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第三章 土地调查与制图

3.1 土地调查的一般程序和方法

3.1.1 土地调查的一般程序

1.准备工作阶段

1)组织专业队伍

土地资源调查是综合性特别强的科学工作。它涉及到土地管理、地学、土壤学、农学、测绘学等多门学科,要求调查人员具备上学各学科的知识和科学素质。为了保证调查质量,首先一奥组建一支专业队伍。队伍组建后,要进行技术培训及专业协调,让队员掌握土地资源学及其各相关学科的知识,以及土地资源调查的一般程序、方法,以确保工作的顺利进行和圆满完成。特别是目前部分地区可以采用微机进行航空像片野外调绘草图的纠正、转绘的专业成图技术及计算面积等,更要求对部分内业人员进行专业培训。

2)制定工作计划

首先应根据任务和调查的技术规程,初步拟定总的工作计划。其内容一般包括:调查的项目、内容、精度要求、工作阶段的划分和时间安排等。总的工作计划提出后,各作业组也应根据总体工作计划研究制定小组的工作安排和具体工作方法、进度、质量要求等,签定合同书,以保证调查工作的圆满完成。

3)资料准备

资料准备主要任务是收集、整理、分析所需要调查地区各种专业图件与数字、文字资料、工作底图(地形图、遥感图件等)。工作开始前,首先是按国际分幅的图幅编号,查明调查区内各种比例尺的地形图,并利用图幅接合表,表明调查区内现有各种图件资料的范围。

4)用品准备

用品准备包括常用的仪器设备和文具及生活用品。常用的仪器设备有罗盘、钢尺、比尺、测绳、平板仪、立体镜、放大镜、图片夹、复式比例尺、分规、求积仪、网点板、光电求积仪等绘图测图仪器。此外还包括要用到的PC机和相关的专业软件。文具及生活用品主要包括透明方格纸、绘图透明纸或聚脂薄膜、绘图笔、绘图墨水、透明胶带、野外记录本、晒图纸、劳动保护用品等。

2.外业调绘阶段

1)外业调绘前的准备工作

a.路线勘察。主要是在当地人员的指引下,借助地形图和遥感图像进行路线勘察,了解当地存在的各种地类,并进行社会调查,了解行政界线,走一条垂直于主要地貌类型的断面线,可以了解较多的土地类型。在利用遥感影像进行路线勘察时,要充分注意各种土地类型与遥感影像的解译标志之间的关系,如影像的色调、形状、纹理、图形等,以及影像标志所反映的调查地区的一些土地类型,并掌握这些规律以便于室内解译。

b.制定工作分类系统。在路线勘察、社会调查和阅读分析专业资料的基础上,制定调查区地类调绘的工作分类系统,及其遥感影像的解译标志,并系统编码。工作分类系统是野外调绘填图的基础。

c.室内预判。这是利用遥感影像进行土地资源调查的特殊工序,它主要是利用路线勘察已了解到的一些土地类型和土地利用等不同地物在遥感影像上的表现及其分布规律,在正式外业工作之前,充分利用遥感影像所提供的大量信息,而进行的专业解译,即在遥感影像上用聚脂薄膜绘制调绘草图。室内预判包括对航片和卫片的预判,在预判时专业人员要按照一定的顺序,借助于相关的专业工具进行。

2)外业调绘工作阶段

外业调绘工作是整个土地资源调查工作的核心,一定要根据外业规程,边调绘边检查,不得遗漏。调绘工作底图可用地形图,也可用航片、卫片。无论是用地形图还是用航片、卫片作为调绘底图,在调绘前都要先按图幅接合表进行区域分幅,确定作业面积和调绘路线。

a.外业调绘工作的一般程序

掌握调绘底图的比例尺。用以建立实体地物与其在图上反映之间的比例关系。

确定验证样区。应用遥感影像进行土地资源调查时,要具体根据制图比例尺及其地面复杂程度,以及解译的疑难图斑等按路线分配。

选好站立点。站立点要选在地势高、视野广、前后两次停顿所画的地物能连起来的明显地物点上。调绘时由远及近,由整体到局部,先由明显的地物逐步展开。

确定调绘底图的方位。调绘时,一定要使调绘底图的方位和实地方位一致。

抓住特征地物,并远看近判断相结合,这有利于地物的综合取舍和描绘的准确性。

边调绘地类边检查,不得遗漏和重复。

补测地物。

调绘整饰。

填写作业手簿。

b.样区调绘验证

这是应用遥感影像进行土地资源调查与制图时的外业工序。中小比例尺调查是在室内地类判读调绘完成的基础上,根据验证统计的 要求,选择一些有代表性的样区,在野外验证判断地类判对率与界线勾绘的精度。大比例尺制图要对一定样区逐块实地验证。一般对疑难影像也要进行实地验证。

3.内业工作

1)转绘工作

外业调查整饰完毕的专业图,都要转绘到地形图上,方可进行面积量算和编图。

由于航空像片为中心投影,因此在转绘到相应地形图上时要有纠正的过程。用地形图和像片平面图做调绘底图完成的专业图,可直接转绘到聚脂薄膜地形图上。卫片可看为近垂直投影,以其为底图调绘的专业图也可直接转绘到地形图上。由于地形底图去掉了原地形图上的一些与专业图无关的底图要素,使用单张航片调绘的专业图在转绘时存在用对应地物点进行几何纠正的困难。因此,用单张航片调绘的专业图,一般要先纠正和转绘到同比例尺的地形图上。

2)量算面积

在转绘好的以地形图为基础的专业图上进行地类面积量算。面积量算应遵循以下原则:

a.以图幅为基本控制。它是指以大、中、小比例尺地形图(或平面图)的图幅理论面积,作为一切面积量算的最基本的控制依据。各种比例尺地形图的图幅理论面积可以在有关测量书籍的附录中查到。

b.分幅进行量算。它是指量算工作一律以图幅为单位逐幅进行。无论是控制面积还是碎部面积的量算均应如此。同一行政的土地分布在相邻的几幅图上,量算面积也应逐一量算。

c.按面积比例量算。它是指在一幅图内同一级面积量算中,当量算误差小于允许误差时,将不符值按各部分面积大小进行配赋。图上量得的各部分面积分别加上改正值,得到平差改正后的面积。平差后的各部分面积又成为下级面积量算的控制依据。相邻行政区交界图幅上的面积平差工作需要相互合作,通过协调加以平差。

d.自下而上逐级汇总。它是指在有关图幅分幅量算工作全部结束后,按行政单位自下而上逐级将分布在相邻图幅上同行政单位的平差后面积汇总成整体面积。一幅图内各行政单位全部平差后面积总和跟图幅的理论面积应完全相等。

3)编图与图面整饰

整饰工作包括分幅图的图面注记和线画的进一步核对与清绘,达到无一遗漏和错误,以及图面整洁美观的目的。编图是指编绘原图,它包括分幅图的拼接、绘图,以及图面设计等内容。

a.拼接分幅图。将分幅的专业图按制图要求拼接起来,拼接时要以内图廓点和公里网作控制,使两相邻图幅精密地衔接起来,并对接边地物逐个检查,接准后把底图固定下来。

b.分幅底图的清绘。将底图固定后,把绘图材料蒙在底图上,将底图上的地理要素和专业内容透绘到绘图材料的薄膜上,之后再进行自校、审校。

c.图面设计。为了突出专业图的主体并考虑用图方便,要对出版原图精心设计。图面上除清晰美观的显示土地资源图的图形、线画和注记外,还要根据图上剩余的空白,合理配置图名、图廓线、图例、方位标、比例尺、编图单位和时间,以及相邻行政单位名称等。

4)成果整理

成果的整理包括原图复制和编写调查报告两个方面。其中编写调查报告的内容包括:调查区域的自然地理特征及社会经济概况;调查所采用的工作底图及工作过程;调查区内土地数量、质量与分布;调查区土地开发利用的意见。

4.检查验收

土地调查的成果是不同级别的资源的数据,不同于一般的自然地理研究成果,所以得到的图件与数据表格等都要经过相关技术部门检查验收。检查验收的主要内容包括:外业调绘和补测地物为重点检查对象;主要是各种地类的判断,地类界线的精度、线状地物的量测、新增地物的补测以及外业调查手簿等;此外,内容工作着重检查转绘精度、面积量算精度以及成图质量等。

                              土地调查工作程序

3.1.2 土地调查的一般方法

土地资源调查方法主要包括以地形图、航片为底图的常规的野外测绘填图方法和遥感调查方法两大类,根据调查的内容、所要求的精度、比例尺及技术要求等的不同,采用不同的方法。一般的中小比例尺(比例尺小于等于15万)土地资源调查可以通过遥感调查的方法。大于15万比例尺的土地资源调查制图目前主要采用野外测绘填图方法,其特点是以地形图、航片为底图,常用一定的测绘工具和野外直接制图方法,包括GPS的应用。在具体实施土地调查时,采用什么调查方法,取决于比例尺大小和制图精度的要求,同时还受到地形条件、土地利用现状等的复杂程度的影响。

1.野外测绘填图方法的技术要点

1)选择调绘路线

根据地形图和航片所提供的信息,可以对调绘路线作出选择,调绘路线以不漏、不重、视野开阔,能控制一大片为原则。对平原地区,一般沿居民地和主要道路走,走成S形。丘陵地区,可沿连接居民地的道路走,也可以沿着山脊走,使沟谷、山脊两侧都能兼顾。山区多沿沟谷走,如果一条路线不能穿越大多数调查区时,可以都选几条路线。

2)地形图的定向

定向就是使地形图上的东西南北与实地东西南北方向一致,使图上线段与地面上的相应线段平行或重合。在具体实施地图定向时,可以借助罗盘或其他相关仪器定向。

3)确定调绘站点的图上位置

进入调绘区之后,首先要确定调绘者站点在图上的准确位置,站点在图上的位置,要在地图定向好了之后,可以根据实际情况采用比较法、后方交会法和磁方位角交会法进行确定。

4)调绘填图

确定了地形图的方向和站点位置后,就可对新建的地物、土地自然类型界线、土地利用类型界线等点、线、面状物体填绘到地形图上。当绘图的精度要求比较高且测区的面积较大时,必须利用测绘仪器平板仪、经纬仪等。

2.土地利用现状的外业调绘

外业调绘是土地利用现状调查中的重要环节,调绘的主要内容有地类界线的调绘、线状地物调绘、权属界线和境界线调绘、新增地物的补测等。

1)地类调绘

按全国统一的《土地利用现状调查技术规程》规定的地类划分及含义进行实地判别,准确如实在图上勾绘出图斑界线,并按图例绘出地类符号。当地类界与线状地物或境界线重合时,可以省略。最小图上面积,按《土地利用现状调查技术规程》规定,如在11万地形图上,耕地、园地为6.0mm2,相当于实地600m2;居民地为4.0mm2,相当于实地400m2;其他地类为15mm2,相当于实地的1500m2。调绘的明显地物界在图上位移不大于0.3mm,困难地区或不明显地区界线的图上位移不大于1.0mm

2)线状地物的调绘

线状地物是指铁路、公路、沟渠、单线河流等,当其宽度北方≥2.0m,南方≥1.0m时,应予以调绘,并实地丈量宽度,丈量精确到0.1m。宽度变化较大的线状地物,应分段丈量,较大的河流不需外业调绘,可直接在地形图上量算。

3)境界与土地权属界的调绘

境界包括国界及各级行政区划界,土地权属界包括村队、居民地、厂矿、机关团体、学校等单位的土地所有权和使用权界线。调查省、地、县、区、乡等各级行政界线以及土地权属界线均应由相邻单位签署确认。有争议的,主持双方协商,协商不成,由土地管理部门确定调绘区域工作线,争议问题移交民政部门处理。

4)地物补测

新增地物或实地有变化时应进行补测,并绘到底图上,底图可以是地形图,也可以是相片平面图。

补测地物点对四周相邻明显地物点位置的中误差,平地、丘陵地不得超过图上0.8mm;山地不得超过1.2mm。补测地物常采用比较法、截距法、距离交会法等,如距离较长或补测面积较大,可用经纬仪、平板仪,采用极坐标法、方向交会法、角度交会法。

3.1.3 土地资源遥感调查方法

伴随着计算机技术的发展,遥感技术是近20年来发展比较迅速的一门新兴学科,现在已经被广泛地应用于空间探测、环境监测、资源勘察、气象预报、城市规划等领域,遥感技术应用于我国的土地资源调查始于20世纪50年代,70年代末80年代初,开始应用卫星遥感。目前土地资源遥感调查已从定性和定量研究,发展到对土地资源开发利用和环境变化的动态监测、预测和预报。当前,GISGPS的迅速发展,使得RS在土地资源调查中的应用有着更加广阔的前景。

1.以目视解译为主的遥感调查方法

20世纪50年代我们开始利用航片进行林地调查,第一次全国土地利用现状详查应用了航空遥感技术,目视解译是其中手段之一。

1)准备阶段

土地资源调查准备阶段的主要任务是收集、整理、分析各种需要的资料,包括地形图、航片、卫片、反映社会经济状况的图件和文字资料等。

2)野外踏查,建立解译标志

在野外踏查、分析资料的基础上,制定土地利用类型和土地类型分类系统。遥感调查工作的分类系统,主要以调查任务的要求和遥感影像特征及其可解译程序为基本依据,除了考虑遥感调查的特点外,应与全国统一规程分类系统基本一致,以便对照。

建立解译标志是路线调查的内容之一。在路线调查中,一般选择几条穿过不同地貌单元、不同土地利用方式和土地类型的具有代表性路线,对照遥感影像随时定位,观察土地类型、土地利用类型、地貌、植被等地物与影像之间的相互对应关系,与其他图件比较,建立解译标志,包括:色调、形状、大小、图形等,为室内判读提供依据。

3)目视解译

目视解译是在室内根据影像的成像规律与特征以及其他有关可靠资料(包括地形图、专业用图及实地收集的判读典型样片等)用肉眼来确定各种土地类型的位置和范围的工作。判读的方法有直接判定法、对比分析法、逻辑推理法。

航片判读一般顺序是:首先判断水系,确定水系的位置和流向,再根据水系和大山脉地形,区分流域范围;然后再判读大片农田、居民点的位置;再确定居民点之间主要的交通道路;最后识别比较小的地物类型。

卫片的判断没有航片这么直观,卫片的判读必须借助同比例尺透明地形图,用两者套合,以明确地物,以明显地物为准,采取局部重合的办法,确定卫片的一些地物,在分析解译标志确定明显地物方位后,根据所搜集到的资料和各种专业图件提供的信息,找出各种地类在影像上的标志。从大地貌开始判读,由宏观到微观,由整体到局部,利用色调、形状、纹理、阴影、大小、位置、图形、相关组合等卫片判读特征,进行综合分析,判读地类,并建立各种地类的影像标志。由一个熟悉的地区开始,由已知推向未知。

4)野外验证

a.抽样验证

室内判读所取得的成果,必须经过校核验证才能保证其可靠性。验证方法可以采取路线调查方法,或者是抽样方法,到野外全面统计完全判对率、部分错判率等各自百分数,并在野外直接修改错误界线。

b.野外不从调查

由于受客观条件限制,往往影像中的某些地方无法解译,对于这些影像不清晰、有疑问有争议的地方,都应到野外实地调查,对变化或新增的地物实施补测,并绘制到工作底图上,同时重点观察地面的特点和影像特点,建立新的判读标志,据此对室内结果进行修正和补充。