地理信息系统在土地利用动态监测中的应用

陈 旭

黄河水利职业技术学院，河南 开封 475004

1 利用地理信息系统实施土地利用动态监测的必要性

土地是农作物栽培和房屋建造的基础，与人类社会的生活生产息息相关。新经济形态下，社会生产业态形式逐渐多样化，土地资源开发、利用的模式也逐渐多样化。为了精准把控土地资源利用情况，实现土地利用的动态监测和管理，要依托现代高新技术，对土地的利用情况进行动态监测。

在传统监测模式下，以人工监测为主的土地利用监测方式在人力、物力、财力上的投入较大，监测效率较低，土地利用监测的精准度也不高。地理信息系统不仅能实现土地利用信息数据的采集、储存，还在数据管理、运算、分析方面作用突出，并能实现土地利用信息数据的显示和描述。在这种自动化的数据整理、编辑中，土地利用信息数据最终形成大数据，有助于数据资源的共享管理，提高土地资源利用和管理的效率与质量[1]。

2 地理信息系统的结构组成

地理信息系统的结构布局直接关系其在土地利用动态监测工作中的应用效果。从地理信息系统的结构组成来看，除硬件、软件要素外，地理数据、人员、应用模型等都是地理信息系统的重要单元。在这些单元的协同作用下，地理信息系统按照信息源、数据处理、数据库（存储）、空间分析、数据表达的流程（见图1），实现土地利用动态监测数据的高效处理[2]。

图1 地理信息系统数据处理流程

硬件单元、软件单元是地理信息系统应用的两个基本结构。就硬件单元而言，其不仅包含计算机主机、输出输入设备，还涉及传输设备、存储设备。合理配置并使用地理信息系统的硬件单元，能有效提高数据采集、处理、加工、分析的效率。目前，土地资源利用形式多样，要充分发挥地理信息系统的作用，还应在对设备单元进行升级的基础上实现地理信息系统与信息网络的互通互联，为系统软件功能的实现奠定良好的基础。

在地理信息系统软件单元中，除数据输入编辑、数据管理协议外，数据操作及显示输出协议等都是其重要的组成部分。作为地理信息系统应用的灵魂与核心，土地利用数据不仅包含基础数据，还涉及专题数据等诸多形式。因此，应在系统硬件单元的支撑下，充分发挥软件系统功能，有效提升各种数据的利用价值，这对于土地资源利用的高效化、精确化管理具有积极作用。

3 地理信息系统在土地利用动态监测中的应用

3.1 应用内容

目前，土地资源利用具有多元化的特点，要实现土地利用情况的动态监测，相关部门需对土地地籍、评估规划、估价工作等情况进行系统监测[3]。

（1）地籍管理。地理信息系统在土地地籍管理中被广泛应用。地籍管理主要是登记土地的所有权归属或者变更所有权。在土地资源开发利用中，所有权的归属和变更问题处理难度大，处理过程相对棘手。依托地理信息系统开展地籍管理，能快速整合、分析庞大冗杂的信息数据，极大程度上提高地籍管理的效率，在解决土地沉积问题上具有突出作用。

（2）土地评估规划。现阶段，我国土地资源短缺问题较为明显，出于提高土地利用效率的考虑，在土地利用之前需要规范化地开展土地资源的规划和评估工作。地理信息系统为土地规划评估工作的开展创造了有利条件，工作人员不仅可以依托系统计算机设备对土地的潜力进行判断，确定土地潜在的生产力，还可以对一些建设用地的承建能力进行预测，继而决定建筑的建设高度、稳定性、防渗方案等。

（3）土地估价。作为合理利用土地的重要途径，土地定级估价对于提高土地资源利用效率具有积极作用。土地估价工作的开展能实现优质土地与开发利用项目的高度匹配。目前，地理信息系统被广泛应用在土地估价中，在地理信息系统的支撑下，工作人员可以精准扫描、分析土地的地形，然后保存地形图，以便进行对比。另外，依托地理信息系统开展土地估价时，工作人员可以将土地精准到点进行筛查和判断，能很大程度地提高土地估价的准确性，对于提高土地资源利用效率具有较强的辅助作用。

3.2 应用流程

（1）选择基础数据。数据选择获取是地理信息系统在土地利用动态监测管理中应用的基础项目。在基础数据选择中，工作人员通常会通过卫星遥感技术获取待监测土地的自然环境和覆盖数据，从而判断土地利用情况。在数据获取的过程中，不但要确保数据监测范围的全面性，而且需要保证卫星遥感监测数据的精准性。基于这一要求，在初期阶段还需要控制与明确卫星遥感影像的分辨率，从而提高地理信息系统数据获取的准确性。

（2）数据预处理。实施土地利用数据预处理的目的在于剔除无效监测数据，确保土地利用数据后期分析的合理性、规范性和准确性。数据预处理不仅包含了数据融合、矫正方式，还涉及数据镶嵌及调色等手段。依托这些方式，可以快速消除遥感影像数据误差，满足相关的地物信息要求。此外，地理信息系统数据预处理还能避免信息损伤，降低后期数据处理难度，提高数据解译的精度。

（3）解译及土地动态变化信息提取。完成数据预处理后，需要建立解译标志，开展土地利用数据解译工作。在土地利用动态监测中，数据解译标志的建立不仅需要考虑土地的利用类型，还需要对地貌类型进行有效分析，然后通过人机交互式解译、计算机分类后解译等方法完成解译工作，为数据的后期分析、处理和利用提供参考。在土地动态变化信息提取的过程中，工作人员要充分考虑相关数据的实际特点，同时在数据提取方式的选择上还需考虑土地资源监管范围和使用目的，确保数据提取方式的针对性、有效性。

（4）数据库建立与更新。土地利用动态监测管理涉及大量数据的管理与应用，因而基于地理信息系统开展土地利用动态监测时，需要注意数据库的建立与更新。在数据库建设中，需要在计算机硬件基础上规范使用大数据技术、云存储技术，并系统设置数据存储程序和存储分类原则，然后将利用遥感技术获取的土地利用信息数据存储于其中，完成具体数据库的建设。依托地理信息系统土地资源利用数据库，可构建出矢量化图形，同时工作人员还可快速构建三维地理模型，以充分展现土地利用现状各元素。

在完成土地资源利用数据监测数据库建设后，在地理信息系统作用下，工作人员应长期开展目标地块的动态监测，以实现数据库数据的持续更新。在土地利用数据库更新应用中，应系统复查和测量那些解译信息不够准确或者出现变化的区域，以此提升数据库信息应用的准确性，保证土地资源利用、监测、管理的效率和质量。

3.3 应用要点

（1）外业调查。在土地利用动态监测中，依托地理信息系统开展外业调查是最基础的工作内容，直接关系土地资源利用监测和管理的效率与质量。在外业调查中，工作人员应重视两个方面的要点：一是应重视土地利用外业调查方法的有效选择，如采用GPS定位、遥感技术、实地测量等多种方法，快速、全面、准确地捕获土地资源利用信息；二是在外业调查中应开展可疑图斑的实地调查，系统绘制可疑斑点实地草图，并填写外业调查表，为后期内业判读和土地利用信息的分析奠定良好基础。

（2）内业判读。内业判读是土地利用动态监测的重要内容。基于地理信息系统开展内业资料判读时，应对遥感影像、数据库以及现状图等所有的数据进行收集和整理；然后对数据进行系统校正和增强，获得更加准确的信息数据；最后应重视异样数据信息的提取、对比和处理，消除数据误差。

（3）数据统计和分析。要想进一步提高土地利用动态监测和管理的质量，相关人员还应重视土地利用信息的有效统计和分析。当前，地理信息系统的应用为土地资源利用数据的统计和分析创造了有利条件。在数据统计分析中，应重视以下要点：①要注意数据库的及时更新，实现相关数据的补充和修正；②应实现数据的准确核实，确保空间数据、图形数据和数据属性的一一对应；③应重视接边情况和拓扑错误的检查与修正，确保数据的准确应用；④应构建土地利用现状图和土地利用三维模型，提高土地利用动态监测质量，为后期土地资源的规划、利用和管理提供参考。

4 结束语

地理信息系统在土地利用动态监测中发挥着至关重要的作用。新时期，人们只有充分认识到土地利用动态监测中地理信息系统的应用价值，然后系统建设、完善地理信息系统结构，深化其在土地利用动态监测中的应用，才能实现地理信息系统与土地利用动态监测的有机结合，进而提升地理信息系统应用水平，确保土地利用动态监测及管理质量。