当前位置: > 硕士毕业论文 > 33626字硕士毕业论文基于遥感和地理信息系统的基本农田调整方法研究——以东海县为例

33626字硕士毕业论文基于遥感和地理信息系统的基本农田调整方法研究——以东海县为例

论文类型:硕士毕业论文
论文字数:33626字
论点:基本农田,耕地,遥感
论文概述:

本文是GIS论文,本文以东海县为研究区域,以规划基本农田保护区为基础,利用高分辨率遥感影像分类技术提取规划基本农田中已变更为非耕地的地块并进行调出处理。

论文正文:

第一章引言

1.1选题的背景和意义

1.1.1主题选择的背景

土地是人类生存和发展最基本的自然资源,耕地是最宝贵但又最容易被破坏的土地资源之一。耕地作为人类的主要食物来源,在人口增长、建设用地扩张和环境破坏的影响下,面积和质量不断下降。中国是一个人口众多的国家。保护耕地是保护我们的生命线,保护耕地是关系到中国经济社会可持续发展的全局战略问题。基本农田是耕地保护的重中之重。它直接关系到国家粮食安全、人民生活和农民的切身利益。特别是在当前中国人口持续增长、经济快速发展的形势下,保护耕地,尤其是基本农田,是一条不可逾越的红线。《中共中央关于推进农村改革和发展若干重大问题的决定》提出“基本农田划定”决议,已成为加强基本农田保护的重要举措,是贯彻落实国家基本政策和土地管理法的必然要求,对保障国家粮食安全、维护社会稳定、保护生态环境、促进可持续发展具有重要意义。

长期以来,我国十分重视基本农田保护的发展,但基本农田调整仍存在漏洞和不足,包括“现状”薄弱、复垦耕地质量低、连通性不足。这主要是由于缺乏统一的基本农田调整标准和完善的耕地质量衡量指标体系。目前,在基本农田调整的技术手段上,出让地块主要依靠人工目视判读,而出让地块则依靠主观意愿。一些相关法律法规以及上一轮土地利用总体规划只对基本农田流转质量做出定性规定,在日常工作中难以定量评估(1)。因此,在调整过程中,重点放在耕地面积上,忽略了耕地质量和空之间的分布,这使得基本农田的频繁调整和补充成为计划实施中的一个严重现象。此外,一些地方政府为了眼前的利益,在调整过程中经常不靠近、不靠近、不靠近、不靠近、上山下海。与基本农田代表高产稳产和优质农田的观点相反,一些偏远、交通不便和贫瘠的农田被转移到基本农田,导致一些优质农田被吞噬,严重降低了我国农业用地的生产力,为国家粮食安全埋下隐患。

为了全面掌握全省各县(市、区)基本农田的位置、范围、面积、土地类型和质量,以及规划批准实施后的合法建设和占用、农业结构调整和基本农田占用情况,明确基本农田的调入和调出状况,优化基本农田布局空,确保基本农田数量,提高基本农田质量, 建立健全基本农田保护基础数据库,适应“一图”建设下国土资源管理的新形势。 江苏省国土资源厅、江苏省农业委员会根据《关于划定基本农田永久保护的通知》(国土资发(2009)167号)、《关于加强和完善基本农田永久保护划定的通知》(国土资发(2010)218号)等文件精神,结合土地利用总体规划成果,部署实施了全省基本农田划定工作。我参与了江苏省基本农田划定数据仓储管理信息系统软件的研发,负责东海县及江苏省其他地区的基本农田划定工作。基于上述背景,针对基本农田划定工作中基本农田调入调出地图点的提取、判断、分析和确定,分析调入调出地图点的边界、土地类型、面积和质量信息,参照基本农田数据库标准和规范,利用遥感和地理信息系统技术,以东海县基本农田划定工作为目标,开展了基于遥感和地理信息系统的基本农田调整方法研究。

1.2研究内容

本研究主要基于高分辨率遥感图像处理和地理信息系统空分析技术相结合,对案例区基本农田的调出和调入进行分析。详情如下:

(1)利用面向对象的高分辨率图像分类技术提取耕地,确定基本农田的地图点。利用高分辨率遥感图像,基于面向对象的方法提取耕地信息,通过与土地利用总体规划数据库中的基本农田保护区匹配,获得规划基本农田内的耕地和非耕地信息。遥感解译的结果在地理信息系统下进行矢量化,最终将规划基本农田内的非耕地地图转出。

(2)建立基本农田耕地选择评价指标体系,利用地理信息系统空分析法综合评价耕地质量,确定基本农田流转图点。根据基本农田划定的相关理论和要求,考虑影响基本农田划定的主导因素,选择地形地貌条件、空连通性、土壤质量、农田基础设施和区位条件等因素作为评价指标,建立基本农田划定的评价指标体系。使用地理信息系统空分析功能提取、分析和标准化指标。最后,运用主成分分析法计算耕地质量综合得分并进行排序,最终确定基本农田地图转移点的位置和基本农田布局调整的空分布。

(3)以江苏省东海县为典型案例区,通过遥感和地理信息系统技术的应用,实现了基本农田地块的调出和调入。本文以GeoEye-1卫星获得的高分辨率遥感图像为数据源。本发明采用面向对象的信息提取方法,利用ENVI EX扩展模块下的FX分类工具提取农田信息,从而获得基本农田转移地块。该评价体系以自然条件、土壤条件、农田基础设施条件和区位条件为一级指标,采用地理信息系统缓冲分析和空叠加法量化指标。最后,得出耕地质量等级评价图,从而确定基本农田流转地块。

第二章国内外研究现状

高分辨率遥感图像是研究的主要数据源。针对遥感影像分类方法的发展和进步,遥感影像在国内外土地调查和土地利用中的应用,以及地理信息系统空分析方法在土地管理中的具体实践,在总结的基础上提出遥感和地理信息系统技术方法在基本农田调整中的适用性。

2.1遥感图像分类方法研究

遥感图像分类是遥感图像处理的核心功能,是实现基于遥感数据的地理信息提取的重要环节。目前,广泛使用的遥感解译方法包括可视化解译、基于像素的解译和面向对象的解译。

2.1.1视觉解释

遥感图像的可视化解释方法是指根据遥感图像上目标特征的光谱、时间相位空等特征的成像机理以及翻译者所知道的,通过分析图像中反映的特征来解释目标特征,从而提取目标特征的特征信息。这种方法是专家、学者、工程师等长期积累的理论和实践经验的集合。借助辅助工具,可以准确、灵活地提取所需的图像信息。因此,视觉解读一直是获取主题信息的主要手段。

然而,由于可视化解释工作流程的复杂性、相对较低的效率和较差的客观性,成本相对较高,再加上其智能化程度较低,难以与现有地理信息空整合。如今,海量遥感图像的井喷和处理技术的日益进步已经逐渐被取代。经过近20-30年的发展,出现了大量以计算机为辅助工具完成遥感图像自动解释和量化的分类识别方法,大致可分为两类:基于像素的传统分类方法和面向对象的图像分析方法。

2.1.2基于像素方法

基于像素的分类方法仍然被广泛使用,并且在技术上日益成熟。该方法主要包括监督分类和非监督分类。监督分类是一种自上而下的知识驱动方法,即分类前学习;然而,无监督分类是一种自下而上的数据驱动方法。从现有的研究方法来看,常用的监督分类方法包括:费希尔线性判别分类、最小距离法、最大似然比分类等。常用的无监督分类方法包括:分类聚类法、并行管道分类法、动态聚类法等。

然而,基于像素的遥感分类方法也存在一些缺陷。虽然高分辨率图像数据空之间的信息丰富,但是光谱分辨率非常低,并且光谱信息相对较弱。其光谱统计特性不如中低分辨率图像稳定,类内光谱差异较大。因此,仅考虑单个像素的光谱信息的方法容易出现大量的误分类,导致大量的椒盐噪声。然而,如果使用灰度域滤波来抑制,图像分辨率将会降低,高分辨率图像的重要性将会丧失。因此,基于像素的分类方法更适合提取中低分辨率空的多光谱遥感图像信息。

2.2RS遥感技术在土地调查利用中的应用

2.2.1遥感技术在国外的应用

高分辨率遥感影像在国内外有不同的应用领域和发展阶段。高分辨率遥感影像首次应用于西方发达国家的国防安全建设,包括军事情报监视、军事侦察和陆海空交通运输等。随着高分辨率遥感影像在政府管理中的广泛应用,影像中丰富空信息和其他空信息的叠加和处理功能得到进一步优化,大大提高了不同职能和级别的政府部门之间的工作效率,不仅提高了政府对突发事件的响应速度,而且由于街道、地块等地理信息数据更新速度加快,使得城市建设中各种公共设施的设计和建设更加高效。高分辨率遥感图像在民用领域的普及也带动了各行各业的发展。在生态环境方面,高分辨率遥感影像的应用已经涉及到生物多样性研究、土地资源管理、生态环境分析和变化等领域。特别是对于一些涉及生产和研究的大型国家经济项目,如林业,高分辨率遥感图像已广泛用于作物和土壤类型、土壤湿度和灾害的研究。例如,石油开采、高分辨率遥感图像在地质调查、管道铺设、油田建设与开发、环境监测和安全应急处理等方面也发挥着重要作用。

早在20世纪30年代,航空空摄影测量技术就已应用于国外的土地资源勘探。自1972年美国发射第一颗地球观测卫星以来,卫星遥感技术已广泛应用于土地资源调查和土地管理,并日趋成熟。使用航空空、空间遥感技术分阶段调查土地资源的使用在世界上已经变得非常普遍。加拿大将航空空遥感数据与卫星遥感数据相结合,每五年对该国土地资源利用情况进行一次详细调查。其他经济发达的国家,如美国、法国、澳大利亚、日本等。,还定期利用遥感卫星技术对土地资源利用情况进行详细调查。由此可见,遥感技术在国外,特别是发达国家的应用已经相当成熟,在土地资源监测和管理中也十分普及。

第三章遥感和地理信息系统方法在基本农田调整中的应用需求分析........20

3.1传统方法调整基本农田.......20

3.1.1基本农田相关概念........20

3.1.2当前基本农田调整中存在的问题22

第四章基于高分辨率遥感影像的基本农田流转研究.......

4.1基础数据和预处理28

4.1.1数据源.......28

4.1.2数据预处理......28

第五章基于地理信息系统技术的基本农田流转研究…… 41

5.1耕地质量评价指标体系的构建41

第五章基于地理信息系统技术的基本农田流转研究

选择合适的影响因素构建耕地质量评价指标体系是确定基本农田流转地块的基础。运用地理信息系统空分析法量化各项评价指标是关键。本文研究了从土地利用现状图中提取各种指标所涉及的当前特征,并通过缓冲区分析和重叠分析空对其进行量化,以获得连通性和邻近性空等地理信息,从而对耕地质量进行综合评价。地理信息系统空分析方法的应用保证了指标体系建设的可操作性,使选择最佳基本农田向地块转移成为可能。

5.1耕地质量评价指标体系的构建

5.1.1指标选择原则

首先,建立了耕地质量评价指标体系,从耕地自然条件、土壤条件、耕地基础设施条件和区位条件四个方面进行了研究。然后,使用空的分析函数量化该指数,并计算得分。最后,运用主成分分析法对耕地质量进行综合排序,最终确定待复垦的基本农田。通过对该县耕地质量的分类,不仅为基本农田补偿提供了依据,也为东海县今后的土地整治和管理提供了参考。

由于影响耕地质量的因素很多,耕地本身的差异程度很大,不同地方的基本情况也很不相同,因此选择合适的评价指标来因地制宜是非常重要的。因此,选择指标时应遵循以下原则。

(1)科学原理

评价指标的选择应正确合理,符合客观实际。要准确获取指标数据,以事实为依据,遵循科学理论,为评价奠定坚实基础。

(2)主导原则

选择对区域耕地质量影响起主导作用的指标,突出主导因素对耕地评价结果的作用。耕地质量受到土壤类型、土壤盐分、坡度、坡向、坡型等因素的制约。各指标对耕地质量的影响不同。因此,有必要选择有代表性的指标,遵循主导原则,建立正确的指标体系。

第六章结论与展望

6.1主要结论

基本农田调整对保障粮食安全、维护社会稳定、促进经济全面、协调、可持续发展具有重要意义。本文采用面向对象的高分辨率遥感图像分类技术、地理信息系统空分析技术等。,根据基本农田调整的要求和存在的问题,研究基本农田调整的方法。以东海县为研究区域,在基本农田保护区规划的基础上,利用高分辨率遥感图像分类技术,提取基本农田规划中已变为非耕地的地块,并将其转出。然后,结合实际情况,综合考虑影响基本农田划定的主要因素,建立耕地质量评价指标体系。采用空互分析技术对各项指标进行定量分析,采用主成分分析法对耕地进行分类。根据需要补充划定的数量,耕地地块从规划的基本农田以外选取并转入。最终形成基本农田划定布局。主要结论如下:

(1)构建了基于遥感和地理信息系统技术的基本农田调整全过程。采用高分辨率遥感图像分类提取技术提取基本农田流转地块,采用地理信息系统空分析和耕地质量综合评价模型确定基本农田流转地块。通过东海县的实践,采用该流程可以大大提高基本农田划定的科学性和工作效率。

(2)利用面向对象的高分辨率遥感图像分类技术提取转移图。抽取规则的构建和面向对象的分类实现了东海县耕地和非耕地信息的准确快速抽取。提取的耕地信息与规划的基本农田保护区相结合,提取出让地块。

(3)根据研究区的实际情况,综合分析了影响基本农田调整的主要因素。最后,选取自然条件、土壤条件、农田基础设施条件和区位条件四个一级指标,建立基本农田质量评价指标体系。使用ArcGIS空分析功能收集和处理这些指标的数据,并对指标进行量化。

(4)在SPSS软件中对指标进行主成分分析,得到综合得分模型,对耕地地块得分进行计算和排序,然后根据基本农田面积数据从规划基本农田以外的耕地中选择要转移的基本农田,确定最终的基本农田布局。

参考文献(省略)