关于GIS 在土地资源管理中的应用综述

邢晓彤XING Xiao-tong；杨雨璇YANG Yu-xuan

（海南大学，海口 570100）

0 引言

近十年来，GIS 相关技术已经在公路交通运输、城市规划建设管理、环保、农业、测绘、制图技术等许多领域里发挥社会作用，取得了显著的环境经济效益和综合社会效益。在国土资源管理相关领域中，人们也正开始在逐渐积极地研究将GIS 相关技术成果引入土地决策行为模式设计和相关理论应用分析工作中。

本文主要利用中国知网数据库对国内近过去10 年以来GIS 技术在各类土地资源综合管理实践中得到的具体应用结果进行全面检索，总结中国土地资源开发利用管理方面的几个热点问题，并通过对15 篇代表性文献内容及其在实践中应有改进的一些GIS 软件方法等进行了归纳提炼和总结。

1 GIS 与土地资源管理

1.1 GIS 技术介绍

地理信息系统科学（GIS，Geographic Information System）一般是指地理信息系统计算机综合性学科，结合现代地理学基础和地理信息系统与现代计算机地图学相关基础以及现代测绘、遥感系统科学原理和地理信息计算机科学，是指一门主要用于信息处理输入、存储、查询、分析各种数据资料和分析处理显示的有关地理数据图形等数据的各种复杂的计算机系统。因此，借助地理GIS 网络技术可以来实时分析与土地空间有关信息的大量相关数据，对于研究中国不同的地理空间类型的地理现状、变化以及土地的动态监测，对于土地资源管理的创新性发展是十分必要的。

1.2 土地资源管理学科主要研究的问题

土地资源管理学专业主要方向包括土地资源现状及其利用规律分析、土地市场中的土地资源的存储变动情况现状与及其未来及其发展变化趋势、地籍调查管理实务中常见的土地权属、土地市场调查、土地规划、土地整治和土地评估等一系列过程，没有良好健全的土地资源管理系统运作，就谈不上我国自然资源的良好规划以及各种资源的可持续性发展。

因为现阶段我国依然面临着城乡各地间发展程度的总体不协调平衡、地区之间经济发展空间差距显著增大的社会现象，所以通过GIS 信息处理和手段，调整城乡产业空间布局，引导区域资源进行合理协调配置，优化本地区产业结构，推动经济高质量发展融合等三个方面将显得越来越重要。

2 关于GIS 在土地资源管理专业应用的文献综述

本文利用中国知网（中国知网（cnki.net））网络平台，在总字库中进行关键字“GIS 在土地资源管理专业应用”进行高级检索，搜寻到了2210 篇相关研究文章，考虑了时间因素，选择了2015 年-2022 年发表的两篇有关的文章来进行相关研究，首先是以度进行了统计与分析，用相关文献数量来反映了研究发展进程情况；然后是以每隔三年左右为另一时间段来进行文献标准的检索，以文献标准“被引频次”为基本参考，分析研究每三年一阶段主要研究工作内容变化的主要重点方向和变动趋势。在主要研究统计方法内容的检索方法上，将主要数据分析研究工作方法内容细化和拆分，用7 年的时间统计主要数据和分析主要研究统计方法研究的发展重点内容和动态趋势。

2.1 总体趋势

由现有文献和检索得到的分析结果可看，基于地理信息GIS 软件在高等学校土地资源管理专业内的实践应用研究水平，2020 年以前是呈逐年高速递增状态的。文献数量在2015-2016 年中增长的幅度仍然是全时间段最大的，在2020 年以后则有所下降。

2.2 研究热点

2.2.1 文献汇总（表1、图1）

图1 GIS 在土地资源管理应用研究热点可视化分析

表1 GIS 在土地资源管理研究应用的文献

2.2.2 热点汇总

根据表1 和图1 我们可以初步归纳判断出我国2015年-到2022 年的研究和热点方向主要表现在以下方面：

①关于土地资源（国土资源）的研究。

土地资源是实现人类的赖以长期生存发展和持续发展活动的自然物质基础，是进行社会一切生产劳动的物质劳动基本资料，是发展农业一切生产技术的重要基本力量生产的资料，是一切不能被出让利用的社会存在自然条件和自然再生产条件。

随着今后区域经济社会水平和的国民经济持续协调发展总体水平提高和全省区域城市的用地规模都不断地在持续扩大，要高效、合理、集约和有效地利用开发每一寸有限的土地，快捷科学地搞好资源综合统计、分析与评估和监测，科学高效地做出规划、决策高效地有序利用土地。保住全国农村18 亿亩耕地、永久保留耕地红线问题等这样的一系列十分棘手严峻的土地现实问题随之应运而生。GIS 能够进一步及时、客观、有效、准确真实、全面地反映全国宗的整体信息及后备资源存储，成为确保全国土地资源可持续发展的技术管理手段。

②关于GIS 技术在土地利用（转型）应用演变。

通过文献阅读发现，GIS 技术最初应用于土地利用中的土地调查来提高效率，其次是利用GIS 的定位、导航功能对现场进行实地考察，最后利用GIS 处理与分析功能对考察成果进行测量与计算、转换与编辑、依据得到的数据进行制图工作。

3 GIS 在土地资源管理中的应用

3.1 基本功能：数据查询统计与分析更新

高粉等对GIS 在土地资源管理的开发与利用中做出了GIS 基本功能的阐释，包括采集、存储、编辑和处理地理数据、管理地理数据、制图和处理图像、输出与转化地理数据，这些较为表面的功能反映出GIS 在有关数据处理方面的作用。李淑彬和李国敏则是将其分为较为典型的3 个部分，分别是数据查询、数据分析和数据更新。

①数据查询。

GIS 地图查询应用系统能够提供全面信息和支持多种地形数据地图查询及处理应用方式，包括界面点击图表查询、行政区表图查询、缓冲区表查询、多边形图表查询等及多种地理空间图数据查询方式。同时也可以直接通过属性字段的查询、模糊查询、组合查询等各种方法实现对多粒度、跨存储的单元数据的查询功能扩展和对图斑历史数据的变更情况自动追溯跟踪，对结果数据进行实时保存汇总和自动打印输出。

②数据分析。

根据事先订制开发出相应的数据空间综合分析应用规则，选择相应空间数据源为空间分析应用参考分析对象，可通过直接分析实现用户对空间大量或多大粒度、跨时间地域连续存储和多单元数据资源空间的数据综合空间分析，如对土地资源利用结构综合分析、年度空间变化综合分析等空间应用问题；具有支持数据缓冲区分析、叠置分析等功能等支持各类复杂大型的GIS 数据资源以及通用的数据空间资源的自动分析处理的功能特点；还包括实时统计采集及智能分析及报告功能，能轻松自动地实现对区域数据进行自由化定制。

③数据更新。

结合地球遥感技术平台（RS）系统和高精度全球轨道定位服务系统平台（GPS）的技术能够快速地对区域国土资源现状进行动态遥感监测，获取实时国土资源信息，系统可实现对变化的地理空间数据、元数据、表格数据和与区域其他信息变化关联数据信息进行更新管理；并可以在线生成土地数据及更新统计报告，以便做出对全国土地资源利用现状的数据统计和分析，大大可以提高了工作效率。

3.2 专业功能：土地管理系统建立与专业性应用

丁锐在介绍现代GIS 等技术成果——当前土地资源管理行业的典型应用范例中也写到土地资源管理领域已相继建立且应用了土地登记管理信息系统、土地资源动态监测技术系统、城镇建设地籍资料管理信息系统、基于网络建设的县域土地利用发展总体规划及管理信息系统、农用地综合分户等地定级综合信息系统。这些系统数据库的应用给区域土地资源开发利用管理工作者带来决策帮助，使其原来纷繁和复杂的图件采集和各种数据处理的工作变得十分方便简单，同时这也大大地推动到了整个社会经济快速发展。

根据赵志伟文献，本文总结了与GIS 相应的土地资源管理体系，简要概括总结如下3 个方面。

①地籍管理。

地籍管理是指国家为获得地籍资料和为全面研究土地的权属、自然和经济状况而进行的以地籍调查（测量）、土地登记、土地统计和土地分等定级等为主要内容的国家管理措施。而在地籍管理获取信息的调查项目中，利用现代GIS 中的制图技术能够快速将地图信息输入地籍系统信息中，并能够根据各地籍要素数据建立一套相应系统的地籍库，从而最终实现国家对中国地籍数据的实时信息化动态管理，并可根据系统数据中采集的中国地籍信息进行系统实时更新。

②土地调查。

在我国土地资源综合管理实务中，进行动态土地现状调查工作的重要目的是明确动态土地现状的有效使用管理情况、土地条件、土地面积现状及合理分布状态等，而通过现代GIS 网络等技术应用可直接帮助国土资源部管理人员及时进行综合内业土地管理，包括加强对现有土地基础信息资源的动态整理、测量、汇总、录入分析等，使基层土地资源开发管理相关人员最终能够准确根据以上这些相关信息数据来合理开发利用规划管理土地资源。

③土地规划。

在实施土地资源规划活动中，需要对土地自然资源的各项规划活动情况进行环境适宜性调查评价，并合理制定各项规划方案，同时需在大型计算机模型中建立地理空间变化预测分析模型。而GIS 通过相关处理技术应用则可初步实现对土地利用资源项目的动态定时、定量跟踪与三维定位等规划，进而能够为各类土地建设项目规划时提供真实准确的设计依据。

并且基于GIS 分析地图技术，用户可实时通过计算机建立土地规划数据库，将当地所有实际需要和进行科学规划建设的重要土地信息实时输入到数据库，进行数据查询、计算与准确分析评价土地资源。

4 结论

4.1 GIS 在国土资源管理应用未来发展方向

①整合化。GIS 将国土资源信息数据相交叉融合，将众多政府部门现有的多种GIS 自然资源信息整合成为一个信息综合体，以便于实现政府数据应用及土地人才市场等方面多种地理信息资源间的良性互动及共享。

②多维化。GIS 将向多维度的两个方向发展。四维GIS能够在原有三维GIS 知识的基础上加入时间未知的函数参数。地质发生了变化，外部特征得到了很好的体现，甚至能够系统地模拟洪水、暴风雨、滑坡和大地震等局部组织水文地质发生急剧翻天覆地变化的具体过程。

③同多种技术相结合。例如，与虚拟现实技术相结合，能够有效地进一步提升GIS 在数据采集、处理方式、所得结果的表达和输出等方面的工作效率，充分发挥声学、图像等效果。空间视觉技术对比和增强现实技术相结合，能够模拟和再现复杂的地形环境，结合虚拟现实技术，计算机用户能够如临其境地体验水文地质环境。

4.2 GIS 与国土资源经济效益利用分析

众所周知，国土资源一种观点认为，国土资源作为自然资源的重要组成部分，在第二和第三经济产业中，其经济效益还没有被有效地引导，也就是说整个土地资源的经济价值还没有被完全发挥出来，我国的经济增长是土地资源拉动起来的，土地对整个国家经济增长的情况，拉动地区经济，带动农业经济都有着至关重要的作用。

在我国城市化和工业化的发展下，各种信息与数据库数量庞大，GIS 可以通过分析各个要素对产业贡献的不同，建立商业模型，结合权重计算区域土地利用所能产生的经济价值，进而让我国有限的国土资源能够依托最优化的决策创造出最大经济。

除此以外，GIS 技术能够融合商圈分析、投资环境评价、市场分析、经济流模拟等方面，可以对空间区位与属性信息的综合分析。弥补传统经营中只能对属性信息进行管理，缺乏空间信息管理与分析功能。通过GIS 技术属性信息、空间信息一体化管理与强大的分析功能将会在商业发展以及国土资源管理领域有着更广泛的应用。