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土地利用数据制图综合是对研究区土地利用信息选择性的知识挖掘,是对相应尺度土地利用规律的可视化表达。基于目前尺度转化中缺乏专业知识指导的现状,本文利用制图综合手段重点研究了北京地区比例尺1万到10万尺度区间土地利用数据的尺度规律。本文研究立足于市域内土地利用规划对不同地类尺度规律的需求,综合运用地理学、景观生态学、土地利用规划学的理论和方法划分了北京地区的土地利用研究区,选择典型样区,以制图综合为手段在尺度转换中体现土地利用数据的知识规则,探讨北京地区土地利用数据尺度规律和合理的最小上图阈值选取问题。主要内容包括以下部分:
1.根据北京地区土地利用特征和土地利用规划分区,选择代表性的样区为尺度研究区域。研究对象的相似性是尺度研究的基本规律,因此,把握具有相似性的区域单元是本研究开展的关键。本文从土地利用特征和土地利用规划分区两个方面,重点研究了北京土地利用数据的三个类型区,即城乡交错类型区、农业用地类型区和山区土地利用类型区,选择了以建设用地为主,农用地穿插的朝阳东部城乡交错类型区样区、以耕地为主,园地、林地镶嵌的大兴南部农业用地类型区样区、以林地为主,农用地和居民点沿河分布的密云西北部山区土地利用类型区样区。典型样区的选择,简化了区域分异规律对土地利用数据尺度研究的干扰,突出了尺度研究的针对性。
2、结合国外制图综合研究的前沿,利用模式研究体现土地利用制图综合中的知识规则。制图综合必须研究地图对象的地理分布规律,通过一定的模式来体现土地利用制图综合的知识规则。本文从语义、空间等角度分析了土地利用数据的模式问题,探讨了模式分析与具体区域的结合问题。模式与研究样区土地利用规律的结合,是本文研究与制图综合研究前沿的结合点,突出了部门制图综合中模式识别专业性特点。国土资源管理领域的需求和制图综合领域理论结合是这个部分研究的重点。
3、结合国外制图综合和景观生态学对空间格局的研究,构建了土地利用制图综合尺度指标体系。对空间格局的研究,土地利用制图综合与传统的景观生态研究方法存在重要差别,即土地利用制图综合研究对象是具有权属划分和土地利用管理意义的地块单元,而景观生态研究对象是具有生态意义的斑块单元。因此,本研究的地块单元与土地利用景观研究中的斑块重要区别在于地块因权属特征不同存在大量同类地块邻接的情况而图形破碎,而景观斑块不允许生态意义相类斑块相邻。本研究根据制图综合领域对空间格局的需求,制定了一套指标体系衡量尺度变化规律。
4、实验设计。根据土地利用的模式分析的成果,重点论述了制图综合中的土地分类体系、模式保持、制图综合算子选择和制图综合指标等关键性问题,并开发了适合人机交互的软件系统提高了工作效率。
5、根据尺度指标的曲线规律,分析了地类和样区两个层次的尺度规律,结合制图综合对指标体系的需求,探讨了样区合理的最小上图阈值选取问题。实验结果表明,在研究尺度区间内地类和样区两个层次的尺度规律有一定差异,地类水平的土地利用尺度规律较复杂,而样区水平的土地利用规律表现出一般性趋势。针对实验样区,在地类水平上5万和10万比例尺最小上图面积指标基本可以满足制图综合指标选取的需求,但某些地类上图指标需要适当调整;样区水平,5万和10万比例尺最小上图面积指标可以满足制图综合指标选取的需求。