基于遙感影像與實景三維模型的產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)土地集約利用評價技術(shù)研究

張小紅 王夢 張艷艷

（鄭州智象測繪信息技術(shù)有限公司，河南 鄭州 450003）

0 引言

產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)有產(chǎn)業(yè)集聚明顯、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)合理、組織形態(tài)完整等優(yōu)勢，是河南省優(yōu)化經(jīng)濟結(jié)構(gòu)、高質(zhì)量發(fā)展的基礎(chǔ)性工程，是全省經(jīng)濟發(fā)展的重要板塊。到2020年，全省有省級產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)180個，為河南省帶來2170億元利潤；大型工業(yè)從業(yè)人員多達355萬人，極大促進了就業(yè)率的快速增長[1]。然而，河南省產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)仍存在用地存量不清、低效使用等問題?！笆奈濉睍r期是河南省建設(shè)“四個強省、一個高地、一個家園”現(xiàn)代化河南的關(guān)鍵期，要全面落實節(jié)約優(yōu)先戰(zhàn)略，促進產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)土地集約利用。

立足河南省產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)實際，研究采用高分辨率正射影像和實景三維模型開展土地利用狀況調(diào)查，查清土地利用狀況，開展土地集約利用評價，構(gòu)建產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)用地評價體系，為全面盤活存量土地提供依據(jù)。

1 產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)土地集約利用評價技術(shù)思路

整合產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)最新高分辨率遙感影像、第三次全國國土調(diào)查（以下簡稱 “三調(diào)”）成果、土地供應(yīng)、規(guī)劃、傾斜攝影等數(shù)據(jù)，制作產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)土地利用狀況調(diào)查工作底圖，查清土地利用狀況，構(gòu)建土地利用狀況數(shù)據(jù)庫，開展土地集約利用評價，對產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)的土地集約程度進行綜合性評價，形成完整的產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)用地評價體系，技術(shù)思路如圖1所示。

圖1 產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)土地集約利用評價技術(shù)思路

2 制作調(diào)查底圖

產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)有企業(yè)集中連片、范圍適中等特點，適合獲取高精度實景三維模型。傾斜攝影具有可獲取高分辨率、豐富的地物紋理信息，三維模型自動化生產(chǎn)，逼真的三維空間場景等技術(shù)優(yōu)勢，可用于制作產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)調(diào)查底圖。采用傾斜攝影技術(shù)獲取影像數(shù)據(jù)，經(jīng)過預(yù)處理、空三加密等工序建立0.05米精度的實景三維模型，結(jié)合最新高分辨率航空正射影像，疊加調(diào)查范圍相關(guān)的行政界線、供地、規(guī)劃、“三調(diào)”等數(shù)據(jù)，制作土地集約利用評價調(diào)查底圖，如圖2所示。

圖2 調(diào)查底圖

圖2（a）是該區(qū)域的航空正射影像，圖2（b）是對應(yīng)的實景三維模型，在其形成的調(diào)查底圖上開展土地利用狀況調(diào)查，可以大大減少外業(yè)工作量，實現(xiàn)傳統(tǒng)工作方式向“內(nèi)業(yè)為主，外業(yè)為輔”轉(zhuǎn)變。

3 土地利用狀況調(diào)查

土地利用狀況調(diào)查旨在查清產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)的用地現(xiàn)狀、供地狀況、閑置土地、典型企業(yè)等信息，這些信息不僅包含其對應(yīng)的位置、形狀、大小，還包含建筑面積、建筑基底面積、廠區(qū)內(nèi)部預(yù)留場地面積、容積率、建筑系數(shù)等屬性信息。針對土地利用狀況調(diào)查實際需求，結(jié)合實景三維模型、最新高分辨率航攝或衛(wèi)星正射影像圖，對土地利用狀況的范圍及屬性信息進行提取和更新，完成對產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)的土地利用狀況調(diào)查。

3.1 土地利用狀況范圍更新

“三調(diào)”數(shù)據(jù)是當前現(xiàn)勢性和準確度較高的土地調(diào)查數(shù)據(jù)，但更新具有一定周期性。為滿足產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)土地利用狀況調(diào)查高現(xiàn)勢性的需求，基于調(diào)查底圖提取變化信息，開展“三調(diào)”數(shù)據(jù)的更新，進而更新土地利用范圍。

原國土資源部印發(fā)的《開發(fā)區(qū)土地集約利用評價規(guī)程》規(guī)定，土地利用狀況按建設(shè)狀況和供應(yīng)狀況劃分兩種分類。按建設(shè)狀況分類是參照《土地利用狀況分類（GB/T 21010-2007）》進行劃分，提取變化信息前需要將其轉(zhuǎn)化為與《第三次全國國土調(diào)查技術(shù)規(guī)程（TDT 1055-2019）》相對應(yīng)的土地利用狀況分類，土地利用狀況分類與“三調(diào)”地類對應(yīng)情況如表1所示。

表1 土地利用狀況分類（按建設(shè)狀況劃分）與“三調(diào)”地類對應(yīng)表

現(xiàn)有的提取變化信息方法主要有比較法、圖像差值法、主成分分析法、植被指數(shù)法、多尺度分割等，具有一定局限性，不能直接用于提取產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)的土地變更信息。比較法不能準確選擇較合適的評估函數(shù)。差值法理論簡單，但在確定變化信息的具體屬性方面存在問題。土地變更信息提取采用圖像差值法+人機交互方式，具體提取思路如圖3所示。

圖3 土地利用狀況范圍更新技術(shù)思路

將2021年7月2米遙感影像和2020年12月0.8米遙感影像進行差值分析，如圖4所示。通過分析，提取土地變化信息，再經(jīng)內(nèi)業(yè)人機交互確定其屬性信息，該地塊在2020年是耕地，到2021年7月則變成了施工用地，通過該方法提取土地變更信息，完成對 “三調(diào)”數(shù)據(jù)的更新。利用更新數(shù)據(jù)開展土地利用狀況調(diào)查，查清產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)內(nèi)的已建成城鎮(zhèn)建設(shè)用地、未建成城鎮(zhèn)建設(shè)用地、不可建設(shè)土地及已供應(yīng)國有建設(shè)用地、尚可供應(yīng)土地、不可供應(yīng)土地等信息。

圖4 圖像插值法提取土地變更信息

3.2 土地利用狀況信息補充

為了完善土地利用狀況調(diào)查數(shù)據(jù)信息，構(gòu)建較為完整的土地集約利用評價數(shù)據(jù)庫，需對產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)建筑面積、建筑基底面積等屬性信息進行補充調(diào)查。

傳統(tǒng)地物信息提取主要通過外業(yè)調(diào)查、內(nèi)業(yè)處理得到，耗時較長，成本較高，受天氣等外界因素影響較大。利用三維實景模型，內(nèi)業(yè)即可采集建筑物的高度、名稱、面積等信息，實現(xiàn)對土地利用狀況信息的補充。

經(jīng)過在三維模型上采集，從圖5（a）得到混2部分建筑基底面積為179.6m3，圖5（b）中混1建筑基底面積為81.8m3，二者相加得到該農(nóng)房建筑基底面積為261.4m3，建筑面積等于每層建筑物的建筑基底面積乘以層數(shù)，該農(nóng)房的建筑面積為179.6m3×2層+81.8m3×1層=441m3。可將采集獲取的屬性填入土地集約利用評價數(shù)據(jù)庫，從而完善該數(shù)據(jù)庫。

圖5 農(nóng)房建筑面積和建筑基底面積采集

4 土地集約利用評價體系

在土地利用狀況調(diào)查基礎(chǔ)上，構(gòu)建土地集約利用評價數(shù)據(jù)庫，完善已建成城鎮(zhèn)建設(shè)用地、未建成城鎮(zhèn)建設(shè)用地、不可建設(shè)土地、典型企業(yè)用地等信息，進而開展土地集約利用評價，主要包含評價指標與權(quán)重的確定、評價理想值的確定、指標標準化方法、土地利用集約度分值的計算、潛力測算和成果編制。潛力測算是土地集約利用評價的重要環(huán)節(jié)之一，計算方法如下：

（1）擴展?jié)摿y算

統(tǒng)計尚可供應(yīng)的土地面積，在尚可供應(yīng)土地中，統(tǒng)計工礦倉儲用途的土地面積作為擴展?jié)摿y算值。

（2）結(jié)構(gòu)潛力測算

結(jié)構(gòu)潛力=已建成城鎮(zhèn)建設(shè)用地×（工業(yè)用地率理想值-工業(yè)用地率現(xiàn)狀值）

（3）強度潛力測算

其中，A是工業(yè)用地綜合容積率、工業(yè)用地建筑系數(shù)、工業(yè)用地固定資產(chǎn)投入強度、工業(yè)用地地均稅收、綜合地均稅收。

（4）管理潛力測算

管理潛力=有償使用且已到期但未處置土地-閑置土地

（5）尚可供地年數(shù)測算

其中，B是指供地類型，分別是尚可供應(yīng)土地、尚可供應(yīng)工礦倉儲用地。

這五類潛力測算是對產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)土地集約利用評價的綜合反映，完整計算各個潛力值才能正確反映產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)的土地集約利用程度，為土地提質(zhì)增效提供數(shù)據(jù)支撐。

5 土地集約利用評價應(yīng)用

以河南省某產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)為例，應(yīng)用上述土地集約利用評價技術(shù)思路，該產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)面積約為1344公頃，經(jīng)土地利用狀況調(diào)查得到如表2所示的結(jié)果。

表2 產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)土地利用狀況調(diào)查

由表2可知，該產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)閑置土地占總面積的1.1%，尚可供應(yīng)土地占比66.1%，不可供應(yīng)土地占比3.9%。土地利用狀況調(diào)查查清了產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)內(nèi)土地利用狀況，為全面盤活存量土地提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)?；诖耍瑯?gòu)建土地集約利用評價數(shù)據(jù)庫，開展土地集約利用評價。

從表3可知，該產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)擴展?jié)摿^大，尚可供應(yīng)土地面積最大，可利用潛力匯總表有針對性地開展存量土地盤活工作，促進產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)土地提質(zhì)增效。

表3 土地集約利用潛力匯總表

6 結(jié)語

本文探索了河南省產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)土地利用狀況調(diào)查技術(shù)方法，形成了建立土地集約利用評價數(shù)據(jù)庫、開展土地利用評價的技術(shù)流程，為河南省產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)土地集約利用評價提供了一定的參考。