地理信息系統(tǒng)支持區(qū)域土地利用決策的研究

張恒軍　姜凱中?

【摘要】土地利用決策在提高土地利用率方面具有較高的實際效果，因此具有更大的現(xiàn)實意義。文章內(nèi)容考慮到這一點，針對土地利用決策的支撐作用及其相應(yīng)的工作職責(zé)，綜合分析地理信息系統(tǒng)的具體運行環(huán)節(jié)，希望對相關(guān)從業(yè)者有所啟發(fā)。

【關(guān)鍵詞】地理信息;信息系統(tǒng);區(qū)域土地利用

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.

區(qū)域土地利用率現(xiàn)在具有重要的現(xiàn)實意義，特別是在進(jìn)一步完善土地經(jīng)濟政策的環(huán)節(jié)，土地的轉(zhuǎn)化與土地的利用之間的聯(lián)系更加直接，在這種情況下接下來，有必要對土地綜合利用的內(nèi)部系統(tǒng)及其相應(yīng)流程進(jìn)行進(jìn)一步的分析。

1、相關(guān)背景

喀斯特地貌是地球表面具有鮮明生物生態(tài)特征的區(qū)域，是LUCC科學(xué)研究的熱點之一。針對喀斯特地貌中危及土地利用與轉(zhuǎn)化的土地的案例，分析了科學(xué)研究與轉(zhuǎn)化的重要因素，從而建立了該地區(qū)土地利用的物理模型。這是為了揭示內(nèi)部系統(tǒng)，基本過程，預(yù)測土地利用和土地轉(zhuǎn)化的原因和相應(yīng)的預(yù)防措施是重新評估未來土地轉(zhuǎn)化的前景和后果，針對的是縣域生態(tài)環(huán)境保護的建設(shè)和資金投入。GIS技術(shù)的飛速發(fā)展已經(jīng)產(chǎn)生了不重要的實際意義，信息處理系統(tǒng)伴隨著RS和信息間處理系統(tǒng)（SDSS）。它是在基礎(chǔ)信息處理系統(tǒng)與地理信息系統(tǒng)緊密結(jié)合的基礎(chǔ)上開發(fā)和擴展的一種新型信息管理系統(tǒng)。SDSS兼具GIS和DSS解決半結(jié)構(gòu)和非結(jié)構(gòu)問題的能力，以及強大的數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)能力。因此，采用SDSS對土地利用系統(tǒng)進(jìn)行模擬、預(yù)測和分析，進(jìn)行土地利用。加強管控可以提高分析性、高數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性、決策的合理性，以及土地管理者的管理能力。

因此，筆者充分結(jié)合案例研究在科學(xué)研究范圍內(nèi)的特點和空間決策支持的綜合性，構(gòu)建了區(qū)域土地資源利用變化與改善管控決策支持系統(tǒng)、政策終端軟件（Regional Land Use Change and Optimal Regulation Decision Support System，以下簡稱RLUCOR.DSS）。該操作系統(tǒng)以廣西壯族自治區(qū)段瑤族自治縣土地資源利用變化為研究對象，以土地資源利用變化和管控技術(shù)專業(yè)分析方法的改進(jìn)為重點，相關(guān)空間信息內(nèi)容原始應(yīng)對土地資源利用變化的材料改進(jìn)管控中科研數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析、查看、顯示和控制等信息管理技術(shù)，完成從“數(shù)據(jù)信息”中獲取“信息內(nèi)容”，給予杜基于Arc Engine科研開發(fā)的巖溶土地資源利用空間信息管理、時間演化分析、推廣系統(tǒng)分析、經(jīng)濟效益評價、土地退化預(yù)警信息、土地資源轉(zhuǎn)化預(yù)測分析模擬仿真與戰(zhàn)略決策支持的Arc Engine技術(shù)開發(fā)，實現(xiàn)資源共享。

2、地理信息系統(tǒng)

地理信息系統(tǒng)是一門綜合性的、技術(shù)上適用的基礎(chǔ)科學(xué)。其優(yōu)勢在于提供空間信息的整體處理、分析、預(yù)測和管理水平。比如增加的CGIS和英國的ARC/INFO基本上就是這類用于處理和分析遙感數(shù)據(jù)的通用過程系統(tǒng)。它一般由以下五個基本技術(shù)控制模塊組成。

2.1 數(shù)據(jù)輸入和檢查

根據(jù)經(jīng)緯度或指定的地理類別，收集圖形、圖像和位置資料，根據(jù)相關(guān)的定量分析工具（數(shù)字化儀）和物質(zhì)（錄音帶、硬盤），將地理要素的幾何圖形和表面圖形轉(zhuǎn)換成的同時，會進(jìn)行檢查，并導(dǎo)入系統(tǒng)。

2.2 數(shù)據(jù)存儲和數(shù)據(jù)庫管理

數(shù)據(jù)庫查詢是地理信息系統(tǒng)的核心之一。它保證了物理地理要素、數(shù)據(jù)信息、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)信息和空間數(shù)據(jù)的巧妙溝通和有效組織，使系統(tǒng)用戶能夠高效地獲取、搜索、升級和共享資源。

2.3 數(shù)據(jù)處理和分析

地理信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)方法的主要驅(qū)動力和重要性能是對信息的處理和分析。通過對信息的處理和分析，可以獲得系統(tǒng)應(yīng)用所需的信息內(nèi)容，同時也可以改變原有的對象模型。此類數(shù)據(jù)的分析、應(yīng)用、轉(zhuǎn)換規(guī)則和類型非常普遍，包括比例精度和投影儀數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，數(shù)據(jù)信息的邏輯獲取和計算，數(shù)據(jù)處理方法和分析，及其物理地理或空間實體模型的創(chuàng)建。

2.4 數(shù)據(jù)傳輸與顯示

系統(tǒng)將最終的分析和處理發(fā)送給客戶，并以各種適當(dāng)?shù)姆绞剑ū砀?、統(tǒng)計分析、分析、查看響應(yīng)或地形圖）將其顯示在顯示屏上，或輸出到硬盤上，復(fù)制，使用。

2.5 戶界面

操作界面是客戶與系統(tǒng)進(jìn)行交互的專用工具。由于地理信息系統(tǒng)的作用復(fù)雜，客戶通常是非軟件工程專業(yè)人士，因此用戶頁面是地理信息系統(tǒng)應(yīng)用的重要組成部分。根據(jù)客戶對語言表達(dá)設(shè)置的理解，選用人工智能技術(shù)的自然語言處理技術(shù)，并提供多用戶、鼠標(biāo)光標(biāo)選擇菜單欄等調(diào)整功能，為用戶提供方便。

3、重要技術(shù)

3.1數(shù)據(jù)庫技術(shù)

地理數(shù)據(jù)庫，一種空間數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。Geo data base數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)在其應(yīng)用中運用了規(guī)范的影響，采用了一套完整的對象數(shù)據(jù)庫技術(shù)，一套完整的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)特征，在信息管理層面賦予大中型數(shù)據(jù)庫管理地理數(shù)據(jù)庫兼容性。Ar-和之前的數(shù)據(jù)存儲文件格式相比優(yōu)勢，cInfo之前的cover age和shape file文件格式在處理數(shù)據(jù)類型共享資源問題上有著無可比擬的優(yōu)勢。地理數(shù)據(jù)庫與其選擇的“分布式數(shù)據(jù)庫”的角色有關(guān)。它基于分布式數(shù)據(jù)庫的效果，起到DBMS的作用，中間屏蔽了不同系統(tǒng)服務(wù)平臺和數(shù)據(jù)庫查詢服務(wù)平臺之間的差異?？臻g信息管理和應(yīng)用需要相對高度系統(tǒng)化的技術(shù)，供不同中心局高效共享資源和互通。

自然地理數(shù)據(jù)的管理和使用功能實際上是通過Geo data base和Spatial Data base Engine

（SDE）對空間數(shù)據(jù)庫的存儲來實現(xiàn)的。Arc SDE與SQL Server的集成，Arc SDE（Spatial Data-base Engine）是ESRI發(fā)布的基于SDE技術(shù)的空間數(shù)據(jù)庫解決方案。它在當(dāng)前關(guān)系型或目標(biāo)關(guān)系型數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)管理信息系統(tǒng)的基礎(chǔ)上實現(xiàn)空間擴展，可擴展空間信息和非空間數(shù)據(jù)集成在目前大多數(shù)商用DBMS中。將SQL數(shù)據(jù)庫查詢和Geo data base數(shù)據(jù)庫查詢存儲在SQL數(shù)據(jù)分析表的類型中，與ArcSDE一起存儲空間信息，空間信息模塊的集成開發(fā)了一種空間信息的管理。除了空間信息，它還包含了大量的空間數(shù)據(jù)。這個空間數(shù)據(jù)是空間信息的對應(yīng)特征，或者與空間信息有一定的關(guān)聯(lián)。特征和ArcSDE業(yè)務(wù)服務(wù)表有一個屬于同一區(qū)域的列。特征字段名稱（通常是標(biāo)識ID或名稱），基于這個特征字段名稱，可以連接空間信息和空間數(shù)據(jù)，從而保持空間信息和空間數(shù)據(jù)的無縫拼接和融合。

3.2 開發(fā)技術(shù)

在NET框架中，微軟企業(yè)是基于“軟件是一項服務(wù)項目”。NET是微軟的一套發(fā)展戰(zhàn)略，是一套可以在互聯(lián)網(wǎng)上無縫連接和交流的軟件開發(fā)、專用工具、產(chǎn)品和業(yè)務(wù)。C#NET是微軟的宗旨。NET設(shè)計方案的語言表達(dá)服務(wù)平臺是面向互聯(lián)網(wǎng)和公司級應(yīng)用的新一代技術(shù)編程，它基本上綜合了當(dāng)前所有編程語言的優(yōu)點，優(yōu)雅、安全、透徹。面向?qū)ο缶幊痰募夹g(shù)編程，Arc Engine是技術(shù)性的，Arc GIS Engine（AE）由一組AO核心包和一些按照AO架構(gòu)的GIS數(shù)據(jù)可視化組件組成。它是對AO架構(gòu)的重新封裝和整合，作為嵌入式GIS，可以給用戶帶來精準(zhǔn)定位，完全擺脫Arc GIS桌面上服務(wù)平臺的GIS功能，進(jìn)一步提高了研發(fā)的協(xié)調(diào)性和系統(tǒng)的靈活性。在這個階段，它已經(jīng)成為組件式GIS開發(fā)設(shè)計的主要方法。

4、相關(guān)系統(tǒng)支持

4.1 數(shù)據(jù)庫管理子系統(tǒng)

數(shù)據(jù)庫查詢管理系統(tǒng)是所有信息處理系統(tǒng)中最底層的數(shù)據(jù)庫管理控制模塊。負(fù)責(zé)系統(tǒng)基礎(chǔ)信息的創(chuàng)建、應(yīng)用和保護，以及系統(tǒng)的編寫和運行。系統(tǒng)根據(jù)DBMS瀏覽基礎(chǔ)數(shù)據(jù)表中的數(shù)據(jù)信息，客戶也可以根據(jù)DBMS進(jìn)行數(shù)據(jù)庫查詢的維護和擴展。子系統(tǒng)給出的數(shù)據(jù)定義語言DDL和信息操作語言表達(dá)DML，供客戶定義數(shù)據(jù)庫查詢構(gòu)建和管理權(quán)限管理的方式，完成信息升級、刪除等實際操作。

4.2 地圖數(shù)據(jù)管理模塊

地圖數(shù)據(jù)庫管理控制模塊與空間的數(shù)據(jù)庫相連，對自然地理信息進(jìn)行基本的實際操作，為管理人員提供管理決策所需的信息和數(shù)據(jù)信息。在這個子系統(tǒng)中，空間數(shù)據(jù)庫是重要?？臻g數(shù)據(jù)庫存儲地圖、土地資源利用狀況圖、規(guī)劃方案等基本矢量圖，以及系統(tǒng)根據(jù)管理決策過程生成的總體管理決策圖。以及其他專題講座?；镜貓D數(shù)據(jù)庫的構(gòu)建主要有兩種方式：一是依靠MAP GIS或ARC GIS等通用GIS軟件等軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)交換和導(dǎo)入;另一種是利用遙感影像等外部數(shù)據(jù)庫獲取。空間數(shù)據(jù)庫還包含確定和社會經(jīng)濟發(fā)展水平的相關(guān)空間數(shù)據(jù)，以及其系統(tǒng)在決策分析過程中形成的中間和結(jié)果數(shù)據(jù)信息。土地資源利用中使用的空間信息與空間數(shù)據(jù)之間具有很強的對應(yīng)性，因此數(shù)據(jù)庫查詢選擇關(guān)系模型，其中空間數(shù)據(jù)庫選擇柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)相結(jié)合的數(shù)據(jù)庫類型。由于涉及不同來源的數(shù)據(jù)信息，算法設(shè)計、文件格式和標(biāo)準(zhǔn)可能會有所不同?？刂葡到y(tǒng)設(shè)計規(guī)定加強信息標(biāo)準(zhǔn)化，建立統(tǒng)一的數(shù)據(jù)類型、編號和命名標(biāo)準(zhǔn)。數(shù)據(jù)庫查詢智能管理系統(tǒng)對區(qū)域和空間數(shù)據(jù)進(jìn)行管理和維護，可以完成各種數(shù)據(jù)庫文件的編輯、搜索、修改和結(jié)構(gòu)化功能，同時適用于實體模型計算和數(shù)據(jù)分析。

4.3 統(tǒng)計信息查詢模塊

該組件專門給出了區(qū)域統(tǒng)計公報和土地統(tǒng)計年鑒的數(shù)據(jù)統(tǒng)計，并且可以隨著時間的變化不斷創(chuàng)新和維護統(tǒng)計數(shù)據(jù)庫查詢，可以完成信息的整體引導(dǎo)作用。統(tǒng)計數(shù)據(jù)庫按其組成分類入庫查看后，可方便地查找業(yè)務(wù)流程中涉及的數(shù)據(jù)信息，并利用xml技術(shù)完成信息的導(dǎo)出，或用于下一個系統(tǒng)業(yè)務(wù)流程。科研根據(jù)區(qū)域統(tǒng)計公報和土地統(tǒng)計年鑒的信息特點及涉及的相關(guān)業(yè)務(wù)流程，選擇了C/S和B/S結(jié)構(gòu)的混合構(gòu)建方式，靈活發(fā)揮兩種系統(tǒng)架構(gòu)的優(yōu)勢。對于網(wǎng)站管理員和區(qū)域土地資源利用決策者來說，系統(tǒng)要應(yīng)對更復(fù)雜的功能，因此應(yīng)選擇C/S方式;采用B/S方式完成數(shù)據(jù)統(tǒng)計查詢等功能。這樣做的效果是更好地兼容目前市場上通用的統(tǒng)計數(shù)據(jù)類型。同時，B/S策略也有利于完成龐大而單一的數(shù)據(jù)統(tǒng)計功能。

5、地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用

地理信息系統(tǒng)可以對空間地理位置信息進(jìn)行再現(xiàn)和信息化管理。地理信息系統(tǒng)也是我國宏觀決策和區(qū)域多方位研發(fā)的重要技術(shù)工具。該部門使用地理信息系統(tǒng)作為技術(shù)管理手段尤為合適。能夠?qū)?shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)和決策的全過程整合到同一個信息流中，在效果和經(jīng)濟效益方面具有優(yōu)勢。

5.1 資源清查

系統(tǒng)最重要的功能是檢查資源。這時，系統(tǒng)團隊必須從多個來源收集信息，并根據(jù)操作系統(tǒng)的總結(jié)和覆蓋分析，根據(jù)各種邊界和特點。標(biāo)準(zhǔn)，區(qū)域內(nèi)各類標(biāo)準(zhǔn)的匯集，迅速再現(xiàn)了最初土地資源的面貌。例如：以土地資源利用為例，可以推導(dǎo)出不同土地資源利用類型的劃分和總面積，根據(jù)不同海拔帶劃分的土地資源類型，土地現(xiàn)狀不同坡度地區(qū)的資源利用，以及這些不同時期土地資源利用的變化，為資源的有效利用、開發(fā)設(shè)計和創(chuàng)新管理提供了依據(jù)。

5.2 宏觀決策

信息管理系統(tǒng)利用自身的數(shù)據(jù)庫查詢，基于一系列實體模型的構(gòu)建和對比分析，為國家宏觀決策提供科學(xué)論證。

5.3 地籍管理

多功能地籍管理是地理信息系統(tǒng)的主要用途之一。地籍管理辦法是指對土地資源進(jìn)行調(diào)查、備案、統(tǒng)計分析、評議和采用的總稱。地籍管理辦法的信息涉及土地資源的位置、場所、名稱、總面積、類型、等級、權(quán)屬、質(zhì)量、地價、稅收、地理要素及相關(guān)的設(shè)備等，又因為土地資源是我們的生命和社會發(fā)展、生產(chǎn)制造不可缺少的物質(zhì)生活，不僅有可能改變土地資源的所有制，而且土地資源的地域特征也在不斷變化。改變。需要依托地籍信息管理系統(tǒng)進(jìn)行地籍?dāng)?shù)據(jù)信息管理、升級、土地質(zhì)量評價和成本效益分析，輸出地籍圖，將所需的信息內(nèi)容帶給相關(guān)消費者。為土地資源精細(xì)化管理和科學(xué)合理利用提供依據(jù)，為土地資源法律咨詢服務(wù)提供穩(wěn)定的途徑。

結(jié)語：

與土地資源利用相關(guān)的責(zé)任一直具有重大的現(xiàn)實意義。要在具體項目運行的各個環(huán)節(jié)充分利用相關(guān)技術(shù)，進(jìn)行合理的控制系統(tǒng)設(shè)計，充分利用相關(guān)技術(shù)，采取措施解決問題。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉志晨，徐惠民，范環(huán)宇.基于ArcEngine的城市空間擴展模擬系統(tǒng)開發(fā)[J].國土與自然資源研究，2016（5）：55-58.

[2]羅燦培.朱毅.基于GIS的永久基本農(nóng)田劃定重要技術(shù)研究[C].2017.

[3]常金為.員學(xué)鋒.邵雅靜.衛(wèi)新東.土地利用變化的文獻(xiàn)定量分析[C].2018中國土地科學(xué)創(chuàng)新與發(fā)展暨倪紹祥先生學(xué)術(shù)思想研討會.2018.

[4]S.Kapilan，K.Elangovan.基于GIS和多準(zhǔn)則決策分析的垃圾填埋場選址研究（英文）[J].Journal of Centra lSouth University，2018，25（3）：570-585.

[5]白云春.地理信息系統(tǒng)GIS在城市測繪中的應(yīng)用研究[J].智能城市，2019（5）.

[6]趙許寧，藍(lán)貴文，陳建軍，etal.基于GIS的土地利用與生態(tài)環(huán)境評價研究--以陽朔縣為例[J].安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報，2019（3）：484-490.