摘要土地利用規劃爲經濟社會全面協調和可持續發展提供土地保障,是合理利用土地的基礎和依據。3S技術能爲土地利用規劃領域的研究和實踐提供科學有效的方法和手段。結合我國正在開展的新一輪土地利用總體規劃,介紹GIS、RS、GPS及3S技術集成,分析3S技術在土地利用規劃的數據準備與處理、規劃編制與實施和規劃成果管理等各階段的應用,其在土地利用規劃領域的應用前景十分廣闊。
關鍵詞3S技術;土地利用規劃;應用
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
土地利用規劃是指以各級行政區劃爲單位,根據地區的自然、經濟、社會條件、土地自身的適宜性以及國民經濟發展需要和市場需求,協調國民經濟各部門之間和農業生產各行業間的用地矛盾,尋求最佳土地利用結構和佈局,對土地資源的開發、利用、治理、保護進行統籌安排的戰略性規劃[1]。土地利用規劃是對一定區域未來土地利用超前性的計劃和安排,是依據區域社會經濟發展和土地的自然歷史特性在時空上進行土地資源合理分配和土地利用協調組織的綜合措施。
目前,我國已形成了國家級、省級、市(地)級、縣(區)級和鄉(鎮)級5個層次較完整的土地利用總體規劃體系。土地利用規劃在促進節約集約利用土地、保持土地資源可持續利用、加強土地宏觀調控和土地利用空間管制及用途管制等方面起着巨大的作用,爲經濟社會全面、協調和可持續發展提供土地保障,是合理利用土地的基礎和依據。我國從20世紀80年代以來先後2次大規模地開展全國性的土地利用總體規劃,規劃成果對合理利土地與保護耕地起到了重要作用[2]。但是由於近年來我國城市化水平迅速提高,新型產業大量涌現,土地利用需求出現新的變化,爲了適應這些形勢,我國開展了新一輪的土地利用總體規劃。
13S技術
3S技術是GIS、RS和GPS的統稱,是集高度發展的空間技術、計算機技術、傳感器技術、衛星定位技術及通訊技術的多學科現代信息技術。
1.1GIS
GIS即地理信息系統(Geographic Information System),是在計算機軟硬件支持下,把各種地理信息按照空間分佈,以一定的格式輸入、存儲、檢索、更新、顯示、製圖和綜合分析的計算機技術系統。利用該系統通過對諸多因素的綜合分析,可以迅速地獲取滿足應用需要的信息,並能以地圖、圖形或數據的形式表示處理的結果。GIS技術有2個顯著特徵:一是它不僅可以像傳統的數據庫管理系統那樣管理屬性信息,而且可以管理空間信息;二是它可以利用各種空間分析的方法,對多種不同的信息進行綜合分析,尋求空間實體間的相互關係,分析和處理在一定區域內分佈的現象和過程[3]。
1.2RS
RS即遙感(Remote Sensing),是一種遠距離不直接接觸物體而取得其信息的探測技術。即指從遠距離高空的各種平臺上利用可見光、紅外、微波等電磁波探測儀器,通過攝影和掃描、信息感應、傳輸和處理,從而研究地面物體的形狀、大小、位置及其環境的相互關係與變化的現代綜合性技術。現代遙感的主要特徵是具有多傳感器、高分辨率和多時相性。遙感信息的應用已經從單一遙感資料向多時相、多數據源的融合與分析,從靜態分析向動態檢測過渡,從對資源與環境的定性調查向計算機輔助的定量自動製圖過渡,從對各種現象的表面描述向軟件分析和計量探索過渡[4]。近年來,由於航空遙感具有的快速機動性和高分辨率的顯著特點使之成爲遙感發展的重要方面。
1.3GPS
GPS即全球定位系統(Global Positioning System),是美國自20世紀70年代初期開始研製的新一代衛星導航和定位系統。該系統主要有三大組成部分:空間星座、地面監控和用戶設備。空間星座部分由24顆均勻分佈在6個軌道的衛星組成;GPS的地面監控部分由1個主控站、5個全球監測站和3個注入站組成;GPS的用戶設備部分主要由接收機硬件和處理軟件組成。GPS具有定位的靈活性和高精度、快速度、全天候作業、操作簡便、信息自動接收以及存儲等特點,已經在地球學科中得到了廣泛的應用。用GPS同時測定三維座標的方法將測繪定位技術從靜態擴展到動態,從單點定位擴展到局部與廣域差分,從事後處理擴展到實時動態差分定位與導航,從而大大拓寬它的應用範圍和在各行各業中的作用。
1.43S技術集成
3S技術主要完成對空間信息的採集、處理、管理、信息表達等功能,具有獲取海量信息、並能夠準確加以儲存和處理的特點。其中,RS技術是以通過從高空或外太空收集地表電磁波信息,並通過對這些信息進行識別、攝影、傳輸和處理來達到對地表現象進行識別的現代綜合技術;GIS可以認爲是一個關於地理信息的管理系統,它能夠通過“可視化”的方式,完成地理信息的分類和管理;而GPS則是一個實時的、三維空間的衛星導航和定位系統。近年來,隨着GIS、RS和GPS單項技術的迅猛發展,促成了3個大系統的有機結合,構成了一個強大的技術體系,3S技術已從各自獨立發展進入相互融合、共同發展的階段,並且在資源調查、車船導航、環境監測、區域管理、城市規劃、商業管理等諸多領域裏得到了迅速廣泛的應用[5]。但目前3S技術在土地規劃中的應用仍多爲單項技術應用。在土地資源管理日趨信息化的形勢下,對土地資料的快速、準確獲取、空間信息分析、動態監測、圖形圖像處理和數字製圖的要求已變得十分迫切。而3S技術集成正爲這種需求提供了科學、適用的技術方法和手段,它不僅可爲土地管理工作提供及時、可靠的基礎信息,而且可以對土地信息進行綜合分析、處理,應用前景非常廣闊。
23S技術在土地利用規劃中的應用
2.13S技術在土地利用規劃數據階段的應用
土地利用規劃工作的每一個環節都包含有大量的數據信息。在數據階段,主要包括土地數據收集和土地數據處理2個方面。土地信息涵蓋土地的位置、數量、質量及其價值等重要信息。這些信息具有數量巨大、動態性和相關性的特徵。其中動態性特徵不但包括其週期性,還有漸變性和波動性[6]。傳統的通過實地踏勘的工作方法需要大量的人力和物力,且需要大量的時間。
隨着數字圖像處理技術的提高和遙感技術向高分辨率的發展,利用遙感技術獲取土地信息的方法將越來越普遍。小衛星遙感的空間分辨率不斷提高,IKONOS達1 m,Qui-ckbird達61 cm,都能滿足1∶1萬比例尺的縣鄉級土地利用規劃。通過遙感技術迅速獲取的動態實時信息,再傳輸給GIS,使GIS數據庫得到及時更新。通過GIS技術對土地信息進行處理,可以直接得到理想的圖件和數據,及時準確地反映土地信息,不但可以爲後續的規劃工作提供數據基礎,更重要的是明確土地性質、質量,從而明確土地的空間分佈,確定各類用地的具體範圍。在此階段,3S技術在數據收集和處理方面展現了其實時性、準確性以及高效的特點。
2.23S技術在土地利用規劃編制階段的應用
土地利用規劃的編制及實施中,需要清查土地利用類型的面積、權屬、利用現狀,保證地類正確、圖斑一致、數據可靠,確保土地利用規劃成果的.科學性和可行性。同時,要採集、儲存、管理大量的屬性數據和空間數據,而且數據之間關聯複雜,失控變異性強。如果沒有3S技術的支持,是很難完成的。依靠3S技術平臺,在建立土地利用總體規劃信息庫的基礎上,緊密結合土地利用總體規劃的業務流程,實現土地利用總體規劃編制、修改、實施的自動化管理。利用原有土地信息,分析土地結構,構建各類模型,爲土地的評價、預測、結構優化及效益分析提供方法和手段。同時,降低舊有人爲進行土地資源分析和決策所帶來的主觀因素影響,加強了土地利用規劃的科學性和合理性。
2.33S技術在土地利用規劃成果階段的應用
土地利用規劃的編制、審批和實施涉及大量圖件、指標等空間數據,對規劃成果質量和管理的時效性要求都很高。長期以來,土地利用總體規劃的規劃成果(包括圖件、文本、說明和表格)基本上都是以圖紙、文本的形式保存和管理,存在共享性差、利用效率低、形式單一、成果保存難度大等缺點,無論在對公衆宣傳推廣的範圍與效果、傳播形式與信息獲取方式,還是應用靈活性方面都存在較大的侷限性。運用3S技術進行規劃成果管理,可以提高管理的科學性、管理質量和管理效率,爲土地規劃的動態實施和成果管理提供科學的方法和現代化手段。因此,爲了更加充分、合理、科學、有效地利用土地利用規劃的信息與數據,提高規劃的開放性和公衆參與性,從而更好地發揮土地利用規劃的實際效用,必須綜合運用3S技術。
3結語
土地的不可再生性決定了合理利用土地的重要性。土地利用規劃需要了解土地資源的各種特徵和規律,掌握土地資源的數量、質量及分佈格局。因此,土地利用規劃涉及的信息豐富、量大繁雜,而且多爲地理信息,具有很強的地域性、空間性、時序性和動態性。離開這些信息,就很難實現立體、動態的管理和規劃,直接影響到土地利用規劃和管理的質量和效果。
GPS技術可以對空間數據快速定位,RS技術利用航天、航空遙感提供的航片、衛星照片等影像資料,能精度較高地定位、定量到地塊,直觀地判讀地面物體特性、資源的現勢信息。GIS利用空間數據庫技術可以把屬性數據的管理完全一體化,存儲和分析處理多種性質的數據。因此,3S技術能有效地管理各類地理信息、統計分析數據,並對之進行分析處理,實現海量數據的管理,促進土地利用規劃和信息處理的規範化,爲土地利用規劃工作打下堅實的基礎。伴隨空間信息技術的飛速發展,3S技術必定在我國土地利用規劃工作中得到更廣泛和更深入的應用,爲土地利用規劃領域的研究和實踐提供科學、有效的研究和實施方法,爲土地資源的有效利用作出無可限量的貢獻。
4參考文獻
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