基于GIS土地利用數(shù)據(jù)庫的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

張長勤，郭俊杰，孫力，董斌

（安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)理學(xué)院，安徽合肥230036）

基于GIS土地利用數(shù)據(jù)庫的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

張長勤，郭俊杰，孫力，董斌

（安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)理學(xué)院，安徽合肥230036）

文章以皖江示范區(qū)為研究對(duì)象，以土地利用評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)為主要研究內(nèi)容，基于GIS技術(shù)，通過對(duì)該區(qū)域社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、生態(tài)等需求的分析，以及對(duì)數(shù)學(xué)評(píng)價(jià)模型與空間數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)關(guān)聯(lián)，實(shí)現(xiàn)土地評(píng)價(jià)功能。文章討論了土地利用評(píng)價(jià)空間數(shù)據(jù)庫構(gòu)建的研究與設(shè)計(jì)，為皖江示范區(qū)土地可持續(xù)利用和規(guī)劃決策管理提供理論技術(shù)支撐。

數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)；土地評(píng)價(jià)；主成分分析；皖江示范區(qū)

近年來，很多學(xué)者提出了基于GIS（Geographic Informa?tion System，地理信息系統(tǒng)）技術(shù)與數(shù)學(xué)模型相結(jié)合模式，進(jìn)行土地利用分析與評(píng)價(jià)。然而，在土地利用分析與評(píng)價(jià)系統(tǒng)中，如何在GIS技術(shù)的支持下，建立適用于數(shù)學(xué)評(píng)價(jià)模型并負(fù)載屬性數(shù)據(jù)的空間數(shù)據(jù)庫是研究的重點(diǎn)。本文將GIS技術(shù)與土地利用分析、評(píng)價(jià)模型相結(jié)合，構(gòu)建空間數(shù)據(jù)庫，為皖江示范區(qū)土地可持續(xù)利用與規(guī)劃、決策與管理提供大數(shù)據(jù)支撐。

一、“決策系統(tǒng)”數(shù)據(jù)庫構(gòu)建的技術(shù)基礎(chǔ)

（一）GIS技術(shù)與空間數(shù)據(jù)庫技術(shù)

GIS是多種學(xué)科相互交融的產(chǎn)物，它以地理空間數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，采用地理模型分析方法，適時(shí)地提供多種空間的和動(dòng)態(tài)的地理信息。GIS技術(shù)是對(duì)地理數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、輸入、存儲(chǔ)、更新、檢索以及綜合分析與輸出的計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)。它以計(jì)算機(jī)為工具，通過對(duì)地圖數(shù)據(jù)、遙感數(shù)據(jù)、統(tǒng)計(jì)調(diào)查數(shù)據(jù)等進(jìn)行一系列空間操作與分析，從而給出綜合分析結(jié)果，并能以附加了分析結(jié)果的地圖進(jìn)行展現(xiàn)。傳統(tǒng)的數(shù)學(xué)分析方法更多考慮的是時(shí)間因素，空間因素的分析受到局限；然而，為準(zhǔn)確分析土地利用及變化發(fā)展?fàn)顩r，必須將時(shí)間因素和空間因素結(jié)合考慮［1］。GIS技術(shù)的運(yùn)用可揭示區(qū)域活動(dòng)的空間組織形態(tài)，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)區(qū)域分析的不足，其最關(guān)鍵的特性是能將各種與空間相關(guān)的數(shù)據(jù)與地理位置連接在一起，從而為土地利用的研究創(chuàng)建了綜合分析的平臺(tái)。

（二）關(guān)系數(shù)據(jù)模型

關(guān)系模型是根據(jù)數(shù)學(xué)概念建立的，它把數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)歸結(jié)為滿足一定條件的二維表形式。實(shí)體本身的信息以及實(shí)體之間的聯(lián)系均表現(xiàn)為二維表。一個(gè)實(shí)體由若干個(gè)關(guān)系組成，而關(guān)系表的集合就構(gòu)成了關(guān)系模型。關(guān)系模型是由數(shù)據(jù)本身自然地建立它們之間的聯(lián)系，并且用關(guān)系數(shù)和關(guān)系運(yùn)算來操作數(shù)據(jù)。

（三）空間數(shù)據(jù)庫引擎

ArcSDE是美國著名的地理信息研究機(jī)構(gòu)ESRI推出的空間數(shù)據(jù)庫解決方案，它在現(xiàn)有的關(guān)系或?qū)ο箨P(guān)系型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的基礎(chǔ)上進(jìn)行空間擴(kuò)展，可以將空間數(shù)據(jù)和非空間數(shù)據(jù)集成在絕大多數(shù)的商用RDBMS中。ArcSDE在與關(guān)系型數(shù)據(jù)庫的連接管理中，能夠很好地實(shí)現(xiàn)各種架構(gòu)下的應(yīng)用開發(fā)和擴(kuò)展［2］。

（四）空間數(shù)據(jù)庫技術(shù)

空間數(shù)據(jù)庫技術(shù)是隨著GIS開發(fā)和應(yīng)用逐漸發(fā)展起來的數(shù)據(jù)庫新技術(shù)。其目的是為了有效地利用衛(wèi)星遙感等資源繪制出各種專題地圖。由于傳統(tǒng)的關(guān)系數(shù)據(jù)庫在空間數(shù)據(jù)的表示、存儲(chǔ)、管理、檢索上存在許多缺陷，從而形成了空間數(shù)據(jù)庫這一數(shù)據(jù)庫研究領(lǐng)域。一方面可將空間數(shù)據(jù)庫技術(shù)視為傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫技術(shù)的擴(kuò)充；另一方面，空間數(shù)據(jù)庫突破了傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的理論，其實(shí)質(zhì)性發(fā)展必然導(dǎo)致理論上的創(chuàng)新［3］。

二、“決策系統(tǒng)”數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)

（一）“決策系統(tǒng)”基本功能模塊與基本架構(gòu)

根據(jù)國務(wù)院批復(fù)的《皖江城市帶承接產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移示范區(qū)規(guī)劃》，如何在發(fā)展區(qū)域經(jīng)濟(jì)的同時(shí)對(duì)區(qū)域的土地綜合利用進(jìn)行科學(xué)、合理地分析與評(píng)價(jià)是《皖江示范區(qū)土地利用動(dòng)態(tài)監(jiān)測、評(píng)價(jià)與支持決策管理信息系統(tǒng)》建設(shè)的主要目標(biāo)。作為“決策系統(tǒng)”的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫建設(shè)是以“決策系統(tǒng)”的基本功能和基本架構(gòu)為中心構(gòu)建的。用戶可通過人機(jī)交互界面，對(duì)“決策系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫”中數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢、處理、分析及制圖輸出等操作，支撐皖江示范區(qū)土地利用情況的科學(xué)評(píng)價(jià)。其基本功能模塊如圖1所示，基本架構(gòu)如圖2所示。

圖1 “決策系統(tǒng)”功能模塊劃分

圖2 “決策系統(tǒng)”構(gòu)架

（二）數(shù)據(jù)集

（1）基本信息?！皼Q策系統(tǒng)”所涉及的研究區(qū)域的數(shù)據(jù)基本分為空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)兩大類。屬性數(shù)據(jù)包括59個(gè)縣或區(qū)的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和生態(tài)數(shù)據(jù)；空間數(shù)據(jù)包括皖江示范區(qū)的矢量圖和各地區(qū)的生態(tài)景觀柵格圖?！皼Q策系統(tǒng)”對(duì)其數(shù)據(jù)庫的要求較高，數(shù)據(jù)庫的建設(shè)不僅需包含皖江示范區(qū)所有土地信息，并能做到適時(shí)地、動(dòng)態(tài)反應(yīng)各種數(shù)據(jù)間的關(guān)系以及數(shù)據(jù)變化情況。

區(qū)域的生態(tài)景觀柵格圖用于展示不同年份土地景觀生態(tài)的變化情況，它作為生態(tài)評(píng)價(jià)的一個(gè)獨(dú)立模塊，分為1985年、2004年和2011年共3期的數(shù)據(jù)，柵格圖層包含建設(shè)用地、耕地、水域、林地、草地和未利用地六大地類，不僅體現(xiàn)出生態(tài)環(huán)境的改變，也為土地利用的變化提供依據(jù)。區(qū)域空間矢量圖用于定位各地區(qū)的空間位置，是土地評(píng)價(jià)的直觀反映，也是結(jié)果輸出必不可少的數(shù)據(jù)之一。

根據(jù)前期土地利用評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的建立，屬性數(shù)據(jù)的主要指標(biāo)及層次關(guān)系如表1所示。屬性數(shù)據(jù)采用連續(xù)時(shí)間段存儲(chǔ)，存儲(chǔ)從2000年至2011年各地區(qū)的生態(tài)、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)數(shù)據(jù)。根據(jù)數(shù)據(jù)特征對(duì)數(shù)據(jù)的分類處理如圖3所示。

表1 屬性數(shù)據(jù)主要指標(biāo)

圖3 數(shù)據(jù)分類

（2）基本信息模塊。基本信息模塊用于數(shù)據(jù)的錄入和查詢，包括縣級(jí)不同年份的社會(huì)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)、生態(tài)數(shù)據(jù)以及景觀生態(tài)柵格圖。景觀柵格圖的生態(tài)指標(biāo)主要有斑塊數(shù)據(jù)和景觀數(shù)據(jù)等，各數(shù)據(jù)如表2-5所示。

表2 各區(qū)域?qū)傩?/p>

表3 1985年、2004年、2011年斑塊數(shù)據(jù)

表4 1985年、2004年、2011年土地利用景觀數(shù)據(jù)

表5 圖層區(qū)屬性

（三）數(shù)據(jù)分析方法

對(duì)于土地利用的分析與評(píng)價(jià)，需要多種土地利用模型和數(shù)學(xué)模型的運(yùn)用和分析?！皼Q策系統(tǒng)”主要作了以下幾個(gè)方面的分析：

（1）運(yùn)用系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型［4］，建立所研究區(qū)域的“土地利用系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型”并進(jìn)行計(jì)算機(jī)模擬。土地利用系統(tǒng)是一個(gè)復(fù)雜的動(dòng)態(tài)系統(tǒng)，系統(tǒng)演替變化過程中有許多因子參與其中。通過對(duì)土地利用系統(tǒng)復(fù)雜行為的動(dòng)態(tài)模擬，分析各因子之間的關(guān)系，確定動(dòng)力因子。由于這些因子使得土地可持續(xù)發(fā)展能力與土地利用方式之間所具有反饋?zhàn)饔茫瑥亩軌蛘莆胀恋乩孟到y(tǒng)行為的動(dòng)態(tài)趨勢和客觀規(guī)律。土地利用評(píng)價(jià)是一個(gè)動(dòng)態(tài)的過程，對(duì)土地問題的分析不僅要正確地評(píng)價(jià)土地利用的發(fā)展?fàn)顟B(tài)，還需準(zhǔn)確預(yù)測在未來較長時(shí)間段內(nèi)土地利用的發(fā)展能力和變化趨勢，并及時(shí)反映對(duì)其施加調(diào)控的效果?；谙到y(tǒng)動(dòng)力學(xué)的土地利用評(píng)價(jià)將土地利用視為動(dòng)態(tài)系統(tǒng)，認(rèn)為系統(tǒng)的演變具有很多動(dòng)力因子，這些因子使得土地可持續(xù)發(fā)展能力與土地利用方式間具有反饋?zhàn)饔谩Ｏ到y(tǒng)動(dòng)力學(xué)強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)、整體的觀點(diǎn)和聯(lián)系、發(fā)展、運(yùn)動(dòng)的觀點(diǎn)，非常適于研究復(fù)雜系統(tǒng)隨時(shí)間變化的問題。

土地利用的發(fā)展能力是通過土地利用的社會(huì)效益、經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益是否協(xié)調(diào)正向發(fā)展來表征的。利用系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型評(píng)價(jià)土地利用SDA（Sustainable Development Ability，可持續(xù)發(fā)展能力）時(shí)，SDA被看作是一個(gè)狀態(tài)變量，動(dòng)力因子：土地利用社會(huì)效益IS、經(jīng)濟(jì)效益IE、生態(tài)效益IEn對(duì)SDA的影響被認(rèn)為是流量變量，來自動(dòng)力因子的積極影響增大，則SDA上升；消極影響增大則SDA下降。動(dòng)力因子對(duì)SDA的影響取決于自身的值與被賦予的權(quán)重的大小，數(shù)學(xué)表達(dá)式如下：

變量WE、WS、WEn都是時(shí)間t的函數(shù)，并接受土地持續(xù)利用SDA值的影響而不斷變動(dòng)。研究中將WE、WS、WEn假定為以綜合變量Im0為自變量的函數(shù)，IEn、IE、IS各自受到變量Im1、Im2、Im3的反饋影響，綜合變量Im0為變量Im1、Im2、Im3的函數(shù)。

實(shí)際運(yùn)用中變量Im0通常用人均GDP來表征，因?yàn)槿司鵊DP在國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)運(yùn)行中占有舉足輕重的地位，人均GDP數(shù)值的大小直接影響到政府的調(diào)控措施。變量Im1可以由森林覆蓋率土地質(zhì)量等指標(biāo)表示；Im2可以由土地經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出、人均建設(shè)用地面積等指標(biāo)表示；Im3可以由人均耕地面積、基尼系數(shù)、就業(yè)率等指標(biāo)表示。因而模型可演化為：

（2）運(yùn)用層次分析法［5］、統(tǒng)計(jì)分析方法中的典型相關(guān)分析和主成分分析法等模型［6-7］，在建立和運(yùn)行土地利用系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步明確因子之間的關(guān)系，進(jìn)行評(píng)價(jià)因子體系的建立和評(píng)價(jià)因子的篩選和確定。本文主要運(yùn)用主成分分析法對(duì)土地利用所產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)行的評(píng)價(jià)。

在土地利用分析中，多變量問題是經(jīng)常會(huì)遇到的，變量過多會(huì)增加分析問題的復(fù)雜性，而且在實(shí)際問題中，多個(gè)變量之間也具有一定的相關(guān)關(guān)系。主成分分析就是把原來多個(gè)變量化為少數(shù)幾個(gè)綜合指標(biāo)的一種統(tǒng)計(jì)分析方法，使用這些較少的綜合指標(biāo)不僅能盡可能多地反應(yīng)原來較多指標(biāo)所反應(yīng)的信息，同時(shí)它們之間也是彼此獨(dú)立的。作為地理分析領(lǐng)域最常用的數(shù)學(xué)工具之一，主成分分析被廣泛應(yīng)用于區(qū)域數(shù)據(jù)的趨勢分析及綜合評(píng)價(jià)等研究方向。主成分分析模型的基本原理如下：

假設(shè)有n個(gè)地理樣本，每個(gè)樣本有p個(gè)變量，它們構(gòu)成一個(gè)n×p階矩陣。記原來的變量指標(biāo)為x1，x2，…，xp，它們的綜合指標(biāo)為z1，z2，…，zm(m≤) p，則

zi與zj(i≠j；i，j=1，2，…，m)相互無關(guān)；且z1是x1，x2，…，xp的一切線性組合中方差最大者，z2是與z1不相關(guān)的x1，x2，…，xp的所有線性組合中方差最大者，…，zm是與z1，z2，…，zm-1都不相關(guān)的x1，x2，…，xp的所有線性組合中方差最大者。新變量z1，z2，…，zm分別稱為原變量x1，x2，…，xp的第一，第二，…，第m主成分，他們?cè)诳偡讲钪兴急壤来芜f減。在實(shí)際問題研究中，常利用前幾個(gè)最大的主成分對(duì)問題進(jìn)行分析，這不僅減少了變量的個(gè)數(shù)，又突出主要矛盾，簡化了變量間的關(guān)系。

（3）運(yùn)用“土地利用/覆蓋變化”模型［8-9］，描述土地利用變化過程、解釋其成因機(jī)制、預(yù)測未來發(fā)展變化趨勢及環(huán)境影響。模型主要包括數(shù)量分析模型、土地利用動(dòng)態(tài)度模型、空間分析模型和區(qū)域差異分析模型、土地利用結(jié)構(gòu)預(yù)測模型等。并形成土地利用的洛倫茲曲線，進(jìn)行土地利用的空間狀態(tài)分析。

（4）運(yùn)用時(shí)間序列模型和回歸模型進(jìn)行土地利用的變化趨勢分析［10］。在運(yùn)用時(shí)間序列分析模型時(shí)，采用小波分析法進(jìn)行小波閾值降噪；采用偏最小二乘分析建立回歸模型。有效地提高了模型的精度。

（四）土地評(píng)價(jià)和制圖輸出模塊

土地評(píng)價(jià)、預(yù)測和制圖輸出模塊是在GIS平臺(tái)上對(duì)數(shù)學(xué)模型進(jìn)行前處理和后處理，前處理主要是從數(shù)據(jù)庫中取出輸入變量供模型計(jì)算，后處理主要是把特定格式的計(jì)算結(jié)果轉(zhuǎn)換為適合于GIS平臺(tái)的數(shù)據(jù)庫文件，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫文件和GIS的綁定以及對(duì)結(jié)果文件的展示［11］。模塊使用的圖層屬性如表5所示。

對(duì)于圖層屬性表中的排名、風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)或閾值等字段初始設(shè)置為null，模型計(jì)算結(jié)果以記錄的形式插入表中。或者，在建庫時(shí)不使用這些字段，結(jié)果以插入字段的形式給圖層屬性表賦值。

三、“決策系統(tǒng)”數(shù)據(jù)庫的應(yīng)用及功能檢驗(yàn)

（一）數(shù)據(jù)分析

現(xiàn)以主成分分析法為例，對(duì)土地利用所產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)行評(píng)價(jià)。例如研究2011年安慶市下轄的7個(gè)縣和一個(gè)縣級(jí)市的土地經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平及其對(duì)安慶市的經(jīng)濟(jì)貢獻(xiàn)程度。首先從“決策系統(tǒng)”數(shù)據(jù)庫提取用于分析的經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)，計(jì)算出各變量的相關(guān)系數(shù)，相關(guān)系數(shù)大于0.8，則認(rèn)為變量之間具有較強(qiáng)或極強(qiáng)的正相關(guān)性。經(jīng)研究，人均生產(chǎn)總值與人均財(cái)政收入、人均工業(yè)增加值、人均社會(huì)消費(fèi)品零售總額都具有極強(qiáng)的正相關(guān)性。

運(yùn)行“決策系統(tǒng)”中的主成分分析模型，其結(jié)果見表6-8。由表6可知，前兩個(gè)主成分的累計(jì)貢獻(xiàn)率已高達(dá)85.399%，故只需要求出第一、二主成分即可，它們能夠充分反映7個(gè)地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的綜合水平。

表6 特征值及主成分貢獻(xiàn)率和累貢獻(xiàn)率

由主成分載荷值表7，可看出第一主成分在除人均農(nóng)林牧漁業(yè)總產(chǎn)值和第三產(chǎn)業(yè)占GDP比重外的其余7個(gè)變量上具有很大的載荷，這些變量幾乎包含了區(qū)域經(jīng)濟(jì)分析的主要指標(biāo)，綜合性很強(qiáng)，這說明第一主成分在一定程度上代表著區(qū)域經(jīng)濟(jì)的綜合發(fā)展水平。第二主成分在人均農(nóng)林牧漁業(yè)總產(chǎn)值上具有較大載荷，說明第二主成分在一定程度上代表著農(nóng)林牧漁業(yè)發(fā)展水平。

表7 主成分載荷值矩陣

8個(gè)區(qū)域在第一、二主成分上的得分以及綜合得分如表8所示，如果一個(gè)區(qū)域在某一主成分上的得分為正，則說明這一區(qū)域的該主成分在平均發(fā)展水平之上；反之，得分為負(fù)則說明在平均發(fā)展水平以下。表中綜合得分最高的是桐城市，其次是懷寧縣，它們的區(qū)域經(jīng)濟(jì)綜合發(fā)展水平在這8個(gè)區(qū)域中處于領(lǐng)先地位，太湖縣、宿松縣和望江縣的經(jīng)濟(jì)綜合發(fā)展水平最低。

表8 區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的主成分得分

從“決策系統(tǒng)”數(shù)據(jù)庫中調(diào)取由2011年衛(wèi)星遙感影像所生成的景觀生態(tài)數(shù)據(jù)，主要選用描述人類活動(dòng)程度的周長-面積分維數(shù)①（PAFRAC）與生物多樣性的修正辛普森多樣性指數(shù)②（MSIDI）進(jìn)行對(duì)比，結(jié)果見表9。同時(shí)，我們由“決策系統(tǒng)”計(jì)算了8個(gè)縣（縣級(jí)市）不同地類的區(qū)位熵，并引用未用地的區(qū)位熵，一并列入表9。

表9 經(jīng)濟(jì)綜合水平排名與PAFRAC、MSIDI指數(shù)、未用地區(qū)位熵對(duì)比

（二）結(jié)果文件轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)庫文件

運(yùn)行“決策系統(tǒng)”中的土地利用評(píng)價(jià)模型，得到的結(jié)果是城市排名、風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)或閾值等。利用區(qū)域名稱的對(duì)應(yīng)關(guān)系可更新“決策系統(tǒng)”數(shù)據(jù)庫，將結(jié)果字段插入?yún)^(qū)域矢量圖的屬性文件中，實(shí)現(xiàn)結(jié)果文件與GIS的綁定。

（三）輸出專題圖

本系統(tǒng)是由ArcGIS Engine二次開發(fā)技術(shù)構(gòu)建的，結(jié)果文件與GIS綁定后，由GIS的制圖或制表功能從數(shù)據(jù)庫取空間數(shù)據(jù)進(jìn)行圖層渲染，利用IRendererFields接口的AddField方法對(duì)數(shù)據(jù)庫中的矢量數(shù)據(jù)操作，制作柱狀專題圖，輸出結(jié)果如圖4所示。圖4也反應(yīng)了各縣對(duì)整個(gè)安慶市的經(jīng)濟(jì)貢獻(xiàn)排名，對(duì)政府經(jīng)濟(jì)政策的制定有一定指導(dǎo)作用。

圖4 2011年安慶各縣（市）經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平分級(jí)圖

四、結(jié)論與政策建議

（一）研究結(jié)論

（1）經(jīng)研究并檢驗(yàn)，筆者所在項(xiàng)目組設(shè)計(jì)的“皖江示范區(qū)土地利用數(shù)據(jù)庫”實(shí)現(xiàn)了預(yù)訂目標(biāo)，功能和運(yùn)行效率均能滿足“決策系統(tǒng)”的需求。將區(qū)域的地理信息與區(qū)域經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、生態(tài)信息集成為土地利用數(shù)據(jù)庫，能夠全方位地反映土地利用的狀況以及對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的影響，為政府相關(guān)部門的管理和決策提供有力的大數(shù)據(jù)支撐。而依托此數(shù)據(jù)庫，運(yùn)用土地利用模型和相關(guān)數(shù)學(xué)模型對(duì)土地利用進(jìn)行分析與評(píng)價(jià)，進(jìn)一步增強(qiáng)了數(shù)據(jù)庫的使用效率。

（2）近幾年來，隨著數(shù)學(xué)模型和GIS技術(shù)在土地利用研究領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，空間數(shù)據(jù)庫的種類也日益繁多，如何建立有效通用的空間數(shù)據(jù)庫也是現(xiàn)階段許多學(xué)者們研究的主要目標(biāo)。同時(shí)，隨著管理部門對(duì)土地利用管理的愈加細(xì)化和深入，以及土地利用技術(shù)提高［12］，將對(duì)土地利用數(shù)據(jù)庫和評(píng)價(jià)系統(tǒng)提出更高要求，因此，引入新的設(shè)計(jì)理念和方法構(gòu)建符合新的要求的土地利用數(shù)據(jù)庫和評(píng)價(jià)系統(tǒng)，十分必要。

（二）政策建議

根據(jù)安慶市下轄8個(gè)縣（縣級(jí)市）2011年屬性數(shù)據(jù)的主成分分析結(jié)果，可以看到該區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有較大的差異性，我們提出如下建議。

（1）綜合排名落后的太湖縣、宿松縣和望江縣地理位置相對(duì)較偏遠(yuǎn)，經(jīng)濟(jì)活躍程度較低（見表9第3列），經(jīng)濟(jì)發(fā)展有一定的局限性。表9的第5列從另一側(cè)面也反映了這種狀況，太湖縣、宿松縣的未用地區(qū)位熵遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他地方，這說明了當(dāng)?shù)氐乩項(xiàng)l件的復(fù)雜性。建議加快推進(jìn)新型城鎮(zhèn)化建設(shè)，改變當(dāng)?shù)氐娜丝诜植几窬郑瑥亩龠M(jìn)生產(chǎn)方式與生活方式的改變，形成新的經(jīng)濟(jì)環(huán)境和人文環(huán)境。

（2）安慶市的經(jīng)濟(jì)布局顯然有著較大的差異。由于各地所處環(huán)境不同，建議經(jīng)濟(jì)布局也應(yīng)有多樣性，不追求趨同發(fā)展［13］。例如，排名落后的三個(gè)縣的生物多樣性具有一定的優(yōu)勢（見表9第4列），而在進(jìn)行新型城鎮(zhèn)化建設(shè)時(shí)應(yīng)當(dāng)保持和擴(kuò)展這一優(yōu)勢，注重生態(tài)文明建設(shè)［13］，建立健康有序的生態(tài)機(jī)制。各縣市之間應(yīng)當(dāng)具有良性互動(dòng)、相互協(xié)調(diào)的機(jī)制，打造兼具經(jīng)濟(jì)活力和較好生態(tài)環(huán)境的整體環(huán)境，促進(jìn)全區(qū)域的可持續(xù)發(fā)展。

注釋：

①周長-面積分維數(shù)：反映景觀復(fù)雜程度的一個(gè)指標(biāo)，PAFRAC越接近1，類型斑塊形狀越簡單，說明這個(gè)區(qū)域的人類活動(dòng)相對(duì)較少；PAFRAC越接近2，類型斑塊形狀越復(fù)雜，說明這個(gè)區(qū)域的人類活動(dòng)相對(duì)較多。

②修正辛普森多樣性指數(shù)：反映生物多樣性的一個(gè)指標(biāo)，MSIDI的值越大，說明這個(gè)區(qū)域生物種群群落越豐富；MSIDI的值越小，說明這個(gè)區(qū)域生物多樣性程度越低。

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［責(zé)任編輯：歐世平］

Land Use Database Design and Application Based on GIS

ZHANG Chang-qin，GUO Jun-jie，SUN Li，DONG Bin
（College of Science，Anhui Agricultural University，Hefei 230036，China）

The paper，by taking the Wanjiang Demonstration Area as the research object and land use evaluation database de?sign as the main contents，achieves the functions of land evaluation based on GIS technology and the analyses on regional so?cial，economic and ecological needs as well as the dynamic correlation between mathematical evaluation model and spatial data. It also discusses research and design on the construction of land use evaluation spatial database，and provides theoretically tech?nical support for the sustainable use of land and planning and decision-making management of the Wanjiang Demonstration Area.

database design；land evaluation；principal component analysis；the Wanjiang Demonstration Area

F301

A

1007-5097（2014）06-0167-05

10.3969/j.issn.1007-5097.2014.06.031

2014-03-03

安徽省國土資源廳科技項(xiàng)目（2011-K-23；2012-K-24；2013-K-09）;安徽省高校省級(jí)自然科學(xué)研究項(xiàng)目（KJ2012Z108）

張長勤（1955-），女，安徽蕭縣人，副教授，碩士研究生導(dǎo)師，研究方向：數(shù)學(xué)模型與數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析；

郭俊杰（1987-），男，安徽蕪湖人，碩士研究生，研究方向：機(jī)器控制；

孫力（1958-），女，吉林長春人，教授，碩士生導(dǎo)師，研究方向:機(jī)器控制；

董斌（1970-），男，安徽懷寧人，教授，碩士生導(dǎo)師，研究方向:數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析土地資源。