我国土地资源调查手段的发展历程

高靖

摘要：50年代到现在，在土地利用调查中陆续出现了野外调查、航片技术、遥感技术、GIS技术、3S技术以及模型模拟等技术，其中3S技术结合模型模拟技术数据可靠、准确、精度高，能够实现数据实时更新管理，在未来土地利用现状数据库建设，区域规划中将发挥重要作用。

关键词：土地资源;利用现状;GIS技术;3S技术

Thedevelopmentofthemethodsinthelandusingsituationsurvey

Gaojing

YellowRiverBranchofShaanxiProvincialLandEngineeringConstructionGroupShaanXiXi'an710075China

Abstract:Fromthe1950stothepresent,thefieldsurvey,aerialphotographtechnology,remotesensingtechnology,GIStechnology,3Stechnologyandmodelsimulationtechnologyhaveappearedinlandusesurvey.Real-timedataupdatedmanagement,inthefuturelandusestatusdatabaseconstruction,regionalplanningwillplayanimportantrole.

Keywords:Landresources;usingsituation;GIStechnique;3Stechnique

0引言

土地是人类赖以生存和发展的宝贵自然资源，土地的持续利用是人类社会持续发展的基石。在人口日益膨胀的今天，土地承受着巨大的压力，人地关系日趋紧张，尤其是我国，人口众多，耕地相对短缺，又处于经济和工业化告诉发展时期。因此，对土地资源利用现状的研究，合理开发、规划和利用土地资源，对于未来发展具有重要的意义。

1材料与方法

在CNKI库中收集有记录以来所有于土地利用现状相关的文献资料，按照土地调查手段和技术出现的先后顺序，整理了我国从50年代到目前为止在土地现状调查中的主要技术手段，同时简要介绍了我国土地利用现状的发展历程。

2结果与分析

2.1野外调查阶段

从五六十年代起，我国土地利用规划工作大部分局限于土壤的简单分类，主要手段是野外调查等传统手段。[1]首先通过野外实地观察，通过普查、重点调查、规划等手段对兰州果园乡天然植被带和土壤类型进行区划，土地利用类型主要有耕地、草地、林地、荒地和居住地，并根据发展需求，对当地土地未来发展趋势做出合理规划。

2.2航片技术阶段

航片就是航空像片，泛指用航空摄影装置拍摄的各类遥感像片。航片客观地反映了全部地貌地物,可以从影像形状、大小、色调、阴影、图案等比较确切第鉴别调查范围的实际情况，可以叫准确在图上反映土壤的分布界线，有效提高各种成果图的质量，加快了调查进度[2]。七十年代末，王文富等[3]利用航片技术结合野外调查对云南土地利用现状进行分析、绘图；唐宗桢等[4]利用新旧航片对比技术监测了大峪从1956年到1976年各类林地变化发展，归纳分析了其产生的原因，对当地后续林地的发展提出了宝贵的发展意见。在实际应用中，许多土壤类型和界限，荒地分布范围及开发利用条件优劣等，大致都可从航片总判读出来。通过室内预判，勾出草图，然后针对性的去野外校核、补充调查，采集典型样品供深入研究，从而大大减少了野外工作量，功效提高五倍以上，显著提高了地图质量，使边界更加精准[5]。特别是许多交通不便人迹罕至的地区，通过航片分析都基本可以掌握当地土地资源。地图学和野外调查技术的协助，使得航片技术在土地分类中的应用在八十年代初期广泛应用。与此同时，遥感技术在土地利用中悄然发展。

2.3遥感技术阶段

遥感是六十年代初才正式出现的术语，在各行各业中表现出强大的生命力。遥感是指一切无接触的远距离的探测技术。运用现代化的运载工具和传感器，从远距离获取目标物体的电磁波特性，通过该信息的传输、贮存、卫星、修正、识别目标物体，最终实现其功能（定时、定位、定性、定量）[6]。现代遥感技术起源于航片测量判读技术，整个遥感技术系统，除地面校正站（几何校正、辐射校正）、实况观测区等以外，还包括运载工具、传感器、讯息传输处理、资料判读等主要组成部分[5]。随着计算机技术的兴起，七十年代末，遥感技术在我国的土地资源勘察，监测土壤性状动态变化，调查土地资源利用状况等方面开始逐渐发挥重大作用[5]。土地利用现状是进行区域开发研究基本的资料。由于土地利用现状所反映的是地表要素的分别状况，因此大多数内容可以在遥感图像上通过影响特征分析来直接判读。在遥感资料上判别农地、林地草地、有开发价值的荒地简单易行；对针阔叶林的区分，草甸、沼泽、草原的分辨，水田、旱地的判读均更具物体自身反射波段的不同，实现良好的判读。在整个八十年代，利用SPOT卫片[7]、TM图像[8]、MSS图像[9]等影像，结合遥感判读技术，在县级、省级以及全国土地利用现状的调查中发挥着至关重要的作用。因此，应用遥感技术不仅能区分不同类型、不同利用方式的土壤，而且有可能检测某些土壤性状以及养分含量，对土地资源的合理规划利用有良好的引导作用。因此，遥感技术着重介绍土地利用现状调查、环境监测以及人口估算等方面。

2.4GIS技术阶段

在八十年代末，九十年代初，GIS技术陆续出现在土地现状调查中。GIS，全称地理信息系统（GeographicInformationSystem），在计算机软、硬件系统支持下，对整个或部分地球表层空间中有关地理分布数据进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统，是综合分析和处理空间数据，并用于辅助决策的工具[10]。GIS技术通过具体事例介绍地理信息系统在区域分析（包括多要素总和平均、要素的空间结构分析、要素之间的联系分析、区域之间的联系分析以及要素的过程分析）和区域规划方面的应用。因此，利用GIS技术除了能对区域信息进行查询、检索、统计等基本操作外，还能对区域进行分析和规划[11]。周成虎（1990）[12]利用航空彩红外土地利用解译图，以ARCINFO（一种地理信息系统软件）为支撑软件，建立了黄河下游河道滩地土地利用现状数据库。通过空间拓扑叠加分析，得到不同类型滩地的土地利用状况，并以数字高程模型为基础，分析了土地利用与河道滩地的空间分布规律。陈俊等[13]。郑定（1994）[14]利用计算机和GIS技术在全国范围内将耕地（分水田、水浇地、旱地）分配到不同质量的农业生态单元中去，从而得到全国耕地的质量及分布状况定量数据。[15]国家土地管理信息中心[16]选用我国自主版权的MapGIS软件，从数字制图入手，完成全国1:50万土地利用现状图的数字地图编制，并建立基于GIS的集成式土地利用现状图数字制图生产系统和土地利用现状数据库。徐建刚等（1999）[15]结合土地利用现状调查的实际应用要求，将Mapinfo平台引入土地利用调查中，为土地利用现状调查成果资料的管理又提供了一种科学的手段。因此，GIS技术在指导土地利用、区域规划方面发挥着重要的作用。

2.53S技术阶段

从2000年左右起，3S技术集成在土地利用现状中的应用越来越普遍。所谓3S集成式技术是计算机技术广泛应用、空间技术交叉渗透、植根于计算机科学的摄影测量与遥感系统（RS）、全球定位系统（GPS）和地理信息系统（GIS）相结合的产物，广泛应用与管理、决策及规划设计等领域[17]。在土地利用规划中，主要以GIS为核心，对地理空间数据采集、更新、处理和分析，为各种实际应用提供科学决策。冒爱泉（2001）[17]综合采用3S技术在南京市土地利用现状更新调查中为建立南京市农村地籍管理信息系统奠定了技术基础，为南京市土地规划与管理，国土整治与开发，交通建设，环境保护等提供及时、可靠的基础资料，对当地的建设和发展发挥了重要作用。张洪明等（2002）[18]应用RS和GIS技术对四川安宁河流域5个重点造林区进行了土地利用现状和自然植被分布状况的调查，摸清区域内各种土地利用类型、自然植被类型以及可供造林绿化的宜林地资源，为区域造林规划、管理和实施提供依据。因此，应用3S技术能够实现土地资源在利用过程中的合理性，利用土地资源的用途管理。不同时间、不同传感器所产生的卫星融合影像能够在较大范围内发现土地利用中的变化情况，对土地利用进行更新调查。GPS技术所汇总的实测数据可以及时的对GIS数据库进行修正和更新，主要对土地利用现状的数据库以及规划数据库进行修正，再通过GIS独有的空间分析手段，处理信息、管理数据，最终分析出当前土地的利用情况。

2.6模型模拟阶段

自2012年左右，大量的土地利用模型在实践中得到广泛的应用。CLUE-S（ConversionofLandUseandit’sEffectsatSmallregionextent）、Markov以及SD等模型在模拟土地利用变化空间格局动态中发挥着重要作用。CLUE-S模型适用于较小尺度的区域土地利用变化空间格局动态研究[19]。黄明等（2012）应用CLUE-S模型准确模拟了甘肃天水罗玉沟流域从2001年到2008年土地利用动态变化，分析了该尺度下耕地、远园地、林地、草地、居民用地、水淹和未利用地的Kappa指数，表明在各种情景下，土地利用变化均主要发生在大于15°的坡地上，在开发利用过程中应适当采取生态保护和水土流失防止措施，防止造成流域生境的破坏。陈飞等（2012年）[20]选取黄土高原罗屿沟流域2002年、2006年和2010年三期遥感数据，在RS/GIS技术支持下，结合软件ERDAS8.6进行图像预处理，通过监督分类获取罗屿沟土地利用现状图；在分析土地利用现状的基础上，采用Arcview3.2空间分析模块求得土地利用转移矩阵，应用Markov模型对罗屿沟流域未来土地时空变化过程进行模拟分析和定量预测，研究表明，近10年，罗屿沟流域土地利用变化速度较快，未来土地利用类型仍然是以林地和坡耕地为主。系统动力学（SystemDynamicModel，简称SD）是Forrester创建的用来研究系统复杂行为的一种方法，其突出特点是能够反映复杂系统结构、功能与动态行为之间的相互作用关系，从而考察复杂系统在不同情景下的变化行为和趋势，常用来预测不同社会经济条件下的土地利用需求；或是用于预测不同土地利用规划或管理情景下的土地利用变化，被众多学者认为是降低未来土地利用过程潜在风险水平的有效途径[21]。许联芳等（2014）利用SD模型对1995-2007年期间湖南省土地需求进行了模拟，并对2008—2020年期间不同社会经济发展情景模式下的土地需求进行了预测，认为不同发展情景模式下的土地需求状况除建设用地外，变化幅度差异均较大，其中以水域与耕地差异最为明显。因此，区域模型在土地利用现状中的使用更注重的是挖掘土地利用动态变化的驱动因子，预测未来发展对土地利用的影响，从而引导更加合理的区域规划，有利于地区整体经济、生态、社会和谐发展。

3结论与展望

野外调查、航片技术、遥感技术、GIS技术、3S技术以及模型模拟技术虽然随着科技和计算机的发展先后出现，但是在实际的土地利用现状调查中通常是多种技术结合使用，相互交替出现，才能更有利于详细规划一个地区的发展。

随着计算机水平的飞速发展，3S技术结合模型预测在土地管理应用中呈现出明显的优势，在立体化、实时化与动态化等方面实现了质的发展。3S技术与网络技术、专家系统或是云计算等高新技术的结合，使得土地资源的管理难度大幅降低，使土地资源的管理工作形成一套完整的、多功能的信息系统，而“数字地球”的构建必定成为土地资源管理的未来发展方向。

参考文献

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[2]土壤普查中应用航摄相片的初步体会[J].中国土壤与肥料,1979,(4).

[3]王文富,邱鼎宜.航摄相片在土壤普查中的应用[J].云南农业科技,1979,(5).

[4]唐宗桢.利用新旧航空象片对比分析监测林地类型变化的试验报告[J].林业资源管理,1979,(3).

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[7]吕惠萍.SPOT卫片在土地利用分类中的应用效果初探[J].地球与环境,1989,(5):53-55.

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[20]陈飞,高佩玲,郎新珠,等.基于GIS和Markov模型的土地利用时空变化研究[J].干旱区资源与环境,2012,26(8):74-78.

[21]许联芳,张建新,陈坤,等.基于SD模型的湖南省土地利用变化情景模拟[J].热带地理,2014,34(6):859-867.

作者简介：

高靖，男，陕西延安人，陕西省土地工程建设集团有限责任公司黄河西岸土地整治分公司。