安徽省基本農(nóng)田專項(xiàng)監(jiān)測(cè)地理信息框架建設(shè)研究

姜文聰 張建新 吳天覽

（安徽省第四測(cè)繪院，安徽合肥 230031）

基本農(nóng)田是指站在可持續(xù)發(fā)展的高度、依據(jù)國(guó)家土地規(guī)劃規(guī)定的不得占用的耕地。隨著城市化、工業(yè)化進(jìn)程推進(jìn)，耕地資源不斷減少，耕地質(zhì)量持續(xù)下降，耕地生態(tài)被破壞，如果不加以重視，可能影響整個(gè)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的持續(xù)發(fā)展[1]。因此，對(duì)耕地資源進(jìn)行監(jiān)測(cè)分析和管護(hù)，制定相應(yīng)的耕地保護(hù)對(duì)策對(duì)糧食安全、社會(huì)經(jīng)濟(jì)和環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展均具有重要的意義。在現(xiàn)階段實(shí)施基本農(nóng)田監(jiān)測(cè)分析和管護(hù)，加強(qiáng)對(duì)基本農(nóng)田使用狀況和違占警情的實(shí)時(shí)監(jiān)控，構(gòu)建基本農(nóng)田專項(xiàng)監(jiān)測(cè)地理信息框架對(duì)耕地資源的保護(hù)具有重要意義。在安徽省委、省政府和省國(guó)土資源廳等有關(guān)部門的關(guān)心支持下，省普查辦根據(jù)國(guó)務(wù)院普查辦和省普查領(lǐng)導(dǎo)小組的統(tǒng)一部署和工作要求，以“精心普查、著眼監(jiān)測(cè)”為目標(biāo)，以“優(yōu)質(zhì)高效、彰顯特色”為核心，構(gòu)建基本農(nóng)田專項(xiàng)監(jiān)測(cè)地理信息框架。

1 項(xiàng)目目標(biāo)

隨著耕地紅線劃定和基本農(nóng)田保護(hù)工作全面開展，安徽省制定并落實(shí)一系列基本農(nóng)田保護(hù)相關(guān)舉措，如永久性基本農(nóng)田劃定、分片區(qū)監(jiān)管基本農(nóng)田違占行為[2]等。但基礎(chǔ)資料零散在各級(jí)職能部門，阻礙基本農(nóng)田保護(hù)管理的落實(shí)，制約基本農(nóng)田保護(hù)長(zhǎng)效、高效管理機(jī)制的建立，限制基本農(nóng)田管護(hù)水平的提高。

以第三次土地現(xiàn)狀調(diào)查數(shù)據(jù)和國(guó)情普查數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，結(jié)合現(xiàn)勢(shì)性遙感影像，對(duì)安徽省開展基本農(nóng)田專項(xiàng)監(jiān)測(cè)工作，構(gòu)建基本農(nóng)田專項(xiàng)監(jiān)測(cè)地理信息框架[3]；從基本農(nóng)田面積、農(nóng)田撂荒比率、農(nóng)用作物種植比率、違法占用狀況等方面對(duì)安徽省基本農(nóng)田現(xiàn)狀和變化進(jìn)行分析，結(jié)合作物價(jià)格、基礎(chǔ)水利設(shè)施、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)等行業(yè)專題信息，分析基本農(nóng)田變化的影響因素，為基本農(nóng)田保護(hù)政策制定提供數(shù)據(jù)支撐。

2 規(guī)范性引用文件

2.1 技術(shù)規(guī)范

《基礎(chǔ)地理信息數(shù)字成果數(shù)據(jù)組織及文件命名規(guī)則》（CH/T 9012—2011）、《測(cè)繪技術(shù)設(shè)計(jì)規(guī)定》（CH/T 1004—2005）、《地理空間框架基本規(guī)定》（GB/T 30317—2013）、《基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫(kù)基本規(guī)定》（CH/T 9005—2009）、《基礎(chǔ)地理信息數(shù)字產(chǎn)品1∶10 000、1∶50 000數(shù)字正射影像圖》（CH/T 1009—2001）、《中華人民共和國(guó)行政區(qū)劃代碼》（GB/T 2260—2007）、《數(shù)字測(cè)繪產(chǎn)品檢查驗(yàn)收規(guī)定和質(zhì)量評(píng)定》（GB/T 18316—2001）、《土地基本術(shù)語(yǔ)》（GB/T 19231—2003）、《土地利用現(xiàn)狀分類》（GB/T 21010—2017）、《基礎(chǔ)地理信息要素分類與代碼》（GB/T 13923—2006）、《測(cè)繪基本術(shù)語(yǔ)》（GB/T 14911—2008）、《數(shù)字測(cè)繪成果質(zhì)量檢查與驗(yàn)收》（GB/T 18316—2008）、《測(cè)繪成果質(zhì)量檢查與驗(yàn)收》（GB/T 24356—2009）《地理信息分類與編碼規(guī)則》、（GB/T 25529—2010）、《基礎(chǔ)地理信息標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)基本規(guī)定》（GB 21139—2007）、《第二次全國(guó)土地調(diào)查基本農(nóng)田調(diào)查技術(shù)規(guī)程》（TD/T 1017—2008）、《第三次全國(guó)國(guó)土調(diào)查技術(shù)規(guī)程》（TD/T 1055—2019）。

2.2 技術(shù)規(guī)定

《地理國(guó)情普查內(nèi)容與指標(biāo)》（GDPJ 01—2013）、《地理國(guó)情普查數(shù)據(jù)規(guī)定與采集要求》（GDPJ 03—2013）、《地理國(guó)情普查數(shù)據(jù)生產(chǎn)元數(shù)據(jù)規(guī)定》（GDPJ 04—2013）、《數(shù)字正射影像生產(chǎn)技術(shù)規(guī)定》（GDPJ 05—2013）、《遙感影像解譯樣本數(shù)據(jù)技術(shù)規(guī)程》（GDPJ 06—2013）、《地理國(guó)情普查過程質(zhì)量監(jiān)督抽查規(guī)定》（GDPJ 13—2013）、《基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)整合處理技術(shù)規(guī)定》（GDPJ 14—2014）、《基于遙感影像的地理國(guó)情信息提取技術(shù)規(guī)定》（GDPJ 15—2015）。

2.3 規(guī)范性文件

《2016—2018國(guó)家地理國(guó)情監(jiān)測(cè)總體方案》《地理國(guó)情監(jiān)測(cè)總體設(shè)計(jì)》（國(guó)家測(cè)繪地理信息局，2013年5月）、《地理國(guó)情監(jiān)測(cè)內(nèi)容指南》（國(guó)地普辦［2014］15號(hào)）、《全國(guó)國(guó)土規(guī)劃綱要（2016—2030年）》（國(guó)發(fā)〔2017〕3號(hào)）、《基礎(chǔ)性地理國(guó)情監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)程（征求意見稿）》《2016年基礎(chǔ)性地理國(guó)情監(jiān)測(cè)生產(chǎn)方案（征求意見稿）》《專題性地理國(guó)情監(jiān)測(cè)技術(shù)指南（征求意見稿）》《基本農(nóng)田保護(hù)條例》（1998年12月27日國(guó)務(wù)院令第257號(hào)發(fā)布）、《關(guān)于全面劃定永久基本農(nóng)田實(shí)行特殊保護(hù)的通知》（國(guó)土資源部農(nóng)業(yè)部2016年8月4日）。

3 基本農(nóng)田專項(xiàng)監(jiān)測(cè)地理信息框架建設(shè)

基本農(nóng)田專項(xiàng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)建庫(kù)流程如圖1所示。

圖1 基本農(nóng)田專項(xiàng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)建庫(kù)流程

（1）高分辨率航空、航天影像及要素?cái)?shù)據(jù)獲取與處理。

基于基礎(chǔ)測(cè)繪、基礎(chǔ)地理國(guó)情普查與監(jiān)測(cè)、第三次全國(guó)土地調(diào)查數(shù)據(jù)，獲取安徽省多時(shí)相、高精度航天影像以及矢量要素?cái)?shù)據(jù)，對(duì)高分辨率遙感影像進(jìn)行幾何校正、輻射校正處理、幾何精度檢驗(yàn)以及數(shù)據(jù)質(zhì)量檢測(cè)等操作。

遙感影像預(yù)處理：為了達(dá)到對(duì)監(jiān)測(cè)目標(biāo)的遙感解譯和數(shù)據(jù)采集要求，監(jiān)測(cè)采用的影像經(jīng)過影像配準(zhǔn)和正射校正，生成正射影像數(shù)據(jù)產(chǎn)品，分幅或分景分配給作業(yè)員進(jìn)行解譯，提取基本農(nóng)田變化圖斑。不同遙感數(shù)據(jù)源需進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，保證所有數(shù)據(jù)源的坐標(biāo)系統(tǒng)一。

（2）信息分類與編碼體系。

地理信息數(shù)據(jù)直接采用國(guó)情普查信息分類和編碼體系，第三次全國(guó)土地調(diào)查數(shù)據(jù)采用土地利用分類和編碼體系。根據(jù)區(qū)域協(xié)同發(fā)展決策支持工作的需要，梳理區(qū)域協(xié)同發(fā)展決策支持的基礎(chǔ)建設(shè)信息、經(jīng)濟(jì)信息和農(nóng)業(yè)信息分類和編碼體系。

（3）多源數(shù)據(jù)快速精準(zhǔn)化整合技術(shù)。

利用時(shí)空內(nèi)插、基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換、語(yǔ)義整合、坐標(biāo)轉(zhuǎn)換、尺度變化等技術(shù)，研究土地調(diào)查數(shù)據(jù)與傳統(tǒng)測(cè)繪數(shù)據(jù)、國(guó)情普查數(shù)據(jù)的快速精準(zhǔn)化整合，實(shí)現(xiàn)其時(shí)態(tài)統(tǒng)一、基準(zhǔn)統(tǒng)一、語(yǔ)義一致、坐標(biāo)參考統(tǒng)一和尺度統(tǒng)一。

研究利用語(yǔ)義識(shí)別、語(yǔ)義推理、句法分析、正則表達(dá)式、時(shí)空插值、坐標(biāo)變換、地址文本處理、地理編碼與反編碼技術(shù)等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)信息、基礎(chǔ)水利設(shè)施、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)等行業(yè)專題信息與基本農(nóng)田數(shù)據(jù)的快速精準(zhǔn)化整合和空間化。探索專題數(shù)據(jù)的屬性補(bǔ)齊與一致化方法，保障專題數(shù)據(jù)的完備性和全覆蓋。

（4）基本農(nóng)田變化信息采集。

內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)采集：以基本農(nóng)田地表覆蓋本底數(shù)據(jù)庫(kù)為基礎(chǔ)，結(jié)合現(xiàn)勢(shì)性遙感影像數(shù)據(jù)、地理國(guó)情監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和基礎(chǔ)測(cè)繪數(shù)據(jù)，利用目視解譯、樣本比照、疊置分析等方法監(jiān)測(cè)、采集變化信息[4]。針對(duì)具體的任務(wù)區(qū)，根據(jù)已有的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)分析整理每種分類的影像的解譯特點(diǎn)，少量采集圖片，通過外業(yè)核查、內(nèi)業(yè)分析總結(jié)樣本特征，最后全面內(nèi)業(yè)采集（內(nèi)外業(yè)交互）。

外業(yè)巡查驗(yàn)證：對(duì)內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)采集或基本農(nóng)田巡查過程中存在疑問、疑似被違法占用的耕地，開展外業(yè)調(diào)研和巡查驗(yàn)證，采集相關(guān)地塊的基本信息，包括具體地址、占用情況、面積、地表覆蓋類型等信息；測(cè)量所在地塊的地理位置信息，確保能夠準(zhǔn)確定位地點(diǎn)；匯報(bào)外業(yè)巡查驗(yàn)證人員的情況，包括姓名等信息；整合采集的基本農(nóng)田信息，便于內(nèi)業(yè)人員和上級(jí)主管部門進(jìn)行信息處理。

（5）基本農(nóng)田地表覆蓋本底數(shù)據(jù)庫(kù)構(gòu)建。

以地理國(guó)情普查數(shù)據(jù)、基礎(chǔ)測(cè)繪數(shù)據(jù)、三調(diào)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，依據(jù)監(jiān)測(cè)分析目的，利用目視解譯、樣本比照、疊置分析等方法，將基本農(nóng)田地表覆蓋劃分為農(nóng)用耕地（包括水田、旱地、水澆地）、撂荒地（未種植農(nóng)作物的耕地）、違法占用地以及其他用地（包括園地、林地、草地、零星地物等）四類，對(duì)照地物樣本庫(kù)驗(yàn)證分類精度，滿足監(jiān)測(cè)分析要求。

（6）數(shù)據(jù)整合成果的綜合質(zhì)量評(píng)價(jià)。

研究通過隨機(jī)抽樣檢查和完全檢查的多源數(shù)據(jù)整合綜合質(zhì)量評(píng)價(jià)。從被檢查的整合成果數(shù)據(jù)中，隨機(jī)抽取一定數(shù)量的數(shù)據(jù)集作為樣本，結(jié)合原始數(shù)據(jù)，通過樣本的規(guī)范性、準(zhǔn)確性、完備性等評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)的總體質(zhì)量。針對(duì)行業(yè)專題數(shù)據(jù)特點(diǎn)，整理設(shè)計(jì)相關(guān)檢查規(guī)則和檢查方法，研究基于預(yù)定義規(guī)則和方法的全面、自動(dòng)化檢查工藝流程，采用基于加權(quán)平均的缺陷扣分法，量化多源數(shù)據(jù)整合的綜合質(zhì)量評(píng)價(jià)。

4 結(jié)語(yǔ)

研究以第三次土地現(xiàn)狀調(diào)查數(shù)據(jù)和國(guó)情普查數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)結(jié)合現(xiàn)勢(shì)性遙感影像，對(duì)安徽省開展基本農(nóng)田專項(xiàng)監(jiān)測(cè)工作，從基本農(nóng)田面積、農(nóng)田撂荒比率、農(nóng)用作物種植比率、違法占用狀況等方面對(duì)安徽省基本農(nóng)田現(xiàn)狀和變化進(jìn)行分析，構(gòu)建基本農(nóng)田專項(xiàng)監(jiān)測(cè)地理信息框架，并結(jié)合作物價(jià)格、基礎(chǔ)水利設(shè)施、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)等行業(yè)專題信息分析基本農(nóng)田變化的影響因素，為基本農(nóng)田保護(hù)政策制定提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支撐。基于第三次全國(guó)土地現(xiàn)狀調(diào)查數(shù)據(jù)、基礎(chǔ)性地理國(guó)情普查數(shù)據(jù)、遙感影像數(shù)據(jù)、經(jīng)濟(jì)、農(nóng)業(yè)等行業(yè)專題數(shù)據(jù)，開展安徽省基本農(nóng)田面積、農(nóng)田撂荒比率、農(nóng)用作物種植比率、違法占用狀況等監(jiān)測(cè)工作，為基本農(nóng)田管護(hù)工作提供科學(xué)依據(jù)，輔助相關(guān)部門制定管護(hù)決策。