結(jié) 論

本文從理論層面分析地理國(guó)情監(jiān)測(cè)與國(guó)土調(diào)查數(shù)據(jù)的分類(lèi)體系差異，建立二者的關(guān)聯(lián)轉(zhuǎn)換方法，構(gòu)建實(shí)驗(yàn)分析的總體框架。從實(shí)踐層面，首先選取實(shí)驗(yàn)區(qū)，進(jìn)行轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn)；其次對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行評(píng)估，結(jié)果表明，兩套分類(lèi)體系在空間轉(zhuǎn)換銜接分析中，整體重合度較高，實(shí)驗(yàn)效果較好。其中林地對(duì)應(yīng)關(guān)系較為簡(jiǎn)單，重合率最高，建設(shè)用地整體一致性較高，特殊用地和未利用地一致性較差。

3.2 地理國(guó)情優(yōu)化建議

我國(guó)地理國(guó)情較為復(fù)雜，地表覆蓋情況變化較快，地理國(guó)情監(jiān)測(cè)如果只注重表面監(jiān)測(cè)，并不能快速準(zhǔn)確地反映其空間的變化與演化規(guī)律，需對(duì)其內(nèi)部屬性、自然結(jié)構(gòu)進(jìn)行逐一細(xì)化完善，使其調(diào)查成果發(fā)揮應(yīng)有的作用。

1）統(tǒng)一技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，便于大數(shù)據(jù)管理。只有將自然資源調(diào)查統(tǒng)一技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，才能為將來(lái)的國(guó)土大數(shù)據(jù)管理提供數(shù)據(jù)支撐。與國(guó)土三調(diào)統(tǒng)一最小圖斑上圖面積、內(nèi)業(yè)勾繪上圖精度等。

2）完善監(jiān)測(cè)內(nèi)容，提供優(yōu)質(zhì)服務(wù)。地理國(guó)情監(jiān)測(cè)正逐步常態(tài)化，其監(jiān)測(cè)內(nèi)容應(yīng)該更注重維度、深度，不能只調(diào)查表面，不涉及其內(nèi)部，應(yīng)建立其專(zhuān)題監(jiān)測(cè)成果，提供更加優(yōu)質(zhì)的服務(wù)成果。

3）優(yōu)化分類(lèi)體系，銜接其他體系。將地理國(guó)情監(jiān)測(cè)分類(lèi)體系與其他自然資源進(jìn)行對(duì)接，例如國(guó)土、林業(yè)、水利等部門(mén)，將地類(lèi)認(rèn)定統(tǒng)一化，分類(lèi)體系進(jìn)行優(yōu)化，使得在大類(lèi)別上能無(wú)縫對(duì)接，也便于驗(yàn)證其與其他調(diào)查成果的準(zhǔn)確性，更好地為我國(guó)自然資源的調(diào)查提供數(shù)據(jù)支撐與服務(wù)。