基于影像图的土地利用现状分析方法

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摘要: 该文系统介绍了一种基于影像图的土地利用现状分析方法,并将此方法应用于浙江大学紫金港校区,得出该校区各地类占地面积及土地利用指标,为相关研究提供参考。

Abstract: This paper firstly introduces a method of the current land use situation analysis based on satellite images. Then through applying it into Zi-Jin-Gang Campus of Zhejiang University, the areas of each land use category and land use indexes are given as reference for correlational researches.

关键词: 土地利用;现状分析;浙江大学紫金港校区

Key words: land use;current situation analysis;Zi-Jin-Gang Campus of Zhejiang University

中图分类号:TP75文献标识码:A文章编号:1006-4311(2010)25-0169-02

0引言

土地利用现状分析是对土地利用类型、数量、分布及其组合特征进行评价和研究的过程,其结果可反映区域内土地资源的特点和优劣势,诊断土地利用合理与否[1],因此具有极高的重要性。本文介绍一种基于影像图的土地利用现状分析方法,并以浙江大学紫金港校区为例,对该校区的土地利用现状进行分析。本研究所使用软件为浙大数维信息系统工程有限公司开发的Walkfield信息化测绘系统2008版。所有数据若无特殊说明,皆为Walkfield的处理数据。

1基于影像图的土地利用现状分析方法

1.1 影像配准和定位利用Universal Maps Downloader软件,从Google Map下载浙江大学紫金港校区最大分辨率影像图,由228幅256*256像素的分幅图合成,分辨率为3072*4864像素。①Universal Maps Downloader软件提供每幅分幅图的经纬度坐标,查询计算得到影像图的经纬度坐标。新建JZKZD(纠正控制点)层,使用“点输入”和“点测量”功能,输入影像图的经纬度坐标。将图像经纬度坐标转化为国家80坐标系,得到影像图的四角坐标。新建SGSJ(栅格数据)层,在该图层添加影像图,采用多点法中的三点仿射坐标转换进行图像定位,误差在允许范围内。

1.2 数字化

1.2.1 建立图层参照《土地利用数据库标准》和《城镇地籍数据库标准》,除JZKZD、SGSJ层外,在工程中建立ZJ(注记)、FW(房屋)、DLJX(地类界线)、DLTB(地类图斑)、XZJX(行政界线)和图廓层,共8个图层。

FW层建筑物用途分为:教工宿舍、学生宿舍、教学楼区、后勤用房、科研实验用房、文体用房、医疗卫生用房、行政办公用房、商服用房、风景旅游用房,共10类。DLTB层按照《国标版土地利用现状分类》(第二次全国土地调查分类标准),根据浙江大学紫金港土地利用现状选取林地、草地、住宿餐饮用地、住宅用地、科教用地、医卫慈善用地、文体娱乐用地、公共设施用地、公园与绿地、风景名胜设施用地、交通运输用地、水域及水利设施用地、空闲地和沼泽地14个分类。

1.2.2 利用影像图和实地调查数据进行分层数字化

1.2.2.1 XZJX层数字化根据浙江大学基本建设处公布的东区效果图②,确定行政界线层。③

1.2.2.2 DLJX层数字化地类界线的绘制遵循以下原则:①地类界线以线状地物边界为参照绘制;②地类的划分遵循先粗后细的原则,先绘制容易区分的道路、河流等边界,然后绘制建筑物边线,最后划分建筑群内的空地;③主干道的人行道归并到交通运输用地,房屋边线及草地、林地边线作为交通运输用地边线的参照;④其余地类根据影像图和实地情况自然划分。

地类界线的画法采用“捕捉”、“Shift”借线、“剪断线”、“裁短”、“延长”等方法,提高准确度。绘制完成后,需进行后续两步处理:“悬挂点处理”,将未闭合的界线自动闭合,防止无法生成图斑;“圆弧折线化”,在walkfield中,圆弧构成的图斑无法计算面积,因此必须先将地类界线里所有的圆弧折线化。

1.2.2.3 FW层数字化根据房屋边界绘制建筑物边界,适当采用地物编辑中的“过点平移”、“距离平移”、“旋转”、“平移旋转”、“镜像”等高级功能,提高绘制效率和精度。另外,需注意以下几点:①对建筑物直接构面,建筑物边界不超过地类界线;②注意根据影像图的实际投影情况,对房屋进行屋檐修正,并进行房屋直角化平差,或直接用直角线绘制建筑物边界;③利用建筑物边界构面时碰到的有“洞”的面状地物,可利用“擦除”功能;④构面完成后,进行实地调查,查清建筑物名称、用途、层数、结构等数据,进行FW层的属性赋值。占地面积以每个面信息窗显示的面积为根据。

1.2.2.4 DLTB层数字化利用DLJX层,采用“选中线索自动构面”,在DLTB层生成图斑,并根据影像图和实地调研数据划分地类。图斑间要求无缝隙、无重叠,因此所有图斑生成后,需进行“剖分检查”。根据生成的剖分检查层逐处修改,直至无错误。其中面积为0.000000的狭缝,原因在于相邻图斑的交界线结点数量不一致或位置不一致,此时可用顶点编辑查看,然后相应增加结点。最后进行属性赋值。图斑面积以每个图斑信息窗显示的面积为根据。

1.3 地图制作在图廓层分别画内图廓、外图廓、图例、比例尺等,插入指北针和各地类占地面积比例图,并注明图名。制作图例时,画一矩形面后利用 “阵列”功能生成多个矩形面,填色时在图廓层可编的状态下,选中DLTB相应地物,利用“设置为当前式样”功能,在图廓层生成相应式样并进行填色。最后生成紫金港校区土地利用现状图。

2浙大紫金港校区土地利用现状分析

2.1 土地利用分类状况分析根据walkfield软件结果(表1),浙大紫金港校区总占地面积为1703783.25m2,其中,科教用地和空闲地所占比例最大,分别为18.72%和17.86%,其次是住宅用地、文体娱乐用地、交通运输用地和水域及水利设施用地,大约在10%左右。占地面积较小的土地类型为医疗慈善用地、公共设施用地和风景名胜设施用地,分别占总面积的0.18%、0.07%和0.05%。具体来说,浙大紫金港校区的土地利用分类主要有以下几个特点:

①地类种类丰富,共涉及《国标版土地利用现状分类》(二调)中的8种一级类和9种二级类。地类的分布相对均衡,有57.14%的地类占地面积比例在8-19%之间,占地比例最大的科教用地也仅占总面积的18.72%。②空闲地所占比例相对偏高,土地闲置程度严重。全校范围内共有304255.20m2的空闲地,占土地总面积的17.86%。主要原因在于本影像图摄于2007年,新校区的建设还在进行当中,如目前在建的生命科学学院院楼、体育馆和西部研究中心等在当时的影像图均未体现,使得空闲地的比例过高。③湿地面积较大,利用价值特殊。校区内水域及水利设施用地和沼泽地分别占总面积的8.56%和3.18%,包括原始生态沼泽地和有“小西湖”美称的启真湖。紫金港校区毗邻罕见的城中次生湿地――著名生态保护区“西溪湿地”,从整理规划上看,该校区可能会被纳入到大西溪湿地生态保护区的范围之内,因此其生态用地价值特殊,值得深入关注和保护。

2.2 土地利用指标分析根据walkfield软件结果,可得浙大紫金港校区相关土地利用指标(表2)。

高校土地利用指标主要有生均教学行政用地面积、生均宿舍面积、生均占地面积等。从浙大紫金港校区和教育部最低标准、天津市高校以及成都市高校的指标对比结果(表3)来看,紫金港校区生均教学行政用房面积远远超过教育部最低标准和另外两市高校;生均宿舍面积较小,仅超出教育部最低标准2.33m2,目前该校区学生宿舍为四人一寝,学生普遍反映寝室过于拥挤。

3结论

利用影像图进行土地利用现状分析的方法在保证一定精度的前提下可实现经济可行,不失为高校土地管理专业学生分析土地利用现状的适用方法之一。本文运用该方法对浙江大学紫金港校区进行土地利用现状分析,得出紫金港校区的各地类比例和相关土地利用指标值,为后续分析和相关研究提供基础和参考作用。

注释:

①需特别说明,Google Map上浙江大学紫金港校区影像图为2007年所摄。

②资料来源:/news.php?id=839。

③鉴于在影像图上描绘出准确界线具有一定难度,因此在保证一定精度的前提下选取道路边界、河流边界等地类边界作为行政边界,故校区总面积会少于官方公布面积,但基本不影响后期土地利用分析。

④ 该数据为计划容纳学生数,来源于浙江大学基本建设处/news.php?id=19。

⑤ 表中教育部最低标准、天津市高校和成都市高校数据来自孙国翰《成都市高校土地利用状况及集约利用研究》,2008。

参考文献:

[1]赵源.四川省金口河区土地利用现状分析[J].安徽农业科学,2009,(32):15926-15929,15955.

[2]孙国翰.成都市高校土地利用状况及集约利用研究[R].四川师范大学,2008,(4).

[3]浙江大学基本建设处.浙江大学紫金港校区西区建设项目意见书,2004,(4)