安徽省基本農田專項監(jiān)測地理信息框架建設研究

姜文聰 張建新 吳天覽

（安徽省第四測繪院，安徽合肥 230031）

基本農田是指站在可持續(xù)發(fā)展的高度、依據國家土地規(guī)劃規(guī)定的不得占用的耕地。隨著城市化、工業(yè)化進程推進，耕地資源不斷減少，耕地質量持續(xù)下降，耕地生態(tài)被破壞，如果不加以重視，可能影響整個經濟社會的持續(xù)發(fā)展[1]。因此，對耕地資源進行監(jiān)測分析和管護，制定相應的耕地保護對策對糧食安全、社會經濟和環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展均具有重要的意義。在現階段實施基本農田監(jiān)測分析和管護，加強對基本農田使用狀況和違占警情的實時監(jiān)控，構建基本農田專項監(jiān)測地理信息框架對耕地資源的保護具有重要意義。在安徽省委、省政府和省國土資源廳等有關部門的關心支持下，省普查辦根據國務院普查辦和省普查領導小組的統(tǒng)一部署和工作要求，以“精心普查、著眼監(jiān)測”為目標，以“優(yōu)質高效、彰顯特色”為核心，構建基本農田專項監(jiān)測地理信息框架。

1 項目目標

隨著耕地紅線劃定和基本農田保護工作全面開展，安徽省制定并落實一系列基本農田保護相關舉措，如永久性基本農田劃定、分片區(qū)監(jiān)管基本農田違占行為[2]等。但基礎資料零散在各級職能部門，阻礙基本農田保護管理的落實，制約基本農田保護長效、高效管理機制的建立，限制基本農田管護水平的提高。

以第三次土地現狀調查數據和國情普查數據為基礎，結合現勢性遙感影像，對安徽省開展基本農田專項監(jiān)測工作，構建基本農田專項監(jiān)測地理信息框架[3]；從基本農田面積、農田撂荒比率、農用作物種植比率、違法占用狀況等方面對安徽省基本農田現狀和變化進行分析，結合作物價格、基礎水利設施、農業(yè)生產技術等行業(yè)專題信息，分析基本農田變化的影響因素，為基本農田保護政策制定提供數據支撐。

2 規(guī)范性引用文件

2.1 技術規(guī)范

《基礎地理信息數字成果數據組織及文件命名規(guī)則》（CH/T 9012—2011）、《測繪技術設計規(guī)定》（CH/T 1004—2005）、《地理空間框架基本規(guī)定》（GB/T 30317—2013）、《基礎地理信息數據庫基本規(guī)定》（CH/T 9005—2009）、《基礎地理信息數字產品1∶10 000、1∶50 000數字正射影像圖》（CH/T 1009—2001）、《中華人民共和國行政區(qū)劃代碼》（GB/T 2260—2007）、《數字測繪產品檢查驗收規(guī)定和質量評定》（GB/T 18316—2001）、《土地基本術語》（GB/T 19231—2003）、《土地利用現狀分類》（GB/T 21010—2017）、《基礎地理信息要素分類與代碼》（GB/T 13923—2006）、《測繪基本術語》（GB/T 14911—2008）、《數字測繪成果質量檢查與驗收》（GB/T 18316—2008）、《測繪成果質量檢查與驗收》（GB/T 24356—2009）《地理信息分類與編碼規(guī)則》、（GB/T 25529—2010）、《基礎地理信息標準數據基本規(guī)定》（GB 21139—2007）、《第二次全國土地調查基本農田調查技術規(guī)程》（TD/T 1017—2008）、《第三次全國國土調查技術規(guī)程》（TD/T 1055—2019）。

2.2 技術規(guī)定

《地理國情普查內容與指標》（GDPJ 01—2013）、《地理國情普查數據規(guī)定與采集要求》（GDPJ 03—2013）、《地理國情普查數據生產元數據規(guī)定》（GDPJ 04—2013）、《數字正射影像生產技術規(guī)定》（GDPJ 05—2013）、《遙感影像解譯樣本數據技術規(guī)程》（GDPJ 06—2013）、《地理國情普查過程質量監(jiān)督抽查規(guī)定》（GDPJ 13—2013）、《基礎地理信息數據整合處理技術規(guī)定》（GDPJ 14—2014）、《基于遙感影像的地理國情信息提取技術規(guī)定》（GDPJ 15—2015）。

2.3 規(guī)范性文件

《2016—2018國家地理國情監(jiān)測總體方案》《地理國情監(jiān)測總體設計》（國家測繪地理信息局，2013年5月）、《地理國情監(jiān)測內容指南》（國地普辦［2014］15號）、《全國國土規(guī)劃綱要（2016—2030年）》（國發(fā)〔2017〕3號）、《基礎性地理國情監(jiān)測技術規(guī)程（征求意見稿）》《2016年基礎性地理國情監(jiān)測生產方案（征求意見稿）》《專題性地理國情監(jiān)測技術指南（征求意見稿）》《基本農田保護條例》（1998年12月27日國務院令第257號發(fā)布）、《關于全面劃定永久基本農田實行特殊保護的通知》（國土資源部農業(yè)部2016年8月4日）。

3 基本農田專項監(jiān)測地理信息框架建設

基本農田專項監(jiān)測數據建庫流程如圖1所示。

圖1 基本農田專項監(jiān)測數據建庫流程

（1）高分辨率航空、航天影像及要素數據獲取與處理。

基于基礎測繪、基礎地理國情普查與監(jiān)測、第三次全國土地調查數據，獲取安徽省多時相、高精度航天影像以及矢量要素數據，對高分辨率遙感影像進行幾何校正、輻射校正處理、幾何精度檢驗以及數據質量檢測等操作。

遙感影像預處理：為了達到對監(jiān)測目標的遙感解譯和數據采集要求，監(jiān)測采用的影像經過影像配準和正射校正，生成正射影像數據產品，分幅或分景分配給作業(yè)員進行解譯，提取基本農田變化圖斑。不同遙感數據源需進行坐標轉換，保證所有數據源的坐標系統(tǒng)一。

（2）信息分類與編碼體系。

地理信息數據直接采用國情普查信息分類和編碼體系，第三次全國土地調查數據采用土地利用分類和編碼體系。根據區(qū)域協同發(fā)展決策支持工作的需要，梳理區(qū)域協同發(fā)展決策支持的基礎建設信息、經濟信息和農業(yè)信息分類和編碼體系。

（3）多源數據快速精準化整合技術。

利用時空內插、基準轉換、語義整合、坐標轉換、尺度變化等技術，研究土地調查數據與傳統(tǒng)測繪數據、國情普查數據的快速精準化整合，實現其時態(tài)統(tǒng)一、基準統(tǒng)一、語義一致、坐標參考統(tǒng)一和尺度統(tǒng)一。

研究利用語義識別、語義推理、句法分析、正則表達式、時空插值、坐標變換、地址文本處理、地理編碼與反編碼技術等技術，實現經濟信息、基礎水利設施、農業(yè)生產技術等行業(yè)專題信息與基本農田數據的快速精準化整合和空間化。探索專題數據的屬性補齊與一致化方法，保障專題數據的完備性和全覆蓋。

（4）基本農田變化信息采集。

內業(yè)數據采集：以基本農田地表覆蓋本底數據庫為基礎，結合現勢性遙感影像數據、地理國情監(jiān)測數據和基礎測繪數據，利用目視解譯、樣本比照、疊置分析等方法監(jiān)測、采集變化信息[4]。針對具體的任務區(qū)，根據已有的基礎數據分析整理每種分類的影像的解譯特點，少量采集圖片，通過外業(yè)核查、內業(yè)分析總結樣本特征，最后全面內業(yè)采集（內外業(yè)交互）。

外業(yè)巡查驗證：對內業(yè)數據采集或基本農田巡查過程中存在疑問、疑似被違法占用的耕地，開展外業(yè)調研和巡查驗證，采集相關地塊的基本信息，包括具體地址、占用情況、面積、地表覆蓋類型等信息；測量所在地塊的地理位置信息，確保能夠準確定位地點；匯報外業(yè)巡查驗證人員的情況，包括姓名等信息；整合采集的基本農田信息，便于內業(yè)人員和上級主管部門進行信息處理。

（5）基本農田地表覆蓋本底數據庫構建。

以地理國情普查數據、基礎測繪數據、三調數據為基礎，依據監(jiān)測分析目的，利用目視解譯、樣本比照、疊置分析等方法，將基本農田地表覆蓋劃分為農用耕地（包括水田、旱地、水澆地）、撂荒地（未種植農作物的耕地）、違法占用地以及其他用地（包括園地、林地、草地、零星地物等）四類，對照地物樣本庫驗證分類精度，滿足監(jiān)測分析要求。

（6）數據整合成果的綜合質量評價。

研究通過隨機抽樣檢查和完全檢查的多源數據整合綜合質量評價。從被檢查的整合成果數據中，隨機抽取一定數量的數據集作為樣本，結合原始數據，通過樣本的規(guī)范性、準確性、完備性等評價數據的總體質量。針對行業(yè)專題數據特點，整理設計相關檢查規(guī)則和檢查方法，研究基于預定義規(guī)則和方法的全面、自動化檢查工藝流程，采用基于加權平均的缺陷扣分法，量化多源數據整合的綜合質量評價。

4 結語

研究以第三次土地現狀調查數據和國情普查數據為基礎結合現勢性遙感影像，對安徽省開展基本農田專項監(jiān)測工作，從基本農田面積、農田撂荒比率、農用作物種植比率、違法占用狀況等方面對安徽省基本農田現狀和變化進行分析，構建基本農田專項監(jiān)測地理信息框架，并結合作物價格、基礎水利設施、農業(yè)生產技術等行業(yè)專題信息分析基本農田變化的影響因素，為基本農田保護政策制定提供準確的數據支撐。基于第三次全國土地現狀調查數據、基礎性地理國情普查數據、遙感影像數據、經濟、農業(yè)等行業(yè)專題數據，開展安徽省基本農田面積、農田撂荒比率、農用作物種植比率、違法占用狀況等監(jiān)測工作，為基本農田管護工作提供科學依據，輔助相關部門制定管護決策。