基于遙感影像與實景三維模型的產業集聚區土地集約利用評價技術研究

張小紅 王夢 張艷艷

（鄭州智象測繪信息技術有限公司，河南 鄭州 450003）

0 引言

產業集聚區有產業集聚明顯、產業結構合理、組織形態完整等優勢，是河南省優化經濟結構、高質量發展的基礎性工程，是全省經濟發展的重要板塊。到2020年，全省有省級產業集聚區180個，為河南省帶來2170億元利潤；大型工業從業人員多達355萬人，極大促進了就業率的快速增長[1]。然而，河南省產業集聚區仍存在用地存量不清、低效使用等問題。“十四五”時期是河南省建設“四個強省、一個高地、一個家園”現代化河南的關鍵期，要全面落實節約優先戰略，促進產業集聚區土地集約利用。

立足河南省產業集聚區實際，研究采用高分辨率正射影像和實景三維模型開展土地利用狀況調查，查清土地利用狀況，開展土地集約利用評價，構建產業集聚區用地評價體系，為全面盤活存量土地提供依據。

1 產業集聚區土地集約利用評價技術思路

整合產業集聚區最新高分辨率遙感影像、第三次全國國土調查（以下簡稱 “三調”）成果、土地供應、規劃、傾斜攝影等數據，制作產業集聚區土地利用狀況調查工作底圖，查清土地利用狀況，構建土地利用狀況數據庫，開展土地集約利用評價，對產業集聚區的土地集約程度進行綜合性評價，形成完整的產業集聚區用地評價體系，技術思路如圖1所示。

圖1 產業集聚區土地集約利用評價技術思路

2 制作調查底圖

產業集聚區有企業集中連片、范圍適中等特點，適合獲取高精度實景三維模型。傾斜攝影具有可獲取高分辨率、豐富的地物紋理信息，三維模型自動化生產，逼真的三維空間場景等技術優勢，可用于制作產業集聚區調查底圖。采用傾斜攝影技術獲取影像數據，經過預處理、空三加密等工序建立0.05米精度的實景三維模型，結合最新高分辨率航空正射影像，疊加調查范圍相關的行政界線、供地、規劃、“三調”等數據，制作土地集約利用評價調查底圖，如圖2所示。

圖2 調查底圖

圖2（a）是該區域的航空正射影像，圖2（b）是對應的實景三維模型，在其形成的調查底圖上開展土地利用狀況調查，可以大大減少外業工作量，實現傳統工作方式向“內業為主，外業為輔”轉變。

3 土地利用狀況調查

土地利用狀況調查旨在查清產業集聚區的用地現狀、供地狀況、閑置土地、典型企業等信息，這些信息不僅包含其對應的位置、形狀、大小，還包含建筑面積、建筑基底面積、廠區內部預留場地面積、容積率、建筑系數等屬性信息。針對土地利用狀況調查實際需求，結合實景三維模型、最新高分辨率航攝或衛星正射影像圖，對土地利用狀況的范圍及屬性信息進行提取和更新，完成對產業集聚區的土地利用狀況調查。

3.1 土地利用狀況范圍更新

“三調”數據是當前現勢性和準確度較高的土地調查數據，但更新具有一定周期性。為滿足產業集聚區土地利用狀況調查高現勢性的需求，基于調查底圖提取變化信息，開展“三調”數據的更新，進而更新土地利用范圍。

原國土資源部印發的《開發區土地集約利用評價規程》規定，土地利用狀況按建設狀況和供應狀況劃分兩種分類。按建設狀況分類是參照《土地利用狀況分類（GB/T 21010-2007）》進行劃分，提取變化信息前需要將其轉化為與《第三次全國國土調查技術規程（TDT 1055-2019）》相對應的土地利用狀況分類，土地利用狀況分類與“三調”地類對應情況如表1所示。

表1 土地利用狀況分類（按建設狀況劃分）與“三調”地類對應表

現有的提取變化信息方法主要有比較法、圖像差值法、主成分分析法、植被指數法、多尺度分割等，具有一定局限性，不能直接用于提取產業集聚區的土地變更信息。比較法不能準確選擇較合適的評估函數。差值法理論簡單，但在確定變化信息的具體屬性方面存在問題。土地變更信息提取采用圖像差值法+人機交互方式，具體提取思路如圖3所示。

圖3 土地利用狀況范圍更新技術思路

將2021年7月2米遙感影像和2020年12月0.8米遙感影像進行差值分析，如圖4所示。通過分析，提取土地變化信息，再經內業人機交互確定其屬性信息，該地塊在2020年是耕地，到2021年7月則變成了施工用地，通過該方法提取土地變更信息，完成對 “三調”數據的更新。利用更新數據開展土地利用狀況調查，查清產業集聚區內的已建成城鎮建設用地、未建成城鎮建設用地、不可建設土地及已供應國有建設用地、尚可供應土地、不可供應土地等信息。

圖4 圖像插值法提取土地變更信息

3.2 土地利用狀況信息補充

為了完善土地利用狀況調查數據信息，構建較為完整的土地集約利用評價數據庫，需對產業集聚區建筑面積、建筑基底面積等屬性信息進行補充調查。

傳統地物信息提取主要通過外業調查、內業處理得到，耗時較長，成本較高，受天氣等外界因素影響較大。利用三維實景模型，內業即可采集建筑物的高度、名稱、面積等信息，實現對土地利用狀況信息的補充。

經過在三維模型上采集，從圖5（a）得到混2部分建筑基底面積為179.6m3，圖5（b）中混1建筑基底面積為81.8m3，二者相加得到該農房建筑基底面積為261.4m3，建筑面積等于每層建筑物的建筑基底面積乘以層數，該農房的建筑面積為179.6m3×2層+81.8m3×1層=441m3。可將采集獲取的屬性填入土地集約利用評價數據庫，從而完善該數據庫。

圖5 農房建筑面積和建筑基底面積采集

4 土地集約利用評價體系

在土地利用狀況調查基礎上，構建土地集約利用評價數據庫，完善已建成城鎮建設用地、未建成城鎮建設用地、不可建設土地、典型企業用地等信息，進而開展土地集約利用評價，主要包含評價指標與權重的確定、評價理想值的確定、指標標準化方法、土地利用集約度分值的計算、潛力測算和成果編制。潛力測算是土地集約利用評價的重要環節之一，計算方法如下：

（1）擴展潛力測算

統計尚可供應的土地面積，在尚可供應土地中，統計工礦倉儲用途的土地面積作為擴展潛力測算值。

（2）結構潛力測算

結構潛力=已建成城鎮建設用地×（工業用地率理想值-工業用地率現狀值）

（3）強度潛力測算

其中，A是工業用地綜合容積率、工業用地建筑系數、工業用地固定資產投入強度、工業用地地均稅收、綜合地均稅收。

（4）管理潛力測算

管理潛力=有償使用且已到期但未處置土地-閑置土地

（5）尚可供地年數測算

其中，B是指供地類型，分別是尚可供應土地、尚可供應工礦倉儲用地。

這五類潛力測算是對產業集聚區土地集約利用評價的綜合反映，完整計算各個潛力值才能正確反映產業集聚區的土地集約利用程度，為土地提質增效提供數據支撐。

5 土地集約利用評價應用

以河南省某產業集聚區為例，應用上述土地集約利用評價技術思路，該產業集聚區面積約為1344公頃，經土地利用狀況調查得到如表2所示的結果。

表2 產業集聚區土地利用狀況調查

由表2可知，該產業集聚區閑置土地占總面積的1.1%，尚可供應土地占比66.1%，不可供應土地占比3.9%。土地利用狀況調查查清了產業集聚區內土地利用狀況，為全面盤活存量土地提供了基礎數據。基于此，構建土地集約利用評價數據庫，開展土地集約利用評價。

從表3可知，該產業集聚區擴展潛力較大，尚可供應土地面積最大，可利用潛力匯總表有針對性地開展存量土地盤活工作，促進產業集聚區土地提質增效。

表3 土地集約利用潛力匯總表

6 結語

本文探索了河南省產業集聚區土地利用狀況調查技術方法，形成了建立土地集約利用評價數據庫、開展土地利用評價的技術流程，為河南省產業集聚區土地集約利用評價提供了一定的參考。