【毕业学位论文】（Word原稿）基于遥感和GIS的土地适宜性评价研究——以突尼斯扎格万省为例硕士论文

密级 论文编号： 中国农业科学院 学位论文 基于遥感和 以突尼斯扎格万省为例 A i A 要 土地是十分宝贵的稀缺性资源。 近几十年来，随着社会经济的发展，人口、资源、环境的矛盾日益突出，社会各方面用地的竞争日益激烈。 在我国相当多 的地区，由于对土地采取掠夺式的开发经营，已造成土地资源的严重破坏，甚至影响了生态系统的结构和功能，导致 了 生态环境的恶化，影响了社会经济的 可 持续发展。 为了缓解人地矛盾，世界上许多国家纷纷进行土地资源调查 和 土地资源评价，并以此作为土地规划和土地利用的科学依据。 科学、缜密地开展土地资源 评价， 是 土地 开发 和合理利用 战略研究的重要依据， 是 协调 土地开发 利用 与土地保护关系，实现土地资源 合理、 可持续 利用 的基本手段。 本论文 以非洲突尼斯扎格万省为研究区域， 将遥感技术和 术相结合， 充分发挥 遥感在土地信息 获取和 数据管 理和空间分析方面的优势， 将土地资源视为一个有机的整体进行研究， 探索遥感技术和 土地 适宜性 评价中的应用。 具体地， 利用遥感图像（包括航空相片和星影像），进行数据处理提取土地相关信息 包括 貌 特征 、土地覆盖等 专题 信息 ；然后利用 术， 管理、分析 相关 空间数据 并 确定 了 土地评价单元 。 其次， 建立了反映 扎格万省 土地质量 的 数据库 ， 包括 空间数据库和属性数据库。空间数据库是利用遥感和 术完成的；属性数据是 通过对收集的各种资料进行分析 整理 、 野外 数据 观测和 信息 采集 等 建立 的 。 在 建立评价数据库 中， 充分 发挥了 术在管理空间数据和属性数据方面的强大功能， 实现了 属性数据库和空间数据库的有效链接。 最后， 利用 适宜性评价模型 进行 了 研究区域的土地适宜性评价 。 针对特定 的 土地利用 方式 ，分析土地利用要求， 确定土地评价因子和评价指标体系， 利用 术 和数学模型 对研究区域 进行 单因子评价和多因子评价，最后得到了 土地适宜性评价 结果 ， 反映 土地对特定土地利用方式的适宜与否及适宜程度，并将其结果进行等级 划分，得到 土地适宜性的数量与空间分布。 关键词： 土地、遥感、 地评价、适宜性 In of up so in of to of in of so as to of of a to in as of is an to of of as as to In as of IS be on IS on in of as a of IS in as to so at IS to in by in in is IS of IS a in of as as IS to in a be to of of to in to is a of 录 第一章 绪论 . 1 本概念 . 1 地 . 1 地资源属性、土地特性、土地质量 . 1 地评价 . 2 内外土地评价研究进展 . 3 外的土地评价研究进展 . 3 内的土地评价研究进展 . 5 文研究背景 . 7 文研究目的和意义 . 7 究目的 . 7 究意义 . 8 第二章 土地适宜性评价的基本原理与研究方法 . 9 地适宜性评价的基 本原理 . 9 地适宜性评价体系 . 9 地适宜性纲 . 10 地适宜级 . 10 地适宜亚级 . 10 地适宜性单元 . 10 地适宜性评价技术流程 . 11 文的研究方法 . 12 第三章 研究区域与资料准备 . 14 究区域 . 14 料准备 . 16 感信息源 . 16 础地理信息数据 . 18 件环境 . 19 外作业准备 . 19 第四章 数据处理 . 20 感图像几何校正 . 20 用 据提取 息 . 22 料准备 . 23 择 . 23 数设置和 成 . 24 v 用 据和地质图进行土地分级 . 25 用航空相片和 据提取地貌特征信息 . 27 用 据提取土地覆盖信息 . 28 地评价单元确定 . 31 第五章 野外数据采集与数据库建立 . 36 外作业方案设计 . 36 据验证与信息采集 . 37 据库建立 . 41 间数据库 . 41 性数据库 . 41 第六章 土地适宜性评价及其结果 . 42 地利用方式的确定 . 42 价因素的选择和评价因子的确定 . 42 据预处理 . 43 因子评价 . 50 合评价 . 59 地适宜性评价结果及分析 . 63 第七章 分析与讨论 . 67 研究的主要成果 . 67 研究的主要创新点 . 67 待于进一步完善的工作 . 68 参考文献 . 69 致 谢 . 75 作者简历 . 76 表目录 图 1地评价分类框图 . 3 图 2地适宜性评价的步骤和技术流程 . 11 图 2文技术路线图 . 13 图 3究区域位置图 . 14 图 3究区域基本情况图 . 15 图 3空相片覆盖分布图 . 17 图 3究区域的地形图 . 18 图 4面控制点列表 . 21 图 4001 年 3 月 12 日 象（ . 22 图 4002 年 2 月 11 日 象（ . 22 图 4面控制点分布图 . 24 图 4像和 3D 效果图 . 25 图 4质构造图 . 26 图 4地系统分类图 . 26 图 4究区域地貌特征图 . 27 图 4究区域土地覆盖图 . 30 图 4边形叠置分析示意图 . 32 图 4地评价单元图 . 33 图 5外调查方案设计图 . 37 图 5地单元信息表 . 38 图 5地点信息表 . 39 图 5壤剖面信息表 . 40 图 6合评价流程图 . 59 图 6种作物土地适应评价图 . 64 图 6种作物适宜等级面积统计图 . 65 表 2合国粮农组织土地评价纲要的土地评价系统 . 9 表 3据的相关参数 . 17 表 3据列表 . 16 表 4取所需的数据 . 23 表 4究区域土地系统分级表 . 26 表 4貌特征类型表 . 28 表 4地覆盖分类体系表 . 29 表 4地评价单元描述 . 33 表 5外调查样方设计表 . 36 表 6地适宜性评价因子 . 43 表 6同作物土壤有效深度控制面列表 . 44 表 6地适宜性评价因子的实际值 . 45 表 6壤有机质等级赋分示意表 . 50 6度评价指标 . 51 表 6灌条件评价指标 . 51 表 6壤石质性评价指标 . 51 表 6壤深度评价指标 . 51 表 6壤质地评价指标 . 52 表 6壤有机质评价指标 . 52 表 6壤盐份评价指标 . 52 表 6壤碳酸盐评价指标 . 52 表 6壤 价指标 . 52 表 6水量评价指标 . 52 表 6平均气温评价指标 . 53 表 6麦适宜性评价单因子评价结果表 . 54 表 6宜性等级对照表 . 60 表 6麦适宜性评价综合评价结果 . 60 表 6种作物适宜性面积统计表 . 63 表 6种作物适宜性面积比重表 . 63 中国农业科学院硕士学位论文 第一章 绪论 1 第一章 绪论 近几十年来，随着社会 经济 的发展，人口、资源、环境的矛盾日益突出，社会各方面用地的竞争日益激烈。为了缓解人地矛盾， 世界上 许多国家纷纷进行土地资源调查 和 土地资源评价，并以此作为土地规划和土地利用的科学依据。在我国相当多的地区，由于对土地采取掠夺式的开发经营，已造成土地资源的严重破坏，甚至影响了生态系统 的结构和功能，导致生态环境的恶化，影响了社会 经济 的持续 健康 发展。土地评价是国土开发整治与发展战略研究的重要依据，是协调区域土地开发与土地保护关系，实现土地 资源可持续发展的基本手段。科学地进行土地资源评价，有利于了解 土地资源分布的特点，为更好地保护和利用土地资源提供科学的依据和策略。 964 年在其综合考察方法论中认为， 土地是一个综合的概念，是 “ 地表及所有它对人类生存和成就有关的重要特征 ” ，是 “ 地表的一个立体垂直剖面，从空 中环境直到地下的地质层，并包括动植物群体及过去和现在与土地相联系的人类活动 ” 。联合国粮食与农业组织 （ 在土地与景观的概念及定义中认为，土地 “ 包括 地球特定区域表面及其以上和以下的大气、土壤及地质、水文和植物。它还包含这一地域范围内过去和目前的人类活动的种种结果，以及动物就它们对目前和未来人类利用土地所施加的重要影响 ” 。 1976 年联合国粮食与农业组织在土地评价纲要中这样定义土地：土地是 “地表的一个区域，其特点包括该区域垂直向上和向下的生物圈的全部合理稳定的或可预测的周期性属性，包括大气、土壤和下伏地质、生物圈、植物界和动物界的属性，以及过去和现在的人类活动的结果，他们对于人类、土地的目前和未来利用施加重要的影响 ”。 这一定义得到了世界上多数国家的肯定和接受。 地特性、土地质量 土地资源属性是指土地所具有的所有特性的综合，包括土地的自然属性和社会经济属性两种。土地的自然属性是土地组成的自然地理因素相互作用、彼此制约的结果所赋予的固有特性。这种特性具有明显的空间规律性，在时间尺 度上相对稳定。一方面， 土地 的某一 组成要素特性的改变，必然会影响到其它土地要素特性的改变，进而影响到土地 自然属性的变化；另一方面，各土地组成要素之间协同作用、相干作用，即使某一要素特性发生变化，由于这种协同相干作用，使土地自然属性变化不大或相对稳定。土地的社会经济属性是人类的各种社会经济活动所赋予土地的新的特征的总和。相对于土地的自然属性，土地的社会经济属性不是土地所固有的，而是外部社会环境所赋予的，其空间地域规律性不明显，在时间上变化也较快，如经济的发展和科学技术水平进步在一定程度上可以改变土地的特性。虽然其不能直接决定土地本身的特性，但却在很大程度上直接或间接地影响土地利用的决策。 土地特性是土地一切可以 测量的或者可以度量的 属性，包括土地自然特性（如土壤、坡度、气温、水量等）和土地社会经济特性（如产量、产值、地理位置、交通条件 等 ）。土地质量是土地的一项综合属性，包括土地的全部性质和过程，即对利用有利或不利的各种性质及其相互影响、中国农业科学院硕士学位论文 第一章 绪论 2 相互制约过程的总和。 土地特性是土地属性在各个方面的直观反映，可以直接估测，有些情况下一种或几种土地特性决定着土地的质量。而土地质量是土地的一种综合属性，即几种土地特性综合反映的土地性质。因此，土地质量可用可度量的土地属性即土地特性指标来综合表述。这样在土地评价中，要确定土地评价单元 的土地质量的好坏，就要收集与土地质量有关的土地特性，从这些土地特性中提取或用这些特性去估测土地质量。其提取或估测的方法有三种：一是根据一种土地特性去估计土地质量；二是用一组土地特性中的某一起主要限制作用的土地特性去估计土地质量；三是综合多种土地特性去估计土地质量。 土地评价是指针对一定的利用目的，对土地的性状进行质量鉴定和数量统计的过程。土地评价是查清土地质量状况以及掌握它们动态变化信息和规律的一项基础性工作。 简言之，土地评价的用途可以归纳为以下两方面 （陈百明， 1999） ： （ 1）为科 学管理经营土地服务。为了实现对土地的科学管理和合理经营利用，首要的前提条件是掌握土地的特性。通过有效地 进行 土地评价，摸清土地的质量和数量，才有可能建立完整的土地管理档案，成为土地分等定级或定等估价、资源核算、资产评估及土地使用权转让等方面的主要依据。 （ 2）为合理利用和规划服务。土地评价从农林牧业生产对土地资源的需要出发，全面衡量土地资源的条件和特点，评定各类土地对农林牧业利用适宜与否以及适宜程度，和利用过程中需要采取的改良措施，这是进行土地利用和规划的科学依据。对于合理调整生产结构、选择和规划土地利用方向 来说，是最主要的工具。 根据评价目的、对象、方法和手段，可将土地评价分为各种类型。见图 1 具体地，土地适宜性是指土地在一定的条件下，对不同用途（农、林、牧、建筑等）的适宜程度。土地适宜性评价是指对土地为农作物、牧草、林木生长以及建筑物所提供的生态环境条件的综合鉴定。土地生产力评价是对土地在某种规定用途下可能达到的生产水平的鉴定。土地经济评价指对土地在某种规定用途的条件下可能取得的经济效益的综合鉴定。 土地适宜性性评价是土地利用总体规划的一个重要研究专题，通过评价可以为土地 利用现状分析、土地利用潜力分析 、土地利用结构和布局调整、土地规划 和土地 开发提供科学依据 （王万茂， 2003） 。 中国农业科学院硕士学位论文 第一章 绪论 3 图 1地评价分类框图 地评价研究进展 国外土地评价体系 的产生已有两千多年的历史，但比我国要晚得多。 在希腊、埃及、罗马古国的文献史料中 ，曾有关于土地划分成各种等级的记载 。国外早期的土地评价，主要用于赋税目的，如德国财政部 1934 年提出的农地评价条例 ， 美国 1937 年提出的斯托利指数分级等；而以合理利用土地为目的的土地评价，则是随着土地资源调查和合理利用规划而产生和发展起来的，其历史可以上溯到 20 世纪 30 年代。 但 为土地管理服务的土地评价则主要产生于 20 世纪 80年代，是随着土壤学、农学、经济学和统计学等有关学科的发展而形 成的 。 1903 年，美国垦殖局拟定了以发展灌溉为目的的土地评价方法。 19311937 年，美国人微奇（ 后发表了土地的自然地理划分、根据土地的基础来进行土地分类和自然土地类型的概念等论文，以综合的观点来分析土地，意识到可以在自然土地类型基础上将土地划分为不同生产力的土地类型。 20 世纪 30 年代，美国以土壤分类为基础，按土壤、坡度、侵蚀类型的侵蚀强度划分了 8 个土地利用潜力级别，并于 1945 年编制了一系列的土壤图，这为土地评价体系奠定了基础。 1961 年美国农业部土壤保持局正式颁布了土地潜力分类系统，这是世界上第一个较为全面的土地评价系统 （ ， 1961） ，它以农业生产为目的 ，主要从土壤的特征出发来进行土地潜力评价，分为潜力级、潜力亚级和潜力单位三级。 1981 年，他们进一耕地 林地 牧地 水面 城乡居民点用地 旅游 用地 交通运输用地 自然保 护区 评价 因素 用地 类型 土地评价 评价 方法 定性评价 定量评价 土地适宜性评价 土地生产力评价 土地自然评价 土地经济评价 中国农业科学院硕士学位论文 第一章 绪论 4 步提出了 “土地评价和立地评价 ”系统（ 系统分为土地评价子系统和立地评价子系统 （傅伯杰， 1987） 。这一系统与以前的各种评价系统相比，更为全面和实用，提供了坚实的评价土地农业可行性的方法，具有相当的灵活性。 继美国后，参 照 美国的系统与方法，加拿大土地清查中的土地潜力分类系统（ 1963 年）、英国土壤调查局的土地利用潜力分类系统（ 1969 年）相继推出。加拿大的土地潜力分类系统不仅服务于农业用地评价，而且还服务 于林业、牧业、旅游业和自然保护等用地评价 （ 1984） 。根据土地对农作物生长的限制性强弱，将农业土地潜力评价分为七级。 这一系统 的 成就除了基本摸清加拿大土地家底外，更为突出的是实现了图件的数字化，为加拿大土地数据库充实了大量的土地资源数据，使之成为环境部土地管理局进行土地管理和土地规划的具有高度综合的信息系统。 英国土