土地利用變更調(diào)查成果在地理國情普查地表覆蓋數(shù)據(jù)更新中的應(yīng)用

胡芳 曾海波 雷帆 肖莉

摘要以常德市漢壽縣為研究區(qū)域，主要分析土地利用變更調(diào)查成果在地理國情普查地表覆蓋數(shù)據(jù)更新中的適應(yīng)性，通過對比土地利用變更調(diào)查與地理國情普查二者成果之間分類的差異和相似性，分析土地利用變更調(diào)查成果與地理國情普查成果之間的差異性和相似性，論證土地利用變更調(diào)查成果應(yīng)用于地理國情普查地表覆蓋數(shù)據(jù)更新的可行性。結(jié)果表明：土地利用變更調(diào)查成果部分可以作為地理國情普查地表覆蓋更新疑似靶區(qū)，并用作重點(diǎn)區(qū)域，但是受時相性的差異影響，難以保證地表覆蓋數(shù)據(jù)更新到位。

關(guān)鍵詞土地利用變更調(diào)查；地理國情普查；地表覆蓋

中圖分類號S29；F301.2文獻(xiàn)標(biāo)識碼

A文章編號0517-6611（2017）16-0189-05

The Application of Land Use Change Survey Results in the Updating of Land Cover Data

HU Fang，ZENG Haibo，LEI Fan et al（Hunan Planning Institute of Land and Resources， Changsha， Hunan 410007）

AbstractTook Hanshou County of Changde City as the research area， we analyzed the land use change survey results in the geographical conditions of the land cover data update coverage of the adaptability，by comparing the land use change survey and geographic situation census results between the two classification differences，discussed the difference and similarity between the results of land use change survey and geographic situation survey， and demonstrated the feasibility of applying land use change survey data to the updating of land cover data in geographical situation census. The results showed that the land use change survey can be used as a new target area for geocensus data， and it could be used as a key area. However， the timevarying data was difficult to guarantee the update of land cover data.

Key wordsChange survey of land using；National Geographical Conditions Census；Land cover

作者簡介胡芳（1989—），女，湖南平江人，助理工程師，在讀碩士，從事國土資源管理與城鄉(xiāng)規(guī)劃管理研究。

收稿日期2017-03-22

土地利用變更調(diào)查是基于土地利用現(xiàn)狀調(diào)查的基礎(chǔ)上，對土地變更的內(nèi)容進(jìn)行調(diào)查，更新土地利用現(xiàn)狀圖，記錄土地變更調(diào)查成果[1]主要是為了滿足我國土地資源管理的需要。基礎(chǔ)性地理國情監(jiān)測主要是對地理國情普查數(shù)據(jù)進(jìn)行更新[2]。筆者通過對比分析2種數(shù)據(jù)的差異和相似性，將土地變更調(diào)查數(shù)據(jù)成果和地理國情普查地表覆蓋數(shù)據(jù)緊密聯(lián)系起來，分析了2種數(shù)據(jù)成果相互轉(zhuǎn)換運(yùn)用的可行性，展望了土地變更調(diào)查數(shù)據(jù)在地理國情普查地表覆蓋數(shù)據(jù)更新中的應(yīng)用前景。

1數(shù)據(jù)來源與研究方法

1.1研究區(qū)概況漢壽縣（111°42′59″～112°18′ E、28°36′～29°6′45″ N），位于湖南省北部的洞庭湖西濱，現(xiàn)為常德市轄縣，被稱為“中國甲魚之鄉(xiāng)”“中國黑楊之鄉(xiāng)”“中華詩詞之鄉(xiāng)”“中國珍珠之鄉(xiāng)”“中國苧麻之鄉(xiāng)”。在地域上東瀕沅江、南縣，南界資陽、桃江，西接鼎城，北抵西湖農(nóng)場，與安鄉(xiāng)隔河相望。屬雪峰山脈向洞庭湖平原過渡地帶，南部丘陵屬雪峰山余脈；全境地勢由南向北呈階遞狀下降，以平原為主，水系發(fā)達(dá)，平原占49.07%，丘陵崗地占22.44%，其余為水面占28.49%。境內(nèi)有河流30條，主要河流為沅水和澧水；主要湖泊有太白湖、圍堤湖和目平湖。交通方面，擁有石長鐵路、長常高速公路穿境而過，319國道橫貫東西，省道S205線縱穿南北，常德桃花源機(jī)場近在咫尺。

漢壽縣屬中亞熱帶向北亞熱帶過渡的季風(fēng)濕潤氣候區(qū)，氣候特征獨(dú)特。降水量豐沛，年均降水量1 415.9 mm，年平均氣壓1 012.2 Pa，年均氣溫17.0 ℃，一年中有9個月平均氣溫在10 ℃以上，全年無霜期274 d，年均日照1 579.3 h，年均太陽輻射總量447.34 kJ/cm2，年平均風(fēng)速1.3 m/s，年平均相對濕度81%。以上氣候因子為各種農(nóng)作物生長提供了良好的生態(tài)環(huán)境。

1.2數(shù)據(jù)來源

1.2.1漢壽縣地理國情普查標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一時點(diǎn)核準(zhǔn)數(shù)據(jù)成果（2014年12月—2015年6月）。主要包括地表覆蓋數(shù)據(jù)（LCA）、正射影像圖（DOM）。地表覆蓋數(shù)據(jù)格式為.gdb（ArcGIS數(shù)據(jù)格式），坐標(biāo)系為2000國家大地坐標(biāo)系；正射影像（DOM）分辨率優(yōu)于2 m，坐標(biāo)系為2000國家大地坐標(biāo)系、高斯-克呂格投影6°分帶。

1.2.2土地利用變更調(diào)查成果。收集漢壽縣2014年度土地利用變更調(diào)查數(shù)據(jù)庫成果以及2015年土地利用調(diào)查現(xiàn)狀數(shù)據(jù)庫，包括地類圖斑以及第二次土地調(diào)查相關(guān)的技術(shù)規(guī)程、方案、分類標(biāo)準(zhǔn)等技術(shù)性文檔資料。

1.2.3相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。《地理國情普查內(nèi)容與指標(biāo)》（GDPJ 01—2013-V3.0）、《地理國情普查基本統(tǒng)計(jì)技術(shù)規(guī)定》（GDPJ 02—2013-V1.0）、《地理國情普查數(shù)據(jù)規(guī)定與采集要求》（GDPJ 03—2013-V3.0）、《土地利用分類標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T 21010—2007）、《2015年度全國土地變更調(diào)查監(jiān)測與核查遙感監(jiān)測技術(shù)方案》。

1.3研究方法

1.3.1工作內(nèi)容。

（1）收集漢壽縣2015年地理國情普查標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一時點(diǎn)核準(zhǔn)成果中地表覆蓋數(shù)據(jù)、正射影像成果及2014年土地利用變更調(diào)查成果、2015年最新年度土地利用現(xiàn)狀數(shù)據(jù)庫，包括地類圖斑及相應(yīng)的技術(shù)規(guī)程、方案、分類指標(biāo)等技術(shù)性文檔資料。

（2）采用GIS空間疊置分析的方法，對地理國情普查標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一時點(diǎn)核準(zhǔn)地表覆蓋圖斑和土地調(diào)查成果遙感監(jiān)測圖斑從數(shù)量上和空間分布上進(jìn)行深入、系統(tǒng)的對比分析，發(fā)現(xiàn)兩種成果之間數(shù)量和區(qū)域分布差異，并從時相差異、指標(biāo)分類等方面客觀分析兩種成果之間的產(chǎn)生差異原因，以論證標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一時點(diǎn)核準(zhǔn)地表覆蓋成果應(yīng)用于年度土地調(diào)查遙感監(jiān)測的可行性，編寫對比分析報(bào)告。

1.3.2技術(shù)路線。對比分析技術(shù)流程[3]見圖1。

（1）數(shù)據(jù)收集。收集漢壽縣地理國情普查標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一時點(diǎn)核準(zhǔn)成果與對應(yīng)的年度土地利用變更數(shù)據(jù)，并對收集的數(shù)據(jù)及資料進(jìn)行分析，建立收集資料與地理國情普查內(nèi)容指標(biāo)的對照關(guān)系。

（2）數(shù)據(jù)預(yù)處理。包括對土地利用變更調(diào)查數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換、坐標(biāo)轉(zhuǎn)換等，使兩種數(shù)據(jù)在空間上能正確疊合，為對比分析做好數(shù)據(jù)準(zhǔn)備。

（3）對比指標(biāo)歸并。對需要對比內(nèi)容與指標(biāo)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)與歸并。

（4）對比分析。開展數(shù)量上和空間分布上對比與分析：①數(shù)量的對比分析。計(jì)算圖斑數(shù)量的差值，但是由于二者的勾繪標(biāo)準(zhǔn)不一樣，因此對圖斑面積差異不做分析。②空間分布的對比分析。從空間層面展開對比分析，比較兩種調(diào)查成果同類地物共同分布的空間一致性，并對其差異原因進(jìn)行分析。

1.3.3分析方法。

（1）數(shù)量對比分析法。通過從地理國情基本統(tǒng)計(jì)成果報(bào)表和土地利用成果匯總表獲取的面積數(shù)值，計(jì)算地理國情普查與土地利用現(xiàn)狀數(shù)據(jù)在數(shù)量上的差異值和差異百分比，填寫地理國情普查成果與第二次土地調(diào)查成果對比分析差異表（表1），分析差異原因。

（2）空間對比分析法。將土地利用現(xiàn)狀數(shù)據(jù)庫的地類圖斑與地理國情普查標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一時點(diǎn)核準(zhǔn)地表覆蓋數(shù)據(jù)疊加開展空間分布對比分析，比較兩種調(diào)查成果同類地物共同分布的區(qū)域及數(shù)量和差異分布的區(qū)域及數(shù)量，并分析差異原因[4]。

2結(jié)果與分析

該研究對比分析工作采用地理國情普查成果中的地表覆蓋數(shù)據(jù)（LCA圖層）與最新年度的土地利用現(xiàn)狀數(shù)據(jù)進(jìn)行對比。地理國情地表覆蓋數(shù)據(jù)和土地利用數(shù)據(jù)的分類對應(yīng)關(guān)系非常復(fù)雜，存在一對一、一對多、多對多甚至無法直接對應(yīng)的情況，2種調(diào)查方法對調(diào)查對象的定義也存在各種差異。根據(jù)《地理國情普查內(nèi)容與指標(biāo)》（GDPJ 01—2013）和《土地利用分類標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T 21010—2007）對各類地類的定義及采集指標(biāo)，只能從中選取兩者在定義上相似的典型地類進(jìn)行對比分析，具體情況如下。

2.1標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一試點(diǎn)核準(zhǔn)地表覆蓋圖斑情況地理國情普查標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一時點(diǎn)核準(zhǔn)地表覆蓋數(shù)據(jù)成果以2014年12月為時間節(jié)點(diǎn)，在此基礎(chǔ)上建立地理國情普查為本底數(shù)據(jù)庫，采用2015年1月1日—2015年6月30時序范圍的2 m分辨率的遙感影像為后時相，對地表覆蓋變化信息進(jìn)行提?。ㄌ崛≡瓌t如下所示），提取變化信息[5]的圖斑共計(jì)4 654個，具體圖斑統(tǒng)計(jì)見表1。

由于土地變更調(diào)查遙感監(jiān)測中，提取的遙感監(jiān)測信息圖斑，主要是針對土地調(diào)查中“非建設(shè)用地”“臨時用地圖斑”和“疑似拆除圖斑”等范圍以內(nèi)的新增建設(shè)用地進(jìn)行提取，而地理國情普查標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一時點(diǎn)核準(zhǔn)，為了保持普查成果都具一致的現(xiàn)勢性，在全省范圍內(nèi)，從前期數(shù)據(jù)采集階段到普查時點(diǎn)階段之間發(fā)生的重要變化都需要進(jìn)行核準(zhǔn)，全面反映標(biāo)準(zhǔn)時點(diǎn)階段地理國情的實(shí)際狀況，因此在將二者進(jìn)行對比分析的過程中，必須剔除地理國情普查標(biāo)準(zhǔn)時點(diǎn)核準(zhǔn)地表覆蓋更新信息中“建設(shè)用地”以內(nèi)的信息，同時也要剔除包括耕地、園地、林地、草地荒漠與裸露地表等自然要素變化信息，只針對與人工建筑相關(guān)的一級分類圖斑進(jìn)行對比，包括房屋建筑區(qū)、道路、構(gòu)筑物、人工堆掘地等。

2.2地類圖斑空間分布特征差異分析通過提取漢壽縣地理國情普查標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一時點(diǎn)核準(zhǔn)的與人工建筑相關(guān)的變化信息圖斑與土地利用變更調(diào)查遙感監(jiān)測圖斑分別套合影像，對比分析二者在空間分布上的差異，圖斑分布見圖2、3。

如圖2、3所示，從圖斑的空間分布上可以看出，地理國情普查標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一時點(diǎn)核準(zhǔn)地表覆蓋的圖斑分布范圍相對于土地利用變更調(diào)查遙感監(jiān)測圖斑要廣泛，且密度相對較大；同時，土地利用變更調(diào)查遙感監(jiān)測圖斑多集中在城鎮(zhèn)周邊地區(qū)，而標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一時點(diǎn)核準(zhǔn)的圖斑數(shù)量雖然較多但是相對比較分散，這是由于二者在指標(biāo)分類和提取原則上的差異導(dǎo)致的。

2.3地類圖斑疊置分析將遙感監(jiān)測圖斑進(jìn)行數(shù)據(jù)格式與坐標(biāo)轉(zhuǎn)換以后，在統(tǒng)一的地理坐標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)下，對二者進(jìn)行疊置分析，其中，漢壽縣土地利用變更調(diào)查遙感監(jiān)測圖斑共計(jì)888個，按照《土地利用變更調(diào)查遙感監(jiān)測信息提取標(biāo)準(zhǔn)》，提取的圖斑總共包含7個一級類，與地理國情普查標(biāo)準(zhǔn)時點(diǎn)核準(zhǔn)地表覆蓋數(shù)據(jù)中“非建設(shè)用地”范圍內(nèi)圖斑重疊個數(shù)為218個，占總圖斑數(shù)量的24.55%，具體統(tǒng)計(jì)結(jié)果見表2。

由表2可知：①從圖斑結(jié)構(gòu)上分析，土地利用新增建設(shè)用地的一、二類重疊度較低，三、五、六、七、九類的重疊度相對較高。

②總體上看，土地利用變更調(diào)查變化信息圖斑與地理國情普查標(biāo)準(zhǔn)時點(diǎn)核準(zhǔn)變化信息圖斑重疊率在總體上較低，即地理國情普查標(biāo)準(zhǔn)時點(diǎn)核準(zhǔn)地表覆蓋變化信息可以直接應(yīng)用于輔助土地利用變更調(diào)查遙感監(jiān)測新增建設(shè)用地發(fā)現(xiàn)的圖斑數(shù)量較少，說明地理國情普查標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一時點(diǎn)核準(zhǔn)地表覆蓋變化信息可以部分應(yīng)用于土地利用變更調(diào)查新增建設(shè)用地信息發(fā)現(xiàn)。

2.4產(chǎn)生差異的原因由于地理國情標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一時點(diǎn)核準(zhǔn)是采用地表覆蓋的所有類型發(fā)生變化的情況進(jìn)行提取，從理論上分析，地理國情普查標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一時點(diǎn)核準(zhǔn)地表覆蓋變化信息成果可以應(yīng)用于土地利用變更調(diào)查遙感監(jiān)測新增建設(shè)用地信息發(fā)現(xiàn)[6]，但是通過對比漢壽縣發(fā)現(xiàn)，二者在變化信息的一致性上還是存在很大差異，究其原因可以歸結(jié)為以下2個方面。

（1）影像采集時相不一致。用于地理國情普查標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一時點(diǎn)核準(zhǔn)地表覆蓋數(shù)據(jù)更新的后時相影像，時相為2015年1—6月，而地理國情普查地表覆蓋前時相影像時相多為2012—2013年，因此進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一時點(diǎn)核準(zhǔn)地表覆蓋更新的變化信息為2012年1月—2015年6月，而土地利用變更調(diào)查發(fā)現(xiàn)的變化信息時間為2014年8月—2015年10月，因此不同的時相間隔范圍內(nèi)，發(fā)生的變化信息會出現(xiàn)很大的差異性。

（2）內(nèi)容與采集指標(biāo)差異。國情用地表覆蓋分類的基本依據(jù)是地表覆蓋物的物理特征，而非土地利用中側(cè)重于土地的社會屬性，即“所見即所得”，且二者在信息發(fā)現(xiàn)的分類標(biāo)準(zhǔn)方面也存在差異如最小上圖面積、采集原則、調(diào)查方式等。此外，地理國情普查地表覆蓋中，針對面積不夠的需要進(jìn)行歸并，因此可能會將不夠面積新增建設(shè)用地歸并到耕地或其他自然地類中與地類不完全對應(yīng)的情況。

3結(jié)論與建議

（1）通過漢壽縣地理國情普查成果與土地利用變更調(diào)查的成果對比分析可知，可以將地理國情普查標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一時點(diǎn)核準(zhǔn)地表覆蓋變化信息部分應(yīng)用于土地利用變更調(diào)查新增建設(shè)用地信息提取的，但是由于該研究選取的區(qū)域較小，且時相不統(tǒng)一，因此對比分析結(jié)果只能概括地說明兩者的差異，建議在進(jìn)行地理國情普查成果與土地利用變更調(diào)查成果對比分析之前，必須對二者的影像采集時相進(jìn)行統(tǒng)一，這樣能夠更加科學(xué)合理地論證將地理國情普查標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一時點(diǎn)核準(zhǔn)應(yīng)用與土地利用變更調(diào)查新增建設(shè)用地信息提取的可行性程度。

（2）在進(jìn)行對比分析的過程中，由于兩種數(shù)據(jù)成果的數(shù)據(jù)格式、坐標(biāo)參考不一致，進(jìn)行坐標(biāo)及格式轉(zhuǎn)換的工作量也相對較大，且二者的地類分類標(biāo)準(zhǔn)與勾繪標(biāo)準(zhǔn)不一致，因此，若將地表覆蓋成果應(yīng)用于土地利用變更調(diào)查新增建設(shè)用地信息發(fā)現(xiàn)，在坐標(biāo)及數(shù)據(jù)格式的轉(zhuǎn)換和圖斑的重新勾繪上的工作量比較大。

（3）通過地理國情普查標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一時點(diǎn)核準(zhǔn)地表覆蓋變化信息圖斑與土地利用變更調(diào)查遙感監(jiān)測圖斑信息疊加分析可知，地表覆蓋信息圖斑中包含有土地調(diào)查新增建設(shè)用地圖斑，因此可以將標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一時點(diǎn)“非建設(shè)用地”范圍內(nèi)的人工建筑地表覆蓋變化信息作為土地調(diào)查新增建設(shè)用地信息發(fā)現(xiàn)的“疑似靶區(qū)”，在此基礎(chǔ)上按照《土地利用遙感監(jiān)測信息提取》規(guī)程進(jìn)行篩查，但是由于地表覆蓋變化信息圖斑的數(shù)量較大，且不完全對應(yīng)，因此工作量也較大。

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