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地球信息科学学报 >

2021 , Vol. 23 >Issue 3: 365 - 376

DOI: https://doi.org/10.12082/dqxxkx.2021.200063

地球信息科学理论与方法

面向自然资源统一管理的多源土地利用信息一致性分析评价

  • 刘稳 , 1, 2 ,
  • 詹庆明 , 1, 2, * ,
  • 赵中元 3 ,
  • 林苏靖 3 ,
  • 肖琨 4 ,
  • 李荣 1, 2
展开
  • 1.武汉大学城市设计学院, 武汉 430072
  • 2.武汉大学数字城市研究中心,武汉 430072
  • 3.武汉市自然资源和规划局,武汉430014
  • 4.武汉市测绘研究院,武汉 430022
*詹庆明（1964- ）,男,福建永安人,博士,教授,主要从事城乡规划信息化与管理的研究。E-mail:

刘 稳(1991- ),男,湖北咸宁人,博士生,现主要从事大数据在国土空间规划中的应用、数字城乡规划与管理等研究。E-mail:

收稿日期: 2020-02-08

  要求修回日期: 2020-04-17

  网络出版日期: 2021-05-25

基金资助

国家自然科学基金项目(52078389)

国家自然科学基金项目(51878515)

国家自然科学基金项目(41331175)

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收起

Consistency Evaluation of Multi-source Land Use Information to Unify the Management of Natural Resources

  • LIU Wen , 1, 2 ,
  • ZHAN Qingming , 1, 2, * ,
  • ZHAO Zhongyuan 3 ,
  • Lin Sujing 3 ,
  • XIAO Kun 4 ,
  • LI Rong 1, 2
Expand
  • 1. School of Urban Design, Wuhan University, Wuhan 430072, China
  • 2. Digital City Research Center, Wuhan University, Wuhan 430072, China
  • 3. Wuhan Natural Resource and Planning Bureau, Wuhan 430014, China
  • 4. Wuhan Geomatics Institute, Wuhan 430022, China
*ZHAN Qingming, E-mail:

Received date: 2020-02-08

  Request revised date: 2020-04-17

  Online published: 2021-05-25

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National Natural Science Foundation of China(52078389)

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摘要

在国家机构改革和规划体制改革的背景下,理清地理国情监测与其他自然资源调查监测成果的差异,发挥其客观、精细等优势特征,促进其更好地服务于自然资源调查监管和国土空间开发管控显得迫切需要。本文以武汉市为研究对象,通过对地理国情内容指标与“两规”用地分类标准进行对比分析,并选取地理国情监测数据与“两规”用地数据进行对接试验,综合考虑不同数据之间的一致性特征以及地理国情监测在国土空间开发管控中的适用性,提出新时期地理国情监测工作的优化建议。研究表明,地理国情监测数据与“两规”用地数据在分类指导思想、分类构成体系、数据技术标准等方面存在不同程度、不同类型的差异,导致其直接用于国土空间规划编制尚且较难;今后地理国情监测应明确其作为专题监测在自然资源调查监测体系中的作用和定位,进一步完善监测内容、优化分类体系、统一技术标准,促进其更好地应用于自然资源调查监管和国土空间开发管控。

关键词： 国土空间规划; 土地利用规划; 城市规划; 地理国情; 用地分类; 多源信息; 一致性; 武汉市

本文引用格式

刘稳 , 詹庆明 , 赵中元 , 林苏靖 , 肖琨 , 李荣 . 面向自然资源统一管理的多源土地利用信息一致性分析评价[J]. 地球信息科学学报, 2021 , 23(3) : 365 -376 . DOI: 10.12082/dqxxkx.2021.200063

Abstract

In the context of China's planning system reform, territorial space planning is one of the important methods that promote the scientific management of natural resources and realize regional sustainable development. It is helpful to solve the overlaps and contradictions between land use planning, urban planning, and main functional area planning. In order to improve the reasonableness and authority of natural resources surveys and territorial space management, with the advantages of objective and precise geographical conditions monitoring data, it is urgent to clarify the differences between geographical conditions monitoring and other natural resources surveys, so as to better serve the survey and supervision of natural resources and the management of territorial space. This paper first analyzes the differences in land use classifications between the geographical conditions monitoring and the “two plans”, and then selects a specific experimental area in Wuhan for an empirical analysis. Finally, given the differences of data between geographical conditions monitoring and the “two plans” land use and the applicability of geographical conditions monitoring in territorial space planning, we put forward some suggestions for optimizing geographical conditions monitoring for territorial space management in the new era. The results show that there are different degrees and types of differences in the guiding principles, composition system, and technical standards of land use classification for geographical conditions monitoring data and “two plans” land use data, which makes the former difficult to be directly applied to the compilation of territorial space planning. In order to promote the application of geographical conditions monitoring datasets in compilation, implementation, and management of territorial space planning, it is necessary to further define its basic position in the system of natural resources survey, monitoring, and management, improve the monitoring content, optimize the classification system, and unify the technical standards. With the preliminary construction of natural resources survey and monitoring system and gradual improvement of territorial space planning system, geographical conditions monitoring should rely on its technical advantages, clarify its service content and objects, and build a comprehensive application framework system in the future to make it play an important role in natural resources management.

Key words： territorial space planning; land use planning; urban planning; geographical conditions; land use classification; multi-source information; consistency; Wuhan

1 引言

自国家机构改革和规划体制改革以来,全国多个城市迅速开展了自然资源调查监测体系构建以及“多规合一”国土空间规划编制工作,以指导生态、农业、城镇等国土资源的开发保护[1,2]。编制“多规合一”国土空间规划,科学管理自然资源,首先要摸清国土空间的本底条件,建立包含统一基础数据和技术标准的信息共享平台[3],继而进行国土空间开发适宜性评价、资源环境承载能力评价、生态保护修复以及国土综合整治等各项工作,客观细致、全面详实的基础数据则是形成自然资源调查监测管理评价体系的重要保障[4]。
作为国土空间基础信息的重要内容,地理国情监测是以自然资源科学和地球信息科学为理论基础,利用测绘遥感、地理信息等技术,对各类资源、生态、环境、经济要素的空间分布等国情信息变化进行调查的重要工作[5],其是对地表覆盖等多样化地理要素进行综合监测和统计分析的基础性技术手段,更是自然资源调查监测管理体系的重要组成部分。目前,我国已完成第一次地理国情普查工作,初步摸清了我国的地理国情“家底”,并科学揭示了各种国情要素在地理空间上相互作用、相互影响的内在关系[6]。在此基础上,各地又陆续开展了地理国情监测实践,拓展监测服务内容和产品,并通过基本统计、综合统计以及专题分析对地理国情信息的时空特征和演变趋势进行综合评估,为优化国土空间开发、促进生态文明建设、服务空间治理等方面提供了科学支撑和有力保障[7,8,9]。
随着地理国情普查向监测的转段以及国土空间规划体系的逐步完善,如何进一步优化地理国情监测数据成果,增强其公益性基础服务能力,深化其与各项自然资源调查监测数据的衔接应用,发挥其在自然资源调查监管和国土空间开发管控中的作用成为现阶段地理国情监测面临的重要课题[6]。国外多个国家和地区虽较早就开展了地理国情监测工作[10],但由于在政府体制和区域特征上存在差异,其工作机制在我国并不完全适用。当前国内地理国情应用研究正在逐步完善,在第一次地理国情普查完成之初,有学者利用地理国情成果、大比例尺基础测绘成果数据和行业专题等资料,构建空间开发适宜性评价体系[11],进行建成区动态变化监测和时空演变模拟[12,13]以及海绵城市建设评价[14,15,16]。随着地理国情监测工作的逐步推进,学者们又进行了一系列地理国情与土地利用现状分类（以下简称“土规分类”）、城市规划用地分类（以下简称“城规分类”）等国土空间用地标准的定性定量对比研究[17,18,19],以拓展地理国情成果在自然资源调查管理和国土空间规划中的应用。此外,还有学者从地理国情顶层设计出发,建立了“三生（生态、生产、生活）”功能协调的地理国情综合统计分析框架[20],并提出基于地理国情的空间规划底图编制方法和数据库建设思路[4,21],探寻解决“多规”冲突与矛盾的方法路径。
新时期国土空间规划编制确定统一采用第三次全国国土调查数据（以下简称“国土三调”）作为规划现状底数和底图基础[22],并以2017版土规分类作为国土空间用地分类标准,因此以地理国情成果作为空间规划底图底数显然已不现实,而且以往仅考虑与“多规”单一用地标准衔接的地理国情成果也难以满足新时期“多规合一”国土空间规划的编制、实施及管理需要。尽管2017版土规分类已考虑与城规分类的衔接[23],但在建设用地部分仍相对粗略,难以用于国土空间详细规划或特定专项规划的编制,同时由于国土空间规划涉及多部门规划内容和业务,以土规分类作为唯一依据仍会存在不足。因此,笔者认为今后国土空间规划必将充分融合土地规划、城市规划（以下统称“两规”）用地标准,依据国土调查等基础调查监测成果,同时结合地理国情监测等专题监测成果,共同指导国土空间的开发管控。地理国情监测数据涵盖我国自然地理、人文地理以及社会经济地理等要素,不仅内容丰富,而且客观全面,可为国土空间现状分析评价、重大专题研究、规划方案论证以及实施评估预警等提供可靠的第三方数据源。
鉴于此,本文以武汉市为研究对象,通过对地理国情内容指标与当前“两规”用地标准进行对比分析①(① 当前“国土三调”正进入收尾阶段,采取地理国情监测数据直接与国土空间用地分类数据进行差异分析尚且较难,故选择“两规”用地数据代替今后成熟完善的国土空间用地分类数据与地理国情监测数据进行一致性分析评价。),并选取地理国情监测数据与“两规”用地数据进行对接试验,综合分析评价不同用地数据之间的一致性特征以及地理国情监测在新时期国土空间开发管控中的适用性,提出面向自然资源统一管理的地理国情监测工作的优化建议。

2 地理国情内容指标与“两规”用地标 准的对比分析

通过对地理国情内容指标与“两规”用地标准在分类指导思想、分类构成体系以及数据技术标准等方面的对比分析,理清地理国情内容指标与“两规”用地标准在理论层面的差异特征,为优化完善地理国情监测工作以服务自然资源统一管理和国土空间规划提供理论依据。

2.1 分类指导思想

地理国情内容指标与“两规”用地标准是从不同角度对全域土地属性进行的特征描述,用于国土资源调查评价以及相关政策的制定,而分类目标、分类方法、分类侧重等指导思想存在差异,从根本上造成了多源土地利用数据的结构偏差。在“两规”用地分类标准中,土规分类主要用于国土资源的调查、评价和统计,以及服务于以土地资源综合调控为主要目的,强调耕地、生态资源保护的土地利用规划[24];采用的是综合划分分类方法;兼顾城乡,但并未对城市进行单独考虑和用地细化,不利于城市区域及其下位或相关规划的衔接。城规分类则主要用于城乡发展建设规划的编制、实施及管理,重点在于保障城乡建设的需求;采用的是土地用途分类方法;覆盖区域全类型用地,但注重建设用地内部的划分而对非建设用地关注较为薄弱[25]。相比“两规”用地分类,地理国情内容指标虽未直接作为特定空间规划的基础依据,但地理国情数据依靠其客观、精细、详实等优势特征,逐渐在国家战略制定、政府管理决策、生态环境保护以及社会公众服务等工作中发挥着重要作用;该分类标准主要遵循“所见即所得”原则进行土地划分和归类,采用的是土地覆盖分类方法;侧重反映国土资源要素的自然状态和现状特征[26]。

2.2 分类构成体系

地理国情内容指标与“两规”用地标准在构成内容、分类层级、地类定义等方面的不一致,直接造成用地分类之间的冲突矛盾,从而影响地理国情数据在国土空间规划中的衔接应用。地理国情内容指标②(② 地理国情内容指标包括地表覆盖、地理国情要素、地表形态3个部分。其中,地表覆盖分类反映地表自然营造物和人工建造物的自然属性或状况,地类划分细致客观,为全覆盖要素;而地理国情要素分类反映城市人文要素或自然要素实体以及自然地理单元,为非全覆盖要素。)与“两规”用地标准均属于全域覆盖型分类体系[26,27,28],其中地表覆盖分类与土规分类在耕地、园地、林地、草地以及水域等地类相对较为一致,但其他地类均存在不同程度的差异,尤其是二级类差异甚大;而城规分类采用三级分类,且包含城乡用地分类与城市建设用地分类2个部分,对建设用地划分较为精细而对非建设用地划分较为笼统,与地理国情内容指标存在明显不一致[28]。2017版土规分类加强了与城规分类的衔接对应,对建设用地作了进一步细化分类[23],这在一定程度上又加大了地理国情内容指标与国土空间用地分类之间的差异。此外,分类构成的不同必然造成地类定义的不一致,即使相同名称的地类也存在土地内涵的差异。如土规分类中耕地包含大棚、田间道路等附属用地,城规分类未单独细化农用地而统一归为农林用地,地理国情内容指标则将大棚、田间道路单独划类;土规分类则将城镇住宅用地和农村宅基地统一归为住宅用地,城规用地分类中居住用地包含内部绿化草地、林地,而地理国情内容指标会单独归类为绿化草地、绿化林地,显然范围比前二者均要小。

2.3 数据技术标准

地理国情内容指标与“两规”用地标准的划分主体对于数据来源的选择在一定程度上会影响用地分类构成和数据采集精度,而数据来源与采集精度的不一致则又进一步造成用地分类数据的差异。地理国情监测数据是采用当年度3-6月优于1 m的高分辨率遥感影像为基础,辅以人口统计、社会经济以及各专项调查数据进行更新监测所得。而“两规”用地数据中,土规分类数据采用9-12月优于1 m分辨率的遥感监测数据、土地整治项目数据以及相关审批管理资料进行调查更新;城规分类数据在“多规合一”理念提出以前,各地方多由城乡规划部门在土规用地数据基础上,自行采购遥感影像进行判读解译,再结合其他专业辅助资料进行变化更新[29,30],而在“两规”逐渐融合之后,多采用土规分类数据和城乡规划审批信息进行调查更新,其在建设用地部分无最小上图面积,而在非建设用地部分的数据精度基本与土规用地数据保持一致。相较于地理国情监测数据,“国土三调”之前的土规用地数据相对粗略,如地理国情数据中耕园林草水等用地最小上图面积一般为400 m2,房屋建筑区、人工堆掘地为1600 m2,绿化林地、绿化草地、独立房屋为200 m2且在城市地区细化到100 m2等,而在土规用地数据中,耕地、园地的最小上图面积为600 m2,林地、草地等其他地类为1500 m2,城镇村及工矿用地等建设用地为400 m2。尽管“国土三调”进一步提高了采集精度[31],届时将与地理国情监测数据的精度已大致相当,但采用点、线、面、体进行空间特征描述且涵盖社会经济等要素的地理国情监测数据仍具备全面性、系统性[26]。

3 地理国情监测数据与“两规”用地 数据的试验分析

地理国情内容指标与“两规”用地标准的对比分析可以为优化地理国情内容指标,服务国土空间提供理论依据,而地理国情监测数据与“两规”用地数据的试验分析则可以进一步从实践层面反映用地分类数据之间的一致性及具体差异,从而为优化完善地理国情监测工作以服务自然资源统一管理和国土空间规划提供技术参考。

3.1 研究区概况与研究方法

本文选取武汉市某城乡结合部区域作为试验对象,覆盖了建设用地与农用地、未利用地等非建设用地的大部分地类图斑,包含一定规模的城市、镇、乡和村庄,城乡用地情况较为复杂,尽管缺乏盐碱地、沼泽地、海面、冰川及永久积雪等少数地类,但仍能反映地理国情监测数据与“两规”用地数据试验分析总体情况。数据试验采用的是武汉市试验区范围内的2017年地理国情监测数据、2016年“两规”用地分类数据（包括土地利用现状和城市用地现状数据两部分）以及2016年高分辨率遥感影像。数据试验主要依据用地分类对接、映射关系建立以及空间差异分析3个步骤[18]进行,具体流程如图1所示。尽管武汉市现行地理国情内容指标和城规用地分类标准均在国标或省标基础上进行了细化或新增,如在地理国情内容指标中将城镇综合功能单元中单位院落进一步细化为行政办公、文化设施等11个类别,在城规分类标准中新增待建用地这一大类,在一定程度上体现了用地分类的地方特色,但仍可反映出地理国情监测数据与“两规”用地数据一致性分析评价的大体结果。
图1 地理国情监测数据与“两规”用地数据试验分析的技术流程

Fig. 1 The technological process of the experiment of geographical conditions monitoring data and "two plans" data

3.2 构建用地分类对应关系

在地理国情内容指标与“两规”用地标准的对应关系分析中,除了选择全覆盖自然要素的地表覆盖分类与“两规”用地分类分别构建对应关系外,还补充非全覆盖人文要素的城镇综合功能单元分类③(③ 地理国情要素分类中城镇综合功能单元是城镇居民地内部依据功能和权属划分的空间单元,在一定程度上反映土地使用功能。由于城规分类与地表覆盖分类以“一对多”对应关系为主,而难以作为空间数据叠置试验的参考,相比之下,武汉市现行地理国情要素中城镇综合功能单元分类与城规分类中的大部分城市建设用地可建立直接的对应关系,尽管为非全覆盖要素,但可在一定程度上可反映地理国情监测数据与城规用地数据的一致性。)与城规用地分类对应。
在地理国情内容指标与土规分类的对应关系中,前者地表覆盖分类基本可以与后者中的农用地、未利用地各地类建立直接的对应关系,而与各建设用地的对应关系多是“多对一”对应关系。如土规分类中的耕园林草水以及其他土地（盐碱地、沼泽地、沙地）5个一级类及其大部分二级类可与地表覆盖分类建立明确的对应关系并直接用于空间数据分析;地表覆盖分类中房屋建筑区、道路、绿化林地、绿化草地等均以“多对一”关系对应于交通运输、城镇村及工矿用地等建设用地;而土规分类中管道运输、风景名胜区及特殊用地尚无具体地表覆盖分类与之对应。
在地理国情内容指标与城规用地分类的对应关系中,前者地表覆盖分类与后者中城乡用地各地类以“多对一”对应关系为主,且因分类方法、地类定义等差异较大,较难用于空间数据分析,而城镇综合功能单元分类则可与城规用地分类中城市建设用地大部分地类建立明确的对应关系并直接用于空间数据分析,其余地类的对应关系较不明确。如武汉市城镇综合功能单元分类中单位院落细化后的四级类可与城市建设用地分类中公共管理与公共服务用地、商业服务业设施用地的大多数中类“一对一”对应;工矿企业未作具体细分,故与城市建设用地中工业用地、物流仓储用地、公用设施用地的对应关系较为笼统;待建用地、城市道路用地、城市轨道交通用地以及防护绿地等尚无明确对应的地类。

3.3 进行空间数据差异分析

由于地表覆盖分类与城规用地分类中城乡用地各地类存在明显差异,难以用于空间数据分析,故主要对城规用地数据中城市建设用地各地类与城镇综合功能单元数据各地类进行空间数据分析。同时,因武汉市2016年土规用地数据中城镇村用地数据尚未打开细分,只能选择归并后的“城镇村及工矿用地”分别与地理国情监测数据的相应地类进行空间分析。此外,地理国情内容指标中地表覆盖与地理国情要素分类均包含水域地类,而前者划分相对粗略且与土规数据存在明显差异,故选择地理国情要素中的水域数据（HYDA）与土规数据中水域进行空间数据差异分析,尽管对试验分析的统一性稍有影响,但仍可反映出地理国情监测数据与土规用地数据一致性;
通过地理国情监测数据与土规用地数据的一致性分析发现,地表覆盖数据与土规用地数据中耕园林草水等大部分农用地地类的一致性总体相对较好,如水域（不含水工建筑用地）高达91.6%,园地、林地在60%以上,耕地、草地在50%左右;与“多对一”或“多对多”关系下的交通运输、城镇村及工矿用地等建设用地地类一致性相对较差,如机场用地为25.2%,采矿用地仅为6.2%等;由于试验区缺乏沿海滩涂、盐碱地等图斑数据且管道运输用地等少数地类无具体地表覆盖地类与之对应,因而未能有效反映其地类的一致性（表1）。究其原因,2类数据试验分析主要反映出分类方法、分类侧重、地类定义等方面不一致对数据一致性的影响,如地表覆盖分类遵循“自然优先、现状优先”原则,会将土规分类中铁路、公路、机场等建设用地范围内的树木、草坪、附属建筑单独归类为绿化林地、绿化草地、护坡灌草以及房屋建筑区等,即使土规分类中“城镇村及工矿用地”数据细分为各类建设用地,这也会造成两类数据存在很大偏差（图2(a)）;同时因耕地休耕轮作或暂时种植经济作物、草地季节性生长等导致实际地表搭建大棚或出现长草、积水等变化,土规分类会根据其功能管理属性仍将其认定为耕地、草地,而地表覆盖除部分认定为耕地、草地,其余采集为温室大棚、林地等其他地类（图2(b)）;此外,对遥感影像的判读解译与采集归类还受专业人员主观因素影响,造成各地类的属性认定和边界精度存在差异而影响数据一致性,尤其体现在园地、林地、草地等农用地的采集上。
表1 武汉市地理国情地表覆盖数据与土规用地数据的试验分析

Tab. 1 Experimental results of geographical conditions monitoring data and land use planning data in Wuhan

土规用地分类 对应关系 地理国情地表覆盖分类 重合度/%
一级类 二级类
耕地 一对一 耕地 58.8
水田 一对一 水田 28.1
水浇地、旱地 一对多 旱地 53.8
园地 多对一 园地 62.3
果园 一对一 果园 25.3
茶园 一对一 茶园 62.5
其他园地 多对一 桑园、橡胶园、其他园地、花圃 6.4
林地 多对一 林地 83.2
有林地 多对一 乔木林、竹林 86.3
灌木林地 一对一 灌木林 11.6
其他林地 多对一 苗圃、疏林、人工幼林 6.9
草地 多对一 草地 47.7
天然牧草地 一对一 天然草地 -
人工牧草地 一对一 牧草地 -
其他草地 多对一 固沙灌草、绿化草地、护坡灌草、其他人工草地 0.01
交通运输
用地		 多对一 有轨道路、无轨道路、绿化林地、绿化草地、护坡灌草、广场、其他硬化地表、停车场、停机坪与跑道、房屋建筑区 32.8
铁路用地 多对一 有轨道路、绿化林地、绿化草地、护坡灌草、广场、其他硬化地表、停车场、房屋建筑区 51.5
公路用地、街巷用地、农村道路 多对多 无轨道路、绿化林地、绿化草地、护坡灌草、广场、其他硬化地表、停车场、房屋建筑区 48.4
机场用地 多对一 停机坪与跑道、绿化林地、绿化草地、护坡灌草、广场、其他硬化地表、停车场、房屋建筑区 25.2
港口码头用地 一对一 其他硬化地表、化林地、绿化草地、护坡灌草、房屋建筑区 -
管道运输用地 无对应 - -
水域（不含水工建筑用地） 多对一 水域、裸露地、水工设施、草地、林地、房屋建筑区 91.6
河流水面 一对一 河流 99.3
湖泊水面 一对一 湖泊 97.8
水库水面 一对一 水库 96.7
坑塘水面 一对一 坑塘 58.3
沿海滩涂 多对一 裸露地、水域、草地、林地 -
内陆滩涂 多对一 裸露地、水域、草地、林地 -
沟渠 一对一 水渠、房屋建筑区 38.2
水工建筑用地 多对一 水工设施、房屋建筑区 6.8
冰川及永久积雪 一对一 冰川与常年积雪 -
其他土地 多对一 碾压踩踏地表、场院、温室大棚、房屋建筑区、盐碱地表、泥土地表、沙质地表、砾石地表、岩石地表 3.8
空闲地 一对一 碾压踩踏地表 -
设施农用地 多对一 场院、温室大棚、房屋建筑区 0.9
田坎 一对一 碾压踩踏地表 -
盐碱地 一对一 盐碱地表 -
沼泽地 一对一 泥土地表 -
沙地 一对一 沙质地表 -
裸地 多对一 泥土地表、砾石地表、岩石地表 4.1
城镇村及
工矿用地		 多对一 房屋建筑区、道路、露天采掘场、尾矿堆放物、绿化林地、绿化草地等 6.2
城市、建制镇、村庄 多对多 房屋建筑区、道路、露天采掘场、尾矿堆放物、绿化林地、绿化草地等 -
采矿用地 多对一 露天采掘场、尾矿堆放物 6.2
风景名胜区及特殊用地 无对应 - -

注： “-”指无对应的地理国情地表覆盖分类,或因试验区范围内未覆盖该地类图斑而无数据一致性结果。

图2 武汉市地理国情监测数据与土规用地数据的典型差异图斑分析

Fig. 2 Overlapping analysis of typical difference patches between geographical conditions monitoring data and land use planning data in Wuhan

通过地理国情监测数据与城规用地数据的一致性分析发现,城镇综合功能单元数据与城规用地数据中居住用地、公共管理与公共服务用地、绿地与广场用地的一致性相对较好,而与道路与交通设施用地数据一致性相对较差;不同等级地类的数据一致性存在差异,如公共管理与公共服务用地的重合率为69.4%,而其中类宗教用地、医疗卫生用地分别高达97.3%、91.9%;工业、物流仓储、公用设施用地的重合率为79.7%,但反映的是工矿企业“多对一”关系下的一致性;待建用地、城市道路用地、城市轨道交通用地以及各类绿地等因未能建立明确的对应关系而无法进行空间数据差异分析（表2）。究其原因,两类数据一致性结果主要反映的是分类方法、分类构成以及数据精度等方面的综合影响,如城市建设用地分类依据居住、公共环境的干扰影响程度对工业用地、物流仓储用地进行归类和划分,而城镇综合功能单元分类则将从事工业、矿产等生产性活动的企业空间统一归为工矿企业（图3(a)）;城镇综合功能单元数据中对于工矿企业周边未达到5000 m2规模的居住用地图斑仍采集为工矿企业（图3(b)）;城镇综合功能单元无相应地类与城市建设用地分类中道路交通设施用地及其中、小类进行对接,武汉市现行城镇综合功能单元分类也只有交通设施尚可与之对应。尽管城市建设用地分类中居住用地、公共管理与公共服务用地、公园绿地等地类数据的一致性相对较高,但反映是武汉市现行地理国情内容指标中城镇功能单元细化后的对应情况,要实现其与城市建设用地中类或小类数据较高的一致性,应进一步调整城镇综合功能单元分类,细化工矿企业、交通设施、休闲娱乐景区等。
表2 武汉市地理国情城镇综合功能单元数据与城规用地数据的试验分析

Tab. 2 Experimental results of geographical conditions monitoring data and urban planning data in Wuhan

城规用地分类 对应关系 地理国情城镇综合功能单元分类 重合率/%
大类 中类
居住用地 一对一 居住小区 81.9
公共管理与公共服务用地 多对一 行政办公、文化设施、教育科研、体育活动场所、医疗卫生、社会福利、名胜古迹 69.4
行政办公用地 一对一 行政办公 41.2
文化设施用地 一对一 文化设施 86.6
教育科研用地 一对一 教育科研 79.9
体育用地、康体用地 一对多 体育活动场所 19.6
医疗卫生用地 一对一 医疗卫生 91.9
社会福利用地 一对一 社会福利 43.4
文物古迹用地 一对一 名胜古迹 -
外事用地 无对应 - -
宗教用地 一对一 宗教场所 97.3
商业服务业设施用地 多对一 商业设施、商务设施、娱乐康体、公用社会营业网点 45.4
商业设施用地 一对一 商业设施 54.9
商务用地 一对一 商务设施 26.9
娱乐用地 一对一 娱乐康体 45.6
公用设施营业网点用地 一对一 公用设施营业网点 44.3
其他服务设施用地 无对应 - -
工业用地、物流仓储用地、公用设施用地 一对多 工矿企业 79.7
道路与交通设施用地 交通设施 26.8
城市道路用地 无对应 - -
城市轨道交通用地 无对应 - -
交通枢纽用地、交通场站用地、 其他交通设施用地 一对多 交通设施 26.8
绿地与广场用地 一对一 休闲娱乐、景区 62.5
公园绿地、广场用地 一对多 休闲娱乐、景区 62.5
防护绿地 无对应 - -
生产绿地 无对应 - -
其他绿地 无对应 - -
待建用地 无对应 - -

注：“-”指无对应的地理国情城镇综合功能单元分类,或因试验区范围内未覆盖该地类图斑而无数据一致性结果。

图3 武汉市地理国情监测数据与城规用地数据的典型差异图斑分析

Fig. 3 Overlapping analysis of typical difference patches between geographical conditions monitoring data and urban planning data in Wuhan

4 地理国情监测工作的优化建议

通过对地理国情监测数据与“两规”用地数据进行对比分析和数据试验,已较为系统具体地掌握了不同用地分类标准之间的差异特征。结合新时期自然资源调查监管和国土空间规划需求,从完善监测内容、优化分类体系、统一技术标准等方面提出地理国情监测工作的优化建议。

4.1 完善监测内容,服务国土空间宏观分析和实施评价

从自然资源统一调查监测出发,充分考虑地理国情专题监测④(④ 根据《自然资源调查监测体系构建总体方案》,自然调查监测工作内容分为调查和监测2个部分。前者分为基础调查（如“国土三调”）和专项调查（如耕地、森林等调查）,共同描述自然资源总体情况;后者根据监测尺度和服务对象,分为常规监测（如土地变更调查）、专题监测（如地理国情监测）以及应急监测,是在基础调查和专项调查基础上,进行自然资源自身变化和人类活动引起变化的一项监测工作。)与基础调查、专题调查的差异特征,完善地理国情内容与指标,发挥其在国土空间规划科学编制和自然资源调查监测评价中的作用。当前地理国情监测的应用出口尚不十分明确,本文认为今后地理国情监测应在自然资源调查监测统筹安排的基础上,综合参考国土资源基础调查和耕地、森林、草原、湿地等专项调查的内容和侧重,服务于国土空间重大战略工程、国土用途管制、生态环境保护等宏观分析和战略决策;新增不透水面、“三区三线”地理单元以及地下空间利用分类等地类,优化完善地理国情采集内容,服务于海绵城市、国土综合整治、地下空间开发利用等国土空间规划专题研究;突出地理国情地表覆盖数据侧重反映土地自然属性的优势特征,完善人口、文化、历史等社会经济内容采集和统计,完善人文地理国情要素,保证数据真实客观、准确可靠,形成权威的第三方数据成果,服务于国土空间规划现状分析、实施监测以及评估预警。此外,在当前地理国情监测数据多要素描述基础上,进一步扩展监测内容维度,完善土地时间、空间属性信息以及国土空间三维建模,主导构建国土空间多维时空数据库,为自然资源和国土空间精细化管理提供基础支撑[32]。

4.2 优化分类体系,促进国土空间专题内容的衔接应用

综合考虑地理国情内容指标与“两规”用地分类及其他自然资源分类标准的地类内涵,在保证自身特色优势的同时,进一步优化地理国情内容指标和地类定义,方便专项数据的归并和调取,满足国土空间专题内容研究需要。尽管地理国情内容指标与“两规”用地分类在指导思想、构成体系、技术标准等方面存在差异,但地表覆盖分类与土规分类中的农用地、城镇综合功能单元分类与城规分类中的城市建设用地具有较好一致性,且其余地类一致性仍具有很大改善空间。今后应充分发挥地理国情内容指标的精细详实优势,在理清与国土空间用地分类差异的同时,优化地理国情分类体系,加强与其他分类标准的衔接,促进地理国情监测数据可提取转换至其他用地分类并进行统计、分析,满足国土空间规划专题研究。如利用地表覆盖反映自然资源实际覆盖情况的优势,用于耕地种植状况监测、生态保护修复评价以及国土综合整治等。在遥感影像解译判读的基础上,结合行业专题与相关统计等多源客观资料,优化地理国情要素分类,如将城墙、历史建筑、闸等地表覆盖分类归并至人文地理国情要素,进一步细化城镇综合功能单元中单位院落、工矿企业等地类,用于国土空间规划中历史文化传承和景观风貌塑造以及空间品质提升等专题研究。

4.3 统一技术标准,实现自然资源数据成果的集成管理

以国土空间基础信息平台建设为目标,以基础地理信息为框架、数字高程模型和平面坐标体系为基底,统一自然资源调查监测数据的技术标准,促进各类自然资源调查监测数据的集成管理和融合应用。目前我国自然资源调查监测种类繁多,要实现“一个平台”集中管理,应发挥测绘地理信息先进技术优势,采用地理国情数据既有的分层分级分要素思想,建成包含国土资源基础调查和各类专项调查的“一张底版、一套数据”[31]。同时,利用航天遥感、航空摄影等技术手段,进一步提升数据采集精度,统一各项自然资源调查监测共性部分的数据源采购,协调组织差异部分的数据采集工作,构建高效的地理国情监测技术体系,提升地理国情监测应用效益,减少财力、物力及人力的重复投入。如在侧重反映土地自然属性特征的地表覆盖部分,尽可能采用高分辨率遥感影像进行人工智能判读解译,而在侧重反映土地人文属性特征的地理国情要素部分,在借助遥感影像的同时,完善其他行业专题、统计资料等辅助采集,增强地理国情监测数据的客观性和权威性。此外,应进一步完善地理国情监测数据的“点、线、面、体”多维要素模型,满以足各级各类国土空间规划现状评价、专题研究及规划意图表达等需要,研制多形式多品种监测数据产品,拓展地理国情创新应用,推动监测成果的广泛共享和社会服务[9]。

5 结束语

在国家机构改革与规划体制改革的背景下,理清地理国情监测数据与“两规”用地分类及其他调查数据的差异,对于优化完善地理国情监测工作,拓展其在国土空间规划中的衔接应用,促进自然资源统一调查管理显得尤为重要。本文通过对地理国情监测数据与土地及城市规划用地数据等多源信息的分析评价,综合考虑不同用地数据之间的一致性特征以及地理国情监测在国土空间开发管控中的适用性,提出新时期地理国情监测工作的优化建议。研究表明：
（1）地理国情监测数据与“两规”用地分类数据在分类指导思想、分类构成体系、数据技术标准等方面存在不同程度、不同类型的差异,导致其直接用于国土空间规划编制尚且较难。
（2）地表覆盖分类基本可与土规分类中农用地、未利用地各地类建立直接的对应关系,而与其各建设用地的对应关系较不清晰;地表覆盖分类与城规分类中城乡用地各地类以“多对一”对应关系为主,较难用于空间数据分析,而城镇综合功能单元分类则可与城规分类中城市建设用地大部分地类建立明确的对应关系并直接用于空间数据分析。
（3）地表覆盖数据与土规用地数据中耕园林草水等大部分农用地地类的一致性总体相对较好,与交通运输、城镇村及工矿用地等建设用地地类一致性相对较差;城镇综合功能单元数据则与城规用地数据中居住用地、公共管理与公共服务用地、绿地与广场用地一致性相对较好,但不同等级地类的数据一致性存在差异,与道路与交通设施用地的一致性相对较差。
（4）地理国情监测应明确其作为专题监测在自然资源调查监测体系中的作用和定位,发挥其客观、精细、详实等优势特征,完善监测内容、优化分类体系、统一技术标准,促进地理国情监测数据更好地应用于自然资源调查监管和国土空间开发管控。
随着自然资源调查监测体系的完成构建和国土空间规划体系的逐步完善,今后地理国情监测还应充分发挥其技术优势,明确其服务内容和服务对象,构建完善的应用框架体系,从而发挥其在国土空间开发管控中的作用,全面推进自然资源统一管理。

参考文献

原文顺序 | 文献年度倒序 | 文中引用次数倒序
[1]
王岳. 重庆市空间规划体系改革实践[J]. 城市规划学刊, 2018(2):50-56.

[ Wang Y. Reform and exploration of spatial planning system in Chongqing[J]. Urban Planning Forum, 2018(2):50-56. ]

[2]
谢映, 段宁, 江叶帆, 等. 机构改革背景下长沙市级空间规划体系探索[J]. 规划师, 2018,34(10):38-45.

[ Xie Y, Duan N, Jiang Y F, et al. Municipal spatial plan system in the context of institutional reform in the new era[J]. Planners, 2018,34(10):38-45. ]

[3]
中共中央, 国务院. 关于建立国土空间规划体系并监督实施的若干意见[M]. 北京: 人民出版社, 2019.

[ The Communist Party of China Central Committee and the State Council. A guideline on establishing a national territory spatial planning system and supervision of its implementation[M]. Beijing: People's Publishing House, 2019. ]

[4]
桂德竹, 王硕, 张成成. “多规合一”空间规划底图编制方法[J]. 测绘与空间地理信息, 2016,39(8):20-23.

[ Gui D Z, Wang S, Zhang C C. The method of multiple spatial planning integration basic map[J]. Geomatics & Spatial Information Technology, 2016,39(8):20-23. ]

[5]
陈俊勇. 地理国情监测的学习札记[J]. 测绘学报, 2012,41(5):633-635.

[ Chen J Y. Study notes on geographic national condition monitoring[J]. Acta Geodaetica et Cartographica Sinica, 2012,41(5):633-635. ]

[6]
李德仁, 马军, 邵振峰. 论地理国情普查和监测的创新[J]. 武汉大学学报·信息科学版, 2018,43(1):1-9.

[ Li D R, Ma J, Shao Z F. Innovation in the census and monitoring of geographical national conditions[J]. Geomatics and Information Science of Wuhan University, 2018,43(1):1-9. ]

[7]
李德仁, 丁霖, 邵振峰. 关于地理国情监测若干问题的思考[J]. 武汉大学学报·信息科学版, 2016,41(2):143-147.

[ Li D R, Ding L, Shao Z F. Reflections on issues in geographical national conditions monitoring[J]. Geomatics and Information Science of Wuhan University, 2016,41(2):143-147. ]

[8]
张琴琴, 杨柏林, 李娜娜, 等. 地理国情普查试点成果综合分析[J]. 测绘科学, 2016,41(4):83-88.

[ Zhang Q Q, Yang B L, Li N N, et al. Comprehensive analysis on the geographical condition census pilot results[J]. Science of Surveying and Mapping, 2016,41(4):83-88. ]

[9]
董春, 刘纪平, 程鹏飞, 等. 地理国情统计分析的服务内容和对象及领域探讨[J]. 测绘科学, 2019,44(6):263-272.

[ Dong C, Liu J P, Cheng P F, et al. The discussion on service content, object and domain of statistical analysis of geographical national conditions[J]. Science of Surveying and Mapping, 2019,44(6):263-272. ]

[10]
乔朝飞. 国外地理国情监测概况与启示[J]. 测绘通报, 2011(11):81-83.

[ Qiao C F. Review of overseas national geographic conditions monitoring[J]. Bulletin of Surveying and Mapping, 2011(11):81-83. ]

[11]
巩垠熙, 王莺, 梁敏, 等. 地理国情信息支撑下的空间开发适宜性评价[J]. 测绘通报, 2017,7:66-71.

[ Gong Y X, Wang Y, Liang M, et al. Evaluation of spatial development suitability based on geographic national conditions information[J]. Bulletin of Surveying and Mapping, 2017(7):66-71. ]

[12]
余晓敏, 李兵, 詹庆明, 等. 基于地理国情时空数据的城市建成区动态监测[J]. 地理空间信息, 2015,13(6):8-11.

[ Yu X M, Li B, Zhan Q M, et al. Dynamic monitoring of urban built-up areas based on spatio-temporal geographical national conditions[J]. Geospatial Information, 2015,13(6):8-11. ]

[13]
吴正鹏. 基于地理国情数据的天津滨海新区建成区动态监测[J]. 测绘通报, 2016(S2):254-257.

[ Wu Z P. Tianjin Binhai New District built-up area dynamic monitoring based on geographical condition data[J]. Bulletin of Surveying and Mapping, 2016(S2):254-257. ]

[14]
李艳红, 胡勇. 地理国情普查成果在海绵城市中的应用初探[J]. 测绘与空间地理信息, 2017,40(8):71-75.

[ Li Y H, Hu Y. Preliminary study on the application of geographical situation survey in sponge city[J]. Geomatics & Spatial Information Technology, 2017,40(8):71-75. ]

[15]
程滔, 周旭, 郑新燕, 等. 地理国情监测水面数据时空一致性优化方法[J]. 地球信息科学学报, 2018,20(9):1216-1224.

[ Cheng T, Zhou X, Zheng X Y, et al. Spatial and temporal consistency optimization method of surface water data for the national geographic conditions monitoring project of China[J]. Journal of Geo-information Science, 2018,20(9):1216-1224. ]

[16]
郭雷, 胡婵娟, 高红莉, 等. 基于地理国情普查数据的郑州市海绵城市建设途径研究[J]. 中国人口·资源与环境, 2018,28(S1):37-40.

[ Guo L, Hu C J, Gao H L, et al. Study on the sponge city construction methods in Zhengzhou based on census data of geographical conditions[J]. China Population, Resources and Environment, 2018,28(S1):37-40. ]

[17]
刘稳, 詹庆明, 赵中元, 等. 面向国土空间规划的不同用地分类体系差异与融合[J]. 城市发展研究, 2020,27(6):9-18.

[ Liu W, Zhan Q M, Zhao Z Y, et al. Research on the integration of different land classification systems for territorial space planning[J]. Urban Development Studies, 2020,27(6):9-18. ]

[18]
刘稳, 詹庆明, 刘权毅, 等. 地理国情监测成果与规划用地数据的关联转换方法[J]. 地球信息科学学报, 2020,22(2):161-174.

[ Liu W, Zhan Q M, Liu Q Y, et al. A method for association and conversion between geographical condition monitoring data and urban planning land use data[J]. Journal of Geo-information Science, 2020,22(2):161-174. ]

[19]
张凤瑞. 地理国情与城市总体规划评估用地分类体系衔接探讨[J]. 测绘通报, 2016(5):116-119.

[ Zhang F R. Discussion of a connection between geographical national conditions and classification system of urban master planning and land use evaluation[J]. Bulletin of Surveying and Mapping, 2016(5):116-119. ]

[20]
马世发, 邹威, 欧阳雪敏. 三生协调的地理国情综合统计分析框架设计[J]. 测绘科学, 2017,42(10):80-87.

[ Ma S F, Zou W, Ouyang X M. Framework design of comprehensive statistics of geographical state based on coordination among ecological, productive and living functions[J]. Science of Surveying and Mapping, 2017,42(10):80-87. ]

[21]
郑志宏. 空间规划底图数据编制与数据库建设探讨[J]. 测绘通报, 2018(7):126-128.

[ Zheng Z H. Discussion of the spatial planning map data compilation and database construction[J]. Bulletin of Surveying and Mapping, 2018(7):126-128. ]

[22]
中华人民共和国自然资源部. 关于全面开展国土空间规划工作的通知[EB/OL]. http://gi.mnr.gov.cn/201905/t20190530_2439129.html, 2019-05-28.

[ Ministry of Natural Resources of the People's Republic of China. Guidelines on comprehensively carrying out national territory spatial planning[EB/OL]. http://gi.mnr.gov.cn/201905/t20190530_2439129.html, 2019-05-28.]

[23]
国家质量监督检验检疫总局, 国家标准化管理委员会. 土地利用现状分类(GB/T21010-2017)[S]. 北京: 中国标准出版社, 2017.

[ General Administration of Quality Supervision, Inspection Quarantine of the People's Republic of China, Standardization and Administration of the People's Republic of China. Current Land Use Classification (GB/T21010- 2017)[S]. Beijing: Standards Press of China, 2017. ]

[24]
叶昌东, 郑延敏, 张媛媛. “两规”新旧土地利用分类体系比较[J]. 热带地理, 2013,33(3):276-281.

[ Ye C D, Zheng Y M, Zhang Y Y. Comparison analysis of the present and past land use classification systems for land use planning and urban planning[J]. Tropical Geography, 2013,33(3):276-281. ]

[25]
林坚, 楚建群, 张书海, 等. 城乡统筹视角下的规划用地分类探讨[J]. 城市规划, 2012,36(4):49-53.

[ Lin J, Chu J Q, Zhang S H, et al. Discussion on land-use classification from perspective of urban and rural coordination[J]. Urban Planning Reviews, 2012,36(4):49-53. ]

[26]
国务院第一次全国地理国情普查领导小组办公室. 地理国情普查内容与指标[S]. 北京: 测绘出版社, 2013.

[ Leading Group Office of China's First National Geographic Conditions Census of the State Council. Contents and indexes of national geographic conditions census[M]. Beijing: Surveying and Mapping Press, 2013. ]

[27]
国家质量监督检验检疫总局, 国家标准化管理委员会. 土地利用现状分类(GB/T21010-2007)[S]. 北京: 中国标准出版社, 2007.

[ General Administration of Quality Supervision, Inspection Quarantine of the People's Republic of China, Standardization and Administration of the People's Republic of China. Current Land Use Classification (GB/T21010- 2007) [S]. Beijing: Standards Press of China, 2007. ]

[28]
中华人民共和国住房和城乡建设部. 城市用地分类与规划建设用地标准[S]. 北京: 中国建筑工业出版社, 2012. ]

[ Ministry of Housing and Urban-Rural Construction of the People's Republic of China. Standards for classification and planning of urban land for construction[S]. Beijing: Standards Press of China, 2007. ]

[29]
肖继春. 重庆市城市用地现状遥感调查研究[J]. 国土资源遥感, 1995(2):7-14.

[ Xiao J C. Remote sensing investigation of urban land use in Chongqing[J]. Remote Sensing for Land & Resources, 1995(2):7-14. ]

[30]
李双林, 彭清山. 武汉市用地现状遥感综合调查及数字化建库[J]. 测绘通报, 1997(10):13-15.

[ Li S L, Peng Q S. Comprehensive remote sensing survey of land use status and digital database construction in Wuhan[J]. Bulletin of Surveying and Mapping, 1997(10):13-15. ]

[31]
国务院第三次全国土地调查领导小组办公室. 第三次全国土地调查技术规程[S]. 2018.

[ Leading Group Office of China's Third National Land Survey of the State Council. Technical regulations for the third national land survey[S]. 2018. ]

[32]
中华人民共和国自然资源部. 自然资源调查监测体系构建总体方案[S]. 2019.

[ Ministry of Natural Resource of the People's Republic of China. The overall plan for the construction of natural resources investigation and monitoring system[S]. 2019. ]

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