基于ARCGIS的土地适宜性评价研究

基于ARCGIS的土地适宜性评价研究
摘要：本文主要描述了现阶段GIS在我国土地适应性评价中的应用方法。

并对城市土地进行适宜性评价，结合层次分析法确定土地适宜性评价因子及权重，更好的发挥GIS在土地适宜评价中的优势。

关键字：GIS；土地；土地适宜性；评价
1 前言
土地适宜性分析意在根据人类要求、意愿或一些未来活动的预测而确定土地利用最适合的空间模式[1]。

基于GIS的土地适宜性评价在很多领域都有应用，如农业用地适宜性评价、经济作物用地适宜性评价、城市用地评价、旅游用地适宜性评价等。

GIS技术的组成包括计算机系统、地理数据和用户三部分。

可以与对地理空间相关的信息进行采集、存储、管理、操作和分析，并生成并输出各种地理信息，从而为土地利用、资源管理、环境监测、交通运输、经济建设、城市规划以及政府各部门行政管理提供新的指示，为工程设计和规划、管理决策服务[2]。

2 土地适宜性评价的一般过程
土地适宜性评价步骤见图1。

首先收集所需要的资料，分析资料，假定其约束条件，并制定适宜性评定的工作计划。

其次是评价活动的展开，确定评价单元范围并对评价单元进行划分。

然后确定评价因子及各因子的权重，在此基础上进行土地适宜性分类, 即确定每个土地单元的性质是否满足每个土地利用类型的适应级。

最后以土地适宜性评价图为基础,提出建议，上交评定成果[3]。

资料收集
资料分析、评价单元确定、评价单元划分
筛选评价指标、赋值评价指标、确定评价指标权重
建立评价单元数据库评价方法对比分析
评价种类用地
评价结果分析
编制土地适宜性评价图、面积统计、提出建议
图1 土地适应性评价流程图
Fig.1 The flow diagram of land suitability evaluation
3 GIS技术在土地适宜性评价中的应用
GIS是一个能把各种图形及数据属性信息进行综合分析的强有力工具。

GIS 应用在土地适宜性评价时，不仅可以与评价有关的单元空间数据域评价指标数据结合起来，而且可以灵活的对这些数据进行分析、处理，提高土地适宜性评价的效率和精度[4]。

此外，应用GIS的空间分析功能，结合不同的数学模型进行土地适宜性评价，可以获取评价目标的等级指标的土地适宜性评价。

这是GIS应用的一个重要领域。

4 土地适宜性的评价方法
4.1 土地评价单元的划分
评价单元是土地自然质量性状基本一致的独立的土地单元，它既是完整反映自身特性的最基本地块，也是评价中获取数据的基础工作单元，土地适宜性结果是通过对评价单元的土地构成因素质量的评价得出。

目前划分评价单元的方法有很多种，常用的划分方法主要有以下几种：
(1)叠置法：将同比例尺的相关图件进行叠加，形成封闭图斑，并对小
于上图面积的图斑进行合并，即得评价单元。

(2)地块法:当底图上明显的地物界线或权属界线时，可将土地属性相似
的地块划成封闭单元。

(3)详查图斑法:将原有的土地利用详查图经逐年变更订正得到评价年
份的现状图作为工作底图，选取评价区域的所有土地，用每个与统计台账相对应的图斑作为评价单元。

(4)动态网格法：动态网格法是选用一定大小的网格，构成覆盖评价范
围的初步单元体系，然后到实地勘察，对单元内因素指标差异较大的再四等分加密，最后形成的网格为评价单元。

在基于GIS的土地评价适宜性中，以栅格单元作为评价单元。

当栅格单元尺寸较小时，评价精度高，此时数据量极大，从而加大了数据获取和处理的难度；而栅格尺寸较大时，评价精度稍差。

因此，在土地适宜性评价中确定合理的栅格尺寸至关重要。

4.2 土地评价指标以及权重的确定
4.2.1 评价方法
在土地适宜性评价中通常采用的方法有计算机辅助叠加制图方法，多指标决策方法，人工智能法[5]。

多指标决策方法里的多属性决策法、多目标决策法、关于多指标决策方法中叠加和模拟制图方法是土地适宜性评价中已有方法中的经典，在现代土地适宜性评价中起到了重要的作用。

本文主要介绍多目标决策法。

多目标决策法是对多个相互矛盾的目标进行科学、合理的选优，然后作出决策的理论和方法。

其原理是根据一个决策模型定义了一系列决策的结果，决策模型包括两个或多个的目标函数和一系列作用于决策变量的限制因素，根据决策变量，决策模型确定可选择的决策结果[6]。

4.2.2评价因子的确定
评价因子是参与土地适宜性评价的因素，是进行土地适宜性评价的直接依据，影响土地适宜性的主要因素主要有自然因素和社会因素，其中，自然因素主要有土壤条件、地形条件、气候条件、水文等，社会因素只要包括农业生产条件和区位条件等。

评价因子的好坏决定评价结果的可靠性好准确度。

因此，选择评价因子是土地适应性评价的关键，应注意一下基本原则：
（1）综合分析原则，应全面分析各种土地用途或利用方式对土地性质的要求,从多学科角度综合地考虑土地的适宜性，找出预选参评因子。

（2）主导因素原则，选择参评因子应该根据土地用途或利用方式的不同，选择起主导限制作用的因素，增强土地评价的科学性和简洁性。

（3）稳定性原则，选择的参评因子应能持续影响土地的用途，且较稳定，短期内不发生变化。

（4）差异性原则，参评因子应对特定土地用途或土地利用方式有明显影响，并且在本区内有明显差异，并有能出现临界值的因子作为参评因子。

（5）独立性原则，尽量选择相对独立的因子。

（6）现实性原则，应该考虑获得图、文、数据资料的可能性。

在本文的评价因子的确定中, 是针对城市用地进行适宜性评价, 所以一共选取了六个因素, 如表1。

表1 土地适应性评价因子
Table.1 The factor of land suitability evalution
因素Factor
评价因子Evalution factor
商业繁华度商业中心规模等级、农贸与小市场规模等级
交通通达度道路通达度、公共交通便捷度对外交通便利度
社会服务设施完备度文娱体设施完备度、教育设施完备度
公共服务设施完备度、医疗卫生设施完备度
基础设施完备度供水设施完备度、供热设施完备度供气设施完备度
人口状况人口密度
自然环境质量环境质量优劣度、绿地覆盖率自然条件优劣度
4.2.3计算评价因子权重
在针对城市土地适宜性的评价中，通过查阅大量文献，采用层次分析法确定各因素与因子的权重值[7]。

层次分析法适用于多目标多层次的系统问题，是一种定量与定性相结合的方法，本文采用层次分析对3层六类因素，16个评价因子确定了权重系数。

表2 指标权重分配
Table 2 Distribution of indexes weight
4 土地适应性评价结果
运用GIS 中数据统计、专题制图等功能后, 可以根据所得到的数据、图表对这一地区的土地适宜性有一个总体的评价, 从而来确定这一地区的哪些地段适合种植, 居住, 建设等[8]。

更重要的是为这一地区以后的发展方向提供了依据, 而且可以看出这一地区的土地发展潜力, 并为土地管理规划提供了准确、可靠的量化依据，进而能更合理的对此区域进行规划,实现这一区域更快的发展化。

因素层
Factor
权重 Weight 因子层 Factor Layer 权重 Weight 商业繁华度
0.32 商业中心规模等级 0.8 农贸与小市场规模等级 0.2 交通通达度
0.24 道路通达度 0.6 公共交通便捷度 0.2 对外交通便利度 0.2 社会服务设施完备度
0.18 文娱体设施完备度 0.1 教育设施完备度 0.5 公共服务设施完备度 0.2 医疗卫生设施完备度 0.2 基础设施完备度 0.12 供水设施完备度 0.4 供热设施完备度 0.3 供气设施完备度 0.3 人口状况 0.08 人口密度 1 自然环境质量 0.06 环境质量优劣度 0.5 绿地覆盖率 0.2
自然条件优劣度 0.3
5 结论
土地评价是国土开发整治与发展战略研究的重要依据,是协调区域土地开发与土地保护关系，实现土地资源可持续发展的基本手段。

通过土地适宜性评价, 可建成合理的土地利用结构,适宜的土地利用空间布局,较高土地利用率、产出率和最佳综合效益的土地利用模式。

有利于了解土地资源分布的特点,为更好地保护和利用土地资源提供科学的依据和策略。

6 参考文献
[1]何英彬,陈佑启,杨鹏等.国外基于GIS土地适宜性评价研究进展及展望[J].地理科学进展,2009,28(6):898-903.
[2]陈述彭,鲁学军,周成虎.地理信息系统导论[M].北京:科学出版社,2000.
[3]徐丽莎.土地适宜性评价的理论与评价方法综述[J].今日南国.2008,15(8):18-1.
[4]邱丙文,池天河,王钦敏等.GIS在土地适宜性评价中的应用与展望[J].地理信息科学.2004,20(5).
[5]李亚萍,马蓉.GIS在土地适宜性评价中的应用与展望[J].安徽农学通报,2008,14(16):51-53.
[6]马静.基于GIS的土地适宜性评价研究[J].中国西部科技,2010,09(31):38-40.
[7]申金山,关柯.城市居住用地适宜性评价方法与应用[J].城市环境与城市生态,1999,12(2):29-31.
[8]王艳,宋振柏,吴佩林.基于GIS的城市土地适宜性评价[J].安徽农业科学,2008,36(6):2487-2489.。