江苏省林地数据库年度更新方法探析

黄 众，郑 刚

(1.江苏省森林资源监测中心，江苏 南京 210036;2.江苏省森林资源监测中心，江苏 南京 210036)

林地年度变更调查是《森林法》赋予林业行政主管部门的法定职责，是各级政府依法行政的重要举措，是贯彻落实《全国林地保护利用规划纲要(2010-2020年)》的具体措施，是实施林地动态管理的迫切要求，是实现“以数字管地”到“以图管地”的战略转变，是开展森林增长指标考核和实现森林资源年度出数的最佳途径，是推动林地科学利用的基础保障。

1 江苏林地数据库年度更新进展

目前，江苏省已完成全省林地“一张图”数据库建设工作。开展全省林地年度变更调查，每年更新江苏省林地“一张图”数据库，才能保持“一张图”的现势性和时效性，充分发挥“一张图”的作用，真正体现“一张图”价值，才能提升全省林地监测服务能力和支持水平，提高林地管理水平，保障《江苏省林地保护利用规划(2010-2020年)》顺利实施。2012年，本省在南京市高淳区开展了全省林地年度变更调查试点工作;2013年，又在南京市高淳区和泗阳县进行了扩大试点工作。2014年全省各县(市、区)林地保护利用规划数据年度变化更新试点工作开始启动，林地年度变更调查工作将实现常态化。

江苏省林地年度变更调查，是以列入《江苏省林地保护利用规划(2010-2020)》87个县(市、区)为变更调查单位，以当年为变更调查期，在江苏省林地“一张图”数据库的基础上，各县级单位收集掌握本年度内、该县级单位内植树造林、森林采伐、规划调整、占用征收林地、毁林开垦和森林灾害等致林地变化的林业经营管理资料，通过2期高分辨率遥感影像对比判读区划，现地调查核实等技术手段，掌握林地范围、林地保护利用及林地管理属性等变化情况的调查分析，实现林地“一张图”数据库年度更新。

2 林地年度变更流程

林地年度变更调查工序主要包括资料收集处理、内外业核实调查及数据库更新等技术环节(见图1)，其中，数据库更新包括年度林地数据库生成和年度林地变化数据库生成。在2012～2103年试点工作中发现，数据库更新环节技术要求高，难点要点多，步骤方法多样。

3 数据库更新方法特点和技术路线

3.1 相关概念

林地数据库更新是指将林业经营管理资料与遥感判读区划结果经过对比分析和核实调查后、检查合格的变化图斑落实到上期林地数据库上，形成本期林地数据库和本期林地变化数据库的过程。

林地数据库更新属于年度变更调查数据内业处理和汇总阶段，包括林地图形更新和林地属性更新2部分，其最终将生成当年林地数据库，及与上年相比有变化的林地变化数据库。

本期林地数据库是指在原有林地落界“一张图”数据库结构的基础上，增加了“变化原因”、“变化年度”和“林地管理类型”3个字段，共44个字段，作为林地变更调查图斑(小班)属性数据库结构。

图1 林地年度变更调查工序流程

本期林地变化数据库是在本期林地数据库属性字段基础上，增加“前期地类”、“前期土地权属”、“前期林种”、“前期森林类别”、“前期事权等级”和“前期工程类别”6个字段，共50个字段，用于各类林地面积变化、公益林地面积变化、商品林地面积变化、林地与非林地动态转移、林地变化原因、林地保护等级变化原因等统计和分析。

3.2本省采用的主要方法

林地数据库更新技术涉及到地理空间信息技术和数据库技术。根据国家林业局林地年度变更调查技术方案和试行的操作细则，在本省前期试点工作中，主要采用2种方法即叠加分析法和直接勾绘法进行试点运用。

(1)叠加分析法。利用GIS专业软件将检查合格后纸质图上的变化图斑进行图形矢量化和属性数据录入，生成林地变化数据包，并与上一期林地数据库进行计算机自动叠加分析，将叠加后的图斑分成新增林地图斑、分割图斑、继承图斑和灭失图斑4种情况(见图2)。根据不同情况，采用不同更新方法，更新前期林地数据库，形成本年度林地数据库，在此基础上提取本年度林地变化数据库，进行林地变化统计分析。

(2)直接勾绘法。利用GIS专业软件，对照检查合格后纸质图上的变化图斑图形和属性数据，采用遍历的方法，直接对上期林地数据库编辑，进行变化图斑的图形和属性的直接入库，生成本期林地数据库，然后通过软件属性选择功能，提取本年度林地变化数据库。

图2 变化图斑类型

3.3 特点

(1)叠加分析法的优点:能够充分利用计算自动裁剪功能，实现变化斑块图形和属性直接入库，满足大批量数据的自动化处理，减少了变化斑块入库工作量，降低了操作步骤的冗余，同时其裁剪操作步骤简单，便于县级单位技术人员操作。但其存在以下缺点:叠加分析后，将产生新增林地图斑、分割图斑、继承图斑和灭失图斑4种情况，不同类型斑块的小班编号、属性因子更新、面积平差等更新方法差别大，县级技术人员具体操作时，容易混淆概念，错误率高;由于是计算机自动叠加，容易产生大量的小班碎片和“双眼皮”现象(如图3a，b)，需要大量时间进行图形数据后处理，无形中增加了工作量;容易产生诸如缝隙和重叠等细微的拓扑错误。

(2)直接勾绘法特点:对照纸质图上的变化图斑，直接在前期数据库上操作，手动处理每一个变化图斑数据，无需生成林地变化数据包，保证了每个小班图形数据和属性数据的录入正确率。但是其前提条件为在纸质图上勾绘的变化图斑块图形和属性必须准确无误，否则容易反复操作前期数据库，人为增加错误率;由于需要遍历处理每个小班，工作量较大，容易造成误平移小班现象(如图3c)，人为产生小班重叠和缝隙;同时，由于变化斑块仅在纸质图上勾绘，其图像数据未事先数字化，导致后期每次核对数据时，需要翻阅纸质数据，给工作带来不便。

图3 错误类型

3.4 数据库更新技术路线

结合2012年和2013年变更试点工作实际，在综合利用以上2种方法的基础上，提出江苏省林地年度变更调查数据库更新6个步骤(见图4)。

图4 林地数据库更新技术路线

(1)变化小班数字化。包括图形数据矢量化和属性数据的录入。外业核实调查时，图斑的图形和属性数据主要以纸质形式存在。因此，需要将外业核实合格后的纸质图上小班数据(结合前期遥感判读矢量数据)进行图形矢量化和属性数据录入。

为了提高效率及操作实用性，图形数据和属性数据录入可以分开分人进行，通过唯一ID进行图形和属性数据后期匹配。属性数据录入时，可以采用Excel软件，降低操作难度。

(2)图形数据入库。以步骤(1)生成的变化图形数据为参照，结合叠加分析法和直接勾绘法，对不同小班分别采用不同方法，实现图形数据半自动半手工方法入库。这样既能提高工作效率，又能保证工作精度。

(3)属性字段标准化。按照林地数据库字段名称和字段代码要求，对步骤(1)录入的属性数据进行字段名称和字段值的标准化处理。

(4)属性数据入库。将步骤(3)生成的标准化属性数据通过唯一ID值连接复制到步骤(2)生成的图形数据库中，生成初步的林地数据库。

(5)生成本期林地数据库。对步骤(4)生成的初步林地数据库进行面积平差、边界处理、拓扑关系检查和属性检查，生成最终的本期林地数据库。

(6)提取本期林地变化数据库。本期林地数据库完成后，提取发生变化的图斑，形成本期变化林地数据库，进行相关统计分析。