《基于WebGIS农业土地资源信息系统设计》文献综述.docx

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1、编号（学号）：文献综述和外文翻译（ 届本科）学院： 专业： 姓名： 指导教师： 完成日期：年月日文献综述题目： 基于 Web GIS 农业土地资源信息系统设计基 于 W eb G IS 农 业 土 地 资 源 信 息 系 统 设 计摘 要 ：土 地 是 我 国 重 要 的 自 然 资 源 和 农 业 生 产 资 料 ， 也 是 人 类 赖 以 生 存 和 发 展 的 物 质 基 础 。 近 年 来 , 随 着 人 口 的 增 加 和 人 均 耕 地 面 积 的 减 少 ， 合 理 利 用 和 充 分 开 发 农 业 土 地 资 源 显 得 尤 为 重 要 。 如 何 合 理 地 利 用 农 业

2、 土 地 资 源 ， 提 高 其 利 用 率 和 生 产 率 , 是 摆 在 我 们 面 前 一 项 十 分 重 要 的 任 务 。 随 着 信 息 技 术 ，特 别 是 地 理 信 息 系 统 ( GI S) 、网 络 、数 据 库 等 技 术 的 快 速 发 展 和 日 趋 成 熟 ，信 息 化 已 成 为 当 今 世 界 经 济 和 社 会 发 展 的 大 趋 势 。 土 地 资 源 的 信 息 化 也 在 全 球 信 息 化 的 浪 潮 中 加 快 了 其 建 设 步 伐 。 在 我 国 , 数 字 化 国 土 工 作 正 在 不 断 深 入 进 行 ， 各 个 土 地 管 理 部 门

3、 都 纷 纷 加 入 到 了 信 息 化 的 改 革 大 潮 之 中 。建 立 基 于 We bGI S 的 集 基 础 数 据 管 理 、统 计 查 询 、分 析 预 测 、辅 助 决 策 、网 上 信 息 发 布 、办 公 自 动 化 于 一 体 的 全 面 数 字 化 的 农 业 土 地 资 源 信 息 系 统 具 有 重 要 的 现 实 意 义 , 已 经 成 为 新 世 纪 土 地 信 息 系 统 发 展 的 必 然 趋 势 。关 键 词 ： GIS ； 网 络 ； W eb GIS ； 土 地 管 理 ； 研 究 现 状 ； 应 用 前 景1 Gl S概述GI S即地理信息系统，简

4、称GI S，是20世纪60年代发展起来的地理学研究技术，是在 计算机软件和硬件的支持下，以地理空间数据库为基础，采集、储存、管理、分析和描 述整个或部分地球表面与空间和地理分布有关的数据，是地理研究和地理决策服务的空 间信息系统。GI S技术就是把地理位置和相关属性有机的结合起来，根据实际需要准确 真实、图文并茂地输出给用户，借助其独有的空间分析功能和可视化表述，进行各种辅 助决策的一种通信技术。2 GI S与现代土地管理的联系科学技术是第一生产力。现代土地管理要充分利用高技术，使土地资源得到科学合 理的利用、开发、整治和保护，实现土地资源的永续利用与社会、经济、资源环境的协 调发展，不断满足

5、社会经济长期发展的需要，达到最佳的社会、资源环境和经济效益。 2. 1 信息获取随着人类进入信息社会，各类与土地相关的信息日趋膨胀，人们可以利用GPS定位 技术代替常规的三角和导线测量等实现快速测量与定位，可以利用GI S技术的采集功能， 将各类现势、历史图文声像资料数字化，可以把卫星遥感技术与GPS技术相结合，促进 定位高速自动化和多维分析技术的实用化，可以利用GI P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，可以利用计算机网络通信技术以及We bGI S技术， 从其它政府部门、企业、个人等信息拥有者处及时获取相关土地空间或属信息，尤其是 最新土地变更情况等。基 于 We

6、 b GI S 农 业 土 地 资 源 信 息 系 统 设 计2. 2 业务办公现代社会要求准确高效业务办公。实现该要求的方式之一就是利用网络通信及GI S 技术，结合土地管理工作业务流程，建成一个系统内部联网的土地管理系统，和以土地 规划管理、用地计划管理、土地审批管理、土地征用管理、土地登记管理、土地价格管 理、土地监察管理、土地档案管理等为核心的集GI S与办公自动化为一体的图文办公信 息系统，用于辅助日常业务办公，实现土地管理业务数据和图件资料的集成管理、联网 图文查询以及项目联网办案。通过计算机网络环境把大量分散的文本图形数据变成了 系统内共享的综合信息资源，将业务工作流程网络化。各

7、级工作人员均可在各自的办公 室内，依据预定的不同权限，查询检索相关资料和业务数据，了解业务进展情况，处理 自身职权范围内的工作等，不仅提高了工作效率，减少了错误，而且有力地支持了窗口 式办文和公文督办制度。2. 3 土地动态监测 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。由于遥感对地观测技 术具有覆盖面广、宏观、强、快速，多时相、丰富的综合信息等特点，已广泛应用于获 取和提取各类专题土地信息。利用航空像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也得到了广泛应用和发展。此外，通过GI S

8、技术进行土地评价 及发展趋势预测，利用GPS技术作为主要定位手段的3S技术在土地动态监测中的综合运 用，还可以更及时、可靠的获取信息以及实现信息的共享和辅助决策服务。3 GI S在土地项目管理中的应用3. 1 地籍管理土地整理项目地籍管理包括对土地权属的初始登记、变更登记等内容，权属调整是 目前土地开发整理项目中一项重要且困难的工作。地籍管理系统可以对土地开发整理区 内土地的权属、土地利用、土地等级、土地生产能力，地表覆盖、居民点的空间分布等 各种统计资料及报表等进行管理，并具有查询、漫游、分析和统计功能，为土地开发整 理区正常的土地管理和规划提供服务。3. 2 土地复垦适宜性评价 土地复垦适

9、宜性评价就是通过一系列有关影响和指标的评定，确定被土地最适宜的复垦利用方向和最佳复垦模式。叠加分析是GI S最重要的空间分析功能之一，是土地复 垦适宜性评价等多因素评价过程的主要辅助手段。相对于传统的纯数值评价方法，基于 GI S的土地复垦适宜性评价方法可将数值计算和图形处理有机地结合起来，实现土地评 价单元空间信息与属性信息的联结，由计算机来完成复杂的空间50乖斗技资讯s c l ENc ETEc HNOL00Y I NFORMATI ON分析与计算，极大地提高了评价效率。适宜性评价的方法和 步骤如下：确定评价分类系统，制定适宜性标准。确定适宜性评价的主导因素。土2X X 大 学 学 士 学

10、 位 论 文 文 献 综 述地开发整理区的土地复垦评价应考虑的因素有土壤条件、土地利用方向，地形地貌及坡 度等地形条件。根据适宜性评价主导因子稳定性的原则，应考虑因子的变异特性，找出 持续影响土地生产力的稳定性因子。选取评价单元。以土地开发整理区土地现状调查 的基础制图单元划分土地评价单元。对评价单元的上地属性逐一进行分析评定，确定每 个评价单元的适宜类型和质量等级。选取合适的评价方法进行土地适宜性评价。土 地开发整理区土地复垦适宜类型、等级和面积统计。3. 3 农村居民点撤并论证 阻碍村庄撤并的首要客观因素是耕作半径限制，耕作半径的客观限制是农居点分散布局的本质原因，同时决定着农村聚落的适宜

11、规模。擞并规划直接导致农居点集聚，使 耕作半径增大，增加劳动出行成本。于是对于部分农民而言，村庄撤并使其劳动与生活 的既有权益受到侵害。基于GI S技术，可以对农村居民点撤并的可行性进行支持。主要 包括以下内容：建立GI S数据库：建立规划区域内的农居点房屋空间数据库，采用CAD 文件为基础空间数据；拆迁房屋的空间识别：通过GI S空间分析功能计算区域内房屋 空间分布密度，位于一定低密度值区域的房屋作为撒并主要考察对象，并结合城镇扩张、 交通、环境等因素确定村镇体系空间详细布局，耕作半径演变描述：通过GI S空间分 析中的距离分析计算规划前后耕地至最近农居点距离的频率分布。3. 4 地理信息系

12、统设计 地理信息系统现有的一些空间分析功能如缓冲区分析、叠加分析、网络分析、空间统计分析等进行土地开发整理区土地利用的辅助决策，如复垦方案的优化与征用赔偿优 化等。其系统结构主要由GI S平台、空间数据库、文本资料、图形资料库、地籍管理子 系统、规划子系统、动态属性管理系统等组成。4 国内外研究现状分析目前，从国内外土地信息系统发展的状况来看，其发展日趋成熟，正朝着网络与 GI S 技术结合，精细化多系统集成的更深层次方向发展。4. 1 国外对于土地信息系统（GI S）的开发和使用在国外起步比较早，尤其是发达国家其土 地信息系统的建设具有较长的历史，在土地信息管理、服务等方面也已形成了比较成熟

13、 的经验。如美国、加拿大等早在上世纪 70 年代就已经利用 GI S 作为土地调查、数据管 理的工具，建立了基本的 GI S，用以满足社会对土地有关信息日益增长的需要。而在对 农业土地资源信息系统的建设主要应用在土壤资源方面, 建立了多种土壤基础信息数据 库、制作实用化土壤信息系统、农业土地资源利用系统、建立为农业生产服务的应用系 统等。同时，在应用上进一步趋向农业实际生产，直接服务于农场管理和经营。实用化 土壤信息系统主要应用于土壤制图技术、土壤污染与防止、作物生长模拟等；为农业生 产服务的应用系统如：日本的农耕地土地资源信息系统，它包括了土壤信息系统、土地3基 于 We b GI S 农

14、业 土 地 资 源 信 息 系 统 设 计利用信息系统、作物栽培试验信息系统、农业气象信息系统等子系统。荷兰建立的应用 系统通过对土地利用、土壤质量等变化模拟来对农场进行规划和提供技术服务。近年来， 随着 GI S 和网络技术的发展及可持续发展模式对土地有关的信息需求的变化，相关的土 地信息系统体系框架和功能发生了显著的变化，大多数发达国家已完成土地信息系统的 全面计算机化管理，并建立了基于 We b 技术的土地信息发布平台。部分发展中国家也开 始实施信息化建设项目。针对农业土地资源的信息系统的建设也已从单纯的 GI S 技术转 向同各种专业应用相结合向着基于 We bGI S 的多系统集成一

15、体化的方向发展, 使之在全 球农业土地信息基础设施上得到广泛应用。4. 2 国内在我国，对土地信息系统( GI S) 的应用起步较晚，但发展迅速。1985 年，我国开始 土地资源信息数据库及系统的建设，第一个国家级土地资源信息系统将全国县级土地资 源、气候资源、水资源及相关社会经济数据等录入数据库，采用 Ar c/I nf o 录入专题图， 建成国家级数据库。1986 年国家土地管理局成立，开始土地信息系统的建设，陆续建 成了一些土地信息数据库和系统。此后，一些城市和地区相继建立了土地利用信息系统， 为土地详查和规划管理提供信息支持和决策依据，如厦门市建立了土地利用现状信息系 统，常州市规划国

16、土管理局、宁夏土地局等先后建成了集 GI S 与办公自动化为一体的图 文办公信息系统，用于辅助日常办公业务，并可以完成县市级土地利用详查、土地利用 规划、土地登记、及土地分等定级等专业性工作。而对于针对农业土地资源信息系统的应用主要在于农用土壤资源的利用、土壤基础 信息存储、农用地评价、土壤侵蚀、土壤退化、环境评价。从 1979 年起，我国开展了第二次全国农业土地土壤普查，并从 1993 年起分 6 册出版了中国土种志，它为我国 建立农业土地资源信息系统提供了良好的基础。目前，很多县市、省市区已在不同程度 上建立了不同容量的土壤信息系统，通过贮存资料的运算，随时可以提供咨询服务，1992 年中

17、国科学院南京土壤研究所基本完成了 150 万海南省 SOTER 数据库及制图工作。 孙波等为进行南方红壤丘陵区土壤养分贫瘠化的综合评价，利用普查资料，分省收集东 部丘陵区各类土壤表层的相应数据，建立了一个红壤区养分数据库。数据指标包括有机 质、全氮、全磷、全钾、速效磷、速效钾等 6 项。利用红黄壤地区土壤图作底图，借助 GI S，绘制土壤养分贫瘠化状况的评价图，收到很好的效果。王效举等收集 1983 年和 1994 年江西省和泰千烟洲的土壤理化性质和环境条件、多年有关的气象资料、经济数 据和土壤剖面等数据，利用 GI S 制图功能，绘制出千烟洲开垦 11 年后的土壤质量变化 图，并得出结论：利

18、用 GI S 和数据库技术可以有效而方便地实现不同时段土壤质量变化 图的编制。但从全国范围内，此项工作还有待正式开展。就总体而言，我国土地信息系统技术已经发展起来，正朝着实用性、综合性、多技 术集成化的深层次发展。4X X 大 学 学 士 学 位 论 文 文 献 综 述5 GI S 在土地管理中的应用前景经过 40 多年的发展，GI S 技术和方法日趋完善，基于 GI S 的土壤资源和土地利用 信息系统的建设也取得了长足的发展。目前 GI S 技术与数据库技术（DBMS）、计算机辅 助设计（CAD）、计算机辅助制图（CAM）和计算机图形（Comput er Gr aphi cs ）软件包结 合

19、在一起，集成了这些技术的各种优点，并广泛应用在土地资源信息管理当中。GI S 既 有 MI S 强大的数据库处理功能，又有 CAD对图形的操作功能同时兼有自身的空间查询和 空间分析等功能, 具体功能简述如下：1. 数据输入和数据库产生 将收集到的地表要素之点、线、面信息以及图形、图像、文字等数据资料，通过适当的量化工具（数字化仪、扫描仪、交互终端等）和输入介质（磁盘、磁带等）送入系 统，生成系统可接受的规定格式的数据库信息，经地理编码（Ge o- Codi ng）建立起拓扑 关系和变量之间的连接，构成图数关联的整体结构框架。2. 数据库管理功能 提供实施系统各项功能的环境和控制数据的手段，保证

20、地理要素的几何数据、拓扑数据和属性数据的有机联系和合理组织，有效地提取、检索、更新和共享各种数据。 3. 空间数据操作和分析这是 GI S 功能的主要体现，可对属性数据和空间数据进行查询，还可对空间定位数 据进行综合分析。其中在拓扑空间查询方面，主要涉及两类拓扑关系，一种是几何元素 的结点、弧段和面块之间的关联关系，另一种是地物之间的相对关系。后者可通过前者 的关联关系和位置关系进行隐含表达。空间分析功能是对空间数据更深入的应用，一般 分为几何分析、网络分析、地形分析、影像分析、多元分析等几大类。由此可见，把 GI S 应用于土壤资源和土地利用信息系统的建设比 MI S、CAD等有更 大的优势

21、。随着 GI S 应用领域的推广，以及有关组织和机构（如国际标准化组织地理信息标 准技术委员会I SO/TC211 和美国开放地理信息协会OGC 等）的成立，从体系上 看，GI S 已经发展成为一门学科。这对建设和发展基于 GI S 的土壤资源和土地利用信息 系统也提出了新的要求：( 1) 数据的标准化和网络化目前，GI S 在诸多领域都有了一定的发展，但是由于不同的硬件平台、网络环境、 操作系统和 GI S 开发平台的存在，导致不同领域发展起来的 GI S 成为“信息孤岛”，未 能实现 GI S 之间的互操作，达不到资源共享的目的。因此，建立一套 GI S 的数据标准和 技术规范，成为促进

22、GI S 社会化发展的关键。另外，需要建立与国际联网的土壤、土地 利用数据库，便于信息传递和查询。( 2) 使用环境的通用化和商业化5基 于 We b GI S 农 业 土 地 资 源 信 息 系 统 设 计目前，多数土壤、土地利用信息系统以商用 GI S 软件（如 ARC/I NFO、Ma pI nf o、DRDAS 等）为支撑，这一趋势有利于系统的推广和升级。( 3) 应用的实际化和全球化 实际化体现在如何实现土壤资源、土地利用信息系统的实际使用效益，为农业生产和土地规划提供各种指导和技术服务。全球化体现在土地资源信息系统应用与持续农业 和全球变化的研究。( 4) 系统的智能化和自动化 加

23、强人工智能与系统应用模型开发的结合，建立专家知识库，提供技术服务和辅助决策功能。同时，研究开发基于遥感图像和 GPS 数据的土壤类型、土地利用地表特征的 自动解译和提取技术，以利于数据库的自动更新，克服基础数据的延时性。参 考 文 献 ： 1 王 石 . 精 通 Vi s ua l C#2005 - 语 言 基 础 , 数 据 库 系 统 开 发 , We b 开 发 M . 人 民 邮 电 出 版 社 , 2007 . 2 J ul i a Ca s e Br a dl e y , Ani t a C. Mi l l s pa ug h. C#. NET 程 序 设 计 M . 清 华 大

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25、02 . 7 吴 信 才 等 . 地 理 信 息 系 统 设 计 与 实 现 M . 电 子 工 业 出 版 社 , 2002 . 8 徐 翠 云 . 地 理 信 息 系 统 的 应 用 现 状 及 发 展 趋 势 J . 地 质 找 矿 论 丛 , 2001 , 16 ( 1 ) : 52 - 57 . 9 常 小 燕 , 聂 宜 民 等 . 基 于 We bGI S的 县 级 土 地 利 用 总 体 规 划 管 理 信 息 系 统 的 设 计 J . 山 东 农 业 大 学 学 报 ( 自 然 科 学 版 ) : 2004 , 35 ( 4 ) : 589 - 592 . 10 许 凯 . 土 地 资 源 利 用 动 态 管 理 信 息 系 统 的 We bGI S实 现 方 案 J . 计 算 机 工 程 , 2003 , 2 : 201 - 203 . 11 李 晓 辉 , 张 芳 . 农 业 土 地 利 用 地 理 信 息 系 统 的 开 发 实 现 J . 信 息 技 术 , 2007 , ( 02 ) . 12 王 人 潮 . 农 业 资 源 信 息 系 统 M . 北 京 : 中 国 农 业 出 版 社 , 2000 : 155 - 176 .6