土地信息整合与空间数据挖掘研究

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本文在对土地信息的来源和分类、特点、差异等进行分析的基础上,确定了土地信息整合的要求、目标和内容。在Mapgis、Arcgis、FME等软件的技术支撑下,研究了土地信息整合的各种方法,建立了基于Geodatabase数据库管理系统的土地信息集成框架和数据模型。对济阳县土地规划信息、农用地分等信息、土地整理信息、地类图斑信息、基本农田信息、基础地理要素、城市总体规划信息以及社会经济数据进行数据整合和数据加载之后,建立了济阳县土地信息整合数据库。在研究了空间数据挖掘的理论和方法后,利用空间分析技术和统计分析方法,对济阳县农用地、建设用地和未利用地进行空间数据挖掘。农用地方面,对2006-2012年济阳县农用地质量变化进行数量特征和空间特征方面的研究;建设用地方面,对1996-2010年济阳县建设用地扩张的时间和空间特征、驱动力进行数据挖掘;未利用地方面,对1996-2010年济阳县未利用地开发的数量和开发后的地类进行了研究。主要成果有:(1)总结土地信息整合的内容。土地信息整合分为空间坐标系的整合、空间数据与属性数据的整合、不同格式数据的整合、不同比例尺数据的整合、矢量数据与栅格数据的整合;通过Mapgis、Arcgis以及FME等软件,明确土地信息整合的技术方法,并在Geodatabase数据库管理系统的基础上,设计了土地信息集成的框架体系和数据模型;对济阳县土地信息进行数据整合之后,采用数据加载,最终建立了济阳县土地信息整合数据库。(2)对济阳县农用地的数据挖掘表明,81.64%的农用地自然质量等别保持不变,另外有17.28%的农用地提高一个自然质量等;利用等别中,有38.40%的农用地等别无变化,提高一个利用等别的农用地占农用地总面积的31.69%,提高两个利用等别和降低一个利用等别的分别为11.40%和10.12%;自然质量等别降低的区域主要分布在县域西部的太平镇和东北部的仁风镇,自然质量等别提高的区域则县域内均有分布;利用等别降低的区域主要集中在县域西北部和东北部,如新市镇、曲堤镇和仁风镇,而利用等别提高的区域则集中于县域中部和南部,如孙耿镇、回河镇和崔寨镇。(3)对济阳县建设用地的数据挖掘表明,研究时段内建设用地经历了“缓慢变化—快速变化—集约变化”的过程,建制镇、农村居民点面积的增加是新增建设用地增加的主要原因;建设用地变化扩张具有明显的区域差异,受政策因素影响很大,经济发展和人口增长是两个主要的驱动因子。(4)对济阳县未利用地的数据挖掘表明,1996—2010年间,共开发未利用地405.56公顷,年均开发27.04公顷;未利用地大部分开发成为了耕地,以及部分设施农用地和农村居民点,另有少量未利用地被开发成为建制镇用地;在未利用地开发的空间特征方面,沿黄滩区的孙耿镇和回河镇是未利用地开发的重点区域。
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