基礎(chǔ)性地理國情監(jiān)測與國土調(diào)查耕地數(shù)據(jù)差異分析

鄭巧云，曾海波，王強，楊亮亮

文章編號：1672-5603（2020）02-69-5

摘 要 本文以桃源縣為試驗區(qū)域，從基礎(chǔ)性地理國情監(jiān)測與第三次國土調(diào)查分類指標體系語義出發(fā)，在構(gòu)建對應關(guān)系的基礎(chǔ)上，利用GIS空間分析方法對耕地及其二級地類包括水田、旱地等，進行深入、系統(tǒng)的分析，探究兩者之間耕地數(shù)據(jù)差異及原因，為兩種成果之間的有效銜接及更好地利用兩種數(shù)據(jù)提供科學依據(jù)。

關(guān)鍵字 基礎(chǔ)性地理國情監(jiān)測;第三次國土調(diào)查;GIS空間分析方法

中圖分類號：F301 ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A

Basic Geographic National Situation Monitoring And Land survey Difference Analysis Of Cultivated Land Data

Zheng Qiaoyun ， Zeng Haibo ， WangQiang， Yangliangliang

（The 2nd Surveying And Mapping Institute of Hunan Province， Changsha Hunan 410007）

Abstract： This article uses Taoyuan County as the experimental area. Starting from the basic geographic national condition monitoring and the semantics of the third national survey classification index system， based on the construction of the corresponding relationship， the GIS spatial analysis method is used to cultivated land and its secondary land types including paddy fields， Dry land， etc.， conduct in-depth and systematic analysis， explore the differences and reasons of the cultivated land data between the two， and provide a scientific basis for the effective connection between the two results and better use of the two data.

Keywords： basic geographic national conditions monitoring; third land survey; GIS spatial analysis method

1 引言

基礎(chǔ)性地理國情監(jiān)測是在第一次全國地理國情普查基礎(chǔ)上，利用現(xiàn)代測繪技術(shù)對地表上的自然和人文地理要素的變化內(nèi)容，開展周期性和常態(tài)性的監(jiān)測與更新，能夠及時、系統(tǒng)掌握權(quán)威、客觀、準確的地理國情變化信息，形成穩(wěn)定、可靠的時間序列化地理國情信息數(shù)據(jù)，為各項專題性監(jiān)測和行業(yè)相關(guān)應用需求提供數(shù)據(jù)支撐的同時，為制定和實施國家發(fā)展戰(zhàn)略與規(guī)劃、優(yōu)化國土空間開發(fā)格局和生態(tài)文明建設(shè)提供重要依據(jù)。

第三次國土調(diào)查主要在重復利用已有土地調(diào)查成果基礎(chǔ)上，全面細化和完善土地利用基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，掌握詳實準確的國土利用現(xiàn)狀和自然資源變化情況，進一步完善國土調(diào)查、監(jiān)測和統(tǒng)計制度，實現(xiàn)成果信息化管理與共享，滿足生態(tài)文明建設(shè)、空間規(guī)劃編制、供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革、宏觀調(diào)控、自然資源管理體制改革和統(tǒng)一確權(quán)登記、國土空間用途管制、國土空間生態(tài)修復、空間治理能力現(xiàn)代化和國土空間規(guī)劃體系建設(shè)等各項工作的需要。

以上兩者均屬于國情國力調(diào)查范疇，其中，基礎(chǔ)性地理國情監(jiān)測主要側(cè)重于從自然屬性進行調(diào)查，對地面的覆蓋狀況進行了如實反映。國土調(diào)查側(cè)重于從管理屬性的角度來展開調(diào)查，是為了更多滿足土地管理特別是耕地保護的需要，反映土地利用狀況。兩者具有一定的獨立性，也具有很強的互補性，結(jié)合使用具有互相校核、相互補充的作用，從多個維度客觀反映我們土地利用的真實狀況。因此，為更好地探究兩者耕地之間的差異與關(guān)聯(lián)，本文以桃源縣為試驗區(qū)域，對兩種分類體系中的耕地地類語義特點出發(fā)，構(gòu)建兩者之間地類的映射關(guān)系，通過耕地數(shù)據(jù)空間對比與疊加，與實踐相結(jié)合，分析兩種數(shù)據(jù)之間的耦合性與差異性，為兩種成果之間的相互運用提供科學依據(jù)。

2 研究概況

2.1 研究區(qū)域

本文主要以兩種分類體系中耕地地類的差異進行分析，為保證對比分析結(jié)果的可靠性和科學性，本文選擇以湖南省所有縣（區(qū)）耕地面積最大的桃源縣為研究區(qū)域。桃源縣隸屬于常德市，位于湖南省西北部，其地理位置：西起牛車河鎮(zhèn)高峰村萬家河，東至木塘垸鄉(xiāng)仁豐村草鞋洲，縣域面積4441.22km2。

2.2 研究方法

（1）定量分析方法。從地類語義的角度，在構(gòu)建兩種分類體系中耕地地類映射關(guān)系的基礎(chǔ)上，通過定量分析的方法，計算兩者之間耕地的數(shù)量、面積，進而分析差異及形成的原因。

（2）GIS空間分析方法。利用GIS軟件的空間分析功能，將基礎(chǔ)性地理國情監(jiān)測中的種植土地地類與國土調(diào)查耕地地類圖斑進行套合疊加，從地理空間的角度，分析兩種地類之間的空間分布差異及地類流向，并綜合分析差異產(chǎn)生的原因。

2.3 研究數(shù)據(jù)

本文中采用的數(shù)據(jù)主要包括2019年桃源縣基礎(chǔ)性地理國情監(jiān)測地表覆蓋數(shù)據(jù)（LCA圖層）和2019年桃源縣第三次全國國土調(diào)查初始數(shù)據(jù)，其中地表地表覆蓋數(shù)據(jù)主要參考《基礎(chǔ)性地理國情監(jiān)測內(nèi)容與指標》，側(cè)重描述覆蓋區(qū)域地表的自然屬性或狀況，主要包含種植土地、林草覆蓋、房屋建筑（區(qū)）、鐵路與道路、構(gòu)筑物、人工堆掘地、荒漠與裸露地表、水域等地類;第三次全國國土調(diào)查主要參考《土地利用分類標準》（GB/T21010-2017），側(cè)重于強調(diào)土地的社會屬性，主要包括耕地、園地、林地、草地、商服用地、工礦倉儲用地、住宅用地、公共管理與公共服務(wù)設(shè)施用地、特殊用地、交通運輸用地、水域及水利設(shè)施用地以及其他土地等地類。

3 耕地差異分析

3.1 耕地數(shù)量及空間分布差異分析

從數(shù)量和面積統(tǒng)計結(jié)果可知，地表覆蓋分類中耕地總面積，略高于土地利用分類中耕地地類總面積，且二者的差異比僅3.38%，二者的耕地面積一致性較高，具體如表1所示。為了更加詳細的探究耕地差異規(guī)律，本文分別從二級類的水田、旱地地類進一步分析。

3.1.1 ?水田數(shù)量及空間分布差異分析

從水田數(shù)量和面積統(tǒng)計結(jié)果可知，地表覆蓋分類中水田地類總面積76433.97公頃，明顯低于土地利用分類中水田地類總面積93363.87公頃，且二者的差異比達22.15%。從空間分布上看，桃源縣地表覆蓋與土地利用分類中的水田地類圖斑在空間分布上比較均勻，圖斑數(shù)量方面，地表覆蓋水田面積相對土地利用中的水田面積數(shù)量較少，尤其在桃源縣的西南側(cè)，水田圖斑數(shù)量差異明顯，具體見圖1所示。

將地表覆蓋分類中的水田數(shù)據(jù)與土地利用分類圖斑套合，統(tǒng)計匯總地表覆蓋中水田在土地利用各地類中的流入流出情況，統(tǒng)計結(jié)果顯示重疊面積達86.59%，說明兩種數(shù)據(jù)的差異較較小，另外地表覆蓋分類中的水田也存在土地利用分類中的林地、園地、水域及水利設(shè)施用地、旱地等情況，具體見表2。

3.1.2 ?旱地數(shù)量及空間分布差異分析

從旱地數(shù)量和面積統(tǒng)計結(jié)果可知，地表覆蓋分類中旱地地類總面積30182.07公頃，明顯高于土地利用分類中水田地類總面積16853.53公頃，且二者的差異比達44.16%。從旱地空間分布差異來看，地表覆蓋與土地利用分類中旱地地類在空間的分布上具有較高的空間一致性，但是地表覆蓋分類中旱地圖斑分布密度明顯高于土地利用中旱地密度，具體如圖2所示。

將地表覆蓋分類中的旱地數(shù)據(jù)與土地利用分類圖斑套合，統(tǒng)計匯總地表覆蓋中旱地在土地利用各地類中的流入流出情況，統(tǒng)計結(jié)果顯示重疊面積僅為55.18%，說明旱地數(shù)據(jù)在地表覆蓋與土地利用分類中的差別較大。另外地表覆蓋分類中的旱地在土地利用分類中的林地、園地、水田等地類中的占比較大，具體見表3。

4 差異成因分析

4.1 數(shù)學基礎(chǔ)差異

基礎(chǔ)性地理國情監(jiān)測數(shù)據(jù)采用的平面基礎(chǔ)為2000 國家大地坐標系，按照高斯—克呂格投影 6°分帶，而土地利用分類數(shù)據(jù)采用用的平面基礎(chǔ)為2000國家大地坐標系，按照高斯—克呂格投影 3°分，在數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上差異不大，對耕地地類圖斑的數(shù)量、面積的影響較小。

4.2 影像差異分析

（1）影像幾何精度影響分析

基礎(chǔ)性地理國情監(jiān)測對于一、二類監(jiān)測區(qū)域，要求采用的正射影像精度和影像限差不低于1：10000地形圖成圖精度要求，而桃源縣大部分屬于二類區(qū)域范圍;在國土調(diào)查中，要求采用的三調(diào)影像底圖，其正射影像平面幾何精度總體上達到1：10000成圖比例尺的要求，另外，二者在影像參考底圖和高程控制上均采用我省的1：2000DLG正射影像作為平面參考，地理國情普查1：10000數(shù)字高程模型作為高程參考，生產(chǎn)技術(shù)流程基本上沒有太大差異，因此在某種程度上說，影像底圖平面精度差異較小，由此可知，影像底圖精度差異對耕地地類圖斑的數(shù)量、面積的影響較小。

（2）影像時相差異分析

在基礎(chǔ)性監(jiān)測與國土調(diào)查耕地對比分析過程中，由于作物具有季節(jié)性，春夏季節(jié)種植的水田在秋季收割之后有一些地域會被種為第二季水田，有一些地域會被種為旱地，而旱地多在房屋周圍。兩種影像數(shù)據(jù)的時間及存在一定差異，導致地表出現(xiàn)自然季節(jié)性變化或人工的外部變化，從而導致水田與旱地的差異會比較大。

4.3 分類指標差異分析

地表覆蓋分類的基本依據(jù)是地表覆蓋物的自然屬性特征，即“所見即所得”。在地表覆蓋中的水田、旱地判別，依據(jù)農(nóng)作物種植類型劃分，土地利用分類中的水田、水澆地、旱地，主要依據(jù)有無灌溉設(shè)施劃分，因此在對比分析過程中，存在地表覆蓋中由于季節(jié)性種植作物的原因（即春夏季主要種植水稻，秋冬季以旱生農(nóng)作物為主）將一些區(qū)域判別為旱地的情況，但是在土地利用中卻被判別為耕地之外地類。

4.4 圖斑勾繪精度差異分析

對比分析過程中，我們截取水田圖斑比對，發(fā)現(xiàn)土地利用與地表覆蓋在同一位置的勾繪范圍存在不一致的情況，導致土地利用分類在進行勾繪時范圍與地表覆蓋勾繪范圍存在差異，如圖3所示。

4 結(jié)語

（1）整體上說，基礎(chǔ)性地理國情監(jiān)測與國土調(diào)查耕地在面積數(shù)量上存在一定差異，但是差異較小，主要受二級類的水田和旱地差異所致，其中旱地差異對耕地數(shù)量差異的影響是導致耕地數(shù)據(jù)差異的主要原因。

（2）綜合分析，出現(xiàn)以上差異的原因，一方面由于二者之間旱地的分類指標定義、采集原則、圖斑勾繪及影像時相等因素導致;另外一方面，地理國情普查更偏向于以“所見即所得”為總體原則進行采集， 國土調(diào)查綜合考慮現(xiàn)狀的同時也加入了社會屬性和管理屬性的考量。由于兩種調(diào)查方式的原始數(shù)據(jù)資料很多不一致，影響因素、作用機理的未知性，導致對比分析工作還存在一定局限。

（3）以上兩種數(shù)據(jù)成果都屬于重大國情國力調(diào)查，為避免兩種數(shù)據(jù)之間的矛盾與混淆，更好地服務(wù)于政府部門宏觀決策需求，我們應該對兩種數(shù)據(jù)進行有效銜接，通過制定標準化、規(guī)范的統(tǒng)計方式，讓分析形成標準化結(jié)果，使得該項工作更有效的為管理決策服務(wù)。

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