安徽省基本农田专项监测地理信息框架建设研究

姜文聪 张建新 吴天览

（安徽省第四测绘院，安徽合肥 230031）

基本农田是指站在可持续发展的高度、依据国家土地规划规定的不得占用的耕地。随着城市化、工业化进程推进，耕地资源不断减少，耕地质量持续下降，耕地生态被破坏，如果不加以重视，可能影响整个经济社会的持续发展[1]。因此，对耕地资源进行监测分析和管护，制定相应的耕地保护对策对粮食安全、社会经济和环境的可持续发展均具有重要的意义。在现阶段实施基本农田监测分析和管护，加强对基本农田使用状况和违占警情的实时监控，构建基本农田专项监测地理信息框架对耕地资源的保护具有重要意义。在安徽省委、省政府和省国土资源厅等有关部门的关心支持下，省普查办根据国务院普查办和省普查领导小组的统一部署和工作要求，以“精心普查、着眼监测”为目标，以“优质高效、彰显特色”为核心，构建基本农田专项监测地理信息框架。

1 项目目标

随着耕地红线划定和基本农田保护工作全面开展，安徽省制定并落实一系列基本农田保护相关举措，如永久性基本农田划定、分片区监管基本农田违占行为[2]等。但基础资料零散在各级职能部门，阻碍基本农田保护管理的落实，制约基本农田保护长效、高效管理机制的建立，限制基本农田管护水平的提高。

以第三次土地现状调查数据和国情普查数据为基础，结合现势性遥感影像，对安徽省开展基本农田专项监测工作，构建基本农田专项监测地理信息框架[3]；从基本农田面积、农田撂荒比率、农用作物种植比率、违法占用状况等方面对安徽省基本农田现状和变化进行分析，结合作物价格、基础水利设施、农业生产技术等行业专题信息，分析基本农田变化的影响因素，为基本农田保护政策制定提供数据支撑。

2 规范性引用文件

2.1 技术规范

《基础地理信息数字成果数据组织及文件命名规则》（CH/T 9012—2011）、《测绘技术设计规定》（CH/T 1004—2005）、《地理空间框架基本规定》（GB/T 30317—2013）、《基础地理信息数据库基本规定》（CH/T 9005—2009）、《基础地理信息数字产品1∶10 000、1∶50 000数字正射影像图》（CH/T 1009—2001）、《中华人民共和国行政区划代码》（GB/T 2260—2007）、《数字测绘产品检查验收规定和质量评定》（GB/T 18316—2001）、《土地基本术语》（GB/T 19231—2003）、《土地利用现状分类》（GB/T 21010—2017）、《基础地理信息要素分类与代码》（GB/T 13923—2006）、《测绘基本术语》（GB/T 14911—2008）、《数字测绘成果质量检查与验收》（GB/T 18316—2008）、《测绘成果质量检查与验收》（GB/T 24356—2009）《地理信息分类与编码规则》、（GB/T 25529—2010）、《基础地理信息标准数据基本规定》（GB 21139—2007）、《第二次全国土地调查基本农田调查技术规程》（TD/T 1017—2008）、《第三次全国国土调查技术规程》（TD/T 1055—2019）。

2.2 技术规定

《地理国情普查内容与指标》（GDPJ 01—2013）、《地理国情普查数据规定与采集要求》（GDPJ 03—2013）、《地理国情普查数据生产元数据规定》（GDPJ 04—2013）、《数字正射影像生产技术规定》（GDPJ 05—2013）、《遥感影像解译样本数据技术规程》（GDPJ 06—2013）、《地理国情普查过程质量监督抽查规定》（GDPJ 13—2013）、《基础地理信息数据整合处理技术规定》（GDPJ 14—2014）、《基于遥感影像的地理国情信息提取技术规定》（GDPJ 15—2015）。

2.3 规范性文件

《2016—2018国家地理国情监测总体方案》《地理国情监测总体设计》（国家测绘地理信息局，2013年5月）、《地理国情监测内容指南》（国地普办［2014］15号）、《全国国土规划纲要（2016—2030年）》（国发〔2017〕3号）、《基础性地理国情监测技术规程（征求意见稿）》《2016年基础性地理国情监测生产方案（征求意见稿）》《专题性地理国情监测技术指南（征求意见稿）》《基本农田保护条例》（1998年12月27日国务院令第257号发布）、《关于全面划定永久基本农田实行特殊保护的通知》（国土资源部农业部2016年8月4日）。

3 基本农田专项监测地理信息框架建设

基本农田专项监测数据建库流程如图1所示。

图1 基本农田专项监测数据建库流程

（1）高分辨率航空、航天影像及要素数据获取与处理。

基于基础测绘、基础地理国情普查与监测、第三次全国土地调查数据，获取安徽省多时相、高精度航天影像以及矢量要素数据，对高分辨率遥感影像进行几何校正、辐射校正处理、几何精度检验以及数据质量检测等操作。

遥感影像预处理：为了达到对监测目标的遥感解译和数据采集要求，监测采用的影像经过影像配准和正射校正，生成正射影像数据产品，分幅或分景分配给作业员进行解译，提取基本农田变化图斑。不同遥感数据源需进行坐标转换，保证所有数据源的坐标系统一。

（2）信息分类与编码体系。

地理信息数据直接采用国情普查信息分类和编码体系，第三次全国土地调查数据采用土地利用分类和编码体系。根据区域协同发展决策支持工作的需要，梳理区域协同发展决策支持的基础建设信息、经济信息和农业信息分类和编码体系。

（3）多源数据快速精准化整合技术。

利用时空内插、基准转换、语义整合、坐标转换、尺度变化等技术，研究土地调查数据与传统测绘数据、国情普查数据的快速精准化整合，实现其时态统一、基准统一、语义一致、坐标参考统一和尺度统一。

研究利用语义识别、语义推理、句法分析、正则表达式、时空插值、坐标变换、地址文本处理、地理编码与反编码技术等技术，实现经济信息、基础水利设施、农业生产技术等行业专题信息与基本农田数据的快速精准化整合和空间化。探索专题数据的属性补齐与一致化方法，保障专题数据的完备性和全覆盖。

（4）基本农田变化信息采集。

内业数据采集：以基本农田地表覆盖本底数据库为基础，结合现势性遥感影像数据、地理国情监测数据和基础测绘数据，利用目视解译、样本比照、叠置分析等方法监测、采集变化信息[4]。针对具体的任务区，根据已有的基础数据分析整理每种分类的影像的解译特点，少量采集图片，通过外业核查、内业分析总结样本特征，最后全面内业采集（内外业交互）。

外业巡查验证：对内业数据采集或基本农田巡查过程中存在疑问、疑似被违法占用的耕地，开展外业调研和巡查验证，采集相关地块的基本信息，包括具体地址、占用情况、面积、地表覆盖类型等信息；测量所在地块的地理位置信息，确保能够准确定位地点；汇报外业巡查验证人员的情况，包括姓名等信息；整合采集的基本农田信息，便于内业人员和上级主管部门进行信息处理。

（5）基本农田地表覆盖本底数据库构建。

以地理国情普查数据、基础测绘数据、三调数据为基础，依据监测分析目的，利用目视解译、样本比照、叠置分析等方法，将基本农田地表覆盖划分为农用耕地（包括水田、旱地、水浇地）、撂荒地（未种植农作物的耕地）、违法占用地以及其他用地（包括园地、林地、草地、零星地物等）四类，对照地物样本库验证分类精度，满足监测分析要求。

（6）数据整合成果的综合质量评价。

研究通过随机抽样检查和完全检查的多源数据整合综合质量评价。从被检查的整合成果数据中，随机抽取一定数量的数据集作为样本，结合原始数据，通过样本的规范性、准确性、完备性等评价数据的总体质量。针对行业专题数据特点，整理设计相关检查规则和检查方法，研究基于预定义规则和方法的全面、自动化检查工艺流程，采用基于加权平均的缺陷扣分法，量化多源数据整合的综合质量评价。

4 结语

研究以第三次土地现状调查数据和国情普查数据为基础结合现势性遥感影像，对安徽省开展基本农田专项监测工作，从基本农田面积、农田撂荒比率、农用作物种植比率、违法占用状况等方面对安徽省基本农田现状和变化进行分析，构建基本农田专项监测地理信息框架，并结合作物价格、基础水利设施、农业生产技术等行业专题信息分析基本农田变化的影响因素，为基本农田保护政策制定提供准确的数据支撑。基于第三次全国土地现状调查数据、基础性地理国情普查数据、遥感影像数据、经济、农业等行业专题数据，开展安徽省基本农田面积、农田撂荒比率、农用作物种植比率、违法占用状况等监测工作，为基本农田管护工作提供科学依据，辅助相关部门制定管护决策。