GIS在国土资源管理中的应用研究

■陈继新 蒋庆丽

（广西壮族自治区地理国情监测院广西南宁530000）

GIS在国土资源管理中的应用研究

■陈继新 蒋庆丽

（广西壮族自治区地理国情监测院广西南宁530000）

国土资源是一个国家经济社会发展的重要物质基础，事关国计民生，事关长远大局，对一个国家和民族的发展，经济的繁荣，社会的进步有着至关重要的作用。随着社会的发展，我国国土资源信息也在不断变化，不断增长，国家要对国土资源进行有效的管理，就必须了解、分析、管理好这些变化的海量数据，而地理信息系统（GIS）在采集、管理和使用这些海量数据提供了强大支持。

地理信息系统（GIS）国土资源管理 应用研究

1 引言

随着我国经济的快速发展，城市化的迅猛推进，城市用地、道路建设、土地开发、资源开发等不断增加，在这一过程中，出现了不合理用地，不合理开发等诸多问题，这不仅给我国国土资源管理带来了许多困难，同时也对这些不合理开发、用地所投入的生产资料、资金、人员造成了巨大的浪费。

为了适应国民经济和社会发展的需要，国土资源管理现代化建设必须进一步加强，通过对国土资源的调查，运用地理信息系统技术（GIS）与遥感（RS）、全球定位系统（GPS）技术相结合，有效管理和分析国土资源的空间数据和属性数据，从基础地理数据库中提取国土资源规划区域的行政界线，资源分布等统计信息，建立起统一集成、管理、查询、显示地图数据、遥感数据及地理要数相关属性数据的国土资源信息管理系统，为制定综合性的国土资源战略，解决国土资源管理的方向性、全局性长远问题，明确国土资源管理在经济社会发展中的定位和走向提供指导和依据。

2 地理信息系统（GIS）

地理信息系统，即Geographic Information System，简称GIS，它是一种特定的十分重要的空间信息系统。在计算机硬、软件系统支持下，对整个或部分地球表层（包括大气层）空间中的有关地理分布数据进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统。可以从地理信息和地理信息技术这两个方面对其进行了解。地理信息，也称为地理空间信息、地球空间信息，是指与地球上某个位置直接或间接相关的目标或现象的信息。地理信息不仅要描述地理空间实体的性质、特征以及实体之间的相互关系，同时还需要表达实体变化的状态，也就是说，空间、属性以及时间的融合是地理信息的主要特征。地理信息技术是指对地理信息进行获取、加工、传输以及服务的相关技术，在地理信息技术中，地理信息系统（GIS）、全球卫星定位系统（GPS）及遥感（RS）（统称“3S”）技术是最基础和基本的三大技术核心。其中，GIS是为特定应用目标建立的空间信息系统，是在计算机软、硬件及网络的支持下，对有关空间数据进行预处理、输入、存储、查询检索、处理、分析、显示、更新和提供应用的技术系统。GPS是通过导航卫星实现空间位置的确定。RS是通过远程感知手段获得地物空间信息，在“3S”技术中，GIS技术在地理信息的处理和应用中起着基础性作用，而GPS、RS则作为信息获取的主要手段，是GIS重要的数据来源。［1］

3 国土资源及其管理

国土资源有广义和狭义之分。狭义指一个国家主权管辖疆域范围内从上空到地下的自然资源，主要包括土地资源、气候资源、水资源、生物资源、矿产资源五大类自然资源；广义除了包含前者外，还有被称为社会资源的人力资源，以及人类通过开发利用自然资源所创造出来，并且作为进一步开发利用自然资源重要条件的各种设施。

国土资源，它是一个国家和民族赖以生存的物质基础。国土包括一国的土地、山川、领海、大陆架以及它们上面的大气圈、生物圈和下面的岩石圈，它是国家管辖包含着各种资源的全部空间。国土作为一个国家和居民立足的自然环境，既是生活场所，又是生产基地。资源是一个包罗种类广泛的概念，自然资源是在一定的时间、地点，能够产生某些效能，以满足人类生存需要的自然条件，是一个国家和居民发展生产、繁荣经济、促进社会进步的物资源泉。［2］

国土资源分布在一定的地理空间环境中，和地理位置密切相关，其信息不仅海量，而且还比较复杂。在国土资源管理中，我们经常需要对这些资源进行空间定位、面积测算、类型调查以及权属确认等，面对这种复杂的程序和海量的数据，就需要一种具有兼容存储、管理、分析、显示与应用地理信息、能分析和处理海量数据的计算机系统——地理信息系统。地理信息系统以其强大的空间数据管理系统，形象直观应用界面，强大的空间分析能力等特点，能为显示地理空间上的物质和能量运动规律研究提供方便，准确的管理和空间分析手段。因此，GIS与国土资源管理的结合运用有着巨大的发展潜力。

4 GIS在国土资源管理中的实际应用

早期的地理信息系统应用与各类资源环境的管理中,目前在国土资源管理应用也非常的广泛。随着社会发展，GIS的应用越来越广泛，如森林保护、矿产开发、水利利用、农林牧业等的管理,各类自然资源的调查,自然灾害的监测、预报、评估,应急监测，环境保护等方面。［3］下面以GIS在土地资源管理中的应用、西部大开发战略决策的应用方面进行分析研究。

4.1 GIS在土地资源管理中的应用现状

随着计算机技术的发展，网络技术和数据库技术实现了软件、硬件、信息资源更好更快捷的共享，实现了更大范围的信息综合协同处理，大大增强了原有的管理信息系统、分析决策系统、各种采集系统、查询系统的功能。GIS能够有效管理各类土地资源信息，功能上满足了多项土地相关事物处理的需要。随着信息技术的发展和社会新需求，目前土地资源信息系统已不再局限于日常事务管理，而是面向各类决策处理提供数据支持。现在，人们获取土地信息方式可通过测绘、遥感、立体采集等多种方法，更加便捷高效的信息处理方式，能够建立各类土地评价系统、土地动态监测系统以及新的土地信息管理系统。各类数据的集成和应用，利用网络化、信息化技术实现了土地管理决策的高效化、科学化。

4.2 GIS对土地管理信息系统的支持

土地管理信息系统的主要功能有：①数据采集、检验与编辑②数据操作③数据的存储与组织④查询、检索、统计、计算功能⑤空间分析⑥显示。通过应用3S技术建立起实用的高起点的土地管理信息系统，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源，为国土资源管理部门的正确决策提供科学依据，对解决土地管理部门的自动化管理，对“数字城市”或“数字国土”建设具有十分重要的意义。土地信息系统还可以利用土地资源基础数据库、信息技术、办公自动化以及网络技术建立土地资源信息服务网站。形成网上服务系统，可以把一定区域及全国的土地部门连接在一起，使信息、知识、人力以及创新的方法、管理制度、管理方式、管理理念等各种资源正在实现共享，提高包括信息资源、土地资源在内的各种资源利用的效率。

4.3 土地利用现状动态监测

土地管理的内容之一是对土地资源进行动态监测。我国的土地详查图是基于1:1万比例尺的，利用数字摄影测量技术和高分辨卫星遥感技术可以快速得到1:1万分辨率的数字正射影像，［4］在ERDAS软件平台上对遥感影像的色彩、对比度、清晰度等表征进行自动处理，目的是为了让遥感影像色彩真实，增强其清晰度。然后再对影像进行融合、纠正、镶嵌和分幅等处理得到现势性强的成果图件，将现势性强的成果图件与往期影像土地利用详查图叠加分析就可以得到某一时间段内的土地利用现状图，而分析过程主要利用GIS工具进行自动或者人工辅助判图，这类成果即为国土资源管理部门提供信息服务。

4.4 自动化获取信息

土地利用动态监测是及时、准确掌握土地利用状况，为政府决策以及各级土地管理部门制定管理政策和落实各项管理措施提供科学依据的重要手段。人们可以利用遥感对地测量技术具有覆盖面广、宏观性强、快速、多时相、丰富的综合信息特点，获取和提取各类专题土地信息；利用航空相片高几何分辨率与卫星影像的高分辨率的融合的复合多源遥感影像技术，采集宏观现势性强的地表覆盖信息；利用GPS定位技术，实现快速测量与定位；利用卫星遥感技术与GIS技术相结合，促进定位高速自动化和多维分析的实用化；利用GIS技术辅助遥感数据的解译与提取，提高遥感信息识别的精度和效率；利用计算机网络通讯技术以及WEBGIS技术，从其他政府部门，尤其是最新土地变更情况，获取最新信息。

4.5 基本农田的保护

我国土地资源的特点是“一多三少”，即总量多，人均耕地少，高质量的耕地少，可开发后备资源少。虽然我国现有土地面积居世界第三位，但人均仅为世界人均的1/3；耕地面积位列世界第二位，而人均排在世界第六十七位。从这些数字可以看出，我国耕地的保护任务尤为艰巨。

在保护18亿亩耕地红线中，基本农田是保护的重要对象之一，基于GIS建立一个基本农田保护区信息系统是十分重要的，它可以有效的保护基本农田，采集各地区基本农田的空间位置、面积范围、管理责任人信息、以及其他重要信息，利用GIS分析技术，可以掌握一定范围内农田空间信息是否发生变化，并能直观的显示变化的范围、面积、类型。

4.6 GIS在土地储备与交易信息管理中的应用

土地储备，是指各级人民政府依照法定程序在批准权限范围内，对通过收回、收购、征用或其他方式取得土地使用权的土地，进行储存或前期开发整理，并向社会提供各类建设用地的行为。

在GIS平台上采用C/S结构，以大型关系型数据库为支撑，以国土资源管理相关法律、法规与技术规范为标准，实现集土地储备申请、土地储备台帐管理、土地使用权挂牌交易业务、土地使用权拍卖业务、土地使用权招标业务、土地转让交易鉴证、土地出租交易鉴证和土地供求信息登记发布等主要业务的信息化管理系统，从而达到业务流程明确，办事过程规范，职权界限清晰等优点。

4.7 GIS在城镇地籍管理和国土资源信息化中的应用

经过地籍测量、权属调查等外业工作，利用MAPGIS、MAPSUV、超图、CAD、CASS、ArcGIS等软件进行内业处理，将土地权属来源、土地使用权类型、地籍号、地类图斑、变更土地登记等地籍信息建立城镇地籍数据库。在GIS平台上转入城镇地籍数据库以国土资源管理相关法律、法规与技术规范为标准，建立具有城镇土地统计台帐建立、建筑面积计算、统计汇总、查询、数据上报、图表生成等城镇地籍管理管理系统，从而为国土管理部门全面查清我国境内土地利用状况，掌握真实的土地基础数据，实现城镇地籍管理办公自动化、土地资源信息的社会化服务和满足我国经济社会发展、土地宏观调控及国土资源管理需要。

利用GIS平台与基础地理信息数据库以统一技术规范，统一数据格式，建立基础地理信息系统，该系统可以实现数据共享，为国土资源部门提供多种权威的、符合国标规范的基础地理信息数字产品服务，包括基本产品、复合产品等。基本产品包括国家基本比例尺地形图系列的数字栅格地图（DRG）、数字正射影像图（DOM）、数字高程模型（DEM）、数字线划地图（DLG），可根据需要以数字和模拟两种形式提供；通过不同基本产品或不同要素的叠加，可生成各种复合产品。

利用GIS的空间分析功能，进行数据增值服务。例如：通过以不同时期的地理空间基础数据和正射影像图为数据核心，结合土地利用详查图，可进行国土资源动态监测，为科学规划和管理提供决策依据；通过数字高程模型、数字正射影像图、数字线划图为数据核心，结合人口经济、土地利用等专题数据，运用生态学理论和方法以及3S技术，可更好地分析耕地分布现状，提出社会经济与生态合理退耕还林规划方案，增强退耕还林规划的可操作性。［5］

基础地理信息系统可以真实再现我国的地形地貌，为可视化地掌握国土资源全面了解我国的自然地理环境提供了一个理想的空间支撑，为国土资源合理配置提供科学依据。

4.8 GIS在其他方面的应用

在信息现代化的今天，各种高新测绘、数据采集、数据处理的发展，以及在“全国一张图”的目标下，GIS行业呈现出百花齐放的特点。不仅在软件开发、数据库建立、数据标准化有着越来越清晰、细致的思路，也在不断扩展的应用领域、多样的使用方法、多方面的成果利用方面也有了更加系统的分类和聚合，比如将土地信息系统（LIS）、地籍信息系统（MCIS）、管理信息系统（MIS）等聚合，使得GIS的开发利用得到了极大的发展。

多数据融合处理，分类数据输出，能够保证数据的现势性和准确性。地理国情监测、数字城市、不动产登记等更多应用于民生、国计的使用领域使得GIS成为不可或缺的数据采集、处理和管理工具。

5 GIS在国土资源管理应用的前景

GIS是基于地理信息（如电子地图、卫星地图、航空影像、卫星定位数据等）的计算机管理信息系统。GIS赋予了数据全新的面貌，各级行政主管部门以及大量的企业都在自己的工厂规划和治理中自觉地引入或整合GIS技术，未来移动GIS的应用以及其他新技术的出现，还将推动GIS在各行业的进一步发展。

5.1 移动GIS

随着GPS，轻巧的移动计算定位设备与软件的整合，人们将越来越多地看到用于野外测量和更新的数据采集、编辑应用。特别是这些移动设备多为无线设备，因此数据采集时直接和迅速的将测量信息返回在线GIS数据库进行更新。运用GIS技术可将地理信息、动态监测信息、多媒体信息等融合为一体，实现国土资源管理的可视化、实时化的管理模式。

5.2 开发型（OPEN）GIS

目前一种多用户、跨平台的open GIS技术正在被国外的许多研究机构、政府部门和高等院校所研究和开发应用。开放型GIS的研究和应用使得各政府部门及企业之间不同格式的数据能够方便地互访，有利于网络GIS及分布式GIS空间数据库的建立，使GIS在国土资源管理应用领域及其功能大大拓宽。

5.3 3DGIS

3DGIS是目前GIS研究领域的另一重要方向，3DGIS对客观世界的表达能给人以更真实的感受，它以立体造型技术给用户展现地理空间现象，能方便地对空间对象进行三维空间分析和操作。采用三维GIS可提供精确方位，在地图上通过三维立体图像可以直观显示国土资源利用现状，各种资源的分布情况以及城市发展规模和发展趋势，为政府部门的决策提供更科学的依据。

5.4 聚合GIS

海量的GIS数据随着生产建设不断更新当中，建立标准统一、多数据支持、自动更新和快速出图的系统能够节约大量的人力物力。在已有多数据源的基础上建立聚合GIS数据库也能够根据需求分模块输出、自动或者半自动更新，多数据支持更加能够打破多行业隔阂，真正实现“一个库”、“一张图”。

6 结语

GIS能够将数字正射影像用于土地利用变更调查，利用计算机对数据直接统计、汇总、上报，它能够较有效地检查实地、图件、数据三者是否一致，以实现对土地用途的监管。利用GIS技术，开展网络体系、数据库、数据中心、应用系统、安全系统和标准化体系等六个方面的工程建设，形成“天上看、地上查、网上管”的国土资源管理运行体系，各级政府部门可以轻松摸清国土资源家底，适时掌握多种空间和动态的国土资源信息，及时准确地把握资源不同时期的总量和发展态势，这有利于管理者对资源进行一系列战略性的合理规划、开发、利用与保护，为决策提供科学的依据。

［1］黄杏元.冯劲松等.地理信息概论（修订版） ［M］.北京：高等教育出版社，2001.

［2］王秋宾.土地资源学［M］.北京：中国农业出版社 ，2002.

［3］陆守一，唐小明等.地理信息系统实用教程（第二版） ［M］.北京：中国林业出版社,2001.

［4］张清浦，刘纪平.政府地理信息系统［M］.北京：科学出版社，2003.

［5］周 涛.广西省级基础地理信息系统建设及在国土资源信息化中的作用 [EB/ OL].http://www.studa.net/lixueqita/080801/1146522-2.html./2008-08-01/11:46:00/.

F407.1[文献码]B

1000-405X（2016）-5-358-3