（地图学与地理信息系统专业论文）gis环境下农用地分等研究.pdf

摘要 当前社会，人口一资源一环境危机正在进一步加剧，如何解决这个问题已是 当今研究的焦点。在人口一资源一环境系统当中，土地资源处于最基本的地位。 为了人类的生存和发展，我们必须对土地进行可持续利用的研究和评价。而农用 地是一切土地资源利用的基础，也是社会可持续发展的关键。农用地分等工作是 国家实现农用地管理从“数量管理”向“质量管理”、“生态环境管护更高层 次发展最有效的技术支撑；是国家国土资源大调查的重要组成部分；是充实和完 善“数字国土”的重要内容。 本文从不同时期国内外农用地分等的研究情况和发展趋势出发，结合g i s 技 术，对农用地分等的基本概念、原则等作了简单介绍。以农用地分等规程为 准则，以陕西省农用地分等及试点县定级与估价技术方案( 2 0 0 6 ) 和陕西 省农用地分等工作手册为技术依据，借鉴已有的农用地分等经验，根据陕西省 的实际情况对分等工作建立模型，并详细介绍了农用地分等中的数据建库工作。 并以吴堡县为例，从基础资料的收集、分等因素的选取、指标体系的建立到在 m a p g i s 地理信息系统软件平台上进行的基础底图的编绘、分等单元的划分、空 间数据库和属性数据库的建立和链接，及最后的分等指数的计算约统计得到最终 的成果图都作了详细全面的介绍。 通过上面工作的完成，将吴堡县共分为了4 个等别，为下一步的定级与估价 工作做了基础准备，同时为吴堡县相关部门在制定农业发展的政策和农用地资源 的开发、利用、治理上提供了重要的理论依据和意义。 关键词：农用地分等g i s a b st r a c t a tp r e s e n t ，t h ep o p u l a t i o n - r e s o u r c e s - e n v i r o n m e n t a lc r i s i si sf u r t h e r e x a c e r b a t e d ，a n dh o wt or e s o l v et h i si s s u ei st h ef o c u so ft o d a y ss t u d y i nt h ep o p u l a t i o n r e s o u r c e s - e n v i r o n m e n ts y s t e m ，l a n dresourcesi nt h e m o s tb a s i cp o s i t i o n t om a n k i n d ss u r v i v a la n dd e v e l o p m e n t ，w em u s tl a n d f o rs u s t a i n a b l eu s eo fr e s e a r c ha n de v a l u a t i o n a n da l la q r i c u l t u r a ll a n d i st h eu s eo fl a n d r e s o u r c e s ， a st h eb a s i sf o rs u s t a i n a b l es o c i a l d e v e l o p m e n t c l a s s i f i c a t i o no fa q r i c u l t u r a ll a n di st oa c h i e v ef a r m m a n a g e m e n tf r o m q u a n t i t a t i v em a n a g e m e n t t o q u a l i t ym a n a g e m e n t ”m a n a g e a n dp r o t e c tt h ee c o l o g i c a le n v i r o n m e n t ，”a h i g h e rl e v e l o f t h em o s t e f f e c t i v e t e c h n i c a l s u p p o r t ；n a t i o n a l l a n dresources s u r v e yo ft h e i m p o r t a n tc o m p o n e n t s ； i st os u b s t a n t i a t ea n dr e f i n et h e ”d i g i t a l t e r r i t o r y ”a ni m p o r t a n te l e m e n t t h i s p a p e r f r o md i f f e r e n t p e r i o d s o fd o m e s t i ca n di n t e r n a t i o n a l a g r i c u l t u r a lr e s e a r c ht oc l a s s i f yt h es i t u a t i o na n dd e v e l o p m e n tt r e n d ， c o m b i n e dw i t hg i st e c h n o l o g y ， a g r i c u l t u r a ll a n dc l a s s i f i c a t i o no ft h e b a s i c c o n c e p t s a n d p r i n c i p l e sw e r ed e s c r i b e d ”a g r i c u l t u r a ll a n d c l a s s i f i c a t i o no fo r d e r ”a st h es t a n d a r d ”s h a a n x ip r o v i n c i a la 口r i c u l t u r a l l a n dc l a s s i f i c a t i o na n dp i l o tc o u n t ye v a l u a t i n gt e c h n i c a lp r o g r a m ”( 2 0 0 6 ) a n d ”s h a a n x ip r o v i n c i a la g r i c u l t u r a ll a n dc l a s s i f i c a t i o nm a n u a l ”f o rt h e t e c h n i c a lb a s i s a c c o r d i n gt ot h ea g r i c u l t u r a ll a n dc l a s s i f i c a t i o n e x p e r i e n c e ，a c c o r d i n g t ot h es h a a n x ip r o v i n c i a lo ft h ea c t u a l c l a s s i f i c a t i o no ft h ew o r kt oe s t a b l i s hm o d e ld e t a i l e dd e s c r i d t i o n so f t h ea g r i c u l t u r a ll a n dc l a s s i f i c a t i o no fd a t as t o r a g ew o r k a n dw u b uc o u n t y ， f r o mb a s i cd a t a c o l l e c t i o n ，c l a s s i f i c a t i o n ， s e l e c t i o n f a c t o r s ， e s t a b l i s h m e n to fas y s t e mt ot h eg i sg e o g r a p h i ci n f o r m a t i o ns y s t e ms o f t w a r e p l a t f o r m b a s e do nt h e b a s e m a pc o m p i l a t i o n ， c l a s s i f i c a t i o nu n i t c l a s s i f i c a t i o n ，s p a t i a ld a t a b a s ea n dd a t a b a s ea t t r i b u t e sa n dl i n k st ot h e e s t a b l i s h m e n t ，c l a s s i f i c a t i o na n dt h ef i n a li n d e xc a l c u l a t e ds t a t i s t i c s a b o u tt h eo u t c o m eo ff i n a lp l a n sh a v eb e e n m a d ed e t a i l e da n dc o m p r e h e n s i v e b r i e f i n g t h r o u g ht h ec o m p l e t i o no ft h ea b o v ew o r k ，w u b uc o u n t yi sd i v i d e di n t of o u r ， a n ds o o nt oo t h e r ，t h en e x tp h a s eo fi t sc l a s s i f i c a t i o na n dv a l u a t i o n b a s i sf o rt h ew o r ko fp r e p a r i n g ，w u b uc o u n t y ，a sw e l la st h er e l e v a n t d e p a r t m e n t si nt h ef o r m u l a t i o no fa g r i c u l t u r a ld e v e l o p m e n tp o l i c ya n d a g r i c u l t u r a lr e s o u r c e sd e v e l o p m e n ta n du t i l i z a t i o n ，m a n a g e m e n tw i l l p r o v i d ei m p o r t a n tt h e o r e t i c a lb a s i sf o ra n ds i g n i f i c a n c e k e y w o r d s ： a g r i c u l t u r a ll a n dc l a s s i f i c a t i o ng i s 论文独创性声明 本人声明：本人所呈交的学位论文是在导师的指导下，独立进行 研究工作所取得的成果。除论文中已经注明引用的内容外，对论文的 研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本论 文中不包含任何未加明确注明的其他个人或集体已经公开发表的成 果。 本声明的法律责任由本人承担。 论文作者签名： 赵易薛7 7 年厂月f 日 论文知识产权权属声明 本人在导师指导下所完成的论文及相关的职务作品，知识产权归 属学校。学校享有以任何方式发表、复制、公开阅览、借阅以及申请 专利等权利。本人离校后发表或使用学位论文或与该论文直接相关的 学术论文或成果时，署名单位仍然为长安大学。 ( 保密的论文在解密后应遵守此规定) 论文作者签名： 氛丑半 导师签名： 明年( 冠b 训7 年石月日 长安大学硕士学位论文 第一章绪论 1 1 研究背景 按照国土资源部的统一部署，陕西省于2 0 0 6 年4 月向全省1 0 7 个县市国土资源局 发出全面开展农用地分等工作的通知，同时要求各县市国土资源局完成县级成果汇总的 工作，汇总工作结束后交由省级项目组对成果进行验收。省级项目组制定的陕西省农 用地分等定级与估价工作手册，是根据国土资源部印发的农用地分等规程和农 用地定级规程的要求，并结合了陕西省的实际情况，提出了以1 9 9 8 年的耕评工作的 成果为基础，结合各地实际情况，制定了四种农用地分等方案。在划分出的分等单元上， 采用因素法计算农用地的自然质量属性，即根据选取得指标因素分值加权平均，计算各 分等单元指定作物的农用地自然质量分。因此分等因素的确定对农用地的自然质量属 性，乃至后面的工作都有重要的影响。 农用地分等定级与估价工作是国家国土资源大调查的重要组成部分，是贯彻落实 中华人民共和国土地管理法的重要基础工作。陕西省农用地总面积占全省土地面积 的8 9 8 ，全面掌握和科学量化这部分土地的质量和价值状况，不但有利于政府实现土 地资源管理由数量为主向数量、质量、生态相协调管理和科学利用转变，也对推动农业、 农村发展和农民富裕，建立资源节约型社会具有重要作用。特别是随着国家土地保护利 用政策的不断出台，搞好此项工作对国家和地方正在实施的征地制度改革、耕地占补平 衡、粮食综合生产能力核算、土地利用规划的修编和农用地流转都有着公益性、基础性、 实用性的战略性意义。 g i s ( g e o g r a p h i ci n f o r m a t i o ns y s t e m ) 是一种特定而又十分重要的空间信息系统，它 是以采集、贮存、管理、分析和描述整个或部分地球表面( 包括大气层在内) 与空间和 地理分布有关的数据的空间信息系统n 1 。虽然计算机制图、计算机辅助设计、数据库管 理系统、遥感图像处理技术奠定了地理信息系统的技术基础，地理信息系统是这些学科 的综合，可是它与这些学科之间又有区别。机助制图是地理信息系统的主要技术基础， 可是一个功能完善的地理信息系统包含机助制图所以功能外还具有丰富的空间分析功 能，而且g i s 数据组织严格，数据几何一致性和拓扑关系一致性是机助制图所缺少的： c a d 与g i s 的区别是c a d 处理的多为规则几何图形及其组合，图形功能极强，属性功能 较弱，而g i s 具有较强的空间分析功能，图形与属性的相互操作十分频繁，多具有专业 化的特征，具有较强处理海量数据的图库管理能力；在数据库管理上g i s 除需要功能强 大的空间数据的管理功能之外，还具有图像数据的采集、空间数据的可视化和空间分析 1 第一章绪论 等功能；遥感图像处理系统虽具有较强的制图功能，可是缺少实体的空间关系描述。因 此g i s 会使与地理空间分布有关的信息得到更有效、更迅速的利用，g i s 软件具有强大 的数据分析处理功能，尤其擅长模型的建立和计算，在6 i s 环境下对农用地分等进行研 究势必会减少工作量、提高工作效率，所以在g i s 环境下进行农用地分等的研究是非常 必要的n 1 列。 1 2 中外农用地分等研究简况 土地是基本的生产资料，对土地的管理是历代政府的基本职能，而耕地的质量是土 地管理的依据和税收制度的标准。 1 2 1 古代的农用地分等 在我国，耕地的分等历史早在夏商时期就出现了，由于赋税的需要，就对耕地地力 进行分等和评价。距今2 6 3 0 年的管子地员篇是时间上最早的耕地分等和评价的 著作，该篇把土地分为三等十八类九十种。在国外，对耕地的分等和评价的历史也有两 千多年，古罗马、古埃及、古希腊和古印度等国都有关于耕地等级划分的记载的历史文 献。其中，古罗马著名的农业家瓦罗在其著作论农业一书中，提出对土壤的分级应 按照“耕地的价值大小来排列 。但是，由于科学技术的历史局限性，在当时是不可能 形成完整的耕地分等和评价系统。 1 2 2 现代西方农用地分等的研究 在2 0 世纪3 0 年代德国提出了世界上早期的农用地分等系统。当时，德国政府颁布 了一个法案，即农用地评价条件，这是一个以赋税为主要目的的农用地分等体系。 它是以公顷为单位来对农用地进行质量评价的，确定农用地属性后，选择“标准地块 。 “标准地块 的地点在马格德堡附近的比肯多尔。其状况是：地形平坦，年气温8 c ， 年降水量为6 0 0 衄，生产经营水平相当于当年萨克森林中部的情况。其他的农用地质量， 则用相对于国家的“标准地块”的百分比来表示，根据农用地的特征属性对比后进行确 定。 随着土地资源调查与合理利用规划的不断发展以合理利用土地为目的的耕地质量 分析研究也随之产生和发展起来了。美国农业部土壤保持局在1 9 6 1 年正式颁布了土地 潜力分类系统，这是世界上第一个较完整的土地评价系统。该系统主要从土壤的特性出 发，将土地生产潜力分为潜力级、潜力亚级和潜力单位三个级别。随后，在1 9 6 3 年和 1 9 6 9 年加拿大和英国又分别出台了土地潜力分类系统和土地利用分类系统。 2 长安大学硕士学位论文 1 2 3 当代西方农用地分等的新趋势 在二十世纪七十、八十年代，遥感和计算机也应用在土地资源调查中了，这样土地 分等评价研究就从一般性的分等评价研究过渡到有针对性的专门分等评价研究，耕地质 量评价研究的理论与方法也在不断的改进，耕地分等评价研究进一步的深化。联合国粮 农组织于1 9 7 6 年颁布了土地评价纲要，该纲要弥补了土地潜力分类系统的不足，考 虑了土地的适宜性程度、土地的限制性因素以及土地的改良管理措施。此后，联合国粮 农组织在土地评价纲要的基础上，分别就雨养农业、灌溉农业、畜牧业、林业等不 同的土地利用类型，建立了全面而系统的土地评价体系，并在世界范围内实施。 九十年代以来，国外土地评价研究又有了新的发展，主要表现为：研究目的为区域 可持续服务、研究区域从大范围到中小地域、研究方向由综合化向专业化方向发展、研 究方法由定性向定量方向发展及研究手段广泛采用了计算机、遥感等新技术【1 1 。例如， 联合国粮农组织在农业生态区划研究中，从气候和土壤的生产潜力分析入手，进行土地 适宜性评价，并在非洲，东南亚和西亚实施。这是一种基于气候生态潜力和土壤生产潜 力，并考虑到土地投入水平的土地适宜性评价方法。 1 2 4 我国本次农用地分等的情况 目前，我国国土资源部正在开展新一轮的国土资源大调查土地监测与调查工程， 本项目是其中农用地分等定级与估价项目的陕西省子项目。2 0 0 5 年6 月，国土资源 部办公厅下发了关于部署开展农用地分等定级与估价工作的通知( 国土资厅发 2 0 0 5 6 l 号) 文件，安排陕西省开展农用地分等定级与估价工作，建立农用地等、级、价体系。 现在，本省共1 0 7 个县( 区、市) 根据各县( 区、市) 土地管理基础工作开展情况和现 有的基础资料的差异，将其分为四种类型，各县( 区、市) 应根据自身的实际情况采用 相应的技术方案进行基础底图的编绘和分等单元的划分。根据农用地的自然属性和经济 属性，对农用地的质量优劣进行综合、定量评定，并划分等别。 1 3 本文研究的主要内容 本文主要将农用地分等与地理信息系统知识相结合，在m a p g i s 环境下完成农用地的 工作，其主要研究内容如下： ( 1 ) 建立农用地分等模型本文在农用地分等知识的系统介绍的基础上，通过分 等因素指标区的划分，确定基准作物和指定作物及其基本参数，然后根据分等因素及权 重划分分等单元，并计算自然质量分和自然质量等指数，通过土地利用系数划分土地利 3 第一章绪论 用系数等值区计算农用地利用等指数，然后根据土地经济系数划分土地经济系数等值区 计算农用地等指数，最后根据农用地等指数的大小，编制农用地等别图。 ( 2 ) g i s 环境下进行农用地分等的研究工作的成果包括分等单元图和其他专题图 件都是以m a p g i s 矢量文件格式存储的。m a p g i s 的矢量文件是以点、线、面三种类型存储， 每个文件是由图形库和属性库组成。图形库存储的是图形信息，属性库存储的是空间要 素的属性信息。重点对农用地分等的关键技术内部数据库及外部数据库表的建立方 法进行了探讨。 ( 3 ) 选择吴堡为研究区，在m a p g i s 环境下进行农用地的分等工作，对上述理论方 法进行实践探讨。 现代是信息的时代，地理信息系统在遥感技术、全球定位系统、因特网的渗透和发 展中逐渐成为其集成化技术的核心，广泛应用于土地利用、资源管理、环境监测、交通 监测、城市规划、经济建设以及政府各职能部门中。而农用地分等涉及了大量的土地空 间信息和土地属性信息，借助现在的地理信息系统技术可以快速准确的获取和处理上述 信息，完成各种操作。所以在地理信息系统下进行农用地分等的研究可以使农用地分等 工作更加高效、方便。 4 长安大学硕士学位论文 第二章g is 理论与方法 地理信息系统( g i s ，g e o g r a p h i c a li n f o r m a t i o ns y s t e m ) 是在计算机硬件和软件支持 下，运用地理信息科学和系统工程理论，科学管理和综合分析各种地理数据，提供管理、 决策、规划、预测和预报等任务所需要的各种地理信息的技术系统2 1 。 2 1gis 的组成部分 一个完整的g i s 主要由四个部分构成，即计算机硬件系统、计算机软件系统、地理 数据( 或空间数据) 和系统管理操作人员。其核心部分是计算机系统( 软件和硬件) ， 空间数据反映g i s 的地理内容，而管理人员和用户则决定系统的工作方式和信息表达方 式1 2 。 计算机硬件系统是计算机系统中的实际物理装置的总称，可以是电子的、电的、磁 的、机械的、光的元件或装置，是g i s 的物理外壳。系统的规模、精度、速度、功能、 一f j 形式、使用方法甚至软件都与硬件有极大的关系，受硬件指标的支持或制约。构成计算 机硬件系统的基本组件包括输入输出设备、中央处理单元、存储器( 包括主存储器、辅 助存储器硬件) 等，这些硬件组件协同工作，向计算机系统提供必要的信息，使其完成 任务；保存数据以备现在或将来使用；将处理等到的结果或信息提供给用户【2 1 。 计算机软件系统是指必需的各种程序。对于g i s 应用而言，通常包括： ( 1 ) 计算机系统软件 由计算机厂家提供的、为用户使用计算机提供方便的程序系统，通常包括操作系统、 汇编程序、编译程序、诊断程序、库程序以及各种维护使用手册、程序说明等。 ( 2 ) 地理信息系统软件和其他支持软件 包括通用的g i s 软件包，也可以包括数据库管理系统、计算机图形软件包、计算机 图像处理系统、c a d 等，用于支持对空间数据输入、存储、转换、输出和与用户接口。 ( 3 ) 应用分析程序 是系统开发人员或用户根据地理专题或区域分析模型编制的用于某种特定应用任 务的程序，是系统功能的扩充与延伸。应用程序作用于地理专题或区域数据，构成g i s 的具体内容，这是用户最为关心的真正用于地理分析的部分，也是从空间数据中提取地 理信息的关键。 系统开发、管理和使用人员是地理信息系统应用的关键，因为仅有系统软硬件和数 5 第二章g i s 理论与方法 据还不能构成完整的地理信息系统，需要人进行系统组织、管理、维护和数据更新、系 统扩充完善、应用程序开发，并灵活采用地理分析模型提取多种信息，为研究和决策服 务。 空间数据是指以地球表面空间位置为参照的自然、社会和人文经济景观数据，可以 是图形、图像、文字、表格和数字等。它是由系统的建立者通过数字化仪、扫描仪、键 盘、磁带机或其他系统通讯输入g i s ，是系统程序作用的对象，是g i s 所表达的实现世 界经过模型抽象的实质性内容。在g i s 中，空间数据主要包括：1 ) 某个已知坐标系中 的位置：即几何坐标，标识地理景观在自然界或包含某个区域的地图中的空间位置；2 ) 实体间的空间关系：通常包括度量关系、延伸关系、拓扑关系等；3 ) 与几何位置无关的 属性：即通常所说的非几何属性或简称属性，是与地理实体相联系的地理变量或地理意 义。 2 2gis 的功能 随着计算机技术的快速发展，g i s 在技术上也日趋成熟，已形成了比较统一的功能 结构。其功能主要包括： ( 1 ) 数据的采集、检验与编辑。在获取数据方面，保证地理信息系统数据库中的 数据在内容和空间上的完整性、数据逻辑一致、无错等； ( 2 ) 数据操作包括数据格式化、数据转换等。数据的格式化是指不同数据结构的 数据间变换；数据转换包括数据格式转换、数据比例尺的变换； ( 3 ) 数据的存储与组织； ( 4 ) 查询、检索、统计、计算功能。查询、统计、计算式地理信息系统以及许多 其他自动化地理数据处理系统应具备的最基本的分析功能： ( 5 ) 空间分析功能：空间分析功能是地理信息系统的核心功能，也是地理信息系 统与其它计算机系统的根本区别。其中模型分析是指在地理信息系统支持下，分析和解 决问题的方法体现，是地理信息系统应用深化的重要标志； 地理信息系统的空间分析功能可用于分析和解释地理特征间的相互关系及空间模 型。它可分为三个不同的层次：一是空间检索，包括从空间位置检索空间物体及其属性 和从属性条件检索空间物体；二是空间拓扑叠加分析，空间拓扑叠加分析实现了输入特 征的属性的合并以及在空间上的连接；第三是空间模拟分析，目前的空间模拟分析工作 主要在将地理信息系统与空间模型分析相结合。 ( 6 ) 显示：地理信息系统为用户提供了许多用于显示地理数据的工具，其表达形 6 长安大学硕士学位论文 式既可以是计算机屏幕显示，也可以是诸如报告、表格、地图等硬拷贝图件【。 2 3g i s 的发展及应用领域 自从1 9 6 3 年加拿大测量学家r f t o m l i s o n 博士提出把常规地图变为数字形式存入 计算机的想法，并子1 9 6 5 年建立了世界上第一个地理信息系统加拿大地理信息系 统用于自然资源的管理和规划。地理信息系统由此诞生【3 1 。到现在已经有4 0 多年的历史 了。 2 3 1 国内外gis 的发展 在国外，g i s 的发展主要经历了三个阶段【4 5 6 7 】： 第一阶段是从2 0 世纪6 0 年代中期到8 0 年代的中后期，是g i s 软件从无到有的阶 段。由于受条件的限制，这一阶段的g i s 软件主要特点有：以图层作为处理的基础，各 类查询与计算只能在同一图层中进行；以系统为中心，不同的g i s 系统基本上没有联系； 与其它的软件工具不存在集成关系；操作模式是单机、单用户，无法实现分时操作模式； 系统采用全封闭结构，支持二次开发的能力非常弱。在主要实现技术上，以文件系统来 管理空间数据与属性数据。应用基本上集中在资源与环境领域的管理上。 第二阶段是从2 0 世纪8 0 年代末到9 0 年代中期，由于网络技术已经成熟并广泛的 应用，这是g i s 软件成熟和应用快速发展的时期，其主要特点有：以图层作为处理基础， 可进行数据查询；以系统为中心，属性数据利用商用d b m s 来管理，与其它系统的集 成能力略有增强；操作模式是多机、多用户，g i s 软件也转向c , s 结构，但仍然是胖 “c l i e n t ”类型；系统支持二次开发的能力有所增强，但灵活性仍受限制；以商用d b m s 管理属性数据，空间数据仍用文件系统来管理。应用领域开始有较大范围的扩展。 第三阶段是从2 0 世纪9 0 年代中期开始到现在，g i s 应用已经逐渐渗透到人类生活 的各个方面，已具有一定应用集成平台的能力，其主要特点有：以图层为处理基础，商 用d b m s 相继实现了对空间数据的管理；以系统为中心，属性数据利用商用d b m s 来 管理，与其他系统的集成能力有所增强；多机、多用户操作；支持二次开发的能力较强； 开始向以数据为中心的方向过渡，实现一体化存储和一体化查询。目前g i s 的应用领域 在迅速扩大，应用深度在不断提高，具有了一定的分析决策的能力。 在国内，我国地理信息系统的起步稍晚，但发展势头相当猛烈。自8 0 年代初开始， 以1 9 8 0 年中国科学院遥感应用研究所成立全国第一个地理信息系统研究室为标志，在 几年的起步发展阶段中，我国地理信息系统在理论探索、硬件配置、软件研制、规范制 7 第二章g i s 理论与方法 定、区域试验研究、局部系统建立、初步应用试验和技术队伍培养等方面都取得了进步， 积累了经验，为在全国范围内展开地理信息系统的研究和应用奠定了基础。 2 3 2g is 的应用领域 地理信息系统又名空间信息系统，因此，与空间位置有关的领域都是地理信息系统 的重要应用领域【引。 g i s 应用在环境评价和监测系统方面，主要用于环境影响评价【9 1 、污染评价【1 0 】、灌 溉适宜性评价【l l 】、灾害监测( 森林火灾、洪水灾情、救灾抢险等) f 1 2 1 、生态系统的研究 【1 3 1 4 15 1 、生物圈遗迹管理、自然资源管理等。 g i s 在土地和资源评价管理方面【1 6 1 7 ，18 1 ，广泛应用于土地管理、水资源清查、矿产 资源评价( 矿产预测、矿产评价、工程地质、地质灾害) 中。 g i s 在市政工程建设方面【1 9 一o 2 1 】，应用于公共供应网络( 电、气、水、废水) 、电 信网络、交通领域、区域和城市规划、道路工程中。 g i s 可为政府和企业提供极为有利的管理、规划和决策工具。它可用于企业生产经 营管理、税收、地籍管n t 2 2 1 、宏观规划2 3 2 4 2 5 2 6 2 7 2 8 2 9 1 、开发评价管理、交通工程、 公共设施使用、道路维护、市区设计、公共卫生管理、经济发展、赈灾服务等。 由于g i s 强有力的数据管理、处理、显示和制图功能，测绘制图部门可利用g i s 技术 实现计算机制图设计、数据存储、编辑加工及自动化生产，采用g i s 技术便于地图修改、 更新，缩短成图周期，大大提高劳动部门生产率。 除上述外，一个新的趋势是将具体的模型与g i s 方法结合起来用于规划管理，如噪 声分析、环境污染、公共供应网络模型、旅游规划模型、航空、生态生物学模型等。 2 4gis 的软件产品介绍 目前市场上的g i s 软件产品很多，大家比较熟悉的有e s r i 公司的& r e g i s 、m a p o b j e c t 以及国产i 拘s u p e r m a p 、m a p g i s 等等。下面主要介绍一下a r c g i s 、s u p e r m a p 、m a p g i s 等的功能。 ( 1 ) a r c g i s 是美国e s r i 公司7 0 年代后期推出的地理信息系统，早期的a r c g i s 称为a r c l n f o ，主要运行在u n i x 系统下，后来陆续移植到基于w i n d o w sn t ( a r c i n f o ， a r c v i e w3 x ) 的平台上和基于d o s 的平台上( p ca r c l n f o ，a r c v i e w3 x ) 。2 0 世纪9 0 年代推出全新的基于桌面的地理信息系统，称为a r c g i s 。 a r c g i s 包括a r c g i sd e s k t o p 、w o r k s t a t i o n 、a r c l m s 、a r c o b j e c t s 、a r c s d e 等6 个 8 长安大学硕士学位论文 部分。其中a r c g i sd e s k t o p 主要包括以下模块：( 1 ) a r c r e a d e r 地图浏览器；( 2 ) a r c v i e w 数据组织，查询，制图综合，地图输出，地图浏览。( 3 ) a r c e d i t e r 数据管理，要素编 辑( 如a r c s c a n 、拓扑等) ，地图浏览，数据组织，查询，制图综合，地图输出。( 4 ) a r c l n f o 具有a r c g i s 的全部功能，如空间分析，数据管理等，也包括以上几个模块的全部功能。 ( 5 ) a r c s d e 空间数据库引擎。( 6 ) a r c l m s 基于i n t e r n e t 的空间数据发布系统，其中： a r c l m ss e r v e r 提供数据发布服务。 ( 2 ) s u p e r m a pg i s 中包括很多g i s 软件，它是一个系列的g i s 软件产品，其中包括： s u p e r m a ps d x + 5 一支持海量空间数据管理的大型空间数据库引擎；s u p e r m a po b j e c t s 5 一适合大型专业应用系统建设的全组件式g i s 开发平台；s u p e r m a pi s n e t5 一用 于建立大型网络g i s h 艮务的i n t e r n e tg i s 开发平台；e s u p e r m a p5 一适用于移动终端设 备的嵌入式g i s 开发平台；s u p e r m a pd e s k p r o5 一用于地理空间数据处理与分析建模 的大型桌面g i s 软件；s u p e r m a pe x p r e s s5 一用于地理空间数据编辑与处理的桌面g i s 软件； s u p e r m a pv i e w e r5 一用于浏览地理空间数据的工具软件。 ( 3 ) m a p g i s 是另外一个国产的很具有影响力的g i s 软件，它使用方便、操作简单、 功能强大，因此也备受g i s 行业的青睐。它主要的功能有：( 1 ) 数据输入( 有数字化仪 输入、扫描矢量化输入、g p s 输入和其它数据源的直接转换) ；( 2 ) 数据处理敷通过拓 扑结构编辑子系统、图形编辑子系统、错误检查子系统、地图投影变化子系统、数据校 正处理子系统、系统服务库设计来进行数据校正、编辑、图形的整饰、误差的消除、坐 标的变换等工作) ；( 3 ) m a p g i s 数据库管理( 图形数据库管理子系统和专业属性库管 理子系统) ；( 4 ) 空间分析( 包括矢量空间分析、图像分析、数字高程模型三个子系 统) ；( 5 ) 数据的输出( 可通过输出子系统、电子表定义输出系统来实现文本、图形、 图像、报表等的输出) 。 由于m a p g i s 本身可靠性和实用性强，中文界面易于操作，而且与数字国土工程、农 用地数据库管理的要求相一致，所以本次陕西省农用地分等定级与估价项目采用这个软 件。 9 第三章农用地分等基本知识 第三章农用地分等基本知识 农用地分等工作是国家深化土地资源的一项基础性工作。做好分等工作不但是为了 贯彻落实中华人民共和国土地管理法和国务院关于深化改革严格土地管理的决定 ( 国发【2 0 0 4 12 8 号) 的有关精神，为科学、合理、统一、严格管理农用地提供依据， 而且还可以科学量化农用地数量、质量和分布，为土地整理、产权重划、基本农田保护 等提供依据；以及为以后的落实耕地占用补偿制度、实现区域耕地占补平衡目标、科学 核算农用地生产潜力提供依据啪一。本章将主要介绍农用地分等的基本概念、原则、农 用地分等模型的建立、在g i s 环境下的基础数据建库等。 3 1 农用地分等的基本概念、原则 3 1 1 农用地的基本概念 一、农用地 农用地是指直接用于农业生产的土地，包括耕地、园地、林地、牧草地及其他农用 地【3 2 1 。 二、农用地分等 农用地分等指在全国范围内，按照标准耕作制度，在自然质量条件下、平均土地利 用条件、平均土地经济条件下，根据规定的方法和程序进行的农用地质量综合评定，划 分出的农用地等别【3 2 1 。 三、其他相关概念与方法 因素法：通过对构成土地质量的自然因素和社会经济因素的综合分析，确定因素因 子体系及影响权重，计算单元因素总分值，依次为依据客观评定农用地等别的方法【3 2 1 。 分等因素指标区是对区域内决定农用地自然质量的各种因素和因素组合，依主导因 素原则和区域分异原则划分的区域，是区别于其他指标区的最小单元。【3 2 1 。 基准作物是理论标准粮折算基准，指全省比较普遍的主要粮食作物。 指定作物指行政区所属耕作区标准制度中所涉及的作物m 1 。 光温生产潜力：指在农业生产条件得到充分保证，水分、二氧化碳供应充足，其他 环境条件适宜情况下，理想作物群体在当地光、热资源条件下，所能达到的最高产型3 3 1 。 气候生产潜力：指在农业生产条件得到充分保证，其他环境因素均处于最适状态时， 在当地实际光、热、一水气候资源条件下，农作物群体所能达到的最高产量，即在光温生 产潜力基础上进一步考虑降水的限制作用后，农作物的理论产量【3 4 1 。 1 0 长安大学硕士学位论文 产量比系数是以国家指定的基准作物为基础，按当地各种作物单位面积实际产量与 基准作物实际产量之比来计算的阳3 洲3 副。 分等单元是农用地等级评定和划分的基本空间单位，单元内部土地质量相对均一， 单元之间有较大差异。 土地自然质量分：相当于小区域内依据土壤、地形等条件进行的土地质量评价。土 地自然质量分，从耕地自然质量的角度反映了土地的肥力特征，从土壤肥力角度表现土 地质量在小区域范围内的空间差异。 土地利用系数：土地利用系数在概念上可以看作入们在生产活动对自然生产力的实 际利用程度。其实质反映了区域土地利用程度，这集中体现在土地利用的基础设施条件 和管理水平。土地利用水平在全国差异大，而且可以通过田、水、路、林、渠的综合治 理改造，提高区域的土地利用水平，提高作物生产的高产稳水平和抵御自然风险的能力 【3 3 3 4 3 5 l 。 土地经济系数：土地经济系数体现了产量成本比值的相对差异，该系数集中反映了 土地投入产出在全国的空间差异分布规律。其表征了农户利用层次上，从追求产量最大 化和利润最大化的角度反映了农户对土地投入的选择程度。 标准样地：是指在一定的栽培管理技术条件下，区域内农作物产量水平最高的若干 农用地分等单元。一般情况下，标准样地的农业生产条件最好，它们在本区域内所处位 置的气候、地形地貌、土壤、灌溉与排水等条件的综合特征最优汹1 。 3 1 2 农用地分等原则 ( 一) 综合分析原则 农用地质量是各种自然因素、社会经济因素综合作用的结果，农用地分等应以造成 等别差异的各种相对稳定因素的综合分析为基础。 ( 二) 分层控制原则 农用地分等以建立全省范围内的统一等别序列为目的，在实际操作上，农用地分等 是在省、县两个层次上展开。县级分等成果要在本县域范围内可比，省级协调汇总成果 要在本省域范围内可比。 ( 三) 主导因素原则 农用地分等应根据相对稳定的影响因素及其作用的差异，重点考虑对土地质量及土 地生产力水平具有重要作用的主导因素，突出主导因素对分等结果的作用。 ( 四) 土地收益差异原则 1 1 第三章农用地分等基本知识 农用地分等应反映不同区域土地自然质量条件、土地利用水平、社会经济水平的差 异对区域土地生产力水平的影响，也应反映对区域土地收益水平的影响。 ( 五) 定量分析与定性分析相结合原则 农用地分等应以定量计算为主。对现阶段难以定量的自然因素、社会经济因素采用 必要的定性分析，定性分析的结果可用于农用地分等成果的调整，以提高农用地分等成 果的精度。 ( 六) 跟踪检验原则 在农用地分等工作中，应对每一步成果通过比较法及实地抽样调研进行自检，并要 广泛邀请相关专家论证修改，确保成果与实际情况相符。 3 2 农用地分等模型 根据农用地分等规程，制定陕西省农用地分等的总体技术路线为：根据陕西省 不同的耕作制度及影响土地质量和土地生产力水平相对稳定的自然因素，划分分等因素 指标区；分别确定各指标区的分等因素及其权重；划分分等单元，采用多因素综合分析 法确定各分等单元指定作物的自然质量分，并根据光温生产潜力和产量比系数计算农用 地自然质量等指数；计算土地利用系数，将自然质量等指数修正为农用地利用等指数； 计算土地经济系数，将农用地利用等指数修正为农用地经济等指数。最后根据农用地经 济等指数的大小，采用等间距法划分等别，并编制农用地等别图1 。如图3 1 所示： 1 2 长安大学硕士学位论文 前期的工作准备 广 资料收集与整理 + r 确定标准耕作制度 r 指标区划分卜 计算自然质量等指数并划_ 1 计算竺篓气妻耋兰耋m 确定墓、雠蒜黜物 _ _ 分自然质量等 t一确定作物产量比系数h 。 1 。一确定分等因素及权重 j r - 4 计算农用地自然质量分一：一 一。 r t 面。 l 狮川卜。l 列叫乖，川王帆 素分值表 、 不合理 芝日 计算作物土地经济 以村为单位，7 调杳指 i 计算作物等指数 _ 系数并划分等值区 l 4 -定作物的投入产幽 合理f ijl 计算农用地等指数并划分i 土地等别i ，占 不合理 n 翌吵 合理i 廿厶i i 打 成果汇总 1 短仪 图3 1 农用地分等技术路线 3 2 1 划分分等因素指标区 1 、分等因素指标区的划分是按照以下原则池油1 ： ( 1 ) 根据地貌类型和耕作制度划分指标区； ( 2 ) 一个指标区内所选定的各分等因素，在本指标区内应有显著差异，并应对农用 地的质量差异有明显影响；其分等因素组合与其他指标区的分等因素组合是有区别的： ( 3 ) 一个指标区内，只适用一套经过科学分析论证的农用地分等因素指标体系。农 用地自然质量分的计算，只用该指标区内所选用的各分等因素。 1 3 第三章农用地分等基本知识 根据分等因素指标区的划分原则可以将陕西省的1 0 7 个县( 市、区) 划分为7 个指 标区，如表3 1 所示： 表3 1 陕西省农用地分等指标区表 指标区类型 分布范围( 县、市、区名称) 个数 陕北长城沿线风沙区府谷、神木、榆阳区、横山、靖边、定边5 县1 区 佳县、米脂、吴堡、绥德、子洲、清涧、宝塔区、子长、延 陕北黄土丘陵沟壑区 1 3 县1 区 长、延川、甘泉、安塞、志丹、吴起 宜川、黄龙、洛川、富县、黄陵、韩城市、合阳、澄城、白 1 7 县3 区 渭北黄土早塬区水、王益区、印台区、宜君、耀州区、旬邑、淳化、永寿、 彬县、长武、麟游、千阳、陇县 1 市 临渭区、大荔、潼关、华阴市、华县、蒲城、富平、秦都区、 渭城区、三原、泾阳、礼泉、兴平市、武功、乾县、金台区、 关中渭河平原区渭滨区、扶风、眉县、歧山、风翔、陈仓区、阎良区、未央 1 8 县1 5 区2 区、新城区、碑林区、莲湖区、雁塔区、灞桥区、临潼区、 市i 示范区 蓝田、高陵、长安区、户县、周至、杨