浅析ARCGIS在土地利用变更中的应用

摘要：根据土地利用变更调查工作的特点和要求，在总结国内外土地利用Arc GIS应用研究的基础上，提出土地利用变更调查应采取的技术。结果表明，利用Arc GIS进行土地利用更新调查是一项周期短，见效快，效率高，成本低的实用方法。

关键词：ARCGIS；土地利用；变更调查

Abstract: based on the land use change survey the characteristics and requirement of land use in summarizes the domestic and foreign Arc GIS application research presented, based on the land use change survey of technology should be adopted. The results indicate that the Arc GIS in land use investigation update is a cycle is short, quick effect, high efficiency, low cost of practical methods.

Keywords: ARCGIS; Land use; Change survey

中图分类号：F301.0文献标识码：A 文章编号：

一、引言

土地利用变更调查，就是利用已有的详查形成的基础图件，根据野外实地调查，对变化的地类图斑逐一转绘，量算面积，以更新土地利用现状的基础图件和数据，保持土地利用资料的现势性。

当前采用的方法

（一）、利用现有土地现状图，和实例照片，用卷尺测量，全站仪等测量设备获取相关数据，在土地利用现状图绘制地图的图斑；这种方法很慢，精度低，当范围较大，多变化的内容，成本高，难测量周期长。这种传统的方法，更新的自动化程度低，成图周期长，这是难以实现全面和实时更新。土地利用基础图件更新往往滞后于土地利用变化，导致土地利用变化情况不及时地反映出来，不能适应当前经济快速发展，社会需求，直接影响耕地保护，土地利用规划和政策的制定和实施，影响了整个土地管理工作。

（二）、、利用ARCGIS影像解译，经外业调绘获取已变更图斑资料，内业绘制与处理。此方法更新较快，能够实现土地利用现状变更的动态监测。本文结合实际工作，探讨利用ARCGIS技术进行土地利用变更调查的方法。

三、土地利用变更调查对ARCGIS资料的要求

衡量卫星ARCGIS资料在土地利用变更调查中应用效果的主要标志是识别地类的能力和地类图斑面积量测的精度。地类判读精度和面积量测精度主要取决遥感影像的分辨率。同时与判读地物的光谱特征有关。根据现有实践推论：更新1：1万比例尺图件，图像实际分辨率在2～3 m，1：2.5万比例尺图件的更新。需要5～8 m分辨率，分辨率15m的资料可满足1:5万土地调查要求。近年来，ARCGIS据源已基本形成高中低分辨率全覆盖系列，IKAN0S全色波段影像分辨率为1m，多光谱波段影像分辨率达到4 m，SPOT5全色波段影像分辨率为2.5m，为不同比例尺的土地利用基础图件和1:1万土地利用数据库更新提供了充分的选择空间。弥补了其精度上的不足。

四、ARCGIS土地利用变更调查技术方法

（一）、技术路线

以ARCGIS技术为主要手段，利用多时相的卫星ARCGIS资料，根据地类的可解译程度，确定遥感解译地类，建立遥感解译标志，结合计算机技术，对工作区的土地利用变化情况进行解译调查，圈定土地利用变化范围，并统计变更地类面积。工作程序见图l。

（二）、土地利用现状变更调查技术问题

土地利用遥感监测是基于同一区域不同年份的同一时相影像问存在着光谱特征差异的原理，来识别土地利用状态变化的工作。常用的土地利用遥感监测方法基本上可以分两种：即逐个像元比较法和分类后比较法。结合工作的具体情况，利用 envi3.5 软件的融合和分类功能，绘制了某地区土地利用空间分类图及土地利用动态监测图。

1、变化图斑、地物的判读。采用逐个像元比较法， 即对不同时相的影像作相应的处理后，采用光谱特征变异法。当两个不同源数据存在较大的时相差时。受实际土地利用变化的影响．不同时相的影像在相同位置处将对应不同的地面目标．导致光谱特征不一致．从而检测出变化信息。

2、变化图斑界、地物的提取。利用多光谱ARCGIS影像对土地利用进行分类，对波谱曲线进行统计学分析，将光谱曲线相似的像元归为一类，而我们下面要进行的动态监测也要用到这些曲线。对于不同地物的监测，要用到不同的波段进行彩色合成。影像不清楚的做标记，以便外业调绘重点修测。下图为典型地物波谱曲线图。

3、外业调绘和精度检验。由于内业对于很多地类都无法区分(如菜地和旱地等不容易区分。所以需外业进行补充性的调绘。外业调绘利用GPS(RTK)和全站仪相结合，对变化区域的地物和地类进行实地核实和测量．将测量结果与利用影像提取的线划成果进行比较，检测出利用ARCGIS影像提取线划的各点误差及变更地类图斑面积误差。

五、内业数据处理

内业数据处理的目的就是以外业数据采集信息为基础，对土地利用现状数据库中的相应图斑进行变更，从而保证土地利用数据库的现势性。内业数据处理工作相对比较复杂，因为它不仅涉及到与不同地区土地利用现状数据库的接口问题，而且还涉及到点、线、面等图层的变更处理问题。下面就以徐州地区的土地利用现状数据库为例，介绍一种内业数据处理方法。

（一）、变更区域数据的转出

在内业数据处理之前，首先应将外业采集的变更地块信息导人到土地利用现状数据库中。因为土地利用现状数据库预留了与VCT的接口，所以首先应将采集的外业原始数据通过转换工具SKTool转换成VCT格式，然后再利用城乡一体化地籍信息系统的转换工具将外业VCT数据导入土地利用现状数据库。转换时需要设置VCT文件的路径以及投影带的相关信息。转换完成后。在土地利用现状数据库中会自动生成相关的图层，这主要取决于ARCGIS的图层分层设置信息，

（二）、数据库的更新

外业调查界线范围数据转入后，城乡一体化地籍信系统就可以根据此界线范围，对土地利用现状数据库中的数据进行变更处理。因为城乡一体化地籍信息系统点、线、面分层存储——采用YTH-DZDL存储点图斑，采用YTH-XZDL存储线图斑，采用YTH-MZDL存储面状图斑；所以在变更的时候，三层要同时进行更新。

1、面状图斑的变更

面图斑变更时，需要将变更地块的界线范围与土地利用现状数据库中的面状图斑同时读入，利用数据处理工具，将面状图斑按照变更地块的界线范围进行切割，删除界线范围内的面图斑数据。然后根据变更地块界线范围新增一个图斑，并同时根据野外采集的属性信息添加新图斑地类、权属性质与图斑编号等属性，应当注意在添加图斑号属性时。应当保证同一个行政村的图斑号不要重复。

2、线状图斑的变更

在数据库变更的时候，为了保证不同图层之间数据的逻辑一致性，往往还要进行线状图斑的变更。如农用地变成建设用地时，一般情况下农用地范围内的线状图斑(沟渠或农村道路等)应当同时被删除。线图斑变更时不能简单删除，因为有的线状地物比较长，可能超出变更界线的范围，所以应当先根据变更界线的范围对线图斑进行切割，然后再删除变更界线范围内的线状图斑。

3、其它图层的变更与地图整饰

如果在变更界线范围内，其它图层中也有数据，此时也需要参照上述方法实施图层变更。当所有图层变更完毕之后，还要进行地图的整饰。即进行老图斑号地类号位置的调整。新图斑号地类号的注记，新图斑权属单位的注记等等，

六、应用实例

以美国LANDSAT一7卫星的ETM数据处理为例作说明。工作区为浙江省，主要调查土地利用类型分类面积统计的变化情况，通过实地定点调查，利用两期的 TM、ETM影像和已知训练区的土地类型、光谱特征数据对计算机进行训练，计算出对应于各种土地类型的多元统计特征，并以此建立分类判定规则，对未知地区进行计算机自动分类。采用 Maximum Likelihood 方法，得到分类图像。从以上实例可以得出，运用遥感影像进行土地更新调查，方便、快捷，对变化的地类图斑，可以很好的提取图斑的边界线以及图斑的面积，数据也能很好的反映10年来土地利用的变化情况。旱地和鱼塘面积在减少，建设用地面积在增加。

七、结束语

利用ARCGIS技术进行县级土地利用变更调查，可以快速鉴定一定时期的土地利用变化情况，能确保精度，缩短工作周期，提高工作效率，人员少，快速的经济。可以检查土地利用总体规划和年度计划执行情况的年度土地利用变更调查，核实汇总数据，为政府宏观决策提供可靠，准确的土地利用变化。