三调数据成果流量变化定律与原因探讨

2022-11-26蒋晓静

地理空间信息 2022年11期

蒋晓静，石亮，胡敏

（1.中国建筑材料工业地质勘查中心四川总队，四川成都 610000）

第三次全国国土调查（以下简称三调）已经结束，对三调成果进行数据分析可有效掌握各类用地的数量特征及其空间分布。将三调成果与第二次全国土地调查（以下简称二调）成果进行叠加对比分类，了解各类用地的流量变化，深度挖掘流量变化之间的逻辑关系，一方面有助于总结变化趋势、发现产生变化的原因，为各级自然资源部门开展土地利用监测、统计、空间规划编制、国土空间用途管制等工作提供科学依据；另一方面可对流量异常的地方实施重点核实与监管，研究相应的政策与措施，进行有效管控[1-3]。

1 流量变化定律

以某种地类转化为其他地类为流出，其他地类转化为该地类为流入，如图1所示，A区域表示地类流出的图斑，B区域表示地类不变的图斑，C区域表示地类流入的图斑，那么A+B区域则为对应的二调地类图斑，C+B区域则为对应的三调地类图斑。若S为地类面积，SA为地类流出面积，SC为流入地类面积，则有：

图1 空间叠加示意图

式（1）为流量变化定律，即地类二、三调的面积变化量应等于流入与流出的面积差值。

2 重点地类流量分析

2.1 耕地

国家严禁将耕地转化为非耕地，因此耕地的流量分析非常重要。与其他地类不同，耕地具有本身的特殊性，即数据库中的耕地图斑包含耕地和田坎两种地类，耕地图斑发生变化将伴随着田坎的产生和消失，耕地的流入流出意味着田坎的流入流出。

由式（1）、（3）、（4）可知：

因此，在分析净耕地流量变化的过程中，还应分析相应田坎的变化。

2.2 建设用地

根据分类标准，土地可分为农用地、建设用地和未利用地3大类。二调中的建设用地虽进行了细化分类，但未进行细化调查，数据库成果仅对城镇村和工矿用地进行了20x属性分类，地类为20x的图斑按照二调标准全为建设用地[4-5]。三调中的建设用地要求细化调查到相应的二级类，并填写对应的城镇村和工矿用地属性，由于调查规则的改变，标注为20x的地类可能含有非建设用地。自然资源部门开展空间规划编制常常需要重点分析20x图斑，弄清城镇村建设用地占地情况以便更好地规划城镇发展边界、研究城市扩张与人口之间的关系。以城市（201）为例，则有：

由式（1）、（7）、（8）可知：

也就是说，在分析201建设用地的流量变化时，需注意201属性中非建设用地的部分。

2.3 权属

权属性质主要分为国有和集体两类，全部国有地类的减少量应等于集体地类的增加量，单个地类国有权属的增加量不一定等于集体权属的减少量。以国有林地为例，根据流量变化定律可知：

由式（10）可知，国有林地的流入包括非林地（包括国有和集体）流入为国有林地，集体林地流入为国有林地；同理，国有林地的流出也包括流出为非林地（包括国有和集体）和流出为集体林地。

3 影响流量变化的因素

3.1 控制面积

10年来部分省市进行了行政区划调整，具体到乡镇，更有和村并组的情况发生，行政界线的变化导致二调与三调的控制面积有所差异，个别区县的控制面积差异还较大，可能达到上万亩。差异较大的区县若采用叠加相交的空间分析方式进行流量分析，则会出现各地类面积增加之和与面积减少之和不一致的情况，导致流量变化分析不准确。针对这种情况，可采用两种方式进行解决：①收集相邻区县的成果，以三调行政界线为准，进行相同控制面积下的流量分析；②保留控制面积的差异性，空间叠加采用联合的方式，行政界线变化归入的地类图斑均为流入图斑，划出的图斑均为流出图斑。两种方式各有利弊，前者准确度高，但往往数据很难收集齐全；后者方便快捷，但由于流入图斑不知道是何种地类将存在流量变化误差。

3.2 线状地物

二调中公路、农村道路、铁路、河流、沟渠、田坎、管道用地等均属于线状地物，其宽度与图上显示数据相比，若在2 mm以内则视作单线线状地物，用单线符号表示；若不小于图上宽度的2 mm，则归属到地类图斑一类数据中。三调中明确要求取消线状地物，所有需要上图的道路、沟渠、河流等线性地物均以图斑的形式表示。二调线状地物与地类图斑分属不同的图层，每次空间叠加后地类图斑的面积均需根据线状地物进行重新计算，不便于进行快速统计分析[6]。因此，为了数据分析的简便高效，最好将二调线状地物面状化再进行叠加分析，不但节省时间，而且能更真实准确地反映流量变化。

3.3 分类标准

二调中的水库水面属于建设用地，三调中的水库水面属于农用地。由于分类标准的不同，3大地类流量分析时，将出现建设用地的伪流量变化。例如，三调中增加了湿地资源作为一级类，湿地二级类的沿海滩涂与内陆滩涂在二调中属于水域及水利设施用地，沼泽地在二调中属于其他土地，直接按照对应标准生成的湿地流量表也存在伪流入流出的情况[7]。因此，在进行流量分析前，最好根据实际情况，统一分类标准避免伪流量变化。

4 流量分析流程

综上所述，流量分析受多方面因素的影响，为保证流量分析的准确性，应对数据进行预处理并选择合适的方案。具体流程如图2所示。

图2 流量分析流程图

5 流量变化原因分析

流量表仅是一个变化定量统计，对其进行定性分析，找到产生变化的原因才是流量分析的关键。根据地类变化结果，可将变化分为真变化和伪变化两类，真变化是指10年来地表覆盖地类确实发生了改变，如占用耕地修建宅基地、土地整理修建沟渠、河道整治修建堤坝、退耕还林等；伪变化是指地类未发生实质性的改变，只是由于调查规则或采用影像不同而导致地类发生变化。例如，三调规定宽度大于8 m的道路必须调查为公路用地，属于建设用地，但在二调数据库中大于8 m的道路可能被调查为农村道路，属于农用地，这种情况就属于建设用地的伪流入；二调耕地的最小上图面积为600 m2，三调为400 m2[6]，部分400～600 m2的耕地很可能在二调时就已经存在，这部分增加的耕地也属于伪流入；由于影像分辨率不一致，导致二、三调相同地类图斑的边界发生了变化，这种变化也属于伪变化。分析变化原因的过程实际上是去伪存真的过程，只有找到真实的变化量和变化原因，才能为管理部门提供有效的参考信息[8]。

分析变化原因的最优方法是逐图斑核实，但这样工作量非常大，实施起来非常困难，因此进行重点地类和重点区域的变化分析成为首选。在分析大数据流量变化原因时，可先根据图斑特征总结规律（如长宽比、上图面积等）筛选出部分伪变化，然后根据管理数据找出合理的流量变化，再根据其特征核实剩余图斑的变化原因。耕地变化原因分析情况如表1所示，其他地类可参照耕地进行变化原因分析。