基于遥感影像与实景三维模型的产业集聚区土地集约利用评价技术研究

张小红 王梦 张艳艳

（郑州智象测绘信息技术有限公司，河南 郑州 450003）

0 引言

产业集聚区有产业集聚明显、产业结构合理、组织形态完整等优势，是河南省优化经济结构、高质量发展的基础性工程，是全省经济发展的重要板块。到2020年，全省有省级产业集聚区180个，为河南省带来2170亿元利润；大型工业从业人员多达355万人，极大促进了就业率的快速增长[1]。然而，河南省产业集聚区仍存在用地存量不清、低效使用等问题。“十四五”时期是河南省建设“四个强省、一个高地、一个家园”现代化河南的关键期，要全面落实节约优先战略，促进产业集聚区土地集约利用。

立足河南省产业集聚区实际，研究采用高分辨率正射影像和实景三维模型开展土地利用状况调查，查清土地利用状况，开展土地集约利用评价，构建产业集聚区用地评价体系，为全面盘活存量土地提供依据。

1 产业集聚区土地集约利用评价技术思路

整合产业集聚区最新高分辨率遥感影像、第三次全国国土调查（以下简称 “三调”）成果、土地供应、规划、倾斜摄影等数据，制作产业集聚区土地利用状况调查工作底图，查清土地利用状况，构建土地利用状况数据库，开展土地集约利用评价，对产业集聚区的土地集约程度进行综合性评价，形成完整的产业集聚区用地评价体系，技术思路如图1所示。

图1 产业集聚区土地集约利用评价技术思路

2 制作调查底图

产业集聚区有企业集中连片、范围适中等特点，适合获取高精度实景三维模型。倾斜摄影具有可获取高分辨率、丰富的地物纹理信息，三维模型自动化生产，逼真的三维空间场景等技术优势，可用于制作产业集聚区调查底图。采用倾斜摄影技术获取影像数据，经过预处理、空三加密等工序建立0.05米精度的实景三维模型，结合最新高分辨率航空正射影像，叠加调查范围相关的行政界线、供地、规划、“三调”等数据，制作土地集约利用评价调查底图，如图2所示。

图2 调查底图

图2（a）是该区域的航空正射影像，图2（b）是对应的实景三维模型，在其形成的调查底图上开展土地利用状况调查，可以大大减少外业工作量，实现传统工作方式向“内业为主，外业为辅”转变。

3 土地利用状况调查

土地利用状况调查旨在查清产业集聚区的用地现状、供地状况、闲置土地、典型企业等信息，这些信息不仅包含其对应的位置、形状、大小，还包含建筑面积、建筑基底面积、厂区内部预留场地面积、容积率、建筑系数等属性信息。针对土地利用状况调查实际需求，结合实景三维模型、最新高分辨率航摄或卫星正射影像图，对土地利用状况的范围及属性信息进行提取和更新，完成对产业集聚区的土地利用状况调查。

3.1 土地利用状况范围更新

“三调”数据是当前现势性和准确度较高的土地调查数据，但更新具有一定周期性。为满足产业集聚区土地利用状况调查高现势性的需求，基于调查底图提取变化信息，开展“三调”数据的更新，进而更新土地利用范围。

原国土资源部印发的《开发区土地集约利用评价规程》规定，土地利用状况按建设状况和供应状况划分两种分类。按建设状况分类是参照《土地利用状况分类（GB/T 21010-2007）》进行划分，提取变化信息前需要将其转化为与《第三次全国国土调查技术规程（TDT 1055-2019）》相对应的土地利用状况分类，土地利用状况分类与“三调”地类对应情况如表1所示。

表1 土地利用状况分类（按建设状况划分）与“三调”地类对应表

现有的提取变化信息方法主要有比较法、图像差值法、主成分分析法、植被指数法、多尺度分割等，具有一定局限性，不能直接用于提取产业集聚区的土地变更信息。比较法不能准确选择较合适的评估函数。差值法理论简单，但在确定变化信息的具体属性方面存在问题。土地变更信息提取采用图像差值法+人机交互方式，具体提取思路如图3所示。

图3 土地利用状况范围更新技术思路

将2021年7月2米遥感影像和2020年12月0.8米遥感影像进行差值分析，如图4所示。通过分析，提取土地变化信息，再经内业人机交互确定其属性信息，该地块在2020年是耕地，到2021年7月则变成了施工用地，通过该方法提取土地变更信息，完成对 “三调”数据的更新。利用更新数据开展土地利用状况调查，查清产业集聚区内的已建成城镇建设用地、未建成城镇建设用地、不可建设土地及已供应国有建设用地、尚可供应土地、不可供应土地等信息。

图4 图像插值法提取土地变更信息

3.2 土地利用状况信息补充

为了完善土地利用状况调查数据信息，构建较为完整的土地集约利用评价数据库，需对产业集聚区建筑面积、建筑基底面积等属性信息进行补充调查。

传统地物信息提取主要通过外业调查、内业处理得到，耗时较长，成本较高，受天气等外界因素影响较大。利用三维实景模型，内业即可采集建筑物的高度、名称、面积等信息，实现对土地利用状况信息的补充。

经过在三维模型上采集，从图5（a）得到混2部分建筑基底面积为179.6m3，图5（b）中混1建筑基底面积为81.8m3，二者相加得到该农房建筑基底面积为261.4m3，建筑面积等于每层建筑物的建筑基底面积乘以层数，该农房的建筑面积为179.6m3×2层+81.8m3×1层=441m3。可将采集获取的属性填入土地集约利用评价数据库，从而完善该数据库。

图5 农房建筑面积和建筑基底面积采集

4 土地集约利用评价体系

在土地利用状况调查基础上，构建土地集约利用评价数据库，完善已建成城镇建设用地、未建成城镇建设用地、不可建设土地、典型企业用地等信息，进而开展土地集约利用评价，主要包含评价指标与权重的确定、评价理想值的确定、指标标准化方法、土地利用集约度分值的计算、潜力测算和成果编制。潜力测算是土地集约利用评价的重要环节之一，计算方法如下：

（1）扩展潜力测算

统计尚可供应的土地面积，在尚可供应土地中，统计工矿仓储用途的土地面积作为扩展潜力测算值。

（2）结构潜力测算

结构潜力=已建成城镇建设用地×（工业用地率理想值-工业用地率现状值）

（3）强度潜力测算

其中，A是工业用地综合容积率、工业用地建筑系数、工业用地固定资产投入强度、工业用地地均税收、综合地均税收。

（4）管理潜力测算

管理潜力=有偿使用且已到期但未处置土地-闲置土地

（5）尚可供地年数测算

其中，B是指供地类型，分别是尚可供应土地、尚可供应工矿仓储用地。

这五类潜力测算是对产业集聚区土地集约利用评价的综合反映，完整计算各个潜力值才能正确反映产业集聚区的土地集约利用程度，为土地提质增效提供数据支撑。

5 土地集约利用评价应用

以河南省某产业集聚区为例，应用上述土地集约利用评价技术思路，该产业集聚区面积约为1344公顷，经土地利用状况调查得到如表2所示的结果。

表2 产业集聚区土地利用状况调查

由表2可知，该产业集聚区闲置土地占总面积的1.1%，尚可供应土地占比66.1%，不可供应土地占比3.9%。土地利用状况调查查清了产业集聚区内土地利用状况，为全面盘活存量土地提供了基础数据。基于此，构建土地集约利用评价数据库，开展土地集约利用评价。

从表3可知，该产业集聚区扩展潜力较大，尚可供应土地面积最大，可利用潜力汇总表有针对性地开展存量土地盘活工作，促进产业集聚区土地提质增效。

表3 土地集约利用潜力汇总表

6 结语

本文探索了河南省产业集聚区土地利用状况调查技术方法，形成了建立土地集约利用评价数据库、开展土地利用评价的技术流程，为河南省产业集聚区土地集约利用评价提供了一定的参考。