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基于RS与GIS的城镇化进程的动态研究

基于RS与GIS的城镇化进程的动态研究
基于RS与GIS的城镇化进程的动态研究

基于RS与GIS的城镇化进程的动态研究

摘要:改革开放以来,我国社会生产力取得了巨大进步。尤其在东部沿海地区,随着产业结构调整和工业化进程加快,一方面,大批乡村人口涌向城镇,使得原有城镇规模不断扩大;另一方面,通过县改市、乡改镇的途径,新设了一大批市、镇。这种人口向城镇集聚和乡村变为城镇、城市范围不断扩大的过程称为城市化。城市化的首要表现就是城市的空间扩展现象,城市的空间扩展是城市化发展的直接体现,通过对城市扩展的分析研究,可以加深对城市化本质的理解,并为城市可持续发展提供有效的空间决策支持。本文以遥感影像为主要信息源,基于RS与GIS 技术,对研究区城市土地利用变化及其驱动力与生态环境效应进行深入分析,分析城市的土地利用的现状,城市扩张,进行分析必将对改善城市生态环境为城市土地资源的规划和治理,区域可持续发展具有重要价值。以我国城镇化问题突出的典型区域北京市作为案例,运用RS与GIS技术,对北京市的城镇化进程进行动态研究。

关键词:城镇化进程;城镇化进程的动态研究;北京市

Abstract: Since the reform and opening up, China has made tremendous social productivity advances. Especially in the eastern coastal areas, with the adjustment of industrial structure and accelerate the process of industrialization, on the one hand, a large number of rural population flock to cities and towns, making the original town expanding; on the other hand, through the county to the city, township to the town of ways, new set up a large number of city and town. This demographic changes to the urban agglomeration and rural towns, expanding the city limits is called urbanization. Urbanization is the primary performance space phenomenon of urban expansion, urban space expansion is directly reflected in the development of urbanization, through the analysis on urban expansion, can deepen understanding of the nature of urbanization, and to provide effective sustainable urban development spatial decision support. In this paper, remote sensing image as the primary source of information, based on RS and GIS technology, the study of Urban Land Use Change and Driving Force and Ecological and Environmental Effects in-depth analysis, analysis of the current situation of urban land use, urban expansion, is bound to be analyzed improve the urban ecological environment planning and management of urban land resources, sustainable development of the region has an important value. A typical problem area to highlight China's urbanization in Beijing as a case, using RS and GIS technology, the process of urbanization in Beijing dynamic research.

Keywords: urbanization process; dynamics of the urbanization process; Beijing

1引言

城市,作为人类生存与发展的高密度带,是人口、资源、环境和社会经济要素高度密集的综合体,还是一个与外界进行能量、物质交流的开放系统。越来越多地受到人们的关注,特别是随着工业革命的推进,世界城市化进程逐步加快,极大地推动了社会进步,促进了社会经济发展,使城市成为了社会政治、经济、文化科技和对外交流的中心,促进了人类文明的发展,但同时城市空间地扩展,

城市土地用地不断演化,城市人口急剧增加又造成城市规模急剧扩大、城市内部出现城市病和城乡发展失衡等一系列问题。因此,城市扩展的研究一直都是城市研究的主要领域,人们试图藉此分析、揭示城市扩展形态、扩展效率和城市用地形成和演化的内在和外在驱动机制,比较不同类型城市扩展的特征差异,并针对城市扩展所带来的问题采取相应的措施。城镇化是社会经济发展的必然结果,而我国正处在城市化快速发展的时期,一些大城市边缘区土地开发失控,建设用地盲目蔓延情况严重,北京市是我国城市扩展问题突出的典型区域。中国加入世界贸易组织和北京成功申办2008年奥运会等重大事件将对北京及其周边地区的土地利用及格局演变产生重大影响,城镇体系的空间分布、交通网的分布格局以及上地利用方式等都发生了很大的变化。本文以北京为例,城市扩展动态监测的目的在于定期或不定期地了解城市土地利用的动态变化趋势,对北京市的土地利用的现状进行分析必将对改善首都城市生态环境为城市土地资源的规划和治理、区域可持续发展具有重要价值。

2相关概念与定义

2.1城镇化

城镇化是随着生产力的发展而导致的人们的生产方式、生活方式和行为方式变化的过程。其内涵在于,它不仅是简单的城乡人口结构的转化,更重要的,它是一种产业结构及其空间分布结构的转化,是传统生产方式!生活方式和行为方式向现代化生产方式、生活方式和行为方式的转化。城镇化分为三个阶段,初级阶段,由于科学技术不太发达,第一产业所能提供的生活资料不够丰富,国民经济总体实力薄弱;第二产业发展所需要的社会资本短缺,所以城镇化的发展速度比较缓慢。城镇化中级阶段,随着科学技术的进步,农业的劳动生产率大为提高,释放出大量的农村剩余劳动力,城镇化自上而下的推力较前坚实;国民经济和社会资本的增长使工业化规模扩大,城市可提供更多的就业机会,城市自上而下的吸力较前增强,所以促成了城镇化的高速发展。城镇化的高级阶段,由于可转移的农村剩余劳动力已基本被城市吸收,城市的发展主要靠其自身的增长,所以城镇化发展速度有所回落,进入平稳阶段。

2.2城镇化进程的动态监测概述

我国从50年代后期开始就有大量的研究进行,其中包括城市形态分类、演变阶段、城市扩展方式和速度、城市扩展的主要影响因素,城市扩展预测和模拟等,早期采用的主要方法有:比较法、历史法、考古分析法和访问调查法。在这些方法中,城市形态和城市的信息主要来源其一是城市地图,如罗海江(2000)利用历史地形图和历史资料记载勾勒出北京和天津的城市核心区范围,进而求得城市面积,通过不同时期城市面积的比较来探讨城市扩展;二是通过传统的野外测量及地面调查方法获取[1]如:王晓栋,崔伟宏(1998)利用GPS(全球定位系统)在土地利用动态监测中准确地定位和量化土地利用变化区域的双重作用和技术,来分析对土地利用变化类型[2]由于受城市地图和土地利用图更新周期的限制,采用这些方法进行城市扩展和城市边缘带土地利用变化的研究越来越不能满足研究对数据源的实时、准确的要求,使定量进行城市形态、结构和城市扩展规律及扩展机制的研究很难进行。

3国内外相关研究

遥感是20世纪发展最迅速的科学技术之一,主要利用航空航天技术,宏观地研究地球,综合评价地球资源,进行资源调查与开发管理的一种技术手段。遥感技术是以遥感图像的方式提供给我们地表的真实信息,一幅图像能够包含数千文字所表达的信息,图像能够表示物体的位置、大小以及相互关系。随着科学技术的发展,遥感技术与GIS技术的日新月异,对土地利用/土地覆盖的调查与制图工作起到极大的推动作用,特别是遥感可以在大范围、短时间获得更高精度的成果以及事件序列数据,而且节省人力物力,对研究城镇化进程起到极大的推动作用,也为全球变化研究注入了新的活力[3]。

经过几十年的科学积累,遥感RS和GIS新技术的研究得到广泛应用,利用遥感基于遥感与GIS的北京市城镇化进程的动态研究(RS)和地理信息系统(GIS)等空间信息技术进行城市时空扩展监测和动态模拟分析是城市遥感的主要应用方向,贾维花,杨锋杰等(2005)利用多时相陆地卫星TM影像和航测地形图对济宁市城区扩展进行了动态监测,,发挥遥感的快速。周期性等特点,利用地理信息系统GIS的统计性等功能,对济宁市城区的动态扩展变化规律进行分析,取得较好的效果[4]。陈素蜜(2005)综合应用遥感和地理信息系统技术、以厦门市1988年,2000年TM遥感影像为基础,试验了多种两个时相影像的复合变换方案,生成厦门城市拓展图;既而,引入分维度,圆度,构造了接边指数等,从格局与数量两个角度定量分析了厦门城市拓展的图斑特征[4]。

4案例分析——以北京为例

4.1北京市简介

北京位于华北平原的西北部,南北长约176公里,东西宽约160公里。全市总面积为16808平方公里,其中山区面积10421平方公里,约占62%,平原区面积6387平方公里,约占38%,山区主要分布于房山、门头沟、昌平、延庆、怀柔、密云和平谷7个远郊区县。北京的气候为典型的暖温带半湿润大陆性季风气候,由于背山面海的地形条件,夏季炎热多雨,冬季寒冷干燥,春、秋短促。年平均气温10-12度。极端最低-27.4度,极端最高42度以上。年平均降雨量600多毫米,为华北地区降雨最多的地区之一。北京的地貌条件,北部,东北部及西部被山地环绕,而中部及东南部为坦荡平原,地势呈西北高,东南低,形成由中山、低山、丘陵过渡到冲洪积台地,冲积扇地及冲积平原的地貌组合。

4.2研究方法和过程

边缘带是城市发展到特定阶段所形成紧靠城区的一种不连续的地域实体,是处于城乡之间,城市和乡村的社会、经济等要素激烈转换地带。为研究方便,边缘带应有一个相对稳定的区域边界。城镇边缘带的地域范围,从理论上讲,其内边界应以城市建成区基本行政区单位一街道为界,外边界以城市物质要素(如工业、居住、交通、绿地等)扩散范围为限,将这一城乡互相包含、互有飞地和交错的地域划为城镇边缘带、因此案例中对北京市城镇边缘带地域范围界定中遵循的基本原则:①综合反映城镇边缘带内部的基本特征及其与外部城市和乡村之间的差异性;②在地域上明显地城市、乡村分开,实现边缘带连续性和整体性;③可分析性强。

ULI提取的城镇用地信息精度较高。所以本文采用ULI建筑指数的方法,提取北京城市边缘带,城镇用地在ULI图上得到了最大的亮度增强,其他地物则普

遍受到压抑,其NDBI值为0—1。用专家分类(Knowledgengineer)将ULI图二值化。将NDBI值大于0的赋值为1。以红色显示,代表城镇用地;其它的赋值为O,以黑色显示,代表非城镇用地。通过与大气校正后的LandsatTM影像对比低密度植被覆盖区也被提取出来了。但是,由于建筑地类间的光谱曲线走势反差在TM4与TMS波段之间的表现没有植被在TM3与TM4波段之间表现得明显,容易把其他地类误认为是城镇用地,主要是把一些裸地误认为是城镇用地,这在目视解译原始图像与提取建成区信息对比中也可以体现。因此,采用设定阈值法来剔出误分的信息,经过多次在影像上实际操作提取,最终确定阈值。(图1)

依据1988年一2004年的TM遥感数据,经过监督分类和目视解译的人机交互分类,建立规则的公里格网,计算每个格网中建设用地的占地率,再结合历年来对于北京市城镇扩展研究的经验和分析,经过不断的调试,选取适当的阑值,依次分析出1998年、1991年、1996年、1999年到2004年期间的北京城镇边缘带,直观对比的分析了北京市近20年来城镇化的进程,对比分析如图1、图2。

通过对比分析得出:北京城市边缘带大致呈环状区域,由中心从内向外逐渐推移,沿着近郊外缘与远郊区县接合地带方向,逐步扩展,西南和东北方向扩张量较大,城市中心以圆心为基准逐步扩大半径,呈圈层式扩张模式,城镇建设用地增加幅度随着不同经济发展阶段有所增减,增加的用地主要分布在城区与周围城镇及卫星城市之间,使这些分散的“边缘集团”与城区有连成一体的趋势,的来说,从1988年—2004年期间,北京城市边缘带无论从扩张速度还是扩张量上,都具有明显的趋势。

图1 UIL边界图

图1京市近20年来城镇化

图2城镇边缘带变化趋势图

通过通经分析原理确定影响因素,建立驱动因子的通经模型,运用主成分分析的方法,定性分析北京市城镇建设用地扩展的驱动因子分析的基础上,分析在城市人口数量增长、第二、三产业在总产值中所占的比例、交通道路四个因子在城镇化进程中的主要驱动因子分析。应用SPSS软件进行统计,得出相关系数矩阵、特征值、主成分贡献率和累计贡献率。

4.3研究结论

本案例基于1988年、1991年、1996年、1999年、2004年五期的北京市TM遥感影像图,分析了北京市近20年来城镇化扩张的情况。得到以下结论:

(1)通过对基于土地利用程度、信息嫡理论以及建筑指数法提取城市边缘带的三种方法对比分析,得出适合本研究的利用UL工建筑指数法提取城镇建设用地,主要采用了NDB工的城镇用地信息的提取法和NDVI的植被指数提取法相结合,两者进行求交运算,提取了北京市城市边缘带,以此获得了该地区的城镇扩展信息。得到结果表明,北京市从1988年—2004年城镇建设用地由78591.4hmZ上升为158232.4hmZ,年平均递增6788.58hm2,年平均递增率达到8.6%,其中1999年以后北京城镇扩张比较迅速,年增长率达20%。

(2)在北京市城镇扩展空间分异模式分析中得出,南部的近郊区,丰台区、朝阳区和海淀区是城镇用地扩展的活跃区与集中区,镇用地扩展中心从内向外渐进推移,中速级别的扩展类型主要集中分布在昌平区、房山区和大兴区,东西部方向多为弱扩展类型,如通州区、顺义区和石景山区、而处在最西部的门头沟区则扩展缓慢,城镇建设用地扩展的时空模式呈显著的圈层式结构。

(3)北京市城镇化扩展的方向、速度、模式等受到第二产业和第三产业发展、人口、交通等因素的直接制约,社会经济条件(GDP、消费需求!固定投资等)的间接影响,其中交通和第三产业的发展,成为北京市城镇化进程的主要驱动因子,影响着城镇扩展的数量和速度,社会经济状况又进一步对北京市城镇化建设起到了重要的推动作用。

5结论和展望

应用遥感和GIS技术对城市扩展进行动态分析,是一种的高效实用的技术方法。归一化植被指数NDVI和以此为基础衍生出来的建筑指数NDBI的结合应用,大提高了城镇边缘带的提取速度,究所用的TM卫星影像的地面分辨率有限,对小范围内较详细的土地利用现状调查其精度就受到一定限制,并且研究只做到了2004年,没能体现出最近期的北京城镇化进程的现状。今后可运用较高分辨率的遥感影像、实时到动态地对城市空间格局进行研究,进行城市空间格局演变对合理规划城市建设、促进城市土地资源的规划和治理、区域可持续发展具有重要的指导意义,对城市市的生态恢复也具有重要的指导价值,是实现城市可持续发展的前提和保证。

参考文献:

[1]. 罗海江, 二十世纪上半叶北京和天津城市土地利用扩展的对比研究. 人文地理, 2000(04): 第34-37页.

[2]. 党安荣, 毛其智与王晓栋, 基于GIS空间分析的北京城市空间发展. 清华大学学报(自然科学版), 2002. 42(6): 第814-817页.

[3]. 戴昌达与雷莉萍, TM图像的光谱信息特征与最佳波段组合. 环境遥感, 1989(04): 第282-292页.

[4]. 贾维花等, 基于RS和GIS的济宁市城区扩展动态变化研究. 山东科技大学学报(自然科学版), 2005(02): 第35-37页.

[5]. 陈素蜜, 遥感与地理信息系统相结合的城市空间扩展研究. 地理空间信息, 2005. 3(1): 第33-36页.

基于RS与GIS技术的土地利用现状专题分析[1]

基于RS与GIS技术的土地利用现状专题分析 卜晓翠1, 王志新1, 刘春霞2 (1.长安大学地质工程与测绘工程学院,陕西西安,710054;2.辽宁工程技术大学测绘与 地理科学学院,辽宁阜新,123000) 摘要:遥感数字制图的应用领域较广,其中数字分类专题制图是遥感制图的重要领域。 利用2002年烟台SPOT5遥感影像资料,运用遥感与地理信息系统技术制作了烟台市福山区土地利用现状专题图并进行了专题分析。 关键词:土地利用分类;现状分析;数据库 THE THEMATIC ANALYSIS OF CURRENT LAND USE BASED ON THE TECHNOLOGY OF RS AND GIS BU Xiao-cui, WANG Zhi-xin, LIU Chun-xia (1.College of Geology Engineering and Geomatics of Chang’an University, Xi’an 710054, China;2.School of Geomatics of Liaoning Technical University,Fuxin,123000,China) Abstract: The application field of the remote sensing map-making is quite wide, of which digital category thematic map-making is very important .This paper apply the technology of RS and GIS on the thematic analysis to the current situation of land utilization in FuShan district of Yantai city , using remote sensing SPOT5 image materials of Yantai in 2002,meanwhile, it produces the thematic map of the area. Keywords: land use classification; analysis of current situation; database. 1 引言 为了准确地估算土地面积,分析土地利用结构,研究农业生产水平和潜力,土地利用调查与制图是一个重要的基础。众所周知,土地利用是一个变化较快自然因素,因此,利用周期性较快、现势性强的遥感图像开展土地利用制图具有许多优点:遥感资料的综合性因素有利于土地利用与类型的分析和划分;土地覆盖要素在图像都有明显的表征,选用最佳时相的图像可提取更多的地物类型,从而提高土地利用类型的制图精度;利用遥感资料能缩短野外土地利用调查研究和室内分析成图的周期,减少费用,尤其对难以考察地区的土地调查与制图具有更大的优越性。本文以ERDAS MAGINE8.5 与ARCVIEW GIS3.2为软件平台进行了图像处理,土地利用现状图斑矢量化,属性数据库的建立,土地利用现状图的制作,土地利用现状分类统计。通过分析揭示了烟台市福山区土地利用中存在的主要问题,提出了开发利用的对策与建议。 2 研究区概况与数据源 烟台市地处胶东半岛东部,位于北纬36゜15'8〞~38゜24'0〞、东经119゜32'7〞~121゜55'8〞,是我国对外开放的重要地区之一。全市土地总面积约1.37KM2,属暖温带半 湿润季风气候,并具有明显的海洋性气候。全市地形为起伏和缓的波状丘陵,谷宽坡缓,中部高、南北低,中部山区一般在300-800M,面积约占全市总面积的36.6%,山区周围及延伸部分是海拔100-300M的丘陵区,面积约占39.7%;南北两侧是山前平原和海滨平原,面积约占20.8%。 本研究使用烟台市2002年7月分辨率为5米的SPOT5遥感影像图并选取福山区作为研

RS与GIS技术在土地资源管理中的应用 何琳琳

RS与GIS技术在土地资源管理中的应用何琳琳 发表时间:2017-11-20T15:20:20.557Z 来源:《基层建设》2017年第22期作者:何琳琳 [导读] 摘要:近些年随着经济水平的不断提高,我国正在进行积极稳定的发展,这对国家现代胡建设具有重要的影响意义 黑龙江省时代国土资产评估咨询有限责任公司黑龙江哈尔滨 150090 摘要:近些年随着经济水平的不断提高,我国正在进行积极稳定的发展,这对国家现代胡建设具有重要的影响意义。土地资源管理是现阶段国家发展过程中的一项重要内容,只有加强与完善管理工作才能使我国的土地资源得到合理的分配与利用。RS与GIS技术是目前在土地资源管理中得到较好应用的技术手段,使土地资源管理工作的质量与效率有较好的提高。本研究将对RS与GIS技术在土地资源管理中的应用进行细致的分析与思考,这对进一步加强土地资源管理工作具有重要的意义。 关键词:RS技术;GIS技术;土地资源管理;应用 前言:RS与GIS技术在土地资源管理中发挥着重要的作用,能够有效的将我国土地资源分布状况进行全面掌握,进而有利于相关管理部门对土地资源进行合理分配以及利用。我国的土地资源较为丰富,但是人口数量也处于偏多的状态,所以想要使土地资源得到合理的开发与利用,就要重视土地资源管理工作的开展与进行。目前我国土地资源管理过程中还存在一些有待机一步加强的问题,提高RS与GIS技术在土地资源管理中的应用能够有效加强工作的质量与效率,这对我国未来的更好发展至关重要。 1.RS与GIS技术的发展概况 1.1RS与GIS技术的发展背景 在我国发展初期,国家经济水平处于较为落后的状态,与其他发达国家相比具有较大差距。经济发展状况滞后导致我国发展速度较慢,在国家进行土地资源管理工作的过程中,没有先进有效的技术手段加以支持,导致管理工作不够全面深入,所以出现了一系列土地资源浪费的现象,对我国积极的现代化建设十分不利。近些年随着经济水平的提高,我国高新科技产业逐渐加强,RS与GIS技术的出现与在土地资源管理中的应用对我国现代化发展具有重要影响意义,使得土地资源管理工作水平迅速提升,保证国家土地资源开发与利用的合理性。 1.2RS与GIS技术的发展现状 现阶段我国正在对RS与GIS技术在土地资源管理中的应用进行进一步的加强与完善,使其能够发挥出更为有效稳定的作用,提高土地资源管理工作的质量与效率。RS技术就是指探测遥感技术,在土地资源管理工作中利用RS技术能够达到不需要与探测目标接触就能得到有效数据的目的。RS技术利用电磁波以及热红外遥感,可以对不同区域的生物存在情况以及土地资源分配进行详细的了解,进一步利用相关的分析仪器对得到的重要土地资源数据进行分析,从而以图像等直观的形式呈现出来[1]。GIS技术是一种重要的地理信息系统,其包括大量的地理数据信息,通过对这些信息的分析与处理能够对土地资源管理进行有效的帮助。GIS技术所包含的信息需要进行及时的更新,将有所变动的地理信息内容重新整理,从而不会影响相关工作的应用。计算机软件以及硬件是GIS技术空间数据的重要载体,通过利用计算机软件以及硬件的操作有效对相关数据进行采集与利用,达到土地资源管理工作的目的。 1.3重视RS与GIS技术在土地资源管理中应用的必要性 土地资源是我们赖以生存的重要资源,加强土地资源管理工作是保证我们未来正常生活与活动的重要基础。我国想要提高土地资源管理工作水平,首先就要重视RS与GIS技术在土地资源管理中的应用,先进技术的支持是提高工作效率的重要前提。RS与GIS技术在现阶段的发展中还有待进一步的完善,我国相关科研部门应根据RS与GIS技术的原理进行积极的改进,从以往RS与GIS技术在土地资源管理应用出现的问题入手,改机与完善RS与GIS技术,使其能够更好的适应土地资源管理工作,从而最大程度上发挥其重要作用。 2.RS与GIS技术在土地资源管理中的作用 2.1RS与GIS技术在土地规划中的作用 土地资源管理中的一个重要工作内容就是土地规划,土地规划对于土地资源的合理开发与利用具有直接的影响作用。RS与GIS技术在土地规划中起到积极的作用,通过RS与GIS技术能够对需要进行土地规划的区域进行相关地形以及地势的勘测,同时还能及时有效获得相应地理信息,通过对这些重要的数据的整理与分析,根据不同区域的特点来进行准确的规划工作,保证土地资源得到有效的利用[2]。土地规划的积极进行不仅能够有效避免出现土地浪费状况,还能通过土地资源创造出一定的经济价值,为我国经济建设起到积极的推动性作用。 2.2RS与GIS技术在土地整理中的作用 土地整理工作也是土地资源管理中的一项重要内容,土地整体就是对农业使用、林业实用以及建筑使用的土地资源进行必要的整体工作,定期进行土地整理工作对于恢复土地资源的活力至关重要。RS与GIS技术在土地整理中发挥着积极的作用,利用RS与GIS技术可以获得我国各地区土地资源的相关信息,通过对信息的处理可以得到各地区土地使用的情况,最终决定土地整理的具体工作内容。 2.3RS与GIS技术在土地资源调查中的作用 RS与GIS技术在土地资源调查中也起到重要的帮助作用,RS技术通过遥感来对没有得到利用的土地资源进行调查,获得相关的地理数据信息,然后将GIS技术中所包括的已经获得的地理数据信息调取,最终获得完整的调查结果,这对于我国土地资源管理工作的进行意义重大。 2.4RS与GIS技术在土地资源评价中的作用 土地资源评价是对我国土地资源进行开发与利用的重要前提,通过土地资源评价能够很好的确定土地资源的价值,从而引导各项土地资源利用工作的进行。RS与GIS技术将我国土地中包含的物质以及质量更重要信息进行全面准确的获取,通过获取的结果来进行客观的土地资源评价,这是我国现代化发展与建设的重要工作之一。 2.5RS与GIS技术在土地动态监测中的作用 在使用土地资源的过程中,土地资源处于动态变化的状态,通过利用RS与GIS技术来对土地动态进行检测是保护土地资源的重要基础。RS与GIS技术能够对土地资源的状况进行了解与分析,从而获得重要的土地动态变化信息,进而达到土地资源管理的目的。 3.结语 在我国土地资源管理的发展过程中,RS与GIS技术的应用对于提高土地资源管理水平至关重要,相信经过我国相关部门的不断努力,

RS与GIS技术在土地资源管理中的应用

RS与GIS技术在土地资源管理中的应用 发表时间:2017-07-14T10:04:49.680Z 来源:《基层建设》2017年第8期作者:黄彬 [导读] 我国国土面积非常广阔,其内部土地涉及的种类也非常多,为了更加清楚的了解我国现有土地状态,制定有效管理政策,就需要对土地资源实施有效勘测,这样不仅仅能够清楚全面了解我国现存土地状态,对其实施有效土地资源管理也是非常重要的。 身份证号码:45010419701015xxxx 摘要:众所周知,我国国土面积非常广阔,其内部土地涉及的种类也非常多,为了更加清楚的了解我国现有土地状态,制定有效管理政策,就需要对土地资源实施有效勘测,这样不仅仅能够清楚全面了解我国现存土地状态,对其实施有效土地资源管理也是非常重要的。在对现在土地资源勘测技术进行深入研究,发现采用遥感技术和地理信息系统能够全面实现土地资源的合理的勘测,为土地资源的发展管理提供有效的物质基础。针对于此就需要对烟感技术和地理信息系统在土地资源管理上的应用进行深入研究。 关键词:遥感技术;地理信息系统;土地资源管理 目前我国再对土地资源进行管理中采用的技术手段主要包括遥感技术和地理信息系统。这两项技术手段的结合能够对我国显存的土地资源发展状态有一个全面了解。对于遥感技术来说能够全面打破传统提地勘测必须在现场进行实时勘测的限制,可以通过一系列微波检测器,对现存的土地资源进行实时勘测,而且采用遥感技术手段不单单能够减少土地管理需要的时间,对结果的准确性提升也起到非常重要的作用。而地理信息系统在土地资源管理过程中起到对目的土地自行进行深入了解的作用,运用这一系统能够有效保证土地资源管理自身信息的准确性。 1 RS和GIS的你发展 RS和GIS一体化是20世纪90年代以来遥感和地理信息系统发展的共同趋势,特别是在土地资源管理中,RS和GIS一体化技术已成为不可缺少的重要技术手段。RS(Remote Sensing)即遥感技术,是指从远距离、高空乃至于外层空间的平台上,利用可见光、红外线、微波等探测仪器,通过摄影或扫描、信息感应、传输和处理,从而识别探测对象的性质和运动状态的现代化技术体系。它包括空间信息采集系统、地而接收和预处理系统、地而实况调查系统、信息分析应用系统。在我国,遥感技术的应用始于80年代,主要应用于测绘、林业、地质、海洋、环境的调查与监测。1998年以来,由于“新一轮国土资源大调查(12年计划)”的启动,国土资源部已经在全国的66个重点城市开展土地利用动态遥感监测工作,遥感作为高新技术,拓展了新的应用领域。GIS(Geographical Information System)地理信息系统,又称资源与环境信息系统,是在计算机硬、软件设备支持下,实现地理空间数据输入、存储、管理、检查、处理和综合分析的技术系统。利用GIS技术可以在短时间内更新土地资源的图件和数据等基础资料,以便政府根据土地的动态情况制定相应的政策。 2 在土地资源详查中的应用 在进行土地资源管理中,最重要的一步就是对土地资源进行详细查明,这一过程的根本作用在于促使管理人员对土地现时信息有一个全面了解,从而促使土地资源得到更好的管理。在进行土地详查时,传统的技术手段不仅仅查询土地信息的速度比较慢,而且对其信息的准确性也不能全面掌握。这就需要在原有的基础上对土地资源详查方法作出合理更新。目前在土地资源详查过程中采用遥感技术和地理信息系统能够有效提升土地资源详查的便利性,对其结果的准确性和真实性也能充分反映。 对于采用这两种技术手段的操作步骤在于通过外业人员的实时勘察,将收集的土地资源信息进行有效加工处理,并在对信息进行勘查之后通过计算机模式进行表达。在这个过程中还需要采用遥感技术对地形的相应数据有一个清楚表述。之后还需要采用地理信息系统对反应的相应信息进行准确性确定。需要注意的是进行勘测得出的土地信息资料还需要在计算机内部进行留存处理,为下一次进行同一地点的土地勘测能够有一定参考依据。 3 在土地利用动态监测中的应用 对我国土地信息进行实时动态监测,不仅仅能够全面反映我国现存的土地变化模式,而且对制定合理的土地资源管理也起到非常重要的作用。在这一过程中采用遥感技术手段,能够有效获知我国土地的宏观信息,在这个过程中结合地理信息系统还能够从分表现出我国现存的土地信息变化趋势。另外进行土地动态勘测调查的过程还能够对全球土地变化有一个全面了解,这对我国土地资源管理发展起到非常重要的作用。 4 在农用土地评价中的应用 近年来,国外土地资源评价服务的范围越来越广泛,例如:为开发旅游资源的土地评价,为改良牧场的土地评价,为作物引种的土地适宜性评价,以及为城市规划的土地评价等。总之,土地评价的目的是为土地利用规划服务。在国内,农用土地综合评价也得到了快速发展,特别是随着RS与GIS及计算机技术的发展,利用这些先进技术手段对土地评价的研究取得了巨大成果。(1)利用RS和GIS技术确定土地类型图。利用RS和GIS技术快速生成的土地评价单元图,即土地类型图,不仅包含土地利用信息,还有土壤信息,既克服了土地利用类型在性质上的不均一性,又克服了土壤类型在地域边界上的不一致性,使评价结果更具客观性和综合性。(2)DEM在农用土地评价中的应用。利用GIS技术获取DEM,通过DEM获取土地的坡度、坡向等环境信息,使评价因子的选取更加完善,评价结果更准确。(3)利用对数据进行管理和归一化及对图形进行编辑生成。土地类型在PCARC/INFO中即为一个coverage,每一个评价单元为这个coverage的一个多边形。这个评价单元所具有的各种指标即作为这一多边形的属性,利用PCARC/INFO可以很方便地对其进行修改与更新.另外,由于很多图件没有坐标,利用PCARC/INFO可以将其纠正到统一的大地坐标,并利用ARCPLOT模块进行快速编辑和图形输出。 应用RS与GIS技术,改造传统的土地资源管理方式,是21世纪科技发展的必然趋势.应用RS与GIS集成技术建立实用的、高起点的土地资源信息系统,探索一套遥感图像快速处理的方法,定期监测土地利用动态变化,改造传统的土地资源调查、评价、规划、执法手段,为土地资源的规划、管理、保护与合理利用提供翔实的基础资料;为国土资源管理部门的正确决策提供科学依据;对于解决土地管理部门的自动化管理,为“数字城市”或者“数字国土”建设具有十分重要的意义。 5 结束语 综上所述可以清楚看出在现在社会不断发展的过程中,对土地资源管理也受到我国相关部门的高度重视。但是采用传统的土地资源管理在社会不断发展过程中也逐渐出现了一些弊端。针对于此就需要在原有的基础上对土地资源管理中涉及的技术手段做出合理更新。在实践研究中清除发现采用遥感技术和地理信息结合的技术手段不仅仅能够提升对土地勘测的数据准确性,而且在土地资源管理的其他方面也有涉猎,这就需要对这两项技术手段在土地资源管理中的应用进行全面研究,从根本的角度上促使我国土地资源管理得到更好的发展。

RS、GIS、GPS比较

RS、GIS、GPS比较 一.定义:RS实际上就是从空间俯视得到的照片,遥感图的形式呈现,因此凡是涉及到实时监测某地理事物的变化的一般可以认为是RS;GPS是测量高度、定位的,因此涉及测量和定位的字眼的都可以是GPS;GIS就是地理专业软件,它作用是决策,因此得出什么结论之类的就可以算GIS 二.交集对比:1、GPS 与GIS 的集成与应用利用GIS 中的电子地图和GPS 接收机的实时差分定位技术,可以组成GPS + GIS 的各种自动电子导航系统,用于交通指挥调度、公安侦破、车船自动驾驶、农田作业管理、渔船捕鱼等多方面。也可以利用GPS 的方法对GIS 进行实时更新。2、RS 与GIS 的集成与应用RS 是GIS 重要的数据源和数据更新的手段,而反过来,GIS 则是遥感中数据处理的辅助信息。两者集成可用于全球变化监测、农业收成面积监测和产量预估、空间数据自动更新等方面。3、GPS 与RS 的集成与应用在遥感平台上安装GPS 可以记录传感器在获取信息瞬间的空间位置数据,直接用于空三平差加密,可以大大减少野外控制测量的工作量。可在自动定时数据采集、环境监测、灾害预测等方面发挥着重要作用。4、3S技术集成与应用3S的整体集成应用更为广泛,例如在由GPS + GIS 组成自动导航系统中加入CCD摄像机组成移动式测绘系统可用于高速公路、铁路和各种线路的自动监测和管理,也可建立战时现场自动指挥系统。美国的巡航导弹和爱国者导弹上安装了3S集成系统,可以实现自动导航、自动跟踪、自动识别目标,以进行准确的拦截和打击。 三.应用对比:(一)对信息的处理上特别给学生强调的是RS 获得的主要是地物的图像信息,GPS 获得地物的具体位置信息;而GIS 则对以上信息及其它渠道的信息进行处理。(二)在应用的区别遥感主要应用在资源调查、环境监测、自然灾害防御监测等方面;地理信息系统主要在区域地理环境研究和城市管理中有应用,其中在区域地理环境研究中的应用就包括对自然灾害进行动态监测和评估预测。那么在自然灾害方面的应用应怎样主要获取区别这两种技术呢,其中RS 主要获取图像信息,速度快、效率高、实时性强。而GIS 需要对数据进行处理分析以后才能进行监测以及预测等,所以相对而言过程较长、速度较慢、效率低一些,但准确度高。

浅谈RS与GIS在土地规划和利用中的应用

浅谈RS与GIS在土地规划和利用中的应用 摘要:随着农业结构的调整、城市化进程的加快和第三产业的快速发展,传统 农业用地的结构有了很大的变化。土地类型的转化和土地的各种数据的更新速度 之快,技术要求之高,对土地利用现状动态监测的科技含量提出了更新更高的要求,遥感(RS)和地理信息系统(GIS)技术在土地规划和利用中也有了越来越广泛的用途。 关键词:土地规划;遥感技术;地理信息系统;专家系统 中图分类号:P20 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2010)03-0067-01 1 RS与GIS 遥感技术是一种远距离、非接触的目标探测技术和方法。它通过对目标的探 测来获取目标的信息,然后对所获取的信息加工处理,从而实现目标的定位、定 性和定量的描述。遥感技术包括遥感器(也称传感器)技术,信息传输技术,信 息处理、提取和应用技术,目标信息特征的分析与测量技术等等。 因此,现代遥感技术是空间技术、应用光学技术、无线电电子技术、计算机 技术等结合的一门新技术。遥感技术的发展趋势是:提高遥感器的分辨率和综合 利用信息的能力,研制先进遥感器、信息传输和处理设备,实现遥感系统全天候 工作和实时获取信息以及增强遥感系统的抗干扰能力。 地理信息系统具有以下几方面的特征:一是具有采集、管理、分析和输出多种 地理空间信息的能力。二是以地理研究和地理决策为目的,以地理模型方法为手段,具有空间分析、多要素综合分析和动态预测的能力。三是由计算机系统支持 进行空间地理数据管理,并由计算机程序模拟常规的或专门的地理分析方法,作 用于空间数据,从而产生有用信息,完成人类难以完成的任务。计算机系统的支 持是GIS的重要特征,它可使GIS快速、精确、综合地对复杂的地理信息进行空 间定位和动态分析。四是地理信息系统技术广泛应用于国民经济和国防建设的各 个领域,并正在走进人们日常的工作、学习和生活中。遥感技术和地理信息系统 的结合即是在遥感影像的基础上对地物进行判读、分类、提取信息,再通过地理 信息系统对之进行可视化的表达,对所研究的地区进行动态观测,使用户更容易、更直观地获取所需信息,使信息的管理层更加方便快速地管理与更新数据。 2 RS在土地规划与利用中的应用 遥感影像是土地规划与利用的主要数据来源。传统的地面调查需要耗费大量 的人力、物力和财力,特别是在南方山区等条件困难的地区,进行野外实地调查 更是难度大、体力劳动强度大、成图周期长。而利用RS进行土地资源调查,可 大大减轻劳动强度,节省调查费用。加上近几年对地观测技术的迅速发展,我们 可以获得多时相、多平台、多分辨率的遥感数据,这就为准确研究小范围内土地 利用特征、空间结构变化提供了便利。 遥感影像与该区采样的数据信息结合能更全面更准确地表达地物的属性特征,这就为规划利用中对之进行判别和分类提供了便利。此外,遥感卫星的传感器不同,产生的遥感影像也不同。遥感影像有全色卫星遥感影像、多光谱遥感影像、 多波段的卫星遥感影像、多时相的卫星遥感影像、高分辨率卫星遥感影像等。我 们可以根据需要选取较合适的影像或者根据需要对影像进行不同效果的增强,如 对同一地区多时段的遥感影像的叠加融合,可以产生一个在原有的地物信息不变 的情况下获取包含更多有用信息的卫星影像。

GPS与GIS和RS技术

GPS与GIS和RS技术~3S集成应用综述 地理信息技术范畴的GIS(地理信息系统)、RS(遥感技术)和GPS三者集成应用,构成了整体的、实时的和动态的对地观测、分析和应用的运行系统,提高了GIS的应用效率。3者之间的相互作用形成了“1个大脑2只眼睛”的框架,即RS和GPS向GIS提供或更新区域信息以及空间定位,GIS进行相应的空间分析,并从RS和G PS提供的浩如烟海的数据中提取有用信息,进行综合集成,使之成为决策的科学依据。3S集成可形成4种模式:G PS+GIS、GPS+RS、GIS+RS、GPS+GIS+RS。 以下源引:GPS与GIS技术的综合应用 自从1994年GPS系统正式投入使用后,全球的G PS应用开始进入高潮。由于GPS提供的是经纬度格式的大地坐标,导航需要平面坐标及其在地图上的相对位置,这样以数字地图、GIS 和GPS为基础的计算机智能导航技术便应运而生。 智能导航系统是指安装在各种载体(如车辆、飞机、舰船)上,以计算机信息为基础,能自动接收和处理G PS信息,并显示载体在电子地图上的精确位置的技术系统。车载GPS导航系统和移动目标定位系统是智能导航系统的具体应用。 在G PS与GIS相结合应用的深入的同时,现代通信技术也正发生着天翻地覆的变化,嵌入式手持设备也迅速普及。目前,移动手持设备如移动电话和PDA已经有了非常广泛的使用。新技术的发展为G PS+GIS的应用带来了一些新的问题和需求。 首先,从公安、交通、电力、电信、石油、市政、林业、农业等行业的导航与监控应用中,又有了更进一步的应急处理系统,如在定位的同时,还需了解当前位置的周边地理情况、所需资源能否满足要求、设施设备的状态、当前位置到目标位置的最佳路径等,以便能更好、更快地进行应急处理,这样作为GPS移动目标表现载体的GIS系统不仅需要提供基本的GPS移动目标的地图化表现,还要提供更进一步的基于位置的分析功能,从而提供合理的决策支持依据。 其次,不同的GPS导航、监控以及应急处理系统,作为监控中心、监控分中心等其规模、业务范围、应用阶段的不同,对服务器的性能以及终端设备操作系统平台的需求也不尽相同,因此,相应的GIS系统也必须能够提供出满足Windows、Unix、Linux等多种系统应用的解决方案。 第三,在G PS导航、监控以及应急处理系统中,移动终端的载体又有许多不同的情况:行驶在大街上、在野外、在地下、在空中、在水上(水中);控制中心可能在室内,也可能在户

集成RS与GIS在土地利用分类方法的比较

集成RS与GIS在土地利用分类方法的比较 关键词:遥感、土地利用、GIS、内盖夫 摘要:在过去的几十年里, 以色列在土地利用方面发生了剧烈的改变。由以色列政府提供的土地利用图在对农业和城市用地分类方面比其他地方地图记录的更为详尽。它将之前过度放牧的地区重新绿化,变为人工灌溉和自然灌溉的耕地,并设置成自然保护区。而过去经常被用作大型军事训练场的地方,则变更成城乡居民点,或者将之视为闲置土地。同时,在内盖夫的北部地区,牧场仍然占很大比重,但其面积并没有明确定义。鉴于土地利用的不断变更以及在现有的土地利用现状图上缺乏对牧场区域的认知,创建一个供规划者,科学家和决策者更好使用的土地利用现状信息数据库是十分有必要的。RS数据在创建和更新土地利用图方面,是非常有效的数据源,结合现有的卫星遥感数据以及以色列地理信息系统信息数据,创建出相对精确并具有当前时效性的内盖夫北部的土地利用图,这项工作的目的是为了探索一种低成本的技术方式。比较利用遥感数据对土地利用进行分类的几种方式。此外,在GIS 数据框架内,土里利用辅助数据可以更新和提高RS分类精度。结果发现,使用监督分类和非监督分类相结合的方法得到了比单一使用其中一种方法精度更高的产品。同时也发现,在更新这种产品时,辅助数据和GIS数据可以将数据精度提升10%,使得最终产品总精度达81%。因此,本文提出的相关技术手段在当前不同时段的遥感影像图中的应用,可以精确对土里利用变更数据库的创建。 引言 我们所观察到的地球表面生物物理覆盖情况叫做地表覆盖,它是由各种自然形成和人为建造所组成的地表覆盖模式。换而言之,土地利用是受经济,文化,政策,历史和土地使用权等因素影响的人类地表活动。遥感数据(例如:卫星和航空影像)通常被用于通过土地覆盖观测来定义土地利用情况(Brown, Pijanowski, & Duh,2000; Karl & Maurer, 2010)。最新的土地利用信息对于规划师、科学家、资源管理者和决策者都是至关重要的。 从遥感数据中提取土地利用信息的一种方法是通过可视化解译实现的,但可视化解译受限于单一波段或三色合成波段。土地利用片区的人工矢量化是极其繁琐并且具有强烈主观性的工作。(Bolstad, Gessler, & Lillesand, 1990)。因此,遥感自动分类更适用于大面积区域的土地利用图。当土地利用和地表覆盖模式在影像解译时表现明显时,自动解译就显得十分困难,因为自动分类技术并不拥有如同人脑般的超强识别能力(Hudak & Brockett, 2004)。当从遥感影像中自动分类复杂地形时,如何实现准确分类就成了一个难题(Manandhar, Odeh, &

RS与GIS技术在土地资源管理中的应用

RS与GIS技术在土地资源管理中的应用 摘要:众所周知,我国国土面积非常广阔,其内部土地涉及的种类也非常多,为了更加清楚的了解我国现有土地状态,制定有效管理政策,就需要对土地资源实施有效勘测,这样不仅仅能够清楚全面了解我国现存土地状态,对其实施有效土地资源管理也是非常重要的。在对现在土地资源勘测技术进行深入研究,发现采用遥感技术和地理信息系统能够全面实现土地资源的合理的勘测,为土地资源的发展管理提供有效的物质基础。针对于此就需要对烟感技术和地理信息系统在土地资源管理上的应用进行深入研究。 关键词:遥感技术;地理信息系统;土地资源管理 目前我国再对土地资源进行管理中采用的技术手段主要包括遥感技术和地理信息系统。这两项技术手段的结合能够对我国显存的土地资源发展状态有一个全面了解。对于遥感技术来说能够全面打破传统提地勘测必须在现场进行实时勘测的限制,可以通过一系列微波检测器,对现存的土地资源进行实时勘测,而且采用遥感技术手段不单单能够减少土地管理需要的时间,对结果的准确性提升也起到非常重要的作用。而地理信息系统在土地资源管理过程中起到对目的土地自行进行深入了解的作用,运用这一系统能够有效保证土地资源管理自身信息的准确性。

1 RS和GIS的你发展 RS和GIS一体化是20世纪90年代以来遥感和地理信息系统发展的共同趋势,特别是在土地资源管理中,RS和GIS一体化技术已成为不可缺少的重要技术手段。RS(Remote Sensing)即遥感技术,是指从远距离、高空乃至于外层空间的平台上,利用可见光、红外线、微波等探测仪器,通过摄影或扫描、信息感应、传输和处理,从而识别探测对象的性质和运动状态的现代化技术体系。它包括空间信息采集系统、地而接收和预处理系统、地而实况调查系统、信息分析应用系统。在我国,遥感技术的应用始于80年代,主要应用于测绘、林业、地质、海洋、环境的调查与监测。1998年以来,由于“新一轮国土资源大调查(12年计划)”的启动,国土资源部已经在全国的66个重点城市开展土地利用动态遥感监测工作,遥感作为高新技术,拓展了新的应用领域。GIS(Geographical Information System)地理信息系统,又称资源与环境信息系统,是在计算机硬、软件设备支持下,实现地理空间数据输入、存储、管理、检查、处理和综合分析的技术系统。利用GIS技术可以在短时间内更新土地资源的图件和数据等基础资料,以便政府根据土地的动态情况制定相应的政策。 2 在土地资源详查中的应用 在进行土地资源管理中,最重要的一步就是对土地资

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