北海市土地利用现状更新调查

陈继烈
（北海市土地技术服务站 广西北海 536000）

【摘　要】　论述北海市土地利用现状概况以及进行更新调查的必要性和迫切性，利用新技术取得的效果；阐述了利用新技术的具体内容即利用先进的硬件、软件和先进的操作手段进行数字化生产；并阐明了土地利用现状调查数字化和建库和工作流程。
【关键词】　土地利用现状调查 新技术 数字正射像图（DOM） 扫描 定位 分层矢量化 权属界线矢量化 室内判读 计算机描绘 外业调查及补测 数据库的建设及统计

　　0 引言
　　北海市土地利用现状调查最初是在1987年开始，于1996年结束；每年都作了土地利用现状变更调查。经过十多年的变化，大部分的地类都发生了改变，现有的土地利用现状图与实地都不相符；根据1996年的成要建成的数据库民土地利用现状电子图也不相符，因为数据库里的数据是采用原外业调查的数据。为了解决这些问题，市国土资源局决定在2005年全面开发北海市市区的土地利用现状更新调查工作在我站是第一次，值得借鉴的经验不多，经过我站的技术人员五个多月的努力探索，采用了很我的新技术，出色地完成了土地利用现状调查的更新工作。
　　我们此次调查中利用的新技术包含有硬件方面的数字正射影像图（DOM、先进的仪器设备；MAPGIS地理信息系统，开思SCS G2004多用途测绘和管理系统等计算机网络和数据库管理技术。采用先进的操作手段，以先进的GIS技术为基础平台，建成了运行速度快、质量高的土地利用现状数字图库。
　　1 土地利用现状调查采用的新技术资料
　　1.1 外业调查范围及采用的新技术资料
　　1.1.1 调查范围
　　调查范围为北海市市辖区，包括郊区和铁山港区（除合浦县外），面积为490平方公里（折合73.5万亩），涉及1：1万标准土地利用现状图48幅。
　　1.1.2 外业调查采用2001年最新的正影像图
　　使用广西航测院2001年11月航测的1：5000的制作成数字正射影像图（DOM）。按国际标准分幅。
　　1.1.3 2001年正射影像图的优点和缺点
　　2001年正射影像图是经过像片纠正、没有投影差的1954年北京坐标系的影像图，调绘后可以直接勾绘成图。正射影像图精度高，后续工作少，容易操作。用彩色打印机打印，成本低，为将业土地利用现状变更调查提供好的方法。
正射影像图的地物、线状地物、零星地物色彩层次分明，容易辩读，新增也物少也容易补测。缺点是正射投影，不能产生立体效果；所以在山区或有阴影地方的判读也会产生误差。但这种误差不会影响全局。
　　1.1.4 地理信息系统的基本概念
　　地理信息系统（Geographic Information System，简称GIS）是在计算机软、硬件支持下，采集、存储、管理、检索、分析和描述地理空间数据，适时提供各种空间的和动态的地理信息，用于管理和决策过程的计算机系统。它是集计算机科学、地理学、测绘遥感学、空间科学、环境科学、信息科学和管理科学等为一体的边缘学科，其核心是计算机科学，基本技术是地理空间数据库、地图可视化和空间分析。
　　GIS的基本功能有：①数据采集与输入；②地图编辑；③空间数据管理；④空间分析；⑤地形分析；⑥数据显示与输出。
　　GIS所管理的数据主要是二维或三维的空间型地理数据，包括地理实体的空间位置、拓扑关系和属性三个内容。GIS对这些数据的管理是按图层的方式进行的，既可将地理内容按其特征数据组成单独的图层，也可将不同类型的几种特征数据合并起来组成一个图层，这种管理方式对数据的修改和提取十分方便。
　　1.1.5 MAPGIS地理信息系统的基本功能
　　（一）MAPGIS系统的运行环境及应用范围
　　MAPGIS硬件环境：PC—486（推荐奔腾Ⅱ）以上微机，内存8M（推荐64M）以上，硬盘420M（推荐4.3G）以上，1024×768×256色的彩显设备。
　　MAPGIS软件环境：中文WINDOWS95、WINDOWS98（推荐）、WINDOWS2000以及NT4.0以上。
　　MAPGIS地理信息系统适用于地质、矿产、地下、测给、水利、石油、煤炭、铁道、交通、城建、规划及土地管理专业，目前我国已建立的各类地理信息系统绝大部分使用国外软件，它大多运行在工作站上，而MAPGIS的软件完全是自行开发并运行在PC—486以上微机平台，这套系统的推广使用，可以使更多的用户使用地理信息系统。
　　（二）将影像图数据从CAD转换到MAPGIS，镶嵌配准，并对转换后的数据进行整饰（根据参数表的要求进行），删除不必要的数据。
　　2 内业进行影像图的判读和矢量化
　　1：5000的正射影像图是矢量化的工作底图，现有1：10000的标准分幅的现状图是由4幅1：5000的正射影像图构成的，因此，我们在矢量化时要将4幅影像图作为一个工程进行矢量化。具体做法如下：
　　1、进入MAPGIS的输入编辑模块，新建工程，添加项目，将镶嵌配准后的相应影像图图幅的点文件（.wt）和线文件（.wl）添加进来，以现状图图幅号（如F-49-75-62）为文件名另存工程。
　　2、选择“矢量化”菜单，选“装入光栅文件”。参照1：10000现状图和正射像图的现状对正射影像图进行矢量化。
　　矢量化工作的要求：（1）矢量化作业按行政界线、权属界线、线状地物、图斑界线的次序进行。（2）行政界线和权属界线分为纯行政界（权属界）、跳沟（以沟渠中心为界）、跳公路、跳农路、跳堤坝，分别用参数表中相应的图例矢量化。在图廓线和接头处，按F12键，用捕捉头线尾、靠近线加点、靠近线等功能，以避免出现不能闭合的悬挂线。（3）线状地物按公路、沟渠、农路、堤坝的顺序进行，注意有水流方向的按方向矢量化。（4）图斑界线也要用靠近、捕捉功能注意闭合接头处。（5）点注亡的录入按行政注记、权属注记、图斑注记、线状地物注记、零星地物注记的次序进行。（6）图面上不管行政辖区、权属范围的大小，必须至少都分别有一个标记。（7）图斑注记可以根据情况适当增加，以明显区另图斑界线为标准。（8）线状地物注记沿地物方向排列，并把注记基准点比较准确地放到线上，以便于按空间位置自动输属性；并且省略地类码，只输入序号和宽度，如5-77-8、14-63-5，分别标记为5-18、14-5。因为MAPGIS系统线状地物输属性时会把第一个放在线地类码中，把第二个放在宽度中，第三个撇弃，保留地类码会造成把地类码放到宽度字段中。（9）零星地物注记也必须把注记基准点放到零星地物点上，以便于按空间位置自动输属性。（10）单图幅矢量化完成后要进行自检，主要对照原图检查有无错漏；闭合情况的检查可以用复制线文件分别生成行政区别划和图斑的区文件，并赋予属性，不仅可以检查闭合，也能够检查错漏。（11）矢量化的内容以内图框线为准，与内图框相交的线要与内图框相接，不能超出内图框或不接到内图框。
　　2.1 外业调查中采用的新技术规定
　　我们此次土地利用现状外业调查的方法同以往的调查有了新的要求，调查的要求更详细。比如在最小上图图斑方面，要求比《土地利用现大辩论调查技术规程》中规定的小一半；大于1米、小于10道路、水沟作线状表示，大于10米的以图斑表示。耕地中的零星地类大于0.15亩（含0.15亩），小于最小上簿图斑者均表示；同一图斑内有几个小于0.15亩的零星地类，同类的面积相加大于0.15亩时也表示。
　　《土地利用现状调查技术规程》已经不能满足现代化生产的需要。在沿用《土地利用现状调查技术规程》的同时，国土资源部和国土资源厅下达相关文件，对地类的定性作了相应的规定。比如：1、在原耕地上改种香蕉、葡萄、茉莉花、菠萝等短期经济作物（含短期轮作地），仍以原水田中蓄水种植马蹄、莲藕、菱角等水生作物的，仍按水田表示，人工开挖，用于水产养殖的，以坑塘水面表示；3、在耕地中，种植面积不到1亩地的小面积果树，不改变原耕地地类；4、坡度大于25°的耕地，尚在耕种的仍以现状表示。这些新的技术要求和地类定性的规定在技术上增加了难度。
　　2.2 土地利用现状调查内业中采用的新技术资料
　　数字地形模拟是针对地形地貌的一种数学建模过程，这种建模的结果通常就是一个数字高程模型（DEM）。我们利用中国测会科学研究所提供的是以标准1：1万图为单位，以图幅左下角为原点，纵横间隔12米的高程值方阵的资料。利用其提供的软件自动自成等高线，经编辑、整理、接边建成数字高程模型（DEM）。在土地利用现状调查内业整理耕地坡度时，就是利用数字高程模型（DEM）生成坡度图，进行相关的处理。比原来用等高线计算坡度的方法无论在速度上，质量都有了提高。
　　2.3 土地利用现状数字化
　　土地利用现状的数据库建立基于土地现状的数字化，分下列四个步骤完成。
　　2.4 土地利用现状图的扫描定们
　　先把调查结果按清绘到数字正射影像图上，然后用彩色扫描仪把已经清绘的数字正射影像图进行扫描。扫描仪的分辨率设为400DPA，颜色设为256色。在Microstatjon_95绘图平台上用IRASC软件进行定位、纠正，并形成itm格式扫描图。
Microstatjon_95绘图平台是美国Bently公司设计生产。此平台线型、图层多样，共设64层；色彩丰富，有256色；界面清楚、易懂，操作简便。IRASC是基本Microstatjon_95绘图平台对彩色扫描图进行编辑、定位的软件。
　　2.5 土地利用现状图的分层矢量化
　　按规定把土地利用现状调查外业成果分成四个图层，在MAPGIS系统绘图平台上对外业成果进行分层矢量化。
　　2.5.1 行政界线图层。包含整个南宁市城区和郊区的市界、区界、县界、乡界和行政村界，及农、林、牧、渔场界、居民地外的石矿、机关团体、部队、学校等企事业单位的土地所有权界线和使用权属界线；还包含飞地、争议地界线。根据标准图式把界线按规定设计成相应的经相应的线型，并按相应的图层，逐一矢量化。
　　2.5.2 线状地物图层。包含所有1米以上、10米以下的道路、河流。当线状有变化时，需要在变化处切断，每一条线状都必须是一条完整的线串并注有一个宽度。道路、河流也用不同的图层存放。
　　2.5.3 地类图斑图。我们不采用以往以图幅为单位的做法，而是以行政村为单位，矢量化该村的所有的地类图斑，并在图斑内注记地类代码。行政界线可以作为地类界线，线状地物一般不作地类界线，需要作为地类界线时要求重新矢量化该段线。一个村有几块时，可以分成几个文件，文件名需注清1、2、3等。一个村里有另外一个村的大片土地时，需要把此块地剔除出来，不能当作飞地处理。争议地放在邻近的村处理。图斑和地类代码按不同的图层存放。此图是最重要的图件。
　　2.5.4零星地物图层。根据外业调查手簿和扫描图，把所有的零星地物按实测的面积用圆圈标绘相应的位置上。
　　2.6 图型检查
　　所有的图件都先在MAPGIS系统下进行检查，检查内容包括界线、图斑及地类、线状地物、零星地物是否错漏情况。然后在MAPGIS系统平台下检查各行政区、各个图斑是否封闭，每一条同样宽度的线状是否连线串。
　　2.7 构面
　　用MAPGIS绘图平台将行政界线图层和所有的地类图斑图的DGN文件一一构成面状文件。首先把一个DGN文件导入和MAPGIS平台，然后将所有的线串在两两相交处剪断，并把所有无用的悬线删除，把有用的悬线延长或平差修复。反复几次，直到没有悬线为止。利用MAPGIS的功能把所有的图斑都构成一个个单独的面并填充颜色，最后形成面状文件，完成土地利用现状数字化工作。
　　3 用MAPGIS地理信息系统建数据库
　　3.1 给图斑赋属性
　　根据数据字典把已经构成面的地类图斑文件导入MAPGIS地理信息系统。先利用其图型编辑功能能统赋各个图斑的权属、地类、性质等属性；然后再修改各块飞地、争议地的权属和性质。
　　所有的已构面地类斑文件预处理完成后，合成一个文件。经图形相加、减等运算后，把重叠或开天窗的地方处理掉，然后统一给图斑自动编号。所有的编号都是统一的。
　　把行政界线图导入MAPGIS系统，经编辑处理后与合成的地类图斑文件相比较，纠正各个行政区的错误。
　　3.2 给图斑加入线状及零星地物属性
　　将线状地物图和零星地物图导入MAPGIS与其图斑属性相关联，经过数据编辑和处理，自动把关联的线状地物和零星地物的扣除面积赋给各个耕地地类图斑的属性库。
　　3.3 生成坡度图、扣除耕地田埂面积
　　利用MAPGIS，导入数字高程模型（DEM），追踪生成全市坡度图，然后自动给每一个图斑赋予坡度属性。根据要求在不同的坡度下给耕地地类图斑统赋相应的田埂系数，根据此田埂系数，自动生成各个图斑的毛面积和净面。
　　3.4 面积汇总、出台帐和成果图
　　利用MAPGIS软件的汇总统计功能，形成最终的各种台帐、汇总表。最后经过整饰，打印出各种土地利用现状图。
　　北海市土地利用现状调查更新工作的具体流程如附图。

　　4 结论
　　在这次北海市土地利用现状调查中尽管对土地现状找出了新的要求和新的规定，但由于采用各种新技术建成了北海市土地利用现状数字图和数据库，保证了北海市土地利用现状调查成果的现势性和准确性。由于数字图和数据库是相互关联，一一对就的，系统建成后系统的运行速度非常快，质量也非常高；其独特的土地利用现状变更编辑功能为今后的土地利用变更调查工作提供更为准确的依据和简捷的方法。利用系统的查询功能为各个部门的管理和决策提供科学和依据。
　　在建立土地利用数据库的基础上，进一步将全市坡耕地数量、质量、分布、权属状况及生态环境、社会经济等情况，全市能够开发复垦基地的耕地后备资源情况进库，为西部大开发战略的全面实施，基础设施等退耕还林、还草等各项工作提供准确的坡耕地、耕地后备资源及其他各类土地数据。为政府编制西部大开发规划和制定生态退耕政策提供科学依据，对促进西部大开发工作，制定广西土地资源开发利用规划及生态退耕规划具有重大意义。