1、第 卷 第 期 年 月测绘与空间地理信息 ，收稿日期：作者简介：徐 琳（），女，江苏南通人，工程师，硕士，年毕业于英国斯特灵大学国际出版管理专业，主要从事地理信息系统应用开发方面的工作。基于地理国情的城市要素流量变化分析方法研究 以上海市为例徐 琳（上海测慧信息科技有限公司，上海）摘要：在 年上半年自然资源调查监测工作方案中，自然资源部提出基于地理国情监测、基础测绘等数据开展城市国土空间监测，掌握自然资源和人文地理要素的类型、面积、范围、分布和变化等情况。为此，本文以上海市为例，基于、和 年 年的基础性地理国情监测数据，探索了地理国情监测成果数据在城市国土空间监测中应用的具体路径，研究了一种城
2、市要素流量变化分析的技术方法，设计了流量分析方法的技术路线。通过验证，所获结论可为未来深入分析城市要素的现状分布以及流动方向提供技术方法思路，同时也为城市国土空间规划编制、城市体验评估等提供数据支撑。关键词：地理国情监测；城市要素；流量变化中图分类号：文献标识码：文章编号：（）：（，）：，：；引 言 年 月 日自然资源部印发关于开展 年上半年自然资源监测工作的通知（自然资办发 号），将自然资源调查监测任务调整为地类变化监测、城市国土空间监测部分和地下空间调查试点三部分。其中，城市国土空间监测提出参考使用历年地理国情监测、基础测绘等成果，掌握自然资源和人文地理要素的类型、面积、范围、分布和变化等
3、情况，支撑国土空间规划编制及实施监督、城市体检评估和用途管制等国土空间治理工作。为了积极响应自然资源部的工作任务部署，需要对如何将地理国情监测成果数据具体应用于城市国土空间监测工作中开展探索。本文利用多年的上海市地理国情监测成果数据，研究基于地理国情监测数据开展城市要素流量变化分析的技术方法，探索能够客观反映城市地表人文要素，尤其是城市要素的真实情况的技术途径，可以为今后城市和建制镇开展监测工作奠定基础。研究区域及数据源情况 研究区域研究区为上海市，是我国的直辖市之一，长江三角洲世界级城市群的核心城市，国际经济、金融、贸易、航运、科技创新中心和文化大都市，国家历史文化名城。其位于中国东部，地处
4、太平洋西岸、亚洲大陆东沿，是长江三角洲冲积平原的一部分。上海东濒东海，南临杭州湾，西接江苏、浙江两省，北接长江入海口，是一个良好的江海港口。年年末，上海行政区划面积为 ，下辖 个区；常住人口 万。“十三五”期间，上海基本建成国际经济中心。年，上海加快打造国内大循环的中心节点、国内国际双循环的战略链接，经济总量迈上 万亿元新台阶，上升至全球城市第四位。数据源情况 年，自然资源部首次在自然资源部办公厅关于开展 年自然资源监测工作的通知（自然资办发 号）文件中提出城市要素监测，重点针对国务院审批总体规划的城市，在前期地理国情监测城镇综合功能单元等数据集的基础上，更新采集城市地区的居住小区、民生设施、
5、交通设施、基本公共服务机构、文化体育场所、历史文化保护区、应急救灾等内容作为城市要素内容。本文为实现研究区域 上海市从时间序列角度进行城市要素流量变化分析，分别选择了、和 年 年的基础地理国情监测成果数据，从地表覆盖、地理国情要素这 类数据中抽取城市要素数据作为研究目标。地表覆盖和地理国情要素数据监测内容如下。）地表覆盖数据包括种植土地、林草覆盖、房屋建筑（区）、铁路与道路、构筑物、人工堆掘地、荒漠与裸露地、水域等 个一级类地表覆盖类型。）重要地理国情要素包括行政区划与管理单元、社会经济区域单元、自然地理单元以及城镇综合功能单元等地理国情要素类型。基于上述内容，城市要素数据监测内容见表。表 城
6、市要素数据分析表 城市要素监测任务包含的要素内容设施构筑物闸、码头、太阳能发电场、应急避难场所、风力发电塔自然、文化保护区自然保护区、风貌区、传统风貌建筑、不可移动文物（国家级和市级）自然、文化遗产自然、文化遗产风景名胜区、旅游区风景名胜区、旅游区居住小区居住小区工矿企业水厂、电厂、污水处理厂、垃圾处理厂等单位院落学校、医院、福利机构、消防机构、机场、火车站、长途汽车站、高速公路服务区、便民服务机构、政府、港口、公共事业和公共服务单位等休闲娱乐、景区休闲娱乐景区体育活动场所体育活动场所名胜古迹文物保护单位、名胜古迹宗教场所宗教场所保障性住房建设区保障性住房建设区收费停车场收费停车场（库）地类分
7、类情况结合上海超大型城市国土空间现状，地类分类对象主要包括自然资源、城镇空间两大类型。）自然资源主要包括地球表面以自然形态存在的自然地理要素。分为耕地、园地、林地、草地、水域、自然地理单元等 个一级类别。）城镇空间是指人类在生产活动中形成的人文地理要素，具有较为丰富的社会经济属性。分为房屋建筑、道路交通、构筑物及堆场、行政功能单元和单位院落等 个一级类别。研究方法 技术路线思路以地理国情监测成果数据为主要数据源，建立城市要素数据与地理国情监测数据的分类对照关系表，利用空间叠加相交、图斑破碎、面积计算、面积平差等技术手段，抽取城市要素图斑数据，并对地类图斑流量变化数据进行分析，最终形成成果数据和
8、流量分析统计报告。测绘与空间地理信息 年总体技术路线流程如图 所示。图 技术路线流程图 数据转换方法地理国情监测数据成果存在多时态、多版本、多年份的特点，每一年份的数据结构、属性结构也不完全一致，存在一定的差异性。本文依据 年全国地理国情监测实施方案规定的城市要素监测内容作为城市要素提取标准，利用地理国情信息分类码（码），将城市要素与、和 年地理国情监测数据建立对照关系表，利用 软件进行图斑提取、属性分类、赋值、整合，以实现数据的统一转换。其中，部分城市要素图斑提取前需要人工筛查，比如，地理国情监测数据中房屋建筑（区）（）包含了单位院落（），结合地理国情要素中单位院落范围面进行比对并删除。对于
9、出现有差异性的要素，先结合遥感影像分析并处理数据，包括空间位置、分类指标等，如地理国情监测数据中太阳能发电场（）、风力发电塔（）和应急避难所（），在、和 年 年中有些数据已采集而有些数据未采集，为使得数据统一性，需结合各年份专题数据资料作为新增采集要素数据。本文以、和 年 年中均有的分类类别作为建立对照关系对象，其分类对照关系见表。流量分析方法地类图斑的流量情况可分为流入、流出和未变化 种情况，包含了图斑发生空间位置变化、面积变化、新增、灭失等情形。其中，地类图斑的流入、流出分别定义为：对于同一范围图斑，第一年该范围图斑属于 地类，第二年转化为、地类，属于图斑流出；对于同一范围图斑，第一年该范
10、围图斑属于、等地类，第二年转化为 地类，属于图斑流入。表 城市要素与 年地理国情 监测数据结构对照表 城市要素 年地理国情监测监测任务监测任务 代码设施构筑物构筑物闸码头护坡灌草自然、文化保护区城墙自然、文化保护区湿地保护区饮用水水源保护区永久基本农田保护区名胜古迹名胜古迹收费停车场停车场收费停车场（库）居住小区房屋建筑（区）多层及以上房屋建筑区高密度多层及以上房屋建筑区低密度多层及以上房屋建筑区低矮房屋建筑区高密度低矮房屋建筑区低密度低矮房屋建筑区多层及以上独立房屋建筑多层独立房屋建筑中高层独立房屋建筑高层独立房屋建筑超高层独立房屋建筑低矮独立房屋建筑房屋建筑工地居住小区宗教场所宗教场所休闲
11、娱乐、景区广场休闲娱乐、景区单位院落停机坪与跑道单位院落自然、文化遗产自然、文化遗产风景名胜区、旅游区风景名胜区、旅游区森林公园地质公园第 期徐 琳：基于地理国情的城市要素流量变化分析方法研究续表（）城市要素 年地理国情监测监测任务监测任务 代码体育活动场所露天体育场游泳池体育活动场所保障性住房建设区保障性住房建设区工矿企业露天堆放场污水处理池晒盐池工业设施露天煤矿采掘场露天铁矿采掘场露天铜矿采掘场露天采石场露天稀土矿采掘场其他采掘场尾矿堆放物垃圾堆放物工矿企业 基于上述数据转换的方法，本文假设 图层为 年地表覆盖数据，图层为 年地表覆盖数据，图层为城市要素数据；选定 图层为基底数据图层，图层
12、为对比数据图层。其地类图斑流量分析方法如下：）选取研究区域对象，抽选 图层和 图层作为输入源，建立城市要素与地理国情监测数据的分类对照关系表。）对 图层和 图层进行空间叠加相交分析、图斑破碎处理。）对破碎后的图斑面积进行重新计算，使用最小二乘法原理处理图斑面积计算结果，并对面积进行误差分配，提高面积计算的精度。）将面积平差后的图斑 码与城市要素地类建立对照关系，如地理国情监测数据中“房屋建筑（区）（）”属于城市要素中“居住小区”地类，将两者建立对照关系。）创建 图层，对城市要素地类图斑进行抽取，汇总到 图层中。）对 图层地类图斑开展流量变化分析、汇总统计，形成城市要素地类图斑流量分析流入、流出
13、统计表。实验结果分析基于、和 年地理地理国情监测数据，建立了 张分类对照关系表，分别为 与 年、与 年的城市要素与地理国情监测数据的对照关系表。利用上述城市要素流量分析方法，得到城市要素地类流入、流出变化成果。本文以城市要素中“居住小区”图斑数据为流量分析对象，选取上海某区域做简要分析说明。年居住小区地类图斑数据流入、流出面积分别为、。年居住小区地类图斑数据流入、流出面积分别为、。其中，房屋建筑工地图斑流量变化面积较大，主要流入、流出草地地类。综合近 年的要素图斑数据及流量变化数据比对中显示，居住小区的范围变化面积有所减少，可以清晰地发现变化面积所流向各地类的具体情况。同时客观反映近 年城市居
14、住区建设发展速度减慢，如城市居住环境整改、居住小区开发建设等，且土地资源利用趋于平稳状态。因此，通过城市要素地类图斑数据流量变化分析中，能准确地掌握各地类图斑数据的具体流向情况，包括类型、面积、范围、分布和变化等，同时更精准把握城市发展及资源环境现状。上海某区域城市要素居住小区地类图斑流量分析流入、流出统计见表、表。表 各年份城市要素居住小区地类图斑流量分析流入统计表（单位：）（：）地类名称 年居住小区地类图斑流量分析流入情况 年居住小区地类图斑流量分析流入情况居住小区包含的地类图斑类别多层及以上房屋建筑区（）低矮房屋建筑区（）房屋建筑工地（）居住小区包含的地类图斑类别多层及以上房屋建筑区（）
15、低矮房屋建筑区（）房屋建筑工地（）流入合计耕地（）园地（）林地（）草地（）备注：表格中数字“”表示不足 。测绘与空间地理信息 年表 各年份城市要素居住小区地类图斑流量分析流出统计表（单位：）（：）地类名称 年居住小区地类图斑流量分析流出情况 年居住小区地类图斑流量分析流出情况居住小区包含的地类图斑类别多层及以上房屋建筑区（）低矮房屋建筑区（）房屋建筑工地（）居住小区包含的地类图斑类别多层及以上房屋建筑区（）低矮房屋建筑区（）房屋建筑工地（）流出合计耕地（）园地（）林地（）草地（）备注：表格中数字“”表示不足 。结束语本文基于上海市地理地理国情监测数据，探究了一种基于地理国情监测数据的城市要素流
16、量变化分析的方法，建立了城市要素与地理国情监测数据的分类对照关系表，设计了流量分析方法的技术路线，利用空间叠加相交、图斑破碎、面积计算、面积平差等技术手段，对抽取出的城市要素地类图斑数据开展流量变化分析、汇总统计，最终形成城市要素地类流入、流出分析成果。试验结果显示：城市要素流量变化方向，与上海市经济水平、城区建设、生态环境等城市发展现状符合。此研究方法能够作为一种分析地理国情监测数据如何服务于城市国土空间监测的有效方式，对反映城市动态发展过程、进行资源合理化配置、推动城市规划工作起到重要作用。参考文献：自然资源部办公厅自然资源部办公厅关于开展 年上半年自然资源监测工作的通知：自然资办发 号北京：自然资源部办公厅，上海市人民政府新闻办公室，上海市统计局上海概览上海：上海人民出版社，上海市人民政府上海市城市总体规划（年）：国 函 号 上 海：上 海 市 人 民 政府，自然资源部基础性地理国情监测内容与指标：北京：测绘出版社，自然资源部地理国情监测内容与指标：北京：自然资源部，自然资源部办公厅自然资源部办公厅关于开展 年自然资源监测工作的通知：自然资办发 号北京：自然资源部办公厅，编辑：姚