不同最小上圖面積指標(biāo)坡度圖對(duì)耕地凈面積的影響

張艷紅 朱雪輝

（江西省基礎(chǔ)測(cè)繪院 江西南昌 330002）

1 前言

開展第三次全國(guó)國(guó)土調(diào)查，掌握耕地、水流、森林、山嶺、草原、荒地、灘涂等各類自然資源范圍內(nèi)土地利用狀況，是貫徹落實(shí)中央生態(tài)文明體制改革戰(zhàn)略，夯實(shí)自然資源調(diào)查基礎(chǔ)和推進(jìn)統(tǒng)一確權(quán)登記的重要措施[1]。開展第三次全國(guó)國(guó)土調(diào)查，是促進(jìn)耕地?cái)?shù)量、質(zhì)量、生態(tài)“三位一體”保護(hù)，確保國(guó)家糧食安全，實(shí)現(xiàn)盡職盡責(zé)保護(hù)耕地資源的重要支撐[1]。耕地保護(hù)是國(guó)家的基本國(guó)策，耕地面積是政府部門執(zhí)行耕地保護(hù)政策的重要依據(jù)，是保護(hù)農(nóng)民基本權(quán)益的丈量尺，耕地面積的精確性及其重要。在第三次全國(guó)國(guó)土調(diào)查中耕地凈面積計(jì)算因素包括坡度級(jí)別、田坎系數(shù)等。田坎系數(shù)由外業(yè)樣方測(cè)量獲得，坡度級(jí)別由DEM 數(shù)據(jù)生成。利用DEM 確定耕地坡度分級(jí)可以全面查清不同坡度分級(jí)耕地的分布，計(jì)算不同坡度分級(jí)和類型耕地的面積，能夠反映本地區(qū)的地貌特征和耕地的準(zhǔn)確面積[2]。因此由DEM 生成的坡度圖其精度是影響耕地面積精度的一個(gè)重要指標(biāo)，不同最小上圖面積指標(biāo)生成的坡度圖對(duì)耕地面積的影響是本文探討的重點(diǎn)。

2 不同最小上圖面積指標(biāo)對(duì)坡度圖的影響

本實(shí)驗(yàn)選取江西省內(nèi)具有代表性地貌特征的6個(gè)縣進(jìn)行坡度圖制作試驗(yàn)，分別為鄱陽(yáng)湖平原區(qū)2個(gè)縣、邊沿山地區(qū)2 個(gè)縣和中南部丘陵區(qū)2 個(gè)縣。DEM 數(shù)據(jù)為江西省基礎(chǔ)測(cè)繪3D 產(chǎn)品中的最新1:10000DEM 數(shù)據(jù)，現(xiàn)勢(shì)性在2011 年至2014 年間，DEM 格網(wǎng)間距為5 米。利用1:10000DEM 數(shù)據(jù)按最小圖斑上圖面積400m2、600m2和1200m2三種面積指標(biāo)，對(duì)6 個(gè)實(shí)驗(yàn)縣分別制作坡度分級(jí)圖，根據(jù)不同上圖指標(biāo)生成的坡度圖圖斑綜合率、坡度分級(jí)面積變化進(jìn)行分析。表1 為坡度圖按三種面積指標(biāo)進(jìn)行小圖斑綜合，綜合前后圖斑的個(gè)數(shù)及占比分析。

表1 按最小圖斑面積進(jìn)行綜合后圖斑綜合率（圖斑數(shù)單位：萬個(gè)）

從表1 可以看出，平原區(qū)和山區(qū)的圖斑融合率較大，丘陵區(qū)的圖斑融合率較小。最小圖斑面積為1200m2時(shí)，有近95%的圖斑被融合掉；最小圖斑面積為400m2時(shí)，仍有近90%的圖斑被融合掉。說明5 米格網(wǎng)的DEM 生產(chǎn)的坡度圖圖斑細(xì)碎，圖斑融合率大，精度不高，不能真實(shí)反映地形地貌。尤其在山區(qū)和平原區(qū)，最小圖斑面積不宜確定為1200m2。

將坡度圖中各坡度級(jí)的圖斑面積、圖斑個(gè)數(shù)進(jìn)行分析對(duì)比，如圖1、圖2 所示：

圖1 坡度分級(jí)面積占比

圖2 坡度分級(jí)圖斑個(gè)數(shù)占比

從坡度分級(jí)面積占比和坡度分級(jí)圖斑個(gè)數(shù)占比圖表可以看出：

1）鄱陽(yáng)湖平原區(qū)：a 縣坡度分級(jí)面積中坡度級(jí)2和5 的面積增加，坡度級(jí)為1、3、4 的圖斑面積減少；b 縣坡度分級(jí)面積中坡度級(jí)5 的面積增加，坡度級(jí)為1、2、3、4 的圖斑面積減少；兩個(gè)縣均為坡度級(jí)為1 的圖斑數(shù)增加；

2）邊沿山地區(qū)：c 縣和d 縣坡度分級(jí)面積中坡度級(jí)1、2 和5 的面積增加，坡度級(jí)為3 和4 的圖斑面積減少；c 縣坡度級(jí)為1 和2 的圖斑數(shù)增加，d 縣坡度級(jí)為1、2 和4 的圖斑數(shù)增加；

3）中南部丘陵區(qū)：e 縣坡度分級(jí)面積中坡度級(jí)1、5 的面積增加，坡度級(jí)為2、3、4 的圖斑面積減少，坡度級(jí)為1、4 的圖斑數(shù)增加；f 縣坡度分級(jí)面積中坡度級(jí)1、2 和5 的面積增加，坡度級(jí)為3、4 的圖斑面積減少；坡度級(jí)為1、3、4 的圖斑數(shù)增加。

上述三點(diǎn)綜合分析：坡度分級(jí)圖中6 個(gè)實(shí)驗(yàn)縣坡度級(jí)為3、4 的圖斑面積減少，坡度級(jí)為5 的面積增加。坡度級(jí)1 和2 的圖斑面積變化無規(guī)律。圖斑數(shù)均為坡度級(jí)為1 的增加。圖斑數(shù)變化與圖斑面積變化之間無規(guī)律。

3 不同最小上圖面積指標(biāo)坡度圖對(duì)耕地凈面積的影響

本實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)庫(kù)采用2017 年土地變更庫(kù)，利用二調(diào)的坡度圖、最小面積指標(biāo)為400m2的坡度圖、最小面積指標(biāo)為600m2的坡度圖、最小面積指標(biāo)為1200m2的坡度圖這4 種坡度圖分別對(duì)2017 年土地變更庫(kù)進(jìn)行耕地坡度屬性賦值后進(jìn)行面積統(tǒng)計(jì)，并進(jìn)行面積對(duì)比分析。2017 年土地變更庫(kù)中耕地凈面積是指耕地面積減去田坎面積、減去線狀地物和零星地物的面積，田坎面積由坡度圖確定的坡度級(jí)別所對(duì)應(yīng)的田坎系數(shù)決定，因此耕地凈面積計(jì)算因素為坡度級(jí)別、田坎系數(shù)。

由不用面積指標(biāo)生成的坡度圖對(duì)耕地坡度屬性賦值，計(jì)算出的耕地凈面積間的變化規(guī)律進(jìn)行分析，以下耕地凈面積比重為耕地凈面積除以所有坡度級(jí)別耕地凈面積與田坎面積的總和。耕地凈面積增減量比重為各最小面積指標(biāo)對(duì)應(yīng)的耕地凈面積與2017 年度耕地凈面積的差值除以所有坡度級(jí)別耕地凈面積與田坎面積的總和。具體分析見圖3、圖4、圖5。

圖3 不同面積指標(biāo)對(duì)耕地凈面積增減量比重

從圖3 可以看出：一是6 個(gè)實(shí)驗(yàn)縣耕地凈面積均已增加，增加幅度各有不同。其中d 縣耕地凈面積增幅最大,其次是c 縣。二是邊沿山地區(qū)增幅最大，中南部丘陵區(qū)增幅最小。

從圖4 可以看出：一是不同面積指標(biāo)對(duì)應(yīng)的田坎面積與耕地凈面積比值與二調(diào)的比值相比，差值相差越多，田坎扣除面積越少，耕地凈面積增加越大。二是田坎面積與耕地凈面積比值小于最小田坎系數(shù)（0 除外）0.0582，說明坡度級(jí)為1 的耕地增加較多。

圖4 6 個(gè)實(shí)驗(yàn)縣田坎面積與耕地凈面積比值

從圖5 可以看出：一是坡度級(jí)為1 的耕地凈面積增加明顯，坡度級(jí)為3、4 的耕地凈面積減少（除b縣外），其它坡度級(jí)面積變化無規(guī)律。二是低坡度級(jí)的耕地面積由于其田坎系數(shù)較小，扣除的田坎面積相應(yīng)較少導(dǎo)致耕地凈面積增幅較大。三是不同最小圖斑面積指標(biāo)對(duì)各坡度分級(jí)耕地凈面積的影響沒有規(guī)律。四是不同最小圖斑面積指標(biāo)下的各坡度分級(jí)耕地凈面積間增幅不大，說明最小圖斑面積指標(biāo)的不同對(duì)耕地凈面積間增幅影響不大。

圖5 不同面積指標(biāo)對(duì)各坡度級(jí)耕地凈面積影響

圖5 與圖1 進(jìn)行對(duì)比可以看出：圖1 可以分析出6 個(gè)實(shí)驗(yàn)縣坡度級(jí)為3、4 的圖斑面積減少，坡度級(jí)為5 的面積增加。坡度級(jí)為1 和2 的圖斑面積變化無規(guī)律。圖斑數(shù)均為坡度級(jí)為1 的增加。圖斑數(shù)變化與圖斑面積變化之間無規(guī)律。再對(duì)比圖5 可以看出耕地坡度分級(jí)凈面積的變化規(guī)律與坡度分級(jí)圖的坡度分級(jí)面積變化規(guī)律無關(guān)聯(lián)。

6 個(gè)實(shí)驗(yàn)縣耕地凈面積均已增加，增加幅度各有不同。其中d 縣耕地凈面積增幅最大,其次是c 縣。邊沿山地區(qū)增幅最大，中南部丘陵區(qū)增幅最小。6 個(gè)實(shí)驗(yàn)縣總體增幅在2%以上。不同面積指標(biāo)對(duì)于耕地凈面積的影響：指標(biāo)越小，凈面積越增加（e 縣和f 縣略有變化），但增幅不大。

4 結(jié)束語(yǔ)

第三次全國(guó)國(guó)土調(diào)查技術(shù)規(guī)程中規(guī)定最小上圖圖斑面積為：建設(shè)用地和設(shè)施農(nóng)用地實(shí)地面積200m2；農(nóng)用地（不含設(shè)施農(nóng)用地）實(shí)地面積400m2；其他地類實(shí)地面積600m2，荒漠地區(qū)可適當(dāng)減低精度，但不得低于1500m2。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[3]。由于江西省地勢(shì)復(fù)雜、面積廣，涵蓋平原、丘陵和山區(qū)三種地形，坡度圖最小上圖面積指標(biāo)的選取既符合第三次全國(guó)國(guó)土調(diào)查技術(shù)規(guī)程中最小圖斑的要求，又能兼顧反映江西省的一些特殊地貌特征。

在坡度分級(jí)圖制作環(huán)節(jié)最小圖斑面積指標(biāo)為1200m2時(shí)，有近95%的圖斑被融合掉；最小圖斑面積指標(biāo)為400m2時(shí)，仍有近90%的圖斑被融合掉。說明5 米格網(wǎng)的DEM 生產(chǎn)的坡度圖圖斑細(xì)碎，圖斑融合率大，精度不高，不能真實(shí)反映地形地貌。尤其在山區(qū)和平原區(qū)，最小圖斑面積不宜確定為1200m2。

從耕地賦坡度值效率來看三種面積指標(biāo)的坡度圖進(jìn)行耕地坡度級(jí)別賦值所花費(fèi)的時(shí)間差不多，即三種面積指標(biāo)的坡度圖對(duì)后期耕地賦坡度屬性的生產(chǎn)效率影響不大，均可以裁切后再進(jìn)行賦值，裁切的面積越小，花費(fèi)的總時(shí)間相對(duì)要少一些。而最小圖斑面積指標(biāo)越小，坡度圖的生產(chǎn)中需要融合的小面積圖斑越少，生產(chǎn)效率越高，綜合這兩點(diǎn)看最小圖斑面積指標(biāo)宜選取為小的面積指標(biāo)。

從耕地坡度分級(jí)面積統(tǒng)計(jì)來看坡度圖三種不同最小圖斑面積指標(biāo)下的各坡度分級(jí)耕地凈面積間增幅不大，說明這三種最小圖斑面積指標(biāo)的不同對(duì)對(duì)應(yīng)的耕地凈面積之間面積增幅影響不大。小的面積指標(biāo)更能客觀真實(shí)反映出地形地貌，對(duì)于山區(qū)地形基本不發(fā)生變化的地方耕地面積變化不會(huì)太大。從長(zhǎng)遠(yuǎn)來看，小的面積指標(biāo)更能保證江西省第三次全國(guó)國(guó)土調(diào)查中耕地面積統(tǒng)計(jì)與下一輪國(guó)土調(diào)查中的耕地面積統(tǒng)計(jì)銜接自然；高精度的坡度圖能滿足后期應(yīng)用，同時(shí)避免重復(fù)生產(chǎn)坡度圖造成資源浪費(fèi)。