面向自然資源空間重疊問(wèn)題的分類對(duì)策探索

馬克委 羅方權(quán) 郭 威

(1. 江蘇省地質(zhì)測(cè)繪院, 江蘇 南京 211102;2. 江蘇省地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查研究所, 江蘇 南京 210049)

0 引言

自然資源調(diào)查工作是加快建立自然資源統(tǒng)一調(diào)查、評(píng)價(jià)、監(jiān)測(cè)制度,健全自然資源監(jiān)管體制,切實(shí)履行自然資源“兩統(tǒng)一”職責(zé)的一項(xiàng)重要工作。

自然資源是天然存在的、有使用價(jià)值的、可提高人類當(dāng)前和未來(lái)福利的自然環(huán)境因素的總和。自然資源部職責(zé)涉及或者現(xiàn)階段調(diào)查監(jiān)測(cè)的自然資源應(yīng)是除待條件成熟時(shí)再開展調(diào)查的陽(yáng)光、空氣、風(fēng)等其他自然資源外,包括：①土地、礦產(chǎn)、森林、草原、水、濕地、海域海島等自然資源,涵蓋陸地和海洋、地上和地下；②在實(shí)際工作中,對(duì)與自然資源緊密關(guān)聯(lián)的自然地理和人文地理等要素一并進(jìn)行調(diào)查；③從自然資源利用管理的角度進(jìn)行考慮的各類管控界線(人類社會(huì)屬性)。包括行政界線、自然資源權(quán)屬界線、永久基本農(nóng)田、生態(tài)保護(hù)紅線、城鎮(zhèn)開發(fā)邊界、自然保護(hù)地界線、開發(fā)區(qū)界線等等[1-2]。自然資源部發(fā)布的《自然資源調(diào)查監(jiān)測(cè)體系構(gòu)建總體方案》[3]明確了要求,要參考《土地利用現(xiàn)狀分類》[4]《地理國(guó)情普查內(nèi)容與指標(biāo)》[5-6]以及國(guó)土空間規(guī)劃用途分類[7]等,制定地表覆蓋分類標(biāo)準(zhǔn)[8],按照自然資源在地表的實(shí)際覆蓋情況,將地球表面(含海水覆蓋區(qū))劃分為作物、林木、草、水等若干覆蓋類型,每個(gè)大類可再細(xì)分到多級(jí)類。

制定地表覆蓋分類標(biāo)準(zhǔn)時(shí),由于在不同行業(yè),其概念不統(tǒng)一,內(nèi)容有交叉,指標(biāo)相重疊情況,以單一的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),無(wú)法體現(xiàn)自然資源的完整性、無(wú)法滿足自然資源調(diào)查成果的多用性。本文以地表覆蓋一些典型的例子展開分析研究,按照行業(yè)分類關(guān)注點(diǎn),通過(guò)分類標(biāo)準(zhǔn)細(xì)化、調(diào)查指標(biāo)細(xì)化、優(yōu)化數(shù)據(jù)表達(dá)、組織和統(tǒng)計(jì),在構(gòu)建分類標(biāo)準(zhǔn)和實(shí)施調(diào)查等方面提出建議,解決各行業(yè)分類的交叉重疊等矛盾的問(wèn)題,構(gòu)建科學(xué)、系統(tǒng)的自然資源調(diào)查體系[9-10]。

1 自然資源空間重疊問(wèn)題解析

根據(jù)各行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的概念含義、內(nèi)容、指標(biāo)的分析研究,不同行業(yè)各有關(guān)注和特點(diǎn),各行業(yè)的調(diào)查數(shù)據(jù),其組織方式和幾何表達(dá)又都是一一對(duì)應(yīng),各類資源間又沒(méi)有相互關(guān)聯(lián),這種數(shù)出多門的成果數(shù)據(jù)無(wú)法準(zhǔn)確、科學(xué)統(tǒng)計(jì)以及應(yīng)用。

(1)《土地利用現(xiàn)狀分類》標(biāo)準(zhǔn)與《林業(yè)資源分類與代碼 森林類型》(以下簡(jiǎn)稱“林業(yè)資源分類”)標(biāo)準(zhǔn)[11],前者是以土地資源為主的利用現(xiàn)狀分類,后者是以森林資源類型進(jìn)行分類,兩種資源在空間重疊時(shí)調(diào)查的結(jié)果是不一樣的。如大面積喬木林的堤壩,以土地利用現(xiàn)狀分類調(diào)查時(shí),調(diào)查結(jié)果為“水工建筑用地”;以林業(yè)資源分類調(diào)查時(shí),調(diào)查結(jié)果為相應(yīng)的“喬木林”[12]。任何一種標(biāo)準(zhǔn)都不能準(zhǔn)確、完整表達(dá)這種重疊的資源現(xiàn)狀。

(2)地理國(guó)情普查(下稱“國(guó)情普查”)中,被行道樹覆蓋的道路或街道按照林地調(diào)查,道路則被肢解或完全忽略;水面上有橋梁時(shí),按照從上到下原則,調(diào)查為道路而忽略了橋下的水面(水資源)。這種空間交叉或重疊的分類,作為行業(yè)專項(xiàng)調(diào)查勢(shì)必使某些資源不能全面完整調(diào)查出來(lái),解決不了準(zhǔn)確統(tǒng)計(jì)和精細(xì)化管理問(wèn)題[13]。

(3)各行業(yè)調(diào)查數(shù)據(jù)的圖斑(地塊)和分類代碼均是唯一的,是一對(duì)一關(guān)系。這種傳統(tǒng)行業(yè)習(xí)慣思維已經(jīng)形成既有的概念,在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)上一直延續(xù)下來(lái)。

按照《自然資源調(diào)查監(jiān)測(cè)體系構(gòu)建總體方案》要求,為合理解決這些問(wèn)題,需要突破原有單個(gè)行業(yè)思維,根據(jù)各行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的特點(diǎn)將相同、相近分類進(jìn)行融合,將不同、不一致分類進(jìn)行細(xì)化;按照資源的實(shí)際現(xiàn)狀情況,交叉重疊的資源應(yīng)全部調(diào)查出來(lái),有幾種資源則調(diào)查幾種資源,而不是以主要資源(行業(yè)關(guān)注或主要功能)代替其他資源;突破原來(lái)數(shù)據(jù)組織的唯一性思維(一個(gè)圖斑對(duì)應(yīng)唯一的分類代碼),而采取一對(duì)多概念,即某個(gè)資源重疊的圖斑(地塊)用多個(gè)分類代碼來(lái)如實(shí)反映,實(shí)現(xiàn)分類現(xiàn)狀全面真實(shí)表達(dá)。

2 空間重疊問(wèn)題的解決思路

2.1 體系構(gòu)建原則

自然資源分類是自然資源管理的基礎(chǔ),是開展調(diào)查監(jiān)測(cè)工作的前提,構(gòu)建分類體系,既要有科學(xué)性和系統(tǒng)性,又要能滿足當(dāng)前管理需要。在面向自然資源空間重疊時(shí),自然資源調(diào)查既要遵循山水林田湖草是一個(gè)生命共同體的理念,又要盡量滿足當(dāng)前管理延續(xù)性和習(xí)慣性。

2.1.1滿足自然資源分類科學(xué)性、系統(tǒng)性

根據(jù)自然資源產(chǎn)生、發(fā)育、演化和利用的全過(guò)程,以立體空間位置作為組織和聯(lián)系所有自然資源體的基本紐帶,以現(xiàn)行測(cè)繪基準(zhǔn)為框架,以數(shù)字高程模型為基底,以高分辨率遙感影像為背景,按照三維空間位置,對(duì)各類自然資源分層分類,科學(xué)組織各個(gè)自然資源體有序分布在地球表面(含地表上、下),形成一個(gè)完整的支撐生產(chǎn)、生活、生態(tài)的自然資源立體模型。

2.1.2滿足當(dāng)前行業(yè)管理延續(xù)性、習(xí)慣性

農(nóng)業(yè)、林業(yè)、草原、濕地、水利、建設(shè)規(guī)劃等行業(yè)部門在各自行業(yè)管理過(guò)程中,經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間總結(jié)均形成了各自相對(duì)合理的標(biāo)準(zhǔn)。但各行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一到自然資源的大概念時(shí),就出現(xiàn)一些分類重疊與交叉。如在基本農(nóng)田范圍內(nèi)耕地當(dāng)中臨時(shí)栽植的速生楊,對(duì)于農(nóng)業(yè)來(lái)講是耕地,屬于耕地資源;對(duì)于林業(yè)來(lái)講,同時(shí)也是林業(yè)資源。沿海灘涂中的紅樹林,既是濕地,又是林地[14]等。在體系構(gòu)建時(shí)要綜合考慮各行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),盡可能滿足當(dāng)前行業(yè)管理延續(xù)性、習(xí)慣性。

2.2 體系構(gòu)建方法

2.2.1分類融合細(xì)化

各行業(yè)出于本身需要,其分類的內(nèi)容、概念不同于其他行業(yè),從而引起的分類指標(biāo)不同,進(jìn)而統(tǒng)計(jì)結(jié)果也不同。為解決此問(wèn)題,在上述原則基礎(chǔ)上,按照覆蓋現(xiàn)狀和資源類型,結(jié)合各行業(yè)分類標(biāo)準(zhǔn),求同存異,通過(guò)優(yōu)化組合,把自然資源分類進(jìn)行融合細(xì)化。如將《土地利用現(xiàn)狀分類》分類標(biāo)準(zhǔn)中的喬木林,結(jié)合《林業(yè)資源分類與代碼 森林類型》《地理國(guó)情普查內(nèi)容與指標(biāo)》標(biāo)準(zhǔn)中的喬木林定義與分類,融合細(xì)化為闊葉喬木林、針葉喬木林、針闊混交喬木林;將《土地利用現(xiàn)狀分類》分類標(biāo)準(zhǔn)中的竹林,結(jié)合《林業(yè)資源分類與代碼 森林類型》標(biāo)準(zhǔn)中的竹林定義與分類,細(xì)化為大徑竹林、小徑竹林、竹木混交林;將《土地利用現(xiàn)狀分類》標(biāo)準(zhǔn)中的其他園地,結(jié)合《地理國(guó)情普查內(nèi)容與指標(biāo)》標(biāo)準(zhǔn)中的其他園地定義與分類,細(xì)化為其他喬灌園地、其他藤本園地、其他草本園地。當(dāng)然在融合細(xì)化分類時(shí)還需考慮“基礎(chǔ)調(diào)查”的可行性、與“專項(xiàng)資源調(diào)查”的銜接情況以及工作量因素,使自然資源分類不宜過(guò)深過(guò)細(xì)。

2.2.2調(diào)查融合細(xì)化

分類細(xì)化可解決概念不統(tǒng)一,指標(biāo)不一致問(wèn)題,但要如實(shí)反映重疊交叉的資源現(xiàn)狀,還需把調(diào)查采集的指標(biāo)細(xì)化,即不僅把單一資源分類采集出來(lái),還需把重疊部分調(diào)查采集出來(lái)并分別賦予相應(yīng)分類代碼。如圖1所示,道路和耕地上有行道樹覆蓋的重疊情況,“三調(diào)”成果中根據(jù)土地利用的主要功能分別為水田與道路,缺少林木資源(林木覆蓋);“國(guó)情普查成果”中,由于林木覆蓋原因,道路沒(méi)有能完整調(diào)查表達(dá)出來(lái)。

圖1 行業(yè)調(diào)查成果

想要把林木覆蓋和道路的自然狀況都完整調(diào)查出來(lái),必須進(jìn)行融合細(xì)化采集,如圖2進(jìn)行融合處理,相同部分進(jìn)行融合;不同部分,將原“三調(diào)”成果圖斑按照林木覆蓋投影進(jìn)行分割采集。

圖2 融合細(xì)化

細(xì)化分割采集后,如圖3所示,圖斑(地塊)A、圖斑H是水田,為單一的耕地資源,與“三調(diào)”成果一致;圖斑B、圖斑G為行道樹林木覆蓋和水田重疊的雙重資源,繼承“三調(diào)”成果,增加林木資源;圖斑C為行道樹與道路重疊的雙重資源,繼承“三調(diào)”成果,增加林木資源;圖斑D、圖斑E、圖斑F是道路,為單一的交通資源,與“三調(diào)”成果保持一致。

圖3 融合細(xì)化結(jié)果

為使各類資源現(xiàn)狀全面反映,調(diào)查時(shí)需要對(duì)各資源分別細(xì)化采集,達(dá)到最小采集指標(biāo)要求的根據(jù)實(shí)際調(diào)查情況不能遺漏一一采集,將“三調(diào)”成果的耕地、道路分類圖斑進(jìn)行切割采集,細(xì)化為耕地、林木、道路交通。

2.2.3數(shù)據(jù)組織

自然資源分類調(diào)查采集完成后,部分圖斑(地塊)的資源分類屬性實(shí)際上不唯一,其分類代碼應(yīng)按照實(shí)際現(xiàn)狀情況全面如實(shí)表達(dá),但最少應(yīng)對(duì)應(yīng)一個(gè)分類代碼,多個(gè)代碼時(shí),不應(yīng)重復(fù)。

對(duì)于重疊交叉資源的多個(gè)分類代碼,應(yīng)按照相應(yīng)的順序進(jìn)行組織。為保持與“三調(diào)”成果的良好銜接,第一個(gè)分類代碼應(yīng)繼承“三調(diào)”分類屬性,其后為重疊交叉的其他分類代碼。以圖3為例,按照資源現(xiàn)狀的調(diào)查情況,其數(shù)據(jù)組織情況如表1所示。

2.2.4幾何表達(dá)

在自然資源調(diào)查中,地表覆蓋要素圖斑(地表覆蓋層)的幾何表達(dá)方式,應(yīng)與“三調(diào)”相一致,各圖斑(地塊)在國(guó)土空間中不重不漏,全面覆蓋整個(gè)調(diào)查區(qū)域的地表,各圖斑面積經(jīng)平差后總面積應(yīng)與調(diào)查區(qū)域面積嚴(yán)密相等。如圖3中,S圖3=S圖斑A+S圖斑B+S圖斑C+S圖斑D+S圖斑E+S圖斑F+S圖斑G+S圖斑H。其中單獨(dú)的每一類資源,按照其相應(yīng)位置、范圍、面積等屬性分別表達(dá)。

表1 圖斑分類數(shù)據(jù)組織

2.2.5統(tǒng)計(jì)方法

在以上成果表達(dá)的基礎(chǔ)上,根據(jù)應(yīng)用需要,通過(guò)分類數(shù)據(jù)檢索功能實(shí)現(xiàn)行業(yè)分類統(tǒng)計(jì)。

耕地資源,按照耕地相應(yīng)的分類代碼檢索。表1中圖斑A、圖斑B、圖斑G、圖斑H 4個(gè)圖斑(地塊)中含有耕地資源的分類代碼,那么耕地資源的面積應(yīng)為:S耕地=S圖斑A+S圖斑B+S圖斑G+S圖斑H。

林木(森林)資源,按照森林資源相應(yīng)的分類代碼檢索。表1中圖斑B、圖斑C、圖斑G 3個(gè)圖斑(地塊)中含有森林資源分類代碼,那么林地資源的面積應(yīng)為:S林地=S圖斑B+S圖斑C+S圖斑G。

道路交通資源,按照道路交通相應(yīng)的分類代碼檢索。表1中圖斑C、圖斑D、圖斑E、圖斑F 4個(gè)圖斑(地塊)含有公路資源分類代碼,那么道路交通資源的面積應(yīng)為:S交通=S圖斑C+S圖斑D+S圖斑E+S圖斑F。

3 案例驗(yàn)證

3.1 案例區(qū)狀況

為驗(yàn)證上述思路的可行性,在丘陵地區(qū)選擇案例區(qū)域。案例區(qū)有山坡、水庫(kù)、堤壩、道路、耕地、林地、草地等兼具山水林田湖草各類資源的代表性區(qū)域,如圖4所示,作為實(shí)例進(jìn)行分類調(diào)查驗(yàn)證分析。案例區(qū)域中有單一分類地塊,也有重疊交叉分類地塊。重疊交叉分類包括:堤壩上有鄉(xiāng)村道路和護(hù)堤灌草,耕地(基本農(nóng)田)中有部分種植速生楊的經(jīng)濟(jì)苗木。

圖4 案例區(qū)域

3.2 分類調(diào)查

以“三調(diào)”成果為基礎(chǔ)[15],參照行業(yè)調(diào)查標(biāo)準(zhǔn)要求,按照以上融合細(xì)化的思路,結(jié)合實(shí)地補(bǔ)充調(diào)查采集形成自然資源分類結(jié)果。

調(diào)查成果的分類數(shù)據(jù)組織、表達(dá)和統(tǒng)計(jì)如下。

(1)案例區(qū)中各分類圖斑數(shù)據(jù)組織情況如表2所示。

表2 分類圖斑數(shù)據(jù)組織

(2)案例區(qū)各分類圖斑在國(guó)土空間覆蓋中表達(dá)為:S圖5=S圖斑01+S圖斑02+…+S圖斑17=673 916 m2。

(3)在以上調(diào)查成果的基礎(chǔ)上,按照應(yīng)用需要,可詳細(xì)準(zhǔn)確統(tǒng)計(jì)各分類或資源狀況。

水工建筑用地,按照水工建筑用地相應(yīng)的分類代碼檢索。表2中圖斑02、圖斑03、圖斑04 3個(gè)圖斑(地塊)中含有水工建筑用地的分類代碼,那么水工建筑用地的面積應(yīng)為:S水工建筑用地=S圖斑02+S圖斑03+S圖斑04=136 616 m2。

耕地資源面積,按照耕地相應(yīng)的分類代碼檢索。表2中圖斑07、圖斑08、圖斑09、圖斑11、圖斑12、圖斑16這6個(gè)圖斑(地塊)中含有耕地的分類代碼,那么耕地資源的面積應(yīng)為:S耕地資源=S圖斑07+S圖斑08+S圖斑09+S圖斑11+S圖斑12+S圖斑16=336 756 m2。

林地資源面積,按照林地相應(yīng)的分類代碼檢索。表2中圖斑06、圖斑12、圖斑15、圖斑17這4個(gè)圖斑(地塊)中含有林地的分類代碼,那么林地資源的面積應(yīng)為:S林地資源=S圖斑06+S圖斑12+S圖斑15+S圖斑17=286 501 m2。

草地資源面積,按照草地相應(yīng)的分類代碼檢索。表2中圖斑02、圖斑04、圖斑05這3個(gè)圖斑(地塊)中含有草地資源的分類代碼,那么草地資源的面積應(yīng)為:S草地資源=S圖斑02+S圖斑04+S圖斑05=123 264 m2。

道路資源面積,按照道路相應(yīng)的分類代碼檢索。表2中的圖斑03(地塊)中含有道路資源的分類代碼,那么道路資源的面積應(yīng)為:S道路資源=S圖斑03=17 295 m2。

堤壩上的鄉(xiāng)村道路、護(hù)堤灌草,如果按照原分類和采集標(biāo)準(zhǔn)要求,以土地利用的主要功能進(jìn)行歸類,可能不能真實(shí)反映出來(lái)。以本文的思路可以把各資源的現(xiàn)狀真實(shí)、全面的解決。

3.3 案例分析

在案例中通過(guò)驗(yàn)證,能夠使重疊交叉的各自然資源全面反映和統(tǒng)計(jì)出來(lái),相對(duì)于“三調(diào)”成果,補(bǔ)充圖斑12,使耕地資源更為全面;細(xì)化了水工建筑用地圖斑,使護(hù)堤灌草等其他草地、鄉(xiāng)村路等道路得到相應(yīng)體現(xiàn);同時(shí)這些重疊交叉資源的空間位置、范圍、面積也得以準(zhǔn)確反映,為相關(guān)部門提供協(xié)同管理依據(jù)。

4 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)以上探索研究,從自然資源的細(xì)化分類與調(diào)查、幾何表達(dá)、數(shù)據(jù)組織、統(tǒng)計(jì)方法4個(gè)方面思考,在陸表空間范圍內(nèi)的地表覆蓋層上,不重不漏的全面反映自然資源分布現(xiàn)狀;在關(guān)注的專項(xiàng)資源層次上,不會(huì)因?yàn)樵诳臻g位置上重疊交叉時(shí),而有所取舍,使專項(xiàng)資源現(xiàn)狀有更完整的反映。這樣突破原有的習(xí)慣性思維,可以為解決自然資源重疊交叉現(xiàn)狀提出建議,為調(diào)查成果“一查多用”更好提供思路;為更全面準(zhǔn)確掌握我國(guó)陸表空間范圍內(nèi),自然資源的種類、分布、位置、范圍、數(shù)量提供解決方案,為“一查多用”提供準(zhǔn)確全面的數(shù)據(jù)成果。

本文在構(gòu)建自然資源分類時(shí),僅從資源概念和相關(guān)行業(yè)分類標(biāo)準(zhǔn)的理論角度出發(fā)開展研究,行業(yè)管理單位從應(yīng)用角度是否認(rèn)可還需進(jìn)一步調(diào)研,詳細(xì)了解行業(yè)應(yīng)用需求、自然資源類型以及指標(biāo)細(xì)化的細(xì)致程度等,進(jìn)而調(diào)整和完善,使自然資源分類具有普適性。