中央民族大学土地利用数据技术服务

一．背景介绍

       土地是人类赖以生存和发展的重要自然资源,是人类一切经济活动的空间场所,是社会发展不可替代的生产资料。土地资源的稀缺性决定了其重要性。不同区域的土地,其自然、经济和社会条件存在着明显的差异,同样,相同的人类活动在不同地区也会产生不同的后果。由此可见,要正确识别土地利用活动所引起的效应,必须注意地区差异性。而土地利用分区恰好解决了此问题。土地利用分区就是依据土地的自然、社会经济条件的差异性、土地类型与土地利用方向的相对一致性,划分土地利用的基本单元.地域或用地类型区的过程。分区目的在于合理、科学、导向性开发利用土地。即在查清土地资源、土地利用现状及社会经济条件的基础上,进行土地利用的归纳共性,区别差异,科学地综合研究,揭示区域性差异的客观规律;阐明区域的自然条件,社会经济条件,土地资源优势,土地利用属性、结构、现状、特点、经验及问题,土地开发利用方向、潜力、途径和措施。 改革开放以来,全国各地区经济都有不同程度的发展,区域经济发展的格局发生了明显的变化。在经济飞速发展的同时,由于缺乏统筹协调,包括土地利用方面的统筹协调,使得区域差异拉大、产业结构趋同、重复建设严重、资源不合理利用及生态环境恶化等问题日益突出。面对这种情况,十六届三中全会提出了“坚持以人为本,树立全面、协调、可持续的发展观,促进经济社会和人的全面发展”,按照“统筹城乡发展、统筹区域发展、统筹经济社会发展、统筹人与自然和谐发展、统筹国内发展和对外开放”即“五个统筹”指导思想,对于国民经济的可持续发展具有重要意义。 统筹区域土地利用是贯彻落实国家区域发展政策、统筹区域发展的重要手段,是协调解决区域发展和资源环境方面问题的必然要求。   

       地理国情监测云平台应中央民族大学大学要求，对甘肃省，宁夏回族自治区，内蒙古自治区，新疆维吾尔自治区 2015年土地利用数据与和田地区1980年土地利用数据提供产品技术服务，以满足客户科研工作的需求。

       甘肃省位于祖国地理中心，介于北纬32°11′—42°57′，东经92°13′—108°46′，甘肃省总土地面积约为45.44万平方公里（据国务院勘界结果为42.58万平方公里），居全国第7位，折合6.8亿亩。山地多，平地少，全省山地和丘陵占总土地面积的78.2%。全省土地利用率为56.93%，尚未利用的土地有28681.4万亩，占全省总土地面积的42.05%，包括沙漠、戈壁、高寒石山、裸岩、低洼盐碱、沼泽等。总量为4544.02万多公顷，人均占有量2公顷，居全国第5位；除沙漠、戈壁、沼泽、石山裸岩、永久积雪和冰川等难以直接利用的土地外，尚有2731.41万公顷土地可用于生产建设，占土地总面积的60.11%。各种林地资源面积396.65万公顷。各类草地资源面积1575.29万公顷，占土地资源总面积的34.67%，其中天然草地1564.83万公顷，占草地总面积的99.34%，是中国主要的牧业基地之一。

       宁夏回族自治区，位于北纬35°14~39°23，东经104°17～107°39之间。总面积为6.64万多平方千米。一是北部引黄灌区。地势平坦，土壤肥沃，素有“塞上江南”的美誉。二是中部干旱带。干旱少雨，风大沙多，土地贫瘠，生存条件较差。三是南部山区。丘陵沟壑林立，部分地域阴湿高寒。

       内蒙古自治区土地总面积118.3万平方公里，占全国总面积的12.3%。内蒙古截至2010年共有耕地549万公顷，人均占有耕地0.24公顷，是中国人均耕地的3倍，实际可利用的耕地面积超过800万公顷，人均耕地面积居中国首位。草原总面积达8666.7万公顷，其中可利用草场面积达6800万公顷，占中国草场总面积的1/4。全区森林总面积约2080万公顷，占中国森林总面积的11%，居中国第1位。森林覆盖率达17.57%，高于中国13.4%的水平。森林总蓄积量12.9亿立方米，居中国第四位。

       新疆农林牧可直接利用土地面积10.28亿亩，占全国农林牧宜用土地面积的十分之一以上。后备耕地2.23亿亩，居全国首位。新疆是全国五大牧区之一，在“三山”和“两盆”周围有大量的优良牧场，牧草地总面积7.7亿亩，仅次于内蒙古、西藏，居全国第三。太阳能理论蕴藏量1450～1720千瓦时/平方米·年，年日照总时数2550～3500小时，居全国第二位。

二．案例详情

       本次技术服务的核心是：基于甘肃省，宁夏回族自治区，内蒙古自治区，新疆维吾尔自治区 2015年的Landsat8-OLI与和田地区上世纪80年代Landsat-MSS遥感影像生产30米土地利用数据产品，包括耕地、林地、草地、水域、建设用地和未利用地在内的6个一级类和包括有林地、灌木林、疏林地、其他林地和高、中、低覆盖度草地等25个二级类型，本次技术服务主要流程如下：

       1.数据制作流程

       本次数据产品服务主要分为5个阶段，分别是数据准备、分类体系建立、解译标志建立、分类解译阶段和对解译结果的精度检查如图1所示。

            图1. 数据制作流程                    

       2.土地利用分类体系

       按照国家土地利用分类方法，结合刘纪远等在建设“中国20世纪LUCC时空平台”建立的LUCC分类系统，将土地利用类型归结为6个一级分类和25个二级分类，具体分类内容和含义如表1所示。

       表1 土地利用/覆盖分类系统

       3.提取方法

       土地利用数据是基于Landsat5-TM遥感信息源，结合实地调查和其他辅助数据，采用全数字化人机交互作业方法，主要根据对图像光谱、纹理、色调等的认识结合地形图目视解译而成；在内业建立解译判读标志与实现数据获取的基础上，结合外业实地考察验证，提高土地利用分类精度。

       4.遥感解译标志

       由于目视解译更侧重于人的知识的参与，为了减少由于不同人员的主观差异性所造成的误差，提高遥感判读精度，建立统一解译标志是十分必要的。在多个专家的参与下，根据影像光谱特征，结合野外实测资料，同时参照有关地理图件，对地物的几何形状，颜色特征、纹理特征和空间分布情况进行分析，并在综合各位专家意见后，最终建立解译标志库，以部分解译标志为例，来说明判读标准，如表2所示。

表2部分土地利用解译标志

       5.质量控制与检查

       各工序过程质量按要求进行过程检查 ,需进行100%检查。土地利用数据抽样检查主要是对获取的土地利用数据产品进行空间抽样检查，验证土地利用数据类型定性是否正确。验证的方式主要依靠高分影像（要考虑影像的时效性）与野外实地验证相结合的方式作业，未达到抽样精度90%的重新修正数据。

       6.技术服务成果展示

       本次产品加工技术服务成果如图2所示：

图2.内蒙古自治区2015年土地利用分布图