新形势下土地利用变化监测的改进与分析

发表时间:2021/8/27   来源:《城镇建设》2021年4月4卷10期   作者:许成东
[导读] 我国地大物博,国土资源辽阔,做好土地管理工作十分重要。
        许成东
        山东省聊城市东阿县自然资源和规划局,山东省聊城市252200

        摘要:我国地大物博,国土资源辽阔,做好土地管理工作十分重要。近年来,在精细化管理的理念下土地利用变化监测工作越来越受到重视。本文针对新形势下土地监测流程中遇到的分类标准不统一等问题进行分析探究,结合地理国情监测与第三次全国国土调查尝试提高整体工作成效,并利用FME工具进行了变化类型自动分类,通过跨行业的数据联动等实现监测成果的综合应用。
        关键词:土地利用;变化监测;改进
        引言
        土地作为人类生存和从事社会经济活动的重要资源,各行业用地比例会随着社会发展以及产业结构的调整而变化,土地利用处于变化之中。由于遥感影像覆盖区域广,实时性较好、处理速度快,处理方便费用不高,现已普遍应用于土地利用变化情况监测。本文主要利用了RS与GIS技术研究城市土地利用现状不同时期的内部用地变化,为城市发展提供土地利用相关研究方法并提出整体规划的合理性建议。
        1数据源选取
        收集土地利用/土地覆被数据,主要通过遥感数据解译实现,为了满足变化监测的精度质量要求,影像数据挑选综合考虑云覆盖、成像时间、辐射质量与初始几何定位精度等因素,具体的影像挑选要保证成像时间控制在6月-9月之间;遥感影像云量控制在20%以内,尽可能无云;遥感影像辐射质量良好,不存在过度曝光、偏色、CCD拼接色差等问题;可以使用高分一号PMS传感器、高分二号PMS传感器、资源三号MUX传感器等多光谱数据进行补充。
        2土地利用遥感监测流程
        (1)准备工作。明确主题,即确定遥感监测的范围与内容,为顺利开展工作收集和分析相关资料,制定相关的标准规范和工作机制。
        (2)数据转换。按照步骤(1)制定的标准规范,将收集到的资料进行统一转换,并导入数据库中。
        (3)数据预处理。根据不同来源的遥感数据进行预处理,一般包括辐射纠正、几何纠正、镶嵌配准、数据融合等工作,目的是保证遥感监测区域的所有影像具有统一的地理坐标及较高的影像分辨率。为进一步优化不同来源的数据信息,提高遥感影像信息提取的准确率。
        (4)变化信息提取。根据监测内容要求,在模型库中选择适当的方法对多时相、多源遥感数据进行分析处理,凸显土地利用变化特征,通过变化模板的生成有效提取出可能发生变化的位置大小和范围。变化信息提取是土地利用动态遥感监测的关键步骤,经常会采用不同的方法。
        (5)成果输出。把提取的变化信息按监测主题制作成表格、文档、专题图、统计图表等数据,进行成果输出。
        3新形势下土地利用变化监测的改进与分析
        3.1结合地理国情普查与监测
        地理国情普查地类与土地利用现状分类之间在理论基础与技术方法等方面有许多相通之处。两者均基于调查产生,均以实地面积400m2为最小上图面积,均采用“1985国家高程基准”,坐标系虽有所不同,但能够互相转换。同时,两者均实现了用地全覆盖,反映了全国陆地国土范围内土地利用的自然属性和社会属性。
        然而,两者在管理目的、用途种类、分类要素等方面仍存在不少差异。尤其是用途种类方面。通过对比,地理国情12个一级类中耕地、园地、林地、草地、水域和其他土地都能够建立对应关系,也即《土地管理法》“三大地类”中的农用地和未利用地,大同而小异;但对于建设用地,两者则采用了不同的分类依据,土地利用现状分类依据土地的功能用途,分为商服、工矿仓储、住宅、交通运输等类型;地理国情依据地表覆盖形态,分为房屋建筑(区)、构筑物、道路、人工堆掘地等。因此,在借鉴地理国情普查地类的同时,也需要针对土地监测需求进行相适应的调整。
        3.2耕地细化监测
        耕地资源细化监测是在国土三调耕地范围内,对耕地进行专项调查,查清耕地的分布、等级、健康指标、农作物的产能等,掌握耕地资源的质量状况,分析耕地质量变化的原因及趋势,针对现阶段耕地质量发现的问题及暴露的不足,不断进行优化和改善。
        
        3.2建设用地监测
        随着我国经济的快速发展,建设用地扩展变化迅猛。

因此,建设用地的变化是土地利用动态监测的重点监测对象。通常可利用不同时期的高分辨率遥感影像,依据建设用地的光谱特征及空间特征,通过影像变化信息自动发现与提取或人机交互解译方法,获得区域内的建设用地信息。在提取的建设用地信息上,叠加建设用地项目信息、城市规划数据等资料,可进行违法违规建设用地信息提取。
        3.3利用FME开展变化类型提取
        FME是解决数据交互操作问题的一个数据转换工具,支持GIS、CAD、XML、栅格等多种数据格式。其中,FMEWorkbench是定义数据转换和变换最主要的工具,它有一个直观的图形界面,将转换以图形方式描述数据流。
        本文处理的要素类型主要为变化图斑的属性表。通过FMEWorkbench制作出数据流模板,生成处理工具。将图斑数据导入处理工具,即可将变化前和变化后的对应关系按上述土地利用变化类型标准提取出来,为其添加变化类型的属性字段并赋值,最后自动输出带有全新属性表的变化图斑成果。
        3.4土地利用/土地覆盖监测
        土地利用/土地覆通过遥感解译,其依据是土地利用/覆被分类体系、分析遥感影像解译标志,在基于ARCMAP软件运行条件下,通过人机交互土地利用/覆被类型实现其解译。其解译过程将会涉及土地利用/覆被遥感监测分类体系的制订和选择、遥感数据资源的取舍、处理,其他地形图数据源的处理、遥感解译标志及解译条款式的规定、解译质量好坏和分析准确度等各个环节。
        首先进行高分一号遥感影像的预处理,主要包括影像挑选、区域网平差、几何精矫正、融合镶嵌、匀光匀色等环节。然后,参照中国科学院资源环境科学数据中心2000年和2015年的土地利用变化与土地覆被分类结果,按照相同的分类系统、制图标准和规范,选择相应的监督分类样本,利用基于支持向量机的监督分类与人机交互相结合的方法,将国家级新区的土地利用类型分为耕地、林地、草地、水域和城镇用地,另外,还将涉及到农村人员居住地、工矿建设占有土地和尚未开发使用地共8个类型。
        4各项专题监测的落实
        在国土资源全面提升为自然资源管理的新形势下,承载了包括山、水、林、田、湖草等众多资源的土地是各项专题监测的切入口和纽带。在已有变化图斑并通过确定其前后时相变化类型的基础上,再叠加相关专题要素,即可根据需求提取出专项变化图斑。
        (1)叠加当前最新的用地审批信息,可判断违法用地情况,发现违法用地案件。
        (2)叠加农委等部门提供的基本农田范围图形文件,可判断涉及基本农田内的土地利用变化情况,掌握耕地及基本农田保护情况。
        (3)叠加环保或林业部门提供的现状林地范围图形文件,可判断涉及林地的土地利用变化情况。
        (4)叠加水务部门提供的现状管控水体范围图形文件,可判断涉及河湖水域的变化情况。
        (5)其他专题监测工作可在项目实施过程中按收集到的跨行业专题数据进行动态提取和增加。此外,还可以通过搭建土地利用变化监测系统平台,实现跨行业监测数据的统一管理、集中展示和分类查询,提高相关行业管理部门的参与积极性,以“地理信息+”的模式扩大成果的共建共享。
        结语
        通过分析土地利用内部结构变化情况,可给出研究区土地可持续利用的建议:
        (1)依据国家相关政策积极调整农业用地使用结构,鉴于农业是国民经济基础,优先考虑农用地调整。
        (2)做好工矿用地、交通运输用地和城镇等不同建设用地的内部结构调整,合理增加建设用地。
        (3)草地和林地面积两个时段的增加,与地方增强环保意识有关。在整改其他地类时,要兼顾保护和修复两项工作。
        (4)注重地类结构调整、土地开发整理、生态修复和基础建设对生态环境的影响。
        参考文献
        [1]张慧芳.新形势下土地利用分类的比较研究[J].安徽农业科学,2018,46(33):197-200.
        [2]国家质量监督检验检疫总局,国家标准化管理委员会.土地利用现状分类:GB/T21010—2017[S].北京:中国标准出版社,2017.
        [3]肖婷.基于第三次全国土地调查的天津市土地利用分类体系研究[D].天津:天津工业大学,2019.
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