自然資源綜合化“一查”體系構(gòu)建技術(shù)研究

馬克委，王勝利，朱益虎，羅方權(quán)，王云凱，閆 昶，李安民

（1. 江蘇省地質(zhì)測(cè)繪院，江蘇 南京 211102）

目前，自然資源分類不夠科學(xué)、體系尚不完整，自然資源的界定、相互關(guān)系與互饋機(jī)制、資源承載的基本表現(xiàn)和內(nèi)在規(guī)律等研究不夠深入，進(jìn)而給自然資源管理和成果應(yīng)用帶來(lái)極大挑戰(zhàn)[1-3]。自然資源不同監(jiān)測(cè)體系標(biāo)準(zhǔn)間存在差異得到學(xué)者們廣泛關(guān)注，并從監(jiān)測(cè)手段重構(gòu)的角度開展了監(jiān)測(cè)體系構(gòu)建方法的研究，但缺乏地類融合、沖突解決、數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)需求、土地承載關(guān)系分析、實(shí)踐方法優(yōu)化等手段，自然資源調(diào)查分類標(biāo)準(zhǔn)、指標(biāo)體系和數(shù)據(jù)庫(kù)標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)建方法尚未完全建立，造成在國(guó)土空間用途管控實(shí)際工作中往往處于“后知后覺(jué)”的被動(dòng)狀態(tài)，難以支撐自然資源智慧管控需求[4-7]。此外，為滿足自然資源統(tǒng)一管理的需求，需要依據(jù)統(tǒng)一的國(guó)土空間調(diào)查、規(guī)劃和用途管制用地用海分類（以下簡(jiǎn)稱“用地用海分類”）標(biāo)準(zhǔn)，研發(fā)統(tǒng)一調(diào)查監(jiān)測(cè)等方面的業(yè)務(wù)技術(shù)體系，形成基準(zhǔn)統(tǒng)一、權(quán)威可靠、滿足“多用”的國(guó)土空間數(shù)字化基底[4,8]。基于此，本文在深入研究分析現(xiàn)有自然資源分類現(xiàn)狀、成果共享和存在問(wèn)題的基礎(chǔ)上，依據(jù)“先行先試”的原則，依托自然資源調(diào)查監(jiān)測(cè)技術(shù)體系構(gòu)建第一批試點(diǎn)項(xiàng)目，通過(guò)確定多個(gè)分類指標(biāo)，實(shí)施一次調(diào)查、銜接多個(gè)專項(xiàng)調(diào)查，實(shí)現(xiàn)多級(jí)實(shí)體定界與多重屬性標(biāo)注的綜合化“一查”技術(shù)，在表達(dá)資源稟賦與利用的自然資源分類標(biāo)準(zhǔn)和指標(biāo)體系構(gòu)建、“一底兩分多碼”的多級(jí)實(shí)體定界與多重屬性表達(dá)方法、服務(wù)“多用”的“一查”技術(shù)流程與實(shí)踐方法優(yōu)化等方面具有一定的成果推廣和應(yīng)用價(jià)值，為江蘇省自然資源調(diào)查監(jiān)測(cè)試點(diǎn)工作和國(guó)家自然資源分類標(biāo)準(zhǔn)的制定、技術(shù)流程研究、工程化推廣提供有益思路。

1 體系構(gòu)建

自然資源分類標(biāo)準(zhǔn)和指標(biāo)體系構(gòu)建是進(jìn)行自然資源綜合調(diào)查的重要內(nèi)容之一，為調(diào)查監(jiān)測(cè)提供依據(jù)。本文從面向自然資源管理應(yīng)用與專項(xiàng)調(diào)查銜接的需求角度出發(fā)，以掌握最基本的自然資源本底狀況和共性特征為目標(biāo)，通過(guò)對(duì)不同調(diào)查業(yè)務(wù)中土地利用與自然資源各分類標(biāo)準(zhǔn)的原則、內(nèi)涵、范圍的差異分析，以及通過(guò)自然資源覆蓋與土地利用之間的承載關(guān)系分析，采用分類、比較、分析與選取的方法，確定合適的自然資源調(diào)查監(jiān)測(cè)基本指標(biāo)，構(gòu)建形成較完整的、表達(dá)資源稟賦與利用狀況的、統(tǒng)一的自然資源分類標(biāo)準(zhǔn)和指標(biāo)體系，在此基礎(chǔ)上完成了“多用”導(dǎo)向的“一查”數(shù)據(jù)庫(kù)標(biāo)準(zhǔn)制定。

1）自然資源覆蓋與利用承載關(guān)系分析。《總體方案》明確重構(gòu)自然資源現(xiàn)有分類體系，著力解決概念不統(tǒng)一、內(nèi)容有交叉、指標(biāo)相矛盾等問(wèn)題，既能體現(xiàn)科學(xué)性和系統(tǒng)性，又能滿足當(dāng)前管理需要。調(diào)查監(jiān)測(cè)的任務(wù)是要“查清土地、礦產(chǎn)、森林、草原、水、濕地、海域海島等自然資源狀況”。重構(gòu)分類體系前，認(rèn)識(shí)和研究不同調(diào)查成果之間的差異、指標(biāo)體系間的異同十分必要，分析差異產(chǎn)生的原因，厘清相關(guān)概念，是研究制定綜合調(diào)查試點(diǎn)工作分類、編制技術(shù)方案，確定自然資源基礎(chǔ)調(diào)查單元、資源數(shù)據(jù)表達(dá)方法、統(tǒng)計(jì)處理規(guī)則的前提。本文歸納了各類調(diào)查成果間的差異原因（技術(shù)方法不同、調(diào)查精度不同、調(diào)查尺度不同、概念定義不同等），由此帶來(lái)了各類調(diào)查的方法、概念、尺度的矛盾，造成自然資源空間重疊現(xiàn)象頻出，同資源實(shí)體或區(qū)域多業(yè)務(wù)管理交叉，資源承載關(guān)系不明朗，現(xiàn)實(shí)中存在“認(rèn)定地類”不能反映實(shí)際自然資源的情況。

2）國(guó)土空間利用分類研究。從土地利用現(xiàn)狀分類、第三次全國(guó)國(guó)土調(diào)查工作分類、地理國(guó)情監(jiān)測(cè)指標(biāo)、林地分類、濕地分類及“用地用海分類”等方面對(duì)現(xiàn)有分類體系進(jìn)行梳理，分析國(guó)土調(diào)查現(xiàn)行相關(guān)分類標(biāo)準(zhǔn)；基于“用地用海分類”標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一性、先進(jìn)性和可操作性，國(guó)土空間利用分類標(biāo)準(zhǔn)研究的目標(biāo)是以“用地用海分類”為基礎(chǔ)，結(jié)合試點(diǎn)區(qū)地方特點(diǎn)和管理需求，細(xì)化形成國(guó)土空間利用工作分類，其制定原則包括繼承與創(chuàng)新、便于業(yè)務(wù)銜接、結(jié)合應(yīng)用需求、利于調(diào)查實(shí)施和技術(shù)處理；其制定方法以“用地用海分類”為基礎(chǔ)，將《土地利用現(xiàn)狀分類》與國(guó)土三調(diào)工作分類進(jìn)行合并集中整理，將中間分類成果與“用地用海分類”對(duì)照，有利于專項(xiàng)自然資源調(diào)查的邊界劃分和資源類型確認(rèn)，并結(jié)合區(qū)域自然資源利用特點(diǎn)和管理需要，滿足分類標(biāo)準(zhǔn)的使用與對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)換。

3）自然資源分類研究。通過(guò)對(duì)自然資源現(xiàn)行各標(biāo)準(zhǔn)的分析，以《江蘇省自然資源調(diào)查分類（試行）》為基礎(chǔ)，結(jié)合國(guó)家和行業(yè)現(xiàn)行的標(biāo)準(zhǔn)修訂形成本次自然資源綜合調(diào)查監(jiān)測(cè)試點(diǎn)工作分類體系的“自然資源工作分類”。

4）“一查多用”調(diào)查內(nèi)容與指標(biāo)。調(diào)查指標(biāo)選取，是指確定調(diào)查內(nèi)容和對(duì)象、調(diào)查的最小空間單元、調(diào)查要素的屬性指標(biāo)、調(diào)查的精度等。調(diào)查內(nèi)容的確定首先應(yīng)符合《總體方案》對(duì)調(diào)查的要求，內(nèi)容包含查清每地塊的土地利用現(xiàn)狀、查清自然資源類型（稟賦）、查清“分布、范圍、面積、權(quán)屬性質(zhì)”等核心內(nèi)容。

1.1 自然資源分類標(biāo)準(zhǔn)和指標(biāo)體系構(gòu)建

按照調(diào)查監(jiān)測(cè)業(yè)務(wù)需要，以應(yīng)用為導(dǎo)向，綜合考慮目前調(diào)查隊(duì)伍的技術(shù)能力和實(shí)施成本，采用“先易后難”的工作思路，在地表覆蓋層中選取重點(diǎn)關(guān)注的資源，確定調(diào)查對(duì)象，開展自然資源調(diào)查。在確定自然資源調(diào)查的對(duì)象后，按自然資源的特點(diǎn)和成果應(yīng)用導(dǎo)向來(lái)確定相應(yīng)調(diào)查指標(biāo)。基礎(chǔ)調(diào)查指標(biāo)包括：分類、位置、范圍、分布、面積等基礎(chǔ)性的、共性的指標(biāo)；專項(xiàng)調(diào)查指標(biāo)是個(gè)性的、質(zhì)量方面的專項(xiàng)指標(biāo)。《總體方案》要求以“三調(diào)”為基礎(chǔ)，為與“三調(diào)”成果銜接，在土地利用分類指標(biāo)中，納入“三調(diào)”工作分類；同時(shí)為銜接國(guó)土空間調(diào)查、規(guī)劃、用途管制應(yīng)用，納入《國(guó)土空間調(diào)查、規(guī)劃、用途管制用地用海分類指南（試行）》分類標(biāo)準(zhǔn)，并根據(jù)應(yīng)用需求在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了進(jìn)一步的細(xì)化，形成“國(guó)土空間利用細(xì)化分類”；在專項(xiàng)資源維度，基于相關(guān)專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的科學(xué)性、延續(xù)性，納入了最新的、應(yīng)用廣泛的分類標(biāo)準(zhǔn)。本文從自然資源空間利用與自然資源稟賦2 個(gè)維度分別制定自然資源空間利用分類和自然資源分類標(biāo)準(zhǔn)，形成了《自然資源綜合調(diào)查監(jiān)測(cè)試點(diǎn)工作分類》，如圖1所示。

圖1 自然資源調(diào)查分類標(biāo)準(zhǔn)和指標(biāo)體系構(gòu)建

1.2 自然資源調(diào)查數(shù)據(jù)庫(kù)標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)建

為規(guī)范調(diào)查數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和格式，統(tǒng)一數(shù)據(jù)庫(kù)的建立，確保調(diào)查、建庫(kù)和管理全過(guò)程的無(wú)縫銜接，便于成果共享和應(yīng)用。本文充分分析研究了《江蘇省自然資源調(diào)查試點(diǎn)數(shù)據(jù)庫(kù)標(biāo)準(zhǔn)（試行）》《國(guó)土資源數(shù)據(jù)庫(kù)標(biāo)準(zhǔn)》《自然資源地籍?dāng)?shù)據(jù)庫(kù)標(biāo)準(zhǔn)（試用版）》。以《省試行標(biāo)準(zhǔn)》為基礎(chǔ)，參照另外2 個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合試點(diǎn)目標(biāo)進(jìn)行修訂和補(bǔ)充，從豐富調(diào)查指標(biāo)的角度出發(fā)，以此次國(guó)家試點(diǎn)工作分類為標(biāo)準(zhǔn)，優(yōu)化設(shè)計(jì)自然資源數(shù)據(jù)庫(kù)要素分類、圖層設(shè)置、屬性表達(dá)的幾何和邏輯規(guī)則，構(gòu)建了自然資源調(diào)查數(shù)據(jù)庫(kù)標(biāo)準(zhǔn)（圖2）。

圖2 自然資源調(diào)查數(shù)據(jù)庫(kù)標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)建

2 多級(jí)實(shí)體定界與多重屬性表達(dá)

在完成自然資源分類標(biāo)準(zhǔn)和指標(biāo)體系構(gòu)建后，對(duì)納入綜合調(diào)查指標(biāo)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，結(jié)合數(shù)據(jù)采集解譯驗(yàn)證，形成了“一底兩分多碼”的多級(jí)實(shí)體定界與多重屬性表達(dá)作業(yè)方法，即以“三調(diào)”圖斑為基底、面向地類細(xì)化和資源承載兩部分的圖斑切分、多類標(biāo)記碼的多重屬性表達(dá)，如圖3 所示。“兩分多碼”可以客觀完整表達(dá)自然資源稟賦與利用狀況，反映資源空間交叉重疊現(xiàn)象，“多碼”的數(shù)據(jù)庫(kù)表結(jié)構(gòu)，是自然資源融合調(diào)查有效的數(shù)據(jù)組織架構(gòu)，同時(shí)反映了綜合調(diào)查（“一查”）的指標(biāo)體系。

圖3 多級(jí)實(shí)體定界與多重屬性表達(dá)示意圖

三調(diào)圖斑與“一查”數(shù)據(jù)庫(kù)圖斑是具有不同語(yǔ)義的多級(jí)實(shí)體，多級(jí)實(shí)體與多重屬性的圖斑圖元對(duì)應(yīng)關(guān)系見(jiàn)表1。可以看出，本文自然資源“一查”數(shù)據(jù)庫(kù)在國(guó)土空間利用分類體系中是無(wú)縫獨(dú)立實(shí)體，在資源覆被中是可離散存在的獨(dú)立實(shí)體，并且可以通過(guò)空間融合形成三調(diào)圖斑。

表1 多級(jí)實(shí)體在“一查”數(shù)據(jù)庫(kù)中的圖斑對(duì)應(yīng)關(guān)系

以三調(diào)圖斑為底、面向國(guó)土空間利用和自然資源的“兩分”解譯、“多碼”表達(dá)的作業(yè)方法，其技術(shù)特點(diǎn)體現(xiàn)了多級(jí)實(shí)體定界過(guò)程，實(shí)現(xiàn)了多重屬性標(biāo)注圖斑。一個(gè)三調(diào)圖斑可能被切分為多個(gè)“一查”數(shù)據(jù)庫(kù)圖斑，即可被切分為多個(gè)地表覆蓋語(yǔ)義的斑塊，“一查”數(shù)據(jù)庫(kù)圖斑中保留與三調(diào)規(guī)程相關(guān)屬性不變，可具有不同的資源標(biāo)識(shí)、多重資源標(biāo)識(shí)。圖4 為多級(jí)實(shí)體定界的示意圖，按照本文形成的綜合化調(diào)查要求，需要將“鐵路用地”按照分類語(yǔ)義邊界切分為“鐵路用地”和“鐵路場(chǎng)站”，“一查”數(shù)據(jù)庫(kù)中既繼承三調(diào)代碼又記錄切分后的細(xì)化代碼。

圖4 多級(jí)實(shí)體定界與多重屬性表達(dá)示意圖

圖5展示了多級(jí)實(shí)體定界與多重屬性表達(dá)過(guò)程，可以看出根據(jù)地類紋理邊界進(jìn)行了多級(jí)實(shí)體定界切分，并根據(jù)生態(tài)公園屬性進(jìn)行了多重資源的標(biāo)注。按照本文形成的綜合化調(diào)查要求，將三調(diào)認(rèn)定的“公園與綠地”用地進(jìn)行細(xì)化，切分后森林圖斑（黃色）的“資源”屬性認(rèn)定為“闊葉林”，草地圖斑（綠色）的“資源”屬性認(rèn)定為“溫性草原類”，濕地圖斑（藍(lán)色）的“資源”屬性認(rèn)定為“城市人工景觀水面和娛樂(lè)水面”。

圖5 多級(jí)實(shí)體定界與多重屬性表達(dá)示意圖

3 結(jié)語(yǔ)

本文提出的綜合化“一查”技術(shù)通過(guò)在江蘇省開展實(shí)踐，有效地驗(yàn)證了《自然資源調(diào)查監(jiān)測(cè)技術(shù)體系總體設(shè)計(jì)方案》的基礎(chǔ)調(diào)查工程方法。集成資源稟賦與利用的自然資源分類標(biāo)準(zhǔn)與指標(biāo)體系得到了統(tǒng)一，使“一查”成果更好地滿足“多用”性目標(biāo)，查清了各類國(guó)土空間自然資源利用狀況和各項(xiàng)自然資源類型、分布、范圍、數(shù)量等核心內(nèi)容。通過(guò)自然資源指標(biāo)和分類標(biāo)準(zhǔn)體系構(gòu)建，明確和統(tǒng)一了調(diào)查指標(biāo)，確定了內(nèi)容與對(duì)象、最小空間單元、要素的屬性指標(biāo)、調(diào)查的精度以及依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)等，實(shí)現(xiàn)了多級(jí)實(shí)體定界與多重屬性表達(dá)，形成的“一底兩分多碼”作業(yè)方案完整表達(dá)自然資源稟賦，反映空間交叉重疊現(xiàn)象，使自然資源相互關(guān)系更全面客觀。本文提出的綜合化“一查”技術(shù)厘清了土地利用圖斑的資源承載和自然資源之間的重疊交叉情況，可為各自然資源開發(fā)與保護(hù)的交叉矛盾發(fā)現(xiàn)和協(xié)同管理提供準(zhǔn)確詳實(shí)的數(shù)據(jù)支撐。