國(guó)土三調(diào)與林地管理數(shù)據(jù)融合研究

劉曉瑜　劉燕紅　余俊辰　肖禾

摘 要：研究國(guó)土“三調(diào)”與林地管理數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)，找到兩者的融合關(guān)鍵技術(shù)，構(gòu)建統(tǒng)一的林地資源管理“一張底圖”，對(duì)我國(guó)各類(lèi)自然資源調(diào)查融合，以及自然資源管理部門(mén)制定保護(hù)與開(kāi)發(fā)管理政策具有重要意義。以重慶市梁平區(qū)為例，根據(jù)國(guó)土“三調(diào)”初始調(diào)查數(shù)據(jù)與林地管理數(shù)據(jù)空間關(guān)系，在現(xiàn)行調(diào)查體系下，提出以三調(diào)現(xiàn)狀為基礎(chǔ)，優(yōu)化林地管理邊界，銜接林業(yè)重要屬性，形成林地資源管理一張底圖。通過(guò)數(shù)據(jù)融合，解決了三調(diào)現(xiàn)狀林地與林業(yè)部門(mén)管理林地的數(shù)據(jù)矛盾，實(shí)現(xiàn)林地精細(xì)化管理的目標(biāo)。

關(guān)鍵詞：國(guó)土“三調(diào)”;林地管理;數(shù)據(jù)融合;分類(lèi)體系

中圖分類(lèi)號(hào)：S757 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.19754/j.nyyjs.20201130026

引言

為貫徹落實(shí)十九屆四中全會(huì)精神，加快建立自然資源統(tǒng)一調(diào)查、評(píng)價(jià)、監(jiān)測(cè)制度，健全自然資源監(jiān)管體制。自然資源部出臺(tái)了《自然資源調(diào)查監(jiān)測(cè)體系構(gòu)建總體方案》，明確指出要以第三次全國(guó)國(guó)土調(diào)查（以下簡(jiǎn)稱三調(diào)）為基礎(chǔ)，繼承現(xiàn)有的森林資源調(diào)查、濕地調(diào)查、水利普查、草原資源清查等數(shù)據(jù)成果，形成自然資源的調(diào)查監(jiān)測(cè)“一張底圖”。當(dāng)前，各類(lèi)資源管理基礎(chǔ)不統(tǒng)一，管理邊界交叉重疊（如林地管理范圍內(nèi)存在用地性質(zhì)已改變的征轉(zhuǎn)用區(qū)域），難以形成支撐統(tǒng)一管理的“一張底圖”。

三調(diào)數(shù)據(jù)與林地?cái)?shù)據(jù)的融合，有利于實(shí)現(xiàn)林業(yè)信息共享，發(fā)揮實(shí)質(zhì)性效應(yīng)[1]，有效支撐林地管理工作?，F(xiàn)有多源空間數(shù)據(jù)融合方法往往只側(cè)重于某些方面，釆用特定的方法去解決特定的問(wèn)題，不具有通用性，無(wú)法解決三調(diào)與林地?cái)?shù)據(jù)融合的問(wèn)題[2-7]。目前研究三調(diào)數(shù)據(jù)與林地管理數(shù)據(jù)融合的文獻(xiàn)較為少見(jiàn)，但行業(yè)內(nèi)部數(shù)據(jù)銜接處理的研究較多，為數(shù)據(jù)融合方法的探索奠定了基礎(chǔ)。部分文獻(xiàn)研究探索了林地管理數(shù)據(jù)和二調(diào)的數(shù)據(jù)銜接[8，9]，對(duì)三調(diào)數(shù)據(jù)的融合具有極大借鑒作用。部分省市三調(diào)辦參考了林地調(diào)查數(shù)據(jù)，對(duì)地類(lèi)不一致區(qū)域開(kāi)展了重點(diǎn)調(diào)查[10-12]，精確了國(guó)土“三調(diào)”數(shù)據(jù)成果，但兩套數(shù)據(jù)依然存在地類(lèi)、屬性、邊界不一致的問(wèn)題。因此，研究三調(diào)與林地?cái)?shù)據(jù)融合方法，形成統(tǒng)一的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，對(duì)支撐各項(xiàng)工作具有重要意義。

1 研究方法

1.1 研究區(qū)域

梁平區(qū)位于重慶市東北部，幅員面積約1889km2，呈現(xiàn)“三山五嶺，兩槽一壩，丘陵起伏，六水外流”的自然景觀，形成山、丘、壩兼有而以山區(qū)為主的特殊地貌。梁平區(qū)森林植被豐富、物種多樣，其中特色經(jīng)濟(jì)林木有油桐、茶葉、桑樹(shù)、柑桔、梁平柚等，不論是自然地貌，還是森林植被都具有復(fù)雜多樣的特點(diǎn)。因此，選取具有復(fù)雜自然地理特征的重慶市梁平區(qū)作為研究區(qū)域，有助于驗(yàn)證數(shù)據(jù)融合方法的廣泛適用性。

1.2 數(shù)據(jù)來(lái)源

研究數(shù)據(jù)主要包括重慶市梁平區(qū)國(guó)土三調(diào)數(shù)據(jù)、2019年森林資源一張圖（林地資源管理數(shù)據(jù)依托于森林資源一張圖，簡(jiǎn)稱為林地管理），土地利用現(xiàn)狀數(shù)據(jù)庫(kù)、2014年已驗(yàn)收退耕還林成果、永久基本農(nóng)田成果和已審批工程項(xiàng)目矢量范圍，數(shù)據(jù)來(lái)源于重慶市規(guī)劃和自然資源局。

1.3 數(shù)據(jù)差異情況

三調(diào)初始調(diào)查基礎(chǔ)為2017年10月—2018年3月優(yōu)于0.2m高分辨率影像，其后更新調(diào)查為優(yōu)于0.5m高分辨影像;林業(yè)調(diào)查基礎(chǔ)本底為2013年優(yōu)于5m影像，其后每年變更底圖為1m或2m遙感影像底圖，相對(duì)來(lái)講三調(diào)影像精度更高，內(nèi)業(yè)識(shí)別判讀更準(zhǔn)確?，F(xiàn)暫不考慮精度與現(xiàn)勢(shì)性差異對(duì)數(shù)據(jù)的影響，對(duì)數(shù)據(jù)差異原因進(jìn)行分門(mén)別類(lèi)的分析。

1.3.1 林地管理范圍內(nèi)三調(diào)非林地區(qū)域

1.3.1.1 林業(yè)退耕還林工程項(xiàng)目

梁平區(qū)林業(yè)工程有天然林資源保護(hù)工程、退耕還林工程以及其它林業(yè)工程，地類(lèi)差異主要集中在退耕還林工程范圍內(nèi)。林業(yè)部門(mén)將退耕還林區(qū)按整采集為林地地類(lèi)，但由于退耕還林區(qū)內(nèi)成活率未達(dá)合格標(biāo)準(zhǔn)的待補(bǔ)植與失敗、因人為或自然原因損毀、農(nóng)戶自主種植與建設(shè)等原因，存在地類(lèi)現(xiàn)狀為耕地、建設(shè)用地、園地等地類(lèi)，三調(diào)據(jù)實(shí)調(diào)查采集現(xiàn)狀地類(lèi)。

1.3.1.2 標(biāo)準(zhǔn)不一致導(dǎo)致差異

在林地?cái)?shù)據(jù)中，建設(shè)項(xiàng)目臨時(shí)使用林地的地塊，毀林開(kāi)墾種植農(nóng)作物的地塊，地震、塌方、泥石流等自然災(zāi)害，導(dǎo)致林業(yè)生產(chǎn)條件完全喪失的林地地塊，在林業(yè)規(guī)劃調(diào)整前也屬于林地，且一般調(diào)查為無(wú)立木林地;未達(dá)到林業(yè)有林地、疏林地、灌木林地、未成林地標(biāo)準(zhǔn)，經(jīng)縣級(jí)以上人民政府規(guī)劃為林地的土地一般調(diào)查為宜林地，但三調(diào)據(jù)實(shí)調(diào)查采集現(xiàn)狀地類(lèi)。

1.3.1.3 國(guó)有林場(chǎng)

林業(yè)部門(mén)將國(guó)有林場(chǎng)區(qū)域整體調(diào)查為林地，但林場(chǎng)中存在林木培育、林業(yè)輔助生產(chǎn)建設(shè)、居民人為毀林耕作、建設(shè)等情況。因此，國(guó)有林場(chǎng)中實(shí)際存在耕地、園地、建設(shè)用地等相應(yīng)的非林地類(lèi)，并且三調(diào)根據(jù)現(xiàn)狀地類(lèi)據(jù)實(shí)調(diào)查采集。

1.3.2 林地管理范圍外三調(diào)林地區(qū)域

1.3.2.1 “四旁”林地調(diào)查差異

“四旁”林地是指在宅旁、村旁、路旁、水旁等地自主栽植或自然生長(zhǎng)的零星竹叢、林木，以及農(nóng)區(qū)的農(nóng)田林網(wǎng)。林地?cái)?shù)據(jù)實(shí)際作業(yè)中通常把1500m2作為“四旁”區(qū)域的采集標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)小于1500m2的林地不進(jìn)行調(diào)查采集與更新，而三調(diào)將達(dá)到上圖面積400m2的林地全部采集，因此，在“四旁”林地區(qū)域存在三調(diào)為林地，而林地?cái)?shù)據(jù)為耕地、建設(shè)用地等地類(lèi)的情況。

1.3.2.2 農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整或耕地自然撂荒成林

由于短期內(nèi)，農(nóng)民在耕地上種植林木或耕地自然撂荒成林，使土地用途暫時(shí)發(fā)生改變，林地?cái)?shù)據(jù)依然為耕地，三調(diào)則按照現(xiàn)狀調(diào)查為林地。

1.3.3 林地管理與三調(diào)林地重疊區(qū)域

在林地重合區(qū)域，存在兩套數(shù)據(jù)林地二級(jí)類(lèi)不一致的問(wèn)題，如，三調(diào)為灌木林地，而林地資源管理數(shù)據(jù)為有林地中的喬木林地。

1.4 融合方法

1.4.1 融合總體框架

數(shù)據(jù)融合以林地管理數(shù)據(jù)與涉及的三調(diào)圖斑為融合對(duì)象，圍繞管理范圍融合與林地因子銜接兩大融合目標(biāo)開(kāi)展。管理范圍融合，主要利用三調(diào)數(shù)據(jù)高精度的特點(diǎn)，進(jìn)行管理邊界精度優(yōu)化，同步梳理林地管理類(lèi)型與非林地管理類(lèi)型，對(duì)管理范圍區(qū)域進(jìn)行調(diào)整。林地因子銜接即是屬性的銜接，以統(tǒng)一分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)后，以三調(diào)圖斑為基準(zhǔn)優(yōu)化圖斑邊界，繼承林地因子。

1.4.2 林地管理范圍的融合

林地管理范圍融合充分利用三調(diào)數(shù)據(jù)采集精度更高、現(xiàn)勢(shì)性更強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)，結(jié)合影像與權(quán)威資料，以三調(diào)圖斑地類(lèi)邊界為主要參考，合理優(yōu)化林地管理范圍邊界，改善上圖指標(biāo)、分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)不一致、行政界線差異、調(diào)查精度與時(shí)效（撂荒成林、土地復(fù)墾等）對(duì)管理范圍的影響?，F(xiàn)以原林地管理范圍為參考，對(duì)林地管理范圍內(nèi)部區(qū)域的圖斑類(lèi)型進(jìn)行歸納與調(diào)整。

1.4.2.1 納入林地管理

原林地管理范圍內(nèi)的三調(diào)林地，根據(jù)遙感影像現(xiàn)狀，與圖斑連續(xù)性原則，將原林地管理范圍內(nèi)的林地，納入林地管理。已驗(yàn)收退耕還林區(qū)域，根據(jù)實(shí)際管理情況，將已驗(yàn)收退耕還林成果范圍內(nèi)的三調(diào)林地圖斑納入林地管理。臨時(shí)占用林地的圖斑，被臨時(shí)占用的森林資源規(guī)劃管理區(qū)域，納入林地管理。

1.4.2.2 不納入林地管理

已審批的“農(nóng)轉(zhuǎn)用”區(qū)域，用地性質(zhì)已經(jīng)發(fā)生改變，不納入林地管理。房前屋后的林盤(pán)，從實(shí)際情況來(lái)看，宅基地房前屋后林地更多受農(nóng)戶影響，并大多位于土地變更調(diào)查村莊范圍內(nèi)部，已發(fā)放集體所有權(quán)證，不納入林地管理。國(guó)有林場(chǎng)范圍內(nèi)建設(shè)用地、耕地等地類(lèi)。除去林木培育與林業(yè)輔助生產(chǎn)建設(shè)等特殊情況外，其余非林地類(lèi)如宅基地、公路用地、特殊用地、耕地不納入林地管理。原林地管理范圍內(nèi)耕地、建設(shè)用地等非林地區(qū)域。除去上述情況外，其余非林地三調(diào)圖斑不屬于林地管理范疇，不納入林地管理。

若某區(qū)域同時(shí)符合林地管理類(lèi)型與非林地管理類(lèi)型，則由自然資源主管部門(mén)會(huì)同林業(yè)、農(nóng)業(yè)等各行業(yè)部門(mén)進(jìn)行審核，根據(jù)已有權(quán)威資料與現(xiàn)狀數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)照，合理化調(diào)整。

1.4.3 圖斑的屬性銜接

1.4.3.1 林地圖斑的屬性銜接

保持全國(guó)土地調(diào)查分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)和林業(yè)行業(yè)分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)并行，地類(lèi)以全國(guó)第三次國(guó)土調(diào)查分類(lèi)為準(zhǔn)，以林業(yè)林地分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)三調(diào)地類(lèi)進(jìn)行細(xì)化。將兩套數(shù)據(jù)進(jìn)行空間疊加分析，圖斑地類(lèi)一致時(shí)，采用“同名實(shí)體融合方法”[13-15]，以“三調(diào)”地類(lèi)邊界為基準(zhǔn)，繼承對(duì)應(yīng)區(qū)域的林業(yè)屬性因子;圖斑地類(lèi)不一致時(shí)，采用補(bǔ)充調(diào)查方式進(jìn)一步確認(rèn)，獲得準(zhǔn)確的各類(lèi)屬性信息。

1.4.3.2 非林地圖斑屬性銜接

林地管理范圍內(nèi)的非林地圖斑，參與了林業(yè)相關(guān)工作管理實(shí)踐。利用融合后的管理范圍篩選三調(diào)數(shù)據(jù)中地類(lèi)為非林地的圖斑，將對(duì)應(yīng)林地?cái)?shù)據(jù)圖斑中的林業(yè)屬性——土地管理類(lèi)型等，直接賦予到非林地圖斑中。

2 研究結(jié)果

融合前2套數(shù)據(jù)如圖3所示，現(xiàn)將兩者進(jìn)行空間疊加后發(fā)現(xiàn)，林地管理范圍內(nèi)的林地與三調(diào)林地重疊面積約為627km2，占比63.7%。林地管理范圍內(nèi)，三調(diào)不為林地的面積約為126km2;三調(diào)為林地，但不在林地管理范圍內(nèi)的面積約為231km2。管理范圍內(nèi)無(wú)法重合區(qū)域，林業(yè)資源管理數(shù)據(jù)為林地，而“三調(diào)”為耕地、園地、草地、建設(shè)用地等地類(lèi)的情況普遍存在：其中50%的耕地，55%的園地，48%的草地，16%的建設(shè)用地位于正在實(shí)施的退耕還林區(qū)域;同時(shí)35%的建設(shè)用地位于臨時(shí)占用林地，其余部分由于精度和現(xiàn)勢(shì)性不足呈無(wú)規(guī)律分布。從屬性上對(duì)比，三調(diào)缺少了豐富的林地?cái)?shù)據(jù)屬性因子。

如圖4所示，林地管理范圍內(nèi)的融合將未納入林地管理的圖斑整合到管理范圍內(nèi)，將不屬于林地管理的建設(shè)用地、耕地等地類(lèi)剔除，完善了林地管理范圍邊界信息。融合后的管理范圍比原林地管理范圍面積減少了約7%，排除退耕還林區(qū)、國(guó)有林場(chǎng)、臨時(shí)占用以及原管理范圍內(nèi)其它不屬于林地管理的三調(diào)圖斑，耕地減少了71.2%，建設(shè)用地減少了約52%，其它地類(lèi)減少了15%，園地減少了75%，草地減少了9%，而林地變化了約5%，是由于根據(jù)三調(diào)邊界精度調(diào)整，提升管理范圍邊界精度所致，屬于合理的變化。

從圖斑屬性融合的角度上看，融合前原林業(yè)8類(lèi)林地，三調(diào)4類(lèi)林地。融合在三調(diào)圖斑邊界的基礎(chǔ)上統(tǒng)一了林地的邊界，融合屬性包含了2套數(shù)據(jù)的特點(diǎn)，包括“三調(diào)”地類(lèi)、權(quán)屬單位、面積、細(xì)化類(lèi)型、種植屬性等屬性，兼顧“林業(yè)”林種、優(yōu)勢(shì)樹(shù)種、郁閉度等級(jí)、起源、齡組、生態(tài)公益林的事權(quán)、森林類(lèi)別、管理類(lèi)型等重要因子，形成支撐行政管理的重要參考數(shù)據(jù)。

3 討論與總結(jié)

本文將梁平區(qū)“國(guó)土三調(diào)”與林地資源管理數(shù)據(jù)融合，提升了數(shù)據(jù)精度，保留了各類(lèi)屬性信息，有利于各行業(yè)部門(mén)的管理審批工作。后續(xù)研究中，可以在如下2方面進(jìn)一步細(xì)化：三調(diào)園地與林業(yè)經(jīng)濟(jì)林的對(duì)應(yīng)情況無(wú)法從內(nèi)業(yè)明確，園地與林地?cái)?shù)據(jù)融合，可在后續(xù)研究中進(jìn)一步完善;改進(jìn)林業(yè)屬性調(diào)查的方法，提高地類(lèi)不對(duì)應(yīng)區(qū)域的專(zhuān)題屬性完善速度。

本文提出了一種優(yōu)化林地管理范圍邊界，銜接林業(yè)屬性因子的數(shù)據(jù)融合方法，將梁平區(qū)“三調(diào)”數(shù)據(jù)與林地管理數(shù)據(jù)進(jìn)行了融合，生成新的融合成果。對(duì)林業(yè)部門(mén)而言，此次融合提高了數(shù)據(jù)邊界精度，優(yōu)化了林地管理范圍、有利于提升行政管理的準(zhǔn)確度;對(duì)自然資源管理部門(mén)而言，融合理清了林地管理范圍的空間邊界，有利于建立長(zhǎng)期有效的動(dòng)態(tài)更新制度，有利于后續(xù)各類(lèi)規(guī)劃的開(kāi)展，為后續(xù)規(guī)劃與管理工作奠定了基礎(chǔ)。

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（責(zé)任編輯 周康）

收稿日期：2020-09-04

作者簡(jiǎn)介：劉曉瑜（1971-），女，處長(zhǎng)。研究方向：自然資源管理與可持續(xù)發(fā)展;通訊作者肖禾（1985-），男，正高級(jí)工程師。研究方向：自然資源管理與可持續(xù)發(fā)展。