快速城鎮化地域土地資源動態監測研究

王嘉慧　李畫

【摘 要】我國在經濟全球化和國際競爭日益加劇背景下進入城鎮化快速發展階段，土地資源動態監測是目前研究的一個熱點。本文介紹了3S技術在土地利用動態監測中的集成應用，闡述了建立動態監測系統的一般步驟，并探討了在集成應用過程中存在的問題以及解決辦法。

【關鍵詞】快速城鎮化； 土地動態監測； 3S； 土地利用

1 自然資源及其對區域發展的影響

1.1 自然資源的概念

自然資源是指存在于自然界，能被人類利用并能產生經濟或社會價值的自然條件（或自然環境要素）。然而自然資源僅僅是一個相對的概念，隨著社會生產力水平的提高和科學技術的進步，自然資源的概念也在不斷變化。那些雖然在當前不能為人類利用而轉化為自然資源的自然環境因素，可能在今后也能被人類利用，轉化為自然資源。

1.2 自然資源的特征

自然資源具有有限性、區域性、整體性、多用途性和社會性等特征。

1.2.1 有限性

自然資源的有限性是指自然資源的數量供應與人類不斷增長的需求存在矛盾，即用經濟學的觀點看自然資源存在稀缺性。

1.2.2 區域性

任何一種自然資源，無論在數量上或質量上都有顯著的地域差異，并且在地球上的分布都是不均衡的。自然資源的地域差異（區域性）不但表現在不同區域同一種資源在數量和質量上存在差別，而且還表現在不同區域的各種自然資源在其品種組合上的差異。這兩個方面的差別，會對自然資源的利用都會產生重大影響。

1.2.3 整體性

各種自然資源要素一個區域彼此都有生態上的聯系，形成一個整體，即自然資源生態系統。其中一種資源的開發利用，就可能引起系統中其他資源或環境要素的連鎖反應。自然資源的這種整體性特征，要求人們全面研究、綜合開發自然資源。

1.2.4 多用途性

大部分自然資源都具有多重功能。如一條河流，可以用作發電，也可以作為灌溉系統的主要部分，對交通部門而言則是航運線，而旅游部門又把它當作旅游資源。

1.2.5 社會性

自然資源上附加人類勞動是是自然資源中的社會因素。這種社會因素是人類世世代代利用自然、改造自然的結晶.

2 土地和土地利用

2.1 土地利用的概念

土地利用是指人類通過一定的行為，以土地為勞動對象，利用土地的特征，來滿足自身需要的過程。土地利用可以是一項生產性活動，如種植作物、栽培樹木、養殖牲畜，也可以是一項非生產性活動，如建筑住宅、修建公園等。

2.2 土地的平面利用與立體利用

簡單來說，土地是指地球的表面，是一個平面的概念。農業用地，尤其是種植業用地，一般也是平面利用。然而，土地又是立體的，下至地殼，上至大氣層，都可以作為土地的范疇。城市土地日益趨向立體利用方向發展。在現代城市中，地下停車場、地下管線網、地下商場、隧道、地下鐵路比比皆是，甚至有些城市地下可作三四層空間使用。另外，城市的高空利用也越來越多，現代城市中高樓大廈、高架鐵路與公路、人行天橋、高空管線也到處可見。

3 土地利用動態監測的內容和目的

土地利用動態監測主要是通過對本底資料（監測土地的具體數據和圖件），采用遙感和土地調查等手段，利用計算機及監測儀對土地利用的動態變化進行綜合反映，并對這些反映進行科學分析。其監測的主要內容包括土地利用變化的動態信息，耕地總量的動態平衡情況，農業用地內部結構的調整情況以及基本農田的保護區情況等。通過對以上的監測，做到及時、準確的掌握相關土地的具體情況，為政府的決策和對各項規劃管理提供科學的依據。

3.1 土地利用變化的動態信息

土地的利用情況以及利用性質隨著時間的推移會發生不同的變化。土地利用變化的類型、具體位置以及相關數量構成變化的動態信息。為更好地對土地進行利用，有關政府和部門應及時、準確了解這些內容。

3.2 耕地總量的動態平衡情況

為保證耕地的數量能夠滿足人們對農作物的需求，必須對耕地總量的動態平衡情況進行充分的調查研究，相關部門根據現有的耕地資源具體數量，結合土地資源可以提供的最大限度及目前的耕地需求情況，將耕地的數量進行合理的協調。

3.3 農業用地內部結構的調整情況

農業用地內部的結構情況就是為了能夠對農業用地進行科學合理的管理，對其內部結構的調整情況及時掌握，以求其發揮最大效益。

3.4 基本農田的保護區情況

基本農田保護區指的是依照相關的法定程序確定的對基本農田實行特定保護區域。基本農田的保護區不能進行占用。因此，應及時掌握并充分利用對基本農田的保護用情況。

土地利用動態監測，就是對土地進行了全面性的調查，掌握其數量、質量、權屬、利用現狀等信息后，對土地進行的調查和監測，使土地在總體規劃的控制下，更好地發揮其效用。

3S技術的土地利用動態監測技術可以為相關管理部門提供一個快速、有效的土地利用動態監測手段和時空數據管理與分析的平臺。在土地利用現狀更新調查數據庫和土地利用規劃數據庫的基礎上進行土地利用遙感動態監測，不但節約成本，提高了數據更新速度，而且能夠有效推動土地利用規劃跟蹤管理和用途管制的實施，從而產生巨大的經濟、環境利社會效益。

4 3S技術及動態監測系統綜述

4.1 利用3S技術進行土地利用動態監測的優勢

3S技術是指RS（Remote Sensing）、GPS（Global Positioning System）、GIS（Geographical Information System） 三者的有機結合。通過應用綜合的技術，構成了信息獲取、信息處理、信息應用一體化的技術系統，實踐性和應用性較強。

地理信息系統具有強大的對空間數據處理和對現實世界模擬的能力，是采集、存儲、管理、檢索、分析和描述地球表面與空間地理分布數據的空間信息系統。

GIS系統通過空間要素的疊置，能夠產生相關綜合的信息，外界情況發生變化時，只需改變局部的數據，就可維持數據的現實性和有效性。

遙感具有較高的空間分辨率，可以高效的信息采集信息。利用GIS對遙感資料進行處理，就可以獲得土地資源數據，反映土地資源的現狀。GPS是全球定位系統，利用衛星技術提供全球地理坐標。具有極高的精確度、靈活性和實時性。

遙感技術可以對土地利用進行分類和動態監測，但由于遙感圖像上半讀圖上的區域界線比較困難。而GPS的應用，則能準確地界定區域界線。GIS的應用可以為多種來源的海量時刻數據綜合處理、動態存取、集成管理及建模，因此，3S集成技術建立了土地利用動態監測系統。

3S土地利用動態監測系統具有以下特點：

（1）土地利用的變化信息能及時、主動地發現，獲取土地利用變化信息的數量準確、快速；

（2）土地利用變化信息與歷史信息的比對分析；

（3）計算機管理土地利用變化信息，輸出圖件成果方便快捷。

4.2 3S技術土地利用動態監測的一般程序

4.2.1 根據需要選擇遙感影像，同時選擇土地利用本底圖。要根據遙感數據及所在地區的特點選擇數據。

4.2.2 利用掃描儀數字化土地利用圖，形成數字專題圖；對衛星遙感影像進行幾何校正和輻射校正。

4.3 遙感圖像解譯

4.3.1 交互式目視解譯

在計算機上利用GIS編輯功能對遙感圖像進行交互式目視解譯。首先對分布范圍確定，用鼠標跟蹤類型邊界，邊界封閉后，再決定該圖斑的土地利用類型的代碼。

4.3.2 計算機分類

采用專家系統，依據地物光譜特征解譯遙感圖像土地利用類型；圖像由柵格數據轉換為矢量數據，將解譯結果（土地利用變化圖）保存到GIS數據庫。

4.4 通過GPS調查最新土地利用及權屬變化。

4.4.1 利用GPS前往調查目的區，精確定位發生土地類型變化的區域邊界；

4.4.2 對每個地塊進行編號，每個地塊邊界各點坐標和該地塊的屬性進行記錄，土地利用現狀圖和各個地塊的屬性信息保存在GIS數據庫中。

4.5 利用GIS進行疊加、統計、分析、制圖、輸出，GIS是整個土地動態監測的重要技術支撐。

4.5.1 疊加分析

疊加同一區域范圍內2個不同圖層的數據，就生成1個新的圖層。在該圖上標明了土地利用變化范圍與分布區域。

4.5.2 統計分析

對土地利用本底圖與土地利用變化圖上不同類型的圖斑進行統計分析，求出各種類型變化的面積。將不同土地利用類型的面積繪制圖表，比較土地利用類型在數量上的變化。

4.5.3 生成土地利用變化圖。

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[責任編輯：孫珊珊]