關于GIS 在土地資源管理中的應用綜述

邢曉彤XING Xiao-tong；楊雨璇YANG Yu-xuan

（海南大學，海口 570100）

0 引言

近十年來，GIS 相關技術已經在公路交通運輸、城市規劃建設管理、環保、農業、測繪、制圖技術等許多領域里發揮社會作用，取得了顯著的環境經濟效益和綜合社會效益。在國土資源管理相關領域中，人們也正開始在逐漸積極地研究將GIS 相關技術成果引入土地決策行為模式設計和相關理論應用分析工作中。

本文主要利用中國知網數據庫對國內近過去10 年以來GIS 技術在各類土地資源綜合管理實踐中得到的具體應用結果進行全面檢索，總結中國土地資源開發利用管理方面的幾個熱點問題，并通過對15 篇代表性文獻內容及其在實踐中應有改進的一些GIS 軟件方法等進行了歸納提煉和總結。

1 GIS 與土地資源管理

1.1 GIS 技術介紹

地理信息系統科學（GIS，Geographic Information System）一般是指地理信息系統計算機綜合性學科，結合現代地理學基礎和地理信息系統與現代計算機地圖學相關基礎以及現代測繪、遙感系統科學原理和地理信息計算機科學，是指一門主要用于信息處理輸入、存儲、查詢、分析各種數據資料和分析處理顯示的有關地理數據圖形等數據的各種復雜的計算機系統。因此，借助地理GIS 網絡技術可以來實時分析與土地空間有關信息的大量相關數據，對于研究中國不同的地理空間類型的地理現狀、變化以及土地的動態監測，對于土地資源管理的創新性發展是十分必要的。

1.2 土地資源管理學科主要研究的問題

土地資源管理學專業主要方向包括土地資源現狀及其利用規律分析、土地市場中的土地資源的存儲變動情況現狀與及其未來及其發展變化趨勢、地籍調查管理實務中常見的土地權屬、土地市場調查、土地規劃、土地整治和土地評估等一系列過程，沒有良好健全的土地資源管理系統運作，就談不上我國自然資源的良好規劃以及各種資源的可持續性發展。

因為現階段我國依然面臨著城鄉各地間發展程度的總體不協調平衡、地區之間經濟發展空間差距顯著增大的社會現象，所以通過GIS 信息處理和手段，調整城鄉產業空間布局，引導區域資源進行合理協調配置，優化本地區產業結構，推動經濟高質量發展融合等三個方面將顯得越來越重要。

2 關于GIS 在土地資源管理專業應用的文獻綜述

本文利用中國知網（中國知網（cnki.net））網絡平臺，在總字庫中進行關鍵字“GIS 在土地資源管理專業應用”進行高級檢索，搜尋到了2210 篇相關研究文章，考慮了時間因素，選擇了2015 年-2022 年發表的兩篇有關的文章來進行相關研究，首先是以度進行了統計與分析，用相關文獻數量來反映了研究發展進程情況；然后是以每隔三年左右為另一時間段來進行文獻標準的檢索，以文獻標準“被引頻次”為基本參考，分析研究每三年一階段主要研究工作內容變化的主要重點方向和變動趨勢。在主要研究統計方法內容的檢索方法上，將主要數據分析研究工作方法內容細化和拆分，用7 年的時間統計主要數據和分析主要研究統計方法研究的發展重點內容和動態趨勢。

2.1 總體趨勢

由現有文獻和檢索得到的分析結果可看，基于地理信息GIS 軟件在高等學校土地資源管理專業內的實踐應用研究水平，2020 年以前是呈逐年高速遞增狀態的。文獻數量在2015-2016 年中增長的幅度仍然是全時間段最大的，在2020 年以后則有所下降。

2.2 研究熱點

2.2.1 文獻匯總（表1、圖1）

圖1 GIS 在土地資源管理應用研究熱點可視化分析

表1 GIS 在土地資源管理研究應用的文獻

2.2.2 熱點匯總

根據表1 和圖1 我們可以初步歸納判斷出我國2015年-到2022 年的研究和熱點方向主要表現在以下方面：

①關于土地資源（國土資源）的研究。

土地資源是實現人類的賴以長期生存發展和持續發展活動的自然物質基礎，是進行社會一切生產勞動的物質勞動基本資料，是發展農業一切生產技術的重要基本力量生產的資料，是一切不能被出讓利用的社會存在自然條件和自然再生產條件。

隨著今后區域經濟社會水平和的國民經濟持續協調發展總體水平提高和全省區域城市的用地規模都不斷地在持續擴大，要高效、合理、集約和有效地利用開發每一寸有限的土地，快捷科學地搞好資源綜合統計、分析與評估和監測，科學高效地做出規劃、決策高效地有序利用土地。保住全國農村18 億畝耕地、永久保留耕地紅線問題等這樣的一系列十分棘手嚴峻的土地現實問題隨之應運而生。GIS 能夠進一步及時、客觀、有效、準確真實、全面地反映全國宗的整體信息及后備資源存儲，成為確保全國土地資源可持續發展的技術管理手段。

②關于GIS 技術在土地利用（轉型）應用演變。

通過文獻閱讀發現，GIS 技術最初應用于土地利用中的土地調查來提高效率，其次是利用GIS 的定位、導航功能對現場進行實地考察，最后利用GIS 處理與分析功能對考察成果進行測量與計算、轉換與編輯、依據得到的數據進行制圖工作。

3 GIS 在土地資源管理中的應用

3.1 基本功能：數據查詢統計與分析更新

高粉等對GIS 在土地資源管理的開發與利用中做出了GIS 基本功能的闡釋，包括采集、存儲、編輯和處理地理數據、管理地理數據、制圖和處理圖像、輸出與轉化地理數據，這些較為表面的功能反映出GIS 在有關數據處理方面的作用。李淑彬和李國敏則是將其分為較為典型的3 個部分，分別是數據查詢、數據分析和數據更新。

①數據查詢。

GIS 地圖查詢應用系統能夠提供全面信息和支持多種地形數據地圖查詢及處理應用方式，包括界面點擊圖表查詢、行政區表圖查詢、緩沖區表查詢、多邊形圖表查詢等及多種地理空間圖數據查詢方式。同時也可以直接通過屬性字段的查詢、模糊查詢、組合查詢等各種方法實現對多粒度、跨存儲的單元數據的查詢功能擴展和對圖斑歷史數據的變更情況自動追溯跟蹤，對結果數據進行實時保存匯總和自動打印輸出。

②數據分析。

根據事先訂制開發出相應的數據空間綜合分析應用規則，選擇相應空間數據源為空間分析應用參考分析對象，可通過直接分析實現用戶對空間大量或多大粒度、跨時間地域連續存儲和多單元數據資源空間的數據綜合空間分析，如對土地資源利用結構綜合分析、年度空間變化綜合分析等空間應用問題；具有支持數據緩沖區分析、疊置分析等功能等支持各類復雜大型的GIS 數據資源以及通用的數據空間資源的自動分析處理的功能特點；還包括實時統計采集及智能分析及報告功能，能輕松自動地實現對區域數據進行自由化定制。

③數據更新。

結合地球遙感技術平臺（RS）系統和高精度全球軌道定位服務系統平臺（GPS）的技術能夠快速地對區域國土資源現狀進行動態遙感監測，獲取實時國土資源信息，系統可實現對變化的地理空間數據、元數據、表格數據和與區域其他信息變化關聯數據信息進行更新管理；并可以在線生成土地數據及更新統計報告，以便做出對全國土地資源利用現狀的數據統計和分析，大大可以提高了工作效率。

3.2 專業功能：土地管理系統建立與專業性應用

丁銳在介紹現代GIS 等技術成果——當前土地資源管理行業的典型應用范例中也寫到土地資源管理領域已相繼建立且應用了土地登記管理信息系統、土地資源動態監測技術系統、城鎮建設地籍資料管理信息系統、基于網絡建設的縣域土地利用發展總體規劃及管理信息系統、農用地綜合分戶等地定級綜合信息系統。這些系統數據庫的應用給區域土地資源開發利用管理工作者帶來決策幫助，使其原來紛繁和復雜的圖件采集和各種數據處理的工作變得十分方便簡單，同時這也大大地推動到了整個社會經濟快速發展。

根據趙志偉文獻，本文總結了與GIS 相應的土地資源管理體系，簡要概括總結如下3 個方面。

①地籍管理。

地籍管理是指國家為獲得地籍資料和為全面研究土地的權屬、自然和經濟狀況而進行的以地籍調查（測量）、土地登記、土地統計和土地分等定級等為主要內容的國家管理措施。而在地籍管理獲取信息的調查項目中，利用現代GIS 中的制圖技術能夠快速將地圖信息輸入地籍系統信息中，并能夠根據各地籍要素數據建立一套相應系統的地籍庫，從而最終實現國家對中國地籍數據的實時信息化動態管理，并可根據系統數據中采集的中國地籍信息進行系統實時更新。

②土地調查。

在我國土地資源綜合管理實務中，進行動態土地現狀調查工作的重要目的是明確動態土地現狀的有效使用管理情況、土地條件、土地面積現狀及合理分布狀態等，而通過現代GIS 網絡等技術應用可直接幫助國土資源部管理人員及時進行綜合內業土地管理，包括加強對現有土地基礎信息資源的動態整理、測量、匯總、錄入分析等，使基層土地資源開發管理相關人員最終能夠準確根據以上這些相關信息數據來合理開發利用規劃管理土地資源。

③土地規劃。

在實施土地資源規劃活動中，需要對土地自然資源的各項規劃活動情況進行環境適宜性調查評價，并合理制定各項規劃方案，同時需在大型計算機模型中建立地理空間變化預測分析模型。而GIS 通過相關處理技術應用則可初步實現對土地利用資源項目的動態定時、定量跟蹤與三維定位等規劃，進而能夠為各類土地建設項目規劃時提供真實準確的設計依據。

并且基于GIS 分析地圖技術，用戶可實時通過計算機建立土地規劃數據庫，將當地所有實際需要和進行科學規劃建設的重要土地信息實時輸入到數據庫，進行數據查詢、計算與準確分析評價土地資源。

4 結論

4.1 GIS 在國土資源管理應用未來發展方向

①整合化。GIS 將國土資源信息數據相交叉融合，將眾多政府部門現有的多種GIS 自然資源信息整合成為一個信息綜合體，以便于實現政府數據應用及土地人才市場等方面多種地理信息資源間的良性互動及共享。

②多維化。GIS 將向多維度的兩個方向發展。四維GIS能夠在原有三維GIS 知識的基礎上加入時間未知的函數參數。地質發生了變化，外部特征得到了很好的體現，甚至能夠系統地模擬洪水、暴風雨、滑坡和大地震等局部組織水文地質發生急劇翻天覆地變化的具體過程。

③同多種技術相結合。例如，與虛擬現實技術相結合，能夠有效地進一步提升GIS 在數據采集、處理方式、所得結果的表達和輸出等方面的工作效率，充分發揮聲學、圖像等效果。空間視覺技術對比和增強現實技術相結合，能夠模擬和再現復雜的地形環境，結合虛擬現實技術，計算機用戶能夠如臨其境地體驗水文地質環境。

4.2 GIS 與國土資源經濟效益利用分析

眾所周知，國土資源一種觀點認為，國土資源作為自然資源的重要組成部分，在第二和第三經濟產業中，其經濟效益還沒有被有效地引導，也就是說整個土地資源的經濟價值還沒有被完全發揮出來，我國的經濟增長是土地資源拉動起來的，土地對整個國家經濟增長的情況，拉動地區經濟，帶動農業經濟都有著至關重要的作用。

在我國城市化和工業化的發展下，各種信息與數據庫數量龐大，GIS 可以通過分析各個要素對產業貢獻的不同，建立商業模型，結合權重計算區域土地利用所能產生的經濟價值，進而讓我國有限的國土資源能夠依托最優化的決策創造出最大經濟。

除此以外，GIS 技術能夠融合商圈分析、投資環境評價、市場分析、經濟流模擬等方面，可以對空間區位與屬性信息的綜合分析。彌補傳統經營中只能對屬性信息進行管理，缺乏空間信息管理與分析功能。通過GIS 技術屬性信息、空間信息一體化管理與強大的分析功能將會在商業發展以及國土資源管理領域有著更廣泛的應用。