余姚市国土资源局 戴 琳

浙江省土地勘测规划院 敖为赳

国产高分卫星在余姚市滩涂围垦土地利用变化监测上的应用

余姚市国土资源局 戴 琳

浙江省土地勘测规划院 敖为赳

卫星遥感技术向来在国土资源工作中有着充分的利用，但之前多使用国外卫星数据应用在土地利用变更及违法用地调查等方面。随着国产02C、GF-1、GF-2等高分辨率卫星数据的逐渐应用，国产卫星数据的来源可靠、精准度高、获取周期短等优势必将对国土资源工作带来新的变革。本文以余姚市滩涂围垦区域为例研究国产高分卫星在土地利用变化监测方面的应用。浙江省拥有悠久的滩涂围垦历史。近年来，更是将海涂资源开发利用作为一项重要的国土开发事业，视其为实现耕地总量平衡的主要途径、社会经济发展新的增长点、保障耕地占补平衡的有效手段。

图1 余姚全市及滩涂围垦区域遥感影像图

表1 余姚市滩涂围垦区域土地面积 （1990-2015年）变化表

余姚市北部有23公里海岸线，按照《钱塘江河口尖山河段整治规划》，可围垦土地共11.2万亩，其中农业区域6.2万亩，工业区域5万亩（滩涂围垦区域见图1），截至目前，已完成合围面积9.2万亩，已垦造耕地总面积3.76万亩，新增耕地3.25万亩，已完成供地审批1.12万亩，更有一期规划总面积3.6万亩的中意（宁波）生态园已经落户。不论是农业还是工业，该区域都是余姚市最重要的发展区域及潜力空间。

一、国产高分卫星对滩涂围垦面积及海岸线变化监测

余姚市的土地面积是随着时间的推移不断增加的，主要得益于滩涂围垦区域的土地面积增加。本文选取了1990、2000、2006、2009、2015年五个时间节点的遥感影像图进行研究、分析，获得了1990-2015年共计25年间余姚市滩涂围垦区域土地面积及海岸线的变化情况。

分析得知：如表1所示，余姚市滩涂围垦区域的总面积由1990年的464亩，逐渐增加到2000年的3095亩，2006年的23961亩，2010年的43162亩直至2015年的99740亩。而实际中，余姚市围涂一期工程，总面积1.95万亩，2001年由宁波市计划委员会立项，2001年底开工，

2007年完工，堤线总长20039米；余姚市围涂二期工程，总面积2.77万亩，2003年由宁波市计划委员会立项，2006年开工，2010年完工，堤线总长19745米；余姚市围涂三期工程，总面积1.2万亩，由于同慈溪市存在权属争议，尚未开工；余姚市围涂四期工程，总面积5.28万亩，2008年由宁波市发改委立项，2009年底开工，计划于2016年完工，堤线总长31102米。综上，一是从时间因素上分析。如图2所示，滩涂围垦区域面积增长主要集中在2000-2015年的15年期间，这与余姚市围涂工程自2001年围涂一期工程开工，2015年的围涂四期工程合围，而且施工力度及完成面积逐年增加的实际工程进展是完全吻合的。二是从变化位置分析。先是一期围涂区域，再是二期，最后是四期，而三期无变化，这也与余姚市围涂工程的实际工程实施情况相一致。三是从海岸线变更上分析：海岸线也是逐步向北推移，直到2015年已经基本达到《钱塘江河口尖山河段整治规划》规定的围涂指导线。

图2 余姚市滩涂围垦区域土地面积 （1990-2015年）变化趋势图

图3 国产卫星数据对土地利用变化进行监测的技术路线

二、对土地利用变化的监测

应用02C、GF-1、GF-2等国产高分辨率卫星数据，对余姚市滩涂围垦土地利用变化进行监测，掌握围垦区土地利用变化情况、违法违规占用情况，评价了国产高分辨率数据应用于沿海区域滩涂围垦造地监测的效果，总结了沿海区域滩涂围垦土地利用变化监测工作的工作流程和技术路线（见图3）。

本监测采用前后时相对比的方法，获取余姚市围垦工程进展与土地利用类型变化情况。监测以2013年高分一号影像为前时相影像，利用2014年3月、2015年5月、2015年10月共三个时相的国产卫星遥感影像对浙江省余姚市围垦区域土地利用变化情况进行监测。影像数据对监测区域实现半年度全覆盖，选用的影像云量小，色调均匀，便于监测以及信息提取。影像经预处理后，生成2米分辨率正射影像作为监测底图。经套合围涂垦造耕地项目、农转用项目、违法用地、供地项目等范围红线得到监测图，并根据项目材料及实地踏勘对监测图进行复核，最终得到余姚市2013-2015年滩涂围垦区域土地利用变化情况监测图（图4）。

监测结果表明发生变化的图斑总面积为1485亩。一是从地类因素分析（详见表2），变化前地类多为新围垦的滩涂，而新增图斑以新增建设用地及新增沟渠为主，分别增加935亩、380亩，分别占总变化面积的63%和26%。二是从时间因素分析（详见表3），三个时间段中，2014年3月至2015年5月围涂区土地利用变化情况最剧烈，变化图斑总面积为1106亩，占总变化面积的75%。经查询项目材料及实地调查，

菊芋最初被称为“Sunroots”，由印第安人种植。随着欧洲人的到来，菊芋被命名了多种多样的拉丁名和常用名。Kays和Nottingham[2]收集并报道过在不同语言中，菊芋近100种常用的名字。现在的一些最常用的英文名字包括Jerusalem artichoke，Sun-choke，Topinambur，Woodl and sun ower和 Earth apple。

以上分析结果均同实际情况相一致。

图4 余姚市2013-2015年滩涂围垦区域土地利用变化情况

图5 四期围区横塘南块垦造耕地区域卫星影像及实地照片变化图

表2 余姚市2013-2015年滩涂围垦区域地类变化情况

表3 不同时相内余姚市滩涂围垦区域土地面积变化情况

三、对重点区域的监测

1.垦造耕地项目监测、监管

作为宁波市下达垦造耕地计划任务最多的地区，余姚市2008-2015年累计垦造新增耕地3.38万亩，其中围涂垦造新增耕地3.25万亩，占总面积的96%，根据现有围涂规划，预计2016-2018年尚可垦造耕地总面积2.13万亩，预计新增耕地1.6万亩。滩涂围垦区域的垦造耕地是保障余姚市耕地占补平衡的最主要途径，是确保余姚市耕地面积和粮食安全的重要手段。

余姚市四期围区横塘南块的垦造耕地项目总面积9400亩，围涂工程于2012年开工，于2013年7月完成合围，造地项目于2014年6月立项、2015年1月完工，新增耕地8300亩，国家利用等级为8。利用国产高分卫星数据对该区域内的垦造耕地项目进行跟踪监测，使得能够实时监管项目的进展情况、工程质量情况等，得到了良好的效果，卫星影像同实地招标对比见图5。

2.标准农田项目监测、监管

余姚市的滩涂围垦造地区域在垦造耕地保障了全市的耕地占补平衡的同时，进一步加大工作力度、努力提高耕地质量，建成了“田成块、路成行、沟渠畅”的标准农田。余姚市一期围区标准农田区域总面积7500亩（位置见图6），造地项目于2008年6月立项，于2009年7月通过验收，新增耕地6051亩，标准农田项目于2010年实施，于2013年通过了宁波市农业局的质量评定及省国土厅的复核验收，建成了标准农田5981亩。利用国产高分卫星数据对该区域进行跟踪监测，使得能够实时了解该区域的土地利用变化情况、工程进展情况及作物种植情况等（卫星影像同实地招标对比见图7），有效地协助了国土部门对该区域的监管。

四、结论

1.国产卫星数据来源便捷、可靠、精度高、成本低

国产02C、GF-1、GF-2等高分辨率卫星提供的数据及时、全面，能及时提供现势性很强的地面土地资源图形数据信息，并且可以实现

卫星分辨率为0.8米，数据精度高，可以满足1∶5000及以上比例尺图件成图，且完全符合国土资源管理利用等方面的精度要求。

国产卫星数据获得周期短，有着常规方式无可比拟的高效优势。

国产卫星成本低，数据获取的便捷度较以往有较大提高，具有替代国外卫星数据的潜力。

数据易于保存、携带、复制、修改，易于跟GIS数据接口实现共享。

图6 一期围区标准农田项目区位图

图7 一期围区标准农田区域卫星影像及实地照片变化图

2.国土应用广泛

现阶段初步成果表明，国产高分辨率卫星能较好地结合地方国土业务进行监测。从空间分辨率、时间分辨率、覆盖范围、重访周期等角度来看，均能满足监测和应用需求。国产卫星不仅能提供围垦范围、围垦区土地利用变化的信息，还能满足半年度、甚至季度的动态监测需求。

围垦范围的监测能体现出近年来围垦规模与趋势，通过结合围垦区周围自然经济条件、发展规划等，对围涂区域可持续发展起到辅助作用。

国产高分卫星在国土资源工作中有巨大的应用潜力。发挥国产卫星高分辨率的优势，结合地理状况与土地利用需求的特点，寻找契合点，可在土地整治工程项目选址和监管、基本农田保护和划定、低效用地再开发、土地利用变更调查、违法用地监测、矿产资源管理、地质环境监测、土地利用总体规划执行等几乎涵盖国土业务涉及的所有领域，开展更广泛的应用。

3.实际工作中存在的问题

数据保障能力有待提高。由于数据时相与数据质量等原因造成影像获取滞后，往往不能及时获取当季的影像，监测结果的时效性难以保障。此外，实现同一时相全覆盖有难度，影像数据质量不佳。

自动化、流程化处理的需求难以满足。整个流程中几乎所有影像处理和信息提取均以单景为基础，人工处理、解译、分析进行。亟需在建立标准的处理流程的基础上，开发自动化（或高度自动化）、流程化处理影像、提取信息的工具。通过自动化的处理模式，综合利用不同国产卫星，这样的模式将在土地业务上有巨大的应用需求。

4.几点启示

地方应充分利用国产卫星的优势，寻找土地业务与国产卫星的契合点，提高业务效率。

国产高分卫星的应用，应从地方实际需求出发，由点至面，形成流程化、标准化的应用体系。

地方迫切需要省级单位提供数据保障与技术支持，提高数据的效率和质量，使土地业务流程更为顺利。