管理運籌學(xué)第8章課件

1、第八章 土地資源利用動態(tài)監(jiān)測8.1 土地資源利用動態(tài)監(jiān)測概述 8.2 土地利用動態(tài)監(jiān)測的技術(shù)方法與成果分析8.3 土地利用動態(tài)遙感監(jiān)測8.4 土地利用/土地覆蓋變化介紹8.1 土地資源利用動態(tài)監(jiān)測概述動態(tài)監(jiān)測是指運用遙感技術(shù)和土地調(diào)查等手段和計算機、監(jiān)測儀等科學(xué)設(shè)備，以土地詳查的數(shù)據(jù)和圖件作為本地數(shù)據(jù)，對土地利用的時空動態(tài)變化進(jìn)行全面系統(tǒng)的反映和分析的科學(xué)方法。8.1.1土地利用動態(tài)監(jiān)測的目的意義8.1.2土地利用動態(tài)監(jiān)測的特點8.1.3土地利用動態(tài)監(jiān)測的作用8.1.4土地利用動態(tài)監(jiān)測的內(nèi)容8.1.1土地利用動態(tài)監(jiān)測的目的意義目的：能及時地掌握土地利用及其時空動態(tài)變化狀況，有效地利用土地資源，

2、使其發(fā)揮最佳利用效益。意義：為國家制定經(jīng)濟發(fā)展計劃、資源利用和環(huán)境保護政策等提供依據(jù)；尋求達(dá)到土地利用最佳整體效益的配置方案，滿足國民經(jīng)濟各部門對土地的需求；保持土地質(zhì)量；實現(xiàn)土地利用和土地管理的科學(xué)化和規(guī)范化。土地利用動態(tài)監(jiān)測的重點目前我國開展的土地利用動態(tài)監(jiān)測,主要是對耕地和建設(shè)用地等土地利用變化情況進(jìn)行及時、直接和客觀的定期監(jiān)測，檢查土地利用總體規(guī)劃和年度用地計劃執(zhí)行情況，重點核查每年土地變更調(diào)查匯總數(shù)據(jù)，為國家宏觀決策提供比較可靠、準(zhǔn)確的依據(jù)，對違法或涉嫌違法用地的地區(qū)及其他特殊情況進(jìn)行快速的日常監(jiān)測，為違法用地查處和突發(fā)事件處理提供依據(jù)。土地利用動態(tài)監(jiān)測具有下列特點： 監(jiān)測成果的多樣

3、性 監(jiān)測體系的層次性 技術(shù)要求的區(qū)域性 技術(shù)手段的綜合性8.1.2土地利用動態(tài)監(jiān)測的特點8.1.4土地利用動態(tài)監(jiān)測的內(nèi)容1.區(qū)域土地利用狀況監(jiān)測（反映結(jié)構(gòu)、控制方向） （1）土地利用變化的動態(tài)信息 （2）耕地總量的動態(tài)平衡情況 （3）農(nóng)業(yè)用地內(nèi)部結(jié)構(gòu)調(diào)整情況 （4）基本農(nóng)田保護區(qū)狀況 （5）后備土地資源的開發(fā)利用監(jiān)測2.土地利用規(guī)劃與政策法規(guī)措施執(zhí)行情況監(jiān)測3.土地生產(chǎn)力監(jiān)測(重點是土壤屬性）3.土地環(huán)境條件監(jiān)測8.2土地利用動態(tài)監(jiān)測的技術(shù)方法與成果分析8.2.1土地利用動態(tài)監(jiān)測的技術(shù)方法 1.遙感技術(shù)（RS） 2.土地調(diào)查與統(tǒng)計技術(shù) 3.土地信息系統(tǒng)（LIS）技術(shù) 4.耕地動態(tài)監(jiān)測預(yù)警技術(shù)2

4、.土地調(diào)查與統(tǒng)計技術(shù)運用土地調(diào)查和統(tǒng)計可以對土地利用結(jié)構(gòu)、土地等級變化等進(jìn)行分析。一般在遙感數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，需通過土地調(diào)查進(jìn)行檢查和補充。土地調(diào)查方法主要有詳查、抽樣調(diào)查和重點調(diào)查。詳查:間隔一定時期的土地詳細(xì)調(diào)查。抽樣調(diào)查：每年進(jìn)行小樣本調(diào)查，推斷全國土地利用或農(nóng)地變動情況。5-10年進(jìn)行較大樣本調(diào)查。城鎮(zhèn)地籍調(diào)查、農(nóng)村土地詳查、農(nóng)村土地變更調(diào)查等一系列調(diào)查工作和理念，土地統(tǒng)計工作已在全國普遍開展。3.土地信息系統(tǒng)（LIS）技術(shù)土地信息系統(tǒng)（ Land Information System）是一個以GIS為平臺，以土地資源與資產(chǎn)管理為工作對象的計算機管理信息系統(tǒng)。是以土地空間數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ), 在

5、計算機軟硬件的支持下, 對土地相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、管理、操作、分析、模擬和顯示, 并采用空間模型分析方法, 適時提供多種空間和動態(tài)的土地信息, 為決策服務(wù)而建立起來的計算機技術(shù)系統(tǒng)。土地信息系統(tǒng)工作流程成果 采集輸入數(shù)據(jù)編輯數(shù)據(jù)存貯產(chǎn)品輸出數(shù)據(jù)處理應(yīng)用分析 原始數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)成果數(shù)據(jù)應(yīng)用數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)數(shù)字化儀打印機和掃描儀軟件配置信息系統(tǒng)的軟件由管理軟件和功能軟件組成。功能軟件一般包括五大模塊, 即輸入與預(yù)處理、數(shù)據(jù)庫管理、數(shù)據(jù)處理、產(chǎn)品輸出以及用戶接口 。輸入處理數(shù)據(jù)處理產(chǎn)品輸出數(shù)據(jù)庫管理用戶界面4.耕地動態(tài)監(jiān)測預(yù)警技術(shù)在進(jìn)行土地利用動態(tài)檢測時，需對耕地的利用與保護建立專項的動態(tài)監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)，對耕地生

6、態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行預(yù)警。內(nèi)容包括：（1）警義，即預(yù)警指標(biāo)。（2）警源，即產(chǎn)生警情的根源。（3）警兆，即反映耕地生態(tài)系統(tǒng)景氣程度和動向的指標(biāo)。（4）警度，對耕地生態(tài)系統(tǒng)警情的定量刻畫。分為無警、輕警、中警、重警和劇警。8.2.2土地利用動態(tài)監(jiān)測成果分析1.土地利用監(jiān)測成果分析內(nèi)容 （1）地類變更分析 （2）權(quán)屬變更分析 （3）耕地變化動態(tài)分析 （4）土地利用結(jié)構(gòu)變化分析1.土地利用監(jiān)測的主要指標(biāo)（1）土地利用結(jié)構(gòu)與利用程度指標(biāo)（2）土地管理政策措施的監(jiān)測指標(biāo)（3）土地利用經(jīng)濟社會效益監(jiān)測指標(biāo)（4）土地環(huán)境和生產(chǎn)力監(jiān)測指標(biāo)（5）土地集約經(jīng)營程度指標(biāo)3.土地利用監(jiān)測分析方法 （1）指標(biāo)對比法 （2）綜合評分

7、法 （3）評價系數(shù)法 （4）對應(yīng)分析法 （5）分布指數(shù)法8.3土地利用動態(tài)遙感監(jiān)測1999年國土資源大調(diào)查中，國土資源部提出了土地利用動態(tài)遙感監(jiān)測任務(wù)，目的是綜合采用RS、GIS和GPS等技術(shù)手段，監(jiān)測全國93個50萬以上人口城市的土地利用變化情況、基本農(nóng)田保護情況、開發(fā)區(qū)現(xiàn)狀與變化情況，輔助規(guī)劃修編、執(zhí)法檢查和土地利用現(xiàn)狀更新等，構(gòu)建全國土地利用動態(tài)遙感監(jiān)測系統(tǒng)。8.3.1土地利用動態(tài)遙感監(jiān)測總體技術(shù)路線和方法8.3.2土地利用動態(tài)遙感監(jiān)測技術(shù)流程臺灣島衛(wèi)星遙感圖片沈陽城市遙感圖片8.3.2土地利用動態(tài)遙感監(jiān)測技術(shù)流程1.數(shù)據(jù)準(zhǔn)備2.數(shù)據(jù)預(yù)處理3.信息提取4.外業(yè)調(diào)查5.成果整理6.精度評價

8、7.成果提交與驗收8.4土地利用/土地覆蓋變化介紹土地覆蓋是指地表自然形成的或者人為引起的覆蓋狀況，如農(nóng)作物、森林、草地、房屋、水泥、瀝青路面等。IGBP和IHDP1995年提出土地利用/土地覆蓋變化（Land use/land cover change,LUCC)成為熱點8.4.1土地利用/土地覆蓋變化的研究目標(biāo)與內(nèi)容8.4.2土地利用與土地覆蓋變化研究的關(guān)鍵性領(lǐng)域8.4.3國際LUCC研究進(jìn)展 8.4.4我國LUCC研究進(jìn)展8.4.1土地利用/土地覆被變化的研究目標(biāo)與內(nèi)容1.研究目標(biāo) LUCC最根本和最主要的目標(biāo)是進(jìn)一步提高對土地利用與土地覆蓋驅(qū)動力的認(rèn)識；調(diào)查并考證現(xiàn)時土地利用與土地覆蓋

9、的地理動力學(xué)特征；明確土地利用可持續(xù)性與多樣性之間的聯(lián)系；理解LUCC，生物地球化學(xué)與氣候之間的內(nèi)在聯(lián)系。 LUCC的一個更為明確的目標(biāo)是開發(fā)更先進(jìn)的方法設(shè)計和檢驗土地利用與土地覆蓋。在從事自然與社會科學(xué)的集成分析中，LUCC所體現(xiàn)的研究宗旨是“從自然界到人類社會，從全球到區(qū)域”。LUCC已經(jīng)確定了以下幾個核心科學(xué)問題：近300年來，人類的開發(fā)利用怎樣改變了土地的覆蓋狀況？在不同的地理歷史環(huán)境中，土地覆蓋變化的主要人為原因是什么？在未來的50-100年，土地利用變化將如何影響土地覆蓋？人類與生物物理動力學(xué)如何直接影響特殊的土地利用類型的可持續(xù)性？氣候與全球生物地球化學(xué)方面的變化如何影響土地利用

10、與土地覆蓋？土地利用與土地覆蓋如何影響土地使用者在土地利用與覆蓋發(fā)生變化時的脆弱性？土地覆蓋變化又是如何反作用于一些風(fēng)險或瀕危區(qū)域，增強其脆弱性？2.主要研究內(nèi)容(1)土地利用與土地覆蓋變化的類型分析；(2)土地利用與土地覆蓋變化的過程研究；(3)探討人類對土地利用與土地覆蓋變化的反應(yīng)；(4)建立綜合的全球性或區(qū)域性的變化模型，探討不同空間尺度上土地利用與土地覆蓋變化的動力學(xué)機制；(5)開展有關(guān)土地表層、生物過程及其動力機制方面的數(shù)據(jù)庫建設(shè)。綜觀目前國際上有關(guān)土地利用/土地覆蓋變化研究，其內(nèi)容可以大致地歸納為三個核心，即土地利用的動力機制、土地覆蓋的變化、區(qū)域與全球模型。土地利用/土地覆被變化

11、研究的主要內(nèi)容研究內(nèi)容核心 土地利用的動力機制核心土地覆蓋的變化核心 區(qū)域與全球模型研究方法 比較研究實地調(diào)研與診斷模型綜合分析與評價具體內(nèi)容1.土地利用行為與決策；2.土地利用變化的動態(tài)模擬3.從過程到類型：從局部的案例 研究到區(qū)域與全球的過程模型；4.土地利用變化的可持續(xù)性研究1.土地覆蓋變化指標(biāo)體系、熱點地區(qū)與關(guān)鍵性區(qū)域研究；2.自然與社會經(jīng)濟變量的動態(tài)監(jiān)測；3.從類型到過程1.已有區(qū)域模型的回顧、總結(jié)與對比；2.區(qū)域土地利用/土地覆蓋變化模型建立過程中的關(guān)鍵性技術(shù)與問題；3.土地利用/土地覆蓋變化及其相關(guān)系統(tǒng)的動力機制；4.發(fā)展規(guī)劃與關(guān)鍵性的環(huán)境問題如數(shù)資源問題及其影響的評價8.4.2

12、土地利用與土地覆蓋變化研究的關(guān)鍵性領(lǐng)域1.土地利用變化的過程與動力機制研究 （1）城鄉(xiāng)作用機制（主要是城市化） （2）區(qū)域土地利用與土地覆蓋變化過程中水資源約束機制（必須考慮未來水資源狀況、分布及水價、管理政策的對土地覆蓋變化的影響） （3）全球糧食生產(chǎn)與食物安全因素的作用（需求）2.土地利用與土地覆蓋類型與區(qū)域問題研究3.區(qū)域或全球性空間統(tǒng)計模型研究4.土地利用/土地覆蓋變化的可持續(xù)性研究8.4.3國際LUCC研究進(jìn)展 目前，LUCC研究主要在四個方面進(jìn)行：LUCC的狀況研究；LUCC的驅(qū)動力與驅(qū)動機制研究；LUCC的效應(yīng)與作用機制研究；LUCC的模型模擬與土地可持續(xù)利用研究。前兩項研究開展較早，成果也比較豐富；隨著研究重點的轉(zhuǎn)移，LUCC的效應(yīng)研究工作在近期得到了更多關(guān)注和重視；而在模型研究方面，一直有學(xué)者在進(jìn)行嘗試，但少有突破性成果，這除了普適模型構(gòu)建和可持續(xù)性研究本身的難度外，還受制于前三方面的成效與進(jìn)展。代表國際研究發(fā)展進(jìn)程與水平的主要是三個區(qū)域的研究，即北美、歐洲和日本。對此，史培軍等人進(jìn)行了總結(jié)。 8.4.4我國LUCC研究進(jìn)展1.在LUCC狀況的研究中，研究數(shù)據(jù)的獲取越來越多地依賴于遙感影像2.LUCC的驅(qū)動力及驅(qū)