基于ARCGIS的土地适宜性评价研究

基于ARCGIS的土地适宜性评价研究[摘要]将土地按照其对于农、林、牧各业的适宜性及其自然生产潜力水平的异同性，予以适宜性分类，为特定的土地用途预估土地的潜力。[1]通过土地适宜性评价研究，可分析土地利用情况，制定土地利用方案，制定复垦、土地还原的综合利用方案。并且土地适宜性评价一般分为室内准备及资料收集、适宜性评价、成果整理三个阶段。本文同时说明了土地适宜性评价的原理与原则，以及如何利用ArcGIS的空间分析功能分析评价土地的适宜性。[关键字]ArcGIS土地适宜性评价空间分析基本原理基本原则基本流程1引言随着时间的推移，土地利用变化问题越来越受人们的关注。对土地的适宜性评价研究的主要任务在于分析土地利用情况，制定土地利用方案，统计规划，指导未来具体建设活动对土地进行空间上、功能上的合理利用，协调生态系统内各个子系统之间的运作优化系统总体结构，提高抵御外界不良干扰的能力，以保持其平衡稳定的最佳状态。以及其它用地还原后的土地的综合利用。尊重空间价值与生物生产价值的内在的有机整体性，并根据适宜规律合理地安排土地的利用行为。土地适宜性评价是一项综合性措施，是有机整合人与自然的纽带。[2]借用ArcGIS进行土地利用情况分析，可以对土地利用现状进行统计，发现一些土地不合理利用给生态环境，人类与自然生存带来的严重影响，总结造成土地利用发展趋势的原因，寻求拯救环境，保持人与自然和谐发展的解决办法，为土地的合理利用制定适宜的规划政策。[3]因而本文会讲解ArcGIS的功能特点，土地适宜性分析评价的原理、原则与意义，以及如何借用ArcGIS进行土地适宜性评价研究。2ArcGIS的功能特点1)更加易用且具生产力a)编辑变得更加简单且无处不在；b)数据的获取与管理变得更加简单；c)提供了对局域网及本地资源进行搜索的功能——Search功能；d)完整的网络应用程序；e)为地图制图、网络发布提供地图模版；f)易用的界面操作；g)Desktop与Web应用、Mobile终端在线进行同步与协作。2)功能强大a)强大的空间分析功能、整合了科学计算（与Python的集成）、具有3D分析功能；可对基于时间的数据进行可视化与分析（考虑数据的时间维度，在桌面及Web上对基于时间的数据进行分析与回放）；具有网络分析功能，如：位置分析、所属区分析；在分析功能运行的同时，可继续对地图进行操作。b)强大的影像组织与管理影像通过服务的方式可被多种客户端调用，在桌面中对影像进行分析，在Web端获取影像数据等。c)强大的地图制图与可视化利用Python根据需要动态制作MapBooks；利用Python可以动态实现数据源变更、符号更改操作；生成多比例尺地图（制图综合）；智能地图要素（根据数据属性生成制图表达Replication、地图相关信息，链接信息动态改变）；强大的SchematicDataset生成能力（只要数据之间存在逻辑相关性，则无需额外数据即可生成其间的逻辑关系示意图）；具有3D要素的显示功能（包括纹理和复杂对象）。3)应用无处不在ArcGIS能在移动端使用；ArcGISOnline做为云计算模式下的GIS应用已经成熟，并且有很多用户在使用。3土地适宜性评价原理与原则1）基本概念将土地按照其对于农、林、牧各业的适宜性及其自然生产潜力水平的异同性，予以适宜性分类，为特定的土地用途预估土地的潜力。[1]土地适宜性评价就是评定土地对于某种用途是否适宜以及适宜的程度，它是进行土地利用决策，科学地编制土地利用规划的基本依据。土地适宜性评价是根据土地的自然和社会经济属性，研究土地对预定用途的适宜与否、适宜程度及其限制状况。根据评价的预定用途不同，适宜性评价可分为土地的农业适宜性评价和土地的城市适宜性评价，通过评价阐明区域土地适宜于农、果、林、水产养殖等各业生产以及适宜于城市建设的土地资源及利用不合理的土地资源的数量、质量及其分布，从而为区域土地利用结构和布局的调整、土地利用规划分区等提供科学依据。因此，土地适宜性评价是土地利用的基础评价。土地适宜性评价是针对某种特定的用途而对区域土地资源质量的综合评定。为了保证评价结果的科学性、正确性和实用性，就必须掌握一定的基本原理，遵循一定的评价原则。2）基本原理土地适宜性评价的基本原理是：在现有的生产力经营水平和特定的土地利用方式条件下，以土地的自然要素和社会经济要素相结合作为鉴定指标，通过考察和综合分析土地对各种用途的适宜程度、质量高低及其限制状况等，从而对土地的用途和质量进行分类定级。3）基本原则[5]a）针对性原则土地适宜性评价要针对一定的土地用途或利用方式进行，不同的用途或利用方式对土地性质有不同的要求，土地的适宜性只是针对某种具体的用途或利用方式才有其确切的意义。如排水不良的土地可以种植水稻，但对农业的其他利用或造林就不一定适宜。b）持续性原则持续高效地利用土地，是实行可持续发展的前提。在评价土地适宜性的时候，是否对生态环境造成破坏就成了评价土地利用是否合理的关键。换言之，在对其某种土地利用方式做出评价时，必须确保不因为这种利用的进行而导致原有生态环境的削弱，进而导致生态系统的退化或恶化。c）因地制宜原则影响土地适宜性评价的因素有研究区当地的自然因素，社会经济文化因素。不同国家、不同地区的这些影响因素存在着明显的差异。因此，适宜性评价在不同区域应当有其不同的评价依据，因地制宜的确定不同的评价指标和构建不同评价体系。d）效益与比较原则土地利用所取得的收益与其投入相比是有利的。比较不同的土地利用方式。土地适宜性评价要考虑到不同的土地用途方式，然后对不同土地利用方式的评价结果做出比较，分析其内在之间的联系，以便对土地利用结构进行调整和土地用途进行优化。土地利用对土地质量和土地区位的要求比较。不同的土地用途方式有不同的最佳影响条件和不同的限制条件，例如植物对于土壤水分的要求，多年生植物要求在根部所在的土壤水分全年内不得小于其萎蔫点，而一年生作物则没有此条件要求，像谷子能忍耐较短的干旱期，而水稻就不行。因此土地适宜性评价不仅要分析土地的质量，而且要考虑到土地的利用类型的特征和不同作物对土地的要求。因此不应该只局限于单宜性的评价，而要进行多宜性的综合评价。e）综合性原则土地适宜性评价涉及到农、林、牧、建各行各业，以及土壤、气候等自然和经济多方面的知识，而且不同行业对土地有不同的要求。因此，只有对评价区土地进行综合分析，才能作出客观的评价，增强评价成果的科学性和实用性。4土地适宜性评价一般流程1）土地适宜性分析流程a）明确的评价目的；b）组织技术力量及准备评价用品；c）评价对象的选择；d）资料的收集；e）评价因素的选择；f）评价因子极限指标的确定与指标分级；g）评价因子图的制作；h）评价单元的重分类；i）评价因素权重的确定；j）土地适宜类的确定；k）土地适宜等的确定；l）土地限制型的确定；m）土地适宜性分析成果；n）评价成果的分析与反馈。2）ArcGIS操作过程进行空间分析需要栅格数据，所以先将是矢量数据的转换成栅格数据。在需要的图层中提取需要加权的数据，使其成为单独的一层。在土地适宜性分析时，一般需对数据进行重分类，并赋予合理的分值。然后进行点源、线源或面源的缓冲区分析（有欧几里得分析、直线距离等）。对数据确定权重，编制合理的数据模型或简易的成本计算函数。使用栅格计算器对数据模型或成本计算函数进行计算，得到最佳的结果。最后，利用ArcGIS的制图出版模块，将结果合理的发布，制图出版。5总结通过学习环境地理信息系统课程和游览文献，学会使用ArcMap、空间分析、ArcCatalog等功能模块并能够利用空间分析模块进行土地适宜性评价研究。基于ArcGIS的土地适宜性评价方法经历了从简单的叠加分析到多指标分析到人工智能以及多种方法综合的过程。[4]借助土地适宜性评价，我们能更加直观地了解土地利用状况，可以针对该地区的土地利用情况并根据土地利用原理原则，指导未来的土地的开发利用。[参考文献][1]全国科学技术名词审定委员会审定公布。[2]StevenA.Gabriel,JoseA.FarinaandGlennE.Mogen,Amufti-objectiveoptimizationapproachtosmartgrowthinlanddevelopment[J]，Socio-EconomicPlanningSciences,Volume40,Issue3,September2006,Pages212-248.[3]崔苗苗、牛得学、成毕勤，《基于ArcGIS土地利用分析》，信息技术，2008年第四期。[4]马静，基于GIS的土地适宜性评价研究，中国西部科技2010年11月(上旬)第09卷第31期总第228期。[5]FAO《土地评价纲要》。