大比例尺城鄉一體化土地利用現狀調查的關鍵技術

羅芳，方門福

(1.武漢大學資源與環境科學學院，湖北武漢 430079； 2.深圳市勘察研究院有限公司，廣東深圳 518026)

大比例尺城鄉一體化土地利用現狀調查的關鍵技術

羅芳1，2?，方門福2

(1.武漢大學資源與環境科學學院，湖北武漢 430079； 2.深圳市勘察研究院有限公司，廣東深圳 518026)

通過對城鄉一體化土地利用現狀調查要求、方法、流程的探討，介紹了深圳市在全國第二次土地調查的框架下通過“3S”測繪新技術和大比例尺數字化成果的應用，對城鄉一體化土地利用現狀調查的實現及其關鍵技術，分析了一體化調查的優缺點及發展前景。

城鄉一體化；土地調查；地籍

第二次全國土地調查是國務院部署的一項重大國情國力調查，是按照國家統一組織、地方細化調查的方式，在統一土地利用分類標準和技術規范的基礎上，開展的全國范圍內各類土地資源的數量、分布和權屬調查工作，旨在查清我國土地利用的現狀，尤其是建設用地、耕地和基本農田的數量、分布和權屬狀況[1]。在第二次全國土地調查工作中，國家首次將土地利用現狀調查和城鎮地籍調查統一起來，強調在經濟發達地區可采用1∶2 000或1∶5 000的大比例尺進行調查，為開展基于大比例尺的城鄉一體化土地調查提供了技術及法律依據。

深圳市第二次土地調查根據國家技術規程及廣東省的相關要求，提出了基于大比例尺的城鄉一體化調查方法，這是全省乃至全國首例真正意義上的城鄉一體化土地利用現狀調查。本文根據深圳市第二次土地調查的實踐經驗，介紹了基于大比例尺的城鄉一體化調查的技術思路、調查方法、作業流程及關鍵技術，并討論了其優點和需解決的問題。

1 一體化調查的要求、內容及方法、流程

城鄉一體化的土地利用調查要求采用統一的土地分類標準、統一的調查規范、統一的比例尺、統一的坐標系，對調查區域進行一次性地調查，然后使用統一的數據標準和組織結構、統一的建庫方法、統一的數學精度建立一體化的土地利用數據庫[1]。調查范圍包括城市、建制鎮和農村，調查內容是土地利用狀況和土地權屬狀況。

深圳市第二次土地調查是建立在以上“七統一”基礎上的城鄉一體化的土地利用現狀調查。此次調查在全國統一分類標準和調查規范的框架下，以2005年完成的土地利用更新調查成果為基礎，本著“缺什么，補什么”的原則，充分利用以GPS、RS、GIS為代表的測繪新技術，采用基于大比例尺的內外業一體化調查方法，以宗地為單位調查每宗地的地類、面積、權屬(使用權)和分布等信息，地類調查按照城鎮地籍調查規范要求的12個一級類為標準進行，調查至二級類，最后建立了市、區兩級互聯共享的一體化土地利用數據庫。

本次調查按照城鄉一體化調查的規范、內容和方法，制定了合理的、操作性強的調查作業流程。僅用了5個月時間就完成了全市 2 000 km2的外業調查工作，同步生成數字化圖斑約10萬個。詳細流程如圖1所示。

2 關鍵技術

這種在調查區域內，采用數字化方法對城市和農村地區使用一套調查方法一次性開展的城鄉一體化土地利用現狀調查目前在我國屬于初步嘗試，為了快速、完整、準確地得到調查成果，同時為了調查成果在今后土地管理工作中的有效使用，在實施過程中除了常規的土地調查技術之外，還采用了內外業一體化調查技術、工作底圖自動化編制技術、建立地類地籍一體化的數據結構、自動生成國家標準的第二次土地調查成果等關鍵技術。

2.1 以“3S”技術為基礎的內外業一體化調查技術

綜合應用GPS、RS、GIS技術，使之構成完整的、系統的、實時的、動態的“3S”集成技術，形成數據采集、處理、分析、輸出以及更新的完整技術系統。以時效性強的高分辨率遙感影像圖為基礎進行地類判讀和預處理，快捷高效地獲取土地利用變化信息，外業調查時采用GPS技術快速精確采集土地利用變化圖斑的空間位置，利用GIS技術進行調查基礎數據處理分析，并對調查采集數據進行自動編輯錄入，最后整理匯總建庫。

內外業一體化的土地利用現狀調查綜合使用“3S”技術，以數字化矢量地形圖為基礎，充分利用地形圖與地籍數據的精度高和現勢性強的優勢，將外業調繪、調查圖清繪、圖形掃描、圖形糾正、圖形矢量化、屬性數據錄入等工序融為一體，直接提供數字化調查成果，減少傳統土地資源調查技術中的清繪、掃描、糾正、矢量化及數據錄入等工序，實現了實時、快速、準確、高精度的數據采集和數據管理的自動化、現代化，解決了土地變更調查中工作量大、工序多、工作效益低、精度低、數據分析難度大、成果輸出不方便等問題。

圖1 城鄉一體化土地利用現狀調查工作流程圖

2.2 工作底圖自動化編制技術

工作底圖是土地調查的基礎，信息豐富、時勢性強的工作底圖可以極大提高外業調查的精度和效率。我們使用ArcEngine＋AutoLISP＋VB.net工具編制了一套工作底圖自動處理軟件，實現了將DWG格式地形圖、GDB格式地籍數據庫、SHP格式更新調查總圖、TIF格式正射影像圖以及JPG、DXF、MIF等其他格式數據自動分層套合，制作成1∶2 000標準圖幅的工作底圖和對應的地籍信息表，并自動輸出打印。制作流程如下:首先從全市地籍數據庫、更新調查土地利用數據庫中提取宗地和地類圖斑圖層，再按照1∶2 000的標準圖幅進行裁切同時轉換為DWG格式，然后將1∶1 000地形圖自動縮編為1∶2 000比例尺，縮編過程中去除對于土地利用調查無意義的部分點狀線狀要素，然后將1∶5 000正射影像圖放大為1∶2 000比例尺，最后按照地籍——土地利用——專題——地形——影像的順序自動套合生成工作底圖，同時，根據地籍和專題數據庫自動生成地籍信息表，為調查土地權屬提供參考。流程如圖2所示。

圖2 工作底圖制作流程

2.3 建立地類地籍一體化的數據結構

一體化調查是將地類調查與地籍調查同步開展，以城鎮地籍的標準一次性調查土地的權屬與地類，因此需要先建立地類地籍一體化的數據結構。宗地和地類圖斑本是兩種不同的要素，宗地是以一個獨立的權屬狀況為單位的單元，地類圖斑是以一個獨立的土地利用狀況為單位的單元，兩者的區別也正體現了城鎮地籍調查和農村土地調查的區別。在城鄉一體化的調查中，我們使用法定宗地和現狀宗地這兩個概念來輔助實現宗地與地類圖斑的統一。將地籍數據分為法定宗地{Pi}和現狀宗地{Pj}，法定宗地{Pi}是指已獲得合法用地審批手續的宗地，現狀宗地{Pj}是未獲得合法用地審批手續的宗地。以{Di}來命名現狀地類圖斑集合，以{Li}來命名城鄉一體化成果地類圖斑集合。制定規則如下:

(1)對于法定宗地{Pi}覆蓋的范圍，{Li}＝int (Pi，Di)，int(Pi，Di)為法定宗地{Pi}與現狀地類{Di}的最小公共區域；

(2)對于現狀宗地{Pj}覆蓋的范圍，{Li}＝{Di}；

根據以上規則，衍生出以下規則:

①當一種地類Di中包含多個法定宗地{Pi}時，在地類范圍內按照法定宗地再次細化劃分圖斑，如圖3所示；

②當一個法定宗地Pi內包含多種地類{Di}時，在法定宗地范圍內按照地類再次細化劃分圖斑，如圖4所示；

③當法定宗地的批準用途與現狀用途一致時，按現狀用途調查；

④當法定宗地的批準用途與現狀用途不一致時，同時調查批準用途和現狀用途，在數據庫中用不同的字段來表示；

⑤當法定宗地與現狀道路發生矛盾時，按照“市政道路優先”的原則根據現狀調整法定宗地的范圍，以保證現狀道路的連通性。

圖3 一種地類包含多個宗地

圖4 一個宗地包含多個地類

對于城鄉一體化成果地類圖斑，定義如下數據結構(以C＋＋語法描述):

2.4 國家標準的第二次土地調查成果自動衍生技術

第二次土地調查規程中要求，城市、建制鎮、村莊、采礦用地、風景名勝及特殊用地按單一地類圖斑調查[3]，統一歸類到“城鎮村及工礦用地”中。城鄉一體化調查是按照城鎮地籍調查的要求，以12個一級類為標準進行的，為了滿足國家第二次土地調查的統一要求，必須要進行坐標和地類的轉換，將成果制作成1980西安坐標的農村土地調查數據庫。

特制定如表1所示對應關系，實現農村土地調查中“城鎮村與工礦用地”地類與城鎮地籍調查中對應地類的轉換:

土地利用現狀分類中農村土地調查與城鎮地籍調查部分地類的對照轉換關系[4] 表1

同時根據國家第二次土地調查的統一部署和安排，成果的預檢、驗收、核查確認、標準時點統一更新等每一步的變動只要涉及地方上的地類修改，都必須先進行實地調查，然后進行坐標轉換，同時對屬于“城鎮村及工礦用地”的部分進行歸并，制作修改后土地利用數據庫。數據庫制作流程如圖5所示。

這種先進行高精度的城鎮地籍匯總，再進行農村土地利用現狀匯總的方法，可以完全保證城鎮地籍匯總成果與農村調查匯總成果的一致。

圖5 城鄉一體化調查框架下第二次土地調查國家標準庫制作流程圖

需要注意的是，在數據庫中進行地類歸并是同類圖斑的簡單合并，而制作土地利用現狀圖需要進行綜合，不能直接簡單合并，否則會出現大片農用地中存在小面積城市用地的“孤島”現象。

3 調查成果

城鄉一體化土地利用現狀調查的成果包括:調查底圖、調查記錄手簿、土地權屬有關成果、城鄉一體化土地利用數據庫、土地利用現狀圖、地籍圖、宗地圖、基本農田相關成果以及各類報告。

基于ArcSDE＋Oracle 9i的空間數據管理框架，以《土地利用數據庫標準》、《城鎮地籍數據庫標準》、《第二次全國土地調查數據庫建設技術規范》為依據，采用統一的數據標準和組織結構，使用統一的建庫方法、統一的數學精度，對地形要素、土地利用現狀要素、地籍要素等按邏輯分層組織，建立包括土地利用數據、地籍權屬數據、基礎地形數據、正射影像圖、輔助管理數據在內的市、區兩級互聯共享的城鄉一體化土地利用數據庫。將土地利用數據庫中的土地利用等圖層提取出來，即可生成國家要求的農村土地調查數據庫，利用此數據庫可以制作土地利用現狀圖。將土地利用數據庫中的地籍權屬等圖層提取出來，即可生成城鎮地籍數據庫，可用于制作地籍圖、宗地圖，實現了“一次調查、兩套成果”。

4 結 論

深圳市在全國第二次土地調查中，充分利用以“3S”為代表的測繪新技術，以高精度的數字化成果為基礎，采用基于大比例尺的內外業一體化調查方法，實現調查全過程的數字化，既提高了調查成果的精度，又提高了工作效率。將城鎮村及工礦用地(20)直接進行細化調查，同步完成了農村土地調查和城鎮地籍調查，節約了時間，減少了重復工作。通過此項目的實踐，證明了城鄉一體化土地利用現狀調查具有以下優點:

(1)一次調查，兩套成果。通過數字化新測量技術，在一套技術方案的指導下，使用一套工作底圖，一次性調查全市2 000 km2的范圍，得到土地利用現狀數據和城鎮地籍權屬數據兩套成果，極大地節約了調查成本；

(2)宗地與地類圖斑的統一為同步進行地類管理與地籍管理提供了基礎，避免了對宗地和地類自動分析時出現的交錯、縫隙和沖突等，使得管理中純自動化、無人工干預的自動演算成為可能。

(3)保證了農村土地調查與城鎮地籍調查數據匯總在統計結果與空間位置上的一致。

(4)城鄉土地的數據信息并存于同一數據庫中，真正實現城鄉土地一體化管理。一體化數據庫的管理模式為市—區—鄉鎮(街道)—村(街坊)—權屬單位—圖斑，全市土地總體統計數據建立在每一個圖斑的準確面積上，真正實現了土地管理的數字化。一體化的數據庫可直接應用于地籍管理、規劃編制、耕地保護、用地管理、產權登記等各方面。

但是，由于農村地區與城鎮地區在基礎數據上的差異和我國的管理現狀，城鄉一體化的土地調查仍然會存在一些問題，這將是我們今后研究的重點:

①使用大比例尺工作底圖，圖斑劃分時以現狀地類和法定宗地的公共區域為最小圖形單元，導致圖斑劃分比較細碎，使得部分表達現狀地類與法定宗地矛盾的小面積圖斑由于小于第二次土地調查規定的最小上圖面積而被抹殺。

②宗地與地類圖斑變更將變得復雜。變更時需要同時考慮宗地與地類圖斑的變更，確保變更后兩者在空間關系上的拓撲一致性。例如現狀宗地經過確權登記變更為法定宗地時，其對應的地類圖斑也應同步變更。

[1] 張世全.城鄉一體化地籍信息系統理論與方法研究[D].鄭州:解放軍信息工程大學，2008

[2] 國土資源部.地籍管理“十一五”發展規劃綱要[Z].2006

[3] 李玉寶，曹智翔，余代俊等.大比例尺數字化測圖技術[M].成都:西南交通大學出版社，2006

[4] TD/T 1014－2007.第二次全國土地調查技術規程[S].

[5] GB/T 21010－2007.土地利用現狀分類[S].

[6] 艾廷華，劉耀林.土地利用數據綜合中的聚合與融合[J].武漢大學學報(信息科學版)，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

羅芳(1980—)，女，博士研究生，工程師，主要研究土地信息系統與地圖綜合。

廣東省教育廳產學研結合項目(20110901)

1672－8262(2011)05－41－05

P271

A