劉 璐
(遼寧省林業調查規劃監測院,遼寧沈陽110122)
林地變更調查是實施《全國林地保護利用規劃綱要(2010—2020年)》的重要任務,經國務院審議通過。 林地變更調查的開展可以更好地適應和滿足林地保護管理需要, 為完善森林資源監測體系、加強使用林地審核審批管理和執法監督、劃定生產生活生態空間開發管界限制、落實林地用途管制一張藍圖和實現多規合一奠定基礎。 2013年6月,國家林業局在遼寧省選取本溪滿族自治縣(以下簡稱本溪縣)作為試點縣,經過兩年的試點工作,本溪縣形成了一套適合遼寧省縣區特點的變更方法,2016年在全省林地變更工作中全面使用。
2008年,遼寧省李曉玲等應用分布式地理數據庫等GIS 技術實現省級森林資源數據庫的同步更新[2],應用該系統,遼寧省各縣區完成了2006年到2011年二調森林資源檔案數據按年度的屬性和空間數據的同步更新。 但是,由于全國編制“林地一張圖”[3]、遼寧省編制青山保護規劃“一張圖”[4]、遼寧省生態公益林確認[5]等工作的開展,造成了全省生成多套空間與非空間異構數據,傳統的資源數據更新方法已經無法滿足省級及國家資源數據成果的多樣化需求。 因此通過數據整合集多套異構森林資源數據有效信息于一體,形成一套完整科學可利用的森林資源標準數據作為林地變更工作的基礎數據,是進行林地變更試點的首要步驟。
林地變更內容包含林地范圍(新增林地、減少林地)、林地地類(新增森林、減少森林、其他地類之間的變化)、管理屬性(林地權屬、森林類別、林種、工程類別等)的變化[6]。 此次林地變更試點要求結合最新森林資源清查數據、土地利用總體規劃和第二次全國土地調查成果等成果, 明確林地與耕地、草地等的界限,調整不準確的圖形邊界。 對于林地數據與國土數據重疊交叉圖斑,要填寫國土地類(賦值國土地類代碼)并標注說明,因此,做好林地和國土銜接是本次林地變更試點的重點內容。
根據變更內容分析,林地的變化分為林地內部轉移和林地非林地間的轉入轉出[7],引起變化的原因眾多,涉及的各項業務和部門聯系緊密,在變更的過程中,需要各部門協同工作,具體原因與部門之間的關系如表1 (涉及業務部門及名稱以本溪縣為例)。
收集變更調查期間所有林業經營資料,并將森林資源各類成果擴充至林地變更基礎數據中(數據整合),以更新年度兩期遙感影像(前期與本期)為底圖進行遙感判讀并區劃出變化地塊,與國土數據做銜接,核實需要現地調查的小班,最后生成本期林地變更調查成果,從而更新全國林地“一張圖”數據庫,具體流程如圖1。
3.1.1 收集林業經營管理資料
主要收集2012年初到2015年12月31日期間本溪縣各類林業經營管理資料。 資料收集需要表1 中林業各部門之間協同合作,實現數據共享。
3.1.2 林地變更基礎數據

圖1 林地變更試點工作流程
為了解決遼寧省目前存在的多套異構數據問題,需要準備本溪縣林地“一張圖”數據、生態公益林確認數據、青山保護規劃“一張圖”數據、二類調查森林資源檔案數據,進行數據整合形成一套完整有效的林地變更基礎數據進行統一管理和變更。 此外,還需準備國家下發的國土數據資料用于進行林地與國土的銜接。
3.1.3 遙感影像資料
影像資料貫穿于數據變更的整個過程,林地變更需要的遙感影像有:前期航空影像,即2011年林地落界時使用的航拍影像 (時相大部分為08年),坐標為西安80 坐標系;本期遙感影像,由國家林業局提供;國土區劃參照影像,即在國土小班進行區劃時參照的影像,主要起到輔助參考作用。 其中,前期航空影像和本期遙感影像用于制作遙感判讀圖層,遙感判讀直接體現兩期影像的變化,是進行林地變更和核查的非常重要的輔助資料。
3.2.1 林業經營管理資料矢量化
林業經營類型分為植樹造林、森林采伐、林業工程、占用征收、林業案件、森林災害、權屬變更、森林類別、規劃調整等,將管理資料按照各類型歸類并矢量化。 遼寧省林業經營數據的坐標系統是北京54 坐標系,為滿足國家變更數據要求,需將矢量化后的經營數據坐標系統轉換成西安80 坐標系。
3.2.2 林地變更基礎數據整合
為了實現將生態公益林確認數據、青山保護規劃“一張圖”數據、二類調查資源檔案數據整合到林地“一張圖”數據中,需把握以下幾個原則[8]:1.圖形應完全保留原始的林地“一張圖”圖形。 2.應重新標準化屬性數據結構,并重新定制數據字典。3.在整合過程中,應確保林地保護等級、事權等級等不能改變,當土地權屬、地類、林種、森林類別、工程類別發生變化時需要填寫變化原因和時間并進行相應的備注。 整合方法如圖2。

圖2 林地變更基礎數據整合方法
3.2.3 遙感判讀
遙感判讀是指在林地范圍內區劃出兩期影像發生變化的地塊,并標注判讀地類:有林地、灌木林地、無立木林地、其他林地或非林地,分為建標和判讀兩部分。 這一過程可在國家林業局下發的全國林地更新軟件(遼寧定制版)中完成。
3.2.4 國土待確認矢量圖層
林地與國土銜接只需要完成地類的銜接,而且只對地類不同的地塊進行人工確認和標記。 因此國土需要進行初步處理,思路如下:屬性上可以只保留“地類”一個字段;圖形上相鄰地塊如果地類相同可以合并成一個大班,然后通過與林地“一張圖”數據的空間分析從中剔除掉地類一致的地塊。 具體流程如圖3:

圖3 國土待確認矢量圖層生成過程
圖斑更新就是根據各類林業經營管理圖層、遙感判讀圖層、國土待確認圖層對林地變更基礎數據進行更新。 更新包含兩個方面的內容:圖形更新和屬性更新。
圖形更新主要針對的是小班面和林帶數據(即面和線兩種數據類型)。 常用的面圖形更新方式是分割、合并、邊界修改,常用的線圖形更新方式是新建、分割。 運用林地變更軟件來實現。
屬性更新是指對小班因子的更新,伴隨在圖形更新之后,保證每個區劃完的圖斑都能將相應的屬性因子更新到現狀。 由于在數據整合的過程中將森林資源數據庫因子擴充了進來,因此屬性更新的內容多且復雜,必須充分利用好各類林業經營管理圖層、遙感判讀圖層、國土待確認圖層的屬性信息,參考圖層中無法確定的因子就要詢問當地林業站調查員或者進行補充調查。 豐富屬性結構是試點過程中對全國林地更新軟件(遼寧定制版)的進行測試和意見反饋的關鍵內容。
傳統的補充調查方法需要采用紙質填表或者掌上電腦PDA 的方式,采用平板端軟件更適合進行縣級林地變更調查。 平板端軟件調查的優點是屏幕大、操作靈活,并且擁有更多的儲容量來承載更多數據,硬件配置高能夠進行更加復雜的運算,硬盤抗震性能更強,更適合野外攜帶和操作(如圖4)。

圖4 平板電腦端軟件
需要補充調查的情況有:(1) 林業經營管理資料體現的變化與遙感判讀變化方向不一致的地塊;(2)遙感影像沒有反映變化的地塊;(3)遙感影像沒有覆蓋的地塊;(4) 非林地中參與覆蓋率計算的小班的基本林分因子需要進行補充調查;(5) 國土銜接待確認圖層中的地塊;(6)地類沒變變化但基本林分因子發生變化的小班,未成林進階小班、自然增長量無法確定的小班、前期因子填寫錯誤的小班等。
數據質檢是對最后成果的質量控制,包括圖形檢查和屬性檢查。
圖形檢查包含相交、細碎、超邊界及多部件檢查。 其中細碎檢查確實為實際生產經營中的作業圖斑,并不是變更過程中產生的細碎塊。
屬性檢查包括關鍵字檢查: 關鍵字不能重復、字典域檢查、邏輯關系檢查、必填項檢查、必填項未填等。 由于數據整合是對原有的林地“一張圖”數據庫進行了屬性擴展, 因此總結本溪縣數據特點,不斷修正數據字典和邏輯關系定義以完善全國林地更新軟件(遼寧定制版)是試點中的重要內容。
將前期林地數據庫與本地林地數據庫進行疊加分析,生成林地變化數據庫。 林地變更試點成果統計表有5 個:(1) 各類林地面積變更統計表;(2)公益林地面積變更統計表;(3) 商品林地面積變更統計表;(4)各類林地動態轉移統計表;(5)林地變化原因分析統計表。
2015年, 國家林業局辦公室下發 《關于做好2016年全國林地變更調查工作的通知》, 遼寧省成為最后一批開展林地變更調查的省份, 由于林地“一張圖”數據是在2012年林地保護利用規劃時產生,4年的時間跨度成為全省進行林地變更的難點,因此理清已有數據關系(例如數據整合、國土銜接)及變更年限期間各類林業經營管理資料,做好基礎數據的處理是保證4年期間的所有林地變化都能體現在最終成果的關鍵,也是本溪縣試點著重解決的問題。
由于數據整合后的林地變更基礎數據對原有的林地“一張圖”數據庫進行了屬性擴展,因此“全國林地變更試點軟件”已經無法滿足本縣的更新需求。 在試點過程中,總結本溪縣自身特點,不斷修正數據字典和邏輯關系定義、增加特殊功能,逐漸形成了適合于遼寧省縣級實際工作需求的定制化林地變更軟件,豐富和完善了我省區別于其他省份的林地變更工作內容。
采用平板電腦進行外業補充調查,及時修正小班圖形和屬性因子,減少了野外調查和數據回填的工作量,提高了實地調查的效率和現地核實的準確性。