基于多源數(shù)據(jù)的國(guó)土空間規(guī)劃用地分類體系構(gòu)建和土地類型識(shí)別

張合兵，李銘輝，張青磊

·土地整理工程·

基于多源數(shù)據(jù)的國(guó)土空間規(guī)劃用地分類體系構(gòu)建和土地類型識(shí)別

張合兵，李銘輝，張青磊

（河南理工大學(xué)測(cè)繪與國(guó)土信息工程學(xué)院，焦作 454000）

準(zhǔn)確、可靠、現(xiàn)勢(shì)的國(guó)土空間基礎(chǔ)數(shù)據(jù)是科學(xué)開(kāi)展“雙評(píng)價(jià)”“三類空間”劃分及其格局優(yōu)化、國(guó)土空間規(guī)劃編制的前提，當(dāng)前中國(guó)國(guó)土空間分類存在國(guó)土調(diào)查、城鄉(xiāng)用地、地理國(guó)情調(diào)查等多種分類體系，分類標(biāo)準(zhǔn)不一、數(shù)據(jù)來(lái)源較多，迫切需要開(kāi)展國(guó)土用地分類體系優(yōu)化，多源數(shù)據(jù)條件下地類轉(zhuǎn)換規(guī)則、識(shí)別方法等開(kāi)展研究。該研究以鶴壁市為例，采用歸納比較法對(duì)國(guó)土空間規(guī)劃用地分類體系進(jìn)行初步探討，通過(guò)綜合對(duì)比分析法、GIS空間疊加分析法對(duì)國(guó)土空間規(guī)劃用地分類體系重構(gòu)、多種分類體系轉(zhuǎn)換銜接規(guī)則、國(guó)土地類識(shí)別方法進(jìn)行研究。研究得出：1）國(guó)土空間規(guī)劃用地分類體系分為生態(tài)保護(hù)用地、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)生活用地、區(qū)域設(shè)施用地和城鎮(zhèn)發(fā)展用地4個(gè)一級(jí)類，12個(gè)二級(jí)類和45個(gè)三級(jí)類；2）基于多種分類體系下的國(guó)土分類轉(zhuǎn)換策略，建立了面向國(guó)土空間規(guī)劃用地分類的地類轉(zhuǎn)換銜接規(guī)則和多源數(shù)據(jù)融合識(shí)別方法；3）完成了鶴壁市國(guó)土地類轉(zhuǎn)換和識(shí)別，為鶴壁市進(jìn)行“生態(tài)/農(nóng)業(yè)/城鎮(zhèn)三類空間”劃分與格局優(yōu)化、“雙評(píng)價(jià)”、規(guī)劃編制提供了數(shù)據(jù)支持。

土地利用；識(shí)別；規(guī)劃；國(guó)土空間；分類體系；疊加分析法；多源數(shù)據(jù)

0 引 言

土地是人類賴以生存的家園，在社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中不可或缺。早在18世紀(jì)末、19世紀(jì)初的時(shí)候，國(guó)外學(xué)者就開(kāi)始對(duì)土地分區(qū)進(jìn)行研究。隨著城市社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，出現(xiàn)了城市空間功能分布不均所帶來(lái)的一系列問(wèn)題，為了協(xié)調(diào)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與生態(tài)、人口、資源的平衡關(guān)系，許多國(guó)家地區(qū)開(kāi)展國(guó)土空間規(guī)劃編制[1]。近些年來(lái)，德國(guó)、英國(guó)和荷蘭等歐洲地區(qū)陸續(xù)開(kāi)展了多輪國(guó)土空間規(guī)劃研究[2]，國(guó)土空間規(guī)劃理論和方法迅速發(fā)展。

近年來(lái)，中國(guó)將優(yōu)化國(guó)土空間開(kāi)發(fā)格局和加強(qiáng)生態(tài)文明建設(shè)提升到國(guó)家戰(zhàn)略。科學(xué)可靠的國(guó)土空間用地基礎(chǔ)數(shù)據(jù)是國(guó)土空間規(guī)劃的基礎(chǔ)和依據(jù)，統(tǒng)一的用地分類是獲取數(shù)據(jù)的前提，土地分類應(yīng)該根據(jù)不同的土地利用特點(diǎn)進(jìn)行合并，其目的是區(qū)分不同分類標(biāo)準(zhǔn)的關(guān)鍵[3]。目前，各國(guó)對(duì)土地分類標(biāo)準(zhǔn)不一，例如美國(guó)的多級(jí)生態(tài)分類系統(tǒng)、加拿大的生態(tài)土地分類系統(tǒng)和荷蘭土地分級(jí)系統(tǒng)等[4]。而中國(guó)的土地分類方式是多標(biāo)準(zhǔn)并行，呈現(xiàn)出多元化的特點(diǎn)[5-6]。鄧紅兵[7-10]等重要學(xué)者從土地利用功能的角度出發(fā)構(gòu)建“三生用地”分類體系。黃宏源等[11]綜合各類區(qū)劃，探索出三級(jí)省級(jí)國(guó)土空間綜合功能區(qū)劃體系。岳健等[12]對(duì)現(xiàn)有國(guó)土空間規(guī)劃用地分類體系進(jìn)行分析，在對(duì)現(xiàn)有分類體系存在的問(wèn)題基礎(chǔ)上提出了土地利用的劃分體系。劉平輝等[13]提出了依據(jù)土地利用的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)進(jìn)行土地利用劃分的思路。張合兵等[14]根據(jù)土地利用/覆被類型和人類活動(dòng)影像相結(jié)合的方法，建立了市縣級(jí)自然生態(tài)空間分類體系。Pérez-Soba等[15-19]將國(guó)土空間功能的細(xì)化主要依據(jù)土地利用、生態(tài)系統(tǒng)和景觀價(jià)值三大視角，并建立與功能相對(duì)應(yīng)的分類體系。Foley等[20-22]認(rèn)為土地利用視角的功能劃分主要是依據(jù)土地的經(jīng)濟(jì)用途。de Groot[23]用可持續(xù)發(fā)展的視角將景觀價(jià)值劃為五大類，并對(duì)生態(tài)景觀進(jìn)行系統(tǒng)分類。鄒利林等[24]構(gòu)建了縣級(jí)“三生空間”用地分類體系。馬世發(fā)等[25]從歐盟空間分類得到啟示，對(duì)湖南省空間用地進(jìn)行了劃分研究。劉繼來(lái)等[26]依據(jù)土地利用現(xiàn)狀分類國(guó)標(biāo)準(zhǔn)則，建立了“三生空間”分類。于莉等[27]運(yùn)用洛倫茲曲線和基尼系數(shù)法研究了秦皇島“三生空間”分布情況。李明薇等[28]基于土地利用的多功能性原則構(gòu)建了“三生空間”分類。

總體上，已有研究對(duì)國(guó)土空間分類體系、“三生空間”分類進(jìn)行了較為系統(tǒng)的探索，對(duì)于國(guó)土空間規(guī)劃編制具有重要支持作用。但現(xiàn)有研究偏重從多種功能視角、多個(gè)尺度對(duì)國(guó)土空間進(jìn)行“三類空間”劃分研究，對(duì)空間功能劃分的數(shù)據(jù)來(lái)源、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換研究尚顯不足，缺乏現(xiàn)勢(shì)的數(shù)據(jù)支持；偏重于單一分類體系或某種視角下進(jìn)行國(guó)土空間功能劃分，未充分利用已有的多種國(guó)土空間分類數(shù)據(jù)，未構(gòu)建有效的多種分類體系銜接準(zhǔn)則、多源數(shù)據(jù)融合識(shí)別方法。基于此，本文以鶴壁市為例，通過(guò)綜合對(duì)比分析法、GIS空間疊加分析法，以國(guó)土空間利用現(xiàn)狀和空間主導(dǎo)功能為依據(jù)，在對(duì)比分析現(xiàn)有國(guó)土分類體系的區(qū)別和差異基礎(chǔ)上，重構(gòu)面向國(guó)土空間規(guī)劃的國(guó)土空間用地分類體系，制定國(guó)土空間用地分類與現(xiàn)有多種國(guó)土分類體系的銜接準(zhǔn)則，探索多源數(shù)據(jù)下國(guó)土地類的融合識(shí)別方法，為開(kāi)展“雙評(píng)價(jià)”“三類空間”劃分及其格局優(yōu)化、國(guó)土空間規(guī)劃編制提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支撐。

1 研究區(qū)概況和數(shù)據(jù)來(lái)源

1.1 研究區(qū)概況

鶴壁市位于河南省北部地區(qū)，西鄰太行山脈，東部地區(qū)為華北平原，35°26′—36°53′N，113°59′—114°46′E，北部地區(qū)與安陽(yáng)市相鄰，南部地區(qū)與新鄉(xiāng)市相接，總面積2 140.43 km2。全市分為市轄區(qū)（鶴山區(qū)、山城區(qū)、淇濱區(qū)）兩縣（淇縣、浚縣）。鶴壁市地形復(fù)雜，地勢(shì)呈東北高西南低階梯式變化，層次分明。近些年來(lái)鶴壁市在生態(tài)保護(hù)建設(shè)、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)建設(shè)和城市開(kāi)發(fā)建設(shè)方面積極融入河南省實(shí)施的“一帶一路”建設(shè)之中，社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展得到了飛速發(fā)展。

1.2 數(shù)據(jù)來(lái)源

本文數(shù)據(jù)主要包括鶴壁市自然資源與規(guī)劃局獲取的土地利用變更調(diào)查成果（2017年）、第二次全國(guó)國(guó)土調(diào)查數(shù)據(jù)、地理國(guó)情普查數(shù)據(jù)和鶴壁市城鄉(xiāng)用地?cái)?shù)據(jù)；從鶴壁市林業(yè)部門獲取的林業(yè)調(diào)查數(shù)據(jù)；從地理空間數(shù)據(jù)云下載鶴壁市Landsat 8 OLI數(shù)據(jù)影像（2017年）。在國(guó)土空間地類識(shí)別時(shí)，因?yàn)椤暗谌稳珖?guó)國(guó)土調(diào)查”數(shù)據(jù)的保密性，因此使用2017年土地利用變更調(diào)查數(shù)據(jù)替代。

2 國(guó)土空間規(guī)劃用地分類體系構(gòu)建及地類轉(zhuǎn)換銜接準(zhǔn)則

2.1 國(guó)土空間規(guī)劃用地分類體系構(gòu)建

目前存在多種土地分類體系，其都有不同的分類標(biāo)準(zhǔn)。國(guó)土調(diào)查分類根據(jù)土地利用方式、用途、經(jīng)營(yíng)特點(diǎn)和地表覆蓋特征等因素，按照主要用途對(duì)土地利用類型進(jìn)行分類；地理國(guó)情普查分類是以基礎(chǔ)地理信息現(xiàn)有分類體系為基礎(chǔ)，參考相關(guān)專業(yè)部門開(kāi)展的調(diào)查分類，根據(jù)地理國(guó)情分析應(yīng)用需要，進(jìn)行適當(dāng)篩選和擴(kuò)充；城鄉(xiāng)用地分類據(jù)土地利用特征、利用方式和地表覆蓋的主導(dǎo)設(shè)施性質(zhì)，重點(diǎn)關(guān)注土地的社會(huì)經(jīng)濟(jì)屬性，服務(wù)于城市建設(shè)的各個(gè)部門和行業(yè)，為城鄉(xiāng)提供基礎(chǔ)保障和制定實(shí)施；林業(yè)調(diào)查分類以森林覆蓋類型為主，以林地規(guī)劃利用類型為輔，重點(diǎn)在于對(duì)林業(yè)用地現(xiàn)狀利用特征的表達(dá)，對(duì)非林地地類類型劃分較為粗略。但是，目前這些分類數(shù)據(jù)都無(wú)法滿足國(guó)土空間規(guī)劃和空間功能劃分、“雙評(píng)價(jià)”工作的需要。因此，本文為滿足國(guó)土空間規(guī)劃編制需要，依照國(guó)家規(guī)劃編制意見(jiàn)，以第三次國(guó)土調(diào)查土地分類標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)，構(gòu)建與多種土地分類體系相互銜接的國(guó)土空間規(guī)劃用地分類體系。

構(gòu)建國(guó)土空間規(guī)劃用地分類體系時(shí)堅(jiān)持全域覆蓋，城鄉(xiāng)統(tǒng)籌的原則，以土地利用現(xiàn)狀和土地主導(dǎo)用途功能為基準(zhǔn)，構(gòu)建涵蓋多層次的國(guó)土空間規(guī)劃用地分類體系。注重國(guó)土空間規(guī)劃用地分類體系中生態(tài)保護(hù)用地的位置，以土地實(shí)際使用情況或規(guī)劃引導(dǎo)情況為主要分類依據(jù)，統(tǒng)籌考慮土地的使用情況和覆蓋特征等因素。依據(jù)現(xiàn)有分類體系研究，以第三次全國(guó)國(guó)土調(diào)查土地分類為基礎(chǔ)，對(duì)多種用地類型進(jìn)行歸納、劃分，建立多種國(guó)土調(diào)查分類體系融合的國(guó)土空間規(guī)劃用地分類體系，主要包括農(nóng)業(yè)生產(chǎn)生活用地、城鎮(zhèn)發(fā)展用地、區(qū)域設(shè)施用地和生態(tài)保護(hù)用地4個(gè)一級(jí)類，耕地、園地等12個(gè)二級(jí)類，水田、果園等45個(gè)三級(jí)類（表1）。

表1 國(guó)土空間規(guī)劃用地分類體系

2.2 國(guó)土地類轉(zhuǎn)換銜接準(zhǔn)則

本研究在對(duì)比國(guó)土空間規(guī)劃用地分類體系與現(xiàn)有多種國(guó)土調(diào)查分類體系之間地類差異的基礎(chǔ)上，依據(jù)土地類型的一致性、土地用途的相似性和土地功能的主導(dǎo)性原則，建立國(guó)土空間規(guī)劃用地分類體系和多種國(guó)土調(diào)查分類體系之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。國(guó)土空間規(guī)劃用地分類體系與多種土地分類體系的對(duì)應(yīng)關(guān)系可以分為一對(duì)一、一對(duì)多和多對(duì)一等對(duì)應(yīng)關(guān)系，最后構(gòu)建國(guó)土空間規(guī)劃用地分類與第三次全國(guó)國(guó)土調(diào)查土地分類、第二次全國(guó)國(guó)土調(diào)查土地分類、地理國(guó)情普查分類、城鄉(xiāng)用地分類和林業(yè)調(diào)查分類相對(duì)應(yīng)的地類對(duì)應(yīng)關(guān)系。

以國(guó)土空間規(guī)劃用地分類與第三次全國(guó)國(guó)土調(diào)查土地分類對(duì)應(yīng)關(guān)系為例：1）耕地、園地和林地地類可以一對(duì)一進(jìn)行國(guó)土地類銜接轉(zhuǎn)換，該地類可以通過(guò)對(duì)應(yīng)關(guān)系直接轉(zhuǎn)換為國(guó)土空間規(guī)劃用地中的地類；2）“三調(diào)”分類中鹽田、溝渠和沼澤等劃分為濕地，因此有“三調(diào)”濕地對(duì)應(yīng)國(guó)土空間規(guī)劃用地地類中城鎮(zhèn)及其他建設(shè)用地、農(nóng)業(yè)生活用地、其他農(nóng)用地和濕地等地類，即一對(duì)多的對(duì)應(yīng)關(guān)系；3）國(guó)土空間規(guī)劃用地分類中將水工建筑用地和鐵路、公路用地等劃分到基礎(chǔ)設(shè)施用地中，因此“三調(diào)”交通運(yùn)輸用地和水域及水利設(shè)施用地對(duì)應(yīng)國(guó)土空間規(guī)劃用地分類中基礎(chǔ)設(shè)施用地，即多對(duì)一的對(duì)應(yīng)關(guān)系。具體國(guó)土空間規(guī)劃用地分類體系與多種土地分類體系銜接準(zhǔn)則如表2所示。

表2 國(guó)土空間規(guī)劃用地分類體系與多種土地分類體系銜接準(zhǔn)則

注：表中括號(hào)內(nèi)數(shù)字和字母表示該地類所在其土地分類體系中對(duì)應(yīng)的地類編碼。

Note: The numbers and letters in parentheses in the table indicate the corresponding land category code in the land classification system where the land category is located.

3 基于多源數(shù)據(jù)的國(guó)土地類識(shí)別

3.1 多源數(shù)據(jù)下國(guó)土地類識(shí)別方法

目前，識(shí)別國(guó)土地類的方法主要分為量化測(cè)算法和歸并分類法[29]。量化測(cè)算法通過(guò)構(gòu)建國(guó)土空間評(píng)價(jià)體系實(shí)現(xiàn)城市用地功能、農(nóng)業(yè)用地功能與生態(tài)用地功能的量化識(shí)別[29-30]，但是在國(guó)土地類的多主體融合和多尺度集成表達(dá)上效果不佳；歸并分類法本質(zhì)上是對(duì)土地利用現(xiàn)狀數(shù)據(jù)進(jìn)行歸并分類[26,31]，在土地分類上彌補(bǔ)了土地利用分類對(duì)生態(tài)用地功能考慮不足的缺點(diǎn)，一定程度上實(shí)現(xiàn)了土地利用分類和城市用地分類等的數(shù)據(jù)關(guān)系銜接。本文在國(guó)土地類識(shí)別時(shí)采用GIS空間疊加對(duì)比分析法與歸并分類法相結(jié)合的方法，構(gòu)建多源數(shù)據(jù)下的國(guó)土地類識(shí)別方法。以鶴壁市為例，識(shí)別其國(guó)土地類分布情況。

1）多源數(shù)據(jù)統(tǒng)一坐標(biāo)系統(tǒng)和屬性結(jié)構(gòu)。由于各部門的數(shù)據(jù)建立標(biāo)準(zhǔn)和形式差異化，需要對(duì)收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化：對(duì)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行投影轉(zhuǎn)換、統(tǒng)一坐標(biāo)系統(tǒng)和屬性結(jié)構(gòu)，按照統(tǒng)一坐標(biāo)系統(tǒng)和屬性結(jié)構(gòu)導(dǎo)入到國(guó)土地類識(shí)別基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)中。建立國(guó)土地類識(shí)別模型，對(duì)多源數(shù)據(jù)下國(guó)土地類空間進(jìn)行地類識(shí)別。

2）數(shù)據(jù)疊加分析，完善數(shù)據(jù)屬性。通過(guò)ArcGIS平臺(tái)中GIS空間疊加分析法對(duì)統(tǒng)一好的數(shù)據(jù)進(jìn)行空間疊加分析，構(gòu)建多源數(shù)據(jù)下國(guó)土地類識(shí)別的基準(zhǔn)單元，使得每個(gè)圖斑單元都具有多源數(shù)據(jù)屬性結(jié)構(gòu)。

3）構(gòu)建國(guó)土地類識(shí)別準(zhǔn)則，解決多源數(shù)據(jù)地類轉(zhuǎn)換沖突問(wèn)題。建立多種分類體系組合的國(guó)土地類識(shí)別方法：①對(duì)于符合國(guó)土空間規(guī)劃用地分類體系二級(jí)類的圖斑單元，直接依據(jù)國(guó)土地類轉(zhuǎn)換準(zhǔn)則轉(zhuǎn)換為所對(duì)應(yīng)的土地類型；②由于各類全域調(diào)查數(shù)據(jù)分類準(zhǔn)則和調(diào)查情況不同，出現(xiàn)部分圖斑有多種不同地類組合情況，再依據(jù)國(guó)土地類分類定義，建立不同國(guó)土地類組合下的識(shí)別基準(zhǔn)數(shù)據(jù)，對(duì)于部分符合國(guó)土空間規(guī)劃用地分類體系二級(jí)類的圖斑單元，依據(jù)第三次全國(guó)國(guó)土調(diào)查分類轉(zhuǎn)換為所對(duì)應(yīng)的土地用地分類。

4）利用遙感影像數(shù)據(jù)對(duì)地類銜接準(zhǔn)則識(shí)別和組合識(shí)別進(jìn)行修正。遙感影像在國(guó)土地類銜接準(zhǔn)則識(shí)別和組合地類識(shí)別后，剩余圖斑再次通過(guò)遙感影像來(lái)進(jìn)行地類補(bǔ)充判讀。以耕地為例，根據(jù)國(guó)土地類識(shí)別準(zhǔn)則，識(shí)別轉(zhuǎn)換為耕地的組合有以下幾種情況（表3），識(shí)別過(guò)程如圖1至圖6所示。

表3 國(guó)土地類識(shí)別準(zhǔn)則（以耕地為例）

注：所有地類為該分類體系下的所有地類，其他地類為該分類體系下除轉(zhuǎn)換到耕地用地的地類后，剩余的為其他地類。

Note: All land types are all land types under the classification system, and other land categories are other land types except those converted to cultivated land under the classification system.

注：表達(dá)多源數(shù)據(jù)疊加后，形成每個(gè)圖斑的地類組合情況。該組合地類依據(jù)第三次全國(guó)國(guó)土調(diào)查分類—第二次全國(guó)國(guó)土調(diào)查分類—地理國(guó)情普查分類—城鄉(xiāng)用地分類—林業(yè)調(diào)查分類順序組合。下同。

圖2 依據(jù)銜接準(zhǔn)則的耕地地類識(shí)別結(jié)果

圖3 依據(jù)組合識(shí)別數(shù)據(jù)的耕地地類識(shí)別

圖4 依據(jù)遙感影像數(shù)據(jù)修正的耕地地類識(shí)別結(jié)果

圖5 耕地地類識(shí)別結(jié)果

圖6 耕地地類分布情況

5）細(xì)碎地類圖斑融合。因?yàn)樵诳臻g疊加分析識(shí)別的過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生破碎圖斑，破碎程度較高，需要與附近相同圖斑進(jìn)行融合，對(duì)于耕地面積小于400 m2的圖斑采取細(xì)碎圖斑地類融合的處理辦法，其他地類細(xì)碎圖斑地類融合標(biāo)準(zhǔn)參照《第三次全國(guó)國(guó)土調(diào)查技術(shù)規(guī)程》，不能地類融合的獨(dú)立圖斑不予保留。

3.2 鶴壁市地類識(shí)別結(jié)果

根據(jù)上述方法對(duì)鶴壁市國(guó)土空間進(jìn)行地類識(shí)別，依據(jù)識(shí)別結(jié)果和國(guó)土空間規(guī)劃用地分類體系對(duì)鶴壁市進(jìn)行國(guó)土地類空間分析，其占地分布情況如圖7和表4所示。從鶴壁市國(guó)土地類面積來(lái)看，生態(tài)保護(hù)用地面積為453.95 km2，占研究區(qū)總面積的21.22%，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)生活用地面積為1 531.53 km2，占研究區(qū)總面積的71.54%，城鎮(zhèn)發(fā)展用地面積為121.06 km2，占研究區(qū)總面積的5.66%，區(qū)域設(shè)施用地面積為33.89 km2，占研究區(qū)總面積的1.58%。

從鶴壁市國(guó)土地類地域分布來(lái)看，生態(tài)保護(hù)用地主要集中在鶴壁市西部低山丘陵地區(qū)，以淇縣和市轄區(qū)為主，淇縣生態(tài)保護(hù)用地面積為212.31 km2，占生態(tài)保護(hù)用地總面積的46.77%，市轄區(qū)生態(tài)保護(hù)用地面積為188.58 km2，占生態(tài)保護(hù)用地總面積的41.54%，主要地類為林地和自然保留地；浚縣地區(qū)生態(tài)保護(hù)用地零星分散，主要地類為河流、林地和濕地，占生態(tài)保護(hù)用地總面積的11.69%。

圖7 鶴壁市國(guó)土空間土地類型識(shí)別結(jié)果

表4 鶴壁市國(guó)土地類分布結(jié)構(gòu)

農(nóng)業(yè)生產(chǎn)生活用地主要集中在鶴壁市南部和東部地區(qū)，以浚縣和淇縣為主，浚縣農(nóng)業(yè)生產(chǎn)生活用地面積為869.11 km2，占農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用地56.75%，淇縣農(nóng)業(yè)生產(chǎn)生活用地面積為325.25 km2，占農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用地總面積的21.24%，中部和南部地區(qū)地處華北平原地區(qū)，地勢(shì)平坦，土地集中連片且土地國(guó)家利用等級(jí)較高，適宜進(jìn)行農(nóng)業(yè)耕作，主要地類為耕地、園地、其他農(nóng)用地和農(nóng)業(yè)生活用地；市轄區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)生活用地面積為337.15 km2，占農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用地總面積的22.01%，市轄區(qū)北部和西部地區(qū)為低山丘陵地區(qū)，地形坡度較大，不適宜耕種，主要以耕地和農(nóng)業(yè)生活用地為主。

城鎮(zhèn)發(fā)展用地主要集中在鶴壁市中部和北部地區(qū)，以市轄區(qū)為主，市轄區(qū)城鎮(zhèn)發(fā)展用地面積為68.89 km2，占城鎮(zhèn)發(fā)展用地總面積的56.91%，主要地類為城鎮(zhèn)工礦用地；淇縣和浚縣主要以農(nóng)業(yè)生產(chǎn)為主，城鎮(zhèn)規(guī)模較小且與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用地緊密相連，淇縣城鎮(zhèn)發(fā)展用地面積為29.70 km2，占城鎮(zhèn)發(fā)展用地總面積的24.53%，浚縣城鎮(zhèn)發(fā)展用地面積為22.47 km2，占城鎮(zhèn)發(fā)展用地總數(shù)的18.56%。

區(qū)域設(shè)施用地作為連接各種用地的紐帶和區(qū)域服務(wù)，在鶴壁市均勻分布。市轄區(qū)區(qū)域設(shè)施用地面積為13.03 km2，占區(qū)域設(shè)施用地總面積的38.45%，淇縣區(qū)域設(shè)施用地面積為10.67 km2，占區(qū)域設(shè)施用地總面積的31.48%，浚縣區(qū)域設(shè)施用地面積為10.19 km2，占區(qū)域設(shè)施用地總面積的30.07%。

通過(guò)上述國(guó)土地類識(shí)別方法，開(kāi)展鶴壁市國(guó)土地類地類判讀，將判讀結(jié)果與最新遙感影像套合分析，多源數(shù)據(jù)國(guó)土地類識(shí)別方法準(zhǔn)確度較高，部分地類識(shí)別存在誤差，需要用高清影像進(jìn)行更正判讀。

4 討 論

1）通過(guò)綜合分析多種國(guó)土調(diào)查分類體系，建立基于多源數(shù)據(jù)下國(guó)土空間地類識(shí)別的國(guó)土空間規(guī)劃用地分類體系。與現(xiàn)有的分類體系相比，建立了國(guó)土空間規(guī)劃用地分體系可以與多種國(guó)土調(diào)查分類體系地類進(jìn)行銜接轉(zhuǎn)換，并且可以支持多源數(shù)據(jù)的疊加融合分析，為“三類空間”劃分及格局優(yōu)化、“雙評(píng)價(jià)”等提供了數(shù)據(jù)支持。因國(guó)土空間具有多功能性，同時(shí)本研究建立的用地分類體系服務(wù)于空間規(guī)劃層次（五級(jí)三類）中的“總體規(guī)劃”層次，對(duì)于專項(xiàng)規(guī)劃和詳細(xì)規(guī)劃層次中的用地分類體系，還需要進(jìn)一步對(duì)用地地類進(jìn)行細(xì)化和分解，以滿足國(guó)土空間多功能、復(fù)合功能劃分、布局優(yōu)化和立體空間管控的需要。

2）通過(guò)構(gòu)建的多源土地分類數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換銜接準(zhǔn)則，依據(jù)地類一致性、土地用途和功能主導(dǎo)性原則，實(shí)現(xiàn)了國(guó)土空間規(guī)劃用地分類體系與第三次全國(guó)國(guó)土調(diào)查土地分類、第二次全國(guó)國(guó)土調(diào)查土地分類、地理國(guó)情普查分類體系、林業(yè)調(diào)查分類體系和城鄉(xiāng)調(diào)查分類體系的有機(jī)銜接和轉(zhuǎn)換。但為進(jìn)一步提高效率和普適性，還需要利用計(jì)算機(jī)技術(shù)手段，設(shè)計(jì)多種分類體系的地類銜接與轉(zhuǎn)換對(duì)應(yīng)關(guān)系，并研發(fā)相應(yīng)的轉(zhuǎn)換銜接模塊，實(shí)現(xiàn)多種分類體系地類動(dòng)態(tài)鏈接和智能轉(zhuǎn)換。

3）開(kāi)展了基于多源數(shù)據(jù)的國(guó)土地類融合識(shí)別方法的研究。現(xiàn)在研究國(guó)土地類識(shí)別方法大多通過(guò)單一遙感影像，利用ENVI等軟件開(kāi)展決策樹(shù)分析法實(shí)現(xiàn)空間地類識(shí)別分析，此類方法在大數(shù)據(jù)情況下分類效率低，精準(zhǔn)度不高。本研究采用GIS空間疊加分析方法，可以融合遙感、矢量等多源數(shù)據(jù)，根據(jù)國(guó)土地類銜接和轉(zhuǎn)換準(zhǔn)則進(jìn)行空間疊加和識(shí)別分析，提高了國(guó)土地類識(shí)別準(zhǔn)確性和效率。但是考慮到專項(xiàng)規(guī)劃和詳細(xì)規(guī)劃層次的地類用地?cái)?shù)據(jù)及立體空間劃分管控的需要，還需要進(jìn)一步細(xì)化分類的單元尺度、細(xì)化融合單元尺度、綜合更高精度的多源數(shù)據(jù)，提高地類識(shí)別的精細(xì)度、準(zhǔn)確度和可靠性。

5 結(jié) 論

1）本文基于土地利用現(xiàn)狀和主導(dǎo)功能視角構(gòu)建了國(guó)土空間規(guī)劃用地分類體系，結(jié)合第三次全國(guó)國(guó)土調(diào)查土地分類，將鶴壁市國(guó)土用地分為4個(gè)一級(jí)類，11個(gè)二級(jí)類和45個(gè)三級(jí)類，其中一級(jí)類包括生態(tài)保護(hù)用地、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)生活用地、區(qū)域設(shè)施用地和城鎮(zhèn)發(fā)展用地。

2）開(kāi)展國(guó)土空間規(guī)劃用地分類體系與多源數(shù)據(jù)分類體系地類銜接準(zhǔn)則的研究，依據(jù)土地類型的一致性、土地用途的相似性和土地功能的主導(dǎo)性原則，探索國(guó)土空間規(guī)劃用地分類體系和多種國(guó)土調(diào)查分類體系的地類相互銜接轉(zhuǎn)換規(guī)則。

3）在國(guó)土地類融合識(shí)別方面，本文通過(guò)建立了基于多源數(shù)據(jù)的地類銜接轉(zhuǎn)換準(zhǔn)則和融合識(shí)別方法，完成了鶴壁市國(guó)土空間規(guī)劃地類的科學(xué)識(shí)別。識(shí)別結(jié)果顯示，鶴壁市生態(tài)保護(hù)用地面積453.95 km2、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)生活用地面積1 531.53 km2、城鎮(zhèn)發(fā)展用地面積121.06 km2、區(qū)域設(shè)施用地面積33.89 km2。研究表明該方法能夠科學(xué)有效的對(duì)國(guó)土空間進(jìn)行地類識(shí)別，為“三類空間”劃分與格局優(yōu)化、“雙評(píng)價(jià)”、規(guī)劃編制工作提供了現(xiàn)勢(shì)可靠的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

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Construction of land classification system and land type identification for territorial spatial planning based on multi-source data

Zhang Hebing, Li Minghui, Zhang Qinglei

(454000,)

Accurate, reliable and timely acquisition of data for spatial planning of land are prerequisite for the “dual evaluation” and “three types of spatial planning” division and pattern optimization, and the preparation of land and spatial planning. Current data of land surveys, urban and rural land usage, and various geographical classification systems have different classification standards and many data sources, so it is urgent to optimize of the land-use classification system, construct land classification conversion rules and identification methods based on multi-source data. This paper preliminary investigates the territorial planning and land classification system using the inductive comparison method. Compared with the former planning, the latest national territory planning system comprise by major functional area, land utilization and urban rural land planning. As the identification of territory classification is the basic data for land geo-spatial planning. This paper takes Hebi, Henan for example to construct the terrestrial spatial classification system and identifying terrestrial space types based on multi-source data. Hebi has large potential improvement and optimization in terms of ecological transformation and development motivation. Combined with the third national investigation of the territory classification, inductive comparison method is used to explore the classification system of territorial space and land transformation and convergence rules of the existing spatial classification system to achieve effective consecutive connection between municipal scale and multiple classification system based on the comprehensive comparative analysis method. Steps are as follows : firstly, unified coordinate system and attribute structure for multi-source data; secondly, through the spatial superposition analysis of GIS, the spatial superposition analysis of unified good data is carried out, and the reference unit of land class identification under multi-source data is constructed, so that each polygon unit has multi-source data attribute structure; thirdly, the criterion of national land class identification is constructed to solve the problem of land classification conversion conflict of multi-source data; finally, the convergence criterion and combination recognition of land classification are modified based on remote sensing image data. The results show that the land use spatial classification system is divided into four first-level categories: ecological protection land, land for agricultural production and living, land for urban development and regional facility land, 12 second-level categories and 45 third-level categories. This paper establishes the criteria of land class connection conversion and the method of fusion identification, and completes the identification of land classification for the land space planning based on the multi-source data. In 2017, the total land area of Hebi City is 2140.43 km2, the area of ecological protection land, land for agricultural production and living, land for urban development and the facility land are 453.95, 1531.53, 121.06 and 33.89 km2, respectively.This paper provides data support for Hebi City to carry out “ecological/agricultural/urban three types of space” division and pattern optimization, “dual evaluation”, and planning.

land use; planning; identification; land spatial; classification system; superposition analysis; multi-source data

2019-09-24

2020-02-21

河南省高校科技創(chuàng)新人才支持計(jì)劃（人文社科類）資助（2019-cx-021）；河南省高校科技創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)支持計(jì)劃（18IRTSTHN008）；河南理工大學(xué)創(chuàng)新型科研團(tuán)隊(duì)資助計(jì)劃（T2017-4）；河南省高等學(xué)校哲學(xué)社會(huì)科學(xué)應(yīng)用研究重大項(xiàng)目（2019-YYZD-09）

張合兵，博士，教授。主要研究方向?yàn)橥恋刭Y源管理、土地利用與規(guī)劃、生態(tài)評(píng)價(jià)等。Email：jzitzhb@hpu.edu.cn

10.11975/j.issn.1002-6819.2020.05.031

F301.2

A

1002-6819(2020)-05-0261-09

張合兵，李銘輝，張青磊. 基于多源數(shù)據(jù)的國(guó)土空間規(guī)劃用地分類體系構(gòu)建和土地類型識(shí)別[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2020，36(5)：261－269. doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2020.05.031 http://www.tcsae.org

Zhang Hebing, Li Minghui, Zhang Qinglei. Construction of land classification system and land type identification for territorial spatial planning based on multi-source data[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2020, 36(5): 261－269. (in Chinese with English abstract) doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2020.05.031 http://www.tcsae.org