關(guān)鍵詞：大數(shù)據(jù)技術(shù)；土地資源管理；動態(tài)監(jiān)測；精準管理

中圖分類號：F301.2；P208 文獻標識碼：A 文章編號：1008-9500(2025)07-0054-03

DOI: 10.3969/j.issn.1008-9500.2025.07.015

Construction of Dynamic Monitoring and Precise Management Model of Land Resources Driven by Big Data

YANGFeng (Gansu Fangjia Real Estate EvaluationConsulting Co.，Ltd.，Lanzhou 73Oo3O，China)

Abstract:Theapplicationof bigdata technology is explored in dynamic monitoringand precise managementof land resources，and the comprehensive model construction plan is proposed.It covers the technical processes from data acquisition，processing tospatialanalysisanddelves intotherequirementsandarchitecturedesign forvisualization technologyand precision management.Through specific project practice，demonstratethe practicalapplication process and effctivenessof dynamic monitoringand managementof land resources driven bybigdata.Research has shown that methods basedonbig datacanefectively improve theaccuracyand eficiencyof landresource management，providing strong technical support for the sustainable use of land resources.

Keywords: big data technology;land resource management;dynamic monitoring;precise management

隨著城市化進程的加速，土地資源的合理利用和管理成為保障社會經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的重要基礎(chǔ)[1]。然而，面對復(fù)雜多變的土地信息，傳統(tǒng)的國土資源管理模式很難實現(xiàn)動態(tài)監(jiān)控與精準調(diào)控。近年來，隨著大數(shù)據(jù)技術(shù)的飛速發(fā)展，土地資源管理面臨前所未有的挑戰(zhàn)。有必要以大數(shù)據(jù)驅(qū)動的土地資源動態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)為基礎(chǔ)，對海量土地信息進行實時收集、分析和處理，并結(jié)合數(shù)據(jù)挖掘和智能分析技術(shù)，提高土地利用效率和管理精度。

1大數(shù)據(jù)技術(shù)概述

大數(shù)據(jù)技術(shù)指的是利用先進的技術(shù)手段，收集、儲存、處理和分析海量、復(fù)雜、多樣的數(shù)據(jù)，從中提取有價值的信息和知識。隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展，數(shù)據(jù)呈現(xiàn)出快速增長、種類繁多、復(fù)雜度高等特征，傳統(tǒng)數(shù)據(jù)處理技術(shù)已很難應(yīng)對這一挑戰(zhàn)。大數(shù)據(jù)技術(shù)利用分布式存儲、并行計算、數(shù)據(jù)挖掘、機器學(xué)習(xí)等方法，能夠?qū)Ａ繑?shù)據(jù)進行高效處理，從中發(fā)現(xiàn)潛在的規(guī)律與趨勢[2-3]。該方法的核心價值是能夠從數(shù)據(jù)中挖掘出關(guān)聯(lián)關(guān)系，為決策提供科學(xué)依據(jù)。大數(shù)據(jù)在金融、醫(yī)療、城市管理和環(huán)境監(jiān)控等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用，通過實時監(jiān)控與精確分析，提升各行各業(yè)的運行效率與決策水平。同時，隨著人工智能與云計算技術(shù)的融合，大數(shù)據(jù)應(yīng)用場景越來越廣，成為推動社會經(jīng)濟發(fā)展、實現(xiàn)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的有力支撐。

2大數(shù)據(jù)驅(qū)動的土地資源動態(tài)監(jiān)測模型構(gòu)建

2.1土地資源動態(tài)監(jiān)測模型設(shè)計

土地資源動態(tài)監(jiān)測模型設(shè)計的核心目標是實現(xiàn)對土地資源狀態(tài)的實時感知、動態(tài)更新與精確預(yù)測。通過將多源數(shù)據(jù)（遙感、土地利用、地理信息系統(tǒng)等）有機地融合起來，實現(xiàn)對土地利用變化的動態(tài)監(jiān)測。模型設(shè)計采用時間序列和空間分布分析相結(jié)合的方法。在時間序列建模方面，利用ARIMA模型，采用式（1）對土地變化趨勢進行預(yù)測。該模型可對土地資源的動態(tài)變化進行有效監(jiān)測，并為未來變化趨勢提供預(yù)測依據(jù)。

X_t=α+β₁X_t-1+β₂X_t-2+?+β_pX_t-p+ε_t

式中： X_t 為時間 t 的土地資源指標； α 為常數(shù)項；β₁，β₂，?，β_p 為ARIMA模型的參數(shù)； E_t 為誤差項； p 為自回歸項的階數(shù)。

2.2數(shù)據(jù)獲取與處理模型

數(shù)據(jù)獲取與處理是土地資源動態(tài)監(jiān)測的基礎(chǔ)。土地資源監(jiān)測需要從多個傳感器獲取數(shù)據(jù)，包括衛(wèi)星遙感、無人機圖像和地面監(jiān)測設(shè)備等。在數(shù)據(jù)采集過程中，為了保證數(shù)據(jù)的準確性和時效性，要對各種數(shù)據(jù)進行有效的集成和處理[4-5]。在數(shù)據(jù)處理模式方面，通過數(shù)據(jù)清洗和特征選取2個步驟，建立能夠有效處理數(shù)據(jù)不完備和冗余的數(shù)據(jù)融合模型。數(shù)據(jù)清洗主要包括離群處理、缺項填充和去重3個方面。特征選擇方面，根據(jù)式（2）計算信息增益，利用信息增益算法提取關(guān)鍵特征。該模型能夠有效減少數(shù)據(jù)維度，提升后續(xù)分析的效率和精度。

式中： IG(D，A) 為數(shù)據(jù)集 D 、特征 A 的信息增益；H(D) 為數(shù)據(jù)集 D 的熵； D_ν 表示特征 A 的取值為 V 的子集； |D| 、 D_?V 分別為數(shù)據(jù)集 D 和子集 D_ν 的大??；H(D_ν) 為子集 D_ν 的熵。

2.3空間數(shù)據(jù)分析與處理模型

土地資源監(jiān)測涉及海量空間數(shù)據(jù)的分析和處理，特別是土地利用類型變化、土地污染等問題的識別，其中空間分析技術(shù)的應(yīng)用尤為重要。常用的空間分析方法有空間內(nèi)插法、緩沖區(qū)法和空間回歸法。利用克里金插值等空間插值方法，可以對未知位置的土地屬性進行預(yù)測?？死锝鸩逯的Ｐ突诳臻g數(shù)據(jù)的自相關(guān)性進行預(yù)測，如式（3）所示?？臻g回歸分析可以應(yīng)用于土地資源變化的驅(qū)動因素分析，通過建立空間回歸模型揭示空間變量與土地資源變化的關(guān)系?？臻g回歸模型的一種常見形式是地理加權(quán)回歸模型，如式（4）所示。

式中： Z(x) 為待預(yù)測點 x 的值； u 為數(shù)據(jù)的均值；λ_i 為權(quán)重系數(shù)； Z(x_i) 為已知位置 x_i 處的觀測值； Y_i 為位置 i 處的觀測值； β₀(u_i，ν_i) 為截距項； β_j(u_i，ν_i) 為回歸系數(shù)； X_ij 為自變量； ε_i 為隨機誤差項。

3大數(shù)據(jù)驅(qū)動的土地資源精準管理模型構(gòu)建

3.1精準管理模型需求分析

土地資源精細化管理的核心要求是全面把握土地利用現(xiàn)狀，開展動態(tài)監(jiān)測和預(yù)測分析，科學(xué)配置土地資源。第一，要準確把握各地塊的使用狀況、變化趨勢及潛在價值，根據(jù)實際需要，對土地政策與開發(fā)計劃進行適當?shù)恼{(diào)整。第二，精確的土地管理要求實時監(jiān)控土地變化，根據(jù)變化規(guī)律進行預(yù)警預(yù)報。精細化管理模式需要對不同地域、不同類型用地進行分類管理，并為其提供個性化配置策略。

3.2精準管理模型架構(gòu)設(shè)計

精準管理模型的架構(gòu)設(shè)計需要基于大數(shù)據(jù)技術(shù)的特點，結(jié)合土地資源管理的實際需求，形成高效、可擴展且易于操作的整體解決方案。該模型通常由數(shù)據(jù)層、分析層、決策層和展示層4部分組成。數(shù)據(jù)層是模型的基礎(chǔ)，主要包括來自不同來源的數(shù)據(jù)集成和存儲模塊。土地資源的相關(guān)數(shù)據(jù)通常來源于衛(wèi)星遙感、地理信息系統(tǒng)、無人機影像、地面?zhèn)鞲衅鞯惹?，這些數(shù)據(jù)在通過數(shù)據(jù)清洗、整合后形成統(tǒng)一的數(shù)據(jù)平臺。數(shù)據(jù)層的設(shè)計必須確保數(shù)據(jù)的高質(zhì)量、高可靠性，并能夠?qū)崟r更新，以支撐后續(xù)的分析與決策。

4基于大數(shù)據(jù)驅(qū)動的土地資源動態(tài)監(jiān)測與精準管理的實踐應(yīng)用

涇川縣劉李河水庫工程（淹沒區(qū)）耕地進出平衡方案旨在通過科學(xué)合理的土地資源配置，確保項目實施過程中耕地數(shù)量不減少、質(zhì)量不下降、布局穩(wěn)定。該工程位于涇川縣玉都鎮(zhèn)境內(nèi)的劉李河上，壩址距離玉都鎮(zhèn)約 10km ，覆蓋6.04萬人口的生活供水需求，并解決當?shù)剞r(nóng)業(yè)灌溉用水問題。2020年國土變更調(diào)查數(shù)據(jù)庫顯示，本項目涉及的耕地轉(zhuǎn)出面積為17.0278hm² ，而耕地轉(zhuǎn)入面積則達到 18.786 3hm² ，表明在保障項目用地的同時，實現(xiàn)耕地的凈增長。耕地轉(zhuǎn)出情況分析結(jié)果如表1所示。

4.1具體應(yīng)用過程

為了實現(xiàn)土地資源的有效管理和保護，該項目利用包括第二次全國土地調(diào)查、第三次全國國土調(diào)查在內(nèi)的多項數(shù)據(jù)源，結(jié)合土壤普查、兩區(qū)劃定、土地整治規(guī)劃及生態(tài)環(huán)境保護規(guī)劃等資料信息。具體而言，在確定補充耕地位置和規(guī)模時，綜合考量區(qū)位條件、交通便利性以及實施難度等因素。例如，通過對玉都鎮(zhèn)太陽墩村5個地塊（編號ZJ-001至編號ZJ-005）的現(xiàn)狀分析，發(fā)現(xiàn)這些地塊原為果園，總面積達到 19.7750hm² ，具有較高的復(fù)墾潛力，最終確定復(fù)墾耕地面積為 18.786 3hm² 。其中，ZJ-001地塊面積為 5.4268hm² ，復(fù)墾潛力較大，復(fù)墾后可提供優(yōu)質(zhì)耕地 5.1555hm² 。

4.2 應(yīng)用效果分析

從數(shù)據(jù)上看，涇川縣劉李河水庫工程不僅沒有減少耕地總量，反而增加耕地面積，這得益于精準的土地資源管理和大數(shù)據(jù)技術(shù)的應(yīng)用。據(jù)統(tǒng)計，本項目中耕地轉(zhuǎn)進面積超出轉(zhuǎn)出面積 1.7585hm² ，這一成果直接反映大數(shù)據(jù)驅(qū)動下的土地資源動態(tài)監(jiān)測與精準管理策略的成功實施。另外，詳細調(diào)查發(fā)現(xiàn)，ZJ-001地塊耕層厚度在 60cm 以上，交通便利，利于后續(xù)耕作，確保耕地質(zhì)量穩(wěn)定。從生態(tài)環(huán)境角度看，該項目避免占用重要生態(tài)功能區(qū)（如永久基本農(nóng)田、自然保護區(qū)），體現(xiàn)生態(tài)保護優(yōu)先原則。

5結(jié)論

隨著數(shù)據(jù)規(guī)模的不斷增長和技術(shù)環(huán)境的不斷變化，人們對數(shù)據(jù)安全性、隱私保護及算法優(yōu)化提出更高的要求。本文通過構(gòu)建大數(shù)據(jù)驅(qū)動的土地資源動態(tài)監(jiān)測與精準管理模型，實現(xiàn)從數(shù)據(jù)獲取、處理到空間分析及可視化的全鏈條技術(shù)整合，為土地資源的高效管理提供新的解決方案。研究結(jié)果表明，該模型不僅可以提高土地資源監(jiān)測的精度與實時性，而且可以提高管理決策的科學(xué)性與針對性，對促進土地資源可持續(xù)利用具有重要意義。

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