■陳繼新 蔣慶麗

（廣西壯族自治區(qū)地理國情監(jiān)測院廣西南寧530000）

GIS在國土資源管理中的應(yīng)用研究

■陳繼新 蔣慶麗

（廣西壯族自治區(qū)地理國情監(jiān)測院廣西南寧530000）

國土資源是一個國家經(jīng)濟社會發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，事關(guān)國計民生，事關(guān)長遠大局，對一個國家和民族的發(fā)展，經(jīng)濟的繁榮，社會的進步有著至關(guān)重要的作用。隨著社會的發(fā)展，我國國土資源信息也在不斷變化，不斷增長，國家要對國土資源進行有效的管理，就必須了解、分析、管理好這些變化的海量數(shù)據(jù)，而地理信息系統(tǒng)（GIS）在采集、管理和使用這些海量數(shù)據(jù)提供了強大支持。

地理信息系統(tǒng)（GIS）國土資源管理 應(yīng)用研究

1 引言

隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，城市化的迅猛推進，城市用地、道路建設(shè)、土地開發(fā)、資源開發(fā)等不斷增加，在這一過程中，出現(xiàn)了不合理用地，不合理開發(fā)等諸多問題，這不僅給我國國土資源管理帶來了許多困難，同時也對這些不合理開發(fā)、用地所投入的生產(chǎn)資料、資金、人員造成了巨大的浪費。

為了適應(yīng)國民經(jīng)濟和社會發(fā)展的需要，國土資源管理現(xiàn)代化建設(shè)必須進一步加強，通過對國土資源的調(diào)查，運用地理信息系統(tǒng)技術(shù)（GIS）與遙感（RS）、全球定位系統(tǒng)（GPS）技術(shù)相結(jié)合，有效管理和分析國土資源的空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)，從基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)庫中提取國土資源規(guī)劃區(qū)域的行政界線，資源分布等統(tǒng)計信息，建立起統(tǒng)一集成、管理、查詢、顯示地圖數(shù)據(jù)、遙感數(shù)據(jù)及地理要數(shù)相關(guān)屬性數(shù)據(jù)的國土資源信息管理系統(tǒng)，為制定綜合性的國土資源戰(zhàn)略，解決國土資源管理的方向性、全局性長遠問題，明確國土資源管理在經(jīng)濟社會發(fā)展中的定位和走向提供指導和依據(jù)。

2 地理信息系統(tǒng)（GIS）

地理信息系統(tǒng)，即Geographic Information System，簡稱GIS，它是一種特定的十分重要的空間信息系統(tǒng)。在計算機硬、軟件系統(tǒng)支持下，對整個或部分地球表層（包括大氣層）空間中的有關(guān)地理分布數(shù)據(jù)進行采集、儲存、管理、運算、分析、顯示和描述的技術(shù)系統(tǒng)。可以從地理信息和地理信息技術(shù)這兩個方面對其進行了解。地理信息，也稱為地理空間信息、地球空間信息，是指與地球上某個位置直接或間接相關(guān)的目標或現(xiàn)象的信息。地理信息不僅要描述地理空間實體的性質(zhì)、特征以及實體之間的相互關(guān)系，同時還需要表達實體變化的狀態(tài)，也就是說，空間、屬性以及時間的融合是地理信息的主要特征。地理信息技術(shù)是指對地理信息進行獲取、加工、傳輸以及服務(wù)的相關(guān)技術(shù)，在地理信息技術(shù)中，地理信息系統(tǒng)（GIS）、全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)（GPS）及遙感（RS）（統(tǒng)稱“3S”）技術(shù)是最基礎(chǔ)和基本的三大技術(shù)核心。其中，GIS是為特定應(yīng)用目標建立的空間信息系統(tǒng)，是在計算機軟、硬件及網(wǎng)絡(luò)的支持下，對有關(guān)空間數(shù)據(jù)進行預處理、輸入、存儲、查詢檢索、處理、分析、顯示、更新和提供應(yīng)用的技術(shù)系統(tǒng)。GPS是通過導航衛(wèi)星實現(xiàn)空間位置的確定。RS是通過遠程感知手段獲得地物空間信息，在“3S”技術(shù)中，GIS技術(shù)在地理信息的處理和應(yīng)用中起著基礎(chǔ)性作用，而GPS、RS則作為信息獲取的主要手段，是GIS重要的數(shù)據(jù)來源。［1］

3 國土資源及其管理

國土資源有廣義和狹義之分。狹義指一個國家主權(quán)管轄疆域范圍內(nèi)從上空到地下的自然資源，主要包括土地資源、氣候資源、水資源、生物資源、礦產(chǎn)資源五大類自然資源；廣義除了包含前者外，還有被稱為社會資源的人力資源，以及人類通過開發(fā)利用自然資源所創(chuàng)造出來，并且作為進一步開發(fā)利用自然資源重要條件的各種設(shè)施。

國土資源，它是一個國家和民族賴以生存的物質(zhì)基礎(chǔ)。國土包括一國的土地、山川、領(lǐng)海、大陸架以及它們上面的大氣圈、生物圈和下面的巖石圈，它是國家管轄包含著各種資源的全部空間。國土作為一個國家和居民立足的自然環(huán)境，既是生活場所，又是生產(chǎn)基地。資源是一個包羅種類廣泛的概念，自然資源是在一定的時間、地點，能夠產(chǎn)生某些效能，以滿足人類生存需要的自然條件，是一個國家和居民發(fā)展生產(chǎn)、繁榮經(jīng)濟、促進社會進步的物資源泉。［2］

國土資源分布在一定的地理空間環(huán)境中，和地理位置密切相關(guān)，其信息不僅海量，而且還比較復雜。在國土資源管理中，我們經(jīng)常需要對這些資源進行空間定位、面積測算、類型調(diào)查以及權(quán)屬確認等，面對這種復雜的程序和海量的數(shù)據(jù)，就需要一種具有兼容存儲、管理、分析、顯示與應(yīng)用地理信息、能分析和處理海量數(shù)據(jù)的計算機系統(tǒng)——地理信息系統(tǒng)。地理信息系統(tǒng)以其強大的空間數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，形象直觀應(yīng)用界面，強大的空間分析能力等特點，能為顯示地理空間上的物質(zhì)和能量運動規(guī)律研究提供方便，準確的管理和空間分析手段。因此，GIS與國土資源管理的結(jié)合運用有著巨大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

4 GIS在國土資源管理中的實際應(yīng)用

早期的地理信息系統(tǒng)應(yīng)用與各類資源環(huán)境的管理中,目前在國土資源管理應(yīng)用也非常的廣泛。隨著社會發(fā)展，GIS的應(yīng)用越來越廣泛，如森林保護、礦產(chǎn)開發(fā)、水利利用、農(nóng)林牧業(yè)等的管理,各類自然資源的調(diào)查,自然災害的監(jiān)測、預報、評估,應(yīng)急監(jiān)測，環(huán)境保護等方面。［3］下面以GIS在土地資源管理中的應(yīng)用、西部大開發(fā)戰(zhàn)略決策的應(yīng)用方面進行分析研究。

4.1 GIS在土地資源管理中的應(yīng)用現(xiàn)狀

隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和數(shù)據(jù)庫技術(shù)實現(xiàn)了軟件、硬件、信息資源更好更快捷的共享，實現(xiàn)了更大范圍的信息綜合協(xié)同處理，大大增強了原有的管理信息系統(tǒng)、分析決策系統(tǒng)、各種采集系統(tǒng)、查詢系統(tǒng)的功能。GIS能夠有效管理各類土地資源信息，功能上滿足了多項土地相關(guān)事物處理的需要。隨著信息技術(shù)的發(fā)展和社會新需求，目前土地資源信息系統(tǒng)已不再局限于日常事務(wù)管理，而是面向各類決策處理提供數(shù)據(jù)支持。現(xiàn)在，人們獲取土地信息方式可通過測繪、遙感、立體采集等多種方法，更加便捷高效的信息處理方式，能夠建立各類土地評價系統(tǒng)、土地動態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)以及新的土地信息管理系統(tǒng)。各類數(shù)據(jù)的集成和應(yīng)用，利用網(wǎng)絡(luò)化、信息化技術(shù)實現(xiàn)了土地管理決策的高效化、科學化。

4.2 GIS對土地管理信息系統(tǒng)的支持

土地管理信息系統(tǒng)的主要功能有：①數(shù)據(jù)采集、檢驗與編輯②數(shù)據(jù)操作③數(shù)據(jù)的存儲與組織④查詢、檢索、統(tǒng)計、計算功能⑤空間分析⑥顯示。通過應(yīng)用3S技術(shù)建立起實用的高起點的土地管理信息系統(tǒng)，定期監(jiān)測土地利用動態(tài)變化，改造傳統(tǒng)的土地資源調(diào)查、評價、規(guī)劃、執(zhí)法手段，為土地資源的規(guī)劃、管理、保護與合理利用提供翔實的基礎(chǔ)資源，為國土資源管理部門的正確決策提供科學依據(jù)，對解決土地管理部門的自動化管理，對“數(shù)字城市”或“數(shù)字國土”建設(shè)具有十分重要的意義。土地信息系統(tǒng)還可以利用土地資源基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫、信息技術(shù)、辦公自動化以及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)建立土地資源信息服務(wù)網(wǎng)站。形成網(wǎng)上服務(wù)系統(tǒng)，可以把一定區(qū)域及全國的土地部門連接在一起，使信息、知識、人力以及創(chuàng)新的方法、管理制度、管理方式、管理理念等各種資源正在實現(xiàn)共享，提高包括信息資源、土地資源在內(nèi)的各種資源利用的效率。

4.3 土地利用現(xiàn)狀動態(tài)監(jiān)測

土地管理的內(nèi)容之一是對土地資源進行動態(tài)監(jiān)測。我國的土地詳查圖是基于1:1萬比例尺的，利用數(shù)字攝影測量技術(shù)和高分辨衛(wèi)星遙感技術(shù)可以快速得到1:1萬分辨率的數(shù)字正射影像，［4］在ERDAS軟件平臺上對遙感影像的色彩、對比度、清晰度等表征進行自動處理，目的是為了讓遙感影像色彩真實，增強其清晰度。然后再對影像進行融合、糾正、鑲嵌和分幅等處理得到現(xiàn)勢性強的成果圖件，將現(xiàn)勢性強的成果圖件與往期影像土地利用詳查圖疊加分析就可以得到某一時間段內(nèi)的土地利用現(xiàn)狀圖，而分析過程主要利用GIS工具進行自動或者人工輔助判圖，這類成果即為國土資源管理部門提供信息服務(wù)。

4.4 自動化獲取信息

土地利用動態(tài)監(jiān)測是及時、準確掌握土地利用狀況，為政府決策以及各級土地管理部門制定管理政策和落實各項管理措施提供科學依據(jù)的重要手段。人們可以利用遙感對地測量技術(shù)具有覆蓋面廣、宏觀性強、快速、多時相、豐富的綜合信息特點，獲取和提取各類專題土地信息；利用航空相片高幾何分辨率與衛(wèi)星影像的高分辨率的融合的復合多源遙感影像技術(shù)，采集宏觀現(xiàn)勢性強的地表覆蓋信息；利用GPS定位技術(shù)，實現(xiàn)快速測量與定位；利用衛(wèi)星遙感技術(shù)與GIS技術(shù)相結(jié)合，促進定位高速自動化和多維分析的實用化；利用GIS技術(shù)輔助遙感數(shù)據(jù)的解譯與提取，提高遙感信息識別的精度和效率；利用計算機網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)以及WEBGIS技術(shù)，從其他政府部門，尤其是最新土地變更情況，獲取最新信息。

4.5 基本農(nóng)田的保護

我國土地資源的特點是“一多三少”，即總量多，人均耕地少，高質(zhì)量的耕地少，可開發(fā)后備資源少。雖然我國現(xiàn)有土地面積居世界第三位，但人均僅為世界人均的1/3；耕地面積位列世界第二位，而人均排在世界第六十七位。從這些數(shù)字可以看出，我國耕地的保護任務(wù)尤為艱巨。

在保護18億畝耕地紅線中，基本農(nóng)田是保護的重要對象之一，基于GIS建立一個基本農(nóng)田保護區(qū)信息系統(tǒng)是十分重要的，它可以有效的保護基本農(nóng)田，采集各地區(qū)基本農(nóng)田的空間位置、面積范圍、管理責任人信息、以及其他重要信息，利用GIS分析技術(shù)，可以掌握一定范圍內(nèi)農(nóng)田空間信息是否發(fā)生變化，并能直觀的顯示變化的范圍、面積、類型。

4.6 GIS在土地儲備與交易信息管理中的應(yīng)用

土地儲備，是指各級人民政府依照法定程序在批準權(quán)限范圍內(nèi)，對通過收回、收購、征用或其他方式取得土地使用權(quán)的土地，進行儲存或前期開發(fā)整理，并向社會提供各類建設(shè)用地的行為。

在GIS平臺上采用C/S結(jié)構(gòu)，以大型關(guān)系型數(shù)據(jù)庫為支撐，以國土資源管理相關(guān)法律、法規(guī)與技術(shù)規(guī)范為標準，實現(xiàn)集土地儲備申請、土地儲備臺帳管理、土地使用權(quán)掛牌交易業(yè)務(wù)、土地使用權(quán)拍賣業(yè)務(wù)、土地使用權(quán)招標業(yè)務(wù)、土地轉(zhuǎn)讓交易鑒證、土地出租交易鑒證和土地供求信息登記發(fā)布等主要業(yè)務(wù)的信息化管理系統(tǒng)，從而達到業(yè)務(wù)流程明確，辦事過程規(guī)范，職權(quán)界限清晰等優(yōu)點。

4.7 GIS在城鎮(zhèn)地籍管理和國土資源信息化中的應(yīng)用

經(jīng)過地籍測量、權(quán)屬調(diào)查等外業(yè)工作，利用MAPGIS、MAPSUV、超圖、CAD、CASS、ArcGIS等軟件進行內(nèi)業(yè)處理，將土地權(quán)屬來源、土地使用權(quán)類型、地籍號、地類圖斑、變更土地登記等地籍信息建立城鎮(zhèn)地籍數(shù)據(jù)庫。在GIS平臺上轉(zhuǎn)入城鎮(zhèn)地籍數(shù)據(jù)庫以國土資源管理相關(guān)法律、法規(guī)與技術(shù)規(guī)范為標準，建立具有城鎮(zhèn)土地統(tǒng)計臺帳建立、建筑面積計算、統(tǒng)計匯總、查詢、數(shù)據(jù)上報、圖表生成等城鎮(zhèn)地籍管理管理系統(tǒng)，從而為國土管理部門全面查清我國境內(nèi)土地利用狀況，掌握真實的土地基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，實現(xiàn)城鎮(zhèn)地籍管理辦公自動化、土地資源信息的社會化服務(wù)和滿足我國經(jīng)濟社會發(fā)展、土地宏觀調(diào)控及國土資源管理需要。

利用GIS平臺與基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫以統(tǒng)一技術(shù)規(guī)范，統(tǒng)一數(shù)據(jù)格式，建立基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，為國土資源部門提供多種權(quán)威的、符合國標規(guī)范的基礎(chǔ)地理信息數(shù)字產(chǎn)品服務(wù)，包括基本產(chǎn)品、復合產(chǎn)品等?；井a(chǎn)品包括國家基本比例尺地形圖系列的數(shù)字柵格地圖（DRG）、數(shù)字正射影像圖（DOM）、數(shù)字高程模型（DEM）、數(shù)字線劃地圖（DLG），可根據(jù)需要以數(shù)字和模擬兩種形式提供；通過不同基本產(chǎn)品或不同要素的疊加，可生成各種復合產(chǎn)品。

利用GIS的空間分析功能，進行數(shù)據(jù)增值服務(wù)。例如：通過以不同時期的地理空間基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和正射影像圖為數(shù)據(jù)核心，結(jié)合土地利用詳查圖，可進行國土資源動態(tài)監(jiān)測，為科學規(guī)劃和管理提供決策依據(jù)；通過數(shù)字高程模型、數(shù)字正射影像圖、數(shù)字線劃圖為數(shù)據(jù)核心，結(jié)合人口經(jīng)濟、土地利用等專題數(shù)據(jù)，運用生態(tài)學理論和方法以及3S技術(shù)，可更好地分析耕地分布現(xiàn)狀，提出社會經(jīng)濟與生態(tài)合理退耕還林規(guī)劃方案，增強退耕還林規(guī)劃的可操作性。［5］

基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)可以真實再現(xiàn)我國的地形地貌，為可視化地掌握國土資源全面了解我國的自然地理環(huán)境提供了一個理想的空間支撐，為國土資源合理配置提供科學依據(jù)。

4.8 GIS在其他方面的應(yīng)用

在信息現(xiàn)代化的今天，各種高新測繪、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理的發(fā)展，以及在“全國一張圖”的目標下，GIS行業(yè)呈現(xiàn)出百花齊放的特點。不僅在軟件開發(fā)、數(shù)據(jù)庫建立、數(shù)據(jù)標準化有著越來越清晰、細致的思路，也在不斷擴展的應(yīng)用領(lǐng)域、多樣的使用方法、多方面的成果利用方面也有了更加系統(tǒng)的分類和聚合，比如將土地信息系統(tǒng)（LIS）、地籍信息系統(tǒng)（MCIS）、管理信息系統(tǒng)（MIS）等聚合，使得GIS的開發(fā)利用得到了極大的發(fā)展。

多數(shù)據(jù)融合處理，分類數(shù)據(jù)輸出，能夠保證數(shù)據(jù)的現(xiàn)勢性和準確性。地理國情監(jiān)測、數(shù)字城市、不動產(chǎn)登記等更多應(yīng)用于民生、國計的使用領(lǐng)域使得GIS成為不可或缺的數(shù)據(jù)采集、處理和管理工具。

5 GIS在國土資源管理應(yīng)用的前景

GIS是基于地理信息（如電子地圖、衛(wèi)星地圖、航空影像、衛(wèi)星定位數(shù)據(jù)等）的計算機管理信息系統(tǒng)。GIS賦予了數(shù)據(jù)全新的面貌，各級行政主管部門以及大量的企業(yè)都在自己的工廠規(guī)劃和治理中自覺地引入或整合GIS技術(shù)，未來移動GIS的應(yīng)用以及其他新技術(shù)的出現(xiàn)，還將推動GIS在各行業(yè)的進一步發(fā)展。

5.1 移動GIS

隨著GPS，輕巧的移動計算定位設(shè)備與軟件的整合，人們將越來越多地看到用于野外測量和更新的數(shù)據(jù)采集、編輯應(yīng)用。特別是這些移動設(shè)備多為無線設(shè)備，因此數(shù)據(jù)采集時直接和迅速的將測量信息返回在線GIS數(shù)據(jù)庫進行更新。運用GIS技術(shù)可將地理信息、動態(tài)監(jiān)測信息、多媒體信息等融合為一體，實現(xiàn)國土資源管理的可視化、實時化的管理模式。

5.2 開發(fā)型（OPEN）GIS

目前一種多用戶、跨平臺的open GIS技術(shù)正在被國外的許多研究機構(gòu)、政府部門和高等院校所研究和開發(fā)應(yīng)用。開放型GIS的研究和應(yīng)用使得各政府部門及企業(yè)之間不同格式的數(shù)據(jù)能夠方便地互訪，有利于網(wǎng)絡(luò)GIS及分布式GIS空間數(shù)據(jù)庫的建立，使GIS在國土資源管理應(yīng)用領(lǐng)域及其功能大大拓寬。

5.3 3DGIS

3DGIS是目前GIS研究領(lǐng)域的另一重要方向，3DGIS對客觀世界的表達能給人以更真實的感受，它以立體造型技術(shù)給用戶展現(xiàn)地理空間現(xiàn)象，能方便地對空間對象進行三維空間分析和操作。采用三維GIS可提供精確方位，在地圖上通過三維立體圖像可以直觀顯示國土資源利用現(xiàn)狀，各種資源的分布情況以及城市發(fā)展規(guī)模和發(fā)展趨勢，為政府部門的決策提供更科學的依據(jù)。

5.4 聚合GIS

海量的GIS數(shù)據(jù)隨著生產(chǎn)建設(shè)不斷更新當中，建立標準統(tǒng)一、多數(shù)據(jù)支持、自動更新和快速出圖的系統(tǒng)能夠節(jié)約大量的人力物力。在已有多數(shù)據(jù)源的基礎(chǔ)上建立聚合GIS數(shù)據(jù)庫也能夠根據(jù)需求分模塊輸出、自動或者半自動更新，多數(shù)據(jù)支持更加能夠打破多行業(yè)隔閡，真正實現(xiàn)“一個庫”、“一張圖”。

6 結(jié)語

GIS能夠?qū)?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。利用GIS技術(shù)，開展網(wǎng)絡(luò)體系、數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)中心、應(yīng)用系統(tǒng)、安全系統(tǒng)和標準化體系等六個方面的工程建設(shè)，形成“天上看、地上查、網(wǎng)上管”的國土資源管理運行體系，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，為決策提供科學的依據(jù)。

［1］黃杏元.馮勁松等.地理信息概論（修訂版） ［M］.北京：高等教育出版社，2001.

［2］王秋賓.土地資源學［M］.北京：中國農(nóng)業(yè)出版社 ，2002.

［3］陸守一，唐小明等.地理信息系統(tǒng)實用教程（第二版） ［M］.北京：中國林業(yè)出版社,2001.

［4］張清浦，劉紀平.政府地理信息系統(tǒng)［M］.北京：科學出版社，2003.

［5］周 濤.廣西省級基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)建設(shè)及在國土資源信息化中的作用 [EB/ OL].http://www.studa.net/lixueqita/080801/1146522-2.html./2008-08-01/11:46:00/.

F407.1[文獻碼]B

1000-405X（2016）-5-358-3