方門福，羅芳，梁守宏

(1.深圳市勘察研究院有限公司，廣東深圳 518026； 2.武漢大學資源與環(huán)境科學學院，湖北武漢 430079)

大比例尺土地利用現(xiàn)狀一體化調(diào)查技術(shù)研究
——以深圳市第二次土地調(diào)查為例

方門福1?，羅芳1，2，梁守宏1

(1.深圳市勘察研究院有限公司，廣東深圳 518026； 2.武漢大學資源與環(huán)境科學學院，湖北武漢 430079)

以深圳市第二次土地調(diào)查的組織與實施為例，對采用大比例尺數(shù)字化成果為基礎(chǔ)進行土地利用現(xiàn)狀調(diào)查的技術(shù)思路、工藝流程、核心技術(shù)、調(diào)查方法、數(shù)據(jù)建庫等進行了系統(tǒng)的分析和研究，提出了在經(jīng)濟較發(fā)達的大中城市同步開展農(nóng)村土地調(diào)查和城鎮(zhèn)土地調(diào)查的一體化技術(shù)思路及方法，對建立以細化地類和地籍數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)的多用途數(shù)據(jù)庫及其與國家要求的數(shù)據(jù)庫成果的自動轉(zhuǎn)化進行了積極的探索。

一體化調(diào)查；數(shù)據(jù)建庫；核心技術(shù)

1 引 言

全國第二次土地調(diào)查(以下簡稱二調(diào))是為了全面查清當前全國土地利用狀況，掌握真實的土地利用現(xiàn)狀基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，建立和完善土地調(diào)查、統(tǒng)計和登記制度，實現(xiàn)土地資源信息的社會化服務(wù)，滿足社會經(jīng)濟發(fā)展和國土管理的需要。為此，國家制定了相關(guān)的技術(shù)標準，提出了在經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)可采用大比例尺基礎(chǔ)圖件進行調(diào)查的技術(shù)思路。

深圳市二調(diào)按照國土資源部和廣東省的相關(guān)要求，結(jié)合深圳市的實際情況，提出了以1∶2000數(shù)字地形圖、數(shù)字地籍數(shù)據(jù)、行政界線勘界成果、土地利用更新調(diào)查成果以及數(shù)字DOM數(shù)據(jù)等作為基礎(chǔ)圖件進行全覆蓋的細化地類調(diào)查的技術(shù)思路，通過一次調(diào)查，同步完成農(nóng)村土地調(diào)查和城鎮(zhèn)土地調(diào)查。建立以細化地類和地籍數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)的多用途數(shù)據(jù)庫，使調(diào)查成果既能滿足國家的需要，又能滿足深圳土地管理的特殊需求。本文根據(jù)深圳市進行二調(diào)的實踐，對基于大比例尺的二調(diào)一體化技術(shù)的技術(shù)思路及工藝流程、調(diào)查原則及方法、多源數(shù)據(jù)庫建設(shè)及其與國家標準數(shù)據(jù)庫、地籍調(diào)查數(shù)據(jù)庫的自動轉(zhuǎn)換方法、采用的核心技術(shù)等進行全面的研究和總結(jié)。

2 總體技術(shù)思路

2.1 實現(xiàn)一體化調(diào)查的基本條件

(1)為順利實施二調(diào)，國家相關(guān)職能部門組織制定了《全國第二次土地調(diào)查技術(shù)規(guī)程》、《土地分類標準》、數(shù)據(jù)庫建設(shè)標準以及實施方案等一系列法律、法規(guī)、規(guī)程、規(guī)范，為實現(xiàn)一體化調(diào)查提供了法律依據(jù)和技術(shù)基礎(chǔ)。

(2)深圳市于1995年和1997年分別建立了覆蓋全市的1∶1 000數(shù)字化地形圖和地籍數(shù)據(jù)，1999年開始對其進行動態(tài)更新。同時，行政界線勘界成果、土地利用更新調(diào)查成果以及影像數(shù)據(jù)等也實現(xiàn)了數(shù)字化，精度高、現(xiàn)勢性強的多種數(shù)字化成果為實現(xiàn)一體化調(diào)查奠定了良好的基礎(chǔ)條件。

(3)3S技術(shù)、計算機技術(shù)等為一體化調(diào)查提供了堅實的技術(shù)支撐。

2.2 總體思路設(shè)計

根據(jù)二調(diào)的技術(shù)標準和深圳市的實際需求，一體化調(diào)查技術(shù)的總體技術(shù)思路為:以國家統(tǒng)一的技術(shù)規(guī)程及要求為依據(jù)、數(shù)字化測繪成果為基礎(chǔ)、3S技術(shù)和計算機技術(shù)為支撐，將圖斑線、圖斑號、地類代碼以及各種屬性數(shù)據(jù)等調(diào)查要素直接形成數(shù)字化成果，實現(xiàn)內(nèi)外業(yè)調(diào)查的一體化；充分利用地籍數(shù)據(jù)及數(shù)字地形圖等數(shù)字測繪成果的優(yōu)勢，以宗地為基本單元進行全覆蓋的細化地類調(diào)查，實現(xiàn)農(nóng)村土地調(diào)查和城鎮(zhèn)土地調(diào)查一體化；建立以細化地類和地籍數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)的多數(shù)據(jù)源、多用途的初始數(shù)據(jù)庫，通過土地調(diào)查數(shù)據(jù)生產(chǎn)系統(tǒng)自動生成匯總數(shù)據(jù)以及國家標準上報數(shù)據(jù)庫和城鎮(zhèn)地籍數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)數(shù)據(jù)調(diào)查與數(shù)據(jù)建庫的一體化。

2.3 技術(shù)流程

圖1 一體化調(diào)查工藝流程圖

3 實現(xiàn)一體化調(diào)查的關(guān)鍵技術(shù)

3.1 3S集成技術(shù)

GPS、RS、GIS等測繪新技術(shù)是內(nèi)外業(yè)一體化調(diào)查技術(shù)的基礎(chǔ)和核心，是集高度發(fā)展的空間技術(shù)、計算機技術(shù)、傳感器技術(shù)、衛(wèi)星定位技術(shù)及通訊技術(shù)于一體的多學科現(xiàn)代信息技術(shù)，“3S”技術(shù)以其各自的優(yōu)勢在土地資源調(diào)查中得到了廣泛的應(yīng)用，成為獲取現(xiàn)勢性空間數(shù)據(jù)的重要手段。

RS技術(shù)具有信息豐富、全天候、信息獲取日期短、多光譜特性等優(yōu)勢，主要結(jié)合1∶2 000數(shù)字地形圖用于對土地利用現(xiàn)狀的快速調(diào)查和變化信息獲??；GPS技術(shù)以其定位靈活、精度高、速度快、全天候、操作簡便等特點，快速準確采集土地利用現(xiàn)狀已發(fā)生圖斑的空間位置；GIS技術(shù)主要通過“可視化”的方式，實現(xiàn)調(diào)查成果的數(shù)據(jù)建庫、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)管理和成果輸出等。

綜合應(yīng)用GPS、RS、GIS技術(shù)，使之構(gòu)成完整的、系統(tǒng)的、實時動態(tài)的“3S”集成技術(shù)，形成二調(diào)一體化技術(shù)的核心技術(shù)系統(tǒng)。實現(xiàn)對調(diào)查信息實時、快速、準確、高精度的數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)建庫與管理的自動化、現(xiàn)代化。解決傳統(tǒng)調(diào)查工作量大、工序多、工作效益及精度低、數(shù)據(jù)分析難度大、成果輸出不方便等問題。

3.2 工作底圖自動生成技術(shù)

工作底圖包括1∶2 000工作底圖和1∶2 000工作參考圖(正射影像圖)，主要內(nèi)容包括土地利用更新調(diào)查成果、1∶2 000數(shù)字化地形圖(以最新的1∶1 000數(shù)字化地形圖自動縮編而成)、地籍數(shù)據(jù)、正射影像圖、行政界線等多種數(shù)據(jù)信息，采用常規(guī)方法，在工作效益、表達方式上都有較大困難，因此，采用工作底圖自動生成技術(shù)將DWG、SHP、TIF、JPG、DXF、MIF等多種格式數(shù)據(jù)自動疊加及分層，實現(xiàn)工作底圖的自動分幅與輸出，極大地提高了勞動效率。工作底圖自動化生成的工藝流程，如圖2所示。

圖2 工作底圖自動化生成工藝流程

3.3 內(nèi)外業(yè)一體化調(diào)查技術(shù)

內(nèi)外業(yè)一體化調(diào)查技術(shù)就是充分利用已有的數(shù)字化測繪成果，直接提取現(xiàn)狀地物和相關(guān)信息作為調(diào)查所需的圖形數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)，對變化地類圖斑采用GPS RTK技術(shù)直接采集數(shù)據(jù)，將調(diào)繪、清繪、圖形掃描、圖形糾正、圖形矢量化、屬性數(shù)據(jù)錄入等工序融為一體，直接提供數(shù)字化調(diào)查成果，實現(xiàn)調(diào)查信息獲取的實時、快速、準確以及高精度。內(nèi)外業(yè)一體化調(diào)查的主要手段是基于PDA的外業(yè)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。

3.4 PDA＋GPS數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

PDA掌上電腦以其功能強、體積小、重量輕、對野外惡劣環(huán)境適應(yīng)強、具有豐富的通信協(xié)議及硬件支持、性價比高等優(yōu)勢已廣泛應(yīng)用于測繪的各個領(lǐng)域，PDA數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)由GPS、GIS、RS技術(shù)與PDA技術(shù)綜合集成而成，形成具有實時定位、現(xiàn)場編輯、圖形顯示、信息錄入等功能于一體的多功能數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，是實施一體化調(diào)查技術(shù)的重要技術(shù)手段。系統(tǒng)集成如圖3所示。

圖3 PDA數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)集成圖

PDA數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)具有圖形編輯與顯示、屬性數(shù)據(jù)錄入與修改、數(shù)據(jù)存儲與管理、保持圖形的拓撲關(guān)系以及與屬性數(shù)據(jù)的一致性、相互查詢等GIS系統(tǒng)的常用功能；PDA與GPS、全站儀等測繪儀器的實時通信技術(shù)，便于對已發(fā)生變化的圖斑進行必要的補測和調(diào)查。

利用PDA數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)將傳統(tǒng)土地資源調(diào)查中的外業(yè)工作以及內(nèi)業(yè)工作直接在PDA上完成，形成數(shù)字化成果，實現(xiàn)真正意義上的調(diào)查工作內(nèi)外業(yè)一體化。

3.5 地類自動轉(zhuǎn)換與圖斑融合技術(shù)

為實現(xiàn)“城市、建制鎮(zhèn)、村莊、采礦用地、風景名勝及特殊用地等按單一地類圖斑調(diào)查統(tǒng)一歸類成城鎮(zhèn)村及工礦用地”的上報成果要求，采用數(shù)據(jù)融合與綜合技術(shù)對基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫中的多源數(shù)據(jù)進行檢測、關(guān)聯(lián)、組合、分割等自動處理，自動生成滿足國家統(tǒng)一要求的包括土地利用數(shù)據(jù)、地籍權(quán)屬數(shù)據(jù)、基礎(chǔ)地形數(shù)據(jù)、正射影像圖、輔助管理等數(shù)據(jù)在內(nèi)的市、區(qū)兩級互聯(lián)共享入庫數(shù)據(jù)包以及城鎮(zhèn)土地調(diào)查成果數(shù)據(jù)包。

采用土地調(diào)查數(shù)據(jù)生產(chǎn)系統(tǒng)實現(xiàn)地類自動轉(zhuǎn)換與圖斑融合技術(shù):從初始細類數(shù)據(jù)庫中自動提取屬于城鎮(zhèn)村及工礦用地的圖斑，識別其地類代碼和所對應(yīng)的城鎮(zhèn)村及工礦用地代碼(地類代碼對照表詳見表1)，對具有同一地類語義屬性的鄰近圖斑進行融合，融合前后注意保持圖斑與行政界線、地類界線、相鄰圖斑之間的拓撲一致性，生成國家標準格式的土地利用現(xiàn)狀數(shù)據(jù)庫，同時，記錄變化前后的圖斑標識碼，確保實現(xiàn)圖斑融合的回溯。

地類對應(yīng)參照表 表1

說明:深圳市在2003年城市化之后，已取消建制鎮(zhèn)，設(shè)立街道辦，同時取消村，設(shè)立社區(qū)居委會，故深圳不存在建制鎮(zhèn)202與村莊203兩種地類。

4 一體化調(diào)查的組織與實施

4.1 基本要求

(1)充分利用土地更新調(diào)查數(shù)據(jù)、地籍數(shù)據(jù)和地形圖數(shù)據(jù)，按照二調(diào)土地利用現(xiàn)狀分類標準要求，全面調(diào)查深圳市土地利用現(xiàn)狀。調(diào)查堅持做到走到、看清、問明、記全。

(2)法定宗地(已取得合法用地手續(xù)的地塊)按批準的范圍和用途確定圖斑范圍和地類，原則上不做調(diào)整。當法定宗地圖斑的實際用途與批準用途矛盾時，兩種地類同時調(diào)查；現(xiàn)狀宗地圖斑，地類按用地現(xiàn)狀進行調(diào)查。

(3)圖斑勾繪:圖斑勾繪在 1∶2 000工作底圖上進行，當有明確的地類界線或現(xiàn)狀地物時，直接將其作為圖斑線；當圖斑線不明顯時，參照1∶2 000影像圖勾繪圖斑線或采用解析法確定其范圍線。調(diào)繪、轉(zhuǎn)繪的各種明顯界線移位不得大于圖上0.3 mm，不明顯界線不得大于圖上1.0 mm。

(4)數(shù)據(jù)庫建設(shè)既要滿足國家標準數(shù)據(jù)庫的上報需要，又要充分考慮深圳市二級細化地類調(diào)查數(shù)據(jù)使用的需求以及城鎮(zhèn)土地調(diào)查成果的需要。

4.2 調(diào)查準備

調(diào)查準備包括地形圖、影像圖、行政界線、地籍數(shù)據(jù)、已有土地利用現(xiàn)狀調(diào)查成果以及其他相關(guān)資料等的收集，工作底圖及調(diào)查表格制作，人力資源、儀器設(shè)備、軟件及其他資源等的配置，調(diào)查方案制訂，技術(shù)培訓，項目試點等。

4.3 外業(yè)調(diào)查過程

外業(yè)調(diào)查大致經(jīng)過四個過程:

(1)室內(nèi)預判:深圳市農(nóng)村土地調(diào)查工作底圖已標明了土地利用更新調(diào)查的圖斑編號、地類代碼(按照與《土地利用現(xiàn)狀分類》的對應(yīng)關(guān)系進行了地類代碼轉(zhuǎn)換)以及權(quán)屬界線、地籍數(shù)據(jù)等內(nèi)容。室內(nèi)預判時，以最新的數(shù)字化地形圖(參考影像圖)為基礎(chǔ)，按照土地分類的地類及其含義，勾繪界線清楚、分類明確的圖斑以及發(fā)生變化的圖斑，確定外業(yè)調(diào)繪重點并以此為基礎(chǔ)設(shè)計外業(yè)調(diào)繪路線。

(2)實地調(diào)查、核實:將工作底圖上的地類信息與實地一一對照，進行判讀識別，對位置、范圍、用地類別等相關(guān)信息與實地相符的圖斑進行確認，對變化或不相符的圖斑進行改正，最終獲得能夠反映土地利用狀況的原始調(diào)查圖件和資料，作為內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)庫建設(shè)的依據(jù)。

(3)變化圖斑的補測:對變化且地形圖或影像圖都不能判讀的圖斑，采用GPS RTK法或全站儀進行補測，補測精度應(yīng)達到1∶1 000數(shù)字化地形圖的精度要求。

(4)調(diào)查成果數(shù)字化:在CAD環(huán)境中打開工作底圖并插入影像圖實現(xiàn)調(diào)查成果的圖形數(shù)字化，當現(xiàn)狀地物與圖斑線重合時，直接提取現(xiàn)狀地物作為圖斑線，對無現(xiàn)狀地物為界線的圖斑則根據(jù)影像圖勾繪；屬性數(shù)據(jù)則采用土地調(diào)查數(shù)據(jù)生產(chǎn)系統(tǒng)錄入。

4.4 數(shù)據(jù)建庫

(1)數(shù)據(jù)接收與檢查:對外業(yè)調(diào)查成果進行數(shù)據(jù)完整性、數(shù)學精度、數(shù)據(jù)語義一致性、邏輯一致性、屬性值的正確性、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和編碼等檢查。

(2)數(shù)據(jù)預處理:數(shù)據(jù)分層處理，在土地調(diào)查數(shù)據(jù)生產(chǎn)系統(tǒng)中導入屬性數(shù)據(jù)及其相關(guān)資料并建立關(guān)聯(lián)關(guān)系，建立并檢查數(shù)據(jù)的拓撲關(guān)系，將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為Arc-GIS格式。對于相關(guān)法律文件等輔助資料進行掃描，并以TIF格式保存。

(3)數(shù)據(jù)檢查與處理:圖形數(shù)據(jù)主要檢查行政界線、地類圖斑、宗地信息等要素，屬性數(shù)據(jù)主要檢查概念一致性、值域一致性、格式一致性、拓撲一致性等；對檢查存在的問題分類進行自動批量修改和糾錯；對檢查通過的數(shù)據(jù)進行接邊和融合處理，生成以街道辦事處為單位的調(diào)查成果。

(4)數(shù)據(jù)入庫:將行政界線、地類圖斑、地類界線、基本農(nóng)田、地籍要素、影像圖、權(quán)屬資料原始文件掃描件等數(shù)據(jù)入庫，生成以細化地類和地籍數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)的初始數(shù)據(jù)庫，以此為基礎(chǔ)衍生農(nóng)村土地調(diào)查和城鎮(zhèn)土地調(diào)查所需的專項數(shù)據(jù)庫成果。

(5)數(shù)據(jù)分割與維護:采用數(shù)據(jù)融合技術(shù)將初始數(shù)據(jù)庫中建設(shè)用地細化地類按國家標準進行合并，同時進行坐標轉(zhuǎn)換、橢球面積、坡度級別、田坎系數(shù)以及控制面積等維護，采用國家下發(fā)的質(zhì)檢軟件完成檢查，生成農(nóng)村土地調(diào)查所需的上報數(shù)據(jù)庫及匯總成果。

(6)數(shù)據(jù)建庫流程如圖4所示。

圖4 數(shù)據(jù)建庫流程圖

5 結(jié) 語

采用基于大比例尺的一體化調(diào)查技術(shù)，有效解決了長期以來城鎮(zhèn)地籍調(diào)查與農(nóng)村土地調(diào)查不能同步進行的技術(shù)難題，建立了標準一致、結(jié)構(gòu)統(tǒng)一的一體化數(shù)據(jù)庫，通過對數(shù)據(jù)庫的分割和處理，自動生成城鎮(zhèn)地籍調(diào)查與農(nóng)村土地調(diào)查所需的數(shù)據(jù)庫及相關(guān)圖件成果，保證了二者在數(shù)據(jù)匯總及空間位置上的完全一致，實現(xiàn)了“一次調(diào)查，兩套成果”的優(yōu)化成果，極大地提高了工作效率，降低了成本，為實現(xiàn)農(nóng)村土地利用現(xiàn)狀及城鎮(zhèn)土地的統(tǒng)一管理奠定了基礎(chǔ)，為城市市情監(jiān)測提供了高質(zhì)量的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

[1] 董玉祥.大比例尺土地利用更新調(diào)查技術(shù)與方法[M].北京:科學出版社，2000.

[2] TD/T 1014－2007.第二次全國土地調(diào)查技術(shù)規(guī)程[S].

[3] GB/T 21010－2007.土地利用現(xiàn)狀分類[S].

[4] 羅芳，方門福.大比例尺城鄉(xiāng)一體化土地利用現(xiàn)狀調(diào)查的關(guān)鍵技術(shù)[J].城市勘測，2011(5).

[5] 深圳市第二次土地調(diào)查工作領(lǐng)導小組辦公室.深圳市第二次土地調(diào)查技術(shù)設(shè)計書[R].2008.

Technology Research of Large Scale Integration Land Survey——on the Basis of Second Land Survey in Shenzhen

Fang Menfu1，Luo Fang1，2，Liang Shouhong1
(1.Shenzhen Investigation＆Research Institute Co.，Ltd.Shenzhen 518026，China；2.School of Resource and Environment Science，Wuhan University，Wuhan 430079，China)

This mathematical analysed the requirement，method and process of land survey basing on large scale digital data sources，mentioned the way of implementing rural land survey and urban cadastral survey at the same time in the economically developed cities，researched the procedures of building and transforming database which full of land type data and cadastral data on the basis of second land survey in Shenzhen.

Integration Land Survey；building database；core technologies

2012—04—05

方門福(1963—)，男，高級工程師，主要從事測繪生產(chǎn)及技術(shù)管理。

1672－8262(2012)03－106－04

P273

A