基于GIS技术的常德市耕地时空分布特征研究汇总.docx
- 文档编号:5914007
- 上传时间:2023-01-02
- 格式:DOCX
- 页数:14
- 大小:81.10KB
基于GIS技术的常德市耕地时空分布特征研究汇总.docx
《基于GIS技术的常德市耕地时空分布特征研究汇总.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《基于GIS技术的常德市耕地时空分布特征研究汇总.docx(14页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
基于GIS技术的常德市耕地时空分布特征研究汇总
本科生毕业论文(设计)
题目:
基于GIS技术的常德市
耕地时空分布特征研究
学生姓名:
赵国强
学号:
2010140101**
专业班级:
地理科学10101班
指导教师:
赵迪
完成时间:
2014年5月20日
基于GIS技术的常德市耕地时空分布特征研究
摘要:
耕地是十分宝贵的土地资源,耕地是人类的衣食之源,发展之本。
耕地资源的可持续利用是保证国民经济持续发展和社会稳定的关键。
常德市是洞庭湖区粮食主要生产地之一,该市不仅要保证区域内食物的需求,还肩负着保障国家食物的供给水平。
本文以常德市耕地为研究对象,通过实地考察和对大量资料的分析,深入研究常德市耕地时空分布特征,通过运用GIS技术进行横向地区对比,纵向时间对比分析常德市耕地的动态变化。
并从常德市耕地分布的实际情况出发,提出应采取的对策。
关键词:
耕地;时空分布;GIS技术;常德市
TemporalandSpatialDistributionofarablelandinChangdeCity-basedGIStechnology
Abstract:
Arablelandisveryvaluablelandresources,arablelandisthesourceofhumanfoodandclothing,thedevelopmentofthecountry.Sustainableuseofarablelandresourcesisthekeytoensuringthesustainabledevelopmentofthenationaleconomyandsocialstability.ChangdeCityisoneofthemajorgrainproductionintheDongtingLakearea,thecitynotonlytoensurefoodneedsintheregion,butalsoshouldertheprotectionofnationalfoodsupplylevel.Inthispaper,ChangdeCityoffarmlandforthestudy,throughfieldvisitsandanalysisoflargeamountsofdata,in-depthstudyofspatialandtemporaldistributionofarablelandinChangdeCity,throughtheuseofGIStechnologylateralregionscontrast,comparativeanalysisoflongitudinaltimedynamicchangesofcultivatedlandinChangdeCity.AndfromChangdeCity,thedistributionoftheactualsituationofarableland,putforwardcountermeasurestobetaken.
Keywords:
Arableland;Spatialandtemporaldistribution;GIStechnology;ChangdeCity
引言
国内学者对耕地时空变化发展的关注甚多,尤其是对城市周边耕地、发达地区耕地;另外,对于城镇化的发展研究,也颇有建树,改革开放30年来,中国城镇化的迅速发展便是见证。
对于耕地与城镇化的发展研究也比较多。
在我国,随着经济的高速发展,人口数量不断的增加,城市化进程的加快,有限耕地资源的减少和城市用地扩展之间的矛盾正变得日益尖锐。
因此,加强耕地变化研究,及时了解和掌握耕地利用变化数量和空间特点,分析耕地减少的驱动因子,对合理利用耕地资源、控制耕地面积的进一步减少、保护耕地、维护耕地总量动态平衡,合理进行城市规划,调整用地结构,促进区域经济持续发展等具有十分重要的意义。
至此,对我国耕地变化的研究和理解,一直受到了众多研究者的高度重视。
例如:
李秀彬通过统计数据,分析我国20年来耕地面积变化的趋势、特征和驱动因子,为土地管理政策提出了有关的建议;陈佑启从空间角度探讨我国耕地利用变化对粮食生产的播种面积、生产条件与生产力水平等方面影响;高志强等通过重心模型方法,找出两个时期的我国耕地面积重心变化,得出我国耕地质量降低的结论。
国外的工业革命比国内早,城镇的发展相应地要快,伴随着社会发展兴起的农业也有了更广的发展空间。
国外学者对耕地和城镇化发展的研究更加成熟,值得借鉴。
随着我国城镇化进程的加速,经济社会的发展,各类城市问题不断涌现,越来越大。
大多数城市是第二产业发展的依托,只有加快城市各产业协调发展,才能为城市经济发展提供有利的环境。
本文在对常德市的耕地分布情况进行理论分析的基础上,阐述了常德市城镇化对耕地分布变化的影响,并就目前常德在推进城镇化进程中与耕地之间存在的矛盾进行了分析,提出了常德农业与城镇化协调发展的一些建议,这必将对其他城镇的农业与城镇化协调发展具有借鉴意义。
1研究区域概况
常德市地处湖南省西北部、西洞庭湖之滨,介于28°24'31"N—30°10'46"N、110°43'21"E—112°17'52"E,属于中亚热带向北亚热带过渡的湿润季风气候区。
行政区主要包括武陵区、鼎城区、安乡县、桃源县、澧县、临澧县、汉寿县、津市市、石门县等9县(市、区),总人口600多万,总面积(1.82×104)km2。
区域内资源要素丰富、产业基础较好、生态资源独特、内外交通便利、具备潜在的发展空间。
“十一五”期间,三次产业结构从25.6∶38.9∶35.5调整为20.8∶42.8∶36.4,国民经济生产总从(6.342×106)万元上升到(1.241×107)万元。
整体上来看,农业比重呈下降趋势,但比重仍然较大,是农业大市;工业比重呈上升趋势,且上升速度较快;第三产业比重增长缓慢。
“十二五”期间,常德市委市政府根据国家产业政策,因此制宜、审时度势,明确了重点发展的11个优势产业,即烟草、铝材、电力、林纸、食品、机电、纺织、建材、医药、珍珠和盐化工等产业。
常德共开发整理土地43.27万亩,新增耕地13.25万亩。
建成了澧县澧南垸优质粮棉基地、汉寿县围堤湖垸蔬菜基地、澧县张公庙镇葡萄产业园等一大批惠农示范项目,极大地改善了项目区水利、交通等基础设施条件,大幅提升了农业综合生产能力,有效促进了农民增收,成为新农村建设的一大亮点。
2GIS与耕地
2.1地理信息系统(GIS)
(1)地理信息系统的发展
地理信息系统(GIS)是一门介于信息科学、空间科学和地球科学之间的新技术,是在计算机软硬件支持下,拟描述客观世界的各种数据,按其地理坐标或空间数据输入计算机,并在其中存贮更新、查询检索、量测运算、分析处理、综合应用、显示制图和输出的一种技术系统[7]。
地理信息系统(GIS)始于上世纪60年代的美国与加拿大,此后各国相继投入了大量的研究工作,自上世纪80年代末以来,特别是随着计算机技术的迅速发展,地理信息的处理、分析手段日趋先进,GIS技术日臻成熟,己广泛地应用于城市规划、市政管理、政府管理、环境、资源、交通、公安、灾害预测、经济咨询、投资评价和军事等与地理信息相关的几乎所有领域[8]。
(2)地理信息系统的特点及主要功能
地理信息系统(GIS)概括起来说有二个显著特点[8],一是能对空间数据进行有效的管理。
它既能管理属性数据如地质的各种描述文字、表格、物化探测数据等,又能管理空间数据如野外地质调查所得的各种地质图件并使两者有机地结合起来。
以前我们所接触的数据库系统仅能对属性数据进行管理。
二是具有强大的空间分析能力,提供用户所需要的空间分析工具,满足用户对空间数据分析操作的要求。
地理信息系统(GIS)主要具有四大功能[8]:
一是数据信息的录入、存贮。
GIS的数据源主要包括人工数字化数据和扫描数据,以及地理对象的各种属性信息。
遥感技术和全球定位系统丰富了GIS的数据来源。
二是数据处理和更新。
随着GIS管理对象在时间和空间上的发展演化,必须及时更新GIS数据,以保证数据的实时性和准确性。
三是地理分析。
包括空间分析、地形分析和多元分析等,通过建立DEM模型,进行模型分析。
四是成果输出。
GIS利用多种方式输出成果,如报表输出、电子表格输出、图像输出和文档输出等,提高了信息的表现力。
2.2耕地
2.2.1耕地的概念
耕地指种植农作物的土地,包括熟地,新开发、复垦、整理地,休闲地(含轮歇地、轮作地);临时种植药材、草皮、花卉、苗木等的耕地,以及其他临时改变用途的耕地。
耕地中又分出灌溉水田、水浇地、旱地3个二级地类。
水田指用于种植水稻、莲藕等水生农作物的耕地。
包括实行水生、旱生农作物轮种的耕地。
水浇地指有水源保证和灌溉设施,在一般年景能正常灌溉,种植旱生农作物的耕地。
包括种植蔬菜等的非工厂化的大棚用地。
旱地指无灌溉设施,主要靠天然降水种植旱生农作物的耕地,包括没有灌溉设施,仅靠引洪淤灌的耕地。
2.2.2耕地的类型与特征
1.根据性质,耕地分为常用耕地和临时性耕地。
(1)常用耕地:
是指专门种植农作物并经常进行耕种、能够正常收获的土地。
包括土地条件较好的基本农田和虽然土地条件较差,但能正常收获且不破坏生态环境的可用耕地。
常用耕地作为中国基本的、宝贵土地资源,受到中国《土地法》严格保护,未经批准,任何个人和单位都不得占用。
(2)临时性耕地:
又称“帮忙田”,是指在常用耕地以外临时开垦种植农作物,不能正常收获的土地。
根据中国《水土保护法》规定,种植农作物坡度在25度以上的陡坡地要逐步退耕还林还草,在其它一些地方临时开垦种植农作物,易造成水土流失及沙化的土地,也要逐步退耕。
因此,我们又可称这部分临时性耕地为待退的临时性耕地。
2.根据当年利用情况,耕地又可分为当年实际利用的耕地和当年闲置、弃耕的耕地。
(1)当年实际利用的耕地:
指当年种植农作物的耕地。
(2)当年闲置、弃耕的耕地:
指由于种种原因,当年未能种植农作物的耕地。
包括轮歇地、休耕地、因干旱、洪涝及其它自然和经济原因农民未能种植农作物的耕地。
3.根据耕地的水利条件,可分为水田和旱地。
旱地又分水浇地和无水浇条件的旱地。
(1)水田:
指筑有田埂(坎),可以经常蓄水,用来种植水稻、莲藕、席草等水生作物的耕地。
因天旱暂时没有蓄水而改种旱地作物的,或实行水稻和旱地作物轮种的(如水稻和小麦、油菜、蚕豆等轮种),仍计为水田。
(2)旱地:
指除水田以外的耕地。
旱地包括水浇地和无水浇条件的旱地。
①水浇地:
是指旱地中有一定水源和灌溉设施,在一般年景下能够进行正常灌溉的耕地。
由于雨水充足在当年暂时没有进行灌溉的水浇地,也应包括在内。
②无水浇条件的旱地:
是指没有固定水源和灌溉设施,不能进行正常灌溉的旱地。
3.常德市土地利用及耕地时空分布
3.1常德市土地利用的基本概况
根据规划基数,全市2005年土地总面积1818982.48公顷。
农用地1392487.40公顷,占土地总面积的76.55%,其中耕地472190.82公顷,占农用地总面积的33.91%,主要分布在桃源县、鼎城区和澧县,三县(区)耕地面积合计占全市耕地面积的51.56%;园地40886.06公顷,占农用地总面积的2.94%,主要分布在桃源县、石门县和汉寿县,三县园地合计占全市园地面积的60%以上;林地672364.60公顷,占农用地总面积的48.28%,主要分布在桃源县和石门县,两县林地面积合计占全市林地面积的71.57%;牧草地303.15公顷,占农用地总面积的0.02%,主要分布在鼎城区和津市;其他农用地206742.77公顷,占农用地总面积的14.85%,主要分布在桃源县、鼎城区和澧县,三县(区)合计占全市其它农用地面积的54.21%。
建设用地168411.12公顷,占土地总面积的9.26%,其中城市用地7040.11公顷,占建设用地总面积的4.18%,集中分布于武陵区、鼎城区和津市市,其比重分别为72.1%、14.9%和13%;建制镇用地9011.38公顷,占建设用地总面积的5.35%,以澧县、汉寿县和石门县最多,占全市建制镇用地的比重依次为20.11%、16.72%和15.66%;农村居民点用地107164.53公顷,占建设用地总面积的63.63%,以汉寿县、澧县、鼎城区和桃源县最多,四县(区)合计占全市农村居民点用地总面积的67.91%;采矿用地486.80公顷,占建设用地总面积的0.03%,临澧县、鼎城区和石门县采矿用地面积较大,占全市采矿用地面积的比重依次为17.77%、15.53%和15.41%;其他独立建设用地389.71公顷,占建设用地总面积的0.23%,汉寿县、鼎城区和桃源县其他独立建设用地面积较大,占全市其他独立建设用地面积的比重依次为20.47%、17.56%和15.45%;交通用地10478.83公顷,占建设用地总面积的6.22%,以桃源县、鼎城区和汉寿县最多,分别占全市交通用地总面积的19.90%、18.56%和15.96%;水利设施用地31033.91公顷,占建设用地总面积的18.43%,以桃源县、澧县和鼎城区面积较大,分别占全市水利设施用地总面积的21.19%、19.00%和18.99%;其他建设用地2805.85公顷,占建设用地总面积的1.67%,主要分布在汉寿县、鼎城区和桃源县,三县(区)合计占全市其他建设用地总量的60%以上;未利用地258083.96公顷,占土地总面积的14.19%,其中水域92205.87公顷,占未利用地面积的35.73%,以汉寿县为最多,其次为鼎城区、桃源县,分别占全市水域面积的32.58%、13.93%、11.74%;滩涂沼泽53318.52公顷,占未利用地面积的20.66%,以澧县、汉寿县、安乡县、鼎城区为最多,四县合计占全市滩涂沼泽的80.35%;自然保留地112559.57公顷,占未利用地面积的43.61%,以石门县最多,占全市自然保留地总面积的57.97%,其次为桃源县和澧县,分别占全市自然保留地总面积的15.22%和11.02%。
2005年,全市农用地1392487.40公顷,占全市土地总面积的76.55%。
到2010年,全市农用地1392434.38公顷,较2005年减少53.02公顷,占全市土地总面积的76.55%;2020年,全市农用地1394175.87公顷,较2005年增加1688.47公顷,占全市土地总面积的76.65%。
全市耕地472190.82公顷,占全市土地总面积的25.96%。
到2010年,全市耕地472102.82公顷,占全市土地总面积的25.95%,较2005年减少88.00公顷,期间建设占用耕地3058.00公顷,预计灾毁耕地300.00公顷,土地整理复垦开发补充耕地3270.00公顷。
到2020年,全市耕地471997.32公顷,占全市土地总面积的25.95%,较2005年减少193.50公顷,期间建设占用耕地9683.00公顷,预计灾毁耕地800.00公顷,土地整理复垦开发补充耕地10289.50公顷。
3.2常德市近年来耕地时空分布情况
常德市2010-2020年耕地保有量目标分解方案
区域
2010年耕地面积(公顷)
2011-2020年耕地变化量(公顷)
2020年耕地面积(公顷)
建设
占用
耕地
灾毁
耕地
土地开发补充耕地
土地整理补充耕地
土地复垦补充耕地
全市合计
472102.82
6625.00
500.00
1208.23
5513.20
298.07
471997.32
武陵区
8517.11
2153.54
17.00
17.28
87.15
24.00
6474.99
鼎城区
86726.01
1008.96
36.00
25.80
1130.14
59.00
86895.98
安乡县
49902.10
387.40
34.00
147.40
504.17
36.00
50168.27
汉寿县
65586.80
612.60
65.00
271.73
956.80
36.00
66173.73
澧县
68546.06
468.94
30.00
93.51
991.13
74.00
69205.77
临澧县
41238.80
392.54
46.00
54.92
330.40
6.00
41191.58
桃源县
88739.10
860.55
56.00
222.64
1171.24
18.00
89234.43
石门县
43059.06
487.22
133.00
260.80
201.85
33.00
42934.50
津市市
19788.88
253.25
83.00
114.15
140.31
12.07
19719.16
4GIS技术在常德市耕地空间特征分析中的应用
4.13S技术在常德市耕地空间特征中的应用分析
在国外以计算机为支撑的“3S”(RS,GIS,GPS)技术,在城市绿地系统等相关景观规划领域有着广泛的应用[13],随着国内外交流的深入,我国的专家学者也对3S技术在城市绿地系统规划的应用进行了大量的探索,其作用也越来越得到更多专业人士的认可。
(1)资料收集、数据共享与信息交流
在城市绿地系统规划中,基础资料特别是城市绿地数据资料的实时性、准确性是规划编制成功的关键所在。
利用3S技术,可以获取卫星影像图、航测图、GPS定位数据等最新、最准确的地面数据信息。
(2)信息提取与空间分析
地理信息系统(GIS)为风景园林专业人员提供了直观而理性的空间分析工具。
通过GIS对遥感技术(RS)、全球定位系统(GPS等收集来的各种资料进行绿地相关的各种信息进行提取分析,可以在绿地评价和规划中建立所需的空间数据库,并可以对各种信息进行查询,将反映基地的各种绿地要素信息进行统计,以及对各种地图要素进行操作、编辑和输出等。
运用GIS图层叠加功能,可以得到城市绿地系统具有多重属性的新层。
(3)规划效果模拟与评价
运用3S等多种技术,可将规划的山、水、树、路、建筑等要素置于基地场景中,并通过视线的分析、光线的变化、气象模拟、植物生长模拟等手段,方便地分析出规划的不足,并及时作出调整。
在强调大众参与决策的今天,这种方式更为理性。
用RS、GPS获取的地形、地势、植被、水体、地质等数据通过GIS空间分析,可评价城市绿地植被景观质量,自动做出评价图。
(4)动态监测与规划
利用不同时期的遥感图像,通过GIS软件的叠加分析,可以对区域绿地变迁、城市绿地发展、园林绿地建设进行动态监测[15],对于各种类地类型,综合运用“3S”技术,还可以建立城市绿地管理系统[16],以便对城市绿地系统进行高效、动态的监测和管理。
4.2城市耕地指标计算
城市绿化指标是我国统计分析城市绿化水平和绿化质量的重要手段,在现行的城市绿化指标中主要有人均公园绿地面积、人均绿地面积、绿地率和绿化覆盖率等,其中人均公园绿地面积、绿地率和绿化覆盖率也是评审国家园林城市必须测算的指标。
它们的测算方法如下:
(3-1)
式中
——人均公园绿地面积(
);
——公园绿地面积(
);
——城市人口数量(人)。
(3-2)
式中
——人均绿地面积(
);
——公园绿地面积(
);
——生产绿地面积(
);
——防护绿地面积(
);
——附属绿地面积(
)(包括:
居住区绿地、单位附属绿地、道路绿地等);
——城市人口数量(人)。
(3-3)
式中
——绿地率(
);
——公园绿地面积(
);
——生产绿地面积(
);
——防护绿地面积(
);
——附属绿地面积(
)(包括:
居住区绿地、单位附属绿地等);
为建成区内的其它绿地(
);
——城市建设用地面积(m²)。
(3-4)
式中,
——绿化覆盖率(
);
——公园绿地绿化覆盖面积(
);
——生产绿地绿化覆盖面积(
);
——防护绿地绿化覆盖面积(
);
——附属绿地面积(
)(包括:
居住区绿地、单位附属绿地)、道路绿地覆盖面积等);
——风景林地(其他绿地)绿化覆盖面积(
);
——建成区面积(
)。
据2006年数据统计计算,常德市城区绿地总面积2021.55公顷,城市绿化覆盖面积2293.18公顷,城市公共绿地面积465.42公顷,城市绿地率34.91%,城市绿化覆盖率39.61%,人均公共绿地8.47
。
5.3S存在的问题及解决对策
5.1常德市耕地利用存在的问题
(1)耕地数量不断减少,人地矛盾显现
1997—2005年,全市耕地面积由486037.88公顷减少到472190.82公顷,在耕地数量不断减少的同时,人口数量却在稳步增长,人均耕地数量逐年减少。
至2005年,全市人均耕地面积仅为0.078公顷,较1997年减少0.004公顷,虽然人均耕地数量仍略高于全省平均水平,但作为湖南省的粮食主产区和重要的农业生产基地,耕地供需矛盾已日益显现。
(2)非农建设占用大量耕地导致耕地保护压力加大
1997—2005年,全市城镇化进程加速,城镇化水平由18.72%提高到32.80%,城镇用地规模由15254.32公顷增长到16051.49公顷。
作为经济社会发展的必然趋势和促进区域经济社会发展的重要途径,城镇化水平提高无疑是至关重要的,然而,由于常德农用地面积较大,分布较广泛,加上建设选址布局中研究深度的限制,致使城镇发展过程中占用农用地特别是耕地数量较大。
1997—2005年新增城镇用地耕地占用系数高达60%,较同期全省平均水平高6个百分点,这无疑在一定程度上加大了耕地保护的压力。
5.23S技术在城市休闲绿地系统规划应用中存在的问题
通过以上分析不难看出,3S技术在城市绿地规划建设中应用的领域广泛、前景广阔,特别是在绿地系统的信息采集、分析和评价等具有独特优势,但是由于3S技术在城市绿地系统规划建设中引入的时间不长,研究不够深入,因此,存在的问题也比较明显。
(1)存在的首要问题是3S技术在城市休闲绿地系统规划中的应用研究仍处于理论、方法和技术的探讨阶段,缺乏系统全面的成果,尚未形成完整、规范的理论与方法体系,这大大降低了3S技术在城市休闲绿地系统规划中的应用前景。
(2)缺乏3S技术与国家法定的城市休闲绿地系统规划规范、标准和内容的对接性研究,导致研究的成果缺乏针对性,指导性差,造成了为研究而研究的现象,降低了3S技术在城市休闲绿地系统规划领域的实际应用价值。
(3)3S技术与其他相关理论的结合研究较少,大部分的研究都是针对城市休闲绿地规划建设中的某一个问题,如城市城市绿地景观格局分析、热岛效应分析等,而且缺少指导性和借鉴意义,特别是在提供城市绿地系统规划所需的最优化选择方面并不多见。
(4)绿地判读和解译的误差较大。
目前我国在利用RS进行城市绿地的解译,特别是计算机软件自动分类上还处于初
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 基于 GIS 技术 常德市 耕地 时空 分布 特征 研究 汇总
![提示](https://static.bdocx.com/images/bang_tan.gif)