第2章土地信息分类
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土地信息学
LAND INFORMATION SCIENCE
第2章 土地信息分类
• • • • 1.1 土地信息基本概念 1.2 土地信息分类 1.3 土地利用信息分类 1.4 生态土地分类
第一节土地信息基本概念
• 一、数据与信息 • 数据是通过数字化或直接记录下来的可以被鉴别 的符号，是用以载荷信息的物理符号，在计算机 化的地理信息系统中，数据的格式往往和具体的 计算机系统有关，随载荷它的物理设备的形式而 改变。 • 信息是用文字、数字、符号、语言、图像等介质 来表示的事件、事物、现象等的内容、数量或特 征，从而向系统（人们）提供关于现实世界新的 事实和知识，作为管理、分析和决策的依据，它 不随载体的物理形式的各种改变而改变。信息具 有客观性、适用性、可传输性和共享性等特征。
三、土地信息分类过程模型
1．土地信息的分类粒度 尺度是客体在其容器中规模相对大小的描述。土地空 间数据具有多尺度特征，表现为空间范围、时间长短 和属性的层次性等。有学者把土地数据属性数据的多 层次性称为语义粒度。因此，分类结果详细程度与级 别可称为分类粒度。由中国科学院牵头组成的中国1： 100万土地类型图编辑委员会提出的土地类型分类系 统（土地纲、土地类和土地型），从纲到类再到型， 分类粒度逐渐变细，产生的类别也随之增加，类型丰 度越高。因此，数据越详细，粒度越小，级别就越低， 数据综合度越高，粒度越大，级别就越高。
土地信息的定义为： 表征土地资源数量、质量、空间分布及土地 利用状态、变化过程和规律的各种信息的总称。 这些信息既包括土地及其附着物的空间属性、 自然属性、经济属性和权能属性以及这些属性 之间的相互关系的信息，也包括人们在占有、 使用土地过程中所发生的人与人、人与土地之 间关系所形成的信息，即以土地利用为主线的 人一地关系信息。
中科院地理所的地形图接合表http://lib.igsnrr.ac.cn/reliefmap/index.htm
• 2．时态性特征 • 时间、空间和属性是地理实体和地理现象本身固 有的特征，是反映地理实体演变过程的重要组成 部分，为准确描述现实世界，必须建立能表达时 间、空间和属性的关系，这几乎是所有空间信息 系统的主要研究内容之一。土地信息显著的时态 特征则是其他空间信息系统所不及的，主要是由 土地信息客体的法律属性以及土地交易和土地市 场的频繁和复杂性特点所决定的。 • 中国土地市场网： • 链接 http://www.landchina.com/?WebShieldDRSessi onVerify=psLskrUbqzhKXPMFnBSr
三、土地信息的特征
由于土地不仅具有数量、质量、位置等一般 地理实体的基本属性，还具有土地利用，以 及利用过程中发生的人与土地、人与人之间 的关系的特有属性，导致反映这些属性的土 地信息与其他一般空间信息系统的特征不同， 具体表现为以下四点特征：
• 1．土地定位的精确性 • 土地信息具有空间性，即土地信息都是与一定的空间位 置相关的，具体地说就是同特定的地块相关，更为重要 的是土地信息要求有更高的空间定位精度，这是土地信 息与一般地理信息的区别所在。土地信息的这种高定位 精度可通过与一般地理信息的比较得到说明，从比例尺 方面来讲，一般地理信息图件（如地形图）主要是国家 基本比例尺系列，如1 :500万、1 : 100万、1 : 50万、1: 25万、1 : 10万、1 : 5万和1: 1万，而土地信息的基本图 件可达到1 : 1000、1 : 500甚至更大；从点位精度上来 讲，土地信息中的地籍控制网的精度一般高于地形控制 网，地籍界址点的精度一般高于地形碎部点的精度要求。
2．不受比例尺限制的原则 不受比例尺限制的原则指土地信息的分类应不受比例尺的限 制，在各级比例尺中保持分类的一致性，从而实现在不同比 例尺数据库中，同一要素具有一致的分类与代码 3．完整性和可扩展性原则 完整性是指土地信息的分类既能反映土地要素的属性，又能 反映要素之间的关系，具有全面性和概括性特点。可扩展性 是指土地信息分类体系应能适应科技发展的需要，以保证体 系新增加概念或事物时，不致打乱已有的分类体系，即分类 的结构和具体的分类代码能为新加人的信息预留适当的余地 和扩充方法。 4．易用性和灵活性的原则 易用性是指分类的名称尽量沿用专业习惯名称，代码尽可能 简单和便于记忆，分类的层级数应繁简适中，无限制的细化 分类将导致分类体系的层级数增多，代码冗长，难以使用。 灵活性是指土地分类系统和编码应可灵活地转变为标准的分 类和代码。
(2）面分类方法 面分类是将分类对象按选定的若干个属性或特征分成互 不依赖、互不相干的若干方面，每个面中又分成许多彼 此独立的若干类目。使用时可根据需要将这些面中的类 目组合在一起，形成复合类目。 (3）两种分类方法的比较分析 线分类法属于1维分类法，体现的是垂直方向上的概念 逻辑关联，面分类法则为2维的分类法，体现的是水平 方向上的概念逻辑关联。这两种分类方法各有各的特点， 在具体的分类实践中，高层的定性信息（门类、大类、 小类）分类适合使用线分类法，定量属性往往处于类别 的较低层次，适合应用面分类法。具体可概括为下表
• 二、土地数据与土地信息 土地数据是指土地位置、数量、质量、权属 和利用状态的符号化表示。概括为空间位置、 属性特征和时态特征三方面内容。 空间位置用来描述土地资源所处的位置，该 位既可以是地理参考系定义的绝对位置，如基 于地理经度和地理纬度表达的土地利用现状图； 也可以是通过相邻地物与相邻地物间空间关系 的描述来表达的相对位置，如相邻两块不同利 用类型的土地；
7．可持续性原则 可持续性包括两种涵义： 一指土地利用本身的可持续性。土地在满足人类 各种需求所必需的优化配置及其动态变化，利用 过程中数量与质量方面在时间上的可持续性与空 间上的合理性、安全性及科学性。体现在分类上 必须对土地利用现状中传统用地类型与可持续目 标下的更新或全新类型给予同等重视、必须考虑 传统分类上仅涉及用于生产及其服务等经济活动 上的用地，也考虑当前用于人类各种需求包括经 济、环境、生态用地； 二是指土地分类系统的可延续性。分类系统突出 当前土地利用现状分类、兼顾传统分类的可承继 性与未来土地利用变化可能出现的新类型及其 “更新换代”的可兼容性。
• 数据与信息的关系： • l）数据是未加工的原始资料，它只有对实体 行为产生影响时才成为信息。 • 2）信息来自数据，它是数据的内涵；而数 据是信息的表达，即数据是信息的载体。 • 3）土地信息系统的建立，首先是收集数据， 然后对数据进行处理，即对数据进行运算、 排序、转换、分类、应用等，目的是为了得 到数据中包含的信息。同一数据不同的人有 不同的理解，因而获得信息量的多少与人的 知识水平和经验有关。
5．与相关国家规范和标准协调一致的原则要 求土地信息分类应能直接基于已经颁布的相关 国家标准，并且应与有关行业标准和地方标准 保持最大限度的协调一致。 6．面向对象和面向实体的原则 面向对象技术被公认为是目前最灵活、最有生 命力的建模方法，为了满足土地信息分类的科 学性和灵活性要求，土地信息的分类应采用面 向对象和面向实体的方法，实现土地分类的科 学性、一致性、稳定性和可扩充性。
• 3．属性信息的多样性和关系复杂性 • 土地信息除表达土地资源的自然属性外，还需 反映土地利用和保护中的人一地以及人与人之 间的关系。从内容上来讲，包括土地资源的数 量、质量、空间分布特征和土地占有、利用的 关系及对其的开发与管护；从内容之间的关系 来讲，由于土地信息的强时态性和变更的频繁 性以及土地利用过程中的人一地、人一人关系 的复杂性，导致土地信息间的关系通常是复杂 多样的；从形式上来讲，主要包括文字、声音、 图形和图像等多种媒体形式。
第二节土地信息分类
• 一、分类的原则 • 为实现土地信息分类的目的，在信息标准化理论的指导下，土地 信息的分类总体上应根据土地现状的特征、反映土地的地域性、 适应经济建设及生产应用的需要、按照一定的科学系统的原则。 这些原则具体为： • 1．科学性、系统性原则 • 科学性是指信息分类的客观依据，具体的土地信息分类需按土地 信息的特征进行严密的科学分类，采用层级分类法形成树形体系 结构；另外，对土地信息的分类还应以适合现代信息技术的应用 和管理为目标，兼顾各信息实体在专业意义上的区别与联系。 • 系统性是指将土地信息的属性和特征按照一定的顺序，从最高一 级到最低一级，排列成为一个有机的整体，最终形成为一个科学、 系统的土地信息分类体系。
(1）线分类方法 线分类方法又称层级分类法。它将初始的分类对象按选 定的若干个属性或特征依次分成若干个层级目录，并编 排成一个有层次的分类体系。其中层级类目之间存在并 列关系，不同层级类目之间存在隶属关系，同层类目之 间互不重复、互不交叉；下位类与上位类类目之间存在 着隶属关系。该方法能较好地反映类目之间的逻辑关系， 简单明了，且便于计算机管理。国家标准《1 ：500、1 ： 1000、1 ： 2000地形图要素分类与代码）、《国土基础 信息数据分类与代码》就是运用线分类法的范例。
二、分类方法 信息分类与编码需要把现实世界抽象为概念世 界，再到数字世界与信息世界。要经过时空思 考、概念形式表达、计算机实现以及智能理解 等阶段。为理解土地信息的分类方法，需先了 解分类学的一般方法。 1．分类学的方法 信息的分类学方法是利用由水平上的分类和垂 直上的分级共同组成的分类体系来表达概念之 间的相互逻辑关系的方法，具体的方法主要有 两种：线分类法和面分类法。
•
属性数据是属于特定土地单元（地块）特征描 述的定性和定量指标，如土地的数量（面积）、 质量（等、级和价等）、权属（权利人、权属性 质）和利用（利用类型、利用强度与规模等）； • 时态数据是土地数据采集、处理或土地利用行 为发生的时间。时态数据是土地数据的重要Байду номын сангаас征， 它是土地信息学研究的一个重要内容，如地籍的 时态特征、土地利用的变更与动态监测、预警与 实时调控等。
总结可以发现在我国地学界，对地理信息分类至少依赖三类指标： (l）地图分类方法 一般继续沿用地图制图界所普遍使用的分类体系。制图分类体系具有以 下特点： 第一，由于其具有较长的历史，分类体系相对合理并且稳定；第二，考 虑到地图表达的合理及清楚，较多地考虑所表示客体的空间属性，例如 在进行地图内容设置时考虑点状、线状、面状实体的组成等；第三，表 达内容较有限，表达内容侧重于地理组成，对地理运动规律的揭示是间 接的。 (2）成因分类法 地理信息的分类更多地依赖于成因，这种方法较第一种方法所考虑的因 素具有更深的层次，马蔼乃（2000）建议，对小比例尺的土地类型图， 应从“气候、水文、植被、土壤、地质、地貌”六大因素考虑，因此至 少需要6位码。以成因分类法编码的地理信息一般属于自然范畴的地理信 息。以这种分类法进行地学的编码，所体现的只是一种分类的概念，垂 直方向上的分级概念没有体现出来。 (3）空间分类方法 对地理信息进行分类时，以空间分布作为分类分级的主要指标，这种方 法一般较普遍地用于对某种地理客体的等级表示之中，如赵锐（1999） 提出的对我国水系的划分，首先依流域作为分类的指标。
4．土地信息的相关性 土地信息的相关性特征是土地信息的另一重要特征，它 是研究土地利用价值的主要依据，也是土地信息学的主 要研究内容之一。 一块具有使用价值的土地，它本身具有土地的各种属性， 由于人类的活动，这块土地与其周围的土地便发生了联 系；在交通和通讯十分便利的信息社会，并不相邻的两 块土地之间也可能有着某种联系。土地信息的相关性特 征，主要是指一块土地的属性及其与其他土地属性之间 的相互联系，相互联系的紧密程度就是相关性的大小。 土地信息具有相关特性的根本原因存在于人类活动的内 部，存在于一切社会活动和经济活动中。土地信息相关 程度的大小，受经济发展水平，社会发展水平和人口密 集程度等因素的制约。
LAND INFORMATION SCIENCE
第2章 土地信息分类
• • • • 1.1 土地信息基本概念 1.2 土地信息分类 1.3 土地利用信息分类 1.4 生态土地分类
第一节土地信息基本概念
• 一、数据与信息 • 数据是通过数字化或直接记录下来的可以被鉴别 的符号，是用以载荷信息的物理符号，在计算机 化的地理信息系统中，数据的格式往往和具体的 计算机系统有关，随载荷它的物理设备的形式而 改变。 • 信息是用文字、数字、符号、语言、图像等介质 来表示的事件、事物、现象等的内容、数量或特 征，从而向系统（人们）提供关于现实世界新的 事实和知识，作为管理、分析和决策的依据，它 不随载体的物理形式的各种改变而改变。信息具 有客观性、适用性、可传输性和共享性等特征。
三、土地信息分类过程模型
1．土地信息的分类粒度 尺度是客体在其容器中规模相对大小的描述。土地空 间数据具有多尺度特征，表现为空间范围、时间长短 和属性的层次性等。有学者把土地数据属性数据的多 层次性称为语义粒度。因此，分类结果详细程度与级 别可称为分类粒度。由中国科学院牵头组成的中国1： 100万土地类型图编辑委员会提出的土地类型分类系 统（土地纲、土地类和土地型），从纲到类再到型， 分类粒度逐渐变细，产生的类别也随之增加，类型丰 度越高。因此，数据越详细，粒度越小，级别就越低， 数据综合度越高，粒度越大，级别就越高。
土地信息的定义为： 表征土地资源数量、质量、空间分布及土地 利用状态、变化过程和规律的各种信息的总称。 这些信息既包括土地及其附着物的空间属性、 自然属性、经济属性和权能属性以及这些属性 之间的相互关系的信息，也包括人们在占有、 使用土地过程中所发生的人与人、人与土地之 间关系所形成的信息，即以土地利用为主线的 人一地关系信息。
中科院地理所的地形图接合表http://lib.igsnrr.ac.cn/reliefmap/index.htm
• 2．时态性特征 • 时间、空间和属性是地理实体和地理现象本身固 有的特征，是反映地理实体演变过程的重要组成 部分，为准确描述现实世界，必须建立能表达时 间、空间和属性的关系，这几乎是所有空间信息 系统的主要研究内容之一。土地信息显著的时态 特征则是其他空间信息系统所不及的，主要是由 土地信息客体的法律属性以及土地交易和土地市 场的频繁和复杂性特点所决定的。 • 中国土地市场网： • 链接 http://www.landchina.com/?WebShieldDRSessi onVerify=psLskrUbqzhKXPMFnBSr
三、土地信息的特征
由于土地不仅具有数量、质量、位置等一般 地理实体的基本属性，还具有土地利用，以 及利用过程中发生的人与土地、人与人之间 的关系的特有属性，导致反映这些属性的土 地信息与其他一般空间信息系统的特征不同， 具体表现为以下四点特征：
• 1．土地定位的精确性 • 土地信息具有空间性，即土地信息都是与一定的空间位 置相关的，具体地说就是同特定的地块相关，更为重要 的是土地信息要求有更高的空间定位精度，这是土地信 息与一般地理信息的区别所在。土地信息的这种高定位 精度可通过与一般地理信息的比较得到说明，从比例尺 方面来讲，一般地理信息图件（如地形图）主要是国家 基本比例尺系列，如1 :500万、1 : 100万、1 : 50万、1: 25万、1 : 10万、1 : 5万和1: 1万，而土地信息的基本图 件可达到1 : 1000、1 : 500甚至更大；从点位精度上来 讲，土地信息中的地籍控制网的精度一般高于地形控制 网，地籍界址点的精度一般高于地形碎部点的精度要求。
2．不受比例尺限制的原则 不受比例尺限制的原则指土地信息的分类应不受比例尺的限 制，在各级比例尺中保持分类的一致性，从而实现在不同比 例尺数据库中，同一要素具有一致的分类与代码 3．完整性和可扩展性原则 完整性是指土地信息的分类既能反映土地要素的属性，又能 反映要素之间的关系，具有全面性和概括性特点。可扩展性 是指土地信息分类体系应能适应科技发展的需要，以保证体 系新增加概念或事物时，不致打乱已有的分类体系，即分类 的结构和具体的分类代码能为新加人的信息预留适当的余地 和扩充方法。 4．易用性和灵活性的原则 易用性是指分类的名称尽量沿用专业习惯名称，代码尽可能 简单和便于记忆，分类的层级数应繁简适中，无限制的细化 分类将导致分类体系的层级数增多，代码冗长，难以使用。 灵活性是指土地分类系统和编码应可灵活地转变为标准的分 类和代码。
(2）面分类方法 面分类是将分类对象按选定的若干个属性或特征分成互 不依赖、互不相干的若干方面，每个面中又分成许多彼 此独立的若干类目。使用时可根据需要将这些面中的类 目组合在一起，形成复合类目。 (3）两种分类方法的比较分析 线分类法属于1维分类法，体现的是垂直方向上的概念 逻辑关联，面分类法则为2维的分类法，体现的是水平 方向上的概念逻辑关联。这两种分类方法各有各的特点， 在具体的分类实践中，高层的定性信息（门类、大类、 小类）分类适合使用线分类法，定量属性往往处于类别 的较低层次，适合应用面分类法。具体可概括为下表
• 二、土地数据与土地信息 土地数据是指土地位置、数量、质量、权属 和利用状态的符号化表示。概括为空间位置、 属性特征和时态特征三方面内容。 空间位置用来描述土地资源所处的位置，该 位既可以是地理参考系定义的绝对位置，如基 于地理经度和地理纬度表达的土地利用现状图； 也可以是通过相邻地物与相邻地物间空间关系 的描述来表达的相对位置，如相邻两块不同利 用类型的土地；
7．可持续性原则 可持续性包括两种涵义： 一指土地利用本身的可持续性。土地在满足人类 各种需求所必需的优化配置及其动态变化，利用 过程中数量与质量方面在时间上的可持续性与空 间上的合理性、安全性及科学性。体现在分类上 必须对土地利用现状中传统用地类型与可持续目 标下的更新或全新类型给予同等重视、必须考虑 传统分类上仅涉及用于生产及其服务等经济活动 上的用地，也考虑当前用于人类各种需求包括经 济、环境、生态用地； 二是指土地分类系统的可延续性。分类系统突出 当前土地利用现状分类、兼顾传统分类的可承继 性与未来土地利用变化可能出现的新类型及其 “更新换代”的可兼容性。
• 数据与信息的关系： • l）数据是未加工的原始资料，它只有对实体 行为产生影响时才成为信息。 • 2）信息来自数据，它是数据的内涵；而数 据是信息的表达，即数据是信息的载体。 • 3）土地信息系统的建立，首先是收集数据， 然后对数据进行处理，即对数据进行运算、 排序、转换、分类、应用等，目的是为了得 到数据中包含的信息。同一数据不同的人有 不同的理解，因而获得信息量的多少与人的 知识水平和经验有关。
5．与相关国家规范和标准协调一致的原则要 求土地信息分类应能直接基于已经颁布的相关 国家标准，并且应与有关行业标准和地方标准 保持最大限度的协调一致。 6．面向对象和面向实体的原则 面向对象技术被公认为是目前最灵活、最有生 命力的建模方法，为了满足土地信息分类的科 学性和灵活性要求，土地信息的分类应采用面 向对象和面向实体的方法，实现土地分类的科 学性、一致性、稳定性和可扩充性。
• 3．属性信息的多样性和关系复杂性 • 土地信息除表达土地资源的自然属性外，还需 反映土地利用和保护中的人一地以及人与人之 间的关系。从内容上来讲，包括土地资源的数 量、质量、空间分布特征和土地占有、利用的 关系及对其的开发与管护；从内容之间的关系 来讲，由于土地信息的强时态性和变更的频繁 性以及土地利用过程中的人一地、人一人关系 的复杂性，导致土地信息间的关系通常是复杂 多样的；从形式上来讲，主要包括文字、声音、 图形和图像等多种媒体形式。
第二节土地信息分类
• 一、分类的原则 • 为实现土地信息分类的目的，在信息标准化理论的指导下，土地 信息的分类总体上应根据土地现状的特征、反映土地的地域性、 适应经济建设及生产应用的需要、按照一定的科学系统的原则。 这些原则具体为： • 1．科学性、系统性原则 • 科学性是指信息分类的客观依据，具体的土地信息分类需按土地 信息的特征进行严密的科学分类，采用层级分类法形成树形体系 结构；另外，对土地信息的分类还应以适合现代信息技术的应用 和管理为目标，兼顾各信息实体在专业意义上的区别与联系。 • 系统性是指将土地信息的属性和特征按照一定的顺序，从最高一 级到最低一级，排列成为一个有机的整体，最终形成为一个科学、 系统的土地信息分类体系。
(1）线分类方法 线分类方法又称层级分类法。它将初始的分类对象按选 定的若干个属性或特征依次分成若干个层级目录，并编 排成一个有层次的分类体系。其中层级类目之间存在并 列关系，不同层级类目之间存在隶属关系，同层类目之 间互不重复、互不交叉；下位类与上位类类目之间存在 着隶属关系。该方法能较好地反映类目之间的逻辑关系， 简单明了，且便于计算机管理。国家标准《1 ：500、1 ： 1000、1 ： 2000地形图要素分类与代码）、《国土基础 信息数据分类与代码》就是运用线分类法的范例。
二、分类方法 信息分类与编码需要把现实世界抽象为概念世 界，再到数字世界与信息世界。要经过时空思 考、概念形式表达、计算机实现以及智能理解 等阶段。为理解土地信息的分类方法，需先了 解分类学的一般方法。 1．分类学的方法 信息的分类学方法是利用由水平上的分类和垂 直上的分级共同组成的分类体系来表达概念之 间的相互逻辑关系的方法，具体的方法主要有 两种：线分类法和面分类法。
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属性数据是属于特定土地单元（地块）特征描 述的定性和定量指标，如土地的数量（面积）、 质量（等、级和价等）、权属（权利人、权属性 质）和利用（利用类型、利用强度与规模等）； • 时态数据是土地数据采集、处理或土地利用行 为发生的时间。时态数据是土地数据的重要Байду номын сангаас征， 它是土地信息学研究的一个重要内容，如地籍的 时态特征、土地利用的变更与动态监测、预警与 实时调控等。
总结可以发现在我国地学界，对地理信息分类至少依赖三类指标： (l）地图分类方法 一般继续沿用地图制图界所普遍使用的分类体系。制图分类体系具有以 下特点： 第一，由于其具有较长的历史，分类体系相对合理并且稳定；第二，考 虑到地图表达的合理及清楚，较多地考虑所表示客体的空间属性，例如 在进行地图内容设置时考虑点状、线状、面状实体的组成等；第三，表 达内容较有限，表达内容侧重于地理组成，对地理运动规律的揭示是间 接的。 (2）成因分类法 地理信息的分类更多地依赖于成因，这种方法较第一种方法所考虑的因 素具有更深的层次，马蔼乃（2000）建议，对小比例尺的土地类型图， 应从“气候、水文、植被、土壤、地质、地貌”六大因素考虑，因此至 少需要6位码。以成因分类法编码的地理信息一般属于自然范畴的地理信 息。以这种分类法进行地学的编码，所体现的只是一种分类的概念，垂 直方向上的分级概念没有体现出来。 (3）空间分类方法 对地理信息进行分类时，以空间分布作为分类分级的主要指标，这种方 法一般较普遍地用于对某种地理客体的等级表示之中，如赵锐（1999） 提出的对我国水系的划分，首先依流域作为分类的指标。
4．土地信息的相关性 土地信息的相关性特征是土地信息的另一重要特征，它 是研究土地利用价值的主要依据，也是土地信息学的主 要研究内容之一。 一块具有使用价值的土地，它本身具有土地的各种属性， 由于人类的活动，这块土地与其周围的土地便发生了联 系；在交通和通讯十分便利的信息社会，并不相邻的两 块土地之间也可能有着某种联系。土地信息的相关性特 征，主要是指一块土地的属性及其与其他土地属性之间 的相互联系，相互联系的紧密程度就是相关性的大小。 土地信息具有相关特性的根本原因存在于人类活动的内 部，存在于一切社会活动和经济活动中。土地信息相关 程度的大小，受经济发展水平，社会发展水平和人口密 集程度等因素的制约。