国土三调举证图斑和恢复属性提取技术研究

王传先，刘平利，吕国娟，张鸿祥，吕国洋

（1.河南省地质科学研究所 河南省城市地质工程技术研究中心，河南 郑州 450001；2.河南省地质调查院 河南省城市地质工程技术研究中心，河南 郑州 450001）

目前全国各地正如火如荼地开展第三次全国国土调查（以下简称三调）工作。三调工作具有工期短、任务重、质量要求严等特点。本文通过研究三调工作的关键技术，旨在提供更有效的内业数据处理方式和技术手段，进而更好、更快、更全面地查清土地利用现状，掌握真实的土地基础数据，并在此基础上实现土地资源信息的社会化服务，满足经济社会发展和国土资源管理的需要。为了能给上级部门提交一套准确真实的三调数据，传统方法非常复杂繁琐，需逐图斑提取判断，因此找到一套行之有效的数据处理方法是整个三调工作的关键，特别是外业举证图斑提取方法选择的正确与否是外业工作量的决定因素。

1 内业数据处理方法

1.1 图斑勾绘法

图斑勾绘法是在只有影像的情况下，直接按照影像特征分割由行政界线和线状地物构成的大图斑，进而形成地类图斑层的方法。

为了后期能与周边县区顺利接边，采用国家统一下发的县级行政界线，采用地方下发的乡级村级行政区，与县级行政区进行叠加和拓扑处理；并对乡级村级行政界线切割图斑、界线走向不合理等现象进行标记，以待外业核实。对于2016年变更调查数据库中的线状地物，参考国家下发影像进行面状化处理；并对线状地物不存在但影像特征明显为道路、沟渠的影像进行矢量化处理，勾绘出道路、沟渠的边界形成面状，再与行政区进行拓扑处理，形成由行政区和道路、沟渠等线状地物构成的大图斑。在大图斑的基础上，准确分析判读影像，沿影像纹理分割线状地物与行政区划分开的大图斑，形成边界准确的地类图斑；并对图斑地类属性进行标注。该过程可借助最新高清影像进行地类判读。对于内业影像判读不能准确认定的地类，需进行疑问图斑标注，作为外业重点核查对象；并制作外业调查底图，为后续外业调查做准备。图斑分割完成后，需对图面进行一次整体拓扑检查。

1.2 原图修图法

相对于上述方法，也可直接在2016年变更调查数据的基础上进行修改。

首先，直接逐图斑修改图斑边界和地类属性。对于2016年变更调查图斑与国家下发的最新影像普遍不套合的情况，三调数据必须严格套合国家下发的最新影像，图斑边界修改、合并、分割等存在大量工作。对于图斑边界修改过大的，需单独成图斑，作为外业举证的备选图斑。若整个地类发生变化，为了便于后期其他属性标注，需在保留原有地类属性字段的情况下新增现有地类属性。其他属性包括城镇村属性、恢复属性、种植属性、图斑细化属性等，上述图斑作为外业举证的备选图斑。未发生变化的可直接继承原有属性。然后，对地类图斑和行政区进行拓扑处理；将线状地物面状化，并与地类图斑进行拓扑处理，去除面状化产生的碎小图斑；修改地类图斑边界等。最后，对图面进行拓扑处理，包括图斑与图斑之间的拓扑关系以及图斑与行政区之间的拓扑关系。由于行政区与图斑的原始数据来源不同，拓扑检查后存在大量的细缝或狭窄边叠盖，拓扑修改工作量巨大。线状地物面状化后裁剪原有地类图斑也会产生大量碎小图斑。

2 方法比较

图斑勾绘法和原图修图法是目前了解到的主要的三调内业数据处理方法。本文将对这两种方法进行比较。

1）图斑勾绘法的作图速度比原图修图法慢，但原图修图法是在原有图形的基础上进行修改，容易遗漏图斑和忽略大量图斑边界的修改，且图斑边界受原有图斑边界的信息干扰，很难表达绘图人员的真实意愿，从而继承了原有地类图斑的边界。

2）图斑勾绘法是直接分割大图斑的方法，因此图斑与图斑、图斑与行政区之间的拓扑关系在分割后问题不会太大；然而原图修图法由于所采用的原始数据来源不同，叠加后的拓扑关系存在大量的细缝和窄边叠加，给内业处理人员带来了相当大的工作量。

3）图斑勾绘法使内业绘图人员对每个图斑地类的思考程度更加充分，逐图斑的勾绘保证了边界的准确性和对地类认识的确定性。原图修图法则很容易让绘图人员产生惯性思维，对地类的判定依赖原有数据，不能发挥绘图人员的主观能动性。由于两种方法对地类图斑认识的确定性不同，影响了提取举证图斑和重点调查图斑的正确率，导致对数据的修改不彻底，从而造成举证路线重复，甚至返工情况。

4）在疑问图斑的确定过程中，由于工作方式不同，对疑问图斑的认定也存在差异。原图修图法仍易受原有数据的干扰，出现地类认定错误或本来影像不能认定地类因为有了老数据，无形中以老数据认定了地类的情况，对数据的质量产生较大的影响。

综上所述，本文选取图斑勾绘法得到的数据作为外业举证图斑和恢复属性提取的基础数据，能在很大程度上保证工作质量，避免返工，为下一步的野外工作打下坚实基础。

3 外业调查举证图斑提取方法

由于三调是以2016年变更调查数据库为基础进行的，因此大量的地类属性均来源于2016年变更调查数据库。在保证地类识别准确的情况下，两次数据叠加分析的准确性将直接决定三调外业工作量的大小。

叠加分析是利用ArcGIS软件对2016年变更调查数据和三调数据进行相交处理，处理后2016年变更调查数据属性将添加到三调数据的属性中。两套数据相交后分割出的每个图斑都具有原始地类编码和三调地类编码，若两套地类编码不一致则可判定为地类变化图斑，外业举证图斑就是从这些图斑中提取的。

对于2016年变更调查数据库图斑显示为水浇地，而三调后为新增道路和宅基地的情况，对两次数据进行相交处理，并将原地类和现状地类均显示在属性表中。根据地类变化情况，可统计得到农用地变为未利用地、新增建设用地、新增设施农用地以及新增耕地等情况（图1）。删除地类未发生变化的图斑和碎小图斑，剩余图斑可作为举证图斑的提取依据，特别是国家关注的耕变未、农变未等，均可从分析结果直接提取进行外业举证。然而，在两套数据的叠加分析过程中会出现图斑数量成倍增加的情况，这是由于三调地类的图斑边界已与2016年变更调查数据库内的图斑边界发生了很大的变化，相交前后地类边界与地类属性不同的图斑均会被分割成单独图斑，且图斑边界的 轻微修改也会被分割，形成碎小图斑，因此两次数据相交后会出现图斑数量的成倍增加。只需把不够上图的碎小图斑和地类未发生变化的图斑删除，再对现有地类相同的图斑进行合并，即可完成举证图斑的提取工作。数据相交前后对比如图1所示。数据相交地类对比如表1所示。

图1 数据相交前后对比

表1 数据相交地类对比表

4 图斑恢复属性的提取

对于恢复属性的标注涉及原耕地面积占现状可恢复地类图斑比例的问题，国家质检软件能自动计算这个 比例，但从内业建库到全县数据库的建成需要花费 大量时间。如果因为面积比例不正确而导致图斑属性填写错误，使得已经建好的数据库不能通过国家质检软件的检查，再花费大量时间重新建库，这是应该坚决避免的。

对比地类变化属性表（表1），若原地类为耕地而现状为园地或林地，则可标注恢复属性；但具体是标注工程恢复还是即可恢复省里有明文规定，主要由耕地变化百分比来决定。对于原地类为耕地现状为园地、林地的，且变化图斑中原地类为耕地面积比例大于图斑面积的50%的，不标注恢复属性；原地类耕地面积比例大于图斑面积的50%小于90%的标注工程恢复，比例大于90%的标注即可恢复。因此，对于上述两个案例来说，符合填写恢复属性要求的，可利用ArcGIS软件对原始变更调查图层和三调地类图层进行交集制表，将三调地类变化图斑在变更调查耕地图斑中的百分比制成表格。

首先整理得到2009－2018年的变更调查数据库耕地图斑，并进行合并，制作2009－2018年耕地地类总图；再提取三调数据库中02、03等可标注恢复属性的地类合集；然后对上述两个图层进行相交处理，交集为变更数据库内耕地变成02、03等可标注恢复属性的地类，去除碎小图斑；最后利用相交后的图斑和三调02、03地类图斑进行交集制表，得到原耕地地类面积占三调地类面积的比例，如表2所示。

5 结 语

本文对三调数据的内业处理方法进行了探索，主要包括举证图斑和地类恢复属性提取的技术手段。在生产实践中，举证图斑的提取方法能大幅提高工作效率，减少返工率，减轻外业人员的体力劳动；恢复属性的提取方法，能减少内业建库人员的重复工作量，在项目成本控制方面具有很大作用。