《土地評價理論與方法》課程教學改革初探

岳德鵬

摘要：隨著大數據信息時代的到來，3S（GPS、RS、GIS）技術和計算機快速發展為土地評價技術方法注入了新的活力。本文以北京林業大學“土地評價理論與方法”課程為例，在傳統土地評價課程理論內容基礎之上，結合新時代計算機技術與3S技術，針對地理信息系統專業的土地評價理論與方法課程，在補充教學內容以及開展新型實踐教學等方面進行了探討與研究，旨在為高等院校土地評價類課程的教學改革提供參考。

關鍵詞：土地評價；地理信息系統；3S技術；課程改革

中圖分類號：G642.3 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2019）03-0103-04

隨著城市化進程加快，人口的快速增長導致土地資源緊缺，人口、資源、環境之間的矛盾日益突出，如何實現有限的土地資源高效、合理利用是當前研究要解決的重要問題。由此，近年來，基于土地資源合理利用的土地評價得到了各專家學者的廣泛關注，針對土地資源利用的研究獲得了前所未有的發展。《土地評價理論與方法》是國內高等院校土地科學、土地資源管理專業的必修課程，也是人文地理、自然地理以及地理信息科學等專業的核心課程，是地理學與農學、林學及生態學、經濟學等應用學科的有機結合，可應用于林業、農業、城市建設、交通運輸等各個方面。該課程旨在鍛煉、培養學生掌握土地評價的理論基礎、技術方法，理論聯系實際，順應科學發展和社會需要。在教學過程中，土地評價的內容隨著土地科學技術的發展日益豐富，從最初的大農業生產潛力評價、土地經濟評價等土地專項評價，發展到了當前以農業、城市建設、保護區與旅游、生態環境與區域自然、經濟、社會、生態環境可持續利用結合的綜合性土地評價，體現了土地科學與計算機科學、地理信息系統技術的有利結合。上述變化也要求在課程教學過程中應實時補充理論知識、緊跟學術前沿，及時更新高效快捷的技術方法。為此，筆者在總結多年教學實踐的基礎上，結合近幾年新形勢下土地科學的發展，從城市發展需要及3S技術的發展對該門課程改革的必要性進行闡述，并針對土地評價中的土地適宜性評價、土地生態評價、土地集約利用評價的教學內容補充以及案例式、實驗式教學方法改革進行了初步的分析探討。

一、“土地評價理論與方法”課程改革必要性

（一）適應城市發展的需要

隨著人口增長與經濟發展，城市化與工業化進程不斷加快，目前有限的土地資源已經無法滿足人類發展的需要，城市建設用地的擴張與周圍林地等其他土地利用類型的矛盾日益凸顯。自十七大以來，國家在加強生態文明建設的理念指導下，逐步加強土地管理標準，取消了土地新開發、劃定基本農田范圍、建立城鄉土地集約利用標準、劃定生態管控紅線等，通過采取一系列措施緩解城市土地資源供需矛盾，實現土地資源優化配置，實現土地可持續利用。但由于相關書籍出版周期過長，多數土地管理教材未能反映國家這一重大的土地政策變化。因此，要及時對相應政策進行更改以及補充，向當代大學生及時講授和普及我國新時代的土地管理政策是非常必要的。

（二）適應3S技術發展的需要

隨著3S技術快速發展，大大改變了傳統型土地資源調查、土地評價等技術精度低、耗時久、方法單一的現狀。GPS（全球定位系統）技術通過使用地形圖結合航片進行地面點定位，以實測獲取土地資源位置數據，改進了現行的土地資源調查方法，提高了土地資源調查精度，從而推動了土地管理與監測精確化、科學化；GIS（地理信息系統）技術通過ArcGIS平臺實現對空間數據存貯更新、查詢檢索、量測計算、分析處理等，準確及時地獲取土地資源大量的空間信息與屬性信息，從而對土地資源數量和質量的變化進行動態監測與規劃；RS（遙感遙測系統）技術通過各類遙感影像判讀獲取土地評價的自然因子，實現實時監測。3S技術為土地行業帶來技術性變革，但在農林類高校的教學中，相關土地評價類課程與前沿技術的結合未得到有效的開展，很多高校僅簡單介紹相關理論，缺少3S技術在土地行業中的推廣和應用部分，不利于培養新時代的技術人才。

二、教學內容改革

（一）土地適宜性評價

在土地評價的眾多類型中，土地適宜性評價是目前最常用的土地評價類型，以土地的自然要素和社會經濟要素為鑒定指標，針對某種特定的土地利用方式，綜合分析土地構成要素對該用途，如植物生長、建設用地開發等的限制性與適宜性[1]。

土地評價的理論基礎和目的隨著時代的發展在不斷變化，如今的評價更注重自然、經濟與社會等因素的綜合作用，且由定性評價逐漸向定量評價傾斜，以往定量評價使用較多的數學模型為權重系數法、層次分析法和模糊綜合評價法等，如今人工神經網絡等新型方法由于其客觀性也受到了眾多學者的追捧[2]。隨著計算機技術和遙感技術的迅速發展，快速高效地獲取土地評價的某些相關自然因子變得更為便捷，通過對遙感影像處理、反演可以獲得土地評價因子，如DEM、坡度、植被覆蓋指數、生態水文指數等。同時，地理信息系系統（GIS）技術的發展為土地適宜性評價方法帶來了技術上的革新，它不僅將空間數據和屬性數據完美地結合起來，同時還具有強大的空間分析能力，這使得對土地這種空間復雜系統的分析、評價更具科學性。

近年來，國內外關于土地適宜性評價的范圍不斷擴大，除了傳統的農用地土地適宜性評價之外，在可持續的社會發展趨勢下，基于環境破壞問題的自然保護區生態脆弱性評價應運而生，針對偏向于城市內部格局優化的城市用地與著眼于環境與社會經濟綜合效益的發揮的旅游用地適宜性評價等也在大量開展，各類型用地的評價方法也不再局限于單因素單項性評價，通過引入3S技術對土地評價方法的不斷更新優化使得研究更加全面與深入[3-5]。3S技術目前被廣泛應用于土地評價中，并與統計學等各種新技術、新方法相結合，共同推動著土地適宜性評價的發展，使得土地適宜性評價的開展更為快速便捷。因此，在土地適宜性評價內容上，應不再只是簡單介紹傳統的評價方法，而應大量補充和更新3S技術方法在土地適宜性評價應用的內容，使得學生掌握到計算機技術帶來的便捷精確的評價方法。

（二）土地生態評價

土地生態評價在一般土地評價的基礎上，以實現土地資源的可持續利用為目標，系統地衡量人類活動對土地資源的影響及其產生的生態效應。隨著對生態環境問題的日益重視，許多學者對土地生態評價進行了大量研究，主要集中在土地生態安全、敏感性、生態風險、脆弱性等方面[6-8]，而土地生態評價的理論和方法尚未成熟，教學中針對土地評價指標和方法研究的內容不足，筆者依據相關研究成果，從土地生態評價指標體系與評價方法兩個方面補充生態評價相關內容。

傳統的土地生態評價指標體系基于《土地評價綱要》建立，其中指標多數為實地監測數據或實驗采樣數據，基礎數據精度較高，但對于自然要素、社會經濟要素的協調度評價較少；另一種，概念性框架土地生態評價指標最典型的為“壓力—狀態—響應”“經濟—環境—社會”指標體系，偏向于人類活動和社會經濟影響，其中指標多源于統計數據，這種指標體系便于開展動態評價、情景模擬和預測預警，作為依據為決策服務[9，10]；隨著土地生態學的發展和土地生態問題的不斷出現，衍生出基于景觀生態學理論的土地生態評價指標，一般包括土地生態系統穩定性、連通性等景觀指數，多用于生物多樣性的保護、土地利用與調控、城市規劃等，將GIS與景觀生態學相結合，豐富了土地生態評價的內涵。

3S技術飛速發展為傳統的土地生態評價方法提供了新思路與新技術，大多數傳統的研究是基于地圖疊加分析法，結合遙感和各種地面調查數據，基于柵格單元或行政單元簡單的圖層疊加并進行評價與分析[11]。這些傳統的土地生態評價空間模型均側重研究土地生態景觀單元的垂直過程，即確定權重之后進行景觀單元生態因子的疊加，主觀性較強。隨著生態評價的迫切需求，逐漸引入新的方法包括最小阻力模型法、景觀格局指數法等。最小阻力面模型通過模擬從“源”到“匯”克服阻力做功的水平過程，得到某種土地生態用途的阻力面，從而根據阻力值間隔點劃分不同的土地生態類型區，該方法充分反映土地生態評價由重視源地靜態格局到重視廊道動態過程的轉變[12]。近年來，景觀生態學理論也融入到生態評價中，包括景觀指數法、景觀空間鄰接度法以及景觀生態安全格局法反映自然、人為多種因素相互作用所產生的一定區域生態環境體系變化。這些方法通過過程模擬可以對各種潛在的土地生態的過程與狀態進行評估，利用RS與GIS將時序分析與空間分析相耦合，解決新形勢下土地生態環境涉及的許多熱點問題。

（三）土地集約利用評價

傳統的土地集約利用是指在一定面積的土地上，集中投入較多的生產資料和勞動，使用先進的技術和管理方法，以求在較小面積土地上獲取高額收入的一種農業經營方式[13]。自上世紀90年代以來，我國城市人口急劇增加，城市用地規模也在不斷擴張，如何提高土地利用效率成為了土地集約利用的重點，在課程的內容設置上，應在傳統的土地集約利用的內容研究的基礎上，新增城市土地集約利用的內容與方法。

目前，城市土地集約利用在研究尺度上可分為空間和時間兩個尺度。空間上宏觀強調整個城市的綜合效益；中觀著眼與城市經濟發展緊密相連的工業用地、產業園區和新開發區等的用地功能與結構的合理性上；微觀重點分析單個地塊的投入產出效益衡量問題。時間尺度主要分為現狀的評價以及未來發展潛力的評價兩部分。研究內容重點在于生態文明建設背景下的低碳城市土地集約利用評價指標體系構建，該指標體系可作為實現人與自然和諧發展，生態—經濟—社會三位一體的全面協調可持續發展模式的重要評價部分。研究方法目前使用最廣泛的為多因素綜合評價法和模糊綜合評價法，GIS與RS結合的空間分析技術是近些年來發展較為迅速的方法，該方法通過衛星遙感影像獲取時空數據，使評價的結果更加客觀，同時，不同空間分辨率的遙感影像可以分別滿足宏觀、中觀和微觀空間尺度的城市土地集約利用評價需求，通過結合GIS網絡動力學模型還可以進一步應用于發展潛力評價[14]。由于3S技術在土地集約利用評價上擁有巨大的發展潛力，隨著這項技術的進一步普及，土地集約利用評價將會更依賴于空間數據的客觀性與主觀評價法的結合。

三、教學方法的改革

“土地評價理論與方法”這門課程立足理論，探究方法，理論與實踐缺一不可。隨著國家對于土地政策的關注，十八屆三中全會提出了新的土地使用制度變革，針對土地不同用地類型的評價必須及時開展以達到土地的高效利用。隨著土地科學技術發展，評價方法日益豐富，所涉及的內容比較廣泛，這就要求學生在了解前沿知識的基礎上，掌握不同方法，因地制宜的應用最新方法實現土地評價。在教學中，應更加注重引導學生理論聯系實際，將教學與實踐應用相結合，通過案例以及實驗教學方法使得學生更加直接的接觸評價方法的應用，從而提高學生面對實際問題、分析問題、解決問題的能力，培養實踐創新意識。

（一）案例式教學

在土地評價理論與方法的教學內容中，土地評價方法及內容占主要部分，書本所涉及的內容并不全面，為了讓學生更好地掌握理論知識，提前了解土地評價方法的各方面實踐應用，在課堂教學時，針對各土地評價體系，包括：土地利用評價、土地潛力評價、土地經濟評價、土地生態評價等，利用教師的科研項目成果整理并創建完整的課程案例，在講授理論后，結合案例進行展開教學，從工作準備、外業調查、資料的收集與整理、數據的選擇與應用、方法模型的構建與測算、報告撰寫和圖件編制等環節進行全方位的講解，這樣使得學生更加清楚整個評價體系，更加直觀地將抽象的理論與實踐相結合，及時將理論融會貫通，大大提高學生的興趣及學習效率。在高等教育中，培養應用型人才，實踐更為重要，教學中以教學案例為載體，讓學生充分開展實踐與討論，讓學生在案例分析討論和實踐過程中去提升理論知識與業務實踐能力。

（二）演示實驗

加強實踐教學改革，培養具有較強實踐能力與創新型科技人才是高等院校尤其理工科類專業面臨的迫切又重要的任務。為了提高教學效果，結合相關實踐教學經驗以及就業實際情況，采用普通授課結合演示實驗的方式開展教學，培養學生手腦并用的能力，訓練學生掌握科學方法以此鞏固理論知識。演示實驗應包括Arcgis、ENVI、Idrisi等專業軟件的基本操作以及在土地評價中的應用。在整個教學中，城鎮土地分等定級、農用地分等定級、土地利用分類、土地評價等技術性較強，操作難度較大，可以利用計算機設備進行演示教學，更加生動的為學生展示土地評價中的具體操作。結合教師長期以來教學科研積累，針對3S技術在土地評價中的應用，利用高等院校的優勢，通過多媒體設備采用演示實驗使學生迅速掌握系統的土地評價方法，解決了教學中理論與實踐結合不緊密的問題，對于培養土地資源行業研究型創新型人才有重要意義。

四、結論

“土地評價理論與方法”課程改革旨在調整課程內容緊跟前沿，培養學生實踐能力適應創新型社會。隨著計算機技術與3S技術在土地評價方面的發展，面向高等院校培養全面應用型人才，土地評價不再局限于傳統理論與方法，應及時補充3S技術在土地利用中的應用部分，加強新型土地評價方法的介紹，更新土地適宜性評價、土地生態評價、土地集約利用評價3部分內容；結合案例式教學與演示實驗教學方法，培養學生運用所學理論知識解決實際問題的能力，在課堂理論知識學習之后將所學融會貫通。現代教學中應及時補充學科前沿，豐富教學知識與教學方法，做好應用型課程教學改革，提高教學質量，對為社會培養應用型、創新型人才具有重要意義。

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