自治區綠洲區域地理國情監測與國土調查數據對比及對三調應用建議

烏魯木齊氣象衛星地面站 王軍海，潘鋒，李悅

一、引言

綠洲是新疆各族人民生息繁衍的搖籃，承載著新疆社會穩定和長久治安及生態文明建設大業。綠洲區域定義及空間范圍界定意義重大，關系到綠洲持續性監測內容和范圍，關系到新疆環境保護和生態文明建設。雖然綠洲所占比例很小，但它是人類社會活動集中和活躍的地方，是我們小區所有社會、經濟、生態要素的集合。綠洲的監測內容包括地形、植被、水域、交通網絡、居民面積和設施、地理單元的類型、位置、圈地、面積等。充分了解新疆綠洲地區地表覆蓋類型、位置、范圍、自然人文地理要素等，以滿足經濟發展和生態環境保護的需要，自治區于2016年-2019年開展了綠洲區域地理國情監測。為響應集約利用化原則，充分發揮綠洲區域地理國情監測成果在第三次國土調查中的作用，開展與國土調查成果的對比分析，這對監測成果的應用具有一定重要意義。因此，本文以烏魯木齊市調查區為例，對監測成果和調查成果進行比較，從調查方法、要求、定義、指標等各方面分析，明確數據相互關系及各自的特點與側重點，利用綠洲監測數據，探討其在三調成果驗證中的應用。

二、研究區與數據

（一）區域情況

本文選取烏魯木齊為研究區，地處自治區中部，屬中溫帶半干旱大陸性氣候，春秋兩季較短，冬夏兩季較長。它是世界上離海最遠的城市[1]。在土地覆蓋方面，在地級行政區中，烏魯木齊市的種植土地、林草覆蓋、水域面積最小，在地理要素方面，道路面積、建設用地面積較高。

（二）數據情況

1.綠洲區域地理國情監測數據情況

2019年自治區綠洲區域地理及國家事務監測數據使用分辨率為1米，2018年起在工業部門提供的數據中，通過拆解分類業務的方法和國外檢驗的方法收集的覆蓋地表的監測數據的結果。本文使用的數據主要是(LCA)層和影像成果。數據相關參數如下:坐標系統采用2000年國家大地坐標系統(CGCS2000)，高標準采用1985年國家高標準，坐標單位不分波段均采用“度”。

2.土地變更調查數據

二調數據是利用2008年影像采集，通過外業調繪，內業采集形成數據庫。土地變化調查的數據以第二次調查的背景數據庫為基礎，每年使用遙感衛星圖像進行調查。對于現狀和土地利用的變化，主要調查了現狀和基本農田的變化，包括基本農田分布與保護狀況[3]。本文所使用的數據為2014年末土地變化調查數據。所使用的數據主要是DLTB和伴隨變化的相關圖像。數據相關參數如下：坐標系統為1980年西安坐標系，地圖投影為高斯-克呂格投影，分帶方式為3度分帶，坐標單位為米。（1）對比方法。運用面積對比法、空間對比法以及數量對比法，開展綠洲區域地理國情監測數據對比。能夠直觀反映、定量反映綠洲區域地理國情監測數據與第三次國土調查數據地表覆蓋的圖斑的類型和面積大小的不同。通過疊加影像分析，客觀分析空間分布差異以及差異的原因。（2）技術方法。首先，分析綠洲監測數據和土地設置調查數據，并根據各自的內容和指標建立相關關系，確定地類圖斑和地表覆蓋數據的對照關系。其次，對數據進行空間坐標轉換，并進行疊加分析。最后對兩者數據進行統計分析，計算相同地類空間上的重疊率，對照遙感影像查找數據圖斑異同。具體技術流程圖1所示。

圖1 技術流程圖

三、對比分析

（一）指標及參數對比

綠洲監測數據中地表覆蓋（LCA）與土地變更調查（DLTB）在分類上存在一定的對應關系，部分地類內容與指標存在“一對多，或多對一”的情況。開展對應的分析，建立內容指標的對照關系表。綠洲區域地理國情監測內容指標與國土調查內容指標的對應關系見表1。

表1 綠洲區域地理國情監測與國土調查內容指標對應關系表

綠洲監測與土地變更調查時間、利用的遙感影像情況、調查方法、采集精度、采集指標的對比如圖2所示。

圖2 綠洲監測與土地調查參數對比

（二）統計結果對比

本文以烏魯木齊市的數據為例，開展疊加分析，分析地理國情監測與土地調查數據地類的空間關系，統計兩種數據地類的重疊面積、重疊率見表2。從表中得出兩者在耕地的重疊度最高，為85%。

表2 綠洲區域地理國情監測與土地調查數據耕地、園地、林地、草地的重疊率

通過逐個地類對照遙感影像查找差異原因，總結造成差異的原因有地類概念認定差異、現勢性不同、采集指標等，各種差異的比例見下表。從表3可以看出，地類認定差異為最主要的差異原因，占92.14%。造成地類概念認定差異主要原因是兩種調查的出發點不同，地理國情監測數據反映地表客觀呈現的狀況和自然，土地調查數據反映土地的人類利用屬性，具有經濟特征、人類管理屬性。定義認定差異具體表現為，土地調查按照用地性質采集，城市中耕地不作為耕地采集。

表3 地類差異的占比

四、三調應用建議

基于土地變更調查和綠洲區域地理國情監測兩類數據差異性對比分析，對三調提供一些建議。

（1）綠洲區域數據分類詳細，采集的內容更多，采集更細化，有利于全面查清國土利用狀況，特別是在利用功能區域中，如灘涂、城鎮、公路、林區中細化每種地表覆蓋類型。建議可供三調檢查數據，驗證數據正確性可以利用綠洲區域地理國情監測數據。通過本文內容指標的對比，利用綠洲監測數據需注意以下內容：一是綠洲監測中的構筑物中的溫室、大棚應歸為國土調查的耕地；二是綠洲監測中的苗圃歸為國土調查的耕地；三是區情監測中城市、居民區、公園區域的綠化林；河渠的護堤林；鐵路、公路用地內防護林在國土調查中不能直接使用。

（2）綠洲區域地理國情監測數據可作為第三方數據對國土調查的耕地轉移情況進行監測分析。可監測國土調查判斷為耕地，而在綠洲監測數據中是房屋建筑區、構筑物、道路等，可作為疑問圖斑，反映耕地被占用的情況。

（3）利用綠洲監測數據開展三條控制線范圍內重要地理要素的評估。生態保護紅線中應針對耕地、園地、房屋建筑等人工地理要素；永久基本農田中針對耕地、園地之外的其他要素；城鎮開發邊界外針對房屋建筑區、構筑物、人工堆掘地等要素。綠洲監測數據可提供有效的數據支撐。