李國華，關梅，江娜，祝明然

(1.山東省國土測繪院,山東 濟南 250013；2.山東省第一次全國地理國情普查領導小組辦公室，山東 濟南 250013;3.山東省第三次土地調查領導小組辦公室，山東 濟南 250013;4.山東省自然資源廳，山東 濟南 250014)

0 引言

黃河三角洲區位條件優越。該區域位于京津冀都市圈與山東半島的結合部，和遼寧沿海經濟帶隔海相望，處于長三角和珠三角產業向北梯次轉移的中間地帶。具有吸引各方投資、加快開放開發的戰略區位優勢。

土地利用現狀數據和地理國情普查數據在成果運用上有著明顯的區別，土地利用現狀數據側重于管理屬性，是為了滿足土地管理，突出體現土地利用狀況[1]。兩類數據具有一定的獨立性，也具有很強的互補性，分析研究兩類數據，可以從多個維度客觀校核土地利用現狀的真實狀況。地表覆蓋數據是“所見即所得”，根據遙感影像中的紋理、光譜特征，依據分類標準如實采集數據[2]。通過地表覆蓋數據和土地利用現狀數據的空間疊加，可以查清土地利用圖斑的地表覆蓋情況，準確定位耕地撂荒，臨時種植等地類，掌握批而未用、未批先用等多種情況，為土地用途的管制、耕地占補平衡、基本農田保護、農業設施發展規模評估，農業結構調整等，提供決策支持和數據支撐，對落實最嚴格的耕地保護制度，實現國土資源節約集約利用，具有重要的應用意義[3]。開展地理國情普查數據和土地利用現狀數據對比分析對于自然資源管理，特別是探索正在開展的第三次國土調查及地理國情監測工作融合銜接具有借鑒意義。

1 技術方法

地理國情普查成果數據與土地利用現狀數據在內容分類上不是一個體系，差異較大。對比分析中，主要采用以土地利用現狀數據為參考，將地理國情普查數據分類體系對應到土地利用現狀數據體系中[4]。一種方法采用全覆蓋對應。土地利用現狀數據中的“DLTB”層采用場模型，將整個區域無縫覆蓋[4]；地理國情普查數據中的地表覆蓋分類數據“LCA”層也是實現地表無縫覆蓋[5-7]。對于無法一一對應的類別，根據“主要對應”的原則，進行地類對比。對于不同土地利用現狀類別數據對應到國情普查中相同的類別時，類別面積不重復計算、不漏算。以全覆蓋做全局對比，結合土地利用現狀的其他數據、地理國情要素數據進行細類比對、專題比對。第二種方法采用以指標體系中分類含義為基礎，兼顧實際情況。將兩個分類體系建立對照關系時，以各類別的定義為依據，不同的大類，包含同樣的子類；相同的子類，分到不同的大類中。第三種方法是根據子類逐級合并。由于兩個分類體系的大類含義不一致，以大類直接進行對比與實際差別較大，就采用以土地利用現狀分類大類為基礎，對普查數據二、三級類重新歸類，形成與土地利用現狀數據意義上綜合的“大類”。

在進行數據對比時，遵循以內容含義一致的原則。在對比過程中，根據兩個分類體系對應地物的定義制作對照關系表。對比過程中，地理區界范圍嚴格保持一致。在統計各類地物面積時采用相同的方法進行統計，避免由于統計方法不同引起的誤差[8]。

1.1 資料收集與分析

1.1.1 土地利用現狀數據

土地利用現狀數據是在土地調查成果的基礎上，采用相應的技術方法對土地登記和土地統計的內容進行整理，包括年度變更登記和年度統計數據。主要包括圖斑的地類、位置、面積、分布等狀況，用于匯總查清各類土地的結構、分布和利用現狀等。土地調查依據土地利用現狀分類標準，按照土地用途、經營特點、利用方式和覆蓋特征等指標進行分類，一級類主要按土地用途劃分，二級類按經營特點、利用方式和覆蓋特征進行續分，是一種復雜的綜合分類。土地調查數據側重于土地的社會屬性[9]。

該文采用2013年全國土地變更調查與遙感監測工作形成的土地利用現狀數據，分類體系是采用的《土地利用現狀分類》GB/T 21010-2007。該數據包括位置、范圍、地類等信息。數據采用西安80坐標系，數據成果的現勢性為2013年12月。

1.1.2 地理國情普查數據

地理國情普查內容與指標是以基礎地理信息現有分類體系為基礎，參考相關專業部門開展的普查(調查、監測)內容分類，結合地理國情的分析和應用需求，在內容與指標體系的基礎上進行了適當的擴充和細化。地理國情普查的分類對象主要包括地表形態、地表覆蓋和重要地理國情要素三個方面。其中地表覆蓋分類信息反映地表自然營造物和人工建造物的自然屬性狀況[10]。其中地表覆蓋分類數據主要采集指標為400 m2，城市地區采用細化指標[9]。該文所述的地理國情普查數據采用分辨率為0.5 m的遙感影像，參考基礎測繪和部門專題數據，采集生成，精度優于1∶10 000基礎測繪數據[11-12]。數據現勢性為2014—2015年。地理國情普查與土地變更調查數據對比見表1。

表1 地理國情普查與土地變更調查數據對比

1.2 數據對比

基于相同的數據基礎，把數據統一到CGCS2000坐標系統下，疊加兩類數據，進行空間信息分類，采用成分分析法、層次分析法、系統聚類分析、判別分析等，對線狀地物求長度、曲率、方向[13-14]；對面狀地物求面積、周長、形狀、曲率等進行分析，求幾何體的質心；空間實體間的距離等。必要時采用人機相互的方式進行數據分析，研究分析兩類數據的異同。

1.3 統計分析

采用橢球面積和長度，空間量算，比值分析，疊加分析和區域分析法[15]，統計指標的分類主要是一級分類指標的對比分析。

2 數據分析

對地表覆蓋分類一級類中的耕地、園地、林地、草地、交通運輸用地、水域水利設施用地、其他土地、城鎮村及工礦用地等8大類與土地利用現狀相關分類進行了對比。分別從LCA層的對應面積、重合面積、重合占比、重合占覆蓋比和差值率等進行統計分析，具體結果見表2和表3,分析結果見圖1、圖2。

表2 黃三角地表覆蓋分類與土地利用一級類統計符合情況(km2)

表3 黃三角區域土地變更與地表覆蓋各地類構成比例

圖1 覆蓋分類據與土地利用分類數據對應情況統計

圖2 覆蓋分類與土地利用分類數據空間重合比例統計

從圖1和圖2可見，耕地和城鎮村及工礦用地重合比例較高。兩類數據中，土地利用現狀中的耕地、園地、水域及水利設施用地、其他土地的面積均大于地表覆蓋分類數據；而林地和草地的面積明顯偏小，如圖3所示。兩類數據各地類構成比例詳見表3。

圖3 地表覆蓋分類數據與土地變更調查各類面積差異情況

圖4 黃三角土地與地表覆蓋分類一級類構成情況

從一級類構成占比分析可以看出，地表覆蓋與土地利用現狀數據中，耕地、園地、林地混合情況較為嚴重，但三類的總量基本一致，土地利用現狀中三者占比為52.1%，地表覆蓋中三者為52.9%；草地、水域水利、其他土地等混分較為嚴重，但是三者的總量基本平衡，土地利用現狀中為30.9%，地表覆蓋中為29.2%，詳見圖4、圖5和圖6。重合度在沿海地區向內陸地區逐漸增大，沿海地區不一致圖斑占比較大，反映出土地利用情況復雜，詳見圖7、圖8。

圖5 黃三角土地與地表一級類構成情況

圖6 黃三角地表覆蓋一級類構成情況

圖7 黃三角區域土地與覆蓋數據重合情況

圖8 黃三角區域土地與覆蓋數據不一致情況

3 結果分析

(1)土地利用現狀與地表覆蓋分類數據的整體重合率為62.1%，其中，耕地重合率最高，為77.8%；其次為城鎮村及工礦用地，為71.8%。其他土地重合率最低，僅為6.4%。園地、林地、草地以及其他土地對應情況不同區縣差異較大。這幾類數據在土地利用現狀數據中面積較小，對于差異反映敏感，且這些類別中，DLTB與LCA數據的對應關系不明確，存在“多對多”情況。

(2)地表覆蓋分類數據中的林地、草地、交通運輸用地以及城鎮村及工礦用地面積大于土地利用現狀數據；而耕地、園地、水域水利設施用地以及其他土地等的面積均為土地利用現狀數據大于地表覆蓋分類數據。其中，草地面積差異最大。

(3)從各一級類構成占比來看，LCA層與DLTB層數據中，耕地、園地、林地混合情況較為嚴重，但三類的總量基本一致，土地中三者占比為52.1%，覆蓋中三者為52.9%；草地、水域水利、其他土地等混分較為嚴重，但是三者的總量基本平衡，DLTB層中為30.9%，LCA層中為29.2%。

(4)重合關系受時間因素影響不大。因為各一級類面積基數較大，變化數據相對來說較小，差異僅在小數點后體現。

4 結論分析

4.1 定義體系的差異性

兩類數據對于同一地類的定義并不完全一致，如土地利用現狀數據中水域及水利設施用地比地表覆蓋中的水域范圍更大一些，包括水面以及水利設施用地等。土地利用現狀數據中的水面采集時強調的是常水位線，而地表覆蓋分類數據采集時更強調水體覆蓋。因此，水域水利設施中，灘涂、水工建設用地可能為耕地、草地等，灘涂可能為其他土地中的荒漠與裸露地表。交通設施用地中的道路定義也不一致，土地利用中的道路不僅包括路面范圍，還包括設計內的路堤、路塹、道溝、停靠站、林木以及直接為其服務的附屬設施用地；而在國情普查中，路面僅包括了路面范圍；按照立體覆蓋原則，若路面被樹木遮擋，優先采集為林地。鹽堿地、林地、草地、園地等大多地類定義并不完全一致。

4.2 地域特點與數據歸類原則不一致

地理國情普查更加側重自然屬性，而土地利用現狀則更側重土地的利用方式、土地用途、經營特點、管理特性等因素。這樣，由于季節、經濟利益、暫時需要等原因，可能臨時改變土地用途，但并不改變土地地類；而在國情普查中，則根據其自然地表覆蓋情況歸類。特別是耕地中的旱地，如果臨時種植樹木，可能暫時仍采集為耕地，但是在地表覆蓋中采集為林地。這個在人工幼林、苗圃中有比較明顯的體現。

4.3 數據采集尺度、綜合原則不一致

對于地表覆蓋中夠指標采集的狹長條帶狀的草地、道路路面、碾壓踩踏地表等地物，在土地利用中通常就近歸并入相應的土地利用類別中。土地利用現狀數據中對于城鎮區域采集范圍線，不采集居民區內部的綠化林用地、草地等，直接歸入建設用地，在地理國情普查中都要細分，房屋建筑(區)需采集房屋最小外輪廓。因此，城鎮工礦用地內部的草地、林地、水域水利設施用地比例較高。值得注意的是，城鎮工礦內部草地中占比高的并不是綠化草地，而是天然草地占絕對優勢。

4.4 兩類數據指標體系差異，致使地類無法一一對應

兩類數據非一一對應關系，存在一對多、多對一、多對多的各種各樣對應關系，造成兩類數據對比關系存在差異。如土地利用中的其他土地由設施農用地和鹽堿地構成，而設施農用地在地表覆蓋分類中與場院進行了對應，含義并不完全一致，部分區域對應于房屋建筑區；鹽堿地對應為天然草地，天然草地已與其他草地有對應關系。因此，土地利用現狀中的其他土地的范疇遠大于地表覆蓋分類數據，導致兩類數據的對應關系較差，這也是造成覆蓋中草地占比較高的原因。