摘要：國土資源信息是關系國家安全的重要戰(zhàn)略資源，同時也是影響我國國民經(jīng)濟的基礎性資源。近年來，隨著我國國土資源信息化建設的不斷加強，國土資源信息正以海量增長，其增速已達到歷史最高水平。建設“兩型”社會、發(fā)展低碳經(jīng)濟以及建設現(xiàn)代化國土資源管理系統(tǒng)都迫切需要具備海量空間數(shù)據(jù)管理能力的地理信息系統(tǒng)(Geographic Information System，簡稱GIS)。

關鍵詞：GIS；國土資源管理；運用；效能

中圖分類號：F323211

文獻標識碼：A

文章編號：1004－0544(2010)04－0069－03

推進國土資源信息化，是適應國民經(jīng)濟和社會發(fā)展的需要，是國土資源管理現(xiàn)代化的必然要求，是實現(xiàn)國土資源管理方式根本轉(zhuǎn)變和國土資源工作現(xiàn)代化的重要途經(jīng)。我國國土資源信息化工作雖然取得一些成績，但還遠遠不能適應經(jīng)濟建設和國土資源管理工作的要求。《國土資源信息化“十一五”規(guī)劃》中將“基本建成結構合理、功能完整、安全穩(wěn)定、監(jiān)管有效、服務全面、覆蓋全局的國土資源信息化體系。信息技術在國土資源調(diào)查評價、規(guī)劃、管理、保護與合理利用等各個環(huán)節(jié)得到充分應用，國土資源監(jiān)管能力進一步增強，參與宏觀調(diào)控更加主動，初步形成‘天上看、地上查、網(wǎng)上管’的國土資源管理信息化運行體系”，是我國國土資源信息化的總體目標。

以信息化建設帶動國土資源信息技術跨越式發(fā)展和國土資源管理方式的根本轉(zhuǎn)變是大勢所趨。搶抓國民經(jīng)濟和社會信息化的機遇。加快國土資源管理的信息化，以管理信息化帶動管理科學化和服務社會化將成為推動社會發(fā)展的重要力量。因此，國土資源信息化建設工作必須進一步加強。

一、GIS運用于國土資源管理工作的重要意義

國土資源是指在國家管轄范圍內(nèi)可以利用的一切資源的總和。是包括土地資源、礦產(chǎn)資源及海洋資源等自然資源和勞動力資源。以及兩者結合衍生出來的經(jīng)濟資源的總稱。這些資源都是分布在一定地理空間環(huán)境中，和地理位置密切相關。國土資源的這些特點，注定了國土資源信息天然就是一種地理信息。

國土資源是國民經(jīng)濟和社會發(fā)展的重要基礎。現(xiàn)階段，我國正處于全面建設小康社會的關鍵時期。工業(yè)化、城鎮(zhèn)化、市場化、國際化步伐加快，資源消耗快速增長，土地、淡水、能源、礦產(chǎn)資源和環(huán)境狀況對經(jīng)濟發(fā)展構成嚴重制約，國土資源在經(jīng)濟社會發(fā)展中的地位和作用更加重要，同時也存在突出矛盾和問題。生產(chǎn)和消費結構升級需要更多、更優(yōu)質(zhì)的資源。人口的持續(xù)增長和城市化進程的不斷加快需要占用更多耕地，消耗更多的能源和礦產(chǎn)，經(jīng)濟高速發(fā)展對資源的需求保持著旺盛的增長勢頭。過快的資源消耗增長速度加劇了資源供需矛盾。隨著我國經(jīng)濟快速發(fā)展以及人民對生活質(zhì)量要求的不斷提高，我國面臨的人口、資源和環(huán)境的壓力也逐漸增大。中國國土資源的形勢，總的來說比較嚴峻，但發(fā)展機遇與挑戰(zhàn)并存。要應對國土資源運行過程中出現(xiàn)的這些新情況、新問題。要實現(xiàn)中國經(jīng)濟和社會的更好更快發(fā)展，實現(xiàn)全面建設小康社會的宏偉目標，就必須根據(jù)中國的國情和實際承受能力，走科學合理利用自然資源的可持續(xù)發(fā)展道路。緩解資源壓力，實現(xiàn)資源與經(jīng)濟社會的協(xié)調(diào)發(fā)展，這就需要我們針對國家經(jīng)濟運行的現(xiàn)狀，加強調(diào)查評價、科學制定規(guī)劃、強化監(jiān)督管理、優(yōu)化集約利用，以此不斷提高國土資源對可持續(xù)發(fā)展的保障能力。

而要走上這條可持續(xù)發(fā)展的道路，實現(xiàn)真正的科學發(fā)展。其首要關鍵任務就是要充分運用科學技術，切實摸清資源家底，只有及時準確地掌握各類資源不同時期的總量和發(fā)展態(tài)勢，才能對資源進行一系列戰(zhàn)略性的合理規(guī)劃、開發(fā)、利用與保護。從而實現(xiàn)經(jīng)濟社會的持續(xù)良性發(fā)展。地理信息系統(tǒng)(GIS)技術，為實現(xiàn)國土資源信息化提供了重要的技術支撐，它在國土資源信息化管理中的運用，對國土資源信息的查詢、統(tǒng)計、分析等具有重要作用，以此為平臺，適時提供多種空間和動態(tài)的國土資源信息，有利于管理者及時準確地掌握資源不同時期的總量和發(fā)展態(tài)勢，對資源進行一系列戰(zhàn)略性的合理規(guī)劃、開發(fā)、利用與保護，為決策提供依據(jù)。

二、基于GIS的國土資源管理應用系統(tǒng)的建立

GIS作為獲取、整理、分析和管理地理空間數(shù)據(jù)的重要工具、技術和學科。近年來得到飛速發(fā)展。GIS具有空間數(shù)據(jù)的獲取、存儲、顯示、編輯、處理、分析、輸出和應用等功能，是分析和處理海量地理數(shù)據(jù)的通用技術。地理信息系統(tǒng)萌芽于20世紀60年代的加拿大和美國。1972年世界上第一個運行型的地理信息系統(tǒng)——加拿大地理信息系統(tǒng)(CGIS)全面投入運行與使用。經(jīng)過了40年的發(fā)展，到今天GIS已經(jīng)逐漸成為一門相當成熟的技術，并且得到了極廣泛的應用。尤其是近些年，GIS更以其強大的地理信息空間分析功能，在GPS及路徑優(yōu)化中發(fā)揮著越來越重要的作用。作為學科體系，它植根于地理學、地圖學、測量學和計算機科學等學科，并逐漸發(fā)展成為一門獨立的學科，具有完整的體系。

GIS是以地理空間數(shù)據(jù)庫為基礎，在計算機軟硬件的支持下，運用系統(tǒng)工程和信息科學的理論，科學管理和綜合分析具有空間內(nèi)涵的地理數(shù)據(jù)，以提供管理、決策等所需信息的技術系統(tǒng)。地理信息系統(tǒng)是一種決策支持系統(tǒng)。它與其他信息系統(tǒng)的主要區(qū)別是其存儲和處理的信息是經(jīng)過地理編碼的，地理位置及與位置有關的地物屬性信息成為信息檢索的重要部分。簡單的說，地理信息系統(tǒng)就是綜合處理和分析地理空間數(shù)據(jù)的一種技術系統(tǒng)。由于信息技術的發(fā)展，數(shù)字時代的來臨，理論上來說，GIS可以運用于現(xiàn)階段任何行業(yè)。

從應用的角度，地理信息系統(tǒng)由硬件、軟件、數(shù)據(jù)、人員和方法五部分組成。硬件和軟件為地理信息系統(tǒng)建設提供環(huán)境；數(shù)據(jù)是GIS的重要內(nèi)容；方法為GIS建設提供解決方案：人員是系統(tǒng)建設中的關鍵和能動性因素，直接影響和協(xié)調(diào)其它幾個組成部分。硬件主要包括計算機和網(wǎng)絡設備、存儲設備、數(shù)據(jù)輸入、顯示和輸出的外圍設備等等。軟件主要包括以下幾類：操作系統(tǒng)軟件、數(shù)據(jù)庫管理軟件、系統(tǒng)開發(fā)軟件、GIS軟件等等。GIS軟件的選型，直接影響其它軟件的選擇，影響系統(tǒng)解決方案，也影響著系統(tǒng)建設周期和效益。數(shù)據(jù)是GIS的重要內(nèi)容，也是GIS系統(tǒng)的靈魂和生命。

GIS是地理信息自動處理與分析系統(tǒng)，在數(shù)據(jù)采集——分析——決策應用的全過程中，能夠回答和解決5類問題：位置，在某個地方有什么的問題；條件，符合某些條件的實體在什么地方的問題；趨勢，某個地方發(fā)生的某個事件及其變化過程；模式，某個地方存在的空間實體的分布模式的問題：模擬，某個地方如果具備某種條件會發(fā)生什么的問題。

國土資源信息化技術的發(fā)展突飛猛進，技術成果日臻完善，本文以其中的一項研發(fā)成果為例，介紹GIS如何在國土資源管理工作中發(fā)揮其作用(王愛國，劉春雷，胥存華，2007)。

1.3DGIS平臺建立

3D地形數(shù)據(jù)庫平臺是3DGIS技術應用的基礎。TerraBuilder是用于融合大量的影像、高程和矢量數(shù)據(jù)，以此來創(chuàng)建精確三維地形模型，能迅速創(chuàng)建、編輯和維護三維地形數(shù)據(jù)庫的3D平臺構造器。它具有海量數(shù)據(jù)庫處理能力以及無損高比例壓縮能力，通過疊加航片、衛(wèi)星影像、地形數(shù)據(jù)、數(shù)字高程模型以及各種矢量地理數(shù)據(jù)，可以迅速方便地創(chuàng)建海量3D地形數(shù)據(jù)庫。此外，還支持多種輸入數(shù)據(jù)格式，能夠?qū)崿F(xiàn)多種不同分辨率、不同大小數(shù)據(jù)的融合、動態(tài)數(shù)據(jù)投影變換以及數(shù)據(jù)剪裁，從而構建最終的海量地形數(shù)據(jù)庫，制作出任意尺寸具有真實質(zhì)感的三維場景。

3D平臺制作流程：

3D平臺實現(xiàn)步驟：

(1)獲取影像或者航片數(shù)據(jù)和DEM數(shù)據(jù)：

(2)將影像或者航片數(shù)據(jù)和DEM數(shù)據(jù)甚至矢量數(shù)據(jù)添加到TerraBuilder中，并且利用其提供的數(shù)據(jù)處理工具對原始數(shù)據(jù)進行裁剪、調(diào)色等處理：

(3N影像或者航片數(shù)據(jù)和DEM數(shù)據(jù)進行融合：

(4)最后生成地形數(shù)據(jù)庫(.mpt)，把它導入到TerraExplorer Pro進行專題數(shù)據(jù)制作。

2.國土專題信息添加

國土資源信息管理包括基本農(nóng)田保護、規(guī)劃預審、征轉(zhuǎn)用、開發(fā)復墾、違法用地管理、土地儲備管理、礦產(chǎn)資源管理、來案管理等日常業(yè)務。為了在3DGIS技術上實現(xiàn)國土資源信息的日常業(yè)務管理，必須在3D平臺上為每項日常業(yè)務添加相應的專題信息。

專題信息的添加主要有兩種方式：一是在TerraExplorer Pro子系統(tǒng)中手工進行添加，即點、線、面空間對象，然后為其添加屬性；二是直接導入專題數(shù)據(jù)，在其它GIS平臺上如Mapinfo.Arc-GIS等采集、編輯專題數(shù)據(jù)，根據(jù)需要進行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，導入系統(tǒng)中。在5.0版本中，可以直接導入shp文件。

(1)在TerraExplorer Pro子系統(tǒng)中手工進行添加。以開發(fā)復墾為例，可以在3D平臺的基礎上增加灘涂、鹽堿地、荒草地、裸土地等未利用的土地以及挖損、塌陷、壓占等造成破壞的土地等信息。過去接收一宗案件，根據(jù)二維圖形初審后，還必須到現(xiàn)場去實地查看，確定是否符合要求。若符合則利用在圖上畫范圍線，再自動生成占用各村面積明細表(具體到村→圖幅→圖斑)。有了3D平臺之后，只要影像夠新，分辨率夠高，甚至可以代替現(xiàn)場察看。直接在三維平臺進行審查，減少外業(yè)工作量。

(2)直接導入專題數(shù)據(jù)。以導入礦產(chǎn)資源管理信息為例，可以在TerraExplorer Pro子系統(tǒng)中直接導入shp文件，即在其它GIS平臺上制作好礦產(chǎn)地質(zhì)調(diào)查評價與礦產(chǎn)勘查規(guī)劃圖；礦產(chǎn)資源保護與開發(fā)利用規(guī)劃圖；礦產(chǎn)生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀與恢復治理規(guī)劃圖；限制開山采石圖(無井下，磚瓦1；露采礦山分布及地質(zhì)現(xiàn)狀圖；露采礦山地質(zhì)環(huán)境治理規(guī)劃圖：地址災害圖。

(3)GIS國土應用系統(tǒng)實現(xiàn)。文中采用TerraDeveloper對3DGIS技術在國土資源信息管理中應用進行了實現(xiàn)。TerraDeveloper以ActiveX控件形式提供豐富的應用客戶化定制功能?？稍诳梢暬砷_發(fā)環(huán)境Visual Studio2003中，利用TerraDeveloper開發(fā)工具，集成TerraExplorer Pro軟件系統(tǒng)的全部功能以及國土資源信息管理中的業(yè)務功能，開發(fā)用戶自己的3D可視化應用系統(tǒng)。其應用界面如圖2所示。

三、GIS在國土資源管理中發(fā)揮的效能

上世紀60年代，第一個GIS應用就是從加拿大土地管理應用開始的。這以后很長一段時間，計算機的普及程度十分有限，主要限于專業(yè)人士使用，而GIS更是一種新生技術，只有在少數(shù)發(fā)達國家得到運用。加上當時開發(fā)的GIS軟件操作和使用也并不方便，在國土資源管理中的應用仍然是以制圖為核心，只是具備簡單的一些空間查詢定位、面積量算等功能。到了上世紀90年代中期，隨著PC的普及，網(wǎng)絡技術的出現(xiàn)，GIS技術得到巨大發(fā)展。GIS軟件操作性更強，能更好地與業(yè)務系統(tǒng)集成整合在一起；在服務端能很好地與通用關系數(shù)據(jù)庫技術集成，把國土資源空間地圖數(shù)據(jù)存儲在關系數(shù)據(jù)庫中；同時能與互聯(lián)網(wǎng)等網(wǎng)絡技術集成，能把國土資源信息以地圖形式通過Web方式進行瀏覽查詢。這些技術讓GIS能真正融入到輔助國土資源的管理及決策過程中。

GIS技術最初在土地資源開發(fā)與管理上的應用主要是土地利用現(xiàn)狀調(diào)查和城鎮(zhèn)地籍調(diào)查圖件和屬性數(shù)據(jù)的存儲、查詢等管理工作等，基本上沒有數(shù)據(jù)的空間分析及其它決策功能。隨著技術的不斷發(fā)展，目前在土地科學中的應用主要包括了土地評價工作(土地的適宜性或多宜性評價、土地的生產(chǎn)潛力評價、土地持續(xù)利用評價、城市地價評估、耕地地價評價等)；土地利用規(guī)劃(包括土地利用總體規(guī)劃、土地利用多目標規(guī)劃)：土地利用與土地覆被現(xiàn)狀分類與制圖：以及土地利用與土地覆被動態(tài)監(jiān)測。GIS引入國土資源管理以后，不僅大大提高了工作效率和管理的規(guī)范化、科學化水平，提高了信息社會化服務水平，而且在加強批后監(jiān)管、執(zhí)法監(jiān)察等方面都發(fā)揮著重要的作用。同時，為政府宏觀決策提供了重要數(shù)據(jù)源，取得了顯著的社會經(jīng)濟效益。

1.實現(xiàn)了國土資源管理工作的技術飛躍

國土資源管理工作具有技術密集的特點，信息技術應用潛力巨大?；A地理空間信息的數(shù)據(jù)采集、貯存管理、輸出、分發(fā)的技術體系的建立。使傳統(tǒng)模擬產(chǎn)品轉(zhuǎn)變成了數(shù)字產(chǎn)品，傳統(tǒng)的測繪產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)變成現(xiàn)代地理信息產(chǎn)業(yè)。實現(xiàn)這一革命性的傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)改造，使產(chǎn)業(yè)的技術結構、生產(chǎn)結構、組織結構、產(chǎn)品結構都發(fā)生了巨大轉(zhuǎn)變，同時管理人員、技術人員、生產(chǎn)作業(yè)人員也成功地實現(xiàn)了技術轉(zhuǎn)崗，形成了電腦作業(yè)的規(guī)?；a(chǎn)能力。

2.給國土資源執(zhí)法監(jiān)察工作提供了科學的平臺和手段

通過將執(zhí)法監(jiān)察過程數(shù)據(jù)采集的信息與數(shù)據(jù)統(tǒng)一進行存儲，實現(xiàn)調(diào)查結果與土地、礦業(yè)數(shù)據(jù)庫信息的比對，以查糾違法違規(guī)行為。并能夠方便存儲、查閱歷史數(shù)據(jù)與案件信息。更加方便的對違法用地進行監(jiān)測，準確掌握違法用地地點、發(fā)生時間、違法面積等，從而作出管理措施。

3.為土地分析、評價及利用等提供必要的技術支持

第一，建立基本農(nóng)田保護區(qū)信息系統(tǒng)，有效保護基本農(nóng)田顯示基本農(nóng)田的位置、范圍、面積、責任人、以及保護區(qū)比例達標情況，將農(nóng)田保護范圍線與不同時期的影像迭合，可以監(jiān)測保護情況。第二，建立土地利用規(guī)劃，規(guī)劃圖與不同年代的航空正射影像迭合，從中分析是否按規(guī)劃進行建設、規(guī)劃的科學性與合理性是否正確，是否需要修編等。第三，灘涂圍墾決策的應用：可以了解圍墾位置、地點、圍墾進展、已成圍的面積，水流方向、暢順情況，分析它的排洪能力。

4.在政府土地使用決策中的應用

對于農(nóng)業(yè)土地，從兩個時相的影像，可掌握農(nóng)業(yè)結構發(fā)生變化的地域、具體地點，可量算已變化的面積，可了解發(fā)生的變化，從而可確定制定鼓勵還是限制的政策。對于城市建設規(guī)模，可以掌握城鎮(zhèn)建設規(guī)模的擴展，根據(jù)建設占用耕地情況。分析人口、土地資源與環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展的關系，從而修訂城鎮(zhèn)擴展有關政策。

5.在國土安全中的應用

根據(jù)GIS的信息，有關部門可以掌握河堤、水閘的位置、地點、結構、防洪能力和作防災預測。預先分析該地區(qū)可能發(fā)生的變故，出事的類型和規(guī)模，進而擬定和推演相應的救急方案。GIS的強大分析能力以及多年來積累的豐富應用功能為國土安全提供了未雨綢繆的最好條件，這些防患于未然的分析研究又為不斷改進準備工作指出了方向。

6.其它

GIS還可應用于農(nóng)村集體土地登記應用，以管理區(qū)為權屬單位，范圍面積較大，可以利用正射影象劃定權屬界線，位置與面積精度可達到現(xiàn)階段農(nóng)村集體土地管理的要求。GIS在土地利用變更調(diào)查工作中也發(fā)揮著重要作用，逐步將數(shù)字正射影像用于土地利用變更調(diào)查，利用計算機對數(shù)據(jù)直接統(tǒng)計、匯總、上報，它能夠較有效地檢查實地、圖件、數(shù)據(jù)三者是否一致，以實現(xiàn)對土地用途的監(jiān)管。

有了基于GIS技術構建的國土資源管理系統(tǒng)，各級政府部門可以輕松摸清國土資源家底，適時掌握多種空間和動態(tài)的國土資源信息，及時準確地把握資源不同時期的總量和發(fā)展態(tài)勢，這有利于管理者對資源進行一系列戰(zhàn)略性的合理規(guī)劃、開發(fā)、利用與保護，為決策提供依據(jù)。

責任編輯 楊小民