三調數據成果流量變化定律與原因探討

蔣曉靜，石 亮，胡 敏

（1.中國建筑材料工業地質勘查中心四川總隊，四川 成都 610000）

第三次全國國土調查（以下簡稱三調）已經結束，對三調成果進行數據分析可有效掌握各類用地的數量特征及其空間分布。將三調成果與第二次全國土地調查（以下簡稱二調）成果進行疊加對比分類，了解各類用地的流量變化，深度挖掘流量變化之間的邏輯關系，一方面有助于總結變化趨勢、發現產生變化的原因，為各級自然資源部門開展土地利用監測、統計、空間規劃編制、國土空間用途管制等工作提供科學依據；另一方面可對流量異常的地方實施重點核實與監管，研究相應的政策與措施，進行有效管控[1-3]。

1 流量變化定律

以某種地類轉化為其他地類為流出，其他地類轉化為該地類為流入，如圖1所示，A區域表示地類流出的圖斑，B區域表示地類不變的圖斑，C區域表示地類流入的圖斑，那么A+B區域則為對應的二調地類圖斑，C+B區域則為對應的三調地類圖斑。若S為地類面積，SA為地類流出面積，SC為流入地類面積，則有：

圖1 空間疊加示意圖

式（1）為流量變化定律，即地類二、三調的面積變化量應等于流入與流出的面積差值。

2 重點地類流量分析

2.1 耕地

國家嚴禁將耕地轉化為非耕地，因此耕地的流量分析非常重要。與其他地類不同，耕地具有本身的特殊性，即數據庫中的耕地圖斑包含耕地和田坎兩種地類，耕地圖斑發生變化將伴隨著田坎的產生和消失，耕地的流入流出意味著田坎的流入流出。

由式（1）、（3）、（4）可知：

因此，在分析凈耕地流量變化的過程中，還應分析相應田坎的變化。

2.2 建設用地

根據分類標準，土地可分為農用地、建設用地和未利用地3大類。二調中的建設用地雖進行了細化分類，但未進行細化調查，數據庫成果僅對城鎮村和工礦用地進行了20x屬性分類，地類為20x的圖斑按照二調標準全為建設用地[4-5]。三調中的建設用地要求細化調查到相應的二級類，并填寫對應的城鎮村和工礦用地屬性，由于調查規則的改變，標注為20x的地類可能含有非建設用地。自然資源部門開展空間規劃編制常常需要重點分析20x圖斑，弄清城鎮村建設用地占地情況以便更好地規劃城鎮發展邊界、研究城市擴張與人口之間的關系。以城市（201）為例，則有：

由式（1）、（7）、（8）可知：

也就是說，在分析201建設用地的流量變化時，需注意201屬性中非建設用地的部分。

2.3 權屬

權屬性質主要分為國有和集體兩類，全部國有地類的減少量應等于集體地類的增加量，單個地類國有權屬的增加量不一定等于集體權屬的減少量。以國有林地為例，根據流量變化定律可知：

由式（10）可知，國有林地的流入包括非林地（包括國有和集體）流入為國有林地，集體林地流入為國有林地；同理，國有林地的流出也包括流出為非林地（包括國有和集體）和流出為集體林地。

3 影響流量變化的因素

3.1 控制面積

10年來部分省市進行了行政區劃調整，具體到鄉鎮，更有和村并組的情況發生，行政界線的變化導致二調與三調的控制面積有所差異，個別區縣的控制面積差異還較大，可能達到上萬畝。差異較大的區縣若采用疊加相交的空間分析方式進行流量分析，則會出現各地類面積增加之和與面積減少之和不一致的情況，導致流量變化分析不準確。針對這種情況，可采用兩種方式進行解決：①收集相鄰區縣的成果，以三調行政界線為準，進行相同控制面積下的流量分析；②保留控制面積的差異性，空間疊加采用聯合的方式，行政界線變化歸入的地類圖斑均為流入圖斑，劃出的圖斑均為流出圖斑。兩種方式各有利弊，前者準確度高，但往往數據很難收集齊全；后者方便快捷，但由于流入圖斑不知道是何種地類將存在流量變化誤差。

3.2 線狀地物

二調中公路、農村道路、鐵路、河流、溝渠、田坎、管道用地等均屬于線狀地物，其寬度與圖上顯示數據相比，若在2 mm以內則視作單線線狀地物，用單線符號表示；若不小于圖上寬度的2 mm，則歸屬到地類圖斑一類數據中。三調中明確要求取消線狀地物，所有需要上圖的道路、溝渠、河流等線性地物均以圖斑的形式表示。二調線狀地物與地類圖斑分屬不同的圖層，每次空間疊加后地類圖斑的面積均需根據線狀地物進行重新計算，不便于進行快速統計分析[6]。因此，為了數據分析的簡便高效，最好將二調線狀地物面狀化再進行疊加分析，不但節省時間，而且能更真實準確地反映流量變化。

3.3 分類標準

二調中的水庫水面屬于建設用地，三調中的水庫水面屬于農用地。由于分類標準的不同，3大地類流量分析時，將出現建設用地的偽流量變化。例如，三調中增加了濕地資源作為一級類，濕地二級類的沿海灘涂與內陸灘涂在二調中屬于水域及水利設施用地，沼澤地在二調中屬于其他土地，直接按照對應標準生成的濕地流量表也存在偽流入流出的情況[7]。因此，在進行流量分析前，最好根據實際情況，統一分類標準避免偽流量變化。

4 流量分析流程

綜上所述，流量分析受多方面因素的影響，為保證流量分析的準確性，應對數據進行預處理并選擇合適的方案。具體流程如圖2所示。

圖2 流量分析流程圖

5 流量變化原因分析

流量表僅是一個變化定量統計，對其進行定性分析，找到產生變化的原因才是流量分析的關鍵。根據地類變化結果，可將變化分為真變化和偽變化兩類，真變化是指10年來地表覆蓋地類確實發生了改變，如占用耕地修建宅基地、土地整理修建溝渠、河道整治修建堤壩、退耕還林等；偽變化是指地類未發生實質性的改變，只是由于調查規則或采用影像不同而導致地類發生變化。例如，三調規定寬度大于8 m的道路必須調查為公路用地，屬于建設用地，但在二調數據庫中大于8 m的道路可能被調查為農村道路，屬于農用地，這種情況就屬于建設用地的偽流入；二調耕地的最小上圖面積為600 m2，三調為400 m2[6]，部分400～600 m2的耕地很可能在二調時就已經存在，這部分增加的耕地也屬于偽流入；由于影像分辨率不一致，導致二、三調相同地類圖斑的邊界發生了變化，這種變化也屬于偽變化。分析變化原因的過程實際上是去偽存真的過程，只有找到真實的變化量和變化原因，才能為管理部門提供有效的參考信息[8]。

分析變化原因的最優方法是逐圖斑核實，但這樣工作量非常大，實施起來非常困難，因此進行重點地類和重點區域的變化分析成為首選。在分析大數據流量變化原因時，可先根據圖斑特征總結規律（如長寬比、上圖面積等）篩選出部分偽變化，然后根據管理數據找出合理的流量變化，再根據其特征核實剩余圖斑的變化原因。耕地變化原因分析情況如表1所示，其他地類可參照耕地進行變化原因分析。

表1 耕地變化原因分析情況表

6 結語

了解流量變化規律，充分分析利用二三調數據的差異性，選擇合適的流量分析方案分析流量變化的原因，才能更好地分析三調數據。本文總結的流量變化定律和變化原因分析方法可詳細剖析土地利用變化的原因，總結變化趨勢，為各級自然資源部門開展違法監測、空間用途管制等工作提供參考。