基于多源數(shù)據(jù)的國土空間規(guī)劃用地分類體系構(gòu)建和土地類型識別

張合兵，李銘輝，張青磊

·土地整理工程·

基于多源數(shù)據(jù)的國土空間規(guī)劃用地分類體系構(gòu)建和土地類型識別

張合兵，李銘輝，張青磊

（河南理工大學(xué)測繪與國土信息工程學(xué)院，焦作 454000）

準(zhǔn)確、可靠、現(xiàn)勢的國土空間基礎(chǔ)數(shù)據(jù)是科學(xué)開展“雙評價”“三類空間”劃分及其格局優(yōu)化、國土空間規(guī)劃編制的前提，當(dāng)前中國國土空間分類存在國土調(diào)查、城鄉(xiāng)用地、地理國情調(diào)查等多種分類體系，分類標(biāo)準(zhǔn)不一、數(shù)據(jù)來源較多，迫切需要開展國土用地分類體系優(yōu)化，多源數(shù)據(jù)條件下地類轉(zhuǎn)換規(guī)則、識別方法等開展研究。該研究以鶴壁市為例，采用歸納比較法對國土空間規(guī)劃用地分類體系進(jìn)行初步探討，通過綜合對比分析法、GIS空間疊加分析法對國土空間規(guī)劃用地分類體系重構(gòu)、多種分類體系轉(zhuǎn)換銜接規(guī)則、國土地類識別方法進(jìn)行研究。研究得出：1）國土空間規(guī)劃用地分類體系分為生態(tài)保護用地、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)生活用地、區(qū)域設(shè)施用地和城鎮(zhèn)發(fā)展用地4個一級類，12個二級類和45個三級類；2）基于多種分類體系下的國土分類轉(zhuǎn)換策略，建立了面向國土空間規(guī)劃用地分類的地類轉(zhuǎn)換銜接規(guī)則和多源數(shù)據(jù)融合識別方法；3）完成了鶴壁市國土地類轉(zhuǎn)換和識別，為鶴壁市進(jìn)行“生態(tài)/農(nóng)業(yè)/城鎮(zhèn)三類空間”劃分與格局優(yōu)化、“雙評價”、規(guī)劃編制提供了數(shù)據(jù)支持。

土地利用；識別；規(guī)劃；國土空間；分類體系；疊加分析法；多源數(shù)據(jù)

0 引 言

土地是人類賴以生存的家園，在社會經(jīng)濟發(fā)展中不可或缺。早在18世紀(jì)末、19世紀(jì)初的時候，國外學(xué)者就開始對土地分區(qū)進(jìn)行研究。隨著城市社會經(jīng)濟的發(fā)展，出現(xiàn)了城市空間功能分布不均所帶來的一系列問題，為了協(xié)調(diào)社會經(jīng)濟發(fā)展與生態(tài)、人口、資源的平衡關(guān)系，許多國家地區(qū)開展國土空間規(guī)劃編制[1]。近些年來，德國、英國和荷蘭等歐洲地區(qū)陸續(xù)開展了多輪國土空間規(guī)劃研究[2]，國土空間規(guī)劃理論和方法迅速發(fā)展。

近年來，中國將優(yōu)化國土空間開發(fā)格局和加強生態(tài)文明建設(shè)提升到國家戰(zhàn)略?？茖W(xué)可靠的國土空間用地基礎(chǔ)數(shù)據(jù)是國土空間規(guī)劃的基礎(chǔ)和依據(jù)，統(tǒng)一的用地分類是獲取數(shù)據(jù)的前提，土地分類應(yīng)該根據(jù)不同的土地利用特點進(jìn)行合并，其目的是區(qū)分不同分類標(biāo)準(zhǔn)的關(guān)鍵[3]。目前，各國對土地分類標(biāo)準(zhǔn)不一，例如美國的多級生態(tài)分類系統(tǒng)、加拿大的生態(tài)土地分類系統(tǒng)和荷蘭土地分級系統(tǒng)等[4]。而中國的土地分類方式是多標(biāo)準(zhǔn)并行，呈現(xiàn)出多元化的特點[5-6]。鄧紅兵[7-10]等重要學(xué)者從土地利用功能的角度出發(fā)構(gòu)建“三生用地”分類體系。黃宏源等[11]綜合各類區(qū)劃，探索出三級省級國土空間綜合功能區(qū)劃體系。岳健等[12]對現(xiàn)有國土空間規(guī)劃用地分類體系進(jìn)行分析，在對現(xiàn)有分類體系存在的問題基礎(chǔ)上提出了土地利用的劃分體系。劉平輝等[13]提出了依據(jù)土地利用的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)進(jìn)行土地利用劃分的思路。張合兵等[14]根據(jù)土地利用/覆被類型和人類活動影像相結(jié)合的方法，建立了市縣級自然生態(tài)空間分類體系。Pérez-Soba等[15-19]將國土空間功能的細(xì)化主要依據(jù)土地利用、生態(tài)系統(tǒng)和景觀價值三大視角，并建立與功能相對應(yīng)的分類體系。Foley等[20-22]認(rèn)為土地利用視角的功能劃分主要是依據(jù)土地的經(jīng)濟用途。de Groot[23]用可持續(xù)發(fā)展的視角將景觀價值劃為五大類，并對生態(tài)景觀進(jìn)行系統(tǒng)分類。鄒利林等[24]構(gòu)建了縣級“三生空間”用地分類體系。馬世發(fā)等[25]從歐盟空間分類得到啟示，對湖南省空間用地進(jìn)行了劃分研究。劉繼來等[26]依據(jù)土地利用現(xiàn)狀分類國標(biāo)準(zhǔn)則，建立了“三生空間”分類。于莉等[27]運用洛倫茲曲線和基尼系數(shù)法研究了秦皇島“三生空間”分布情況。李明薇等[28]基于土地利用的多功能性原則構(gòu)建了“三生空間”分類。

總體上，已有研究對國土空間分類體系、“三生空間”分類進(jìn)行了較為系統(tǒng)的探索，對于國土空間規(guī)劃編制具有重要支持作用。但現(xiàn)有研究偏重從多種功能視角、多個尺度對國土空間進(jìn)行“三類空間”劃分研究，對空間功能劃分的數(shù)據(jù)來源、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換研究尚顯不足，缺乏現(xiàn)勢的數(shù)據(jù)支持；偏重于單一分類體系或某種視角下進(jìn)行國土空間功能劃分，未充分利用已有的多種國土空間分類數(shù)據(jù)，未構(gòu)建有效的多種分類體系銜接準(zhǔn)則、多源數(shù)據(jù)融合識別方法。基于此，本文以鶴壁市為例，通過綜合對比分析法、GIS空間疊加分析法，以國土空間利用現(xiàn)狀和空間主導(dǎo)功能為依據(jù)，在對比分析現(xiàn)有國土分類體系的區(qū)別和差異基礎(chǔ)上，重構(gòu)面向國土空間規(guī)劃的國土空間用地分類體系，制定國土空間用地分類與現(xiàn)有多種國土分類體系的銜接準(zhǔn)則，探索多源數(shù)據(jù)下國土地類的融合識別方法，為開展“雙評價”“三類空間”劃分及其格局優(yōu)化、國土空間規(guī)劃編制提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支撐。

1 研究區(qū)概況和數(shù)據(jù)來源

1.1 研究區(qū)概況

鶴壁市位于河南省北部地區(qū)，西鄰太行山脈，東部地區(qū)為華北平原，35°26′—36°53′N，113°59′—114°46′E，北部地區(qū)與安陽市相鄰，南部地區(qū)與新鄉(xiāng)市相接，總面積2 140.43 km2。全市分為市轄區(qū)（鶴山區(qū)、山城區(qū)、淇濱區(qū)）兩縣（淇縣、?？h）。鶴壁市地形復(fù)雜，地勢呈東北高西南低階梯式變化，層次分明。近些年來鶴壁市在生態(tài)保護建設(shè)、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)建設(shè)和城市開發(fā)建設(shè)方面積極融入河南省實施的“一帶一路”建設(shè)之中，社會經(jīng)濟發(fā)展得到了飛速發(fā)展。

1.2 數(shù)據(jù)來源

本文數(shù)據(jù)主要包括鶴壁市自然資源與規(guī)劃局獲取的土地利用變更調(diào)查成果（2017年）、第二次全國國土調(diào)查數(shù)據(jù)、地理國情普查數(shù)據(jù)和鶴壁市城鄉(xiāng)用地數(shù)據(jù)；從鶴壁市林業(yè)部門獲取的林業(yè)調(diào)查數(shù)據(jù)；從地理空間數(shù)據(jù)云下載鶴壁市Landsat 8 OLI數(shù)據(jù)影像（2017年）。在國土空間地類識別時，因為“第三次全國國土調(diào)查”數(shù)據(jù)的保密性，因此使用2017年土地利用變更調(diào)查數(shù)據(jù)替代。

2 國土空間規(guī)劃用地分類體系構(gòu)建及地類轉(zhuǎn)換銜接準(zhǔn)則

2.1 國土空間規(guī)劃用地分類體系構(gòu)建

目前存在多種土地分類體系，其都有不同的分類標(biāo)準(zhǔn)。國土調(diào)查分類根據(jù)土地利用方式、用途、經(jīng)營特點和地表覆蓋特征等因素，按照主要用途對土地利用類型進(jìn)行分類；地理國情普查分類是以基礎(chǔ)地理信息現(xiàn)有分類體系為基礎(chǔ)，參考相關(guān)專業(yè)部門開展的調(diào)查分類，根據(jù)地理國情分析應(yīng)用需要，進(jìn)行適當(dāng)篩選和擴充；城鄉(xiāng)用地分類據(jù)土地利用特征、利用方式和地表覆蓋的主導(dǎo)設(shè)施性質(zhì)，重點關(guān)注土地的社會經(jīng)濟屬性，服務(wù)于城市建設(shè)的各個部門和行業(yè)，為城鄉(xiāng)提供基礎(chǔ)保障和制定實施；林業(yè)調(diào)查分類以森林覆蓋類型為主，以林地規(guī)劃利用類型為輔，重點在于對林業(yè)用地現(xiàn)狀利用特征的表達(dá)，對非林地地類類型劃分較為粗略。但是，目前這些分類數(shù)據(jù)都無法滿足國土空間規(guī)劃和空間功能劃分、“雙評價”工作的需要。因此，本文為滿足國土空間規(guī)劃編制需要，依照國家規(guī)劃編制意見，以第三次國土調(diào)查土地分類標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)，構(gòu)建與多種土地分類體系相互銜接的國土空間規(guī)劃用地分類體系。

構(gòu)建國土空間規(guī)劃用地分類體系時堅持全域覆蓋，城鄉(xiāng)統(tǒng)籌的原則，以土地利用現(xiàn)狀和土地主導(dǎo)用途功能為基準(zhǔn)，構(gòu)建涵蓋多層次的國土空間規(guī)劃用地分類體系。注重國土空間規(guī)劃用地分類體系中生態(tài)保護用地的位置，以土地實際使用情況或規(guī)劃引導(dǎo)情況為主要分類依據(jù)，統(tǒng)籌考慮土地的使用情況和覆蓋特征等因素。依據(jù)現(xiàn)有分類體系研究，以第三次全國國土調(diào)查土地分類為基礎(chǔ)，對多種用地類型進(jìn)行歸納、劃分，建立多種國土調(diào)查分類體系融合的國土空間規(guī)劃用地分類體系，主要包括農(nóng)業(yè)生產(chǎn)生活用地、城鎮(zhèn)發(fā)展用地、區(qū)域設(shè)施用地和生態(tài)保護用地4個一級類，耕地、園地等12個二級類，水田、果園等45個三級類（表1）。

表1 國土空間規(guī)劃用地分類體系

2.2 國土地類轉(zhuǎn)換銜接準(zhǔn)則

本研究在對比國土空間規(guī)劃用地分類體系與現(xiàn)有多種國土調(diào)查分類體系之間地類差異的基礎(chǔ)上，依據(jù)土地類型的一致性、土地用途的相似性和土地功能的主導(dǎo)性原則，建立國土空間規(guī)劃用地分類體系和多種國土調(diào)查分類體系之間的對應(yīng)關(guān)系。國土空間規(guī)劃用地分類體系與多種土地分類體系的對應(yīng)關(guān)系可以分為一對一、一對多和多對一等對應(yīng)關(guān)系，最后構(gòu)建國土空間規(guī)劃用地分類與第三次全國國土調(diào)查土地分類、第二次全國國土調(diào)查土地分類、地理國情普查分類、城鄉(xiāng)用地分類和林業(yè)調(diào)查分類相對應(yīng)的地類對應(yīng)關(guān)系。

以國土空間規(guī)劃用地分類與第三次全國國土調(diào)查土地分類對應(yīng)關(guān)系為例：1）耕地、園地和林地地類可以一對一進(jìn)行國土地類銜接轉(zhuǎn)換，該地類可以通過對應(yīng)關(guān)系直接轉(zhuǎn)換為國土空間規(guī)劃用地中的地類；2）“三調(diào)”分類中鹽田、溝渠和沼澤等劃分為濕地，因此有“三調(diào)”濕地對應(yīng)國土空間規(guī)劃用地地類中城鎮(zhèn)及其他建設(shè)用地、農(nóng)業(yè)生活用地、其他農(nóng)用地和濕地等地類，即一對多的對應(yīng)關(guān)系；3）國土空間規(guī)劃用地分類中將水工建筑用地和鐵路、公路用地等劃分到基礎(chǔ)設(shè)施用地中，因此“三調(diào)”交通運輸用地和水域及水利設(shè)施用地對應(yīng)國土空間規(guī)劃用地分類中基礎(chǔ)設(shè)施用地，即多對一的對應(yīng)關(guān)系。具體國土空間規(guī)劃用地分類體系與多種土地分類體系銜接準(zhǔn)則如表2所示。

表2 國土空間規(guī)劃用地分類體系與多種土地分類體系銜接準(zhǔn)則

注：表中括號內(nèi)數(shù)字和字母表示該地類所在其土地分類體系中對應(yīng)的地類編碼。

Note: The numbers and letters in parentheses in the table indicate the corresponding land category code in the land classification system where the land category is located.

3 基于多源數(shù)據(jù)的國土地類識別

3.1 多源數(shù)據(jù)下國土地類識別方法

目前，識別國土地類的方法主要分為量化測算法和歸并分類法[29]。量化測算法通過構(gòu)建國土空間評價體系實現(xiàn)城市用地功能、農(nóng)業(yè)用地功能與生態(tài)用地功能的量化識別[29-30]，但是在國土地類的多主體融合和多尺度集成表達(dá)上效果不佳；歸并分類法本質(zhì)上是對土地利用現(xiàn)狀數(shù)據(jù)進(jìn)行歸并分類[26,31]，在土地分類上彌補了土地利用分類對生態(tài)用地功能考慮不足的缺點，一定程度上實現(xiàn)了土地利用分類和城市用地分類等的數(shù)據(jù)關(guān)系銜接。本文在國土地類識別時采用GIS空間疊加對比分析法與歸并分類法相結(jié)合的方法，構(gòu)建多源數(shù)據(jù)下的國土地類識別方法。以鶴壁市為例，識別其國土地類分布情況。

1）多源數(shù)據(jù)統(tǒng)一坐標(biāo)系統(tǒng)和屬性結(jié)構(gòu)。由于各部門的數(shù)據(jù)建立標(biāo)準(zhǔn)和形式差異化，需要對收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化：對基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行投影轉(zhuǎn)換、統(tǒng)一坐標(biāo)系統(tǒng)和屬性結(jié)構(gòu)，按照統(tǒng)一坐標(biāo)系統(tǒng)和屬性結(jié)構(gòu)導(dǎo)入到國土地類識別基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫中。建立國土地類識別模型，對多源數(shù)據(jù)下國土地類空間進(jìn)行地類識別。

2）數(shù)據(jù)疊加分析，完善數(shù)據(jù)屬性。通過ArcGIS平臺中GIS空間疊加分析法對統(tǒng)一好的數(shù)據(jù)進(jìn)行空間疊加分析，構(gòu)建多源數(shù)據(jù)下國土地類識別的基準(zhǔn)單元，使得每個圖斑單元都具有多源數(shù)據(jù)屬性結(jié)構(gòu)。

3）構(gòu)建國土地類識別準(zhǔn)則，解決多源數(shù)據(jù)地類轉(zhuǎn)換沖突問題。建立多種分類體系組合的國土地類識別方法：①對于符合國土空間規(guī)劃用地分類體系二級類的圖斑單元，直接依據(jù)國土地類轉(zhuǎn)換準(zhǔn)則轉(zhuǎn)換為所對應(yīng)的土地類型；②由于各類全域調(diào)查數(shù)據(jù)分類準(zhǔn)則和調(diào)查情況不同，出現(xiàn)部分圖斑有多種不同地類組合情況，再依據(jù)國土地類分類定義，建立不同國土地類組合下的識別基準(zhǔn)數(shù)據(jù)，對于部分符合國土空間規(guī)劃用地分類體系二級類的圖斑單元，依據(jù)第三次全國國土調(diào)查分類轉(zhuǎn)換為所對應(yīng)的土地用地分類。

4）利用遙感影像數(shù)據(jù)對地類銜接準(zhǔn)則識別和組合識別進(jìn)行修正。遙感影像在國土地類銜接準(zhǔn)則識別和組合地類識別后，剩余圖斑再次通過遙感影像來進(jìn)行地類補充判讀。以耕地為例，根據(jù)國土地類識別準(zhǔn)則，識別轉(zhuǎn)換為耕地的組合有以下幾種情況（表3），識別過程如圖1至圖6所示。

表3 國土地類識別準(zhǔn)則（以耕地為例）

注：所有地類為該分類體系下的所有地類，其他地類為該分類體系下除轉(zhuǎn)換到耕地用地的地類后，剩余的為其他地類。

Note: All land types are all land types under the classification system, and other land categories are other land types except those converted to cultivated land under the classification system.

注：表達(dá)多源數(shù)據(jù)疊加后，形成每個圖斑的地類組合情況。該組合地類依據(jù)第三次全國國土調(diào)查分類—第二次全國國土調(diào)查分類—地理國情普查分類—城鄉(xiāng)用地分類—林業(yè)調(diào)查分類順序組合。下同。

圖2 依據(jù)銜接準(zhǔn)則的耕地地類識別結(jié)果

圖3 依據(jù)組合識別數(shù)據(jù)的耕地地類識別

圖4 依據(jù)遙感影像數(shù)據(jù)修正的耕地地類識別結(jié)果

圖5 耕地地類識別結(jié)果

圖6 耕地地類分布情況

5）細(xì)碎地類圖斑融合。因為在空間疊加分析識別的過程中會產(chǎn)生破碎圖斑，破碎程度較高，需要與附近相同圖斑進(jìn)行融合，對于耕地面積小于400 m2的圖斑采取細(xì)碎圖斑地類融合的處理辦法，其他地類細(xì)碎圖斑地類融合標(biāo)準(zhǔn)參照《第三次全國國土調(diào)查技術(shù)規(guī)程》，不能地類融合的獨立圖斑不予保留。

3.2 鶴壁市地類識別結(jié)果

根據(jù)上述方法對鶴壁市國土空間進(jìn)行地類識別，依據(jù)識別結(jié)果和國土空間規(guī)劃用地分類體系對鶴壁市進(jìn)行國土地類空間分析，其占地分布情況如圖7和表4所示。從鶴壁市國土地類面積來看，生態(tài)保護用地面積為453.95 km2，占研究區(qū)總面積的21.22%，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)生活用地面積為1 531.53 km2，占研究區(qū)總面積的71.54%，城鎮(zhèn)發(fā)展用地面積為121.06 km2，占研究區(qū)總面積的5.66%，區(qū)域設(shè)施用地面積為33.89 km2，占研究區(qū)總面積的1.58%。

從鶴壁市國土地類地域分布來看，生態(tài)保護用地主要集中在鶴壁市西部低山丘陵地區(qū)，以淇縣和市轄區(qū)為主，淇縣生態(tài)保護用地面積為212.31 km2，占生態(tài)保護用地總面積的46.77%，市轄區(qū)生態(tài)保護用地面積為188.58 km2，占生態(tài)保護用地總面積的41.54%，主要地類為林地和自然保留地；浚縣地區(qū)生態(tài)保護用地零星分散，主要地類為河流、林地和濕地，占生態(tài)保護用地總面積的11.69%。

圖7 鶴壁市國土空間土地類型識別結(jié)果

表4 鶴壁市國土地類分布結(jié)構(gòu)

農(nóng)業(yè)生產(chǎn)生活用地主要集中在鶴壁市南部和東部地區(qū)，以?？h和淇縣為主，?？h農(nóng)業(yè)生產(chǎn)生活用地面積為869.11 km2，占農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用地56.75%，淇縣農(nóng)業(yè)生產(chǎn)生活用地面積為325.25 km2，占農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用地總面積的21.24%，中部和南部地區(qū)地處華北平原地區(qū)，地勢平坦，土地集中連片且土地國家利用等級較高，適宜進(jìn)行農(nóng)業(yè)耕作，主要地類為耕地、園地、其他農(nóng)用地和農(nóng)業(yè)生活用地；市轄區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)生活用地面積為337.15 km2，占農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用地總面積的22.01%，市轄區(qū)北部和西部地區(qū)為低山丘陵地區(qū)，地形坡度較大，不適宜耕種，主要以耕地和農(nóng)業(yè)生活用地為主。

城鎮(zhèn)發(fā)展用地主要集中在鶴壁市中部和北部地區(qū)，以市轄區(qū)為主，市轄區(qū)城鎮(zhèn)發(fā)展用地面積為68.89 km2，占城鎮(zhèn)發(fā)展用地總面積的56.91%，主要地類為城鎮(zhèn)工礦用地；淇縣和?？h主要以農(nóng)業(yè)生產(chǎn)為主，城鎮(zhèn)規(guī)模較小且與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用地緊密相連，淇縣城鎮(zhèn)發(fā)展用地面積為29.70 km2，占城鎮(zhèn)發(fā)展用地總面積的24.53%，?？h城鎮(zhèn)發(fā)展用地面積為22.47 km2，占城鎮(zhèn)發(fā)展用地總數(shù)的18.56%。

區(qū)域設(shè)施用地作為連接各種用地的紐帶和區(qū)域服務(wù)，在鶴壁市均勻分布。市轄區(qū)區(qū)域設(shè)施用地面積為13.03 km2，占區(qū)域設(shè)施用地總面積的38.45%，淇縣區(qū)域設(shè)施用地面積為10.67 km2，占區(qū)域設(shè)施用地總面積的31.48%，浚縣區(qū)域設(shè)施用地面積為10.19 km2，占區(qū)域設(shè)施用地總面積的30.07%。

通過上述國土地類識別方法，開展鶴壁市國土地類地類判讀，將判讀結(jié)果與最新遙感影像套合分析，多源數(shù)據(jù)國土地類識別方法準(zhǔn)確度較高，部分地類識別存在誤差，需要用高清影像進(jìn)行更正判讀。

4 討 論

1）通過綜合分析多種國土調(diào)查分類體系，建立基于多源數(shù)據(jù)下國土空間地類識別的國土空間規(guī)劃用地分類體系。與現(xiàn)有的分類體系相比，建立了國土空間規(guī)劃用地分體系可以與多種國土調(diào)查分類體系地類進(jìn)行銜接轉(zhuǎn)換，并且可以支持多源數(shù)據(jù)的疊加融合分析，為“三類空間”劃分及格局優(yōu)化、“雙評價”等提供了數(shù)據(jù)支持。因國土空間具有多功能性，同時本研究建立的用地分類體系服務(wù)于空間規(guī)劃層次（五級三類）中的“總體規(guī)劃”層次，對于專項規(guī)劃和詳細(xì)規(guī)劃層次中的用地分類體系，還需要進(jìn)一步對用地地類進(jìn)行細(xì)化和分解，以滿足國土空間多功能、復(fù)合功能劃分、布局優(yōu)化和立體空間管控的需要。

2）通過構(gòu)建的多源土地分類數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換銜接準(zhǔn)則，依據(jù)地類一致性、土地用途和功能主導(dǎo)性原則，實現(xiàn)了國土空間規(guī)劃用地分類體系與第三次全國國土調(diào)查土地分類、第二次全國國土調(diào)查土地分類、地理國情普查分類體系、林業(yè)調(diào)查分類體系和城鄉(xiāng)調(diào)查分類體系的有機銜接和轉(zhuǎn)換。但為進(jìn)一步提高效率和普適性，還需要利用計算機技術(shù)手段，設(shè)計多種分類體系的地類銜接與轉(zhuǎn)換對應(yīng)關(guān)系，并研發(fā)相應(yīng)的轉(zhuǎn)換銜接模塊，實現(xiàn)多種分類體系地類動態(tài)鏈接和智能轉(zhuǎn)換。

3）開展了基于多源數(shù)據(jù)的國土地類融合識別方法的研究?，F(xiàn)在研究國土地類識別方法大多通過單一遙感影像，利用ENVI等軟件開展決策樹分析法實現(xiàn)空間地類識別分析，此類方法在大數(shù)據(jù)情況下分類效率低，精準(zhǔn)度不高。本研究采用GIS空間疊加分析方法，可以融合遙感、矢量等多源數(shù)據(jù)，根據(jù)國土地類銜接和轉(zhuǎn)換準(zhǔn)則進(jìn)行空間疊加和識別分析，提高了國土地類識別準(zhǔn)確性和效率。但是考慮到專項規(guī)劃和詳細(xì)規(guī)劃層次的地類用地數(shù)據(jù)及立體空間劃分管控的需要，還需要進(jìn)一步細(xì)化分類的單元尺度、細(xì)化融合單元尺度、綜合更高精度的多源數(shù)據(jù)，提高地類識別的精細(xì)度、準(zhǔn)確度和可靠性。

5 結(jié) 論

1）本文基于土地利用現(xiàn)狀和主導(dǎo)功能視角構(gòu)建了國土空間規(guī)劃用地分類體系，結(jié)合第三次全國國土調(diào)查土地分類，將鶴壁市國土用地分為4個一級類，11個二級類和45個三級類，其中一級類包括生態(tài)保護用地、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)生活用地、區(qū)域設(shè)施用地和城鎮(zhèn)發(fā)展用地。

2）開展國土空間規(guī)劃用地分類體系與多源數(shù)據(jù)分類體系地類銜接準(zhǔn)則的研究，依據(jù)土地類型的一致性、土地用途的相似性和土地功能的主導(dǎo)性原則，探索國土空間規(guī)劃用地分類體系和多種國土調(diào)查分類體系的地類相互銜接轉(zhuǎn)換規(guī)則。

3）在國土地類融合識別方面，本文通過建立了基于多源數(shù)據(jù)的地類銜接轉(zhuǎn)換準(zhǔn)則和融合識別方法，完成了鶴壁市國土空間規(guī)劃地類的科學(xué)識別。識別結(jié)果顯示，鶴壁市生態(tài)保護用地面積453.95 km2、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)生活用地面積1 531.53 km2、城鎮(zhèn)發(fā)展用地面積121.06 km2、區(qū)域設(shè)施用地面積33.89 km2。研究表明該方法能夠科學(xué)有效的對國土空間進(jìn)行地類識別，為“三類空間”劃分與格局優(yōu)化、“雙評價”、規(guī)劃編制工作提供了現(xiàn)勢可靠的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

[1] 朱媛媛，余斌，曾菊新，等. 國家限制開發(fā)區(qū)“生產(chǎn)－生活—生態(tài)”空間的優(yōu)化：以湖北省五峰縣為例[J]. 經(jīng)濟地理，2015，35(4)：26－32.

Zhu Yuanyuan, Yu Bin, Zeng Juxin, et al. Spatial optimization from three spaces of production, living and ecologyin national restricted zones: A case study of Wufeng County in Hubei Province[J]. Economic Geography, 2015, 35(4): 26－32. (in Chinese with English abstract)

[2] 金貴. 國土空間綜合功能分區(qū)研究：以武漢城市圈為例[D].武漢：中國地質(zhì)大學(xué)，2014.

Jin Gui. Study on Comprehensive Function Regionalization of National Spatial Territory: A Case Study of Wuhan Metropolitan Area[D]. Wuhan: China University of Geosciences, 2014. (in Chinese with English abstract)

[3] 林堅, 柳巧云, 李婧怡. 探索建立面向新型城鎮(zhèn)化的國土空間分類體系[J]. 城市發(fā)展研究，2016，176(4)：57－66.

Lin Jian, Liu Qiaoyun, Li Jingyi. Research on establishing a land space utilization classification for new urbanization[J]. Urban Development Studies, 2016, 176(4): 57－66. (in Chinese with English abstract)

[4] 張鳳榮. 開展土地自然分類研究精準(zhǔn)服務(wù)自然資源管理[N]. 中國自然資源報，2018-08-02(005).

[5] 林堅，許超詣. 土地發(fā)展權(quán)、空間管制與規(guī)劃協(xié)同[J]. 城市規(guī)劃，2014，38(1)：26－34.

Lin Jian, Xu Chaoyi. Land development rights, space control, and synergetic planning[J]. City Planning Review, 2014, 38(1): 26－34. (in Chinese with English abstract)

[6] 林盛均. 城市規(guī)劃體系中“三規(guī)”協(xié)調(diào)的綜合平臺構(gòu)建：江西省貴溪市年度實施計劃編制[J]. 規(guī)劃師，2013，29(S2)：181－185，196.

Lin Shengjun. Integrated platform construction for coordinated three kinds of urban planning: Jiangxi Case[J]. Planners, 2013, 29(S2): 181－185, 196. (in Chinese with English abstract)

[7] 鄧紅兵，陳春娣，劉昕，等. 區(qū)域生態(tài)用地的概念及分類[J]. 生態(tài)學(xué)報，2009，29(3)：1519－1524.

Deng Hongbing, Chen Chundi, Liu Xin, et al. Conception and function classification of regional ecological land[J]. Acta Ecologica Sinica, 2009, 29(3): 1519－1524. (in Chinese with English abstract)

[8] 張紅旗，許爾琪，朱會義. 中國“三生用地”分類及其空間格局[J]. 資源科學(xué)，2015，37(7)：1332－1338.

Zhang Hongqi, Xu Erqi, Zhu Huiyi. An ecological-living- industrial land classification system and its spatial distribution in China[J]. Resources Science, 2015, 37(7): 1332－1338.(in Chinese with English abstract)

[9] 黨麗娟，徐勇，高雅. 土地利用功能分類及空間結(jié)構(gòu)評價方法：以燕溝流域為例[J]. 水土保持研究，2014，21(5)：193－197，203.

Dang Lijuan, Xu Yong, Gao Ya. Assessment method of functional land use classification and spatial system: A case study of Yangou watershed[J]. Research of Soil and Water Conservation, 2014, 21(5): 193－197, 203. (in Chinese with English abstract)

[10] 陳婧，史培軍. 土地利用功能分類探討[J]. 北京師范大學(xué)學(xué)報：自然科學(xué)版，2005(5)：536－540.

Chen Jing, Shi Peijun. Discussion on functional land use classification system[J]. Journal of Beijing Normal University: Natural Science, 2005(5): 536－540. (in Chinese with English abstract)

[11] 黃宏源，蔡玉梅，王國力，等. 省級國土空間綜合功能區(qū)劃研究：以湖南省為例[J]. 國土與自然資源研究，2014(3)：36－39.

Huang Hongyuan, Cai Yumei, Wang Guoli, et al. The research of method for provincial spatial comprehensive function regionalization: Case in Hunan province[J]. Territory & Natural Resources Study, 2014(3): 36－39. (in Chinese with English abstract)

[12] 岳健，張雪梅. 關(guān)于我國土地利用分類問題的討論[J]. 干旱區(qū)地理，2003(1)：78－88.

Yue Jian, Zhang Xuemei. A discussion on the classification of land use in China[J]. Arid Land Geography, 2003(1): 78－88. (in Chinese with English abstract)

[13] 劉平輝，郝晉珉. 土地利用分類系統(tǒng)的新模式——依據(jù)土地利用的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)而進(jìn)行劃分的探討[J]. 中國土地科學(xué)，2003,17(1)：16－26.

Liu Pinghui, Hao Jinmin. New model on the land use classification system: Classification study based on land use industry structure[J]. China Land Science, 2003,17(1): 16－26. (in Chinese with English abstract)

[14] 張合兵，于壯，邵河順. 基于多源數(shù)據(jù)的自然生態(tài)空間分類體系構(gòu)建及其識別[J]. 中國土地科學(xué)，2018，32(12)：24－33.

Zhang Hebing, Yu Zhuang, Shao Heshun. Construction of classification system and identification of ecological spatial based on multi-sources data[J]. China Land Science, 2018, 32(12): 24－33. (in Chinese with English abstract)

[15] Pérez-Soba M, Petit S, Jones L, et al. Land Use Functions: A Multifunctionality Approach to Assess the Impact of Land Use Changes on Land Use Sustainability[M]//Helming K, Pérez-Soba M, Tabbush P. Sustainability Impact Assessment of Land Use Changes. Berlin Heidelberg, Germany: Springer, 2008.

[16] 甄霖，曹淑艷，魏云潔，等. 土地空間多功能利用：理論框架及實證研究[J]. 資源科學(xué)，2009，31(4)：544－551.

Zhen Lin, Cao Shuyan, Wei Yunjie, et al. Land use functions: Conceptual framework and application for China[J]. Resources Science, 2009, 31(4): 544－551. (in Chinese with English abstract)

[17] Xie G D, Zhen L, Zhang C X, et al. Assessing the multifunctional ties of land use in China[J]. Journal of Resources and Ecology, 2010, 1(4): 311－318.

[18] Reidsma P, K?nig H, Feng S Y, et al. Methods and tools for integrated assessment of land use policies on sustainable development in developing countries[J]. Land Use Policy, 2011, 28(3): 604－617.

[19] 王楓，董玉祥. 廣州市土地利用多功能的空間差異及影響因素分析[J]. 資源科學(xué)，2015，37(11)：2179－2192.

Wang Feng, Dong Yuxiang. Spatial differences and influencing factors of land use function in Guangzhou[J]. Resources Science, 2015, 37(11): 2179－2192. (in Chinese with English abstract)

[20] Foley J A, Defries R, Asner G P, et al. Global consequences of land use[J]. Science, 2005, 309: 570－574.

[21] Verburg P H, van de Steeg J, Veldkamp A, et al. From land cover change to land function dynamics: A major challenge to improve land characterization[J]. Journal of Environmental Management, 2009, 90(3): 1327－1335.

[22] 劉超，許月卿，孫丕苓，等. 土地利用多功能性研究進(jìn)展與展望[J]. 地理科學(xué)進(jìn)展，2016，35(9)：1087－1099.

Liu Chao, Xu Yueqing, Sun Piling, et al. Progress and prospects of multi-functionality of land use research[J]. Progress in Geography, 2016, 35(9): 1087－1099. (in Chinese with English abstract)

[23] de Groot R. Function-analysis and valuation as a tool to assess land use conflicts in planning for sustainable, multifunctional landscapes[J]. Landscape and Urban Planning, 2006, 75(3/4): 175－186.

[24] 鄒利林，王建英，胡學(xué)東. 中國縣級“三生用地”分類體系的理論構(gòu)建與實證分析[J]. 中國土地科學(xué)，2018，32(4)：59－66.

Zou Lilin, Wang Jianying, Hu Xuedong. An classification systems of production-living-ecological land on the county level: theory building and empirical research[J]. China Land Science, 2018, 32(4): 59－66. (in Chinese with English abstract)

[25] 馬世發(fā)，馬梅，蔡玉梅，等. 面向國土規(guī)劃的空間評價標(biāo)準(zhǔn)地域單元劃分[J]. 地域研究與開發(fā)，2015(3)：112－117

Ma Shifa, Ma Mei, Cai Yumei, et al. Nomenclature of units for territorial spatial planning[J]. Areal Research and Development, 2015(3): 112－117. (in Chinese with English abstract)

[26] 劉繼來，劉彥隨，李裕瑞. 中國“三生空間”分類評價與時空格局分析[J]. 地理學(xué)報，2017，72(7)：1290－1304.

Liu Jilai, Liu Yansui, Li Yurui. Classification evaluation and spatial-temporal analysis of "production-living-ecological" spaces in China[J]. Acta Geographica Sinica, 2017, 72(7): 1290－1304. (in Chinese with English abstract)

[27] 于莉，宋安安，鄭宇，等. “三生用地”分類及其空間格局分析：以昌黎縣為例[J]. 中國農(nóng)業(yè)資源與區(qū)劃，2017，38(2)：89－96.

Yu Li, Song Anan, Zheng Yu, et al. The ecological-living- industrial land classification system and the analysis of ITS spatial distribution: Case of Changli county[J]. Chinese Journal of Agricultural Resources and Regional Planning, 2017, 38(2): 89－96. (in Chinese with English abstract)

[28] 李明薇，鄖雨旱，陳偉強，等. 河南省“三生空間”分類與時空格局分析[J]. 中國農(nóng)業(yè)資源與區(qū)劃，2018，39(9)：13－20.

Li Mingwei, Yun Yuhan, Chen Weiqiang, et al. Classification and spatial-temporal analysis of “production- living-ecological” spaces in Henan Province[J]. Chinese Journal of Agricultural Resources and Regional Planning, 2018, 39(9): 13－20. (in Chinese with English abstract)

[29] 黃金川，林浩曦，漆瀟瀟. 面向國土空間優(yōu)化的三生空間研究進(jìn)展[J]. 地理科學(xué)進(jìn)展，2017，36(3)：378－391.

Huang Jinchuan, Lin Haoxi, Qi Xiaoxiao. A literature review on optimization of spatial development pattern based on ecological-production-living space[J]. Progress in Geography, 2017, 36(3): 378－391. (in Chinese with English abstract)

[30] 徐磊，董捷，李璐，等. 基于功能分區(qū)視角的長江中游城市群國土空間特征及優(yōu)化[J]. 經(jīng)濟地理，2017，37(6)：76－83.

Xu Lei, Dong Jie, Li Lu, et al. Characteristics and optimization of geographical space in urban agglomeration in the middle reaches of the Yangtze River based on the function zoning[J]. Economic Geography, 2017, 37(6): 76－83. (in Chinese with English abstract)

[31] 崔家興，顧江，孫建偉，等. 湖北省三生空間格局演化特征分析[J]. 中國土地科學(xué)，2018，32(8)：67－73.

Cui Jiaxing, Gu Jiang, Sun Jianwei, et al. The spatial and evolution characteristics of the production living and ecological space in Hubei Province[J]. Chinese Land Science, 2018, 32(8): 67－73. (in Chinese with English abstract)

Construction of land classification system and land type identification for territorial spatial planning based on multi-source data

Zhang Hebing, Li Minghui, Zhang Qinglei

(454000,)

Accurate, reliable and timely acquisition of data for spatial planning of land are prerequisite for the “dual evaluation” and “three types of spatial planning” division and pattern optimization, and the preparation of land and spatial planning. Current data of land surveys, urban and rural land usage, and various geographical classification systems have different classification standards and many data sources, so it is urgent to optimize of the land-use classification system, construct land classification conversion rules and identification methods based on multi-source data. This paper preliminary investigates the territorial planning and land classification system using the inductive comparison method. Compared with the former planning, the latest national territory planning system comprise by major functional area, land utilization and urban rural land planning. As the identification of territory classification is the basic data for land geo-spatial planning. This paper takes Hebi, Henan for example to construct the terrestrial spatial classification system and identifying terrestrial space types based on multi-source data. Hebi has large potential improvement and optimization in terms of ecological transformation and development motivation. Combined with the third national investigation of the territory classification, inductive comparison method is used to explore the classification system of territorial space and land transformation and convergence rules of the existing spatial classification system to achieve effective consecutive connection between municipal scale and multiple classification system based on the comprehensive comparative analysis method. Steps are as follows : firstly, unified coordinate system and attribute structure for multi-source data; secondly, through the spatial superposition analysis of GIS, the spatial superposition analysis of unified good data is carried out, and the reference unit of land class identification under multi-source data is constructed, so that each polygon unit has multi-source data attribute structure; thirdly, the criterion of national land class identification is constructed to solve the problem of land classification conversion conflict of multi-source data; finally, the convergence criterion and combination recognition of land classification are modified based on remote sensing image data. The results show that the land use spatial classification system is divided into four first-level categories: ecological protection land, land for agricultural production and living, land for urban development and regional facility land, 12 second-level categories and 45 third-level categories. This paper establishes the criteria of land class connection conversion and the method of fusion identification, and completes the identification of land classification for the land space planning based on the multi-source data. In 2017, the total land area of Hebi City is 2140.43 km2, the area of ecological protection land, land for agricultural production and living, land for urban development and the facility land are 453.95, 1531.53, 121.06 and 33.89 km2, respectively.This paper provides data support for Hebi City to carry out “ecological/agricultural/urban three types of space” division and pattern optimization, “dual evaluation”, and planning.

land use; planning; identification; land spatial; classification system; superposition analysis; multi-source data

2019-09-24

2020-02-21

河南省高校科技創(chuàng)新人才支持計劃（人文社科類）資助（2019-cx-021）；河南省高?？萍紕?chuàng)新團隊支持計劃（18IRTSTHN008）；河南理工大學(xué)創(chuàng)新型科研團隊資助計劃（T2017-4）；河南省高等學(xué)校哲學(xué)社會科學(xué)應(yīng)用研究重大項目（2019-YYZD-09）

張合兵，博士，教授。主要研究方向為土地資源管理、土地利用與規(guī)劃、生態(tài)評價等。Email：jzitzhb@hpu.edu.cn

10.11975/j.issn.1002-6819.2020.05.031

F301.2

A

1002-6819(2020)-05-0261-09

張合兵，李銘輝，張青磊. 基于多源數(shù)據(jù)的國土空間規(guī)劃用地分類體系構(gòu)建和土地類型識別[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報，2020，36(5)：261－269. doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2020.05.031 http://www.tcsae.org

Zhang Hebing, Li Minghui, Zhang Qinglei. Construction of land classification system and land type identification for territorial spatial planning based on multi-source data[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2020, 36(5): 261－269. (in Chinese with English abstract) doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2020.05.031 http://www.tcsae.org