大比例尺城乡一体化土地利用现状调查的关键技术

罗芳，方门福

(1.武汉大学资源与环境科学学院，湖北武汉 430079； 2.深圳市勘察研究院有限公司，广东深圳 518026)

大比例尺城乡一体化土地利用现状调查的关键技术

罗芳1，2∗，方门福2

(1.武汉大学资源与环境科学学院，湖北武汉 430079； 2.深圳市勘察研究院有限公司，广东深圳 518026)

通过对城乡一体化土地利用现状调查要求、方法、流程的探讨，介绍了深圳市在全国第二次土地调查的框架下通过“3S”测绘新技术和大比例尺数字化成果的应用，对城乡一体化土地利用现状调查的实现及其关键技术，分析了一体化调查的优缺点及发展前景。

城乡一体化；土地调查；地籍

第二次全国土地调查是国务院部署的一项重大国情国力调查，是按照国家统一组织、地方细化调查的方式，在统一土地利用分类标准和技术规范的基础上，开展的全国范围内各类土地资源的数量、分布和权属调查工作，旨在查清我国土地利用的现状，尤其是建设用地、耕地和基本农田的数量、分布和权属状况[1]。在第二次全国土地调查工作中，国家首次将土地利用现状调查和城镇地籍调查统一起来，强调在经济发达地区可采用1∶2 000或1∶5 000的大比例尺进行调查，为开展基于大比例尺的城乡一体化土地调查提供了技术及法律依据。

深圳市第二次土地调查根据国家技术规程及广东省的相关要求，提出了基于大比例尺的城乡一体化调查方法，这是全省乃至全国首例真正意义上的城乡一体化土地利用现状调查。本文根据深圳市第二次土地调查的实践经验，介绍了基于大比例尺的城乡一体化调查的技术思路、调查方法、作业流程及关键技术，并讨论了其优点和需解决的问题。

1 一体化调查的要求、内容及方法、流程

城乡一体化的土地利用调查要求采用统一的土地分类标准、统一的调查规范、统一的比例尺、统一的坐标系，对调查区域进行一次性地调查，然后使用统一的数据标准和组织结构、统一的建库方法、统一的数学精度建立一体化的土地利用数据库[1]。调查范围包括城市、建制镇和农村，调查内容是土地利用状况和土地权属状况。

深圳市第二次土地调查是建立在以上“七统一”基础上的城乡一体化的土地利用现状调查。此次调查在全国统一分类标准和调查规范的框架下，以2005年完成的土地利用更新调查成果为基础，本着“缺什么，补什么”的原则，充分利用以GPS、RS、GIS为代表的测绘新技术，采用基于大比例尺的内外业一体化调查方法，以宗地为单位调查每宗地的地类、面积、权属(使用权)和分布等信息，地类调查按照城镇地籍调查规范要求的12个一级类为标准进行，调查至二级类，最后建立了市、区两级互联共享的一体化土地利用数据库。

本次调查按照城乡一体化调查的规范、内容和方法，制定了合理的、操作性强的调查作业流程。仅用了5个月时间就完成了全市 2 000 km2的外业调查工作，同步生成数字化图斑约10万个。详细流程如图1所示。

2 关键技术

这种在调查区域内，采用数字化方法对城市和农村地区使用一套调查方法一次性开展的城乡一体化土地利用现状调查目前在我国属于初步尝试，为了快速、完整、准确地得到调查成果，同时为了调查成果在今后土地管理工作中的有效使用，在实施过程中除了常规的土地调查技术之外，还采用了内外业一体化调查技术、工作底图自动化编制技术、建立地类地籍一体化的数据结构、自动生成国家标准的第二次土地调查成果等关键技术。

2.1 以“3S”技术为基础的内外业一体化调查技术

综合应用GPS、RS、GIS技术，使之构成完整的、系统的、实时的、动态的“3S”集成技术，形成数据采集、处理、分析、输出以及更新的完整技术系统。以时效性强的高分辨率遥感影像图为基础进行地类判读和预处理，快捷高效地获取土地利用变化信息，外业调查时采用GPS技术快速精确采集土地利用变化图斑的空间位置，利用GIS技术进行调查基础数据处理分析，并对调查采集数据进行自动编辑录入，最后整理汇总建库。

内外业一体化的土地利用现状调查综合使用“3S”技术，以数字化矢量地形图为基础，充分利用地形图与地籍数据的精度高和现势性强的优势，将外业调绘、调查图清绘、图形扫描、图形纠正、图形矢量化、属性数据录入等工序融为一体，直接提供数字化调查成果，减少传统土地资源调查技术中的清绘、扫描、纠正、矢量化及数据录入等工序，实现了实时、快速、准确、高精度的数据采集和数据管理的自动化、现代化，解决了土地变更调查中工作量大、工序多、工作效益低、精度低、数据分析难度大、成果输出不方便等问题。

图1 城乡一体化土地利用现状调查工作流程图

2.2 工作底图自动化编制技术

工作底图是土地调查的基础，信息丰富、时势性强的工作底图可以极大提高外业调查的精度和效率。我们使用ArcEngine＋AutoLISP＋VB.net工具编制了一套工作底图自动处理软件，实现了将DWG格式地形图、GDB格式地籍数据库、SHP格式更新调查总图、TIF格式正射影像图以及JPG、DXF、MIF等其他格式数据自动分层套合，制作成1∶2 000标准图幅的工作底图和对应的地籍信息表，并自动输出打印。制作流程如下:首先从全市地籍数据库、更新调查土地利用数据库中提取宗地和地类图斑图层，再按照1∶2 000的标准图幅进行裁切同时转换为DWG格式，然后将1∶1 000地形图自动缩编为1∶2 000比例尺，缩编过程中去除对于土地利用调查无意义的部分点状线状要素，然后将1∶5 000正射影像图放大为1∶2 000比例尺，最后按照地籍——土地利用——专题——地形——影像的顺序自动套合生成工作底图，同时，根据地籍和专题数据库自动生成地籍信息表，为调查土地权属提供参考。流程如图2所示。

图2 工作底图制作流程

2.3 建立地类地籍一体化的数据结构

一体化调查是将地类调查与地籍调查同步开展，以城镇地籍的标准一次性调查土地的权属与地类，因此需要先建立地类地籍一体化的数据结构。宗地和地类图斑本是两种不同的要素，宗地是以一个独立的权属状况为单位的单元，地类图斑是以一个独立的土地利用状况为单位的单元，两者的区别也正体现了城镇地籍调查和农村土地调查的区别。在城乡一体化的调查中，我们使用法定宗地和现状宗地这两个概念来辅助实现宗地与地类图斑的统一。将地籍数据分为法定宗地{Pi}和现状宗地{Pj}，法定宗地{Pi}是指已获得合法用地审批手续的宗地，现状宗地{Pj}是未获得合法用地审批手续的宗地。以{Di}来命名现状地类图斑集合，以{Li}来命名城乡一体化成果地类图斑集合。制定规则如下:

(1)对于法定宗地{Pi}覆盖的范围，{Li}＝int (Pi，Di)，int(Pi，Di)为法定宗地{Pi}与现状地类{Di}的最小公共区域；

(2)对于现状宗地{Pj}覆盖的范围，{Li}＝{Di}；

根据以上规则，衍生出以下规则:

①当一种地类Di中包含多个法定宗地{Pi}时，在地类范围内按照法定宗地再次细化划分图斑，如图3所示；

②当一个法定宗地Pi内包含多种地类{Di}时，在法定宗地范围内按照地类再次细化划分图斑，如图4所示；

③当法定宗地的批准用途与现状用途一致时，按现状用途调查；

④当法定宗地的批准用途与现状用途不一致时，同时调查批准用途和现状用途，在数据库中用不同的字段来表示；

⑤当法定宗地与现状道路发生矛盾时，按照“市政道路优先”的原则根据现状调整法定宗地的范围，以保证现状道路的连通性。

图3 一种地类包含多个宗地

图4 一个宗地包含多个地类

对于城乡一体化成果地类图斑，定义如下数据结构(以C＋＋语法描述):

2.4 国家标准的第二次土地调查成果自动衍生技术

第二次土地调查规程中要求，城市、建制镇、村庄、采矿用地、风景名胜及特殊用地按单一地类图斑调查[3]，统一归类到“城镇村及工矿用地”中。城乡一体化调查是按照城镇地籍调查的要求，以12个一级类为标准进行的，为了满足国家第二次土地调查的统一要求，必须要进行坐标和地类的转换，将成果制作成1980西安坐标的农村土地调查数据库。

特制定如表1所示对应关系，实现农村土地调查中“城镇村与工矿用地”地类与城镇地籍调查中对应地类的转换:

土地利用现状分类中农村土地调查与城镇地籍调查部分地类的对照转换关系[4] 表1

同时根据国家第二次土地调查的统一部署和安排，成果的预检、验收、核查确认、标准时点统一更新等每一步的变动只要涉及地方上的地类修改，都必须先进行实地调查，然后进行坐标转换，同时对属于“城镇村及工矿用地”的部分进行归并，制作修改后土地利用数据库。数据库制作流程如图5所示。

这种先进行高精度的城镇地籍汇总，再进行农村土地利用现状汇总的方法，可以完全保证城镇地籍汇总成果与农村调查汇总成果的一致。

图5 城乡一体化调查框架下第二次土地调查国家标准库制作流程图

需要注意的是，在数据库中进行地类归并是同类图斑的简单合并，而制作土地利用现状图需要进行综合，不能直接简单合并，否则会出现大片农用地中存在小面积城市用地的“孤岛”现象。

3 调查成果

城乡一体化土地利用现状调查的成果包括:调查底图、调查记录手簿、土地权属有关成果、城乡一体化土地利用数据库、土地利用现状图、地籍图、宗地图、基本农田相关成果以及各类报告。

基于ArcSDE＋Oracle 9i的空间数据管理框架，以《土地利用数据库标准》、《城镇地籍数据库标准》、《第二次全国土地调查数据库建设技术规范》为依据，采用统一的数据标准和组织结构，使用统一的建库方法、统一的数学精度，对地形要素、土地利用现状要素、地籍要素等按逻辑分层组织，建立包括土地利用数据、地籍权属数据、基础地形数据、正射影像图、辅助管理数据在内的市、区两级互联共享的城乡一体化土地利用数据库。将土地利用数据库中的土地利用等图层提取出来，即可生成国家要求的农村土地调查数据库，利用此数据库可以制作土地利用现状图。将土地利用数据库中的地籍权属等图层提取出来，即可生成城镇地籍数据库，可用于制作地籍图、宗地图，实现了“一次调查、两套成果”。

4 结 论

深圳市在全国第二次土地调查中，充分利用以“3S”为代表的测绘新技术，以高精度的数字化成果为基础，采用基于大比例尺的内外业一体化调查方法，实现调查全过程的数字化，既提高了调查成果的精度，又提高了工作效率。将城镇村及工矿用地(20)直接进行细化调查，同步完成了农村土地调查和城镇地籍调查，节约了时间，减少了重复工作。通过此项目的实践，证明了城乡一体化土地利用现状调查具有以下优点:

(1)一次调查，两套成果。通过数字化新测量技术，在一套技术方案的指导下，使用一套工作底图，一次性调查全市2 000 km2的范围，得到土地利用现状数据和城镇地籍权属数据两套成果，极大地节约了调查成本；

(2)宗地与地类图斑的统一为同步进行地类管理与地籍管理提供了基础，避免了对宗地和地类自动分析时出现的交错、缝隙和冲突等，使得管理中纯自动化、无人工干预的自动演算成为可能。

(3)保证了农村土地调查与城镇地籍调查数据汇总在统计结果与空间位置上的一致。

(4)城乡土地的数据信息并存于同一数据库中，真正实现城乡土地一体化管理。一体化数据库的管理模式为市—区—乡镇(街道)—村(街坊)—权属单位—图斑，全市土地总体统计数据建立在每一个图斑的准确面积上，真正实现了土地管理的数字化。一体化的数据库可直接应用于地籍管理、规划编制、耕地保护、用地管理、产权登记等各方面。

但是，由于农村地区与城镇地区在基础数据上的差异和我国的管理现状，城乡一体化的土地调查仍然会存在一些问题，这将是我们今后研究的重点:

①使用大比例尺工作底图，图斑划分时以现状地类和法定宗地的公共区域为最小图形单元，导致图斑划分比较细碎，使得部分表达现状地类与法定宗地矛盾的小面积图斑由于小于第二次土地调查规定的最小上图面积而被抹杀。

②宗地与地类图斑变更将变得复杂。变更时需要同时考虑宗地与地类图斑的变更，确保变更后两者在空间关系上的拓扑一致性。例如现状宗地经过确权登记变更为法定宗地时，其对应的地类图斑也应同步变更。

[1] 张世全.城乡一体化地籍信息系统理论与方法研究[D].郑州:解放军信息工程大学，2008

[2] 国土资源部.地籍管理“十一五”发展规划纲要[Z].2006

[3] 李玉宝，曹智翔，余代俊等.大比例尺数字化测图技术[M].成都:西南交通大学出版社，2006

[4] TD/T 1014－2007.第二次全国土地调查技术规程[S].

[5] GB/T 21010－2007.土地利用现状分类[S].

[6] 艾廷华，刘耀林.土地利用数据综合中的聚合与融合[J].武汉大学学报(信息科学版)，2002，27(5):486～492

Key Technologies of Land Survey of Urban－rural Integration

Luo Fang1，2，Fang Mengfu2
(1.School of Resource and Environment Science，Wuhan 430079，China；2.Shenzhen Investigation＆Research Institute Co.，Ltd.Shenzhen，518026，China)

In the framework of the second land survey，shenzhen implemented land survey of urban－rural integration relying on“3S”technology and large scale digital surveying and mapping results.After analysed the requirement，method and process of land survey of urban－rural integration，this mathematical introduced the way and key technologies，the advantages and disadvantages，the prospects of land survey of urban－rural integration in shenzhen.

urban－rural integration；land survey；cadastre

2010—03—23

罗芳(1980—)，女，博士研究生，工程师，主要研究土地信息系统与地图综合。

广东省教育厅产学研结合项目(20110901)

1672－8262(2011)05－41－05

P271

A