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1、基于数字化地图的土地信息系统中土地利用分类的探讨罗敏摘要本文论述了以数字化地图为原图，利用土地信息系统软件进行土地分类和土地管理的方法；对实际操作时存在的问题提出了解决办法和步骤。关键词土地信息系统(LIS)数字化地图土地分类Land Classification and Managementin LIS Basis with Digital MapsLuo Min(Dep. of Surveying and Geoinformatics, Tongji University, Shanghai 200092)Abstract:On the basis of LIS software by u
2、sing digital maps as original materials, this paper discusses some methods about land classification and management. Then, to count the exsiting problems,it puts forward the resolution and practical operation process.Key words:Land Information System(LIS),Digital map, Land classification1引言http;/测绘信
3、息网随着计算机软、硬件技术的飞速发展，各种信息系统不断涌现，并广泛地应用于国家资源管理部门。其中，地理信息系统是进行信息管理的重要工具。土地管理系统以地理信息系统为支撑，对城市管理部门进行合理利用和自动化管理土地资源提供了一个良好的工具。但是，在实际应用中也存在着一些问题。本文作者应用土地信息软件，在对江南农村进行土地利用调查的工作中，探讨了以数字化地图作为信息系统原始资料的可行性和存在的一些问题，并提出实现思路和具体操作步骤。2地理信息系统和土地信息系统2.1地理信息系统地理信息系统是一门以计算机为基础的新兴技术，围绕着这项技术的研究、开发和应用，形成了一门交叉性、边缘性的学科。它应用十分广
4、泛，几乎渗透了与地理分布有关的各个方面。地理信息系统英语全称为“Geographic Information System”，简称“GIS”。广义来讲，它是储存和处理地理空间分布有关信息的集合。它主要由以下四部分组成：信息的获取与输入，数据的储存与分类，数据的转换和分析，成果的生成和输出。地理信息系统在很多领域都得到了较大规模的推广应用。如地籍与房产管理、农业土地、水资源规划、林业资源调查等。GIS数据是人们进行信息查询、检索、显示、计算、分类、管理及综合分析的基础，是从事地理学、测绘遥感学、环境科学、城市科学、空间科学、管理科学等必不可少的信息来源。这里主要谈一谈GIS在土地利用方面的应用，
5、即土地信息系统中的有关问题。http;/测绘信息网2.2土地信息系统人们都认识到土地是创造财富的基本资源；同时，信息也是一种资源，也能够用来创造财富。良好的信息会增加制订和实施良好决策的机会。如果其它的条件一样，战争的赢家往往是拥有情报网的一方。这一基本原理也同样适应于土地管理和土地开发。土地信息系统就是情报网，我们依据它来成功地对土地进行管理。地理信息系统几乎每个社会都迫切需要它。1)为了进行整理和规划来采集、储存和检索土地信息。2)编辑完整、现势、可靠的地籍簿册。3)用图表形式显示不同组合的空间数据，特别是有关地形和宗地的数据。4)分析和处理这些数据，形成有价值的土地信息。土地信息系统的发
6、展是满足这些要求的一种办法。它通过提供有关土地、地上资源及土地改良措施的信息，来保障土地管理的进行。http;/测绘信息网土地信息系统的英文全称为“Land Information System”，简称“LIS”。土地信息系统的运行包括资料的获取和整理，资料的处理、储存和维护，以及资料的检索分析和运输。见图1。图1土地信息系统运行图土地信息系统的有用性取决于资料的新颖性、准确性、完整性和易取性。同时还取决于这个系统在设计的过程中对用户而非信息生产者的利益所考虑的程度。土地信息系统可以以成果的形式，也可以以服务的形式提供资料。它还能提供以数字或文字形式反映的属性数据，以地图显示的空间数据，以及反
7、映现状的时间数据。3土地利用分类http;/测绘信息网3.1国家对土地的分类土地利用是牵涉生产力布局的根本性问题。随着国家经济的发展，其重要性与迫切性已越来越得到人们的重视。当前的土地利用现状分类，是国家依据土地的用途、经营原则、利用方式和覆盖特征等因素加以划分的。土地利用的原则是节约土地资源，优化土地配置，提高土地效益，促进经济发展。在此基础上，土地利用采取两级分类，统一编码排列，其中一级分八类，分别为耕地、园林、林地、牧草地、居民点及工矿用地、交通用地、水域、未利用土地等。二级分四十六类，如耕地分为灌溉水田、望天田、水浇地、旱地等。各地可根据需要进行三、四级分类，但不能打乱全国统一的编码顺
8、序及其代表的地类。这种分类只反映土地利用现状，不以此划分部分管理范围。3.2土地信息系统中的的土地分类系统3.2.1分类编码原则在土地信息系统中，把数据输入计算之前，必须先按要求进行分类，这是项基础性的工作。分类过粗会影响将来分析的业度，分类过细则工作量很大，计算机的储存量也会加大。有时过细的分类在技术上也很难做到，如用遥感数字图像对农业利用健类时，就无法做到很细。http;/测绘信息网编码是将经过分类的信息用适当的数码(字符串或数值)来表示，也称代码化。属性信息的编码方法，除用于和空间连接的关键字外，和常规事务管理信息系统的编码方法差不多，大致有五个原则：1)惟一性。代码和分类一一对应，尽量
9、避免一个代码对应多种分类或多个代码对应一种分类。2)简单性。代码越简单，人的记忆、操作也简单，计算机处理也列方便。3)可扩充性。如果将来要增添新的内容，尽量不改变原有的体系而实现扩充，既减少用户熟悉新体系的麻烦，也减少数据库的转换和处理软件的改动。4)易识别性。用户看到代码，恁经验就可知道事物的分类，并和其他事物产生对比和联想。http;/测绘信息网5)完整性。综合性的信息系统牵涉的面很广，应全面考虑有关的信息类型和分类，防止顾此失彼。空间信息即地理要素的位置信息，其编码方式主要有三类：1)用地理坐标来表示地理要素的位置，包括坐标系的选择、坐标数据的输入、编辑和校正等一系列工作。http;/测
10、绘信息网2)在地理要素之间建立起联系，反映空间位置上的相互关系，把矢量型的空间信息按点、线、面建立起相互联系。3)人为地给地理要素加一些编号和字符串，即增加一个附加属性。一个完善的土地信息系统是由以上三种编码一起完成的。3.2.2根据土地利用实际提出的分类系统本文主要结合江南水乡的实情，在很多村镇进行土地权属调查的基础上，总结了一套适合于实际应用的土地分类编码系统(在国家标准上进行的修改，它在不违背八大类的前提下，在二级分类中进行调整，见表1)。表1土地分类编码系统编码一级地类编码二级地类10耕地110水田120旱地130菜地140自留地20园地210果园220桑、茶园230其它园地30林地3
11、10有林地320竹林330苗圃40牧副渔业用地410养殖用地420菌种用地430渔业用地440农业服务用地450其它渔业、服务业用地50居住及工矿用地510农村宅居地520城镇居民住宅用地530商业服务用地540工业仓储用地550市政公用设施用地560公共建筑用地570特殊用地60交通用地610铁路620高速公路630国家公路640其它公路650农村道路660机场、港口、码头670其它交通用地70水域710河流720湖泊730水库740坑塘750沟渠760河滩770水工建筑物80其它土地810未利用荒地820临时用地830其它空隙地在实际工作中，我们主要按土地权属和用途两方面进行分类统计管理。
12、以上就是土地用途的分类。 http;/测绘信息网4土地信息系统的原始资料数字化地形图4.1数字化制图与土地信息系统为了获得土地的有关资料，以便全面、充分地掌握土地信息并对它进行管理，土地利用图就应孕而生了。传统的土地利用图是用航片完成的，既在航片上判读、调绘、补测、转绘，最后形成一幅符合质量要求的工作底图土地利用现状图。这种图形比较原始，耗资巨大，很不便于查阅，更新的工作量也很大。计算机图形学，计算机地图制图，数据库管理系统等大大提高了对空间信息的储存、分析与表达。在此基础上，土地信息系统技术也产生、发展与完善起来，土地利用的手段方法得到了突飞猛进的发展。在土地信息系统中，我们尝试用数字化地形
13、图作为建库的原始资料。数字化成图的目标不同，建立的数据库也有所区别。如为实现测绘生产自动化工作的计算机辅助制图，只要给地形要素适当编码，能够按图式绘图即可。而为规划设计等用图单位提供的数字化地形图，这是为用户进行计算机辅助规划设计和管理提供数字化地地理定位载体，应该对图形进行分类，便于管理。4.2数字化地形图作为土地信息系统的原始资料在应用中出现的问题土地信息分空间和属性信息，通过野外测量、遥感、现场调查、社会调查与已有资料获得。采用数字化的地形图作为土地信息系统的原始数据十分便利，但是，也存在着一定的问题。由于计算机图形处理一直采用单纯几何技术进行图形元素的分解，并由此建立空间与属性数据的组
14、织模型，因为它过分地依赖计算机图形学，研究重点在线划图形概括的算法上。只注重数字模型方法，没面向具体实施对象的地理特征，所以很不适合不同行业的专业人士进行观察和应用。例如，许多地形图中的要素在土地利用图中没有利用价值，诸如高程点，地形变化而地类相同的地域等。同时，传统的地形图图式是基于手工或纯图纸的一种语言，如栅房、简单房子、虚实部表达非常不利于计算机自动绘制。更值得注意的是，地形图的分层方法明显不利于土地利用与管理。地形图中将注记、地形符号、道路、水涯线、陡坎等分层，并不适合土地利用中的分类，查询，管理很不方便。所以，目前土地信息系统还不完善。应结合土地利用专业特点进行改革，使之更有利于本行
15、业的发展。前面3.2.2题中提出的土地分类编码，就对当前土地信息系统进行了修改，使之更有利于实际利用。下面介绍具体思路及实施方法。http;/测绘信息网4.3实现思路数据库中的数据是按点、线、面进行编码存储的，它并没有深层次的关于地物的地理意义的描述。我们可以对数据库进行地理信息抽象，从中抽取关于地物地理特征的描述性知识规则，存储于知识库中。从知识类型上讲，地物地理特征的描述性知识主要属于几何性知识和结构性知识两种。首先，把地理客体表达成四类对象，一是实体，存在于真实的地理世界中；二是对象，存在于数字世界中；三是符号，存在于制图世界中；四是要素，是对实体、对象、符号的综合表达。这四类也可称为地
16、物的高级类或超类。其次，把地物定义成上述四种超类下属的类和子类，确定关系及可实施的操作，这样做为进一步的组织管理和处理这些实体提供了条件。过程实施规则如下：http;/测绘信息网1)按土地分类编码标准减少对象数目减少对象数目按图形显示限制和应用要求两项标准判断是否选取或删除对象。前者限定了什么信息能被正确地显示；后者则限定了符号的宽度、面积、长度、符号边距等指标。当地物符号超限时，就采取相应措施，删除太小、太短的对象或将间距很近的图式符号合并成一个整体符号。我们根据前面提出的分类系统，对同类土地进行归并，删除不必要的地类界限。如农村宅居地房屋归成一类。对其中的一些很小的独立房屋，可以忽略不计。
17、又如，对相隔很近的沟渠，可以归并在一起，删除多余线条。2)尽量简化空间内容。方法有两种，一是线划光滑处理，二是图形退化处理。这也以图形显示限制和应用要求两项标准判断。在水田中的一些小沟渠，就可以略去不画。一块地域中土地种类过多，很不利于土地信息系统处理信息。3)简化属性内容。此时判读标准主要是应用要求，根据土地权属和类别来简化属性内容，其次才考虑图形显示限制要求，如符号种类序列，图上颜色数量等。5实际操作过程http;/测绘信息网根据作者以数字地形图为背景，通过LIS软件进行某市农村土地利用现状调查的工作情况。土地信息系统的实现可以采取如下的步骤：1)确定分类界限，进行土地分类在数字图的基础上
18、确定分类界限，摒弃土地利用中不需要的要素。如台阶、高程点，一些地形图图式等，将同类面积归并(按前面3.2.2题土地分类标准和4.3题实现思路进行操作)。要遵循“先大后小，抓大放小，分级绘制”的原则，掌握分寸，既要有所取舍，又要保证精度，还要便于管理统计。2)规定土地属性编码，输入图中土地类别编码还不够，必须将不同权属的土地也编码。例如，耕地以“1”开头表示，水田以“110”表示，旱地以“120”表示；某村(假定为东村)以“330”表示，另一村(假定为西村)以“403”表示，则东村的水田以“330110”表示，西村的旱地以“403120”表示，以此类推。在具体操作中必须十分仔细，不能遗漏，避免重
19、复，还要使计算机便于识别。如沟渠本身很窄长，其编码的标注一定要保证在沟渠内，否则计算机无法识别。3)生成面域http;/测绘信息网根据已绘好的分类图，让计算机自动生成相应的面域，并根据地类分类属性码来确定所生成的面域属于何种地类，量算面积。4)建立数据库比较复杂的LIS将空间数据和属性数据分开输入，其连接采用加关键字的方法，使两边在逻辑上一一对应，用软件来检查两边的关键字是否匹配，并揭示用户进行修改。也可以通过内部指针来连接空间和属性数据，这样检验就更加简单。我们选输入线状要素，合并重复输入的线，并连成网络。如旱地、草地有公共界限，而公用线不能重复绘制，就加入特征值加以区别。生成结点拓扑表，链
20、拓扑表，最后生成多边形拓扑表，使数据库与生成的面域一一对应。5)利用数据库进行空间分析把量算的面积根据分类码存入数据库中，形成图与数据库的对应关系，就可以方便地进行用地统计管理和空间分析工作了。6结束语http;/测绘信息网地理信息系统已在社会各方面得到了应用，随着科技的进一步发展，它在土地方面的应用将更全面更完善。但当前确实存在着一些问题，以上根据江南某农村区域进行土地利用现状调查的实际情况来看，以数字化为底图，并按上述方法进行土地分类，建立土地信息系统库是确实可行的，它为国土规划提供了一套科学有效的土地信息管理系统。作者单位：同济大学测量与国土信息工程系，上海 200092参考文献1.齐清
21、文，潘右敏.智能化制图综合在GIS环境中的实现方法确定.地理科学进展.1998(2)2.宋小冬，叶嘉安.地理信息系统及其在城市规划与管理中的应用.科学出版社，19953.Peter F.Dale John D.Mclaughlin LAND INFORMATION MANAGEMENT Clarendon Press.Oxford,1998Editors note: Judson Jones is a meteorologist, journalist and photographer. He has freelanced with CNN for four years, covering s
22、evere weather from tornadoes to typhoons. Follow him on Twitter: jnjonesjr (CNN) - I will always wonder what it was like to huddle around a shortwave radio and through the crackling static from space hear the faint beeps of the worlds first satellite - Sputnik. I also missed watching Neil Armstrong
23、step foot on the moon and the first space shuttle take off for the stars. Those events were way before my time.As a kid, I was fascinated with what goes on in the sky, and when NASA pulled the plug on the shuttle program I was heartbroken. Yet the privatized space race has renewed my childhood dream
24、s to reach for the stars.As a meteorologist, Ive still seen many important weather and space events, but right now, if you were sitting next to me, youd hear my foot tapping rapidly under my desk. Im anxious for the next one: a space capsule hanging from a crane in the New Mexico desert.Its like the
25、 set for a George Lucas movie floating to the edge of space.You and I will have the chance to watch a man take a leap into an unimaginable free fall from the edge of space - live.The (lack of) air up there Watch man jump from 96,000 feet Tuesday, I sat at work glued to the live stream of the Red Bul
26、l Stratos Mission. I watched the balloons positioned at different altitudes in the sky to test the winds, knowing that if they would just line up in a vertical straight line we would be go for launch.I feel this mission was created for me because I am also a journalist and a photographer, but above
27、all I live for taking a leap of faith - the feeling of pushing the envelope into uncharted territory.The guy who is going to do this, Felix Baumgartner, must have that same feeling, at a level I will never reach. However, it did not stop me from feeling his pain when a gust of swirling wind kicked u
28、p and twisted the partially filled balloon that would take him to the upper end of our atmosphere. As soon as the 40-acre balloon, with skin no thicker than a dry cleaning bag, scraped the ground I knew it was over.How claustrophobia almost grounded supersonic skydiverWith each twist, you could see
29、the wrinkles of disappointment on the face of the current record holder and capcom (capsule communications), Col. Joe Kittinger. He hung his head low in mission control as he told Baumgartner the disappointing news: Mission aborted.The supersonic descent could happen as early as Sunday.The weather p
30、lays an important role in this mission. Starting at the ground, conditions have to be very calm - winds less than 2 mph, with no precipitation or humidity and limited cloud cover. The balloon, with capsule attached, will move through the lower level of the atmosphere (the troposphere) where our day-
31、to-day weather lives. It will climb higher than the tip of Mount Everest (5.5 miles/8.85 kilometers), drifting even higher than the cruising altitude of commercial airliners (5.6 miles/9.17 kilometers) and into the stratosphere. As he crosses the boundary layer (called the tropopause), he can expect
32、 a lot of turbulence.The balloon will slowly drift to the edge of space at 120,000 feet (22.7 miles/36.53 kilometers). Here, Fearless Felix will unclip. He will roll back the door.Then, I would assume, he will slowly step out onto something resembling an Olympic diving platform.Below, the Earth beco
33、mes the concrete bottom of a swimming pool that he wants to land on, but not too hard. Still, hell be traveling fast, so despite the distance, it will not be like diving into the deep end of a pool. It will be like he is diving into the shallow end.Skydiver preps for the big jumpWhen he jumps, he is
34、 expected to reach the speed of sound - 690 mph (1,110 kph) - in less than 40 seconds. Like hitting the top of the water, he will begin to slow as he approaches the more dense air closer to Earth. But this will not be enough to stop him completely.If he goes too fast or spins out of control, he has
35、a stabilization parachute that can be deployed to slow him down. His team hopes its not needed. Instead, he plans to deploy his 270-square-foot (25-square-meter) main chute at an altitude of around 5,000 feet (1,524 meters).In order to deploy this chute successfully, he will have to slow to 172 mph
36、(277 kph). He will have a reserve parachute that will open automatically if he loses consciousness at mach speeds.Even if everything goes as planned, it wont. Baumgartner still will free fall at a speed that would cause you and me to pass out, and no parachute is guaranteed to work higher than 25,00
37、0 feet (7,620 meters).It might not be the moon, but Kittinger free fell from 102,800 feet in 1960 - at the dawn of an infamous space race that captured the hearts of many. Baumgartner will attempt to break that record, a feat that boggles the mind. This is one of those monumental moments I will always remember, because there is no way Id miss this.
