不同最小上图面积指标坡度图对耕地净面积的影响

张艳红 朱雪辉

（江西省基础测绘院 江西南昌 330002）

1 前言

开展第三次全国国土调查，掌握耕地、水流、森林、山岭、草原、荒地、滩涂等各类自然资源范围内土地利用状况，是贯彻落实中央生态文明体制改革战略，夯实自然资源调查基础和推进统一确权登记的重要措施[1]。开展第三次全国国土调查，是促进耕地数量、质量、生态“三位一体”保护，确保国家粮食安全，实现尽职尽责保护耕地资源的重要支撑[1]。耕地保护是国家的基本国策，耕地面积是政府部门执行耕地保护政策的重要依据，是保护农民基本权益的丈量尺，耕地面积的精确性及其重要。在第三次全国国土调查中耕地净面积计算因素包括坡度级别、田坎系数等。田坎系数由外业样方测量获得，坡度级别由DEM 数据生成。利用DEM 确定耕地坡度分级可以全面查清不同坡度分级耕地的分布，计算不同坡度分级和类型耕地的面积，能够反映本地区的地貌特征和耕地的准确面积[2]。因此由DEM 生成的坡度图其精度是影响耕地面积精度的一个重要指标，不同最小上图面积指标生成的坡度图对耕地面积的影响是本文探讨的重点。

2 不同最小上图面积指标对坡度图的影响

本实验选取江西省内具有代表性地貌特征的6个县进行坡度图制作试验，分别为鄱阳湖平原区2个县、边沿山地区2 个县和中南部丘陵区2 个县。DEM 数据为江西省基础测绘3D 产品中的最新1:10000DEM 数据，现势性在2011 年至2014 年间，DEM 格网间距为5 米。利用1:10000DEM 数据按最小图斑上图面积400m2、600m2和1200m2三种面积指标，对6 个实验县分别制作坡度分级图，根据不同上图指标生成的坡度图图斑综合率、坡度分级面积变化进行分析。表1 为坡度图按三种面积指标进行小图斑综合，综合前后图斑的个数及占比分析。

表1 按最小图斑面积进行综合后图斑综合率（图斑数单位：万个）

从表1 可以看出，平原区和山区的图斑融合率较大，丘陵区的图斑融合率较小。最小图斑面积为1200m2时，有近95%的图斑被融合掉；最小图斑面积为400m2时，仍有近90%的图斑被融合掉。说明5 米格网的DEM 生产的坡度图图斑细碎，图斑融合率大，精度不高，不能真实反映地形地貌。尤其在山区和平原区，最小图斑面积不宜确定为1200m2。

将坡度图中各坡度级的图斑面积、图斑个数进行分析对比，如图1、图2 所示：

图1 坡度分级面积占比

图2 坡度分级图斑个数占比

从坡度分级面积占比和坡度分级图斑个数占比图表可以看出：

1）鄱阳湖平原区：a 县坡度分级面积中坡度级2和5 的面积增加，坡度级为1、3、4 的图斑面积减少；b 县坡度分级面积中坡度级5 的面积增加，坡度级为1、2、3、4 的图斑面积减少；两个县均为坡度级为1 的图斑数增加；

2）边沿山地区：c 县和d 县坡度分级面积中坡度级1、2 和5 的面积增加，坡度级为3 和4 的图斑面积减少；c 县坡度级为1 和2 的图斑数增加，d 县坡度级为1、2 和4 的图斑数增加；

3）中南部丘陵区：e 县坡度分级面积中坡度级1、5 的面积增加，坡度级为2、3、4 的图斑面积减少，坡度级为1、4 的图斑数增加；f 县坡度分级面积中坡度级1、2 和5 的面积增加，坡度级为3、4 的图斑面积减少；坡度级为1、3、4 的图斑数增加。

上述三点综合分析：坡度分级图中6 个实验县坡度级为3、4 的图斑面积减少，坡度级为5 的面积增加。坡度级1 和2 的图斑面积变化无规律。图斑数均为坡度级为1 的增加。图斑数变化与图斑面积变化之间无规律。

3 不同最小上图面积指标坡度图对耕地净面积的影响

本实验数据库采用2017 年土地变更库，利用二调的坡度图、最小面积指标为400m2的坡度图、最小面积指标为600m2的坡度图、最小面积指标为1200m2的坡度图这4 种坡度图分别对2017 年土地变更库进行耕地坡度属性赋值后进行面积统计，并进行面积对比分析。2017 年土地变更库中耕地净面积是指耕地面积减去田坎面积、减去线状地物和零星地物的面积，田坎面积由坡度图确定的坡度级别所对应的田坎系数决定，因此耕地净面积计算因素为坡度级别、田坎系数。

由不用面积指标生成的坡度图对耕地坡度属性赋值，计算出的耕地净面积间的变化规律进行分析，以下耕地净面积比重为耕地净面积除以所有坡度级别耕地净面积与田坎面积的总和。耕地净面积增减量比重为各最小面积指标对应的耕地净面积与2017 年度耕地净面积的差值除以所有坡度级别耕地净面积与田坎面积的总和。具体分析见图3、图4、图5。

图3 不同面积指标对耕地净面积增减量比重

从图3 可以看出：一是6 个实验县耕地净面积均已增加，增加幅度各有不同。其中d 县耕地净面积增幅最大,其次是c 县。二是边沿山地区增幅最大，中南部丘陵区增幅最小。

从图4 可以看出：一是不同面积指标对应的田坎面积与耕地净面积比值与二调的比值相比，差值相差越多，田坎扣除面积越少，耕地净面积增加越大。二是田坎面积与耕地净面积比值小于最小田坎系数（0 除外）0.0582，说明坡度级为1 的耕地增加较多。

图4 6 个实验县田坎面积与耕地净面积比值

从图5 可以看出：一是坡度级为1 的耕地净面积增加明显，坡度级为3、4 的耕地净面积减少（除b县外），其它坡度级面积变化无规律。二是低坡度级的耕地面积由于其田坎系数较小，扣除的田坎面积相应较少导致耕地净面积增幅较大。三是不同最小图斑面积指标对各坡度分级耕地净面积的影响没有规律。四是不同最小图斑面积指标下的各坡度分级耕地净面积间增幅不大，说明最小图斑面积指标的不同对耕地净面积间增幅影响不大。

图5 不同面积指标对各坡度级耕地净面积影响

图5 与图1 进行对比可以看出：图1 可以分析出6 个实验县坡度级为3、4 的图斑面积减少，坡度级为5 的面积增加。坡度级为1 和2 的图斑面积变化无规律。图斑数均为坡度级为1 的增加。图斑数变化与图斑面积变化之间无规律。再对比图5 可以看出耕地坡度分级净面积的变化规律与坡度分级图的坡度分级面积变化规律无关联。

6 个实验县耕地净面积均已增加，增加幅度各有不同。其中d 县耕地净面积增幅最大,其次是c 县。边沿山地区增幅最大，中南部丘陵区增幅最小。6 个实验县总体增幅在2%以上。不同面积指标对于耕地净面积的影响：指标越小，净面积越增加（e 县和f 县略有变化），但增幅不大。

4 结束语

第三次全国国土调查技术规程中规定最小上图图斑面积为：建设用地和设施农用地实地面积200m2；农用地（不含设施农用地）实地面积400m2；其他地类实地面积600m2，荒漠地区可适当减低精度，但不得低于1500m2。对于有更高管理需求的地区，建设用地可适当提高调查精度[3]。由于江西省地势复杂、面积广，涵盖平原、丘陵和山区三种地形，坡度图最小上图面积指标的选取既符合第三次全国国土调查技术规程中最小图斑的要求，又能兼顾反映江西省的一些特殊地貌特征。

在坡度分级图制作环节最小图斑面积指标为1200m2时，有近95%的图斑被融合掉；最小图斑面积指标为400m2时，仍有近90%的图斑被融合掉。说明5 米格网的DEM 生产的坡度图图斑细碎，图斑融合率大，精度不高，不能真实反映地形地貌。尤其在山区和平原区，最小图斑面积不宜确定为1200m2。

从耕地赋坡度值效率来看三种面积指标的坡度图进行耕地坡度级别赋值所花费的时间差不多，即三种面积指标的坡度图对后期耕地赋坡度属性的生产效率影响不大，均可以裁切后再进行赋值，裁切的面积越小，花费的总时间相对要少一些。而最小图斑面积指标越小，坡度图的生产中需要融合的小面积图斑越少，生产效率越高，综合这两点看最小图斑面积指标宜选取为小的面积指标。

从耕地坡度分级面积统计来看坡度图三种不同最小图斑面积指标下的各坡度分级耕地净面积间增幅不大，说明这三种最小图斑面积指标的不同对对应的耕地净面积之间面积增幅影响不大。小的面积指标更能客观真实反映出地形地貌，对于山区地形基本不发生变化的地方耕地面积变化不会太大。从长远来看，小的面积指标更能保证江西省第三次全国国土调查中耕地面积统计与下一轮国土调查中的耕地面积统计衔接自然；高精度的坡度图能满足后期应用，同时避免重复生产坡度图造成资源浪费。