第三次国土调查坡度分级图制作关键技术探讨

第三次国土调查坡度分级图制作关键技术探讨

王向阳

新疆维吾尔自治区第二测绘院   新疆维吾尔自治区乌鲁木齐市 830001

摘要:国土调查重要性不言而喻。作为全国国土调查的重要基础资料和成果，坡度分级图是查清耕地和基本农田的数量、质量和空间分布的重要指标，在林地规划利用管理、水文模型建立、土壤侵蚀分析、水土流失监测、滑坡等地质灾害预警监测、地貌形态模拟、生态环境研究等地学分析领域也有着广泛的应用。二调坡度图由于原始DEM数据生产时间距今太过久远、现势性不好；其测量手段落后、植被高扣除混乱等导致高程精度很差；生产坡度图方法不尽合理、图斑融合随意致使坡度准确性有欠缺。坡度图是第三次全国国土调查成果的重要组成部分，尤其是耕地坡度。耕地坡度是耕地资源的重要属性，直接关系到耕地保护政策制定、耕地生产能力评价等工作的开展及其成果质量。坡度图制作的效果及精准度，对第三次全国国土调查的结果具有十分重要的意义。然而，坡度图在制作过程中存在栅格数据矢量化、图斑融合、数据拼接、图斑边界处理等难点，严重影响后期的图形制作。为解决上述问题，提高坡度图的制作效果。

关键词：第三次国土调查;坡度分级图制作;关键技术

引言

第三次全国土地调查作为一项重大的国情国力调查，目的是全面查清目前全国土地利用状况，掌握真实的土地基础数据，建立和完善土地调查、统计和登记制度，实现土地资源信息的社会化服务，满足经济社会发展及国土资源管理的需要。作为第三次土地调查的重要基础资料和重要成果，耕地坡度级数据是查清耕地、基本农田数量、质量和空间分布状况的重要指标，也是测算耕地田坎系数的基础和依据。第二次土地调查中耕地坡度级别采用5ｍ格网ＤＥＭ、人机交互等传统方法进行量算，速度慢、误差大、量测标准主观性强，且当耕地图斑较大、跨几个坡度级时很难量测和估算，导致耕地系数、耕地净面积误差大。为克服第二次土地调查在上述方面的不足，更精确地查清不同坡度分级和耕地类型的面积及空间分布，国务院第三次全国土地调查要求各省、市、自治区统一组织坡度分级图的制作，保证坡度数据规范、标准、可靠。

1坡度图生成

以基础测绘的数字高程模型产品为基础数据源，通过高程、格式、格网间距、拼接等数据预处理，拼合成覆盖整个区域的原始数据，根据精度要求逐格网计算坡度，进行坡度分级，通过栅格转换矢量、拓扑等处理，得到坡度分级图。

2数字高程模型数据预处理

数字高程模型(DEM)是国家空间数据基础设施的一种标准产品，是对地球表面地形地貌的一种离散的数学表达。它的数据组织表达形式有多种，包括规则格网和不规则三角网等形式。近年来，数字高程模型在各行业领域得到了广泛应用，特别是利用数字高程模型对地形地貌进行空间分析，进而实现自然资源有效管理，是坡度图的主要数据源。由于不同时期、不同用途的数字高程模型类型很多，表达方式也各不一样，坐标系统也有不同，在开展坡度图制作之前，需对原始数据进行一致性处理，包括数据格式、表达方式、坐标参考、高程基准、投影方式等内容，需要将区域内的数据镶嵌拼合在一起，对数据的精度标准、现势性、完整性进行分析。

3坡度图优化处理

由于栅格形式的坡度图数据量较大，矢量形式的坡度信息更有利于编辑和制图表达，通过数据格式转换将栅格数据转化为矢量面数据，利用ArcGIS的“数据转换”工具实现该功能。由于制图表达的要求需采用综合的方式消除面积小于一定限值的矢量面，利用制图综合的“消除”工具实现，以便有效控制数据量。以县级政区数据外扩一定范围进行分县裁切，保证县域间一定量的重叠。以人机交互的方式完成坡度数据的优化，主要包括投影变换、边界平滑过渡、数据拼接、裁切镶嵌等处理，对相同坡度属性的矢量进行融合，确保拓扑规则合理。

4坡度图质量检查关键控制点

坡度分级图的成果质量关系到自然资源管理决策的科学性和准确性，对坡度信息进行必要的质量检验与评价，若生成的坡度信息达不到技术标准则应对出现问题的原因进行分析，并对相应的问题进行修正，其关键控制点如下:1)坡度信息完整性，坡度分级图斑综合取舍是否符合要求。2)坡度分级方法规范性，坡度分级结果是否正确。3)数据坐标系统和投影的正确性，文件命名、数据组织、格式的正确性。4)坡度信息精度是否符合要求，坡度信息与原始数字高程模型计算结果是否匹配，坡度分级图斑界线与坡度栅格数据图套合误差是否在限差范围以内。5)坡度分级图矢量数据是否接边处理，相同精度数据源拼接处的坡度分级图是否一致，不同精度数据源拼接处的坡度分级图是否过渡合理，接边限差是否超过规定的格网间距。6)坡度分级图属性结构、属性值是否正确，数据拓扑结构是否正确。7)制图表达的合理性，坡度分级图编制是否符合要求。

5坡度级不同的邻面融合处理

首先通过递归找出当前处理面(也可能是融合面)所拥有的所有最终叶子(原始面)；然后对所属的原始面逐个查找相交面(排除自己所属的原始面)；通过相交面的其他面,逐个进行判断，取属性值符合规定的面(按照“就低不就高”原则)ID纳入到融合数组中，供迭代判断使用(其个数按照需要动态调整)；最后将融合内容写入到涉及的相关面对象对应的数组中(原始面或融合面)；对融合结果中仍小于3000km2的再次作为待融面纳入待处理面进行重新排序和处理。

6融合过程处理技巧

邻接面检索：由原始面，或者融合面的入口小面，通过构面线的左右面关系，遍历所有相邻原始面或融合面，对于初始入口为融合面的只判断融合去向为该融合面的这些面，得到三类信息：原始面、融合面、原始或融合面融去的大面。融到某大面的各小面检索：从其中一个融到超过3000km2大面的小面入手，遍历去向为该大面且坡度级不同的各面，以及与大面坡度级相同但是不在过滤坡度级相同阶段得到的间接融合到大面的各面，一个大面可能包含有多个相离的小面集团。

结语

总之，第三次全国国土调查中的坡度图制作是调查结果的关键，但在坡度图生成过程中，其关键技术发挥作用的效果并不理想。本文对第三次国土调查坡度分级图制作关键技术进行探讨，通过分析说明了有关数据处理的必要性，可有效确保提取的坡度图的质量，为相关工作提供参考借鉴。

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