遥感影像数据在自然资源管理应用中的问题探讨——以祁连山国家公园肃南县境范围为例

张 琳，胡云云，闵志强，饶日光

(国家林业和草原局西北调查规划设计院，西安 710048)

国家部门间土地利用类型交叉重叠一直是土地管理面临的难题之一。2018年我国进行的最新机构改革新设自然资源部，目的是统筹自然资源开发利用和保护，建立空间规划体系并监督实施，履行全民所有各类自然资源资产所有者职责[1]。自然资源部整合了此前8个部门的规划和调查职能，充分体现了“山水林田湖草”是一个生命共同体的重要原则。今后，以主体功能区规划、城乡规划和土地利用规划等与自然资源相关的各类规划将进行全面统筹，实现“多规合一”，逐步过渡到“一张蓝图干到底”的新阶段。但无论主体功能区规划、城乡规划还是土地利用规划，都需要以土地资源调查数据为基础，因此，理顺土地调查与管理体制机制，建立统一的自然资源调查体系和管理体系，着力解决长期以来因调查标准不一致、调查方法不统一等造成的资源数据相矛盾问题，是真正做到“多规合一”的重要前提。本文以祁连山国家公园甘肃省肃南县境范围地类交叉重叠问题为实例，探索解决空间“打架”的技术途径，剖析空间“打架”的原因，并据此提出以解决空间打架为目标的新时期土地调查与管理对策。

1 研究区土地资源概况

1.1 基础数据来源

本研究基础数据来自于国土部门第二次国土调查年度更新数据、林业部门林地“一张图”年度更新数据和测绘部门地理国情数据。

1.2 研究区土地资源基本情况

南裕县位于甘肃省张掖市，地处河西走廊中部、祁连山北麓，东西长650 km，南北宽120～200 km，总面积2.38×104 km2，其中划入拟建祁连山国家公园面积1.248×104km2，占全县国土总面积的52.4%[2]。划入拟建祁连山国家公园前，国土部门数据为全县林地面积22.82×104hm2，草地面积88.70×104hm2；林业部门数据为林地面积28.64×104hm2，草地面积56.53×104hm2，国土部门与林业部门在林地、草原土地面积方面存在较大的数据交叉等问题。

2 地类交叉重叠的处理方法

以第三次全国土地调查地类划分标准为基础，采用融合国土、林业数据，把地理国情数据作为第三方参考数据，并利用遥感判读和现地验证等方法，解决研究区行业部门间地类交叉重叠、数据重复问题。

2.1 内业分析与处理

叠加第二次土地资源调查矢量图和林地“一张图”，以ArcGIS软件为平台，使用Identity一致性工具，通过空间叠加分析，找出地类交叉重叠的斑块[3-6]。从“研究区地类交叉重叠转移矩阵”可以看出，研究区地类交叉重叠问题相当突出，其中林地与草地、草地与其它土地交叉重叠最为严重。

表1 研究区地类交叉重叠转移矩阵 单位：hm2

注：其它包括交通运输用地、水域及水里设施用地、建设用地、未利用地等，下同。

为了科学界定交叉、重叠地块的土地类型，并尽可能减少外业工作量，降低工作成本，采取以地理国情数据为第三方数据参照，结合高分辨率遥感影像判读，对交叉、重叠的斑块逐块进行判别。如林地和草地交叉重叠的判别，若地理国情数据和遥感影像判读均为林地者则判为林地，若为草地者则判为草地，其它的斑块标记为待定地类。

2.2 外业调查核实与地类确认

在内业分析和处理基础上，采用外业采集系统(平板电脑)、无人机及调查底图等手段重点对内业标记为待定地类斑块进行外业调查核实，判断并确定该斑块为林地或草地的唯一地类，并对覆盖度30%～39%的灌木林地单独标注[7]。

经内业分析处理、外业核实调查等程序对交叉、重叠地类处理，得到南裕县林地、草地数据(表2)，并最终由当地政府组织国土、林业、农业、牧业等相关部门确认，其中覆盖度30%～39%的灌木林73 734 hm2，经相关部门共同确认，全部划为草地。

表2 研究区最终确认的各类土地面积单位：hm2

3 结果分析

3.1 不同类型调查的结果分析

从表3看出，本次调查并确认的土地面积与第二次土地调查数据、林地“一张图”数据有一定的差别，其中与国土数据相比较，林地、耕地、其他用地面积分别增加18 944，666，186 904 hm2，草地面积减少206 514 hm2；与林地“一张图”数据比较，草地面积增加115 263 hm2，林地、耕地、其他用地面积分别减少39 244，239，75 780 hm2。

表3 研究区各类调查结果差异情况对比表 单位：hm2

通过图面对比和现地核对，分析发现造成各地类面积差别的原因主要有2个：第二次土地调查中草地区划面积过大，将一些盖度大于40%的灌木林甚至乔木林、一些地表基本裸露无植被覆盖的土地、一些地处偏远山沟中的耕地划入了草地，因此，尽管本次将覆盖度30%～39%的灌木林按照土地分类标准全部确认为草地，但将错划入草地的土地划出后，不同地类的面积数据都相应发生了变更；林地“一张图”是以森林资源规划设计调查成果为基础经过年度更新的数据，且做过地面调查核实，与地面实际覆盖状况接近程度较高，但林地“一张图”数据将覆盖度30%以下灌丛划入林地，致使本来若按照林业标准将覆盖度30%～39%灌木林划为林地可得出相对较接近的结果差别变得更大。总体来说，地类交叉重叠原因，除了不同部门土地分类标准中灌木林认定标准不一外，更重要的是调查过程造成的[8]。

3.2 本次调查结果的合理性分析

为了分析研究区林地、草地分布特征，验证本次调查结果的合理性，在ARCGIS中使用聚类和异常值分析模块进行了空间分析[9-10]。方法是使用反距离权重插值(Inverse Distance Weighted，IDW)并对空间权重执行标准化；每个权重都除以行的和(所有相邻要素的权重和)，得到莫兰指数(Moran'sI)，其中Moran'sI>0时，其值越大，空间正相关性越明显；Moran'sI<0时其值越小，空间差异性越大；Moran'sI=0时空间呈随机性。剔除空间随机分布数据后，根据莫兰指数将本次调查结果分为乔林地聚集、草地聚集、林地有草地零星分布、草地中有林地零星分布和其它5个类型；林地聚集面积164 788 hm2，草地聚集面积460 019 hm2，林地有草地零星分布面积99 938 hm2，草地中有林地零星分布面积30 912 hm2，其它零星分布的林地、草地面积172 031 hm2；林地、草地集中区划的面积分别占各自总面积的66.7%和67.6%，总体上反应了林地、草地分区集中管理的要求。为便于管理，除其它零星分布的林地、草地外，林地中有草地零星分布、草地中有林地零星分布的面积还应进一步进行地类调整。

4 新时期土地调查与管理思考

为统一行使自然资源开发利用和保护监管职责，统筹水林田地湖草系统治理，需要创新土地调查和管理理念，破除部门之间各种利益至酷，逐步建立新的自然资源调查体系，科学划定管理边界。

4.1 完善自然资源调查制度

本次调查，在确认地类过程中，各部门认同对地类交叉重叠的调查处理结果，但在确定地类时争论仍然很大，一个重要原因是各部门都在守护各自的“数据”及其带来的利益。新时期应破除部门之间的利益藩篱，为统筹自然资源管理扫清障碍；统一全国土地分类标准，在现有土地调查体系基础上，整合森林、草原、湿地、水利等各类调查体系，建立科学的自然资源调查体系，使自然资源调查成果在满足国土空间规划、国土空间用途管制、确权登记、宏观调控等需求的同时为自然资源管理服务；标准的研究制定中，既要考虑地上覆盖状况，也要兼顾不同属性土地管理的需要[11]；加强土地调查地面核实工作，特别是对仅靠遥感判读很难准确区分的依据覆盖程度划分的地类(如郁闭度、覆盖度)和一些渐变地类(如未成林地)[12]，更要进行地类的地面核实。

4.2 按主导地类分区管理林地和草地

自然资源有其自身演变、发展规律。很多区域林地中有草地插花，草地也有林地插花，这本身就增加了调查和管理的难度。同时，按照覆盖程度划分的地类随着时间的推移，地表植被或地面覆盖物可能发生变化，也给土地管理带来问题。建议在林地、草地管理中，应依据主导地类划分土地类型并制定管理利用办法，有零星草地分布的林地区域采取以林业为主导的土地管理与利用办

法，有零星林地分布的草地区域采取草原主导的土土地管理与利用办法，明确管理边界，利于统筹林草管理、监督和考核评价。

4.3 破除部门之间的利益之争

从解决本研究区地类交叉重叠问题过程来看，各类与土地相关的调查都有一定基础，且各有侧重点，如土地调查侧重耕地和建设用地、林业调查侧重林地、水利调查侧重水域及水利设施用地等，加之目前各部门都有地理国情调查数据，且遥感影像分辨率逐年提高，解决地类交叉重叠问题一般不存在技术障碍，关键要进一步统一思想认识，在解决好土地分类标准的基础上，着力解决部门之间的利益之争，理清土地管理界限。