（土地资源管理专业论文）土地利用管理信息系统设计与应用研究.pdf

中文摘要 建立土地利用管理信息系统是土地管理工作向规范化、科学化发展 的历史需要。世界范围内土地管理信息系统的发展，计算机技术、3 s 技 术的发展为建立功能全面的土地利用管理信息系统提供了技术支持和 成功典范。 本文在讨论了土地利用分类信息标准化和土地利用管理主要业务内 容“土地利用调查”的基础上，以国产g i s 软件s u p e r m a p 为g i s 平台， 以简单易学的开发语言v i s u a lb a s i c 、应用广泛的数据库系统a c c e s s 为 软件环境，以国家土地资源行业标准县级土地利用数据库标准县 级土地利用数据库建设技术规程等为依据，采用基于组件对象的集成 二次开发的方式，设计开发了一个县级土地利用管理信息系统。系统中 重点实现了： ( 1 ) 基于3 s 技术的土地利用动态变更：基于高分辨率遥感影像的变 更信息源的发现，基于g i s l i s 的空间数据和属性数据的变更，基于g p s 的野外调绘、核查及变更精度检验。实现土地利用数据的实时、动态变 更，保证土地利用数据的现势性、准确性。 ( 2 ) 基于马尔科夫模型的土地利用预测：马尔科夫模型的时齐性、无 后效性适合土地利用变化的预测，根据土地利用近期变化状态预测未来 几年、几十年的土地利用状态，为土地利用结构调整j 土地利用计划的 编制和土地利用总体规划的实施提供依据。 ( 3 ) 基于图形、属性的简单查询统计和综合查询统计等功能。 并以呼和浩特市回民区为研究区域，以2 0 0 3 年l ：1 万土地利用现状 成果、2 0 0 4 年高分辨率遥感影像s p o t 5 ，2 0 0 6 年l ：l 万土地利用现状图 件为信息源，在系统中实现了土地利用数据的动态变更，建立了2 0 0 4 年、 2 0 0 6 年土地利用现状数据库，0 4 0 6 年土地利用变更数据库，并以这两 期数据为数据源实现了2 0 0 8 、2 0 1 0 年的各土地利用类型面积、结构预测， 对系统应用性做了简单测试。证明本系统在土地利用数据编辑、查询、 统计、浏览、模型模拟等数据管理方面具有应用性，是土地管理工作实 现规范化、标准化、数字化、科学化的有效工具。 关键词：土地利用管理信息系统，土地利用变更，马尔科夫模型，设计， 应用 a b s t r a c t t os e tu pal a n du s em a n a g e m e n ti n f o r m a t i o ns y s t e m ( l u i s ) i st h e d e m a n do fl a n ds t a n d a r d i z a t i o nm a n a g e m e n td e v e l o p m e n t t h ed e v e l o p m e n t o fl a n di n f o r m a t i o ns y s t e m ( l i s ) ，m o d e lt e c h n o l o g yo ft h ec o m p u t e ra n d3 s t e c h n o l o g yi nt h ew h o l ew o r l do f f e r s t e c h n i c a l s u p p o r t a n ds u c c e s s n l e x a m p l e f o rs e t t i n gu pl u i s a c c o r d i n gt on a t i o n a ll a n dr e s o u r c ec a l l i n gs t a n d a r d “l a n du s ed a t a b a s e s t a n d a r df o rc o u n t yl e v e l ”a n d t h et e c h n i c a lr e g u l a t i o no fl a n du s ed a t a b a s e e s t a b l i s h m e n tf o rc o u n t yl e v e l ”，t h ea u t h o rh a sd e s i g n e dal u i so nt h eb a s i so f h a v i n gd i s c u s s i n go nt h em a i nc o n t e n to f l a n d - u s em a n a g e m e n t t h el a n du s e c l a s s i f i e ds t a n d a r d i z e da n dt h el a n d - u s ec h a n g es u r v e y a n dt h ed o m e s t i cg i s s o f t w a r es u p e r m a p , p r o c e d u r el a n g u a g ev i s u a lb a s i c ，d b m sa c c e s sh a sb e e n t a k i n ga si t ss o f t w a r ee n v k o n m e n tt h es y s t e m h a sm a i n l yc a r r i e do u tt h a t ： ( 1 ) t h el a n du s ed y n a m i cc h a n g i n go nt h eb a s i so f3 st e c h n o l o g y ： i n c l u d i n gf m d i n gt h ei n f o r m a t i o n s o u r c eo nt h eb a s i so fh i g h - r e s o l u t i o n r e m o t es e n s i n gi m a g es p o t 5 ，c h a n g i n go ft h es p a t i a ld a t aa n da t t r i b u t e d a t ao nt h eb a s i so fg i s l i s ，a n dc a t c h i n gm a p ，i n s p e c t i n ga n dt e s t i n g c h a n g i n ga c c u r a c yo nt h eb a s i so fg p s i tc a nc a r r yo u ta c t u a lt i m ea n d d y n a m i cc h a n g i n go f l a n du s ed a t a ( 2 ) t h el a n du s ef o r e c a s to nt h eb a s i so fm a r k o vm o d e l ：b e c a u s eo ft h e h o m o g e n e o u s , n o n - r d ic h a r a c t e r i s t i c so fm a r k o vm o d e li ss u i t a b l et ot h e l a n du s ec h a n g i n gf o r e c a s t ，a n dt h em o d e lc a l lf o r e c a s tt h el a n du s es i t u a t i o n f o rn e x ts e v e r a ly e a r se v e nm o r es e v e r a ld e c a d e so nt h eb a s i so ft h er e c e n t l a n du s ec h a n g i n gs i t u a t i o n ，w h i c hc a l ls u p p o r tb a s i sf o ra d j u s t i n gt h el a n du s e s t r u c t u r e ，e s t a b l i s h i n gt h el a n du s ep l a n n i n g ，a n dt h ei m p l e m e n to ft h el a n d u s eo v e r a l ll a y o u t ( 3 ) f u n c t i o n so n t h eb a s i so fs i m p l es t a t i s t i c si n q u i r ya n dc o m p r e h e n s i v e s t a t i s t i c si n q u i r yo fs p a t i a ld a t aa n da t t r i b u t ed a t a t a k i n gt h eh u h h o th u i m i nd i s t r i c ta st h es t u d ya l e a t h el u i sh a 。b e e n t e s t e dl i k et h i s ：t a k i n g1 ：1 0 0 0 0s c a l el a n du s ec u r r e n ts i t u a t i o nv e c t o rd a mi n 2 0 0 3 ，h i g h - r e s o l u t i o nr e m o t es e n s i n gi m a g es p o t 5i n2 0 0 4 ，a n dt h el a n du s e c u r r e n ts i t u a t i o nm a po f1 ：1 0 0 0 0s c a l ei n2 0 0 6a st h ed a t as o u r c e ，t h ed y n a m i c c h a n g eo ft h el a n du s ed a t ah a sb e e nc a r r i e do u ti nt h es y s t e m t h el a n du s e a c t u a l i t yd a t a b a s ea n dl a n du s ec h a n g i n gd a t a b a s ef r o m2 0 0 4t o2 0 0 6h a s b e e ns e tu p ；r e g a r d i n gl a n du s ec h a n g i n gd a t a b a s ef r o m2 0 0 4t o2 0 0 6y e a ra s t h ei n f o r m a t i o ns o u i o e ，t h ea r e aa n ds t r u c t u r eo f e a c hl a n du s et y p e si n2 0 0 8a n d 2 0 1 0h a sb e e nf o r e c a s t e d t h et e s th a sp r o v e dt h ea p p l i c a t i o no f t h es y s t e mo n s e v e r a lf i e l d s ，f o re x a m p l ed a t ae d i t i o n ，i n q u i r i n g ，c o u n t i n g , b r o w s e ，m o d e l i m i t a t i o n e t c a n dt h er e s u l t ss h o w ：i ti s a ne f f e c f i v et o o lt or e a l i z et h e n o r m a l i z a t i o n ，s t a n d a r d i z a t i o n , d i g i t i z a t i o n ，s c i e n t i f i co f t h el a n dm a n a g e m e n t k e yw o r d s ：l u i s ，l a n du s ec h a n g i n g ，m a r k o vm o d e l ，d e s i g n ， a p p l i c a t i o n 内蒙古师范大学硕士学位论文 刚嚣 土地是各种自然资源的载体，也是人类社会一切生产活动、社会活动的载体，是 人类生存、社会可持续发展的基础。随着国民经济的高速发展，巨额人口为基数的人 口快速增长，使我国的人地矛盾日益突出。如何合理利用有限的土地资源，适时跟踪、 动态监测土地资源的利用情况，准确掌握土地信息，实现土地资源的科学化、规范化 管理成为土地管理工作的根本任务。而土地资源的类型复杂多样，其数据、图件种类 繁多，内容复杂，数据量大，信息丰富，传统的土地管理方式已经不能满足土地管理工 作的需要，制约土地管理事业的发展，建立一个现代化的土地利用管理信息系统是开 展各项土地管理工作的基础，是土地管理工作向规范化、标准化、数字化、科学化发 展的历史需求和必然趋势。早在1 9 9 7 年5 月1 8 日，我国关于进一步加强土地管理 切实保护耕地的通知中就明确提出了“土地管理部门要抓紧建立全国土地管理动态 信息系统，采用现代化技术手段，加强对全国土地利用现状的动态监测的精神”。 同时世界范围内的计算机技术和3 s 技术( 遥感、全球定位系统、地理信息系统) 的高速发展和广泛应用，使利用3 s 技术进行土地利用动态监测与调查，建立土地利 用管理信息系统有了可靠的技术保障 一个功能完善的土地利用管理信息系统是开展各项土地管理工作的基础，土地利 用数据库及其产生的统计簿，可反映各权属单位的地类数量、用地结构、在此基础上 又能产生与土地利用相关的各类专题图件，为土地利用规划、基本农田保护、耕地总 量动态平衡提供大量、可信、直观的依据，还对土地的可持续利用及区域生态建设具 有积极的作用“1 。本文在对土地利用及土地管理信息系统相关理论认真学习的基础 上，结合土地管理工作的实际，较为系统地探讨了土地管理信息系统的结构、功能的 设计，并应用系统的部分功能对呼和浩特市回民区内的土地利用状况、动态变化进行 了分析，并在此基础上对回民区土地利用变化进行了预测分析。 土地利用管理信息系统设计与应用研究 1 研究综述 1 1 土地信息系统概述 土地信息系统是土地管理信息系统的简称。英文为l a n di n f o r m a t i o ns y s t e m ， 缩写为l i s 。1 9 8 1 年在m o n t r e a u x 召开的国际测量师联合会( f i g ) 第三次委员会对 土地信息系统或土地相关信息系统( l r i s ) 做出了如下定义：“土地信息系统是辅助 法律、行政和经济决策的工具，也是规划和研究的辅助设备。土地信息系统既包含特 定地区的土地相关信息数据库，也包含收集、更新、处理和传播数据的技术和方法。 土地信息系统的基础是统一的空问坐标系，用以建立系统内数据及其他土地相关数据 的联系”。我国学者认为“土地信息系统是咀土地资源与资产管理为工作对象的计算 机信息系统。他的主要任务是将遥感、地面测绘、土地调查以及从历年保存的文档中 得到的关于土地利用、土地权属、土地行政区等等有关土地的信息输入计算机，利用 计算机快速、便捷、存储量大的优势实现对信息的分类、检索、排序、统计、分析、 综合等功能，并根据专家的经验和国家的法规、政策及土地管理的工作模式，在确认 土地使用权属，土地分等定级估价，土地利用规划，土地利用动态监测，建设土地划 拨，调节土地纠纷与法规监察等方面协助土地管理人员完成土地管理的工作任务啪。 ( 朱德海等，2 0 0 0 ) 两种表述不尽相同，但都反映了共同的内容：土地信息系统是基 于空间的计算机系统：土地信息系统的核心是对土地信息的采集、整理、储存、处理、 管理、维护、转换、传输和应用；土地信息系统是辅助法律、行政和经济决策的工具。 因此土地信息系统具有如下特征9 ： ( 1 ) 空间定位的精确性及其核心作用：土地信息系统是建立在一定的参考坐标 系下，所有信息都与特定的空间目标( 空间实体) 相联系，即空间信息是土地信息的 一部分，又是其它土地信息的依托。 、土地利用现状图( 分幅图、行 政区图、图斑图及任意区域图形) ，生成按权属进行确权的宗地图。通过数据、图形 的磁盘输入输出，生成国家b g b 上报数据所需要的文件。 2 2 2罡一 内蒙古师范大学硕士学位论文 3 6 系统数据库设计与建立 3 6 1 建库依据 本系统建库主要依据中华人民共和国行业标准( 草案) 县( 市) 级土地利用现 状数据库标准、土地利用现状调查技术规程、土地利用现状调查技术规程的补 充规定和说明( 1 9 8 7 年国家土地局) 、土地利用变更调查技术规程、中华人民共和 国土地管理行业标准t d l 0 0 2 9 3 土地利用现状调查地( 市) 级汇总技术规程、土 地遥感动态监测技术规程、县、市级土地利用数据库建库标准、全国土地分类系 统( 试行) 和其它相关规程。 3 6 2 系统数据收集与处理 3 6 2 1 数据收集 本系统的数据主要包括呼和浩特市回民区各类统计数据、文档资料和各类图形图 像数据。统计数据、文档数据主要包括研究区域各类土地面积统计表、土地边界结合 图表、土地统计簿、外业调查记载表、碎部面积量算表、现状地物扣除表、零星地物 扣除表、行政单位代码及权属单位代码表、飞地面积统计表：图形图像数据主要包括 研究区域1 ：1 万土地利用现状图、行政区划图、以及遥感影像图。 3 6 2 2 数据规范化处理 数据规范化是数据预处理的步骤之一，指获得可直接输入计算机的符合系统规定 的数据，包括数据整理、数据分类及编码。 ( 1 ) 数据整理 地图资料整理：数字化前需进行必要的图面处理，如将不清晰或遗漏的图廓角点 标绘清楚，为数据的精确配准奠定基础，将模糊不清的线状图件进行加工、处理，对 图名上的各种注记标注清楚，以减少数字化和数据编辑处理的工作量。 属性资料：对土地利用台帐及一些相应的经济统计资料进行整理归档，制成相应 的统计表，以便于输入。 ( 2 ) 数据分类及编码 见3 6 3 3 6 3 数据库结构设计 本系统的数据既与空间位置密切相关，又有大量的文本属性数据，具体表现为土 地利用现状图、土地变更图等图形数据，以及以地块、行政区域为基本依据单元的大 土地利用管理信息系统设计与应用研究 量详细数据资料，如地块面积、用地类型、统计数据等。为了对这些数据进行有效地 管理，必须建立一个功能完善、能够适应多种数据类型的综合数据库管理系统。为此 本系统采用空间数据和属性数据分别存储管理的策略进行系统数据的存储，即分别建 立空间数据库、属性数据库。 3 6 3 1 空间数据库结构 根据中华人民共和国国土资源部门发布的县级土地利用数据库标准，并结合本系 统研究区域特点，土地利用数据库的空间数据采用分层的方法进行组织管理，层的名 称、代码、几何特征及属性表名的描述见表3 - 1 t 叫。 表3 - - 1 土地利用数据库图形数据结构描述表 3 6 3 2 属性数据库结构 参考上述行业规范和研究区域所涉及数据类型，本系统属性数据库结构设计如下： ( 1 ) 行政区属性结构表 袁3 - 2 行政区属性结构描述表x z q y 序号 1 2 3 4 5 6 字段名称 字段代码字段类型字段长度小数位 标识码 要素代码 行政区代码 行政区名称 控制面积 计算面积 b s m y s d m q h d m x z q m l 【z m j j s m j i n t c h a r c h a r c h a r f l o a t f l o a t 1 0 8 9 6 0 1 5 1 5 2 2 堕鍪圭壁蔓查兰堡主堂垡笙兰 一一 注：行政区代码采用g b t2 2 6 0 规定的代码。 行政区名称采用g b i t2 2 6 0 规定的行政区名称。 行政区代码到乡镇级，长度为县级码( 6 位) 加乡镇级码( 3 位) ，共9 位数字码 控制面积指政府下达的该行政区土地总面积。 计算面积指用行政区边界计算的行政区图斑面积。 面积单位：平方米。 ( 2 ) 行政界线属性结构表 表3 - 3 行政界线属性结构描述表x z j x 序号 字段名称字段代码 字段类型字段氏度小数位 l标识码b s m i n t1 0 2 要素代码 y s d m c h a r8 3界线类型j j l x c h a r6 0 4 界线性质 j x x z c h a r1 5 界线长度 j x e d f l o a t1 5 1 ( 3 ) 地类图斑属性结构表 表3 - 4 地类图斑属性结构描述表d l t b 1标识码 b s m i n t1 0 2要素代码 y s d m c h a r 8 3图斑号 t b hc h a r 8 4地类代码 d l 蹦 c h a r4 5地类名称d i j i c c h a r 6 0 6权属性质q s x z c h a r 3 7权属单位代码q s d m c h a r 1 4 8权属单位名称q s m c c h a r 6 0 9座落单位代码 z l d w 咖c h a r1 5 1 0座落单位名称z l d 删c c h a r 6 0 1 1所在图幅 s z t fc h a r6 0 1 2耕地坡度级别p d j b c h a r1 1 3田坎系数t k ) 【s f l o a t52 1 4 计算面积j s m j f l o a t1 52 1 5线状地物计算面积j s j f l o a t1 52 1 6零星地类面积 l 如lf l o a t1 5 2 1 7田坎面积t t l 3 u f l o a t1 5 2 1 8 计算净面积 j s j 町 f l o a t1 5 2 1 9调查面积d c 町 f l o a t1 52 2 0 线状地物调查面积d c x l i j f l o a t1 52 2 1变更记录号b 6 j l h c h a r8 2 2变更日期 b g r q d a t e8 土地利用管理信息系统设计与应用研究 ( 5 ) 零星地类属性结构表 表3 - 6 零星地物属性结构描述表l x d l 序号字段名称字段代码字段类型 字段长度小数位 标识码 要素代码 地类代码 地类名称 权属性质 隶属单位 单位代码 所在图幅 座落图斑号 面积 x 坐标值 b s m y s d m d l d m d l i t c q s x z l s d 霄 d 粕m s z t f z l t b l 瑚j x z b z 1 2 y 坐标值 y z b z 3 0 i n t c h a r c h a r c h a r c h a r c h a r c h a r c h a r c h a r f 1 0 a t f l o a t f l o a t 如0 00坫，坫垢幅 l 2 3 4 5 6 7 8 9 加n 内蒙古师范大学硕士学位论文 3 6 3 3 空间数据库与属性数据库的连接 空间数据和属性数据以不同形式分开存储在数据库中，存在一定的联系。每一幅 基本图形都对应着一个属性数据文件，图形中的每一个基本元素对应着数据文件中的 一个记录。空间数据与属性数据根据指定的关键字段来关联，建立一一对应关系。这 个关键字段能够唯一地标识一个图形实体。 3 6 4 数据库的地理定义 参考基准和坐标系统：本系统采用1 9 5 6 年黄海高程系和1 9 5 4 年北京坐标系作为 参考基准和坐标系统。 地图投影：本系统采用高斯克吕格3 。分带投影。 数据库的比例尺：数据库的比例尺通常取决于用户对数据的精度要求，虽然土地 利用数据被输入到数据库中，用户可用任意比例尺进行显示，但数据库的精度是和原 始图件一致的，所以说原始图件的比例尺决定了数据库的比例尺。根据土地利用行业 标准本系统中原始数据数据比例尺为1 ：1 万。 3 6 5 数据库的建立 本次工作分别完成了呼和浩特市回民2 0 0 4 年、2 0 0 6 年1 ：l 土地利用现状数据库 的建立和0 4 - 0 6 年土地利用动态( 变更) 数据库的建立。数据库建库流程如图4 3 所示。 土地利用管理信息系统设计与应用研究 l l臣习 喜 l1 统计资料ii 图形图像资料li 文档资科j警 l ； i等臼检验l j i ； 。 数 l 矢量化、拓扑i 据 ； ；处 f 一 属性录入k 一 理 ； ； 阶 i血 |i 属性数据库 if 空问数据库 l 一 回薹 l l 数据输出 l 出 图3 4 数据库建库流程图 根据建库工作内容的不同分为三个阶段： ( 1 ) 准备工作阶段：主要内容是收集和整理建库数据，并进行毕要的技术准备。 ( 2 ) 数据处理阶段：对图形、图像数据进行扫描、镶嵌配准、矢量化、属性录 入等实现数据库的阶段。 ( 4 ) 形成成果阶段：输出相关图件、统计数据。 内蒙古师范大学硕士学位论文 4 土地利用管理信息系统应用研究 以呼和浩特市回民区为例 建立土地利用信息系统，不仅在于进行信息管理、自动化制图及空间查询等，更重 要的是与土地利用模型和公用数据库结合，对土地利用进行现状分析、评价，对土地优 化配置进行探讨，对土地利用的动态变化进行研究，才能体现其真正的价值。为了测试 系统应用性，本文选择了呼和浩特市回民区，对系统进行了从动态变更、查询统计、 模型模拟、网上查询等方面的应用实例探讨。 4 1 回民区概况 回民区隶属于内蒙古自治区呼和浩特市，位于呼和浩特市西北部，地处东西走向 的阴山山脉( 大青山) 南麓、土默川平原东部。东与新城区豪沁营镇毗邻，西与土 左旗相临，北与武川县大青山乡接壤，南连呼和浩特市玉泉区。地理位置处在东经 1 1 l 。3 6 1 1 2 。2 0 。北纬4 0 。4 8 4 1 。0 8 ，全区南北长1 9 公里，东西宽1 8 公里， 土地总面积3 0 8 3 6 9 0 亩。 研究区气候属温带大陆性季风气候，降水年际变化大，年内分配不均匀，冬季寒 冷干燥、夏季温凉、雨热同期、昼夜温差大等气候特征。年均温度5 8 c ，e l 照时数 2 3 7 0 小时，1 0 积温2 4 0 0 2 8 0 0 ，无霜期1 2 0 - 1 3 0 天：光照充足，年日照时数 为2 8 0 0 3 1 0 0 小时；年平均降水量为4 0 0 n 左右，集中分布于6 8 月份；区域内灾 害天气较多，大风、寒潮、干旱、霜冻等频繁发生，特别是近年来春季大风日数呈增 加趋势，并伴有沙尘暴或扬沙天气嘲。 研究区地质地貌条件复杂，分布具有明显的地带性。大部分土壤为壤质土。厚 度在3 0 厘米以上为中体土或厚体土，1 5 。以上坡耕地厚度平均4 0 厘米。北部山区土 壤类型为灰褐土，向南为栗褐土，山前冲积平原为草旬土。地势东北高，西南低，平 均还不1 0 5 0 米左右，最高海拔2 0 5 8 米，南部为山前冲积和洪积扇状平原1 。 回民区下辖一个镇( 攸攸板镇) 、六个办事处。其中除了攸攸板镇属于城市郊区 外其余均属呼和浩特市区，可见回民区是典型的城郊结合部。 2 0 0 4 年辖区总人口2 1 9 6 万人，其中城镇人口1 7 5 5 万人，乡村人口4 4 1 万人， 人口自然增长率0 2 6 3 。2 0 0 3 年末人均生产总值2 5 万元“”。 土地利用管理信息系统设计与应用研究 4 2 系统应用实例 4 2 1 系统登录界面浏览 使用本系统，首先进行用户登陆。用户登陆子系统主要功能是保证系统的安全性， 对用户进行检验，确保只有在系统中授权的用户才能够访问系统。用户运行本系统进 入登陆界面后，只有在用户输入正确的用户名称和密码之后才可以进入系统并使用系 统功能。用户分两种，普通用户和管理员，他们具有不同的使用权限。普通用户只能 对数据进行浏览，管理员用户还可以对数据进行更改及对用户进行管理。 图4 1 系统登录界面 4 2 2 系统功能的实现 本文中图形、影像数据采用了回民区2 0 0 3 年l ：1 土地利用现状图、2 0 0 6 年土地 利用变更图、政区图、2 0 0 0 - 2 0 1 0 年回民区土地利用总体规划图、2 0 0 4 年s p o t 5 影 像。文本、文档数据涉及回民区2 0 0 3 年土地统计台帐、2 0 0 4 年土地变更统计数据及 内蒙古统计年鉴等。 4 2 2 1 土地利用变更的实现 将回民区2 0 0 3 年1 ：1 万土地利用现状图扫描、纠正，输入到g i s 平台上进行目 视解译并进行必要的数据处理。回民区全区1 ：1 万图幅涉及1 9 幅，总控制面积是 内蒙古师范大学硕士学位论文 3 0 8 3 6 9 0 亩，矢量化过程中机算计生成面积为2 0 5 4 4 5 5 9 1 6 2 0 0 平方米，折合 3 0 8 1 6 8 3 9 亩，相差2 0 0 6 1 亩，这是由于图纸扫描、数字化及图件长期存放发生变 形等原因造成误差的积累所致，因此要用控制面积对机成面积进行评差，平差公式： s ，6 = s ，c 1 o o065 ( 4 1 ) 式中品代表单个图斑面积、s ，代表单个计算机生成面积、系数1 0 0 6 5 1 是整个回民 区控制面积与机成面积的比值。 经过上述处理完成土地利用现状数据库的建设，并将其导入到土地利用管理信息 系统中，数据导入窗口如图4 2 。 图4 2 数据导入窗口 对研究区域2 0 0 4 年遥感影像s p o t 5 影像进行几何纠正、增强处理，并结合野外 调研建立解译标志。 土地利用管理信息系统设计与应用研究 图4 - 3s p o t 5 影像解译标志 将遥感影像输入到系统中与基期矢量文件叠加，确定变更源，对变更图斑进行目 视解译完成土地利用变更。图斑操作窗口见图： 内蒙古师范大学硕士学位论文 图4 4 图斑操作窗口 图4 5 确定变更源 图斑操作窗口左上角为图例窗口，显示图层信息；左下角为索引窗口，用来指示当前 工作区窗口在整图中的位置：右侧为工作区窗口，在工作区实施图斑编辑，可以实现 图斑分割、合并、删除、岛状图斑的扣除等。在工作区对图斑进行操作，系统自动弹 出变更图斑的坐标信息和经纬度信息，此处也可以直接输入g p s 测量的拐点坐标生成 变化的图斑。 根据变更对象不同可以分为线状地物变更、面状地物变更和零星地物变更。变更 土地利用管理信息系统设计与应用研究 内容主要包括图形变更和属性变更，图形变更属性必然变更，也有只是属性变更图形 不变更的情况。变更类型如图所示： 图4 - 6 变更类型示意图 完成图斑变更之后对要对变化图斑进行面积量算和精度检验。如果图斑被分割则 变更图斑面积等于原图斑面积减去新增零星地物、线状地物面积，若图斑被合并则变 更图斑面积等于合并前r 1 个图斑面积之和。系统提供了简单的四则运算法则，完成图 斑面积的量算。 把动态变更结果与传统变更统计结果进行了对比研究，两种变更结果对比见表 4 2 ，4 3 。由表可以看出两种变更结果比较接近。应用g p s 分别对解译标志、变更图 斑空间位置、面积大小抽样检验，结果表明系统中实现的基于3 s 技术的动态变更调 查结果比传统方式取得的变更结果精度更高。 表4 1 三大类结构对比 ( 单位：) = 级地类 农用地建设用地 未利用土地 变更方式、 传统变更 7 4 7 2 0 54 8 动态变更 7 4 0 2 0 75 4 表4 - 2 农用地结构对比表 ( 单位：) 农用地 耕地园地 林地 草地 其它农用地 变更方麦、 动态变更 1 2 5 2 44 4 3 4 08 0 2 传统变更 1 3 8 2 04 1 1 4 2 7 0 3 内蒙古师范大学硕士学位论文 4 2 2 2 查询统计功能的实现 图4 7 系统图属查询图4 8 系统多条件查询 系统图届查询：鼠标点击图形文件，被查询图斑高亮度显示，在左侧信息窗口显 示相应图斑属性信息和空间信息，信息可以以e x c e l 表格的形式导出。 系统条件查询：选择查询菜单，系统弹出窗口，选择查询表名、显示字段，排序方 式，查询条件等，点击开始查询，属性内容以表格的形式表现，并支持一定的统计计算。 在系统中分别对回民区2 0 0 0 - - 2 0 1 0 年土地利用总体规划图、2 0 0 4 年土地利用现 状图按一级地类和农用地进行查询，并将结果形成下列统计图形。 图4 92 0 0 0 - 2 0 1 0 年一级分类土地利用图4 一l o2 0 0 4 年级分类土地利用结构 总体规划结构 土地利用管理信息系统设计与应用研究 图4 一1 1 农用地实际用地情况与规划用地面积对比( 单位：亩) 对比图4 9 、4 1 0 可以看出2 0 0 4 年建设用地占用土地面积已经超过了规划面 积，耕地面积比规划面积减少了4 6 个百分点，未利用土地相差0 1 个百分点。说明 实际用地情况与规划不符，需要调整用地计划，加强建设用地审批、监管制度。 从图4 一1 1 可以看出农用地中耕地面积远低于规划用地面积，草地面积略低于规 划面积，林地略高，园地基本持平。说明回民区耕地减少是目前土地管理工作的突出 问题，今后用地计划中注重耕地的保护、切实贯彻耕地占补平衡战略是土地管理工作 的重点。 4 2 2 3 土地利用预测分析功能的实现 将2 0 0 4 年土地利用现状数据与2 0 0 6 年土地利用现状数据叠加得到0 4 0 6 年土 地利用动态图。启动系统马尔科夫模型，在数据集中选择动态0 4 - - 0 6 文件，基期选 择2 0 0 4 年，期末选择2 0 0 6 年，选择变更面积类型然后查询，系统生成两期面积转换 矩阵，见图4 1 2 。 内蒙古师范大学硕士学位论文 图4 1 2 系统生成土地利用面积转换矩阵图( 单位：亩) 图中行表示基期各土地利用类型面积，列表示研究期末各土地利用类型面积。由 面积转换矩阵可以看出从2 0 0 4 年到2 0 0 6 年的时段内回民区土地利用变化主要表现 为：耕地、林地、其它农用地、其它土地面积的减少；园地、草地、居民点工矿、交 通设施用地、未利用土地面积的增加；水利设施用地面积持平。变化幅度较大的是耕 地、居民点工矿、林地、未利用土地和交通用地。居民点工矿用地面积增加主要来源 于耕地和林地，交通设施用地面积增加主要来源于林地，未利用土地面积增加主要来 源于其它土地。产生这种变化的主要原因： ( 1 ) 城市化是耕地、林地减少居民点工矿、交通用地面积增加的主要原因。 ( 2 ) 未利用土地面积的增长，是由于河流干涸造成。 ( 3 ) 生态建设中退耕还林还草是耕地面积减少的另外一个方面。 ( 4 ) 土地退化等自然灾害也影响土地利用类型问的转变。 ( 5 ) 人口增长也是建设用地增长的另一个方面。 综上人为干扰是影响回民区土地利用类型、结构变化的主要方面。 在面积转换矩阵的基础上，点击预测按钮系统将自动计算概率转移矩阵，并预测 指定步长的各种土地利用面积。由于本次研究中以两年为一步长，因此当k = l 时预测 2 0 0 8 年的土地利用状况，k = 2 时预测2 0 1 0 年的土地利用状况，以此类推。本次研究 中分别预测了2 0 0 8 年、2 0 1 0 年的土地利用状况，其结果分别见图4 1 3 ，4 1 4 。 4 1 土地利用管理信息系统设计与应用研究 图4 1 3 步长为l 时的概率转移矩阵和预测结果 图4 一1 4 步长为2 时概率转移矩阵和面积预测结果 将两次预测面积与2 0 0 6 年实际面积进行对比见表4 4 ，可以发现，如果保持目前的 土地利用态势，到2 0 1 0 年耕地将减少到2 0 3 2 2 亩、林地将减少到9 4 9 4 2 亩，分别是总 土地面积的6 6 和3 0 8 ，建设用地增加到7 7 7 0 4 亩，是总土地面积的2 5 2 。这将 极大地加剧本区人地矛盾和生态问题。因此对于本研究区域来讲切实保护耕地、加强土 地开发复垦整理、土地结构调整、生态退耕是土地管理工作的重要内容。 内蒙古师范大学硕士学位论文 表4 4 回民区2 0 0 6 年二级地类面积与2 0 0 8 ，2 0 1 0 年预测值比较 单位：亩 耕园林草其它农 居民点交通设施水利设施未利用其它 地地 地地用地工矿用地 用地土地 土地 2 0 0 62 5 35 6 9 8 39 3 4 4 5 26 6 3 7 9 1 9 3 73 1 61 6 4 8 30 芷 0 70 49 79 5 2 0 0 82 2 65 69 6 69 3 6 4 4 97 0 8 4 1 2 2 3 63 1 61 6 0 2 00 链 8 72 35 84 1 2 0 1 02 0 35 69 4 99 3 7 4 4 77 4 9 9 3 2 3 9 53 1 61 6 5 6 20 龟 2 23 2 4 26 0 系统应用测试结果基本与实际情况相符，可见系统基本满足一个县级土地部门进行 日常管理工作的需求，有利于基层土地管理人员的业务工作，有推广普及应用的前景。 土地利用管理信息系统设计与应用研究 5 研究结论与讨论 5 1 系统设计成果 从土地管理业务的发展看，土地信息的数字化、标准化、规范化，土地管理的系 统化、计算机化是土地管理发展的必然趋势。土地利用管理信息系统是针对土地利用 现状调查和每期变更调查应运而生的一种专题信息系统，集灵活性、快速性、准确性、 高效性于一体，其任务是对土地利用现状数据、变更数据进行管理、支持数据一致性 变更，维护数据的完整性、现势性，并具有一定的统计分析、预测及数据网上发布等 功能，为土地资源的合理利用和科学管理提供准确可靠的资料，为国土资源管理部门 的各项工作提供辅助决策的功能。 通过对土地利用相关理论及土地利用管理信息化相关理论、技术、规程的学习和 研究，探讨了运用通用开发语言v i s u a lb a s i c 和组件式g i s 工具软件s u p e r m a p 开 发土地利用管理信息系统，并对系统的结构、功能做了详细的设计研究。达到了土地 利用信息系统设计的目的，实现了该系统下述三个方面的主要功能： ( 1 ) 数据编辑功能：主要实现了基于3 s 技术的土地利用动态变更、和对空间数 据和属性数据的管理，确保土地利用数据的现势性、准确性。 ( 2 ) 查询统计功能：实现对土地利用类型、土地数量、土地权属、土地坐落等 的查询，并在此基础上形成各种专题地图、统计表格、统计图形。 ( 3 ) 土地利用动态预测模型：作者尝试把在土地利用研究中运用较为广泛、成 熟的数学模型“马尔科夫”模型集成到土地管理信息系统中实现对土地利用变化趋势 的预测分析，对土地利用规划、土地利用结构调整起到辅助决策的作用，从而增加系 统的科学性和先进性。 5 2 系统应用测试结果 为了测试系统的应用性，本文应用系统的部分功能对呼和浩特市回民区内的土地 利用状况、动态变化进行了分析，并在此基础上对回民区土地利用变化进行了预测分 析。得出如下结论： ( 1 ) 2 0 0 4 年各类土地利用现状超出2 0 0 0 - - 2 0 1 0 年回民区土地利用总体规划目 内蒙古师范大学硕士学位论文 标，说明规划实施情况不理想，需要加强土地审批、监管制度。 ( 2 ) 回民区土地利用变更主要表现为耕地分别向居民点工矿、林地方向转变； 林地向居民点工矿、交通用地方向转变；其它土地几乎全部转变为未利用土地：未利 用土地向耕地方向转变。产生这种变化的的原因主要是城市化速度的加快，说明加强 耕地保护是回民区土地管理的主要任务之一。 ( 3 ) 在2 0 0 6 年土地利用数据的基础上分别对2 0 0 8 年、2 0 1 0 年土地利用状况进 行了预测，预测结果说明回民区耕地、林地、草地有持续减少、城区不断扩大的趋势， 说明加强土地开发整理、结构调整、生态建设势在必行。 系统应用测试结果基本与研究时段内回民区土地变更实际变化相符，各类数据拟 合效果达到9 0 以上说明系统具有可应用性。实例显示土地利用管理系统运行良好， 结果基本正确，适用于土地管理工作的需要，有利于基层土地管理人员的业务工作， 有推广普及应用的前景。 5 3 存在问题讨论 ( 1 ) 在实际土地管理工作中，随着城乡一体化进程的加快，土地利用管理与城镇 地籍管理已经紧密结合在一起。本系统在土地分类体系上虽然采用了城乡一体化的新 分类( 过渡期适用) 体系，但只提供了农村( 地籍) 土地利用变更及信息管理的内容， 不包括城镇地籍的内容，有待日后补充，以使系统更加完善。 ( 2 ) 系统预测功能只对数量变化作出预测，对空间分布还没有提出合理的预测方案。 ( 3 ) 引进w e bg i s 技术实现系统数据的网上浏览、发布将是系统进一步研究的方向。 ( 4 ) 由于系统开发时间短，系统在功能、结构方面还有一些不完善的地方，需要 进一步改进。 总之土地利用管理信息系统的建设，将有力地推动土地利用变更调查和国土资源 的信息化管理，极大地提高土地利用数据准确性和现势性，实现了对土地利用数据的 存储、管理、查询、统计、分析、变更和预测，不仅为县级土地管理部门的日常业务 提供现代化的技术手段，而且为土地利用变更调查、