浅析卫片执法项目中图斑提取的原则及方法

浅析卫片执法项目中图斑提取的原则及方法

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内蒙古自治区测绘地理信息中心内蒙古自治区呼和浩特市010010

摘要：我国土地资源总量多，但是人均占有量少，尤其是耕地少，耕地后备资源少。所以严守国家18亿亩耕地红线既是国家土地督察机构的神圣职责和艰巨任务，也是地方各级政府的神圣职责和艰巨任务。然而某些地方为了地方经济的发展，在利益的驱使下，违法占用土地的现象屡禁不止。

关键词：卫片执法；图斑提取；方法

前言

卫片执法就是依据卫片对一个行政区域的土地利用和矿产资源勘查开采情况开展执法检查。通过对卫片监测所反映土地利用情况发生变化的地块和矿产资源勘查开采情况逐一进行检查，掌握该行政区域的新增建设用地和矿产资源勘查开采情况，发现、制止并查处违法用地和违法勘查开采矿产资源行为。

1图斑的定义

图斑是指单一地类地块，以及被行政界线、土地权属界线或线状地物分割的单一地类地块。一般在对农业耕地进行普查的时候，首先确定遥感卫星图片中不同地块的区别，比如，种植小麦的耕地纹理和种植水稻的纹理是有区别的，这个时候就要用勾画图斑的形式区别开来。如下七种影像分别被定义了农作物、园艺果树、森林、草地、水域、建筑物、道路。

2目标获取

卫片执法的核心是获取疑似违法目标，主要方法是叠加前后时相影像、专题数据、上一轮监测成果，通过人机交互式对比分析，提取疑似违法用地图斑。图斑提取前应搜集村一级的行政界线数据、土地利用年度变更调查数据、建设用地审批数据、三用地数据（宅基地、临时用地、设施农用地审批或备案数据）、基本农田数据、矿权审批数据、各类违法处置数据等相关专题数据，标识或甄别排除专题数据范围内的疑似违法图斑，筛选出疑似违法目标。筛选疑似违法用地图斑通过对比同一区域在前后时相影像表现的不同纹理获取，对比采用像元波段差值与人工判读的人机交互式方式进行。由于不同时相影像存在拍摄角度、气候、阴影等因素的差异，用像元波段差值法在存在较多房屋的城镇区域效果一般，在植被地区使用像元红波段差值，可以得到很好的效果。植被地区红波段差值效果：在城镇区域使用像元波段差值法会产生很多噪声区域，所以城镇区域使用人工判读的方式进行，通过卷帘两期影像，提取疑似违法用地图斑。考虑到现实环境与影像分辨率的因素，并非提取图斑越细致越好。比如，单个集装箱即使在0.5m分辨率的影像上也难以与板房区分。如果前后时相影像的“变化”区域即提取为疑似违法图斑，那么将造成大量的误提取，而且增大工作量。根据变化主体的不同设置合适地提取指标，可以有效避免这种类型的误提取

3不一致图斑提取方法

不一致图斑是指本次国土三调成果中地类认定与“二调”变更数据库以及国家三调办内业判读地类相比较发生变化的图斑，主要包括一般地类变化图斑和重点地类变化图斑。一般地类变化图斑包括建设用地内部地类变化图斑、未利用地内部地类变化图斑以及农用地中除耕地以外的其他地类内部二级地类变化图斑；重点地类变化图斑包括新增建设用地和设施农用地图斑、原有耕地内部二级地类发生变化图斑以及原有农用地调查为未利用图斑。调查阶段需要特别关注重点地类变化图斑，并根据国家要求对其实地拍照举证；成果检查和汇总分析阶段则需要对所有不一致图斑进行提取、检查和分析。其工作流程主要包括以下三方面：（1）准备工作首先需要准备提取不一致图斑的二调数据和三调数据，数据格式均转换为．shp格式。对于二调数据，还需注意其坐标系统是否转换为2000国家大地坐标系。其次，准备10.0以上版本ArcGIS软件一套。（2）图斑标识在ArcGIS软件中加载准备好的二调图斑数据和本次三调图斑数据，打开ArcToolbox，找到叠加分析中的标识工具，点击打开标识工具对话框。在标识对话框“输入要素”和“标识要素”栏分别选择三调图斑数据层和二调图斑数据层；在“输出要素类”栏选择填写标识结果要存放的目录及文件名，点击确认，待完成标识后，添加结果到图层。（3）分类输出不一致图斑打开标识结果图层属性表，可以看到三调图斑数据中地类编码字段名为“DLBM”，对应的二调图斑数据地类编码字段名为“DLBM＿1”。采用高级排序功能以“DLBM＿1”列为主，“DLBM”列为次进行排序。排序结果即为二调数据与三调数据图斑叠加对比情况，可在此基础上快速选择区分二调与本次三调调查不一致的图斑及地类变化情况，012对应0809，表示二调为水浇地的图斑本次变化为公用设施用地。

4不一致图斑统计分析

4.1标识结果筛选

根据国土三调的技术规程，本次三调采用的是国家下发的优于1米遥感影像资料制作调查工作底图，而二调工作底图大部分区域采用的都是5米分辨率的遥感影像制作。可见，二调和三调的数据基础就存在很大差异，加之部分区域二调影像还存在较大投影变形，使得这两次调查成果图斑形状差异很大，实地未发生变化的同一个地块在两次成果中的图斑形状也不一样。而由上述方法得到的不一致图斑包含二调数据与三调数据叠加比对的所有不一致图斑，包括图斑边界上切割形成的碎小图斑和因图斑整体偏移形成的狭长图斑。这类图斑在实际工作中并不能体现土地用途的整体变化情况。因此，需要通过一定的方法进行筛选。筛选可从两个方面考虑，一是根据具体需要设置最小图斑面积，对小于最小图斑面积的碎小图斑进行剔除；二是根据提取的不一致图斑形状，设置一定的参数对过度狭长图斑进行剔除。这两个方面的剔除效果直接影响不一致图斑的提取质量，需要特别重视。其中，碎小图斑的剔除较为容易，在标识结果属性表中计算图斑面积，排序后就可剔除；狭长图斑的剔除可考虑采用ArcGIS软件中的DataReviewer工具，输入适当的厚度比率进行选择剔除。

4.2结果导出及面积汇总

标识结果经过上述两个方面的剔除后，可根据需要输出新增耕地、新增建设用地、新增设施农用地、农用地变为未利用地等各种类型的不一致图斑数据层。在ArcGIS导入输出结果图斑进行比对检查，如果导出的不一致图斑仍然比较破碎，不能体现土地用途变化整体情况，则需进一步重复两种剔除方法，直到输出结果合格为止。最终进行数据变化分析及相关报告编写时，可根据需要对各类不一致图斑进行面积汇总，从而掌握两次调查地类变化及流量流向等相关数据。

结束语

通过榆中三调项目生产实践，实现利用ArcGIS软件自带工具提取三调成果中不一致图斑，为外业调查、实地举证以及成果分析提供基础。该方法原理简单、操作方便，稍有软件操作常识的人员均可快速掌握，可为三调后续任务的开展以及国土变更调查等相关工作提供参考。

参考文献：

［１］中华人民共和国国土资源部．第三次全国国土调查技术规程：TD／T１０５５-２０１９［S］．北京：地质出版社，２０１９．

［２］中华人民共和国国土资源部．土地利用数据库标准：TD／T１０１６-２００７［S］．北京：中国标准出版社，２００７．

［３］李红慧．基于３S技术精准化调查在第三次土地调查中的应用［J］．北京测绘，２０１８，３２（１１）：１３６１-１３６４．

［４］夏宗祥，雷中英．关于三调中不一致图斑是否外业举证的思考［J］．科技经济导报，２０１９（９）：３９-４１．