二十章节GIS在土地利用规划中应用.ppt

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1、第二十章 GIS在土地利用规划中的应用,【内容提要】GIS是进行地理数据的分析处理的计算机系统。土地利用规划中涉及大量的空间地理数据的采集、存储、检查、运算、分析、处理以及图形显示，所以GIS可满足这一要求。本章主要介绍GIS在土地利用规划中应用的基本知识，内容有：土地利用信息系统的功能；土地利用信息数据库管理系统；土地利用信息系统的应用模型等。 【重点内容】掌握土地利用信息系统的基本功能和内容，土地利用信息系统的应用模型。,第一节 土地利用信息系统,一、GIS概述 （一）什么是GIS 目前有不同的定义，一般讲：GIS是处理地理数据的输入、输出、管理、查询、分析和辅助决策的计算机系统。,（二）

2、GIS产生与发展 20世纪60年代萌芽于加拿大（CGIS，Roger FTomlinson），1972年投入使用，成为世界上第一个运行型的地理信息系统。经历了开拓发展阶段、巩固阶段、突破阶段和社会化阶段。 （三）GIS的主要应用领域 涉及与空间信息有密切关系的各个领域，如环境、城市规划、社会经济统计分析、土地管理、交通通讯等。,LIS在信息系统中的位置,第一节 土地利用信息系统,二、土地利用信息系统的功能,数据的获取 Data Acquisition,数据的初步处理 Preliminary Data Processing,数据的存储 Storage,数据的查询与分析 Search and An

3、alysis,图形显示与交互 Display and Interaction,数据的获取功能,数据的录入功能,变更编辑功能,系统读取多种数据格式的数据， 同时录入图形、图象、属性数 据等，最终建立土地利用规划 管理的基础信息数据库。,系统提供对土地变更内容的 输入、管理功能。分纯属性 变更和图形变更。,数据的初步处理功能,由于数据来源、输入格式、数据之间的匹配等不统一等情况，必须通过数据处理，才能获得净化的数据文件，使存储的数据符合规范化标准，以及使提供的数据形式便于和更符合进一步使用和分析的需要。,数据处理内容,1空间数据的编辑处理：消除数字化过程中引入的错误，以及将数字化数据 重新组织以便

4、于进一步处理和使用的格式。,6图幅数据边缘匹配处理：,2图幅数据的处理：图形数据化过程中为了使不同来源的数据保持一致，采取图幅 数据处理。是图幅内坐标的变换，包括数字化坐标数据比例尺的变换、变形误差的消 除、投影类型的转换以及坐标系的旋转和平移。,3空间数据的压缩处理：为了减少系统处理压力，采取数据压缩。,4空间数据类型的转换：矢量数据与栅格数据之间的互相转换表示和运算。,5空间数据的内插方法：通过已知点或分区的数据推求任意点或分区数据的方法。分 为点的内插和区域内插。是土地利用信息系统数据处理常用的方法之一，广泛应用于 等直线自动制图、数字高程模型的建立、不同区域界限的相关分析和比较研究等。

5、,数据的存储功能,是建立地理信息系统数据库的关键步骤，涉及到空间数据和属性数据的组织。常用的组织方法有栅格模型、矢量模型或栅格/矢量混合模型。空间数据引擎技术是关键技术。,数据的数据的查询与分析功能,具有多种途径的图形查询能力和统计分析功能。,图形显示与交互,有制图显示功能、输出功能和计划编制功能。,三维显示、查询,多源数据集成,第二节 土地利用信息数据库 管理系统,土地利用信息系统的DBMS采用混合管理方式：用GIS系统管理空间数据，用关系型数据库管理系统管理属性数据，空间数据与属性数据通过内码建立连接。,一、概述 （一）基本概念,数据库（Data Base）,是集中、统一地保存、管理着某一

6、单位或某一领域内所有有用信息的计算机系统。,数据库管理系统 （Data Base Manage System）,土地利用信息系统的DBMS采用混合管理方式,是管理数据库的核心软件，建立在操作系统的基上。有三部分组成：语言、数据库管理控制程序和数据库服务程序。,一、概述 （二）数据库在土地利用信息系统中的重要地位,1高质量的土地信息数据库是建设土地利用管理信息系统的基础。 2评价土地信息数据库的三个基本标准：数据的完整性、数据的正确性、数据的一致性。,（三）土地利用管理信息系统对数据库管理的需求,1基本需求,2专业需求,实现空间数据与属性数据的新增、更新、删除； 维护数据库的完备性、一致性；实现

7、时间数据、 空间数据、属性数据三者之间高效、快速的检索； 数据共享控制；系统安全性的管理；数据的可恢 复性。,导入、导出；合理处理地理空间与权属空间 不完全一致的问题；解决空间数据的多重复 性问题,第二节 土地利用信息系统数据库管理系统,二、数据字典 （一）数据字典（Data Dictionary）的概念 是关于数据库中数据描述信息的库，它包含每一数据类型的名字、意义、描述、来源、职能、格式、用途和其他数据的联系等，因此称为数据的数据或元数据。 （二）数据字典在土地利用信息系统中的主要任务 1建立用户与计算机沟通的渠道 2架设属性数据与定位数据的桥梁 3提供用户扩展编程的工具,第二节 土地利用

8、信息系统数据库管理系统,三、数据库的三种模型,层次模型 （Hierarchical Model）,网络模型 （Network Model）,关系模型 （Relational Model）,1.概念:是数据库系统中最早使用的一种模型, 其数据结构是树结构,把数据按其自然的层次 关系组织起来,以反映数据间的隶属关系。 2.应用:如土地利用类型、土地利用分类体系编 码、土地评价划分及特性等。,1.概念:记录间没有明确的主从关系，任意记录 可与其他任意记录间建立联系。 2.地图上的空间要素的记录等,1.概念:根据数学概念建立的，它把数据模型看 成关系的集合，是将数据的逻辑结构归结为满 足一定关系的二维

9、关系表形式。 2.应用于地图关系、多边形关系、线段关系等 方面的数据。,第三节 土地利用信息系统的 应用模型,一、主要应用模型,权重确定模型,规划模型,1用来定量表示各种因子对研究对象影响 的程度，常采用权重的方法。应满足两个要 求： 权重值的大小与该因素对研究对象的影响成 正比；各因素的权重之和等于100或1。 2主要方法：特尔菲法、排序法、层次分析 法等,1土地利用规划模型主要研究如何建立 合理的土地利用结构和保持土地利用动态 平衡和可持续利用。 2主要方法：线性规划、多目标规划模型、 适宜性分析模型、主成分分析模型、系统聚 类模型、判别分析模型、常用空间模型等。,第三节 土地利用信息系统

10、的 应用模型,二、应用实例 （一）基于GIS的土地适宜性评价 1研究对象与评价因素 研究对象：一般为土地利用类型，如耕地、林地等。 评价因素：制约土地利用的各种因素。如土壤质地、水源条件、交通条件等。 2建立土地适宜性评价模型 3土地评价信息系统模型的建立 两个关键技术：数据库和方法库。 土地利用决策分析 （二）土地利用位置选择 是按照规定的标准，通过空间分析的发方法，确定场址、电路、管线，或者交通路线等的最佳位置或路径。 1数据准备阶段 2影响因子研究阶段 3综合因子评价阶段 4位置选择分析阶段,第二十一章 土地利用规划的可行性研究和费效分析,【内容提要】土地利用规划实际上是对预期内的土地利

11、用方案的选择，因此，就存在规划方案是否可行的问题。本章主要介绍土地利用规划可行性研究的基本方法，主要回答三个问题：方案是否可行；效益如何以及可持续性问题。 【重点内容】土地利用规划可行性研究的内容，土地利用规划的可持续性评价。,第一节 土地利用规划可行性研究,一、可行性研究的内容,1投资机会研究,2初步可行性研 究,3详细可行性研 究,4财务和国民经济研究,是鉴别土地利用项目的投资机会。比较概略，依据指标来进行估计而不是详细的分析。,是可行性研究的中间阶段，当一个项目的经济指标缺少把握，尚需对其选址、实施和建设投产后的原料来源和产品出路等经济过程的进一步研究才能判断建设项目是否具有生命力时，就

12、有必要进行初步可行性研究。,为项目投资决策提供技术和经济依据。要求对一切可行方案进行详细的深入的分析比较得出最终结论，在以后阶段里不允许任意改变这些结论。,是对项目的经济效果的研究。是进行投资决策的依据，也是可行性研究的核心内容。一般来说，以国民经济评价的结论作为项目或方案取舍的主要依据。,第一节 土地利用规划可行性研究,二、财务评价指标,（一）静态评价指标,（二）动态评价指标,1投资回收期 2追加投资回收期 3投资效果系数 4比较效果系数,1净现值 2净现值率 3内部收益率,三、国民经济评价参数,1.影子价格 2.社会折现率,第二节 土地利用规划方案的可持续评价,一、可持续评价的目的和内容

13、1一般而言，为了保证决策的正确性，必须应用系统工程的思想和方法，对规划项目进行多维可持续评价。以社会和国民经济发展为出发点，研究规划项目的必要性、合理性和经济性。 2对土地利用规划方案加以全面审查和论证，判别方案的可持续效果优劣，并在方案中选择可持续效果最佳的方案，为有关部门提供决策依据。 3土地利用可持续评价应包括政治、国防、社会、技术、经济、环境和资源等七个方面的评价。,二、可持续评价指标体系的建立 （一）评价指标的选取要求 1评价指标体系应覆盖决策指标体系，或评价指标体系与决策指标体系间存在一种映射。 2选取时应遵守完全性原则、非相容性原则、简捷性原则、客观性原则。 （二）指标体系的构成

14、 1社会效益评价指标 2经济效益评价指标 3生态效益评价指标,第二节 土地利用规划方案的可持续评价,三、可持续评价方法 （一）评价系数的确定 1评价系数 Pij=Xij/Xj 2评价系数和 等权条件下： 非等权条件下： （二）指标权系数确定 常用的方法有：特尔菲法、等差法、回归系数法、模糊综合评判法和灰色关联度法等,第二十二章 土地利用规划管理,【内容提要】规划重在实施，如何实施则需要有效的规划实施的管理手段和方法。本章主要介绍土地利用规划实施管理的基本内容，包括规划成果资料、土地用途管制制度的实施、土地利用计划管理和土地利用的动态监测等。 【重点内容】土地利用规划的成果资料、土地用途管制制度

15、、土地利用计划管理。,第一节 土地利用规划 成果资料的内容,土地利用规划的成果资料,（一）成果资料的内容,图件部分,文字部分,土地利用规划图 各种专题地图 施工图等,土地利用规划说明书、文本 、技术报告、工作报告、 专题研究报告等,（二）土地利用成果的编制,1图件的编制,2土地利用规 划说明书的编制,土地利用规划的成果资料,工作底图,规划草图,成果图,样图,初步和计划设计,图件清绘,图件整饰,编写的内容,编写的方法,第二节 土地利用规划方案的 实施,实施计划的编制应遵循全面安排、远近结合；集中力量、突出重点；实事求是、切实可行；动态监测、完善规划的原则。,土地利用规划方案的实施,（一）现场铺图

16、准备,主要内容有检查地图质量、补测工作、 制定铺图工作计划、绘制施工图,（二）规划方案的实施计划,第三节 土地用途管制的实施,一、土地用途管制的概念P412,1概念,指国家为保证土地资源的合理利用，促进经济、社会和环境的协调发展，通过编制土地利用规划，规定土地用途，明确土地使用条件，并要求土 地所有者、使用者必须严格按照规划确定的用途和条件使用土地的制度。,2内容,土地按用途进行合理分类，用途登记，用途变更审批许可制，土地利用监管和违规处理等。,3特点,强制性、严肃性、权利性、直接性。,4与土地利用规划的关系,1土地利用规划是实施土地用途管制的依据 2用途管制是落实土地利用规划的手段和措施,二

17、、土地用途分类和分区,分类,农用地,建设用地,农用地,分区,农业用地区,建设用地区,暂未利用地区,三、土地用途管制规则,农业用地 管制规则,建设用地 管制规则,暂未利用 地管制规则,自然人文景观保护区管制规则,第四节 土地利用计划管理,一、土地利用计划管理概述,（一）概念P417,1土地利用计划,是指国家对土地资源开发利用作出部署和安排的中 期和年度计划,2土地利用计划管理,国家通过编制计划和下达控制指标，对土地资源的 开发、利用、整治和保护进行统筹安排，宏观地指 导和约束人们有计划地合理组织土地利用的一项行 政调控措施。,（二）内容,计划编制,指标下达,计划实施,（三）任务,1具体实现土地利

18、用规划 2协调各类用地 3制定政策措施，保证计划实现,一、土地利用计划管理概述 （四）土地利用计划与土地利用规划的关系 土地利用规划是对全部土地资源利用的战略性的长期计划，土地利用计划是中期和年度的土地利用规划。二者具有以下关系。 1土地利用规划是土地利用计划编制与实施的依据。 2土地利用计划是土地利用规划的具体实施计划，土地利用计划管理是实施土地利用规划的行政手段。,依据,实施,一、土地利用计划管理概述,（五）土地利用计划体系,土地利用计划类型,按照时效分,按计划管理层次分,按调控程度分,中期计划和年度计划,国家计划和地方计划,指令性计划和指导性计划,指标体系,农业生产用地指标体系,建设用地

19、指标体系,土地开发整理计划指标,二、土地利用计划的编制程序,准备工作,编制审批,组织调查研究背景形势；制定有关 政策措施；确定计划编制方法，制 定计划编报的表格等有关文件； 征询建议。,中期计划编制程序,年度计划编制,一般采用两上 两下的程序,一般采用一上 两下的程序,三、土地利用计划的编制方法,1用地系数法,2计划演算法,3因素分析法,4指标控制法,根据国民经济相关指标的变量与建设用地量之间 的相对稳定的比例关系，来测算计划期内的用地 计划指标的方法,根据计划期基本建设计划项目和项目用地逐项累 计，其数量之和就是计划期的用地数。,通过对相关因素的分析和计算，找出关系公式，来 确定指标数值的方

20、法。,根据法律政策规定的指标和规划确定的控制指标等 编制用地计划的方法。,1分解落实土地利用年度计划 2严格把好建设用地审批关 3占用耕地与补充耕地相平衡 4加强土地利用计划执行情况的检查 5建立土地利用年度计划报告制度,三、土地利用计划的实施,第五节 土地利用动态监测,一、土地利用动态监测的涵义与作用 （一）涵义P424 是指运用遥感、土地调查等技术手段和计算机、检测仪等科学设备，以土地详查的数据和图件作为本底资料，对土地利用的动态变化进行全面系统地反映和分析的科学方法。 （二）特点 1监测成果的多样性 2监测体系的层次性 3技术要求的区域性 4技术手段的综合性,（三）作用 保持土地利用有关

21、数据的现实性，保证信息能不断得到更新；通过动态分析，揭示土地利用变化的规律，为宏观研究提供依据；能够反映规划实施的状况，为规划信息系统及时反馈创造条件；对一些重点指标进行定时监控，设置预警界线，为政府制定有效政策与措施提供服务；及时发现违反土地管理法律法规的行为，为土地监察提供目标和依据等。,二、土地利用动态监测的内容和指标,（一）内容,1区域土地利用状况监测 2土地政策措施执行情况监测 3土地生产力监测 4土地环境条件监测,（二）指标,1土地利用结构与利用程度指标 2土地管理政策措施的监测指标 3土地利用经济社会效益监测指标 4土地环境和生产力检测指标,三、土地利用动态监测的技术方法,土地调查与统计,土地信息系统,技术方法,遥感技术,四、耕地动态监测预警系统,（一）耕地动态预测的主要内容,四个方面,警义,警度,警兆,警源,预警的指标。包括人地关系密度、耕地投入水平、生态环境背 景、耕地利用效果及投资潜力。,是对警情的定量刻画，以判定警素指标变化是否有警情或 警情如何。一般分无警、轻警、中警、重警和剧警。,耕地生态经济系统警兆包括景气警兆和动向警兆。,指产生警情的根源。分为自然警源、外在警源和内在警源。,（二）监测方法,四个逻辑过程,预警方法,确定警情,黑色预警,分析警兆,预报警度,黄色预警,红色预警,绿色预警,白色预警,