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土地利用总体规划中GIS技术应用研究 摘　要：通过作者参加的广西十几个县市土地利用总体规划方案编制的实践总结，阐述地理信息系统技术应用于土地利用总体规划方案编制的原理及主要应用方面，介绍土地规划中图形处理与量算，规划方案辅助决策，计算机辅助土地利用地图制图的过程和技术。关键词：土地利用；总体规划；计算机制图；地理信息系统 　　进行土地利用总体规划是党中央、国务院的重大决策。近年来，土地被非法占用和浪费的现象十分严重，对农业和国民经济的发展影响很大。编制土地利用总体方案，严格按计划使用土地是保证土地资源得到有效利用和可持续利用的得力手段。在编制方案的过程中，为了提高方案的质量和工作效率，采用地理信息系统（GIS ）技术，解决编制过程中的部分技术难题，如图形面积快速准确量算与统计和计算机辅助制图，大大提高了规划方案的技术含量和可操作性。编制方案过程中需要处理大量与土地相关的数据如土地面积、人口、社会经济数据、图形数据等，其中图形处理最为关键。因此配备了以图形处理为中心的软硬件体系，包括主机、Calcomp 数字化仪、HP750C喷墨绘图仪、MAPGIS、ARC／INFO软件及C编程语言等。 1　土地面积计算机量算与统计 1.1　图形计算机量算原理　　土地面积统计是土地管理的重要内容之一。现阶段的土地数据大多数是逐级上报的统计数据，而很少经过测量，因而统计数据与图形面积存在一定的误差，随着年代的推移这种误差将增大。在图形与统计数据之间，人们一般重视后者而忽略前者。主要原因是图形面积不容易量测，土地图形实际数据与统计数据的统一是土地管理工作的要求。地理信息系统技术的应用使用图形面积的量算从速度上和精度上都得到大幅提高。我们采用的基于矢量数据的地理信息系统软件，其原理是对不规则图形进行分割，把不规则的几何图形分割成若干个规则的几何图形，把任意形状的图斑面积、曲线长度量算的问题转化为对规则几何图形的计算，从而解决土地面积、线状地物准确量算的问题。设有一地块，经数字化后，由一组n个坐标点表示（X1Y1，X2Y2，……，XnYn），该地块就由一个n边形表示S(n)，在 X－Y坐标系中n个坐标点与y轴共组成n－1个梯形。有一线状地物经数字化后，由k个坐标点表示(X1Y1，X2Y2,……,XkYk)，该地物由k-1条线段表示。该地块的面积S(n)和该线状地物长度L(k)分别可表示为： Y(n+1)=Y(1) 　　该方法计算任意图形面积和曲线长度的精度取决于坐标点密度，即数字化采样密度，当坐标点的密度足够大时，多边形面积S(n)，线段长度L(k)与实际面积和长 度相等，但数据采集工作量和数据处理量会加大，经过不断试验，坐标点密度按0.2～0.5 mm间隔采点，在曲线弯曲度大的地方可适当加大坐标点密度，即可以达到精度要求。输入的图形数据经拓扑处理，并对所有地块进行分类编码，在ARC/INFO软件中，每个多边形都有与之对应的多边形面积项（AREA）和用户标识项（User－ID），即分类项(详见下文表2中的AREA和TEST－ID项)。应用该软件的空间统计函数及少量编程，即可以实现研究区域所有地类的快速自动分类统计。1.2　图形计算机量算精度对比　　目前对图形的量算主要有3种方式。一是用方格法量取面积，用分规量取曲线长度；二是用电子求积仪量面积，曲线仪量曲线长度；三是用计算机量取面积及曲线长度。第一种是较早出现的方法，精度较低，速度很慢，这里不作比较，只比较后两种，并把第二种暂称为传统量算法，第三种称计算机量算法。为了使两者具有可比性，选择圆形、长方形、三角形、梯形四种规则图形，先算出它们的理论面积和轮廓的周长，并用一正弦曲线与X轴构成的范围来模拟非规则图形， 用求积分方法得出其理论面积，再用前述的两种方法分别量算各图形的面积与周长，然后求各量算值与理论值之间的误差，即×100％，统计值如表1。 表1　传统法与计算机法图形量算精度比较 项目 圆 长方形 三角形 梯形 正弦曲线 理论面积／cm2 50.24 18.00 15.00 18.00 1.65 理论周长／cm2 25.12 18.00 17.66 17.71 　 传统法量算面积／cm2 49.1 17.5 14.7 17.6 1.5 传统法量算周长／cm2 24.80 17.0 18.1 16.7 　 计算机量算面积／cm2 50.510 17.998 14.861 18.008 1.71 计算机量算周长／cm2 25.480 18.012 17.581 17.701 　 传统法与理论面积误差／％ 2.27 2.8 2.0 2.2 9.09 传统法与理论周长误差／％ 1.27 5.6 2.5 5.7 　 计算机法与理论面积误差／％ 0.54 0.1 0.9 0 3.