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Blaszczynski J Characterization with Geographic Information Engineering and Remote (2): 183 ～ 191
Boughton DA，Smith ER and O'Neill vulnerability: A conceptual Health，(5): 312 ～322
Edwards G， Uncertainty in Photointerpreted and Remote (4): 377 ～ 3
Farina and Methods in Landscape Ecology ［M］ .London: Chapman ＆ Hall，1 ～ 130
Lambin E F，Baulies X and Land-Cover Change Implementation Strategy ［A］ .IGBP Report ＆ IHDP Report ［C］ .Stochkholm: IGBP，11 ～ 16
TurnerⅡBL，Skole D，Sanderson S et and land-cover change science / research plan ［M］ .IGBP Report and HDP Report : IGBP
Turner I BL，David Skole， Steven， Use and Land Cover Change (LUCC ): Science / Research Plan［R］ .IGBP Reports，
Turner II types of global environmental changes: definitional and spatial scale issues in their human dimensions［J］ .Global Environmental Change: Humanand Policy Dimension，1 (1): 14 ～ 22
曹银贵1，2 王静1 程烨1，2 郝银3 许宁1，2
（1.中国土地勘测规划院土地利用重点实验室，北京，100035；2.中国地质大学土地科学技术系，北京，100083；3.湖北省荆州市土地整理中心）
摘要：综合叙述土地利用/覆被变化研究20 多年来的研究进展，总结了在土地利用数量变化研究、驱动力研究、土地利用变化模拟研究方面取得的丰硕成果。一方面是驱动力因子的多样性；另一方面是土地利用变化模拟方法的交叉性，从数量模拟研究转向空间模拟研究，从单方法模拟研究转向多种方法结合的模拟研究，从生物物理驱动力的建模方式转向生物物理驱动力与社会经济驱动力相结合的建模方式，未来研究则要加强精度的要求，使其研究成果能真正引导土地利用规划。
关键词：土地利用/土地覆被变化；驱动力；土地利用变化模拟
土地利用/覆被变化（LUCC）研究于1995年启动。10余年间，LUCC 研究始终是全球变化研究的热点之一，并取得了丰硕的研究成果［1］。除了体现在 LUCC 监测技术、驱动力、生态环境效应和建模研究等不同方面外，LUCC 研究在理论上也取得了非常大的突破。土地利用/覆被变化研究之所以能够取得重大突破，一方面是因为土地利用/覆被变化是引起其他全球变化问题的主要原因，因而在全球环境变化与可持续发展研究中占有重要地位；另一方面是因为地球系统科学、全球环境变化以及可持续发展涉及到自然和人文多方面的问题，而在全球环境变化问题中，土地利用/覆被变化可以说是自然和人文过程交叉最为密切的问题［2］。LUCC 的研究起初是从全球变化研究入手，发展到现在，开始重视典型区的研究；从简单的数量研究发展到空间变化上的研究；从简单的土地利用转换的研究发展到生态足迹、能流与物流的转换研究。总的来看，LUCC 的研究是越来越微观，在此简要回顾一下 LUCC 研究的进展。
土地覆被是指存在于地表的植被（自然的或者是种植的）以及人工建筑，例如水体、冰面、裸露的岩石、沙地都可以认为是具体的一种土地覆被形式［3］，土地利用则定义为同时包括改变土地生物物理属性的利用方式和产生这种利用方式的目的［5］。土地利用的形式是多种多样的，耕地、林地、园地等都是土地利用的类型。从土地覆被与土地利用二者的含义来看：土地覆被主要是指自然的地表形态，而土地利用重在突出人类的社会经济活动对土地资源的作用，体现出了土地的使用状况或土地的社会、经济属性；因此土地利用和土地覆被构成了土地的两种属性［2］。通常情况下，土地覆被的变化会影响土地利用决策，土地利用变化则会导致土地覆被变化，再影响到土地利用决策，从而产生新一轮的土地利用变化［4，5］。由于当代的土地覆被变化主要是人类对土地利用影响造成的，所以认识土地利用变化，是了解土地覆被变化的首要条件。
自20世纪90年代以来，全球环境变化研究领域逐渐加强了对土地利用/覆被变化的研究。“国际地圈与生物圈计划”（IGBP）和“全球环境变化人文计划”（IHDP）于1995年共同发起了“土地利用/覆被变化”（LUCC）研究计划，并于1996年提出了5个关于土地利用/覆被问题及3个焦点［6］。5个框架问题是：①过去的300年中人类的活动是如何改变土地覆盖的？②在不同的历史阶段、不同地理单元，土地利用变化的主要人为因素是什么？③在今后50～100年中土地利用变化将如何影响土地覆盖？④直接的人文和生物物理过程是如何影响特定土地利用类型的承载力的？⑤气候和全球生物地球化学作用怎样影响土地利用和土地覆盖？反之又如何？3个焦点是：①土地利用动态变化——典型对比分析研究；②土地覆被动态变化——直接观察和诊断模型；③区域的与全球的模式——综合评价的框架。总的来看，土地利用变化研究主要是理解土地利用变化的原因和结果，同时模拟土地转换的时空类型［7］。
1 土地利用数量变化研究
区域土地利用变化包括土地利用类型的面积变化、空间变化和质量变化［8］。面积变化首先反映在不同类型的总量变化上，通过分析土地利用类型的总量变化，可了解土地利用变化总的态势和土地利用结构的变化［9］。目前土地利用的数量变化指标有：土地利用变化的幅度、土地利用变化的速度和土地变化的区域差异。通过各地类之间的转化，得出土地利用的转化矩阵。
2 驱动力研究
有关 LUCC 驱动力的研究是探索 LUCC 驱动机制的核心问题［10］。Riebsame 认为土地利用变化的预测研究是很艰难的，因为它需要了解土地利用变化的根本性的驱动力［11］，而土地利用预测模拟研究的先决条件是要确认最重要的驱动力［12］。纵观国际上土地利用/覆被变化的驱动机制研究，目前主要是通过大量的案例与比较，探讨土地利用/覆被变化的动力学机制［13］。Fu Congbin 认为土地利用/覆被变化的驱动力是：气候变化和人类活动［14］，由此可见驱动力研究指标的选取一方面与自然状况有关；另一方面与人类活动有关。因此驱动力通常分为生物物理（bio-physical）和社会经济（socio-economic）两大类。生物物理驱动力包括自然环境的特征和过程，例如气候变化、地形、火山爆发、植物演替、土壤类型和过程、自然资源的有效性等［15］；而社会经济驱动力则包括人口变化、贫富状况、技术进步、经济增长、政治经济结构以及价值观念等［6，16，17］。有的时候驱动力与被观察的土地利用变化在空间或时间上相差甚远，经常涉及宏观经济政策的转变和政策的变化，这些都是很难预测的［18］。由于不同区域土地利用的驱动机制存在一定的差异，因此驱动力方面的研究都是以单一的区域为研究对象。 认为土地利用变化的驱动力因子随着比例尺的不同而发生变化：在农田比例尺的情况下，主要是由社会性的和易近性的驱动因子在起作用；在景观研究尺度内，主要考虑的是地形和农业气候条件；在区域和国家尺度下，气候、人口和宏观经济政策将共同作用［12］。
生物物理驱动力
对于区域性的土地利用/覆被变化研究而言，生物物理方面的驱动力对土地变化的影响在一个比较短的时间段内是比较小的，通常也是不显著的。石瑞香的研究表明，自然（气候）因素并未构成样带上近年来土地利用（尤其是耕地）变化的主要驱动力［19］，但是并不是没有影响的。邹亚荣在中国农牧交错区土地利用变化的研究中表明，青藏高原的上升是晚新生代北半球气候变化的重要驱动力，引起了我国北方气候的干旱，对我国农牧交错区的形成，特别是对东部草地变化产生了影响［20］。叶宝莹在嫩江中上游地区的土地利用变化研究中选取了高程、坡度作为土地利用变化驱动力的指标，结果表明二者与土地利用变化的线性关系明显［21］。地貌类型也会影响土地利用的变化，草地受地貌条件的影响与控制较耕地小［22］；城市的边缘区的土地利用会受到地形的影响，北京城乡过渡区的土地利用变化的发展趋向，在地域上深受西北部山地的阻力作用，可能会形成不对称发展［23］。袁俊在湖北省土地利用变化的研究表明，湖北省土地利用年变化率较低，主要是由特殊的地形限制的［24］。赵庚星认为50年前黄河三角洲地区的土地利用变化主要是受气候因素、风暴潮和黄河改道等自然因素驱动［25］。
社会经济驱动力
土地利用是社会的一面镜子［26］，土地利用变化能够很好地反映社会经济发展的历程。土地资源条件虽是土地利用结构形成的决定性因素（基础因素），但是对于人类活动而言，这种变化是缓慢的，Elena 认为人类活动是引起土地利用变化的一个主要成分［7］，因此分析社会经济因素对土地利用变化的作用摆在首要的位置［27］。陈百明认为在社会经济驱动力方面，土地利用变化与人口增长之间有明显的联系，但同时这一变化与技术进步、富裕程度、经济状况，以至文化、宗教、军事等之间也能找到一定的相关关系［28］。并且大部分的案例研究都突出了政策对土地利用变化的重要作用，例如京都草案这一国际性的环境政策将对未来的土地利用变化产生深远的影响［29］。龙花楼研究表明几年或几十年的土地利用变化主要是由人类的社会经济活动影响所导致［30］。袁俊认为城镇人口的迅速增长、第二产业的发展、对土地产品的需求变化和交通条件及政府政策等社会经济驱动力导致了湖北省的土地利用变化［24］。周青在农地利用变化驱动机制的理论分析的基础上，构建了农地利用变化强度的指标体系，在指标体系中特别引入了邻近城市的辐射和耕地保护政策对土地利用变化的影响［31］。陈百明为深入分析和认识耕地占用与 GDP增长的关系，运用了 Decoupling （脱钩）理论，开展我国耕地占用与 GDP 增长的脱钩研究，揭示了我国各类区域耕地占用与 GDP增长的相互关系的典型模式［32］。王秀兰认为随着人口数量的变化，供人类生活、生存所需的耕地资源数量在不断地变化，因而，耕地的生态环境背景质量发生着相应的变化［33］。对于城市土地利用而言，交通条件对土地利用类型的转变起到了内因作用，转化为城镇用地的土地利用类型与距交通干线的距离有一定关系［13］。
3 土地利用变化驱动力模拟
土地利用系统的复杂性需要多学科的分析［34］。 认为土地利用模型应该代表土地利用系统部分的复杂性；能够检验社会和生态系统结合的稳定性［12］。土地利用变化模拟是为了明确土地利用变化的原因，定量地证明多个因素对某一个因素的关系和影响，不同的模拟方法已经在土地利用变化中得到广泛应用。起初，土地利用变化模拟的研究重在生物物理因子方面的模拟研究，例如海拔、坡度、土壤类型等。后来根据研究的需要，土地利用变化社会经济驱动力方面的数据整合到模型中［35］。但是社会经济指标缺少空间上的简化数据，这样将很难将社会和自然数据结合起来。 认为生物物理过程的空间单元和行为组织者决策的空间单元是不一样的［12］。
在土地利用变化模拟研究的开始阶段，基本上都是从数量上进行研究，后来由于遥感技术、空间地理信息系统技术的发展，从空间上实现了土地利用变化的模拟。同时研究的方法也有很大的提升，从单一方法的模拟研究发展到多种方法的结合。
土地利用变化的数量模拟
土地利用变化的数量模拟是从数量的角度来分析模拟土地利用变化的过程。彭文甫首先利用因子分析的方法，确定了影响土地利用变化的相关因子，然后采用多元线性回归分析的方法，预测了土地利用的变化［36］。王波利用多元相关分析的方法对经济管理体制对土地利用变化进行了模拟，用具体的产值代替了无法量化的经济管理体制［37］。张海龙利用马尔柯夫模型，确定了渭河盆地各土地利用类型之间相互转化的初始转移概率矩阵，从数量上预测了该研究区土地利用变化［38］。虽然马尔柯夫模型在土地利用变化数量研究上表现出较好的应用性，但是由于这种预测是以末期和基期的时间间隔为预测单位，所以只能预测时间间隔整数倍的特定时期的情况，其灵活性和适用性受到限制［39］。由于灰色预报模型克服了统计回归分析方法需要大样本序列的弊端，吴素霞利用该方法预测了石家庄地区未来15年内耕地面积的变化趋势［40］。吴普特采用 BP 神经网络的方法对耕地减少进行了预测，将影响耕地变化的各驱动因子作为神经网络的输入层神经元，将耕地面积作为输出层神经元，经过反复的训练模拟，表明采用 BP 神经网络的方法在预测耕地资源减少量时精度较高，可靠性较好［41］。另外还有利用元胞自动机的方法研究土地利用变化，重在空间上的变化模拟。
土地利用变化的空间模拟
土地利用变化的空间模拟主要是从土地利用/覆被在时间序列上的变化过程进行模拟预测，另外还包括从主要的驱动力入手进行空间上的模拟预测。土地利用变化的空间模拟主要是在一些空间变量间建立关系函数，并模拟预测土地利用变化［42］。众多学者在高度集聚尺度下进行土地利用变化的空间简化模型研究，例如单个的景观元胞。同时利用遥感影像获得空间研究数据，使与土地利用变化相关的基本地理单元和环境过程概念化［7］。Kasper Kok提出了土地利用转换及效应（CLUE）模型框架，这是一个合理的少见的空间简化土地利用模型，该模型用来分析复合比例尺条件下的土地利用变化问题［43］。摆万奇利用Logistic逐步回归模型，从空间上确定了主要的驱动因素及其定量关系［10］。叶宝莹在GIS的支持下，利用空间相关分析筛选出影响土地利用变化的主要因子，并利用空间多元线性回归函数求得研究区土地利用程度变化模型［21］，目前应用较多的是将多种研究方法综合起来运用。Bryan 将 GIS 和神经网络结合起来研究土地利用转换模型（LTM），从空间上来模拟土地利用变化的复杂过程，这一模型把社会经济、政策和环境等变量作为输入，并建立起了土地利用变化与公路、高速公路、居民点道路、河流、湖岸线之间的空间函数关系［42］。现阶段土地利用变化的模拟主要是针对单一的土地利用类型的变化模拟，例如国际上许多学者利用元胞自动机（Cellular Automata）开展城市增长的模拟研究［44，45，46］。有研究者利用神经网络的元胞自动机来模拟复杂的土地利用，整个模型的结构十分简单，用户不用自己定义转换规则及参数，该模型是在ARC/INFO GRID环境下利用AML宏语言写成［47］。侯西勇运用马尔柯夫的元胞自动机模型模拟研究区2010年土地利用的数量和空间分布，结果比较可信［48］。
4 土地利用模型的精度分析
土地利用模型的精度分析又叫模型的不确定性评价，反映数据输入及模型本身存在的不确定性和产生的结果［49］。模型的不确定性包含输入数据的不确定性和模型结构的不确定，遥感数据的获取会存在不确定性，例如在其纠正时采用的地面控制点的误差是不可能消除的，纠正过的遥感数据或图像产品也始终不能与地面实况完全一致，不同程度上存在着残余误差［50］。同时在影像解译的过程中也会出现适当的误差而产生不确定性。另外在数据转换的过程中，比如矢量到栅格的转换，就会产生新的不确定性。由于模型的结构是基于数学方法，用简化的数学模型来模拟复杂的行为，这也是一种非常重要的不确定性。为了减小不确定性，应该避开矢量—栅格数据的转换过程，同时使用高分辨率的土地利用数据，在模拟分析的过程中，分类型单独预测模拟，然后再综合分析［48］。
为了增强土地利用变化科学的研究，必须从三个方面入手。首先是数据方面的准确性，其次是方法的先进性；再次是理论的新颖性，这三个方面是相互联系的。在土地利用变化研究的过程中，要重点突出决策层思想，在空间上体现人类活动对土地利用变化的影响。要更好地发展土地利用变化的经济模型，这需要比较成熟的空间经济理论作为支撑，这样才能解释移民、雇用增长、政府行为的时空类型，这些都会影响到土地利用变化。利用相关模型分析土地利用的环境影响评价、政府决策和政策形成。同时在土地利用变化研究的过程中，应该注重多种方法的结合，选择精度最优的方法来提高研究成果的可信度与参考性。
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摘要本文采用环境指数评价法，构建出武汉市基于土地利用的地质环境敏感性综合指数，并据此对武汉市进行基于城市土地利用的地质环境敏感性综合区划，最后对武汉市土地利用规划布局提出方向性建议。
关键词土地利用地质环境敏感性武汉市
基于土地利用的武汉市地质环境质量现状综合评价的研究是武汉市土地利用总体规划修编前期研究项目中的重要内容之一，其主要任务是研究武汉市地质环境现状对武汉市各种土地利用方式的适宜性，为武汉市土地利用的规划布局提供指导性建议，避免规划出现重大失误而诱发重大地质环境问题。本次采用环境指数评价法进行评价。根据土地利用的环境影响特点，结合实际占有资料情况，构建出武汉市基于土地利用的地质环境敏感性综合指数，并据此对武汉市进行基于土地利用的地质环境敏感性综合区划，最后对武汉市土地利用规划布局提出方向性建议。
1土地利用的地质环境敏感性评价及其在规划中的作用
土地利用的地质环境敏感性就是地质环境系统对不同土地利用方式和布局的适宜性。土地利用的地质环境敏感性评价，是以地质环境系统为研究对象，考察不同土地利用方式对地质环境系统的相互作用，最终确定地质环境系统对不同土地利用方式的适宜程度的过程。
土地利用的地质环境敏感性评价对土地利用规划具有重要意义，表现在如下3个方面：首先，土地利用的地质环境敏感性评价是在充分研究以往土地利用情况对地质环境的相互作用的基础上进行的，因而具有较强的针对性；其次，由于土地利用的地质环境敏感性评价工作是土地利用规划的前置性基础研究工作，所以研究结果能够直接利用于土地利用规划工作中，从而直接参与了规划的制定过程，在规划的制定阶段就可以有效地避免规划方案中一些可能的重大失误，也可以减少规划环评工作对规划方案大规模修订的可能性，为规划的制定实施节省了大量的时间和工作量；最后，土地利用的地质环境敏感性评价也给规划方案出台后的规划环评提供了基础依据。
2评价因子及参数的选择
确定评价环境要素及其评价因子的依据是：①所选择的评价要素及评价因子应能满足预定的目的和要求；②已开展的地质调查和评价所确定的地质环境问题及其诱因；③尽可能选择环境质量标准所规定的因子；④评价单位可能提供的监测和测试条件。根据上述条件的要求，最后筛选出武汉市土地利用对地质环境系统最重要的三个环境影响因子为：地下水、地质灾害和工程地质性状。
地下水不仅是一种宝贵的资源，还是当地生态环境的重要支撑系统，而且地下水—经污染，极难恢复，其后果的严重性难于估量，因此，将地下水污染风险作为重要评价参数之一。
武汉市地处江汉平原，地质灾害主要是岩溶塌陷。武汉市分布有大面积的潜伏碳酸盐岩，并且已经有过8次岩溶塌陷的历史记载，因此，今后发生岩溶塌陷的风险也还是相当高的。岩溶塌陷对土地利用方式的限制是易见的，如果建设用地安排不当，塌陷一旦发生，将造成严重的生命和财产的损失，并形成恶劣的社会影响，所以，岩溶塌陷风险也是必须重点考虑的评价参数之一。
武汉市岩土体的地基承载力一般，另外，武汉市地势低平，易受洪涝灾害威胁，因此，岩土体的工程地质脆弱性也是又一个必须重点考虑的评价参数之一。
矿产资源是地质环境系统中重要因素之一，但因为：①缺乏详实资料；②武汉市的矿产并不丰富，矿产资源对土地利用的限制可以忽略。因此，本次评价未将其纳入评价体系当中。
3各评价因子权重的确定
各评价因子的权重系数（即各分项指标相对于土地利用地质环境系统影响敏感性综合指数的重要性）可通过层次分析法来确定，方法如下：
本次权重层次结构模型最顶层相邻的上、下两层分别为A、B，其中A层次为目标层，代表土地利用的地质环境敏感性综合指数，B层次为主因素层，有3个元素Bi（i=1,2,3），分别为：土地利用影响下工程地质脆弱性指数、土地利用影响下地质灾害风险度和土地利用影响下地下水资源污染风险度。以A为目标的有3个元素的判断矩阵为：
地质环境经济论文集.第2辑
式中元素bij表示对于评价目标A而言，要素Bi对于Bj的相对重要性。即：
地质环境经济论文集.第2辑
Wi是针对评价对象给出的每个因素Bi相对应于A的分值，由聘请的专家打分得到，一般采用1～9级标度判断尺度（表1）。如果相对重要度取值为偶数，则表示两个评价指标的相对重要性介于两个奇数取值之间。
表11—9级标度判断尺度表
矩阵A中的元素满足bij=1/bji。
A中每行所有元素的几何平均值得到向量M=[m1,m2，…，mn]T，其中
地质环境经济论文集.第2辑
对M作归一化处理，求相对权重向量
地质环境经济论文集.第2辑
式中： ，为评价因素bi在总评定因素中所起作用大小和所占地位轻重的量度，称为权重。一般规定：
地质环境经济论文集.第2辑
引入衡量判断矩阵完全一致性指标CI，矩阵A的特征值的近似公式为：
地质环境经济论文集.第2辑
lmax=max（li），（i=1,2，…，n）。完全一致性检验指数CI
地质环境经济论文集.第2辑
一般认为CI≤，判断矩阵A有满意的一致性，否则需要重新调整。经计算，最后得出三个参数的权重系数如表2所示。
表2各参数在地质环境敏感性综合指数构成中的权重
4各因子评价参数的等标化
地下水资源污染风险度的等标化
一般认为，地下水天然资源补给模数大的区域，其地下水资源受到污染的风险也较高，因此，地下水资源污染风险度以武汉市地下水天然资源补给模数K[单位：104m3/（a·km2）]为基础，计算方法为：H=K/，其中，H为地下水资源污染风险度；K为地下水天然资源补给模数；则为等标化常数。等标化常数值的设定依据为武汉市地下水天然资源补给模数值的大小分布情况，设定等标化常数值的目的在于将地下水资源污染风险度的参数值归一化到0～10之间，参数值出现大于10的情况也按10计算。
工程地质脆弱性指数的等标化
工程地质脆弱性指数以工程地质承载力为基础，并以汛期是否被淹没作为补充。其计算方法为：E=1/，其中E为工程地质脆弱性指数；M为工程地质承载力（单位：MPa）；则为根据武汉市工程地质承载力实际数据分布情况确定的等标化常数。汛期淹没区域则直接赋值为10。
地质灾害风险度的等标化
地质灾害风险度由于缺乏相关定量化数据，因而以定性判断为基础，并根据经验对其进行赋值（表3）。
表3地质灾害风险度赋值情况及依据
5土地利用的地质环境敏感度评价分区
各参数通过加权平均来转成地质环境质量综合指数。如式（8）所示：
地质环境经济论文集.第2辑
式中：
I——基于土地利用的武汉市地质环境综合指数；
Fi——第i个参数的值；
Wi——第i个参数的权重系数；
n——为参数的个数。
式中Wi为第i个环境因子环境影响的重要性程度；Fi为第i个环境因子环境影响的严重性程度。其中，Wi通过层次分析法确定；Fi则根据各因素的严重程度，以判断为基础，按10分制予以赋值。
确定各参数的权重和分值之后，即可计算得出基于土地利用的地质环境敏感性综合指数值，根据地质环境敏感性综合指数值的离散分布情况，可以划分出武汉市基于土地利用的地质环境敏感度的4级综合分区（表4）。
表4土地利用地质环境系敏感度综合分区标准
6各分区土地利用方式布局建议
地质环境重度敏感区的土地利用方式、布局建议
地质环境重度敏感区是区内的岩溶塌陷高风险区，作为建设用地需要做好地质灾害调查评价及地基处理工作，安排为农业用地、生态建设用地、园地、林地、牧草地，这些土地利用成本要低一些。
地质环境中度敏感区的土地利用方式、布局建议
地质环境中度敏感区是区内的岩溶塌陷较高风险区，在作为建设用地时，应充分做好地质勘查、进行严谨的地质灾害危险性评估，作为重要设施的建设用地特别要注意处理好软弱地基和岩溶塌陷问题，应尽可能安排为一般建设用地、农业用地、生态建设用地、园地、林地、牧草地。
地质环境轻微敏感区的土地利用方式、布局建议
地质环境轻微敏感区总体上来说可以满足一般用地类型的需求，但对于区内不同性质的亚区，存在相应的一些限制，分述如下。
地下水污染高风险亚区
本亚区的主要特征是：地下水污染风险指数值≥10，即本亚区是武汉市地下水资源最重要的补给区。所以，本亚区内的，安排可能造成严重污染的土地利用方式如工矿仓储用地和公共基础设施用地时，应严格按环境要求，三废尽可能达到零排放；作为生态建设用地、生态农业用地最好；若安排其他用地类型，应充分论证对地下水环境的影响。
软弱地基亚区
本亚区特征为：工程地质条件一般或较差，修建建筑物时应作基础处理。因此，建议本亚区以低层建筑用地、农业用地和生态建设用地为主；用作高层建筑用地时，应充分考虑基础处理成本。
隐伏碳酸盐岩分布亚区
本亚区特点为：地下分布有隐伏碳酸盐岩，存在一定的岩溶塌陷风险。因此，在本亚区安排重要建筑时，应对地基进行详细的地质勘查。
地质环境非敏感区的土地利用方式、布局建议
地质环境非敏感区是区内地质环境条件最好的区，工程地质条件良好，不存在岩溶陷风险，地下水污染风险极低，从地质环境条件上来讲，在达到环境质量标准的情况下，可以作为任何类型的用地。
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伴随着科学技术的发展和生产力水平的巨大提高，人口剧增、资源浪费、环境污染、生态破坏等一系列社会问题严重地威胁着人类自身的生存与发展。在这种形势下，人们提出了“既能满足当代人的需求、又不对后代人的需求构成危害”的“可持续发展”思想。作为可持续发展的重要环节之一，土地资源的可持续利用十分重要。一、土地资源的经济特点1、开发利用的可选择性。土地都有固定的地理位置，虽不可移动，但对它的使用却是可选择的，表现在两个方面：第一，同样的用途可选择不同区位的地块。第二，同一块土地可用于多种用途的选择。2、土地的使用成本是机会成本。因为土地资源有多种用途，但在一定时期，一块土地只能用于一种用途，因此体现出土地使用的机会成本，即同一块土地若因用于一种用途而放弃另一种用途，可能获得较大收益，也可能得不偿失。因此，在使用土地资源时，应综合考虑各方面的因素，进行科学决策。3、土地资源的使用效益是综合效益，包括经济、社会和生态效益等在内。土地除具有自然属性外，还具有社会经济属性。土地的社会属性是人类社会经济活动赋予土地的新的特性的总和。人类在对土地资源进行开发利用时，会受到社会和生态环境等因素的制约和影响，同时又会对社会和生态环境产生各种各样的影响。所以，对土地资源开发利用的效益是包括经济、社会和生态效益在内的一种综合效益。二、我国土地资源可持续利用的几点对策1、减轻土地人口压力，提高人口素质。在人口与土地这一对特殊的矛盾中，人类必须主动调节自身繁衍的速度和规模，依据客观自然规律和经济规律约束自身土地利用行为。这就要求我们做到：（1）在继续严格执行计划生育政策的同时，逐步建立和完善社会保险、社会救助、社会福利等社会保障体系，使人口增长速率降幅增大，切实、有效地控制人口总量增长。（2）积极进行劳务输出。外出务工可增加农民收入，使农民生活条件得以改善、对农业生产的投入增加；同时，农民还可学到先进的技术和管理经验，既能提高农民土地资源可持续利用的能力，又有利于促进农村封闭的社会环境向开放、良性循环的方向演变。（3）提高人口素质。①加大基础教育投资力度，特别是要加快少数民族地区和贫困地区教育的发展，以提高人力资本的积累速度。②加强“资源与环境意识”教育，提高人们对土地资源可持续利用的认识，同时，注重提高农民的农技知识水平和技能，为农民举办各种形式的技术培训班，为提高农民
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徐秋晓1 于明洋2
（1.山东省地矿工程勘察院，济南250014；2.山东建筑大学土木工程学院，济南250101）
作者简介：徐秋晓（1979—），女，助理工程师，主要从事遥感、水文地质、环境地质勘查工作。
摘要：遥感技术与地理信息系统技术的发展，为研究全球变化和可持续发展提供了信息源和技术手段。而土地利用作为地球表层系统最突出的景观标志，其变化是近年来全球变化研究的重要领域。本文以山东省龙口市作为研究区，应用基于遥感影像综合理解模型的龙口市土地利用/土地覆盖分类方法，建立地学规律知识库，提取不同时期的土地利用类型。最后利用地学信息图谱监测与分析土地利用的时空变化。
关键词：土地利用；遥感影像；地学辅助信息；信息图谱
遥感技术与地理信息系统技术的发展，为研究全球变化和可持续发展提供了信息源和技术手段。而土地利用作为地球表层系统最突出的景观标志，其变化是近年来全球变化研究的重要领域。只有对土地利用时空变化进行监测与分析，更好地了解土地利用变化的过程和机制，并且通过调整人类社会经济活动，促使土地利用更趋合理，保证国家宏观战略决策的针对性、有效性，才能达到土地资源可持续利用的目的。龙口市作为我国沿海对外开放较早的城市，其土地利用变化具有代表性。
1 研究区概况
龙口市位于胶东半岛西北部，东与蓬莱市接壤，南与栖霞、招远市毗连，西、北濒临渤海；全境东西最大横距，南北最大纵距；土地总面积（含桑岛、依岛）。
本次研究区范围以1∶10000 地形图矢量化生成的研究区边界对遥感影像进行裁剪所得，作为遥感数据信息，面积共（不含桑岛、依岛）。
2 基于遥感影像综合理解模型的龙口市土地利用/土地覆盖分类
影像理解是研究通过计算机系统来解释图像，从而实现类似人类视觉系统理解外部世界的一门学科。在影像理解系统中，存在两项基本的任务：从输入图像中提取出与模型相适应的图像结构或线索，而后完成输入图像中图像结构与模型中目标的正确影射（周成虎，1999）。影像理解不同于模式识别，模式识别通常按预先规定的测量集对对象作简单的分类，而影像理解则要对影像作出描述和解释，需要涉及不同处理层次实体间的相互作用（王润生，1994）。
针对土地利用/土地覆盖的分类特点，本文构筑了基于GIS信息的遥感影像综合理解模型。模型分为两个过程，即遥感影像理解过程和地理信息系统处理过程，两个过程的具体内容为：
（1）遥感影像理解过程，主要完成遥感影像的前期理解过程，包括以下几个过程：
1）遥感影像预处理：包括图像格式转换，图像纠正和图像增强变换等。图像格式转换完成遥感影像到REDAS软件系统处理格式的转换（﹡.img）；图像纠正完成遥感影像的大气校正、几何纠正、辐射增强以及遥感影像的匹配、镶嵌等；遥感影像信息增强和变换处理可以突出相关的专题信息，本次使用方法主要有线性拉伸、K-T空间变换、边界增强等。
2）与地学辅助信息的配准：主要完成遥感影像与地学辅助信息（各类专题GIS数据主要是坡度和高度）的坐标、投影系统转换，使得遥感影像与所采用的辅助地学信息纳入到统一坐标与投影系统下。
3）“训练区”选择与计算：通过对遥感影像信息特征的初步理解，同时结合地学辅助信息以及实地考察，确定样本“训练区”。“训练区”要有典型性与可分性，确定“训练区”后，对“训练区”数据进行计算，确定样本的统计信息（均值、最大最小值、方差矩阵、协方差矩阵等）。
本次提取的土地利用类型为六大种类型，即建筑用地、耕地、水域、园地、林地和未利用地，采用AOI扩展方式进行训练区选择，运用此种方法进行训练区选择时，初始种子（seed pixel）和光谱距离的阈值非常重要，任一训练区初始种子和光谱距离的阈值经多次实验后才能确定。不同地类这两个参数是不一样的，一般在选取了2～3个训练区后，观看报警掩膜的情况，即时对这两个参数进行修改和调整。增加训练区时，及时将报警掩膜和以前的报警掩膜叠加，判断样本数据的质量变化情况，并做出调整，直至报警掩膜和实际地类比较符合时，即认为这一类的训练区选择完毕。一种地类训练完毕，需要对最终的训练区作一个整体的分析，保证光谱的纯度。
（2）地理信息系统处理过程，在GIS系统支持下，完成地学辅助信息的处理，主要包括以下过程：
1）专题信息导入与预处理：通过地面调查或专家知识经验，收集地学辅助信息（包括各类专题信息、统计资料等），导入到GIS系统中，完成辅助信息的前期预处理，包括各类矢量数据的数字化、编辑、拓扑关系的建立等，统计数据的整理与地学编码、统计数据的空间化等工作。
2）辅助数据的生成：利用前期处理好的辅助数据，进行各类数据的格式转换，如矢量数据的栅格化，点状统计数据插值（IDW/Kriging等方法）生成面状数据；最后统一坐标与投影系统，达到与遥感数据的配准。
3）建立各类地学辅助因子数据库：GIS软件支持下，基于前面生成的各类辅助数据，建立专题数据库，形成地学辅助因子数据库。
（3）知识库的生成过程，建立专家知识库，主要是地学规律知识库，包括以下过程：
1）知识获取：通过对照遥感影像，进行野外考察，针对各类有代表性的影像特征对该地区所有地貌条件下的土地利用/土地覆盖状况、植被分布、生态环境条件进行实地考察，获取各类实践知识。
2）知识库生成：对获取的知识进行整理，从总体上归纳出各类规律，形成知识规则，最后通过对“训练区”的数据不断训练，修改和调试知识规则，形成地学规律知识库。
土地覆盖/土地利用类型对高程有明显的依赖关系。对研究区已有的土地利用现状图分析，建筑用地、园地主要分布在海拔300m以下；耕地绝大部分分布在海拔150m以下；林地的分布范围较广，不同海拔都有分布，分布在10m以下的林地主要是沿海防护林和公路绿化林地。350m以上的海拔，只有林地分布，没有其他地类。
坡度数据可以用于区别某些土地覆盖/土地利用类型。根据实地考察结果和对地形图、已有土地利用现状图的分析，建筑用地、水浇地、园地主要分布在坡度小于20 °区域，坡度大于10 °时很少有水浇地。所以，遥感数据的光谱特征同样表现为绿色植被，难以判断是水浇地还是林地时，坡度数据是一个有价值的参数。以下是几种地类与高程和坡度的详细关系。
在本次的分类知识库，专家规则采用下面的基本形式来表达：
IF（条件）THEN（结论），Confidence（结论可信度）
其中可信度的值域为［0，1］，值为0 时，完全排除当前像元为所给类别的可能性；当取值为1时，维持像元原始可信度，且表示当前结论永远成立。可信度可以根据地学经验或专家打分等方法来确定。
知识的表示与知识库的构造要结合地学问题的研究特点。通过不断修改和调试知识库，使影像解译结果基本达到人工目视解译的效果。当可信度的值为0时，则排除了当前像元为（结论）所给出的类别的可能性；而当取值为1 时，已有可信度值不该变。这种表示方法，不但考虑到了遥感影像解译的特点，而且明显地减少了知识库中规则的数量。这对于大数据量的遥感数据处理是极其重要的。下面给出规则库中的规则：
IF VALUE ＝1 DEM ＜300 AND SLOPE ＜20 THEN 建筑用地 CF ＝1
IF VALUE ＝2 DEM ＜50 AND SLOPE ＜10 THEN 水浇地 CF ＝1
I VALUE ＝3 THEN 水域 CF ＝1
IF VALUE ＝4 DEM ＜300 AND SLOPE ＜20 THEN 旱地 CF ＝1
IF VALUE ＝5 DEM ＜300 AND SLOPE ＜20 THEN 园地 CF ＝1
IF VALUE ＝6 THEN 林地 CF ＝1
ELSE IF DEM＞＝300 OR SLOPE＞＝20 THEN 林地 CF ＝1
ELSE IF 50＝＜DEM＜＝250 AND 10＝＜SLOPE＜20 THEN 园地 CF＝
ELSE 林地 CF ＝1
本次分类结果精度评价采用分层随机采样法，主要参考龙口市土地利用现状图，同时结合目视判读的结果以及现场验证，对两个时期的分类结果进行精度评价。各时期的遥感分类结果直接参照同年的土地利用现状图进行精度验证。由于遥感分类体系与土地利用现状的分类体系有一定差异，因此，在进行随机采样之前，将遥感分类图像的土地利用类型和土地利用现状的分类进行适当统一。然后分别对每期遥感分类结果选取300个样本点，并保证每类有10个以上的样点，用基于误差矩阵的精度评价方法，对龙口市1989年和2003年的分类结果进行评价。实用Kappa系数计算表明1989年和2003年龙口市土地利用TM遥感分类结果的总体精度和使用者精度都在75%以上，Kappa系数也都在以上，达到最低允许判别精度的要求。这些表明了龙口市两期图像的土地利用遥感分类结果均比较理想，各地类的分类精度也较高。
3 龙口市土地利用时空变化分析
随着地球信息科学的兴起与发展，人们可获取的资源的极大丰富以及信息处理技术的极大提高，尤其是动态可视化技术获得新的突破。在此需求与技术背景下，陈述彭先生倡导在传统地学图谱的基础上开展地学信息图谱的探讨与研究。地学信息图谱是地学图谱在地球信息科学基础上的自然延伸，是按照一定指标递变规律或分类体系排列的一组能够反映地学空间信息规律的数字地图、图表、曲线或图像。地学信息图谱是“图”与“谱”的结合，兼有图形与谱系的双重特征。
本文所采用土地利用图谱分析模型包括两部分内容：①转移矩阵，从中可以看出各个时序单元土地利用变化的主要类型以及各地类的补给来源。②不同时序单元内土地利用图谱分析，考察图谱单元的空间组合与时空位移。
转移矩阵
转移矩阵对于分析土地利用类型之间的流向具有重要作用，它不仅可以定量说明土地利用类型之间的相互转化状况，而且可以揭示不同景观类型间的转移概率，从而可以更好地了解土地利用的时空演变过程。转移矩阵包括转移面积矩阵、概率矩阵。
表1 1989～2003年土地利用转移矩阵（单位：hm2）
注：R为各土地利用类型的转移比例（%）。
从表1可以看出，在1989年至2003年，建筑用地发生用途流转面积为，占初始建筑用地面积的比率为，不存在明显流向。耕地发生用途流转面积为，占初始耕地面积的比率为 ，主要流向是园地，该流向，占初始耕地面积的比率为，其次是建筑用地，该流向，占初始耕地面积的比率为。水域发生用途流转面积为，占初始水域面积的比率为，主要流向是园地和林地，共占初始水域面积的比率为。园地发生用途流转面积为，占初始园地面积的比率为，主要流向是建筑用地，该流向 ，占初始园地面积的比率为 。林地发生用途流转面积为，占初始林地面积的比率为 ，主要流向是建筑用地，该流向，占初始林地面积的比率为 。未利用地发生用途流转面积为，占初始未利用地面积的比率为 ，主要流向是园地，该流向，占初始未利用地面积的比率为，其次是流向林地和建筑用地，共占初始未利用地面积的比率为。
土地利用信息图谱
在图谱中，共有36类图谱单元，即土地利用变化类型，其中有30类显示为土地利用类型发生了变化，占研究区总面积的。为了更简单明了地读取土地利用类型流转的主要方向，认识土地利用变化的主要特征，将该30类变化的图谱单元按照面积大小进行排序，计算各类图谱单元的转换面积百分率和累计转换百分率，统计其中涵盖变化总面积的的10类图谱单元，得到1989～2003年土地利用主要图谱单元类型的面积排序表（表2）。
表2 1989～2003年土地利用主要图谱单元类型的面积排序表
从表2可以看出，龙口市在1989～2003年间土地利用变化最显著的结构特征是耕地向园地的转化，该流向的耕地面积共，占到整个变化面积的。其次是耕地向建筑用地的转化，面积为，占到整个变化面积的。再次是未利用地向园地的转化，面积为 hm2，占到整个变化面积的。可以看出，研究时段内龙口市的土地利用类型主要是流向建筑用地和园地。
4 结论
（1）本研究利用陆地卫星资料ETM＋对龙口市土地利用进行了时空监测与分析，取得了较好的效果；但是ETM＋的影像分辨率较低，它主要是反映一些综合的地类信息，对于一些土地利用图斑较为破碎，用地类型交错复杂的地区，其地物提取就有一定的难度，因此在土地利用变化的详细监测上就有所欠缺。在今后的研究中，应结合高分辨率卫星影像进行研究，积极探求新的动态监测方法以充分利用这些高分辨率的遥感数据来获得更可靠准确的区域土地利用变化信息。
（2）如何充分地利用地理信息系统空间数据库提供的丰富的地理辅助数据，进而自动发现知识，并融合多尺度、多时相的高分辨率的遥感数据，建立灵活高效的推理机制，从而完成遥感影像的专题信息自动提取，是需要进一步的研究方向。
（3）“地学信息图谱”是一新兴的学术思想，目前还处于认识阶段，对它的理解尚不很成熟，需要更多的学者和更多的研究工作来完善对其的认识。本文利用遥感技术开展土地利用演化与发展的信息图谱研究，来反演时空变化，进而认识客观世界，揭示和再现过去，是一先进可行的技术途径。
（4）研究结果表明龙口市在1998～2003年间，土地利用方式相互转化较为频繁，变化强度大，矛盾非常突出。主要表现为耕地的不断减少，园地和建筑用地持续增长；其主要流向是从耕地流向园地和建筑用地。这些变化造成了龙口市耕地质量下降和利用程度加强，给耕地保护带来了巨大压力。因此，土地管理部门应该从宏观决策上给予重视，处理好社会经济发展与土地后备资源储备的关系实施可持续发展。
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（1.中国土地勘测规划院土地利用重点实验室，北京，100035；2.中国地质大学土地科学技术系，北京，100083；3.湖北省荆州市土地整理中心）
摘要：综合叙述土地利用/覆被变化研究20 多年来的研究进展，总结了在土地利用数量变化研究、驱动力研究、土地利用变化模拟研究方面取得的丰硕成果。一方面是驱动力因子的多样性；另一方面是土地利用变化模拟方法的交叉性，从数量模拟研究转向空间模拟研究，从单方法模拟研究转向多种方法结合的模拟研究，从生物物理驱动力的建模方式转向生物物理驱动力与社会经济驱动力相结合的建模方式，未来研究则要加强精度的要求，使其研究成果能真正引导土地利用规划。
关键词：土地利用/土地覆被变化；驱动力；土地利用变化模拟
土地利用/覆被变化（LUCC）研究于1995年启动。10余年间，LUCC 研究始终是全球变化研究的热点之一，并取得了丰硕的研究成果［1］。除了体现在 LUCC 监测技术、驱动力、生态环境效应和建模研究等不同方面外，LUCC 研究在理论上也取得了非常大的突破。土地利用/覆被变化研究之所以能够取得重大突破，一方面是因为土地利用/覆被变化是引起其他全球变化问题的主要原因，因而在全球环境变化与可持续发展研究中占有重要地位；另一方面是因为地球系统科学、全球环境变化以及可持续发展涉及到自然和人文多方面的问题，而在全球环境变化问题中，土地利用/覆被变化可以说是自然和人文过程交叉最为密切的问题［2］。LUCC 的研究起初是从全球变化研究入手，发展到现在，开始重视典型区的研究；从简单的数量研究发展到空间变化上的研究；从简单的土地利用转换的研究发展到生态足迹、能流与物流的转换研究。总的来看，LUCC 的研究是越来越微观，在此简要回顾一下 LUCC 研究的进展。
土地覆被是指存在于地表的植被（自然的或者是种植的）以及人工建筑，例如水体、冰面、裸露的岩石、沙地都可以认为是具体的一种土地覆被形式［3］，土地利用则定义为同时包括改变土地生物物理属性的利用方式和产生这种利用方式的目的［5］。土地利用的形式是多种多样的，耕地、林地、园地等都是土地利用的类型。从土地覆被与土地利用二者的含义来看：土地覆被主要是指自然的地表形态，而土地利用重在突出人类的社会经济活动对土地资源的作用，体现出了土地的使用状况或土地的社会、经济属性；因此土地利用和土地覆被构成了土地的两种属性［2］。通常情况下，土地覆被的变化会影响土地利用决策，土地利用变化则会导致土地覆被变化，再影响到土地利用决策，从而产生新一轮的土地利用变化［4，5］。由于当代的土地覆被变化主要是人类对土地利用影响造成的，所以认识土地利用变化，是了解土地覆被变化的首要条件。
自20世纪90年代以来，全球环境变化研究领域逐渐加强了对土地利用/覆被变化的研究。“国际地圈与生物圈计划”（IGBP）和“全球环境变化人文计划”（IHDP）于1995年共同发起了“土地利用/覆被变化”（LUCC）研究计划，并于1996年提出了5个关于土地利用/覆被问题及3个焦点［6］。5个框架问题是：①过去的300年中人类的活动是如何改变土地覆盖的？②在不同的历史阶段、不同地理单元，土地利用变化的主要人为因素是什么？③在今后50～100年中土地利用变化将如何影响土地覆盖？④直接的人文和生物物理过程是如何影响特定土地利用类型的承载力的？⑤气候和全球生物地球化学作用怎样影响土地利用和土地覆盖？反之又如何？3个焦点是：①土地利用动态变化——典型对比分析研究；②土地覆被动态变化——直接观察和诊断模型；③区域的与全球的模式——综合评价的框架。总的来看，土地利用变化研究主要是理解土地利用变化的原因和结果，同时模拟土地转换的时空类型［7］。
1 土地利用数量变化研究
区域土地利用变化包括土地利用类型的面积变化、空间变化和质量变化［8］。面积变化首先反映在不同类型的总量变化上，通过分析土地利用类型的总量变化，可了解土地利用变化总的态势和土地利用结构的变化［9］。目前土地利用的数量变化指标有：土地利用变化的幅度、土地利用变化的速度和土地变化的区域差异。通过各地类之间的转化，得出土地利用的转化矩阵。
2 驱动力研究
有关 LUCC 驱动力的研究是探索 LUCC 驱动机制的核心问题［10］。Riebsame 认为土地利用变化的预测研究是很艰难的，因为它需要了解土地利用变化的根本性的驱动力［11］，而土地利用预测模拟研究的先决条件是要确认最重要的驱动力［12］。纵观国际上土地利用/覆被变化的驱动机制研究，目前主要是通过大量的案例与比较，探讨土地利用/覆被变化的动力学机制［13］。Fu Congbin 认为土地利用/覆被变化的驱动力是：气候变化和人类活动［14］，由此可见驱动力研究指标的选取一方面与自然状况有关；另一方面与人类活动有关。因此驱动力通常分为生物物理（bio-physical）和社会经济（socio-economic）两大类。生物物理驱动力包括自然环境的特征和过程，例如气候变化、地形、火山爆发、植物演替、土壤类型和过程、自然资源的有效性等［15］；而社会经济驱动力则包括人口变化、贫富状况、技术进步、经济增长、政治经济结构以及价值观念等［6，16，17］。有的时候驱动力与被观察的土地利用变化在空间或时间上相差甚远，经常涉及宏观经济政策的转变和政策的变化，这些都是很难预测的［18］。由于不同区域土地利用的驱动机制存在一定的差异，因此驱动力方面的研究都是以单一的区域为研究对象。 认为土地利用变化的驱动力因子随着比例尺的不同而发生变化：在农田比例尺的情况下，主要是由社会性的和易近性的驱动因子在起作用；在景观研究尺度内，主要考虑的是地形和农业气候条件；在区域和国家尺度下，气候、人口和宏观经济政策将共同作用［12］。
生物物理驱动力
对于区域性的土地利用/覆被变化研究而言，生物物理方面的驱动力对土地变化的影响在一个比较短的时间段内是比较小的，通常也是不显著的。石瑞香的研究表明，自然（气候）因素并未构成样带上近年来土地利用（尤其是耕地）变化的主要驱动力［19］，但是并不是没有影响的。邹亚荣在中国农牧交错区土地利用变化的研究中表明，青藏高原的上升是晚新生代北半球气候变化的重要驱动力，引起了我国北方气候的干旱，对我国农牧交错区的形成，特别是对东部草地变化产生了影响［20］。叶宝莹在嫩江中上游地区的土地利用变化研究中选取了高程、坡度作为土地利用变化驱动力的指标，结果表明二者与土地利用变化的线性关系明显［21］。地貌类型也会影响土地利用的变化，草地受地貌条件的影响与控制较耕地小［22］；城市的边缘区的土地利用会受到地形的影响，北京城乡过渡区的土地利用变化的发展趋向，在地域上深受西北部山地的阻力作用，可能会形成不对称发展［23］。袁俊在湖北省土地利用变化的研究表明，湖北省土地利用年变化率较低，主要是由特殊的地形限制的［24］。赵庚星认为50年前黄河三角洲地区的土地利用变化主要是受气候因素、风暴潮和黄河改道等自然因素驱动［25］。
社会经济驱动力
土地利用是社会的一面镜子［26］，土地利用变化能够很好地反映社会经济发展的历程。土地资源条件虽是土地利用结构形成的决定性因素（基础因素），但是对于人类活动而言，这种变化是缓慢的，Elena 认为人类活动是引起土地利用变化的一个主要成分［7］，因此分析社会经济因素对土地利用变化的作用摆在首要的位置［27］。陈百明认为在社会经济驱动力方面，土地利用变化与人口增长之间有明显的联系，但同时这一变化与技术进步、富裕程度、经济状况，以至文化、宗教、军事等之间也能找到一定的相关关系［28］。并且大部分的案例研究都突出了政策对土地利用变化的重要作用，例如京都草案这一国际性的环境政策将对未来的土地利用变化产生深远的影响［29］。龙花楼研究表明几年或几十年的土地利用变化主要是由人类的社会经济活动影响所导致［30］。袁俊认为城镇人口的迅速增长、第二产业的发展、对土地产品的需求变化和交通条件及政府政策等社会经济驱动力导致了湖北省的土地利用变化［24］。周青在农地利用变化驱动机制的理论分析的基础上，构建了农地利用变化强度的指标体系，在指标体系中特别引入了邻近城市的辐射和耕地保护政策对土地利用变化的影响［31］。陈百明为深入分析和认识耕地占用与 GDP增长的关系，运用了 Decoupling （脱钩）理论，开展我国耕地占用与 GDP 增长的脱钩研究，揭示了我国各类区域耕地占用与 GDP增长的相互关系的典型模式［32］。王秀兰认为随着人口数量的变化，供人类生活、生存所需的耕地资源数量在不断地变化，因而，耕地的生态环境背景质量发生着相应的变化［33］。对于城市土地利用而言，交通条件对土地利用类型的转变起到了内因作用，转化为城镇用地的土地利用类型与距交通干线的距离有一定关系［13］。
3 土地利用变化驱动力模拟
土地利用系统的复杂性需要多学科的分析［34］。 认为土地利用模型应该代表土地利用系统部分的复杂性；能够检验社会和生态系统结合的稳定性［12］。土地利用变化模拟是为了明确土地利用变化的原因，定量地证明多个因素对某一个因素的关系和影响，不同的模拟方法已经在土地利用变化中得到广泛应用。起初，土地利用变化模拟的研究重在生物物理因子方面的模拟研究，例如海拔、坡度、土壤类型等。后来根据研究的需要，土地利用变化社会经济驱动力方面的数据整合到模型中［35］。但是社会经济指标缺少空间上的简化数据，这样将很难将社会和自然数据结合起来。 认为生物物理过程的空间单元和行为组织者决策的空间单元是不一样的［12］。
在土地利用变化模拟研究的开始阶段，基本上都是从数量上进行研究，后来由于遥感技术、空间地理信息系统技术的发展，从空间上实现了土地利用变化的模拟。同时研究的方法也有很大的提升，从单一方法的模拟研究发展到多种方法的结合。
土地利用变化的数量模拟
土地利用变化的数量模拟是从数量的角度来分析模拟土地利用变化的过程。彭文甫首先利用因子分析的方法，确定了影响土地利用变化的相关因子，然后采用多元线性回归分析的方法，预测了土地利用的变化［36］。王波利用多元相关分析的方法对经济管理体制对土地利用变化进行了模拟，用具体的产值代替了无法量化的经济管理体制［37］。张海龙利用马尔柯夫模型，确定了渭河盆地各土地利用类型之间相互转化的初始转移概率矩阵，从数量上预测了该研究区土地利用变化［38］。虽然马尔柯夫模型在土地利用变化数量研究上表现出较好的应用性，但是由于这种预测是以末期和基期的时间间隔为预测单位，所以只能预测时间间隔整数倍的特定时期的情况，其灵活性和适用性受到限制［39］。由于灰色预报模型克服了统计回归分析方法需要大样本序列的弊端，吴素霞利用该方法预测了石家庄地区未来15年内耕地面积的变化趋势［40］。吴普特采用 BP 神经网络的方法对耕地减少进行了预测，将影响耕地变化的各驱动因子作为神经网络的输入层神经元，将耕地面积作为输出层神经元，经过反复的训练模拟，表明采用 BP 神经网络的方法在预测耕地资源减少量时精度较高，可靠性较好［41］。另外还有利用元胞自动机的方法研究土地利用变化，重在空间上的变化模拟。
土地利用变化的空间模拟
土地利用变化的空间模拟主要是从土地利用/覆被在时间序列上的变化过程进行模拟预测，另外还包括从主要的驱动力入手进行空间上的模拟预测。土地利用变化的空间模拟主要是在一些空间变量间建立关系函数，并模拟预测土地利用变化［42］。众多学者在高度集聚尺度下进行土地利用变化的空间简化模型研究，例如单个的景观元胞。同时利用遥感影像获得空间研究数据，使与土地利用变化相关的基本地理单元和环境过程概念化［7］。Kasper Kok提出了土地利用转换及效应（CLUE）模型框架，这是一个合理的少见的空间简化土地利用模型，该模型用来分析复合比例尺条件下的土地利用变化问题［43］。摆万奇利用Logistic逐步回归模型，从空间上确定了主要的驱动因素及其定量关系［10］。叶宝莹在GIS的支持下，利用空间相关分析筛选出影响土地利用变化的主要因子，并利用空间多元线性回归函数求得研究区土地利用程度变化模型［21］，目前应用较多的是将多种研究方法综合起来运用。Bryan 将 GIS 和神经网络结合起来研究土地利用转换模型（LTM），从空间上来模拟土地利用变化的复杂过程，这一模型把社会经济、政策和环境等变量作为输入，并建立起了土地利用变化与公路、高速公路、居民点道路、河流、湖岸线之间的空间函数关系［42］。现阶段土地利用变化的模拟主要是针对单一的土地利用类型的变化模拟，例如国际上许多学者利用元胞自动机（Cellular Automata）开展城市增长的模拟研究［44，45，46］。有研究者利用神经网络的元胞自动机来模拟复杂的土地利用，整个模型的结构十分简单，用户不用自己定义转换规则及参数，该模型是在ARC/INFO GRID环境下利用AML宏语言写成［47］。侯西勇运用马尔柯夫的元胞自动机模型模拟研究区2010年土地利用的数量和空间分布，结果比较可信［48］。
4 土地利用模型的精度分析
土地利用模型的精度分析又叫模型的不确定性评价，反映数据输入及模型本身存在的不确定性和产生的结果［49］。模型的不确定性包含输入数据的不确定性和模型结构的不确定，遥感数据的获取会存在不确定性，例如在其纠正时采用的地面控制点的误差是不可能消除的，纠正过的遥感数据或图像产品也始终不能与地面实况完全一致，不同程度上存在着残余误差［50］。同时在影像解译的过程中也会出现适当的误差而产生不确定性。另外在数据转换的过程中，比如矢量到栅格的转换，就会产生新的不确定性。由于模型的结构是基于数学方法，用简化的数学模型来模拟复杂的行为，这也是一种非常重要的不确定性。为了减小不确定性，应该避开矢量—栅格数据的转换过程，同时使用高分辨率的土地利用数据，在模拟分析的过程中，分类型单独预测模拟，然后再综合分析［48］。
为了增强土地利用变化科学的研究，必须从三个方面入手。首先是数据方面的准确性，其次是方法的先进性；再次是理论的新颖性，这三个方面是相互联系的。在土地利用变化研究的过程中，要重点突出决策层思想，在空间上体现人类活动对土地利用变化的影响。要更好地发展土地利用变化的经济模型，这需要比较成熟的空间经济理论作为支撑，这样才能解释移民、雇用增长、政府行为的时空类型，这些都会影响到土地利用变化。利用相关模型分析土地利用的环境影响评价、政府决策和政策形成。同时在土地利用变化研究的过程中，应该注重多种方法的结合，选择精度最优的方法来提高研究成果的可信度与参考性。
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城市是人类社会经济文化发展到一定阶段的产物。城市的出现以社会生产力除能满足人们基本生存需要外，尚有剩余产品为其基本条件。下面是由我整理的关于城市规划的论文范文，谢谢你的阅读。
浅论城市规划
摘要：在当今世界，城市是现代文明的集中体现，城市的发展对一个地区经济社会发展起着至关重要的推动作用。城市就像一块巨大的磁铁，吸引着各种生产要素的集聚。并在集聚效应和规模效应合作协作的催化作用下，各种经济迅速发展，从而带动了城市经济的迅猛发展。可以看出，做好城市的规划对发展经济有很大的帮助。
关键词：城市规划园林景观生态环境
Abstract: In today's world, the city is a concentrated expression of the modern civilization, the development of the city plays a vital role in promoting economic and social development in a region. The city is like a giant magnet, attracting a variety of factors in production agglomeration.
Keywords: urban planning; landscape; ecological environment
中图分类号：TU984 文献标识码：A文章编号：
城市是人类社会经济文化发展到一定阶段的产物。城市起源的原因和时间及其作用，学术界尚无定论。一般认为，城市的出现以社会生产力除能满足人们基本生存需要外，尚有剩余产品为其基本条件。城市是一定地域范围内的社会政治经济文化的中心。城市的形成是人类文明史上的一个飞跃。
一、城市规划的任务
我国城市规划的任务是：根据国家城市发展和建设方针、经济技术政策、国民经济和社会发展长远计划、区域规划，以及城市所在地区的自然条件、历史情况、现状特点和建设条件，布置城市体系;确定城市性质、规模和布局;统一规划、合理利用城市土地;综合部署城市经济、文化、基础设施等各项建设，保证城市有秩序地、协调地发展，使城市的发展建设获得良好的经济效益、社会效益和环境效益。
各国城市规划的共同和基本任务：通过空间发展的合理组织，满足社会经济发展和生态保护的需要。从城市的整体和长远利益出发合理有序地配置城市空间资源;通过空间资源配置，提高城市的运作效率，促进经济和社会的发展;确保城市的经济、社会与生态环境相协调，增强城市发展的可持续性;建立各种引导机制和控制规则，确保各项建设活动与城市发展目标相一致;通过信息提供，促进城市房地产市场的有序和健康的运作。
二、城市规划的发展
城市的发展是人类居住环境不断演变的过程，也是人类自觉和不自觉地对居住环境进行规划安排的过程。在中国陕西省临潼县城北的新石器时代聚落姜寨遗址，我们的先人就在村寨选址、土地利用、建筑布局和朝向安排、公共空间的开辟以及防御设施的营建等方面运用原始的技术条件，巧妙经营，建成了适合于当时社会结构的居住环境。可以认为，这是居住环境规划的萌芽。要实行规划区范围内全覆盖规划，统筹城乡发展，规划在保护自然生态环境基础上，重点突出中心城区职能、空间结构的调整与优化，合理确定和强化各组团产业依托，切实改善城镇生产、生活环境，推进村屯用地结构性调整。规划期内，逐步实现退宅还耕、退宅还林，促进农村人口向中心村、城镇集中;逐步缩小城镇与中心城区的差距，促进小城镇由数量型向质量性转变;逐步发展壮大组团，与中心城区形成联系紧密、资源互补的城市空间。最终实现城乡一体、协调共生的城市发展格局。突出社会公益设施建设，统筹经济与社会发展，规划健全各类公共服务设施，建立合理的级配体系;发挥公共投资导向性作用，促进规划区空间结构的形成和发展;进一步完善中心城区省会服务职能，加强现有城市中心的商业、文化娱乐等公共服务职能;努力促进以信息、金融等现代服务业为主的南部新中心的形成;结合市级文化、会展、体育等专项服务中心的设置，带动分区级中心形成与发展;以建设文化名城为目标，促进公益性文化事业繁荣兴旺，推动经营性文化产业蓬勃发展，全面提高社会文化生活质量。
三、城市发展中存在的问题
我们的城市发展还存在一些问题，比如盲目争建国际化大都市;盲目争建中心商务区;盲目追求高层建筑;盲目建设大量城市雕塑等，以上盲目的做法其实是城市在经济发展过程中不成熟的表现。明确城区发展方向，促进分区发展，为加快经济发展，促进城区、开发区和县域经济发展，在开展大量前期研究的基础上，提出了各城区、开发区的发展方向和功能定位。进一步调整能源消费结构，提高使用清洁能源的比重，发展集中供热，加强对汽车尾气的治理，综合整治大气污染。加快城市污水集中处理设施和城市垃圾无害化处理设施的建设。大力保护和改善生态环境，要保护好已有植被和各组团之间生态防护绿化带，进一步提高城市绿化覆盖率。要加强城市环境综合整治，改善城市生态环境。
四、城市景观规划的具体做法
城市景观规划是城市规划的一个重要环节，根据不同的地区，有不同的地理环境和人文历史。所以，城市景观规划要根据实际情况来设计和计划。要有选择，有目地，有侧重点的进行建设。具体的做法有以下几点：
1、确定景观的活跃元素
在分析了景观的基础上，寻找此景观的特色，最具历史意义的景观风貌，作为此景观的主角。这也是创造文明城市的根本所在。
2、划分特色景观区
要根据城市景观的特色和地理位置的功能进行建设，并渐渐的强化它的特色，从而继承和发扬城市的历史文化。
3、组织轴线景观
这要通过城市的主要干道来决定。
4、控制景观视廓
景观视廓就是为了使各个景观处于通透的状态，在各个方向都能欣赏到，而建立起来的景观走廊。
5、勾勒城市天际线
城市天际线是指自然景观和人工建筑物等形成的轮廓线。天际线轮廓应和景观视廓相配合，相协调。
五、城市景观要素
城市景观要素包括人工景观要素和自然景观要素。其中人工景观要素包括广场、建筑物、集贸市场、园林绿化、艺术小品、文化遗址。那么，自然景观有，大小山丘，石头、湖泊、海洋、古木名树。这些景观为文明城市做了重要的贡献，提高了人民的生活水平，陶冶了人们的情操。
六、经济发展与环境建设的关系
要处理好城市经济发展和环境建设的辩证关系。注意保护和改善城市生态环境，防止污染和其他公害，加强城市绿化建设和市容环境卫生建设，保护历史文化遗产、城市传统风貌、地方特色和自然景观;不能片面追求经济效益，以污染环境。破坏生态平衡、影响城市发展为代价，避免重复“先污染，后治理”的老路，而要使城市的经济发展与环境建设同步进行。人与环境是相互依存的有机整体，保持人与自然相互协调，既是当代人类的共同责任，也是城市规划工作的基本原则。
七、结语
城市的发展越来越快，人们的生活水平越来越高，城市规划成了社会的追求。城市研究任务艰巨而纷繁，这也说明它丰富的活力。城市永远在发展，城市问题也总是相伴而生，但人类必将更为自觉地运用广泛的知识与丰富的想象力、创造力，发展城市环境的规划、建设和管理。城市规划工作从最初社会经济发展的战略研究起，最终要落实到物质建设上，形成供人们生活和工作的形体环境。
城市规划是建筑和园林建设的前提，并为所需的空间准备条件，城市规划研究的进展也为建筑学和园林学的开拓提供了前所未有的广阔天地。规划师与建筑师、园林设计师的工作目标是一致的。随着人类社会的发展，这三学科的有机结合和协同创造，势必将形体环境的建设推向更高的境界。
参考文献：
俞孔坚《景观、文化、生态与感知》 北京科学出版社 1998
陈易《自然之韵――生态居住社区设计》 同济大学出版社 2003年
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伴随着科学技术的发展和生产力水平的巨大提高，人口剧增、资源浪费、环境污染、生态破坏等一系列社会问题严重地威胁着人类自身的生存与发展。在这种形势下，人们提出了“既能满足当代人的需求、又不对后代人的需求构成危害”的“可持续发展”思想。作为可持续发展的重要环节之一，土地资源的可持续利用十分重要。一、土地资源的经济特点1、开发利用的可选择性。土地都有固定的地理位置，虽不可移动，但对它的使用却是可选择的，表现在两个方面：第一，同样的用途可选择不同区位的地块。第二，同一块土地可用于多种用途的选择。2、土地的使用成本是机会成本。因为土地资源有多种用途，但在一定时期，一块土地只能用于一种用途，因此体现出土地使用的机会成本，即同一块土地若因用于一种用途而放弃另一种用途，可能获得较大收益，也可能得不偿失。因此，在使用土地资源时，应综合考虑各方面的因素，进行科学决策。3、土地资源的使用效益是综合效益，包括经济、社会和生态效益等在内。土地除具有自然属性外，还具有社会经济属性。土地的社会属性是人类社会经济活动赋予土地的新的特性的总和。人类在对土地资源进行开发利用时，会受到社会和生态环境等因素的制约和影响，同时又会对社会和生态环境产生各种各样的影响。所以，对土地资源开发利用的效益是包括经济、社会和生态效益在内的一种综合效益。二、我国土地资源可持续利用的几点对策1、减轻土地人口压力，提高人口素质。在人口与土地这一对特殊的矛盾中，人类必须主动调节自身繁衍的速度和规模，依据客观自然规律和经济规律约束自身土地利用行为。这就要求我们做到：（1）在继续严格执行计划生育政策的同时，逐步建立和完善社会保险、社会救助、社会福利等社会保障体系，使人口增长速率降幅增大，切实、有效地控制人口总量增长。（2）积极进行劳务输出。外出务工可增加农民收入，使农民生活条件得以改善、对农业生产的投入增加；同时，农民还可学到先进的技术和管理经验，既能提高农民土地资源可持续利用的能力，又有利于促进农村封闭的社会环境向开放、良性循环的方向演变。（3）提高人口素质。①加大基础教育投资力度，特别是要加快少数民族地区和贫困地区教育的发展，以提高人力资本的积累速度。②加强“资源与环境意识”教育，提高人们对土地资源可持续利用的认识，同时，注重提高农民的农技知识水平和技能，为农民举办各种形式的技术培训班，为提高农民
结合我国现有耕地状况浅谈如何切实有效的保护耕地土地是我们人类生存与发展的基础，是十分宝贵的资源和资产。随着人口的迅猛增长，我国人多地少，土地资源总体质量差，耕地后备资源严重不足、土地利用率低等现实问题日益显著，也越来越引起社会各界的关注。当前，我国的耕地保护形势依然非常严峻，全国耕地总面积仅剩亿亩，人均占有耕地面积只有亩，远远低于世界平均水平，同时每年还有1亿亩左右的耕地不能得到灌溉，有近三分之一的耕地受到水土流失的侵害。根据中国“十一五”规划纲要，到2010年末全国耕地面积必须确保不低于18亿亩，这是一条直接关系到13亿中国人吃饭问题的底线。加强耕地保护，已经刻不容缓。一、我国耕地的现状与世界上其他各国相比，我国的耕地具有如下特点：人均占有耕地数量少。1996年底我国耕地统计数为 14．32亿亩，人均耕地为 117亩，不及世界人均耕地 3 75亩的 1／3，而且农业生产条件相对较好的地区人均占有耕地的数量要比农业生产条件相对较差的地区人均占有耕地的数量要低。因此，人多地少是我国的基本国情。1.耕地总体质量差，生产水平低。从全国范围来讲，我国的优质耕地少，抗自然灾害能力差．耕地中还有近亿亩坡度在25度以上，需逐步退耕。耕地质量差和耕地与水资源分布不均匀造成我国耕地的生产水平较低，与世界发达国家或农业发达国家相比，粮食单产相差100公斤以上。2.耕地退化严重。我国许多耕地处于干旱和半干旱地区，受到荒漠化的影响。我国干旱、半干旱地区40％的耕地不同程度地退化，全国有30％左右的耕地不同程度受水土流失的危害。3.耕地资源贫乏。据统计，我国耕地后备资源即使全部开发成耕地，人均增加耕地也不足0．1亩，而且建国以来，经过长期开发，剩余的后备耕地资源大多为质量差、开发难度大的土地。 因而，我国必须要保护耕地。切实保护耕地严格控制耕地转为非耕地是耕地保护的基本原则。二、我国为什么要大力开展耕地保护1.我国的确实现了农产品严重短缺到供求总量平衡、丰年有余的历史性跨越，并不意味着我国的粮食安全可以高枕无忧。农业仍然是我国保持经济发展和社会稳定的基础，仍然要始终把农业放在发展国民经济的首要位置，仍然要保护和提高粮食生产能力。在21世纪，保障粮食安全是我国农业现代化的首要任务。人口与耕地、粮食矛盾是农业资源优化配置的最大障碍。我国在相当长的时间内，粮食生产将仍然是农业的主体，农业现代化进程包含着粮食安全水平的提高，粮食安全水平的提高是农业现代化的重要组成部分。在我国，没有国家粮食安全及其水平的提高，就不可能实现农业现代化。粮食安全水平是衡量我国农业现代化的重要标志。2.严格保护耕地是保护、提高粮食综合生产能力的前提。党的十六届三中全会指出，要实行最严格的耕地保护制度，保证国家粮食安全。保护、提高粮食综合生产能力说到粮食，必须以稳定一定数量的耕地为保障。耕地是人类获取食物的重要基地，维护耕地数量与质量，对农业可持续发展至关重要。我国明确规定“十分珍惜和合理利用每一寸土地，切实保护耕地”是基本国策，要求在有限时间内，建立耕地保护制度，保护基本农田。基本农田是耕地中的精华，是维护国家粮食安全最基本的依靠。保护耕地最重要的是把基本农田保护好，这是一条不可逾越的红线。保护耕地特别是保护基本农田，是保护、提高粮食综合生产能力的重要前提。耕地问题的实质是农业问题特别是粮食问题。三、中国耕地资源保护面临的困难耕地是土地的精华，是农业最为基本的生产资料。一个国家的国民经济和社会的稳定及健康发展都离不开耕地的合理开发和利用，尤其是像我国这样一个典型的对土地高度依赖的农业大国，耕地的地位与作用就显得特别重要。党中央、国务院对耕地管理工作高度重视。中央领导反复强调，要珍惜每一寸土地，实行世界上最严格的土地保护制度。强调保护耕地对国家粮食安全具有基础作用，对亿万农民的生计具有保障作用，对农村乃至全社会具有稳定作用。进入新世纪，中国将加快全面建设小康社会和国家工业化、城镇化的进程，经济社会的新变化新要求，使中国耕地资源保护与食物安全保障面临不少难题。”1．人口增长、耕地消失、粮消费需求呈刚性增长问题比较突出农产品稳定供给的任务越来越艰巨。随着人口增长和人民生活水平的提高，今后每年中国粮食消费还要增加50亿公斤左右，非粮食食物的需求也会不断增长，食物消费需求呈刚性增长。但由于粮食生产必需的耕地和水资源数量难以增加，稳步提高粮食综合生产能力的难度越来越大，粮食和农产品供给始终面临着严峻挑战和巨大压力。耕地资源急剧流失，最大的影响就是使我国由于人口迅速增长而日益突出的人地矛盾更是雪上加霜。一方面，全国人口每年以1000多万人的速度增长，最高达1700万人。另一方面，全国耕地资源正在以惊人的速度消失。根据中国科学院国情分析研究小组估测，我国现有耕地约亿公顷，绝对数量居世界前列，但人均占有量不足，远低于世界平均水平。人口与耕地一增一减，使我国人地矛盾更加严峻。在数量减少的同时，耕地质量下降的问题也不容忽视。2．耕地资源保护的难度越来越大改革开放以来，我国经济一直保持着高速增长的势头，但这种高速增长主要有赖于外延扩展而非集约化利用土地，是以占用大量耕地为代价取得的。全国上下的开发区热，是耕地流失的一大缺口。近年来，由于城镇化加快、生态退耕以及部分地方违法违规乱占滥用耕地等原因，2006年土地违法案件数量和涉及的违法用地面积出现反弹。农村建房、修公路、造坟墓等占用大量耕地，我国每年农村土葬占有2000公顷之多，其中半数以上是肥沃的耕地。3．耕地后备资源限制强度较大国土部门组织的调查表明，当前我国耕地后备资源总量为亿公顷，但各主要耕地后备区域的开发均面临保护和改善生态环境的重压。能否妥善解决生态环境问题，已成土地开发整理工程成败的关键。耕地后备资源生态背景不良。我国耕地后备资源在31个省、区、市都有分布，但大部分位于北方和西部干旱地区。耕地后备资源丰富的西北干旱、半干旱地区，土地质量较差。其共同特点是存在干旱缺水、盐碱、风沙、低温严寒等一种或多种限制因素，且限制强度较大，生态环境脆弱。4．我国现有的耕地质量不高耕地退化是指人类对耕地的不合理利用而导致耕地地力下降的过程，通常表现为耕地土壤利于农作物生长的物理、化学与生物等方面特性的下降。根据全国第二次土壤普查，全国优质耕地只占21%，土壤有机质低于的耕地约占10%。现有的耕地中，缺磷地占59%，缺钾地占23%，缺磷钾地占10%。水土流失，盐渍化、沼泽化、沙化的耕地，共计占53%。现有的耕地中，按质量分，一等地占41%，二等地占34%，三等地占20%。按产量分，一等地点41%，二等地占34%，三等地占20%。按产量分，高产田占，中产田占，低产田占40%。现有的耕地中，缺磷地占59%，缺钾地占23%，缺磷钾地占10%。水土流失，盐渍化、沼泽化、沙化的耕地，共计占53%。受工业三废污染和酸雨侵蚀的耕地还有亿公顷。不宜继续耕种的耕地约占耕地总面积的。5．建立农业可持续发展机制的要求越来越紧迫粗放型经济增长方式主要依靠增加生产要素量的投入来扩大生产规模，实现经济增长。以这种方式实现经济增长，消耗较高，成本较高，产品质量难以提高，经济效益较低。集约型经济增长方式是指在生产规模不变的基础上，采用新技术、新工艺，改进机器设备、加大科技含量的方式来增加产量，这种经济增长方式的基本特征是依靠提高生产要素的质量和利用效率，来实现经济增长。以这种方式实现经济增长，消耗较低，成本较低，产品质量能不断提高，经济效益较高。目前在中国农业发展中，节约资源、保护环境的可持续发展机制尚未建立起来。在农业资源的节约和利用上，节约资源的良好氛围还未形成，经济上调动农民节约资源积极性的有效办法和利益补偿机制还不健全。四、如何切实有效的保护耕地1、坚决制止耕地闲置、抛荒。全面清理占而未用、具备耕种条件的耕地，组织乡（镇）、村、户及时复耕，并由土地征用单位支付复耕费用；对闲置一年以上的土地，要依法处以罚款；对闲置两年以上的土地依法收回。对常年和季节性抛荒的承包地，可由种粮大户耕种。县、乡两级政府对制止耕地抛荒承担直接责任，并把此项工作列入干部目标管理考核责任制，对耕地抛荒严重的地方，坚决追究、严肃查处当地领导的责任。2、严格执行土地用途管制制度。加强规划实施管理，促进各类建设特别是城镇建设合理集约用地。严格实施土地规划计划，从严控制用地规模。减少用地报批环节，缩短报批周期，积极主动为重点工程建设项目提供用地服务。同时，各级地方政府要坚持依法用地，决不能以用地报批程序慢或缺乏征地资金等各种理由，擅自用地、越权用地、违法用地，决不能以牺牲资源和农民利益为代价，换取经济的一时发展。3、严格巡查,加大执法力度。建立土地动态巡查制度，成立土地巡查小组，坚持定期巡查，巡查到位、不留死角。对巡查中发现的问题及时处理，将违法行为消灭在萌芽状态。加大对违法案件查处力度，对重大违法案件要公开查处，一抓到底，既要处理事，更要处理人，构成刑事犯罪的，要移交司法部门追究刑事责任。4、认真落实基本农田保护制度。切实加强耕地保护，根据“基本农田保护面积数量不少、质量不降和绝不允许擅自将耕地改为非农用地，这是一条不可逾越的红线”的总体目标和要求，采取有效措施，切实抓好基本农田保护工作。建立县乡村保护基本农田领导小组，形成保护网络，对基本农田管理实行定位、定量、定人，确保每片都有一个责任人，村村都有专职管护员。5、积极推进土地开发整理复垦，增加有效耕地面积。严格执行“占一补一“，确保耕地占补平衡，全面实行建设项目补充耕地与土地开发整理复垦项目挂钩制度，严格按项目考核，落实责任，建立和完善土地开发整理复垦管理制度，以重点项目实施为导向，全面推进土地开发整理复垦，形成补偿耕地的良性循环机制。总之，耕地是人类赖以生存和发展的基础，面对我国耕地严重不足的严峻形势，采取各种措施，预防和消除危害耕地及环境的因素，稳定和扩大耕地面积，维持和提高耕地的物质生产能力，预防和治理耕地的环境污染，是保证土地得以永续和合理使用，稳定农业基础地位和促进国民经济发展的重大问题。所以及时采取切实有效的办法保护耕地将是我国目前急需着力解决的一大重要问题。耕地保护制度主要有以下几个方面：土地用途管制制度。《中华人民共和国土地管理法》第四条第一款规定：“国家实行土地用途管制制度。”该条第二款规定：“国家编制土地利用总体规划，规定土地用途，将土地分为农用地、建设用地和未利用地。严格限制农用地转为建设用地，控制建设用地总量，对耕地实行特殊保护。”耕地总量动态平衡制度。《中华人民共和国土地管理法》第三十三条规定：“省、自治区、直辖市人民政府应当严格执行土地利用总体规划和年度土地利用计划，采取措施，确保本行政区域内耕地不减少；耕地总量减少的，由国务院责令在规定期限内组织开垦与所减少耕地的数量与质量相当的耕地，并由国务院土地行政主管部门会同农业行政主管部门验收。个别省、自治区、直辖市确因土地后备资源匮乏，新增建设用地后，新开垦耕地数量不足以补偿所占用耕地的数量的，必须报经国务院批准减免本行政区域内开垦耕地的数量，进行易地开垦。”耕地占补平衡制度。《中华人民共和国土地管理法》第三十一条第二款规定：“国家实行占用耕地补偿制度。非农业建设经批准占用耕地，按照占多少、垦多少的原则，由占用耕地的单位负责开垦与所占用耕地的数量和质量相当的耕地；没有条件开垦的或者开垦的耕地不符合要求的，应当按照省、自治区、直辖市的规定缴纳耕地开垦费，专款用于开垦新的耕地。”耕地保护目标责任制度。根据《基本农田保护条例》关于“县级以上地方各级人民政府应当将基本农田保护工作纳入国民经济和社会发展计划，作为政府领导任期目标责任制的一项内容，并由上级人民政府监督实施”的规定，各级政府应当建立以基本农田保护和耕地总量动态平衡为主要内容的耕地保护目标责任制，每年进行考核。基本农田保护制度。《中华人民共和国土地管理法》第三十四条规定：“国家实行基本农田保护制度。“基本农田保护制度包括基本农田保护责任制度、基本农田保护区用途管制制度、占用基本农田严格审批与占补平衡制度、基本农田质量保护制度、基本农田环境保护制度、基本农田保护监督检查制度等。 ? ? 农用地转用审批制度。《中华人民共和国土地管理法》第四十四条规定：“建设占用土地，涉及农用地转为建设用地的，应当办理农用地转用审批手续。省、自治区、直辖市人民政府批准的道路、管线工程和大型基础设施建设项目、国务院批准的建设项目占用土地，涉及农用地转为建设用地的，由国务院批准。在土地利用总体规划确定的城市和村庄、集镇建设用地规模范围内，为实施该规划而将农用地转为建设用地的，按土地利用年度计划分批次由原批准土地利用总体规划的机关批准。在已批准的农用地转用范围内，具体建设项目用地可以由市、县人民政府批准。本条第二款、第三款规定以外的建设项目占用土地，涉及农用地转为建设用地的，由省、自治区、直辖市人民政府批准。”土地开发整理复垦制度。《中华人民共和国土地管理法》第三十八条规定：“国家鼓励单位和个人按照土地利用总体规划，在保护和改善生态环境、防止水土流失和土地荒漠化的前提下，开发未利用的土地；适宜开发为农用地的，应当优先开发成农用地。”第四十一条规定：“国家鼓励土地整理。县、乡（镇）人民政府应当组织农村集体经济组织，按照土地利用总体规划，对山、水、田、林、路、村综合整治，提高耕地质量，增加有效耕地面积，改善农业生产条件和生态环境。”第四十二条规定：“因挖损、塌陷、压占等造成土地破坏的土地，用地单位和个人应当按照国家有关规定负责复垦；没有条件复垦或者复垦不符合要求的，应当缴纳土地复垦费，专项用于土地复垦。复垦的土地应当优先用于农业。”土地税费制度。《中华人民共和国土地管理法》第三十一条规定，建设占用耕地，如没有条件开垦或者开垦的耕地不符合要求，应缴纳耕地开垦费，用于开垦新耕地；第三十七条规定，对于闲置、荒芜耕地要缴纳闲置费；第四十七条规定，征用城市郊区菜地，要缴纳新菜地开发建设基金；第五十五条规定，对以出让方式取得国有土地使用权的建设单位，要缴纳新增建设用地土地有偿使用费。《中华人民共和国耕地占用税暂行条例》规定，非农业建设占用耕地，要缴纳耕地占用税。法律规定的税费制度，是以经济手段保护耕地的重要措施。耕地保护法律责任制度。《中华人民共和国刑法》第三百四十二条规定：“违反土地管理法规，非法占用耕地改作他用，数量较大，造成耕地大量毁坏的，处5年以下有期徒刑或者拘役，并处或者单处罚金。”第四百一十条规定：“国家机关工作人员徇私舞弊，违法土地管理法规，滥用职权，非法批准征用、占用土地，或者非法低价出让国有土地使用权，情节严重的，处3年以下有期徒刑或者拘役；致使国家或者集体利益遭受特别重大损失的，处3年以上7年以下有期徒刑。”《中华人民共和国土地管理法》、《中华人民共和国土地管理法实施条例》及《基本农田保护条例》等法律、法规，对耕地保护违法行为规定了相应的行政法律责任。
3S技术在土地利用规划中的应用论文
摘要土地利用规划为经济社会全面协调和可持续发展提供土地保障,是合理利用土地的基础和依据。3S技术能为土地利用规划领域的研究和实践提供科学有效的方法和手段。结合我国正在开展的新一轮土地利用总体规划,介绍GIS、RS、GPS及3S技术集成,分析3S技术在土地利用规划的数据准备与处理、规划编制与实施和规划成果管理等各阶段的应用,其在土地利用规划领域的应用前景十分广阔。
关键词3S技术;土地利用规划;应用
AbstractLand use planning is comprehensive,coordinated and sustainable economic and social development of land protection,rational use of land is the basis and foundation. 3S technology provides scientific and effective methods and means for research and practice of land use planning field. Combined with our ongoing new round of land use planning to introduce GIS,RS,GPS and 3S technology integration,3S technology in land use planning data preparation and processing,planning and preparation and implementation of results-based management at all stages of planning application were analyzed. It is proven that 3S technology in the field of land use planning is very broad.
Key words3S technology;land use planning;application
土地利用规划是指以各级行政区划为单位,根据地区的自然、经济、社会条件、土地自身的适宜性以及国民经济发展需要和市场需求,协调国民经济各部门之间和农业生产各行业间的用地矛盾,寻求最佳土地利用结构和布局,对土地资源的开发、利用、治理、保护进行统筹安排的战略性规划[1]。土地利用规划是对一定区域未来土地利用超前性的计划和安排,是依据区域社会经济发展和土地的自然历史特性在时空上进行土地资源合理分配和土地利用协调组织的综合措施。
目前,我国已形成了国家级、省级、市(地)级、县(区)级和乡(镇)级5个层次较完整的土地利用总体规划体系。土地利用规划在促进节约集约利用土地、保持土地资源可持续利用、加强土地宏观调控和土地利用空间管制及用途管制等方面起着巨大的作用,为经济社会全面、协调和可持续发展提供土地保障,是合理利用土地的基础和依据。我国从20世纪80年代以来先后2次大规模地开展全国性的土地利用总体规划,规划成果对合理利土地与保护耕地起到了重要作用[2]。但是由于近年来我国城市化水平迅速提高,新型产业大量涌现,土地利用需求出现新的变化,为了适应这些形势,我国开展了新一轮的土地利用总体规划。
13S技术
3S技术是GIS、RS和GPS的统称,是集高度发展的空间技术、计算机技术、传感器技术、卫星定位技术及通讯技术的多学科现代信息技术。
GIS即地理信息系统(Geographic Information System),是在计算机软硬件支持下,把各种地理信息按照空间分布,以一定的格式输入、存储、检索、更新、显示、制图和综合分析的计算机技术系统。利用该系统通过对诸多因素的综合分析,可以迅速地获取满足应用需要的信息,并能以地图、图形或数据的形式表示处理的结果。GIS技术有2个显著特征:一是它不仅可以像传统的数据库管理系统那样管理属性信息,而且可以管理空间信息;二是它可以利用各种空间分析的方法,对多种不同的信息进行综合分析,寻求空间实体间的相互关系,分析和处理在一定区域内分布的现象和过程[3]。
RS即遥感(Remote Sensing),是一种远距离不直接接触物体而取得其信息的探测技术。即指从远距离高空的各种平台上利用可见光、红外、微波等电磁波探测仪器,通过摄影和扫描、信息感应、传输和处理,从而研究地面物体的形状、大小、位置及其环境的相互关系与变化的现代综合性技术。现代遥感的主要特征是具有多传感器、高分辨率和多时相性。遥感信息的应用已经从单一遥感资料向多时相、多数据源的融合与分析,从静态分析向动态检测过渡,从对资源与环境的定性调查向计算机辅助的定量自动制图过渡,从对各种现象的表面描述向软件分析和计量探索过渡[4]。近年来,由于航空遥感具有的快速机动性和高分辨率的显著特点使之成为遥感发展的重要方面。
GPS即全球定位系统(Global Positioning System),是美国自20世纪70年代初期开始研制的新一代卫星导航和定位系统。该系统主要有三大组成部分:空间星座、地面监控和用户设备。空间星座部分由24颗均匀分布在6个轨道的卫星组成;GPS的地面监控部分由1个主控站、5个全球监测站和3个注入站组成;GPS的用户设备部分主要由接收机硬件和处理软件组成。GPS具有定位的灵活性和高精度、快速度、全天候作业、操作简便、信息自动接收以及存储等特点,已经在地球学科中得到了广泛的应用。用GPS同时测定三维坐标的方法将测绘定位技术从静态扩展到动态,从单点定位扩展到局部与广域差分,从事后处理扩展到实时动态差分定位与导航,从而大大拓宽它的应用范围和在各行各业中的作用。
技术集成
3S技术主要完成对空间信息的采集、处理、管理、信息表达等功能,具有获取海量信息、并能够准确加以储存和处理的特点。其中,RS技术是以通过从高空或外太空收集地表电磁波信息,并通过对这些信息进行识别、摄影、传输和处理来达到对地表现象进行识别的现代综合技术;GIS可以认为是一个关于地理信息的管理系统,它能够通过“可视化”的方式,完成地理信息的分类和管理;而GPS则是一个实时的、三维空间的卫星导航和定位系统。近年来,随着GIS、RS和GPS单项技术的迅猛发展,促成了3个大系统的有机结合,构成了一个强大的技术体系,3S技术已从各自独立发展进入相互融合、共同发展的阶段,并且在资源调查、车船导航、环境监测、区域管理、城市规划、商业管理等诸多领域里得到了迅速广泛的应用[5]。但目前3S技术在土地规划中的应用仍多为单项技术应用。在土地资源管理日趋信息化的形势下,对土地资料的快速、准确获取、空间信息分析、动态监测、图形图像处理和数字制图的要求已变得十分迫切。而3S技术集成正为这种需求提供了科学、适用的技术方法和手段,它不仅可为土地管理工作提供及时、可靠的基础信息,而且可以对土地信息进行综合分析、处理,应用前景非常广阔。
23S技术在土地利用规划中的应用
技术在土地利用规划数据阶段的应用
土地利用规划工作的每一个环节都包含有大量的数据信息。在数据阶段,主要包括土地数据收集和土地数据处理2个方面。土地信息涵盖土地的位置、数量、质量及其价值等重要信息。这些信息具有数量巨大、动态性和相关性的特征。其中动态性特征不但包括其周期性,还有渐变性和波动性[6]。传统的通过实地踏勘的工作方法需要大量的人力和物力,且需要大量的时间。
随着数字图像处理技术的提高和遥感技术向高分辨率的发展,利用遥感技术获取土地信息的方法将越来越普遍。小卫星遥感的空间分辨率不断提高,IKONOS达1 m,Qui-ckbird达61 cm,都能满足1∶1万比例尺的县乡级土地利用规划。通过遥感技术迅速获取的动态实时信息,再传输给GIS,使GIS数据库得到及时更新。通过GIS技术对土地信息进行处理,可以直接得到理想的图件和数据,及时准确地反映土地信息,不但可以为后续的规划工作提供数据基础,更重要的是明确土地性质、质量,从而明确土地的空间分布,确定各类用地的具体范围。在此阶段,3S技术在数据收集和处理方面展现了其实时性、准确性以及高效的特点。
技术在土地利用规划编制阶段的应用
土地利用规划的编制及实施中,需要清查土地利用类型的面积、权属、利用现状,保证地类正确、图斑一致、数据可靠,确保土地利用规划成果的.科学性和可行性。同时,要采集、储存、管理大量的属性数据和空间数据,而且数据之间关联复杂,失控变异性强。如果没有3S技术的支持,是很难完成的。依靠3S技术平台,在建立土地利用总体规划信息库的基础上,紧密结合土地利用总体规划的业务流程,实现土地利用总体规划编制、修改、实施的自动化管理。利用原有土地信息,分析土地结构,构建各类模型,为土地的评价、预测、结构优化及效益分析提供方法和手段。同时,降低旧有人为进行土地资源分析和决策所带来的主观因素影响,加强了土地利用规划的科学性和合理性。
技术在土地利用规划成果阶段的应用
土地利用规划的编制、审批和实施涉及大量图件、指标等空间数据,对规划成果质量和管理的时效性要求都很高。长期以来,土地利用总体规划的规划成果(包括图件、文本、说明和表格)基本上都是以图纸、文本的形式保存和管理,存在共享性差、利用效率低、形式单一、成果保存难度大等缺点,无论在对公众宣传推广的范围与效果、传播形式与信息获取方式,还是应用灵活性方面都存在较大的局限性。运用3S技术进行规划成果管理,可以提高管理的科学性、管理质量和管理效率,为土地规划的动态实施和成果管理提供科学的方法和现代化手段。因此,为了更加充分、合理、科学、有效地利用土地利用规划的信息与数据,提高规划的开放性和公众参与性,从而更好地发挥土地利用规划的实际效用,必须综合运用3S技术。
3结语
土地的不可再生性决定了合理利用土地的重要性。土地利用规划需要了解土地资源的各种特征和规律,掌握土地资源的数量、质量及分布格局。因此,土地利用规划涉及的信息丰富、量大繁杂,而且多为地理信息,具有很强的地域性、空间性、时序性和动态性。离开这些信息,就很难实现立体、动态的管理和规划,直接影响到土地利用规划和管理的质量和效果。
GPS技术可以对空间数据快速定位,RS技术利用航天、航空遥感提供的航片、卫星照片等影像资料,能精度较高地定位、定量到地块,直观地判读地面物体特性、资源的现势信息。GIS利用空间数据库技术可以把属性数据的管理完全一体化,存储和分析处理多种性质的数据。因此,3S技术能有效地管理各类地理信息、统计分析数据,并对之进行分析处理,实现海量数据的管理,促进土地利用规划和信息处理的规范化,为土地利用规划工作打下坚实的基础。伴随空间信息技术的飞速发展,3S技术必定在我国土地利用规划工作中得到更广泛和更深入的应用,为土地利用规划领域的研究和实践提供科学、有效的研究和实施方法,为土地资源的有效利用作出无可限量的贡献。
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