基础性地理国情监测与国土调查耕地数据差异分析

郑巧云，曾海波，王强，杨亮亮

文章编号：1672-5603（2020）02-69-5

摘 要 本文以桃源县为试验区域，从基础性地理国情监测与第三次国土调查分类指标体系语义出发，在构建对应关系的基础上，利用GIS空间分析方法对耕地及其二级地类包括水田、旱地等，进行深入、系统的分析，探究两者之间耕地数据差异及原因，为两种成果之间的有效衔接及更好地利用两种数据提供科学依据。

关键字 基础性地理国情监测;第三次国土调查;GIS空间分析方法

中图分类号：F301             文献标识码：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

基礎性地理国情监测是在第一次全国地理国情普查基础上，利用现代测绘技术对地表上的自然和人文地理要素的变化内容，开展周期性和常态性的监测与更新，能够及时、系统掌握权威、客观、准确的地理国情变化信息，形成稳定、可靠的时间序列化地理国情信息数据，为各项专题性监测和行业相关应用需求提供数据支撑的同时，为制定和实施国家发展战略与规划、优化国土空间开发格局和生态文明建设提供重要依据。

第三次国土调查主要在重复利用已有土地调查成果基础上，全面细化和完善土地利用基础数据，掌握详实准确的国土利用现状和自然资源变化情况，进一步完善国土调查、监测和统计制度，实现成果信息化管理与共享，满足生态文明建设、空间规划编制、供给侧结构性改革、宏观调控、自然资源管理体制改革和统一确权登记、国土空间用途管制、国土空间生态修复、空间治理能力现代化和国土空间规划体系建设等各项工作的需要。

以上两者均属于国情国力调查范畴，其中，基础性地理国情监测主要侧重于从自然属性进行调查，对地面的覆盖状况进行了如实反映。国土调查侧重于从管理属性的角度来展开调查，是为了更多满足土地管理特别是耕地保护的需要，反映土地利用状况。两者具有一定的独立性，也具有很强的互补性，结合使用具有互相校核、相互补充的作用，从多个维度客观反映我们土地利用的真实状况。因此，为更好地探究两者耕地之间的差异与关联，本文以桃源县为试验区域，对两种分类体系中的耕地地类语义特点出发，构建两者之间地类的映射关系，通过耕地数据空间对比与叠加，与实践相结合，分析两种数据之间的耦合性与差异性，为两种成果之间的相互运用提供科学依据。

2 研究概况

2.1 研究区域

本文主要以两种分类体系中耕地地类的差异进行分析，为保证对比分析结果的可靠性和科学性，本文选择以湖南省所有县（区）耕地面积最大的桃源县为研究区域。桃源县隶属于常德市，位于湖南省西北部，其地理位置：西起牛车河镇高峰村万家河，东至木塘垸乡仁丰村草鞋洲，县域面积4441.22km2。

2.2 研究方法

（1）定量分析方法。从地类语义的角度，在构建两种分类体系中耕地地类映射关系的基础上，通过定量分析的方法，计算两者之间耕地的数量、面积，进而分析差异及形成的原因。

（2）GIS空间分析方法。利用GIS软件的空间分析功能，将基础性地理国情监测中的种植土地地类与国土调查耕地地类图斑进行套合叠加，从地理空间的角度，分析两种地类之间的空间分布差异及地类流向，并综合分析差异产生的原因。

2.3 研究数据

本文中采用的数据主要包括2019年桃源县基础性地理国情监测地表覆盖数据（LCA图层）和2019年桃源县第三次全国国土调查初始数据，其中地表地表覆盖数据主要参考《基础性地理国情监测内容与指标》，侧重描述覆盖区域地表的自然属性或状况，主要包含种植土地、林草覆盖、房屋建筑（区）、铁路与道路、构筑物、人工堆掘地、荒漠与裸露地表、水域等地类;第三次全国国土调查主要参考《土地利用分类标准》（GB/T21010-2017），侧重于强调土地的社会属性，主要包括耕地、园地、林地、草地、商服用地、工矿仓储用地、住宅用地、公共管理与公共服务设施用地、特殊用地、交通运输用地、水域及水利设施用地以及其他土地等地类。

3 耕地差异分析

3.1 耕地数量及空间分布差异分析

从数量和面积统计结果可知，地表覆盖分类中耕地总面积，略高于土地利用分类中耕地地类总面积，且二者的差异比仅3.38%，二者的耕地面积一致性较高，具体如表1所示。为了更加详细的探究耕地差异规律，本文分别从二级类的水田、旱地地类进一步分析。

3.1.1  水田数量及空间分布差异分析

从水田数量和面积统计结果可知，地表覆盖分类中水田地类总面积76433.97公顷，明显低于土地利用分类中水田地类总面积93363.87公顷，且二者的差异比达22.15%。从空间分布上看，桃源县地表覆盖与土地利用分类中的水田地类图斑在空间分布上比较均匀，图斑数量方面，地表覆盖水田面积相对土地利用中的水田面积数量较少，尤其在桃源县的西南侧，水田图斑数量差异明显，具体见图1所示。

将地表覆盖分类中的水田数据与土地利用分类图斑套合，统计汇总地表覆盖中水田在土地利用各地类中的流入流出情况，统计结果显示重叠面积达86.59%，说明两种数据的差异较较小，另外地表覆盖分类中的水田也存在土地利用分类中的林地、园地、水域及水利设施用地、旱地等情况，具体见表2。

3.1.2  旱地数量及空间分布差异分析

从旱地数量和面积统计结果可知，地表覆盖分类中旱地地类总面积30182.07公顷，明显高于土地利用分类中水田地类总面积16853.53公顷，且二者的差异比达44.16%。从旱地空间分布差异来看，地表覆盖与土地利用分类中旱地地类在空间的分布上具有较高的空间一致性，但是地表覆盖分类中旱地图斑分布密度明显高于土地利用中旱地密度，具体如图2所示。

将地表覆盖分类中的旱地数据与土地利用分类图斑套合，统计汇总地表覆盖中旱地在土地利用各地类中的流入流出情况，统计结果显示重叠面积仅为55.18%，说明旱地数据在地表覆盖与土地利用分类中的差别较大。另外地表覆盖分类中的旱地在土地利用分类中的林地、园地、水田等地类中的占比较大，具体见表3。

4 差异成因分析

4.1 数学基础差异

基础性地理国情监测数据采用的平面基础为2000 国家大地坐标系，按照高斯—克吕格投影 6°分带，而土地利用分类数据采用用的平面基础为2000国家大地坐标系，按照高斯—克吕格投影 3°分，在数据基础上差异不大，对耕地地类图斑的数量、面积的影响较小。

4.2 影像差异分析

（1）影像几何精度影响分析

基础性地理国情监测对于一、二类监测区域，要求采用的正射影像精度和影像限差不低于1：10000地形图成图精度要求，而桃源县大部分属于二类区域范围;在国土调查中，要求采用的三调影像底图，其正射影像平面几何精度总体上达到1：10000成图比例尺的要求，另外，二者在影像参考底图和高程控制上均采用我省的1：2000DLG正射影像作为平面参考，地理国情普查1：10000数字高程模型作为高程参考，生产技术流程基本上没有太大差异，因此在某种程度上说，影像底图平面精度差异较小，由此可知，影像底图精度差异对耕地地类图斑的数量、面积的影响较小。

（2）影像時相差异分析

在基础性监测与国土调查耕地对比分析过程中，由于作物具有季节性，春夏季节种植的水田在秋季收割之后有一些地域会被种为第二季水田，有一些地域会被种为旱地，而旱地多在房屋周围。两种影像数据的时间及存在一定差异，导致地表出现自然季节性变化或人工的外部变化，从而导致水田与旱地的差异会比较大。

4.3 分类指标差异分析

地表覆盖分类的基本依据是地表覆盖物的自然属性特征，即“所见即所得”。在地表覆盖中的水田、旱地判别，依据农作物种植类型划分，土地利用分类中的水田、水浇地、旱地，主要依据有无灌溉设施划分，因此在对比分析过程中，存在地表覆盖中由于季节性种植作物的原因（即春夏季主要种植水稻，秋冬季以旱生农作物为主）将一些区域判别为旱地的情况，但是在土地利用中却被判别为耕地之外地类。

4.4 图斑勾绘精度差异分析

对比分析过程中，我们截取水田图斑比对，发现土地利用与地表覆盖在同一位置的勾绘范围存在不一致的情况，导致土地利用分类在进行勾绘时范围与地表覆盖勾绘范围存在差异，如图3所示。

4 结语

（1）整体上说，基础性地理国情监测与国土调查耕地在面积数量上存在一定差异，但是差异较小，主要受二级类的水田和旱地差异所致，其中旱地差异对耕地数量差异的影响是导致耕地数据差异的主要原因。

（2）综合分析，出现以上差异的原因，一方面由于二者之间旱地的分类指标定义、采集原则、图斑勾绘及影像时相等因素导致;另外一方面，地理国情普查更偏向于以“所见即所得”为总体原则进行采集， 国土调查综合考虑现状的同时也加入了社会属性和管理属性的考量。由于两种调查方式的原始数据资料很多不一致，影响因素、作用机理的未知性，导致对比分析工作还存在一定局限。

（3）以上两种数据成果都属于重大国情国力调查，为避免两种数据之间的矛盾与混淆，更好地服务于政府部门宏观决策需求，我们应该对两种数据进行有效衔接，通过制定标准化、规范的统计方式，让分析形成标准化结果，使得该项工作更有效的为管理决策服务。

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