应用3S技术的二调地类调绘方法研究

2022-10-24

第二次全国土地调查受到了党中央、国务院和社会各界的高度关注, 国务院已经成立了第二次全国土地调查领导小组, 协调各部委、各省市, 组织有关科研单位和公司企业一同参与共同努力为土地调查工作献策献力。第二次全国土地调查是一项宏大的工程, 全国土地调查领导小组不可能面面俱到地给作业单位提供操作细节。为了保证此次土地调查的成果精度, 全国土地调查领导小组已经协调相关部门制定了一系列的法律、规范和国家标准, 如《中华人民共和国国家标准土地利用现状分类》、《中华人民共和国土地管理行业标准土地利用数据库标准》、《城镇地籍数据库标准》、《第二次全国土地调查成果检查验收办法》、《第二次全国土地调查成果国家级核查技术规范》等等。本文主要以二调中的地类调绘为研究对象。

地类调查工作是在遥感底图制作的基础上进行的。地类调查包括线状地物、图斑、零星地物和补测地物等内容。

地类调查主要采用调绘法。调绘主要包括四个方面内容:一是当影像上地类界线与实地一致时, 将地类界线直接调绘到调查底图上;二是当影像不清晰、或实地地物与影像不一致时, 采用实地测量方法, 将地物补测到调查底图上;三是当有设计图、竣工图等有关资料时, 可将新增地物的地类界线直接补测在土地利用线状图上, 但必须实地核实确认;四是将地物的坐落、权属性质、权属单位、图斑编号、地类编码、耕地类型、线状地物宽度等属性标注在调查底图上。

地类调查工作是最容易出现错误和误差的部分。建立合理的遥感解译标志、采用最优的调绘方法是进行地类调查工作的关键。

1 3S技术在地类调绘中的优势

常用的调绘方法有综合调绘法和全野外调绘法。

全野外调绘法即携带调查底图直接到实地, 将影像所反映的地类信息与实地状况一一对照、识别, 将各种地类的位置、界线用规定的线划、符号在调查底图上标绘出来, 将地物属性标注在调查底图上。最终获得能够反应调查区域内的土地利用状况的原始调查图件和资料, 以此作为内业数据库建设的依据。这种调绘方法主要作业都是外业实地进行的。

综合调绘法是内业解译和外业核实、补充调查相结合的调绘方法。首先在室内采用遥感和GIS软件直接对影像进行解译, 也可以利用已有土地利用数据库与调查底图套合后解译, 依据影像对界线进行调整。将能够确认的地类和界线、不能够确认的地类或界线、无法解译的影像等, 分别用不同的线划、颜色、注记、符号等形式标绘在调查底图上, 然后在实地对内业标绘的地类、界线等内容逐一进行核实、修正或补充调查。将不正确的予以修正, 并补测新增加的地物, 用规定的符号在调查底图上标绘出来, 将地物属性标注在调查底图上。最终获得能够反应调查区域内土地利用状况的原始调查图件和资料, 以此作为内业数据库建设的依据。

2 地类的遥感解译标志及认定标准

各地类遥感解译标志的建立是进行地类调绘工作的基础, 解译标志的统一明确有利于提高土地调查的解译精度, 更有利于土地调查工作的顺利开展, 节省大量的人力、物力。地类的遥感解译标志可以从颜色、大小、形状、纹理、阴影、相关等特点予以建立。

“颜色”是指反映的地物光谱特征, 如耕地一般呈绿色, 水体呈蓝黑色等;“大小”指地物空间尺度的特征;形状指地物的空间形态;“纹理”指地物的微观重复特征;“阴影”是由地物的高度、朝向、坡度等所出现的特征;“相关”指地物之间相互依存, 共生共存的关系。

第二次全国土地调查农村土地调查中将地类划分为耕地、园地、林地、草地、商服用地、工矿仓储用地、住宅用地、公共管理与公共服务用地、特殊用地、交通运输用地、水域及水利设施用地、其他用地十二大类。由于商服用地、工矿仓储用地、住宅用地、公共管理与公共服务用地、特殊用地在遥感影像上的解译特征很相似, 故把他们合并为城镇村及工矿用地。这样地类变为耕地、园地、林地、草地、交通运输用地、水域及水利设施用地、其他用地、城镇村及工矿用地八个大类。

2.1 耕地

耕地是指种植农作物的土地。包括熟地、新开荒地、休闲地、轮歇地、草田轮作地;以种植农作物为主, 间有零星果树、桑树或其他树木的土地;耕种三年以上的滩地和海涂。耕地中包括南方宽小于1.0m, 北方宽小于2.0m的沟、渠、路和田埂。我国丘陵山区的耕地面积中, 田埂、土坎所占比例大, 有的高坡田中, 土坎所占面积高达50%以上, 因此, 要扣除耕地中南方宽大于等于1.0m, 北方宽大于等于2.0m的田埂, 并计入未利用土地的二级地类中。

不但种植农作物的土地要被确认为耕地, 而且一些遥感解译特征不明显的地物也可以划分为耕地。如不同耕作制度, 种植和收获农作物为主的土地、被临时占用的耕地、受灾但耕作层未被破坏的耕地、被人为撂荒的耕地等。

2.2 园地

园地指种植以采集果、叶、根茎等为主的集约经营的多年生木本、草本作物, 覆盖度大于50%, 或每亩株数大于合理株数70%的土地, 包括果树苗圃等用地。园地与林地中的经济林地的主要区别在于园地为集约经营, 有人工耕种、施肥、灌溉等设施。以下情况可以确认为园地:集约经营的果树、茶树、桑树、橡胶树, 及其他园艺作物, 如可可、咖啡、油棕、胡椒、药材等的土地;果农、果林、果草间作、混作、套种、套载, 以收获果树果实为主的土地;园地中, 直接为其服务的用地, 如粗加工场所、简易仓库等附属用地;城近郊区的非工厂化采摘园;专门用于果树苗木培育、林业苗圃以外花圃, 如制作花茶用花圃等的土地;科研、教学建筑物 (如教学、办公楼等) 等建设用地范围以外的, 种植果树为主, 直接用于科研、教学、试验基地的土地。

2.3 林地

指生长乔木、竹类、灌木、沿海红树林的土地。不包括居民绿化用地, 以及铁路、公路、河流、沟渠的护路、护岸林。下列土地应认定为林地:生长郁闭度大于等于0.1的乔木、竹类、沿海红树林的土地;生长覆盖度大于等于40%灌木的土地;林木被采伐或火烧后5年未更新的土地;粗放经营的核桃、板栗、柿子等干果果树的土地;林地中, 修筑的直接为林业生产服务的设施, 如培育苗木 (苗圃) 、种子生产、存储种子等的土地;用于树木科研、试验、示范的林业基地 (不包括其教学楼、实验楼等建设用地) 。

2.4 草地

指生长草本植物为主, 用于畜牧业的土地。草本植被覆盖度一般在15%以上、干旱地区在5%以上、树木郁闭度在10%以下、用于牧业的均划为牧草地, 包括以牧为主的疏林、灌木草地。下列土地可以认定为草地:自然生长草本植物为主的土地;人工种植、管理生长草本植物的土地;草本植物、林木、灌木混合生长无法区分, 且以草本植物为主的土地;草地中, 直接用于放牧、割草等服务设施的土地。

2.5 交通运输用地

交通运输用地是指地面上用于旅客和货物转运输送线路的土地和用于旅客和货物转运输送的站场、设施、航空港、码头、港口及管道运输等的土地。

2.6 水域及水利设施用地

水域及水利设施用地指陆地水域, 海涂, 沟渠、水工建筑物等用地。不包括滞洪区和已垦滩涂中的耕地、园地、林地、居民点、道路等用地。下列土地可以确认为水域及水利设施用地:长年被水 (液态或固态) 覆盖的土地。如河流、湖泊、水库、坑塘、沟渠、冰川等;季节性干涸的土地。如时令河等;沿海 (含岛屿) 潮水常年涨落的区域;常水位岸线以上, 洪水位线以下的河滩、湖滩等内陆滩涂;为了满足发电、灌溉、防洪、挡潮、航行等而修建各种水利工程设施的土地等。

2.7 城镇村及工矿用地

城镇村及工矿用地指城乡居民点、独立居民点以及居民点以外的工矿、国防、名胜古迹等企事业单位用地, 包括其内部交通、绿化用地。

3 应用GPS进行地物补测

由于遥感图像的获取时间与进行土地调查的时间有一定的差距, 即图像现势性的限制。因此进行地物补测工作是必要的。地物补测就是将实地相对DOM发生变化的部分补测到DOM上。地物的补测一定要满足精度要求, 通常采用GPS实地测量的方式来进行。

量距精度要求:用GPS等仪器量距离时, 测量单位为米 (m) , 保留1位小数。往返或单程两次丈量的相对误差不大于1/200。

平面位置精度要求。补测的地物点相对邻近明显地物点距离中误差, 平地、丘陵地不得大于图上0.5mm, 山地不得大于图上1.0mm。

常用的补测方法主要有简易直接补测法、简易间接补测法和仪器补测法。简易直接补测法是地物补测的常用方法。一般使用钢尺或皮尺、圆规、三角尺等简单测量工具, 将地物补测到调查底图上的方法有比较法、截距法、距离交会法、直角坐标法、延长线截距法等。

简易间接补测法是利用收集的与补测地物有关的图件资料, 如设计图、竣工图等, 将图件资料上的有关调查内容, 采用透绘法、转绘法等方法, 标绘在调查底图上。主要适用于已有相关资料的地区。标绘后必须对其标绘内容进行实地核实确认, 当与实地的位置、界线一致时, 予以确认;不一致时, 按实地现状进行修改后确认。

仪器补测法指利用平板仪、全站仪、GPS等仪器设备, 进行地物补测的方法。该方法适用于补测地物范围大、不规整及用简易补测法无法补测情况。对于大型新增线状地物, 如高速公路、铁路、工矿企业等, 一般应采用仪器补测法。当新增地物四周有与影像对应的明显地物点作为控制时, 将平板仪直接安置于明显地物点进行补测;当新增地物四周没有与影像对应的明显地物点作为控制时, 应首先采用相应的测量技术, 在新增地物四周, 均匀布设能够满足补测需要的若干控制点, 再将平板仪安置于控制点上进行补测。平板仪补测法主要利用平板仪进行定向, 控制点到新增地物点的距离由视距、测距或直接量测得到。