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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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土地利用规划论文可以写下面形式的：区域土地利用规划研究中遥感、空间信息系统技术的应用；土地利用规划环境影响评价；土地利用/土地覆盖变化与土地利用规划；南通市土地利用规划环境影响评价指标体系研究。详情可参考：
1 土地开发整理规划环境影响评价研究 南京农业大学 2009 2 基于利益主体的土地利用规划决策机制研究 华中农业大学 2010 3 基于状态框架和GIS的土地利用规划环境影响评价研究 中国矿业大学 2009 4 地震灾后土地利用应急规划体系研究 中国地质大学（北京） 2011 5 土地集约利用的规划方法与途径研究 中国地质大学（北京） 2011 6 中国土地利用规划中的耕地保护目标选择 浙江大学 2010 7 常州市经济开发区土地利用规划后评估研究 中国地质大学（北京） 2010 8 基于GIS技术的县级土地利用总体规划研究 新疆大学 20109 中国现代土地利用规划研究 南京农业大学 2007 10 土地利用综合防灾规划及其空间决策支持系统研究 中国海洋大学 2008 ……索道网提供国内外论文检索服务。
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。
4参考文献
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[4] 周桂芳,朱淑丽,鲁春阳.3S技术在土地管理中的应用研究[J].安徽农业科学,2006,34(23):6342-6343.
[5] 刘杰.空间信息技术在土地利用规划中的应用[J].测绘与空间地理信息,2008,31(2):137-139.
[6] 赵旭.“3S”技术在土地利用规划学中的应用[J].安徽建筑,2009,16(4):139-140.
1土地利用规划学的研究对象和研究方法2土地利用规划的任务和内容体系我国土地资源及其利用现状土地利用规划的任务土地利用规划的内容体系3土地利用规划的理论和原则4土地利用规划可行性论证5土地利用规划管理6土地利用现状分析和土地质量评价7土地利用结构与布局
浅谈垃圾填埋场的土地整理和利用论文
1某地垃圾填埋场现状
该垃圾填埋场地处沿海某地城郊，原为荒滩林地，现因当地经济快速发展，已经开发成工业开发区，填埋场距离市区30km左右，离最近的城镇8km左右，目前填埋场周围均有工厂分布。填埋场总面积约，其中填埋区为，管理区及渗沥液处理区约。整个库区由生活垃圾填埋区和拆解垃圾填埋区组成。生活垃圾填埋区占地面积，分为一期库区和二期库区。一期库区占地，自1998年启用，已于2006年封场，填埋量约33万t；二期库区占地，自2006年启用，于2012年底封场，填埋量52万t，生活垃圾填埋区已填埋的垃圾总量约为85万t。拆解垃圾填埋区位于填埋库区西面，占地面积约，填埋厚度，库容万m3，已填埋的垃圾总量约为15万t。至2012年底，填埋场库区均已达到设计库容，实行封场，目前已进入封场后管理维护阶段。
2当地工业发展和用地现状
按照工业新城区的定位，当地编制了工业集聚区各项规划和产业发展规划，投入资金建设园区的主干道路网及水、电、通信等基础设施，着力培育规模企业，提升区域经济竞争力，形成了以机电、汽摩配、塑料制品、五金、水产冷冻等五大特色行业为主导的产业结构。全镇亿元企业8家，千万元以上企业达20多家。根据当地国土资源局国有土地使用权招拍挂出让成交公示（2012年6月显示，当地近期的工业用地拍卖屡创新高，反映了其工业用地紧张的现实。城镇生活垃圾均采用焚烧方式处理，已封场的填埋场位于工业开发区核心区域，成为工业园区中的'“棕色地块”，制约了工业园区的发展。根据国家规范，若要对该块土地重新利用，则需要填埋场达到稳定安全期后方可进行土地使用，且不能建造永久性建筑物，为了使已封场填埋场的场地发挥更积极的土地效益和社会经济效益，减少填埋场维护费用，降低填埋场对周边区域环境污染的风险，可以利用填埋场距当地焚烧发电厂较近的优势，对填埋物采取“外运焚烧”的方式对土地进行整理，并对搬迁后的场地进行土壤修复、回填，使之达到GB15618—2008土壤环境质量标准（修订中第二级工业用地标准，让该地块恢复成工业用地，并从土地转让收益中抵扣掉土地整理的费用。
3方案实施的条件
交通运输条件。填埋场所属区块路网建设已经成熟，运输条件良好。填埋场距当地焚烧发电厂6km，运距合适，交通方便，具备了项目实施必须的交通条件。
处理场地条件。当地焚烧发电厂总占地面积61124m2，总投资近3亿元，装机容量25MW，上网电量1亿kW·h/a，处理规模一期1000t/d，年处理生活垃圾28万t。其二期工程预计在近2a内实施，届时会增加处理量800t/d，处理量将达到1800t/d。目前该焚烧发电厂日处理量为800t/d，有200t/d的余量垃圾可以提供给垃圾填埋场做二次处理；2a后，该公司二期工程实施，可提供给垃圾填埋场二次处理垃圾最大处理量约600t/d，能满足垃圾填埋场垃圾的二次处理要求。
4已填埋垃圾分析
生活垃圾。一期库区垃圾。生活垃圾填埋区一期库区自1998年启用，至2006年封场完毕，使用年限8a，已填埋垃圾约33万t。一期库区封场至今已有6a，部分垃圾在填埋场中填埋多年，垃圾中易降解物质降解已经完成，垃圾成分基本达到稳定化，矿化率较高。二期库区垃圾。生活垃圾填埋区二期库区自2006年启用，至2012年封场，使用年限6a，已填埋垃圾52万t。根据城区生活垃圾产生量的相关资料显示，从2009年开始，每天垃圾填埋量平均约500t，经计算，二期库区上层4m左右厚的垃圾基本是近1~2a填入的，其降解、矿化率较低甚至还未进入矿化阶段。2008—2009年垃圾产生量较初始填埋时有所增长，垃圾填埋龄3~4a，其有机物已部分或大部分降解，垃圾矿化率相对较高，降解后垃圾层有一定的沉降性，估计这部分垃圾层厚度在左右。最下层垃圾是2005—2007年填埋的垃圾，当时垃圾产生量较少，并经过5~6a的降解，绝大部分有机物已降解，矿化程度较高，并且矿化后垃圾沉降量较大，这部分垃圾层厚约。
拆解垃圾。拆解垃圾库区自2006年启用，至2012年封场，已使用6a，填埋垃圾约15万t。根据当地拆解垃圾的相关资料可知，垃圾主要成分为橡胶、沙子、砖块、塑料、线路板、铁、铜以及极少量的纸张等，经分选后的垃圾焚烧热值较高。
5外运焚烧工艺
工艺设计
工艺流程简介。根据焚烧厂接纳能力和筛分机处理能力制定垃圾挖掘计划，垃圾挖掘后，经过筛分机筛分，筛上物运至焚烧厂焚烧；筛下物作为矿化垃圾利用。
设备及人员配置。垃圾焚烧厂一期设计处理规模为1000t/d，近2a可接纳填埋场二次处理垃圾量约200t/d。人员及设备配备。根据焚烧发电厂的规划，其二期将在2014年建设运营，总设计处理规模将达到1800t/d，预估可接纳填埋场二次处理垃圾量最大约600t/d。人员及设备配备。
处理周期分析
已填垃圾成分分析。根据国内对已填埋垃圾筛分测定的相关研究，填埋场内垃圾筛分物随填埋年限各有不同。
垃圾总量分析。结合垃圾填埋场填埋种类和年限，垃圾填埋场中垃圾经筛分后，筛上物、筛下物分析结果。
垃圾处理周期分析。垃圾填埋场垃圾处理周期。
矿化垃圾的性质和用途。垃圾填埋数年后，垃圾中易降解物质完全或接近完全降解，垃圾填埋场表面沉降非常小，垃圾本身已很少或不产生渗沥液和填埋气，垃圾中可生物降解含量较小，渗沥液中COD浓度较低，垃圾填埋场达到稳定化状态即无害化状态，这部分垃圾称为矿化垃圾。根据矿化垃圾性质可知，矿化垃圾中有一定的有机质和营养元素，主要用途：①种植、绿化用的营养土；②建筑材料；③生物反应床的填料。
6场地修复及土地重新利用
场地土壤检测和修复目的。填埋场库区按区块搬空后，即可对搬空区块进行土壤检测，根据GB15618—2008（修订工业用地土壤污染物浓度控制要求取样、分析、给出调查报告，并制定修复方案进行场地修复，使之达到该标准中工业用地的要求，实现地块的重新利用。
常用修复技术根据。《污染场地土壤修复技术导则》（征求意见稿，常用的污染场地修复技术包括挖掘、稳定/固化、化学淋洗、气提、电动、热处理、生物修复等。
土地重新利用。场址土方填筑完成并验收合格后，即可进行地块规划设计，然后进行场地平整、路网建设、通水、通电等基础建设，建设完成后即可进行土地的重新利用。
7投资收益分析
根据工艺各流程和设备配备，项目总投资约为万元（含土壤修复费用，其中垃圾焚烧按80元/t计，场地调查和修复按1300万元计，未计矿化垃圾的收益或处理成本。根据的统计，目前工业土地的均价近930万元/hm2，本项目完成后可整理出工业用地，考虑项目实施完成需，届时土地价格涨价按15%计，预计可以回收土地资金万元，故按本方案，该垃圾填埋场地块整理利用后，可以产生万元的净收益。
8结论
(1)垃圾填埋场封场后土地开发利用，要结合当地经济发展状况、环境保护意识及现状等方面进行综合分析，确定最合理的方案。
(2)根据某地垃圾填埋场的实际情况，经过整理技术和经济成本、收益的分析，外运焚烧+场地土壤修复方案是切实可行的。
(3)本方案给土地价值较高地区已封场的垃圾填埋场土地整理和利用提出了一个新的方案，也为垃圾堆场存量治理提供了一个新途径。
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中国耕地利用集约度结构变化及其区域差异(英文)陈瑜琦 李秀彬 田玉军 谈明洪 【摘要】：Based on the data from the Cost-benefit Data of Farm Produce and the China Agricultural Yearbook, this paper divided the intensity of cultivated land use into labor intensity and capital intensity, and then analyzed their temporal and spatial change at both national and provincial levels between 1980 and 2006. The results showed that: (1) At the national level, labor intensity on food produce decreased from day/ha in 1980 to day/ha in 2006; and a continuous decrease with a steep decline between 1980 and 1986, a slower decline from 1987 to 1996, and another steep decline from 1997 to 2006. On the contrary, capital intensity shows an increasing trend since 1980. As to the internal composition of capital intensity, the proportion of seed, chemical fertilizer and pesticide input decreased from to and the proportion of machinery increased from to . The less emphasis on yield-increasing input and more emphasis on labor-saving input are the main reasons for a slow increase of yield per unit area after 1996. (2) At the provincial level, the developed areas have lower labor intensity and higher capital intensity. The less developed ones have higher labor intensity but lower capital intensity. From the viewpoint of the internal composition of capital intensity, labor-saving input accounts for more proportion in the developed areas than that of other areas. The main reason is that in these developed areas, labor input has become a constraint factor in food production as more and more labors engaged in off-farm work. Farmers increase the labor-saving input for higher labor productivity. However, in the less developed areas, the major constraint is the shortage of capital; food production is still depending on labor and yield-increasing inputs.
Farmland is a scarce resource, in a national economy plays a very important role, is the foundation of the national economy. This article through to each division of zhanjiang cultivated land intensive use situation analyzed, and the cultivated land intensive use to evaluate potential arable land, so as to obtain the best intensive use potential. In the process of analysis and evaluation, this paper USES ahp thoughts, scientific evaluation index system. Use objective method of entropy method and coefficient of variation of hair sure weight of each indicator. Puts forward "reasonable value evaluation index, the reasonable value will be combined with weight, it is concluded that the cultivated land intensive use each partition, and find the best potential arable land intensive use influence factors of best potential play, and at last puts forward some improvement Suggestions.
我国东南沿海地区风能资源较丰富，年平均风速为4m/s。这些地区乡镇工业发展迅速，用电量较大，常规能源贫乏，部分电网通达的地方缺电也较严重。为满足农田灌溉、水产养殖和盐场制盐等低扬程大流量提水作业的需要，当地用户已在使用一些低扬程风力提水装置。如福建省莆田地区利用风力提水制盐，天津市郊区利用风能排咸和育苗，山东省新泰市的风力—空气泵农田灌溉等，都取得了一定的经济效益。在上述地区推广应用风力提水机组，对农业、渔业和副业生产的发展具有重要的意义。另一方面，我国内陆风能资源较好的区域，如内蒙古北部、甘肃和青海等地的年平均风速为4~6 m/s，3~20 m/s的风速累计4000~5000h/年。这里是广大的草原特区，人口分散，难通电网。利用深井风力提水机组为牧民和牲畜提供饮水或进行小面积草场灌溉，对于改善当地牧民的生活、生产条件具有明显的社会效益。此外，甘肃、新疆北部及松花江下游也属于风能丰富区，适合发展风力提水。我国从20世纪80年代初就把小型风力发电作为实现农村电气化的措施之一，主要研制、开发和示范应用小型充电用风力发电机，供农民一家一户使用。目前，1 kW以下的机组技术已经成熟并进行大量的推广，形成了年产1万台的生产能力。近10年来，每年国内销售5000~8000台，100余台出口国外。目前可批量生产100、150、200、300和500W及1、2、5和10 kW的小型风力发电机，年生产能力为3万台以上，销售量最大的是100~300W的产品。在电网不能通达的偏远地区，约60万居民利用风能实现电气化。截至1999年，我国累计生产小型风力发电机组18 .57万台，居世界第一。我国大型风力发电机组的研究制造工作正在加快发展。中国一拖集团有限公司与西班牙电力公司美德（MADE）再生能源公司成立的一拖—美德（MADE）风电设备有限公司，西安航空发动机公司与德国恩德（NORDEX）公司成立的西安维德风电设备有限公司分别生产了1台660 kW600 kW的主发电机组，并已经安装在辽宁营口风电场并网发电运行。这两台机组的国产化率达到40%。另外，浙江运达风力发电设备厂在生产200 kW风力发电机组的基础上又生产出了4台250 kW风力发电机组，安装在广东南澳风场运行，这是我国具有自主知识产权、运行状况最好的机组。风力发电场继续增多，装机容量继续增加。从我国风电场的建设历史来看，1986年4月由航空部和山东省计委拨款建设的第一个风电场在山东荣城发电后，全国各地陆续引进机组建设风电场，装机容量逐年增加。1990年累计装机4000 kW，最大的机组单机容量为200 kW；1993年累计装机万kW，单机最大为500 kW；1995年累计装机3 .75kW；到1997年底全国风电场装机433台，容量达到16 .67万kW，单机最大为600 kW；1998年总装机容量达到万kW；1999年达到万kW。风力发电机组单机容量逐年加大。风电场内安装的国产机组主要有两种：一种是科技攻关的样机或后续生产的几台机组，由于技术和质量问题，需要继续改进；另一种是与国外厂商合作生产的，有些部件用国产的替代基本上能够正常运行。进口机组多是较成熟的商品机组，可靠性高，这种机组主要有变桨距调节型和定桨距失速调节型两种，单机容量在1996年以前是150~300 kW，后来安装的主要是600 kW级机组。
《风能世界》杂志 Wind Energy World Magazine 《风能世界》杂志，从创刊之日起，就坚持“技术为先，产品为根，工程为本，低碳为国”办刊原则，深入当下中国风能第一线，贴近风电现场、倡导先进技术、传播低碳理念、服务风电行业，是中国惟一定位“关注世界风能与企业成长”的技术型权威性刊物，立志成为是中国最好的风能杂志。 《风能世界》杂志，主管是中华人民共和国建设部，由建设部中装协建筑电气委员会资源节能专业委员会主办，秉承“推动世界风能产业，促进中国企业发展”的核心理念，具有新闻性、前瞻性、透视性、行业新技术、新产品、新工艺、新人物，读者群涵盖风力发电机整机制造企业，风能叶片企业、风能发电场、风能建设投资方、能源机构以及高校产学研机构及风能下游的工程产业、运输、土建防雷等相关设备企业，整合全球风电整机制造商及零部件设备供应商、CDM风力发电投资与运营者、科研单位、进行紧密交流与技术创新。 《风能世界》杂志，栏目有：A视角、每期特稿、直击现场（与运维与业主对话）、CEO连线、技术专栏、实践应用、解决方案、深度分析、成长N次方、主编译文、规范标准等，另一方面，报道风能行业榜样性商业精英的成长故事、商业运作手法和思维方式，对风能企业在成长中遇到的典型现象和趋势进行深度解剖和分析，提供操作性解决之道。 《风能世界》杂志，“推动世界风能产业，促进中国企业发展”，是《风能世界》杂志秉承一贯的核心理念，为您提供最新鲜的资讯，为您推广最优秀的产品，为您推介最诚信的商家，为您搭建最权威的平台。 近期，《风能世界》杂志受到世界风能协会主席阿尼尔·凯恩赞许，阿尼尔·凯恩主席称这是他看到过最好的风能杂志，并欣然题写了寄予，希望再接再厉，为世界风能做出更大成绩。 经综合指标评估及国内外权威专家推荐，日前，《风能世界》杂志期刊已进入美国《乌利希期刊指南》。 《乌利希期刊指南》是一个著名的国际权威图书目录检索和期刊管理工具，又称之期刊大全指南数据库，其用户非常广泛，包括世界各国的大专院校的图书馆管理员、教师和学生，公共和专业图书馆管理人员，出版商，期刊预订代理商，企业以及研究人员等。该数据库提供世界各国出版的期刊的详细、全面、权威的信息。现在所收录的连续出版物包括定期和不定期或者刊期每年少于一期的出版物，如会议录、学报、学科进展、年鉴、手册、年度评论、专题论丛等。该指南数据库涵盖多种学科，包含定期或不定期出版物的信息。 由于《风能世界》杂志为行业做出巨大贡献，中国各大主流媒体纷纷报道。7月12日，《风能世界》杂志一篇名为《2020年风能将成为世界最重要的能源力量》的文章，在互联网上被各大主流媒体纷纷报道，媒体有新华网，中国网，新民网，中国经济网，赛迪网，慧聪网，文新传媒，潮州日报等等 ，行业媒体报道的有中国能源协会网，国际能源网，中国风能网等等，以及广大的读者群体对《风能世界》倾注了极大关注。 持之以恒，永不气馁，全心全意服务风能行业，杂志实施免费赠送，免费邮寄的制度，为推动世界风能产业，促进中国企业发展。
风力发电是一种清洁的、可再生的能源。下面我整理了风力发电技术论文，欢迎阅读!
风力发电技术
摘要：随着世界能源的日趋匮乏和科学技术的飞速发展，加之人们对环境保护的要求，人们在努力寻找一种能替代石油、天然气等能源的可再生、环保、洁净的绿色能源。风能是当前最有发展前景的一种新型能源，它是取之不尽用之不竭的能源，还是一种洁净、无污染、可再生的绿色能源。风能的利用，从风车到风力发电，证明了文明和科学进步。绿色和平组织和欧洲风能协会2002年提出了《风力2012》报告，报告中指出到2020年，世界风力发电将达到世界电力总需求量的12%，我国电力发展“十一五”发展纲要中也指出，中国的风力发电将占世界风力发电总量的14%。风力发电与火力发电和水力发电比较，具有单机容量小、可分散建设等优点。随着国家对能源需求和环保要求力度的不断加大，风力发电的优势和经济性、实用性等优点也必将显现出来。
关键词：风力发电技术
一、风力发电国内外发展现状
1、 国外风力发电发展现状
2012 年新增风电装机容量最多的10 个国家占世界风电装机的87%。与2007 年相比，美国保持第1 名，中国超过西班牙从第3 名上升到第2 名，印度超过德国和西班牙从第5名升至第3 名，前3 名的国家合计新增装机容量占全世界的60%。根据世界风能协会的统计，2012 年全世界风电装机容量新增约2726 万kW，增长率约为29%。累计达到 亿kW，增长率为42%，突破1 亿kW 大关。风电总量为2600 亿kWh，占全世界总电量的比例从2000 年的增加到2012 年的。尽管风电的发展仍然存在着很多困难，如电网适应能力、风能资源、海上风电发展等，但相比于常规能源，经济性优势逐步凸显，世界各国都对风电发展充满了信心。
2、 我国风力发电的现状
我国的风力发电始于20世纪50年代后期，在吉林、辽宁、新疆等省建立了单台容量在10kW以下的小型风力发电场，但其后就处于停滞状态。直到1986年，在山东荣城建成了我国第一座并网运行的风电场后，从此并网运行的风电场建设进入了探索和示范阶段，但其特点是规模和单机容量均较小。到1990年已建成4座并网型风电场，总装机容量为，其最大单机容量为200kW。在此基础上，风力发电从1991年起开始步入了逐步推广阶段，到1995年，全国共建成了5座并网型风电场，装机总容量为，最大单机容量为500kW。1996年后，风力发电进入了扩大建设规模的阶段，其特点是风电场规模和装机容量均较大，最大单机容量为1500kW。据中国风能协会最新统计，2007年中国除台湾省外新增风电机组3，144 台。与2006 年相比，2007年当年新增装机增长率为，累计装机增长率为。2007年中国除台湾省外累计风电机组6，458台，装机容量5，890MW。
各种风力发电机的优缺点
风力发电机组主要由两大部分组成：
风力机部分它将风能转换为机械能;
发电机部分它将机械能转换为电能。
根据风机这两大部分采用的不同结构类型、以及它们分别采用的技术方案的不同特征，再加上它们的不同组合，风力发电机组可以有多种多样的分类。
(1) 按照功率传递的机械连接方式的不同，可分为“有齿轮箱型风机”和无齿轮箱的“直驱型风机”。
有齿轮箱型风机的桨叶通过齿轮箱及其高速轴及万能弹性联轴节将转矩传递到发电机的传动轴，联轴节具有很好的吸收阻尼和震动的特性，可吸收适量的径向、轴向和一定角度的偏移，并且联轴器可阻止机械装置的过载。
而直驱型风机则另辟蹊径，配合采用了多项先进技术，桨叶的转矩可以不通过齿轮箱增速而直接传递到发电机的传动轴，使风机发出的电能同样能并网输出。这样的设计简化了装置的结构，减少了故障几率，优点很多，现多用于大型机组上。
(2) 根据按桨叶接受风能的功率调节方式可分为：
“定桨距(失速型)机组”桨叶与轮毂的连接是固定的。当风速变化时，桨叶的迎风角度不能随之变化。由于定桨距(失速型)机组结构简单、性能可靠，在20 年来的风能开发利用中一直占据主导地位。
“变桨距机组”叶片可以绕叶片中心轴旋转，使叶片攻角可在一定范围内(一般0-90度)调节变化，其性能比定桨距型提高许多，但结构也趋于复杂，现多用于大型机组上。
(3) 按照叶轮转速是否恒定可分为：
“恒速风力发电机组”设计简单可靠，造价低，维护量少，直接并网;缺点是：气动效率低，结构载荷高，给电网造成电网波动，从电网吸收无功功率。
“变速风力发电机组”气动效率高，机械应力小，功率波动小，成本效率高，支撑结构轻。缺点是：功率对电压降敏感，电气设备的价格较高，维护量大。现常用于大容量的主力机型。
(4) 根据风力发电机组的发电机类型分类，可分为两大类：
“异步发电机型” “同步发电机型”
只要选用适当的变流装置，它们都可以用于变速运行风机。
异步发电机按其转子结构不同又可分为：
(a) 笼型异步发电机转子为笼型。由于结构简单可靠、廉价、易于接入电网，而在小、中型机组中得到大量的使用;
(b) 绕线式双馈异步发电机转子为线绕型。定子与电网直接连接输送电能，同时绕线式转子也经过变频器控制向电网输送有功或无功功率。
同步发电机型按其产生旋转磁场的磁极的类型又可分为：
(a) 电励磁同步发电机转子为线绕凸极式磁极，由外接直流电流激磁来产生磁场。
(b) 永磁同步发电机转子为铁氧体材料制造的永磁体磁极，通常为低速多极式，不用外界激磁，简化了发电机结构，因而具有多种优势。 二、相关风力发电控制技术
随着经济节约型社会的逐步推进，风能作为清洁的可再生能源，实现风力发电也越来越受到人们关注。然而面对风况的可变性(锋速的大小、方向的随机性)以及风电场中风力发电机组布置的分散性，要实现风电低成本、超大规模开发利用，作为其可靠、高效运行的关键技术，控制技术需要进行不断地改进，并具有广阔的研究前景。
三、风力发电机组控制系统构成
风力发电机组控制系统由本体系统和电控(总体控制)系统组成，本体系统包括空气动力学系统、发电机系统、变流系统及其附属结构;电控系统由不同的模块构成，主模块包括变桨控制、偏航控制、变流控制等，辅助模块则包括通讯、监控、健康管理控制等。而且，在本体系统与电控系统间实现系统的联系及信号的变换。例如，空气动力系统的桨距由变桨控制系统控制，保证了风能转化的最大化，功率输出的稳定等作用。风轮的自动对风及连续跟踪风向引起电缆缠绕的自动解缆受偏航控制系统控制，分为主、被动迎风两种模式，目前大型并网风电系统多采用主动偏航模式。变流控制常和变桨距系统结合，对变速恒频的运行及最大额定功率进行控制。
根据风电机组不同的分类标准，可将机组控制系统分为不同种类。目前风力发电的主流机型主要是依据桨距特性，发电机类型等分类，通过技术不断改进，控制系统由最先的定桨距恒速恒频控制到变桨距恒速恒频控制，随之发展为变桨距变速恒频控制。此外，据连接电网类型可将风电控制系统分为离网型和并网型，前者已步入大规模稳定发展阶段。后者则成为现阶段控制系统的主要发展方向。
1.变桨控制
变桨控制是风电机组控制系统的研究重点，其实际上即对功率的控制。相对于定桨距控制无法解决桨叶自动失速，功率不稳的问题，该系统通过改变桨距角，使得在低风速(即低于额定风速)时，风机处于最优的风能捕获状态，桨距保持为零，实现风能的最大利用率;在高风速(即高于额定风速)时，改变攻角变化，降低叶片空气动力转矩，又能达到调节速度、限制功率的目的。减小风速、风向可变性对机组的影响。因相应的风轮特性的不同，变桨控制分为主动和被动控制。
2.偏航控制
偏航系统又称对风装置，是风电机组特有的伺服控制系统，将风向改变的信号经过一系列的控制系统程序，调整风轮与风向一致，保证了风电机组的平稳运转，使得风能高效利用，进而大大降低发电成本并有效保护电机。作为随动系统，连续跟踪风向很可能造成电缆缠绕，偏航系统也具有自动解缆的功能。同样对应不同的风电机组，应用不同的偏航装置，分为尾舵对风、侧风轮对风、伺服电机或调向电机调向，前两者为被动迎风，后者为主动迎风。
3.变流系统
变流系统采用全功率变流，完成风电机组输出功率的变换与并网。现今并网系统包括直接并网、降压并网、准同步并网、软并网，而软并网目前使用最普遍。
风电机组启动时，变流控制原件实现风电机的并网，在正常工作中，变流控制单元又要接受主控器的命令，控制输出功率，实现了电网有功功率与无功功率的灵活控制。
四、风力发电技术发展趋势的展望
在我国大力发展以风能太阳能新发电方式为代表的电力系统成为长期的国策，新能源电力不远将来成为我国电力建设不可缺少的部分，随着洋品牌不断降价，整机厂介入，新一轮竞争越来越激烈，要和国内整机厂结合起来大家要做。电网友好耗型的故障穿越式的技术是国产变流器必须解决的问题，国产化使我们国家整个技术水平上一个台阶。
五、风力发电前景的建议
1 做好风能资源的勘察
风资源的测定是发挥风电作用的前提基础，因此将来应该在这方面增大投入，对我国实际的风资源在总体上有细致准确的了解，为政府和风电的决策者合理地规划风电提供正确的指导。为进一步摸清风能资源状况，必须加快开展风能资源的普查工作。这方面，不仅需要有关部门筹集一定资金用于加大风力资源勘测工作的投入，各地也要自筹资金开展本地区风力资源的勘察，认真调查确定可开发风电场的分布和规模。
2 提高风电机组的制造技术
要提高我国风力发电应用的技术水平，需要不断增进与发达国家的交流，学习其先进技术，只有清楚彼此差距，才能不断提升我国的风电技术水平。我国提出，到2010年风电装机要有80%的国产化率，必须在技术上占领竞争制高点。《可再生能源法》规定：“国家将可再生能源开发利用的科学技术研究和产业化发展列为科技发展与高技术产业发展的优先领域，纳入国家科技发展规划和高技术产业发展规划，并安排资金支持可再生能源开发利用的科学技术研究、应用示范和产业化发展，促进可再生能源开发利用的技术进步”。这一规定为风电技术进步创造了良好的契机。提高风电技术也是降低风电成本和上网电价的关键所在。
3 依托政策发展风电
2006年国家正式实施了《可再生能源法》，2008年，国家发改委印发了《可再生能源发展“十一五”规划》。这些政策法规的出台为风力发电的发展提供了制度上的支持，在具体的措施和规则上还要细化、规范、便于操作，使风电的发展稳步，快速的发展起来。
中国的风电发展迄今已经有30多年，取得了显著进步。但由于基础薄弱，风电发展的过程中面临的技术落后、政策扶持不够及上网电价高等诸多困难。随着政府和民众对风电的逐步认识、《可再生能源法》正式实施和《可再生能源发展“十一五”规划》的出台，以及风电设备的设计、制造技术方面不断提高，风能利用必将为我国的环保事业、能源结构的调整做出巨大的贡献。风电产业和相关的科研机构应该抓住这一契机，为风电的全面发展作一个系统可行的规划，逐步解决风电发展中的困难，完善风电机制，在提高风电战略地位的同时，早日使风电普及惠民。
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