重庆gis土地管理技术 重庆市土地学会

重庆市年农用地变化遥感监测研究

张海珍1 马泽忠1、2 周志跃1 刘智华1

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（1.重庆市土地勘测规划院，重庆，400020；2.中国人民解放军重庆后勤工程学院，重庆，400201）

摘要：本文利用多源遥感影像，在遥感和 GIS 技术结合的基础上，对重庆市农用地利用现状进行了监测，并对其1985～2005年间的变化情况进行了分析。结果表明，重庆市的农用地以耕地和林地为主，20年来受城市发展、三峡工程建设等因素的影响，其结构和类型上都发生了比较大的变化，其中以耕地的变化最大。本次研究，一方面为政府决策提供了一定的数据参考，另一方面对遥感技术深入应用于土地资源管理工作的途径进行了探索。

关键词：土地利用变化；遥感监测；重庆市

土地利用动态变化监测研究是一个涉及自然条件和社会条件的复杂过程。随着社会经济的发展，城市化进程加快，人地关系日趋紧张，粮食安全问题也日益突出。为有效减缓这种人地矛盾，确保有限土地资源的可持续利用，必须对土地资源的利用状况及变化情况进行及时准确的了解。

重庆市是一个年轻的直辖市，近年来受西部大开发政策、三峡工程建设等因素的影响，其土地利用变化异常频繁，依靠现代科技手段和条件，快速高效地对土地资源进行动态监测，已成为各级政府实施有效的土地资源宏观政策管理的迫切需要。另据统计，重庆市80%以上的土地为农用地，因此，对重庆市的农用地进行动态监测研究，不仅可以为预测土地利用和土地覆被的未来变化及其对重庆市未来自然、社会、经济的影响提供参考，同时也可以为合理利用和保护农用地资源提供基础依据。本文即利用多时相的遥感影像对重庆市1985～2005年间的农用地变化情况进行监测，并结合 GIS 的空间分析功能对重庆市农用地变化的规律进行分析，通过利用遥感手段对农用地变化的时空规律的实证研究，为遥感技术在重庆市土地利用中的途径进行探索。

1 重庆市概况

重庆市位于长江上游三峡库区及四川盆地东南部，地跨东经105°17′～110°11′，北纬28°10′～32°13′之间，东西长470km，南北宽450km。其东邻湖北、湖南，南接贵州，西靠四川，北连陕西，是中国经济发达的东部地区与资源富集的西部地区的结合部（图1）。地形从南北向长江河谷倾斜，起伏较大，西北部和中部以丘陵、低山为主，东南部靠大巴山和武陵山两座大山。主要河流有长江、嘉陵江、乌江、涪江、綦江、大宁河等。重庆气候属亚热带季风性湿润气候，年平均气温在18℃左右，冬季最低气温平均在 6℃～8℃，夏季最高气温平均在27℃～29℃。终年少霜雪，多云雾，冬暖、夏热、春早、秋短。雨量充沛，常年降水量1000 mm～1400 mm。

重庆市目前是全国面积最大、行政管辖最宽、人口最多的直辖市。全市幅员82269km2 （土地详查数），辖13个市中区、4个县级市、18个县、5个民族自治县，共40个区县（自治县、市），人口达3072 万。

图1 重庆市位置

2 技术路线与方法

综合考虑农用地动态变化和遥感与地理信息系统的特点，本研究采用以下技术方法和流程（图2）。

图2 遥感和 GIS 技术支持下重庆市农用地动态变化监测研究技术流程

（1）对多时相遥感影像（1985年、1995年、2000年TM和2005年中巴资源卫星02号星数字图像）进行图像增强处理和空间几何纠正，并在遥感图像处理软件中应用监督分类方法对2005年影像进行计算机自动分类，然后将分类结果输出为矢量格式。

（2）应用遥感影像像元差方法，分别对1985～2005年、1995～2005年、2000～2005年的影像数据变化图斑进行检测提取。

（3）利用人机交互方式对变化图斑进行解译，以确定其类型、位置和面积。同时，将研究区的地形图进行扫描，通过图像处理软件进行空间几何纠正后在 GIS 软件中数字化，并生成数字高程模型（DEM），再用 DEM 生成不同的分带高程图和分级坡度图。

3 重庆市农用地现状分布分析

3.1 重庆市农用地组成结构

农用地组成结构是指各农用地类型面积占总农用地面积的比重。利用生成的2005年土地利用现状图统计各地类的面积并计算各类型所占比重（表1），可以发现，重庆市的农用地组成结构存在以下特点：

表1 重庆市 2005年农用地组成结构

（1）重庆市农用地组成以耕地和林地为主，耕地和林地面积占农用地总面积的95%以上，并且，耕地和林地在农用地构成中所占比例相当，分别为48.02%和49.57%，这与重庆市的地形有很大关系。

（2）耕地中的旱地面积为243.52×104 hm2，占农用地总面积的 32.39%，在农用地中占绝对优势。

（3）林地面积大，但结构欠佳。2005年重庆市林地面积几乎为农用地总面积的一半，但灌木林地和疏林地所占林地总面积的比例达66%，质量较好的有林地仅占30%。

3.2 重庆市农用地分布与地形的关系

3.2.1 农用地分布与高程的关系

把2005年的土地利用现状图与高程分带图进行叠加分析，得到不同高程带农用地的分布情况（图3），可以看出：

图3 不同高程带农用地的分布情况

（1）重庆市农用地分布以海拔175m～800m为主，这一高程带内的农用地分布占了农用地总面积的69.2%，其次是800 m～1200 m范围内，占总面积的17.8%。

（2）对同一农用地类型随高程带的分布进行分析可以看出：耕地、果园和疏林地主要分布在海拔175 m～800 m范围内，其在这个范围内分布的面积均达到了总面积的60%以上；而有林地、灌木林和草地则在175 m～1800 m范围内都有不同程度的分布，并且以175 m～800 m范围为主（图4）。

图4 各农用地类型随高程的比例变化

图5 各高程带农用地的组成结构

（3）各农用地类型在同一高程带内农用地组成结构中的比例也具有明显的变化规律，特别是林地和耕地，主要表现在随着海拔增高有林地和灌木林地所占的比例增加，水田和旱地所占比例则减少；草地在各个高程带都有一定比重的分布，但是很少（图5）。

3.2.2 农用地分布与坡度的关系

把2005年的土地利用现状图与坡度分级图进行叠加分析，得到不同坡度级农用地的分布情况，可以看出：

（1）重庆市农用地主要分布在25°以下，这个范围的农用地面积占全市农用地总面积的95%，其中2°～15°范围内的农用地面积占总面积的57%。

图6 不同坡度级农用地的分布

图7 各农用地类型随坡度的比例变化

图8 各高程带农用地的组成结构

（2）同一农用地类型在不同坡度级内的分布有明显的规律，除水田外的其他农用地类型均在6°～15°有最大分布；然后，随着坡度的增加分布面积减少，大都集中在25°以下。水田随着坡度的增加分布面积逐渐减少，并主要集中在15°以下，这个范围的水田面积占总面积的95%，其中以2°以下范围内的水田占全市水田总面积的44.8%。

（3）各农用地类型在同一坡度级农用地组成结构总的比例有如下规律：随着坡度的增加，耕地所占比例逐渐减小，而林地所占地比例则随着坡度地增加而增加，特别是灌木林地。

4 重庆市农用地变化及驱动力分析

4.1 耕地

耕地是变化最剧烈和频繁的农用地类型，主要是因为耕地作为农业生产的基本条件，与人类生存休戚相关，且容易受到人为因素的影响，这在重庆市耕地的变化上同样有强烈的反映。从监测结果来看重庆市的耕地变化可以分为1985～1995年以及1995～2005年两个阶段。在前一个阶段内，重庆市的耕地呈缓慢增长的趋势；在后一个阶段内，耕地则急剧地减少，平均每年减少的面积达6000hm2，是20年内年均变化面积的将近3 倍，其中大部分的耕地变为了建设用地。耕地的这种变化趋势表现在以下几个方面。

表2 各农用地类型在不同时段内的变化趋势单位：hm2

（1）与重庆市的城市发展以及人口迅速增长有直接的关系 1997年重庆市成立直辖市，重庆市的城市建设步伐加快，城市不断扩张。同时为把重庆市建设为长江上游经济中心，重庆市还狠抓交通枢纽工程，加快了骨架公路、铁路网络等的建设。伴随着城市发展的是人口的增长，从1995年开始重庆市的非农人口增长速度平均每年超过20 万，非农人口的增加必然加剧对住房以及公共设施的需求，这都造成建设用地的快速增加，大量的耕地被占用和非农化。虽然为保证耕地的占补平衡，确保粮食安全，重庆市近年来也加大了对土地开发、复垦、整理的力度，但并不能完全补偿被占用的耕地。

（2）受三峡工程淹没和移民的影响，大量的耕地或被水域化、或被开垦，用于建设移民县城以安置大规模的三峡移民。而近年来重庆市实施的以“退耕还林还草”等工程为主要内容的“青山绿水工程”，又进一步加剧了重庆市耕地的减少。

（3）滑坡等自然灾害的频繁发生也造成了耕地的减少，且难以复垦。

4.2 林地

林地在这20年间经历了增加→减少→增加的变化过程，总体来说仍呈增加趋势。林地的减少主要受毁林开荒及建设用地占用影响，而林地的增加则在很大程度受到政府政策的主导。1989年国家实施了长江上游水源涵养林营造工程和水土保持工程，通过草地植树和退耕还林，营造了一大批林地，这也是1985～1995年重庆市林地增加的主导原因。而随后的城市化进程造成大量耕地的被占用，为了满足对粮食的需求，对林地和草地进行开垦以缓解耕地的紧张。同时受三峡工程淹没的影响，大量林地变成水域。2002年，重庆市对三峡库区实施了退耕还林还草、天然林保护、水土保持、生态建设综合治理等“青山绿水工程”，在三峡库区构筑青山绿水多种生态屏障，从而保证了近年来重庆市林地的增加。

4.3 草地

草地的变化趋势是先减少，后增加，再减少。和1985年的草地面积相比，2005年的草地面积减少了5304hm2。草地的变化同耕地和林地的变化一样，也是多种原因共同作用的结果，总体来说草地的减少主要源于植树造林、毁草垦殖及建设用地侵占。而草地增加的主要原因是森林砍伐后退化陡坡旱地退耕还草。另外，重庆市近年来繁重的土地开发整理工作也是草地减少的一个重要原因。

4.4 园地

园地以2000年为界，先减少后增加。为打造三峡库区生态经济区，重庆市在库区主抓了柑橘种植、草食牲畜、旅游等四大产业，这在很大程度上促进了重庆市果园的增加。

5 结论

本文利用多源遥感影像，在遥感技术和 GIS 技术结合的基础上，对重庆市农用地利用现状进行了监测，并对其从1985～2005年间的变化情况进行了分析。通过本次研究，对重庆市的农用地配置以及20年来的变化规律进行了一定程度的反映和揭示，可为政府决策提供一定的数据参考，同时对遥感技术在重庆市土地资源调查中的应用方法，以及需要解决的技术进行探讨，以便能够把遥感技术深入应用到重庆市国土资源管理中，从而提高土地管理工作的科学化和现代化水平。另外，随着第二次全国土地资源调查工作的全面开展，航空、航天遥感影像必将成为调查的主要信息源，本次研究在一定程度上也是遥感技术在复杂地貌环境中的一次探索和应用。

参考文献

王秀兰，包玉海.土地利用动态变化研究方法探讨［J］.地理科学进展，1999，18 （1）：81～87

马泽忠，周爱霞等.高程与坡度对巫山县土地利用覆盖动态变化的影响［J］.水土保持学报，2003，17 （2）：107～109

周万村.三峡库区土地自然坡度和高程对经济发展的影响［J］.长江流域资源与环境，2001，10 （1）：15～21

程学军，谭德宝，三峡库区湖北片土地利用动态变化研究［J］.长江科学院院报，2004，21 （3）：33～35

冯春，陈建平.土地利用/土地覆盖研究中遥感影像分类精度的提高方法［J］.地理与地理信息科学，2003，19 （3）：26～28

成果验收

2006 年 12 月 11 日至 13 日，国土资源部组织有关专家对“重庆市农用地分等成果”进行了验收。验收组在听取了重庆市农用地分等工作报告和技术报告，观看了计算机信息系统与相关成果展示，审查了农用地分等的文字报告、图件、表格、数据库以及原始记录表等资料后，一致认为重庆市农用地分等成果基础扎实、成果齐全、标准统一、数据格式规范、电子化程度高、评价体系和方法符合国家《农用地分等规程》的要求，并且考虑重庆的实际情况，加以创新，成果有较高应用价值，完成了国家下达的任务，予以验收。

验收会上，与会专家对重庆市农用地分等工作给予了五个“第一”的较高评价：重庆市是全国 4 个直辖市中第一个完成农用地分等工作并且顺利通过验收的市，是全国第一个建立省级标准样地体系的省（市），是全国第一个把农用地分等成果广泛应用的省（市），是全国第一家真正为开展农用地分等工作而组建专业技术队伍的省（市），是全国第一个农用地分等成果研究获得国土资源部科学技术二等奖的省（市），并且指出重庆市是全国第 15 个农用地分等工作通过验收的省（市），分等成果是一个高水平的成果，是一个“出技术、出人才、出经验”的成果，也是面向更广泛领域应用的成果。

图2-10 2006年12月重庆市农用地分等成果验收会

新一轮国土资源大调查土地资源监测调查工程重庆市农用地分等成果验收意见

2006 年 12 月 11 日至 13 日，国土资源部土地利用管理司和土地整理中心组织有关专家组成验收组，依据国土资源部国土资厅发〔2004〕40 号文件、《农用地分等规程》（TD/T 1004-2003）和《重庆市农用地分等定级与估价工作方案》对重庆市农用地分等成果进行了验收。验收组听取了重庆市农用地分等工作汇报和技术汇报，观看了计算机信息系统与相关成果展示，审查了农用地分等的文字报告、图件、表格、数据库及原始记录表等资料。经质询讨论，形成验收意见如下：

1.重庆市农用地分等工作组织科学有效、实施方案切实可行。采取了“分区试点先行、外业分县实施、内业全市集中处理、全市一体、上下互动、步步监控”的组织形式，提高了工作效率，保证了成果质量。基础扎实，成果齐全，符合有关要求，整体质量高。

2.采取的技术路线和方法正确。分等指标区划分、分等因素选择、分等参数确定、分等单元划分合理；自然质量分、土地利用系数、土地经济系数调查与计算正确；自然质量等、利用等、经济等划分符合实际；文字报告编写、数据整理、图件编制、数据库建设等符合有关技术要求。分等数据格式规范，标准统一，保证了全市分等成果的可比性。

3.建立了市、县不同尺度下分等单元的空间对应关系，实现了不同尺度下分等数据间的关联与互访，形成的成果逐级控制，等别序列完整，面积一致，具有可追溯性。

4.建立了包括国家级（12 个）、市级（183 个）和县级（202 个）标准样地的三级标准样地体系，形成了标准样地图片集与属性数据库。

5.以《农用地分等规程》和相关要求为基础，采用 GIS 技术开发了“重庆市农用地分等定级与估价管理信息系统”，保证了农用地分等中数据处理的顺利进行，提高了工作效率，并为成果应用提供了技术平台。

6.依据样点调查资料，对农用地分等成果进行了不同区域不同等别系列的检验分析，提高了成果的可靠性。

7.开展了分等成果在定级估价、耕地粮食生产能力核算、补充耕地数量质量实行按等级折算、制定征地统一年产值标准和征地区片综合地价、基本农田保护、土地开发整理等方面的应用研究。

8.项目经费使用符合《国土资源调查项目经费管理暂行办法》的有关规定。

验收组一致认为，重庆市国土资源和房屋管理局组织、重庆市土地勘测规划院承担的重庆市农用地分等项目成果符合相关要求，完成了国家下达任务，予以验收。

建议在修改完善、整理归档后按规定于一个月内上报成果。

验收组组长：马克伟

二○○六年十二月十三日

基于GIS技术的城镇建设用地扩展范围确定方法研究——以重庆市南岸区为例

马泽忠1、2 张孝成1 廖和平3

（1.重庆市土地勘测规划院，重庆，400020；2.中国人民解放军重庆后勤工程学院，重庆，400201；3.西南大学，重庆，400060）

摘要：本文以南岸区为例，根据人口预测模型和人均建设用地指标预测城镇建设用地需求规模；通过指标因子网格（Grid）空间模拟，采用综合指数法求取网格综合城镇建设用地适宜性指数；以地理事物相近相似原理，以城镇建设用地需求规模为控制，以地理信息系统为支持，通过网格合并预测城镇建设用地规模范围。研究表明，采用基于综合城镇建设用地适宜性指数计算机自动获取建设用地范围边界具有较高的科学性和实用性，可为土地主管部门和土地利用总体规划建设用地布局提供决策支持。

关键词：网格；适宜性指数；空间模拟；南岸区；重庆市

1 研究区域概况

南岸区位于重庆市都市圈内，地处长江以南，介于东经 106°31′～106°48′、北纬29°27′～29°38′之间，全区面积261.08km2。2004年全区总人口526787人，其中农村人口占22.76%，城镇人口占77.24 %，人口密度为2020 人/km2。南岸区地貌属川东平行岭谷的一部分，在区境内自西向东有四条背斜和三条向斜，背斜成山，向斜则形成以丘陵为主的谷地，构成了本区低山、丘陵、平坝的地貌组合特征。全区最高海拔681 m；最低海拔157m，相对高差524m。2004年末农用地总面积15600.19hm2，占全区土地总面积的59.83%；建设用地总面积7649.18hm2，占全区土地总面积的29.33%。其中，城市用地2714.54hm2，占居民点及工矿用地的37.67%；建制镇用地229.03hm2，占居民点及工矿用地的3.18%；农村居民点用地1924.45hm2，占居民点及工矿用地的26.71%；独立工矿用地2036.13hm2，占居民点及工矿用地的28.26%；特殊用地301.25hm2，占居民点及工矿用地的4.18%；交通运输用地面积380.59hm2，占建设用地面积的4.98%；未利用地总面积2826.94hm2，占全区土地总面积的10.84%。南岸区2004年土地资源利用结构中，农用地、建设用地和未利用地的比重为59.83∶29.33∶10.84，以农用地为主。

2 城镇建设用地规模测算

城镇建设用地规模的大小应与人口规模、产业规模、经济规模相适应，同时还受土地利用条件、地形地貌等自然条件的限制，因此，预测城镇用地规模应从实际出发、因地制宜、量力而行，规模适度，不可贪大求全，致使城市无限制膨胀，造成土地资源的浪费。考虑到区域经济发展受许多非确定因素的影响，预测城镇发展空间时也应适当超前，留有余地，增强预测结果的可操作性。城镇建设用地应走内涵挖潜和适度外延扩大相结合的集约型道路，必须首先挖掘各种闲置土地和利用不充分、不合理的土地用于城镇建设；城镇空间的扩展，尽量少占或不占耕地。

2.1 人口预测

人口预测的方法一般有指数增长法、回归预测法、逻辑斯第函数预测法、人口年龄推算法等，根据县级土地利用总体规划规程，一般采用指数增长法进行人口预测，预测公式如下：

P＝P0 （1 ＋K）n ＋nΔP （1）

式中，P为规划目标年的总人口数；P0 为规划基期年的总人口；K为规划期人口自然增长率；n为规划年限；ΔP为规划期间平均每年人口机械增长数。

根据统计数据，南岸区历年人口自然增长率为1.6‰左右，到2010年，南岸区的人口增长速度不会产生大的波动，因此取K＝1.6‰。由于南岸区社会发展迅速，人口机械增长速度较大，根据多种统计数据，近年机械人口增长速度保持在82093人/年，因此到2010年，南岸区人口数量将达到1024420人。

2.2 城镇人口预测

2004年南岸区总人口526787人，城镇化率为77.24%，城镇人口406883人。根据统计数据，南岸区城镇人口的自然增长率为1.6‰，通过农转非、区外人口迁入等形式，每年增加城镇人口 68171 人，依公式（1）计算 406883×（1 ＋1.6‰）6 ＋6×98171＝819629，预计2010城镇化率将达到80.00%，通过历年城市水平现行模拟预测所得到的结果为80.60%，大致相似，因此本次研究取2010年南岸区城市化水平为80.00%。

2.3 城镇建设用地需求量预测

建设用地需求量的定量预测方法通常有趋势预测法、回归预测法和定额指标预测法。趋势预测法是根据土地的实际需求量随时间的变动规律来外推今后的土地需求量，通常以时间t为自变量，土地需求量为因变量建立趋势线方程，其一般形式为

。趋势线方程通常有直线方程、二次曲线方程和指数方程。回归预测法是根据变量之间的相互关系，利用其他变量的已知值来推断预测变量的值，是通过表明两个或几个变量之间关系的数学方程式进行预测的一种方法。因此，应用回归预测法同时需要两组时间顺序相同、相互关系密切的时间序列。定额指标法是一种简便、准确的预测方法，主要是运用城市人口预测结果，以部颁人均用地限额为定额指标计算用地需求量。根据南岸区建设的实际和集约用地要求，在选用指标级别时，尽量选用较为宽松的人均用地指标。

2.3.1 人均城镇建设用地指标

南岸区现状人均城镇建设用地指标2004年为72.32m2/人，本研究选用城镇建设人均用地规划指标2010年为87m2/人，能够满足城镇发展需要。

2.3.2 规划城镇建设用地面积

819629 人×87 （m2/人）/10000＝7130.77hm2，规划新增加城镇建设用地面积 Sc为4186.93hm2。

3 建设用地扩展范围预测

城镇用地总体布局就是在城镇性质、规模以及规划期间主要的建设项目和有关总体规划的经济技术指标已经确定的情况下，在城镇用地评价和选择的基础上，对规划期内城镇布局形式和各项建设统筹安排、合理布局，制定出科学的用地布局方案。本次研究通过指标因子网格（Grid）空间模拟，采用综合指数法求取网格综合城镇建设用地适宜性指数；以地理事物相近相似原理，以城镇建设用地需求规模为控制，以地理信息系统为支持，通过网格合并预测城镇建设用地规模范围。

3.1 建设用地扩展范围影响因素

建设用地的选择就是依据城镇用地适宜性评价结果和城镇用地可持续利用的要求，合理的确定城镇的具体位置和建设用地扩展范围。影响建设用地扩展范围的因素多种多样，主要包括以下几个方面。

（1）地貌条件 地貌条件影响城镇的分布位置、平面结构和空间布局，同时不同的地貌条件还影响各项建筑物的用地布置和工程设施的建设。主要参考指标包括地表破碎度、坡度、地貌部位、地貌类型等。

（2）地质水文条件 由于地质构造和土层的自然堆积情况不一，因而对建筑物的承载能力造成差异；不同的水文条件影响城镇的发展规模和安全问题。主要参考指标为：地层岩性、地质构造、降水、河网密度，河流洪水位等。

（3）社会经济条件 城镇用地规模和扩展范围必须从城镇用地布局现状出发，按照国民经济和社会发展的需要、城镇用地功能组织及城镇景观建设的要求，统筹安排、合理布局。因此影响城镇建设用地布局和扩展的因素主要包括如下社会经济条件：区域现状路网密度、区域规划路网密度、现状城镇建设用地规模影响度、土地利用类型、单位固定资产投资新增建设用地面积等。

3.2 建设用地扩展范围预测方法

建设用地扩展范围预测首先将研究区域在一定尺度下进行网格划分，针对不同的网格进行城镇用地适宜性评价，形成区域城镇建设用地适宜性评价结果；其次，以新增建设用地规模为控制，采用基于网格数据处理技术的计算机自动搜索方法获取城镇建设用地扩展范围。

3.3 建设用地扩展范围预测结果

3.3.1 城镇建设用地适宜性评价

应用层次分析法和特尔菲法，确定研究区域城镇建设用地适宜性评价指标和各指标权重，如表1。

表1 城镇建设用地适宜性评价指标权重值

应用地理信息用空间数据模拟方法，以地面100 m 网格精度将各评价指标在研究区域内进行连续分布模拟，得到区域标准化后指标数据在研究区域内的连续分布值，如图1为研究区内地表破碎度模拟。

应用综合指数法对研究区域城镇建设用地适宜性以地面分辨率为100 m 网格单元进行综合评价，每一网格单元适宜性综合指数计算公式为：

图1 地表破碎度模拟 （图中值越高，破碎度越大）

土地信息技术的创新与土地科学技术发展：2006年中国土地学会学术年会论文集

式中，Pi为第i个网格单元城镇建设用地适宜性综合指数；Vj 为各项指标权重；X′j为各网格单元评价 j 项指标标准化后分值，m 为指标项数；n 为流域内所划分的网格单元个数即CELL 的个数。

通过地理信息系统空间数学运算，得到南岸区城镇建设用地适宜性综合指数分布图（图2）。

图2 南岸区城镇建设用地适宜性综合指数分布

3.3.2 预测结果

以地理事物相近相似原理为基础，应用VB6集成开发环境和ESRI公司的Arc Objects组件系列开发自动分区程序模块，分区的计算机编程实现流程如图3。

图3 确定城镇建设用地扩展范围算法流程图

（1）确定城镇建设用地地块的最小面积 Smin，凡是小于Smin的地块应当被合并。

（2）以评价单元为最小的合并对象，将其合并到邻域内最相似的适宜性类型区，如果邻域内有多个相似的地块，则合并到其中面积最大的地块内。

最后将合并对象以评价单元面积的整数倍进行增加，直到城镇建设用地最小的地块面积都不小于Smin时，且总面积为预测需增加的建设用地时，中止循环并输出区域城镇建设用地分区图（图4）。

由图可知，南岸区未来城市发展重点在长生桥镇，南山和东部区域应作为生态保护区，不适宜城市发展，这与传统方法所作的土地利用总体规划基本一致。在城镇建设用地扩展方向上，本次研究结果表明，南岸区主要向北发展，重点发展中部，兼顾小城镇规模，在发展茶园新城区的同时，必须给各建制镇预留城镇建设用地指标。

图4 南岸区城镇建设用地扩展范围预测结果

4 结论

通过研究可得到如下结论：

（1）应用空间数据模拟技术，可以直观地表达间断地理现象的区域空间分布趋势，为数学模型分析提供了可靠的数据支持。

（2）采用基于网格数据处理技术的计算机自动搜索方法获取城镇建设用地扩展范围，为土地利用规划中划定城镇建设用地及其他用地类型范围提供了较为科学的技术支撑，使规划中建设用地的布局更科学、合理。

（3）通过本项研究，将土地适宜性评价和土地利用规划有机地忸结合起来，为未来土地利用规划在方法上做了有益的探索。

参考文献

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基于组件式GIS的土地储备管理信息系统的开发和应用

王 军

（重庆市土地勘测规划院，重庆，400020）

摘要：通过探讨系统总体设计、数据库设计、功能实现等问题，阐述了系统的开发环境、系统集成等关键技术，探索了土地管理数据库、土地储备基础信息系统、土地储备应用系统等子系统的建立思路，为土地储备管理的信息化、智能化、空间化提供了新的技术手段，基于组件式GIS的土地储备管理信息系统的整体设计，将为提高土地储备管理的效率提供借鉴。

关键词：土地储备；管理信息系统；组件式GIS

1 引 言

土地储备是政府主导城市土地市场的一种手段和运作模式，通过统一征地、统一收购、统一储备、统一出让、统一地价管理，调控土地一级市场，从而实现对土地出让权的管理和监测。通过储备制度的实施，政府可以按照社会经济发展和城市建设的需要，有计划地收购储备土地，按计划进行土地供应，保障规划计划的实施，增加土地对经济的宏观调控能力，合理配置土地资源，保障社会经济平稳发展。近年来，随着“数字国土”、“金土工程”的实施，土地储备管理信息化的程度越来越大，与此同时，基础数据的集中统一管理与共享，信息的深层挖掘，对土地储备管理信息系统提出了更高的要求。

土地管理在许多领域研究的问题都与地籍的空间运动过程有关，带有明显的三维空间性质，空间数据分布相当复杂，对空间信息的管理与分析则正是地理信息系统的优势，因此地理信息系统在土地管理行业中发展很快，得到了广泛的应用。组件式GIS （COMGIS）是指采用了面向对象技术和组件式软件的GIS功能控件，它可以很方便地嵌入到MIS工具中，根据应用的需要，应用计算机高级编程语言和开发工具，把组件所提供的各种功能模块组合在一起，开发出符合自己专业特色的界面和功能。同时，还可以将大量非GIS应用的数学功能集成到GIS应用系统中，丰富GIS的应用领域，提高GIS的功能，实现用户多元化的需要，开发既具有地理信息系统强大的空间分析和处理功能又具有鲜明的行业特点的专门GIS系统。因此，基于组件式GIS的开发成为GIS应用系统开发的趋势。

本文以重庆市土地储备管理信息系统为例，对基于COMGIS的土地储备管理信息系统的整体设计、技术实现及系统模块的应用情况进行探讨。

2 系统设计

当前传统的土地储备管理手段落后，数据传输效率低下，查询和维护困难，采用先进的COMGIS技术、数据库技术、网络技术，结合土地储备管理的实际应用，设计功能更加完善、操作更加简便的土地储备管理信息系统，力图从根本上给管理职能部门对其所辖区域和所涉及的业务的数据统计、管理、验收、效益分析、项目立项、资金投入等各项工作提供现代的管理手段和信息交流平台，使有关管理人员从烦琐、庞大的数理统计中解脱出来，提高工作效率和管理手段，实现“管理现代化，办公自动化，数据信息化”。

2.1 系统总体设计

土地储备管理信息系统需要实现对全市土地储备信息的存储、管理和分析处理，包括地块基本信息存储（地块编号、名称、批准文件、面积、地块图等）、项目情况（项目名称、批准文件等）、产权变更（储备主体、地籍情况、征用、转让、出让等）、资产（基准地价、地级等）、整治情况、资金流（缺口资金、抵押、收益金等）。通过对以上数据有效统计分析、查询，为进一步合理组织全市下一步土地储备工作的策略提供数据基础，同时引入有效的工作流控制，依据相关法律、法规和政策，有效控制和保证土地储备健康、合理、合法进行。

该系统主要由三部分组成：数据库、土地储备基础信息系统、土地储备应用系统。数据库是整个系统的基础，提供数据支持；基础信息共享系统用来维护数据库的安全，并管理用户，对整个系统提供安全保证，同时为整个土地管理信息平台提供接口；应用系统提供具体的应用功能，满足土地储备管理工作中项目管理、资金分析、地块管理等实际需求。系统总体结构图如图1。

图1 系统总体结构图

2.2 系统建设目标

该系统所要完成的目标如下：

（1）建立土地储备基础数据库和文档库，建立涉及面广、种类齐全、数据结构复杂的数据库，涵盖绝大部分现有存储地块信息、资金信息等，为决策支持提供准确的数据基础。

（2）实现数据的灵活修改和更新功能，将每一个储备地块的变更，实时、详细地存储到数据库中，并实时更新资金等数据。

（3）项目和资金查询功能 建立方便实用的多种查询方式，可以按照存储地块查询，也可以按照资金情况进行查询。

（4）资金分析功能 通过对存储地块的管理，分析地块的出让、征地、整理等涉及的资金出入，迅速做出以整体、以不同公司、以不同项目等为方式的资金分析，得出准确的资金平衡状况。

（5）强大的报表和地图打印功能 对每一个项目，都可以打印出详细的报表和位置图。

2.3 数据库设计

数据是地理信息系统加工、处理的对象，是信息的来源和依据。全面、准确的数据是地理信息系统发挥它强大功能的保证，数据质量的好坏直接关系到地理信息系统开发的成败。该系统采用空间数据库和非空间数据库统一存储、集中管理的方式。依照ESRI 的Geodatabase数据模型，以关系型数据库（RDBMS）为基础，由空间数据库引擎SDE提供数据库服务模块，建立分布式数据库平台。

土地储备空间数据库的建设以国家制定的不同比例尺、不同来源的数据规范为基准，建立土地储备专题地图和数字高程图。空间数据库建设的主要内容包括基础地理信息电子地图、土地储备基础电子地图、土地储备专题电子地图等。土地储备空间数据库主要完成与土地储备业务相关的地图数据的存储和管理，空间分析和查询，地图的变换、查询、整饰、输出等功能。

土地储备非空间数据库是实现存储、分析、统计、评价、查询、更新、属性制图等功能的基础，也是整个系统的重要组成部分，需具备土地储备数据库结构操作、属性数据库内容操作、数据的逻辑运算、属性数据的检索、从属性到图像的查询、属性数据报表输出等功能。

操作者可以随意地提取数据库中的任何数据参与数据处理、制图、分析评价，充分发挥数据库中数据的价值，提取得到的数据及分析、评价的结果，最大限度地发挥地理信息系统的管理功能。土地储备非空间数据库管理的设计需要具备数据库结构操作、属性数据输入、数据库的操作、属性数据的查询统计及报表的输出等功能。

2.4 功能模块设计

土地储备管理信息系统是集数据管理、数据分析、主题图制作、用户管理等于一体的管理信息系统，各个功能都有对应的功能模块。其中，核心业务功能模块有四个：项目管理模块、储备地管理模块、资金分析模块、查询和报表打印模块。

项目管理模块实现项目各属性的输入和存储管理功能。通过表单的输入，将项目属性存储到数据库中；储备地管理模块实现储备地属性的管理，主要完成储备地的征地、出让、资金流等业务，将涉及的数据存储到数据库中；资金分析模块通过处理以上两个模块输入的数据，分析资金情况，该模块可按照不同公司、不同项目等方式进行分析，也可以按照整体的土地储备情况进行分析；查询和报表打印模块对查询所得的项目或土地情况，打印出资金表和查询结果等。

3 技术实现

3.1 COMGIS 技术特点及软件开发平台

COMGIS技术是近几年发展起来的一种新兴的软件工程技术，它强调以即插即用的方式重用不同软件开发人员的开发成果，是提高GIS应用系统开发效率和缩短开发周期的首选。MapObjects是ESRI为GIS系统开发者推出的基于COM技术的地图应用组件，它包括一个ActiveX地图控件（Map）和40 多个OLE对象，它适用于工业标准程序开发环境。利用MO可以很方便地开发出系统开销小的应用程序，或者在现有的应用程序中集成GIS功能。

在土地储备管理信息系统的开发过程中，选用面向对象的地理信息系统组件MapObjects实现地理信息功能，采用支持面向对象的Visual C＋ ＋为开发工具。MapObjects可以方便的嵌入到Visual C＋ ＋，对空间信息实现可视化的显示，并能提供距离量算和面积量算等一些空间分析的功能，实现了属性数据的统计分析及空间数据和属性数据的交互式查询，为系统决策提供依据。数据库平台选用MS SQL Server2000，通过使用空间数据引擎SDE （Spatial Database Engine）来管理数据库，开发平台采用Visual C＋ ＋，图2 是Ma-pObjects在VC中类的部分结构示意图。

图2 MapObjects 的类示例

3.2 系统集成

该系统数据实现集中式、一体化数据库管理对空间数据的操作和空间分析，通过MapObjects和ArcSDE协同工作，ArcSDE扩展了RDBMS的空间数据处理功能，将空间数据与属性数据集成到RDBMS中，并由RDBMS统一管理，充分利用了RDBMS的安全性、稳定性、数据一致性等优点，实现了真正意义上的空间数据库和属性数据库的统一。

在开发环境VC中，对集成模型组件、GIS组件与其他组件对象进行开发，实现整个管理信息系统。

3.3 系统界面设计和系统运行安全

该系统采用标准的Windows界面操作，以“图标＋鼠标”为基本的操作方式，以菜单为驱动，让使用者简便易学。该系统采用单机版，人机交互的方式，支持Windows 2000以上操作系统。

信息管理系统应具有良好的自我保护和一定的错误修复能力，因此，针对不同的业务目的设置不同的用户权限，业务操作人员具有对数据库的修改操作，普通用户只具有浏览权限。同时，应配备一定的硬件保护措施，比如UPS （不间断电源）等。

针对我国城市土地储备管理工作现状，本文对基于组件式GIS的土地储备管理信息系统进行了设计。该系统主要由数据库、土地储备基础信息系统、土地储备应用系统3部分组成。数据管理采用空间数据和非空间数据集中管理，由ArcSDE提供空间数据引擎，MS SQL Server 2000提供低层关系型数据库支持，MapObjects提供应用系统的数据访问、浏览、查询、编辑等，结合资金分析等专业模块，进行系统的集成开发。

考虑到未来和其他土地管理信息系统的共享和跨平台操作，在今后的研究和实际工作中，还需要结合实际，提供数据共享的平台，实现多系统集成。同时引入知识库和方法库，提供更加强大的智能决策支持，对未来的土地储备管理和规划提供更科学、直观、快捷、准确的支持。

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