ArcGIS在土地利用规划中的应用毕业论文.docx
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ArcGIS在土地利用规划中的应用毕业论文
ArcGIS在土地利用规划中的应用毕业论文
新疆大学毕业论文（设计）
题目：
ArcGIS在土地利用规划中的应用
指导教师:
胡新玲
学生姓名：
张学蓉
所属院系：
建筑工程学院
专业：
测绘工程
班级：
测绘11-1班
完成日期：
2015年5月20日
声明
本人声明，所呈交的学位论文系本人在导师指导下独立完成的研究成果。
文中依法引用他人的成果，均已做出明确标注或得到许可。
论文内容未包含法律意义上已属于他人的任何形式的研究成果，也不包含本人已用于其他学位申请的论文或成果。
本人如违反上述声明，愿意承担由此引发的一切责任和后果。
论文作者签名：
日期：
年月日
新疆大学
毕业论文（设计）任务书
班级：
测绘111班姓名：
张学蓉
论文（设计）题目：
ArcGIS在土地利用规划中的应用
专题：
要求完成的内容：
1.阅读相关文献
2.熟悉ArcGIS软件
3.收集实验数据
4.利用ArcGIS软件进行制图
5.修改论文
6.排版定稿
7.完成PPT制作
发题日期：
年月日完成日期：
年月日
实习实训单位：
乌鲁木齐市城市勘察测绘院地点：
乌鲁木齐
论文页数：
29页；图纸张数：
0
指导教师：
胡新玲
教研室主任：
阿力甫
院长：
于江
摘要
为保障城镇有序紧凑发展，促成土地节约使用，避免土地资源浪费，土地利用规划成为当今社会研究的热点。
传统的土地利用规划，由于计算机水平的限制，成果数据以纸质形式存放，这种存储使查询更新困难，现势性差，且易丢失。
GIS在土地利用规划过程中，其快捷的数据查询、编辑、统计、分析、输出性能，很好地弥补了传统布局方式的缺点。
通过对GIS软件对比，本文将选取具有丰富的编辑工具和强大的空间分析功能并支持VB、VC等语言二次开发的ArcGIS软件作为规划的工具。
本文以昌吉市1:
100000基期数据库规划区为例，用ArcGIS软件建立土地利用规划数据库与制作土地利用规划图一体化，但在基期数据入库中工作重复机械，为了节约时间减少工作量，基于ArcGIS强大的二次开发功能，在VisualStudio开发环境下选择VB开发设置编写程序代码，在ArcMap中添加开发的批量附属性工具解决了为土地用途区图层下根据土地用途区代码字段给管制区代码字段批量附属性的问题。
最后根据制作土地利用规划图的流程，制作出昌吉市建设用地管制分区图并统计其面积，分析总结了利用ArcGIS软件做本次土地规划的意义。
关键词：
ArcGIS；土地利用规划；应用
ABSTRACT
Toensurecompacttownsorderlydevelopment,andpromotemoreintensiveutilizationofland,topreventthewasteoflandresources,landuseplanningbecomeoneofresearchfocusesintoday'ssociety.Thetraditionallanduseplanning,asaresultofthelimitationofcomputerlevel,theresultsofdatastorageintheformofpaper,thisstoredqueryupdatedifficulties,meanwhileispoor,andeasytolost.TheGISintheprocessoflanduseplanning,theconvenientdataquery,editing,statistics,analysisandoutputfunctions,makesupthedefectofthetraditionalplanningmodelwell.BasedonGISsoftwarecontrast,thisarticlewillchooseeditingtoolsandpowerfulspatialanalysisfunctionsandsupportVB,VC,VSlanguagesecondarydevelopmentofArcGISsoftwareasaplanningtool.Inchangji1:
100000basedatabaseplanning,forexample,establishingdatabaseoflanduseplanningandproductionwithArcGISsoftwareintegrationoflanduseplan,butrepeatedworkinthebaseperioddatawarehousingmachinery,inordertosavetime,reducetheworkloadbasedonArcGISpowerfulsecondarydevelopmentfunction,usingtheVisualStudiolanguagetowritetheprogramcode,developmentofbatchisaddedintheArcMapsubjunctivetoolstosolvetheproblemofdataprocessingandcomplex.Accordingtotheproductionprocessoflanduseplan,makingthechangjicontrolzoningmapsandstatisticsoftheareaofconstructionland,analyzedthemeaningoftheplanning.
Keywords:
ArcGIS;Landuseplanning;application
第一章绪论
1.1选题背景
为了贯彻科学发展观，落实“十分珍惜、合理利用土地和切实保护耕地”的基本国策，确定土地利用战略，调整土地利用结构与布局，优化土地资源配置，促进土地利用和管理方式的转变，进一步增强土地利用总体规划的科学性和可操作性，因此土地利用规划己经成为当今社会研究的热点之一。
传统的土地利用调查与规划，由于计算机水平的限制，包括图件、表格、文档等在内的成果数据都以纸质的形式存放，这种存储方式查询、检索、更新困难，现势性差，且易丢失。
为实现土地资源信息的社会化服务，满足经济社会发展及国土资源管理的需要，我国于2007年开始第二次全国土地调查，总体目标是，采用先进技术方法，在现有土地调查的基础上，按照统一的技术标准，全面查清全国范围内的土地利用状况，建立和完善土地调查、土地统计和土地登记制度，形成了各地土地利用现状数据库。
那么土地利用数据库中庞大的数据离不开专业软件去完成，这样才能大大地减轻工作量节约时间。
ArcGIS是美国环境系统研究所（ESRI）开发的旗舰产品，是集数字制图和数据库管理为一体的空间信息系统，是我国GIS行业的常用软件。
ArcGIS有其他GIS系统不具备的突出的强大优势，它能够支持Dbase、SQLServer、Oracle等多种关系数据库，同时具有非常高的海量数据管理能力、非常好的多类型数据统一管理能力、高效的并发访问能力、较强的信息发布能力、较好的体系结构伸缩性、较强的二次开发能力以及支持50多种格式的转换能力。
相对于以往所有的GIS软件，不仅可以按要素属性编辑和表现图形，也可以直接绘制和生成要素数据；还具有全面的地图符号、线形、填充和字体库，支持多种输出格式，在处理类似公共点、公共边等空间拓扑关系及图幅接边时，所提供的空间数据处理和动态分析编辑工具也较为简单。
因此基于ArcGIS的功能特点及优势对土地利用数据进行属性查询检索，制作土地利用图件，较强的二次开发能力开发小工具去批量的处理数据为土地利用规划编制工作提供强大的技术支持。
所以相比其他GIS软件，选择ArcGIS软件平台在土地利用规划有很大的优势。
1.2研究的目的和意义
我在参与乌鲁木齐市交通地理信息系统建立与数据入库的项目过程中，有着切身体会与实践经验。
首先对ArcGIS软件有了全面的认识，通过软件平台对乌鲁木齐市交通地理信息系统建立有了清晰的认识，Arcmap用于数据的编辑、显示、查询和分析，ArcGIS具有庞大的功能。
将ArcGIS用于土地利用规划中不矢为一种有效的方法，利用理论知识与实践经验，掌握ArcGIS土地利用规划数据库建立与制图一体化流程，在基期数据入库前利用Visualstudio编程语言解决数据处理繁杂的过程。
ArcGIS以其在空间分析和数据存储以及地图制图等方面具有的不可替代的优势运用于土地利用规划，提高规划编制的科学性和合理性，有助于实现土地资源在各部门之间的合理配置，统筹协调土地资源的开发、利用和保护，促进土地资源的可持续利用。
ArcGIS应用于土地利用规划是现代科学技术迅速发展的必然趋势，也是社会经济可持续发展的必然要求。
因此，从ArcGIS应用的角度对建立土地利用规划管理数据库和制作土地利用规划图以及其面向对象接口的二次开发实现数据处理简单化的过程具有重要的现实意义。
许多专家学者在利用GIS进行土地利用规划的编制和管理方面做了许多研究，在理论、方法和技术方面取得了一定的成绩。
但是，由于我国城市土地利用规划涉及面广，任务更加艰巨，精度要求更高，前人的研究方法大多不能在规划质量和工作效率上同时满足规划的要求。
本文提出的ArcGIS在土地利用规划中的应用方法是在借鉴、吸收前人行之有效的研究方法的基础上，结合自身实践，根据现有土地利用现状图进行土地利用规划数据库的建设和编制土地利用规划图一体化的工作流程，叙述了如何在ArcGIS界面下建立土地利用规划数据库和制作土地利用规划图，在基期数据入库前利用VisualStudio编程语言解决数据处理繁杂的问题。
针对所存在的问题，应用相关理论和二次开发语言深入研究，体现出ArcGIS在土地利用规划中应用的优势。
1.3国内外土地利用规划的研究现状
土地利用是科学、合理利用土地的基础和依据，是土地利用和土地管理的龙头。
自我国改革开放以来，土地利用规划的基本地位和“龙头”作用不断得到夯实和强化，土地管理法明确规定，各级人民政府必须组织编制土地利用总体规划，土地利用规划是土地利用管理上最具权威的规划，也是与国民经济社会发展规划、城市规划一起被部分学者、专家称为三大规划体系。
土地利用规划发布实施之后，面临着最紧迫的问题就是如何贯彻执行，而土地利用规划管理信息系统则是执行土地规划的强有力手段，旨在加强对土地利用规划的信息化管理，对于科学、合理利用有限的土地资源，及时掌握土地利用总体规划实施管理、空间分布以及用途情况，促进耕地保护和土地资源可持续利用具有十分重要的意义。
土地利用总体规划管理信息系统的建立既符合规划管理、计划管理相关业务需求，也是对“一张图”数据库建设的有力补充，更能积极推动国土资源的科学化、精细化、规范化的管理，国内许多专家学者做了研究。
江西农业大学周克昊基于自己参与的土地利用规划管理信息系统项目经验，说明了基于ARCGIS二次开发模块ArcEngine土地利用规划管理信息系统的构建思路和流程，逐次分析了系统的体系结构，系统功能模块和具体构建思路，并将土地利用总体规划修编与实施管理中用到的数据系统整体组合起来，通过一定的读取机制，方便用户浏览。
东华理工大学邹自力基于MO组件和VB开发语言，选用ESRIMapObjects组件作为开发平台，以土地利用基础现状数据为例，设计和研究支持图文表一体化管理、适应土地利用规划业务管理需要的土地利用规划管理信息系统，供广大学者和土地使用者参考。
部分学者研究认为，美国联邦政府在当前土地利用规划实施管理过程中，应大量采用“3S”技术。
GIS在土地利用规划过程中，具有便捷的数据查询、编辑、统计、分析、输出功能，能够很好地弥补传统管理模式的缺陷。
目前我国常见的GIS平台有MapGIS、GeoMedia、MapInfo、ArcGIS。
世界上各国及地区的规划，往往注重规划原则、规划理念。
由于各国及地区的社会制度、土地产权制度、土地管理体制、土地基本国情等因素存在差异，所以土地利用规划的内容、要求很不一样，很难找到一个比较一致的规划模式。
总体来说，国内外在土地利用规划中规划原则和规划理念与基本国情和管理体制相关，但在规划过程中都运用GIS技术。
1.4本文主要研究的内容
本文通过对GIS软件对比，将选取具有丰富的编辑工具和强大的空间分析功能并支持VB、VC等语言二次开发的ArcGIS软件作为规划的工具。
本文以昌吉市1:
100000基期数据库规划区为例，用ArcGIS软件建立土地利用规划数据库与制作土地利用规划图一体化，但在基期数据入库中工作重复机械，为了节约时间减少工作量，基于ArcGIS强大的二次开发功能，在VisualStudio开发环境下选择VB开发设置编写程序代码，在ArcMap中添加开发的批量附属性工具解决了为土地用途区图层下根据土地用途区代码字段给管制区代码字段批量附属性的问题。
最后根据制作土地利用规划图的流程，制作出昌吉市建设用地管制分区图并统计其面积，分析总结了利用ArcGIS软件做本次土地规划的意义。
第二章ArcGIS与土地利用规划
2.1土地利用规划
土地利用规划亦称土地规划，是指在土地利用的过程中，为达到一定的目标，对各类用地的结构和布局进行调整或配置的长期计划。
是根据土地开发利用的自然和社会经济条件，历史基础和现状特点，国民经济发展的需要等，对一定地区范围内的土地资源进行合理的组织利用和经营管理的一项综合性的技术经济措施。
它的任务在于根据国民经济和社会发展计划和因地制宜的原则，运用组织土地利用的专业知识，合理地规划、利用全部的土地资源，以促进生产的发展。
具体包括：
查清土地资源、监督土地利用；确定土地利用的方向和任务；合理协调各部门用地，调整用地结构，消除不合理土地利用；落实各项土地利用任务，包括用地指标的落实，土地开发、整理、复垦指标的落实；保护土地资源，协调经济效益、社会效益和生态效益之间的关系，协调城乡用地之间的关系，协调耕地保护和促进经济发展的关系。
2.2ArcGIS简介
目前我国常见的GIS平台有MapGIS、GeoMedia、MapInfo、ArcGIS等。
MapGIS的主要特点有海量的无缝图库管理、高效能的空间数据库管理、实用的网络分析与处理、多源图像分析与处理等；其缺点是错做界面比较复杂、系统管理功能较弱。
GeoMedia的主要特点是多元数据的无缝集成、先进的数据库管理方式、强大的二次开发环境以及信息发布功能；其缺点是只能运行Windows系统平台上，不利于不同系统的兼容。
MapInfo的主要特色是具有较强的地图处理和数据查询分析功能、支持关系型数据库管理和对工作环境要求不高等；其缺点是管理的数据量不大，不适用与大型系统，用MapBasic编写的程序不能脱离MapInfo环境运行。
ArcGIS的主要特色是丰富的编辑工具和强大的空间分析功能，支持VB、VC、VS、Delphi等语言的二次开发。
针对土地利用规划中的大型数据库管理、海量地理空间数据分析等，选取ArcGIS平台为土地利用规划信息化载体，下面主要对ArcGIS软件进行介绍。
ArcGIS是美国环境系统研究所（ESRI）开发的旗舰产品，它是一个全面的系统，用户可用其来收集、组织、管理、分析、交流和发布地理信息，是集数字制图和数据库管理为一体的空间信息系统，是我国GIS行业的常用软件。
它有其他GIS系统不具备的、突出的强大优势，能够支持Dbase、SQLServer、Oracle等多种关系数据库。
ArcGIS桌面产品是一系列整合的应用程序的总称，其包含诸如ArcMap、ArcCatalog、ArcToobox及ArcGlobe等在内的用户界面组件。
其功能可分为以下几个级别：
ArcView、ArcEditor和ArcInfo，ArcReader，每个级别的功能如下：
ArcReader是一个免费地图浏览器，可以查看、打印用其他ArcGIS桌面产品生成的所有地图和数据格式。
它还具有简单的浏览和查询功能。
ArcView提供了复杂的制图、数据使用、分析，以及简单的数据编辑和空间处理工具；ArcEditor除包括了ArcView中的所有功能之外，还包括了对Shapefile和Geodatabase的高级编辑功能；ArcInfo是一个全功能的旗舰式GIS桌面产品。
它扩展了ArcView和ArcEditor的高级空间处理功能。
其主要的功能特点有：
（1）一体化的制图编辑，ArcGIS中的ArcMap提供了一体化的完整的地图绘制、显示、编辑和输出的集成环境。
它不仅可以按照要素属性编辑和表现图形，而且还可以直接绘制和生成要素数据；不仅可以在数据视图按照特定的符号浏览地理要素，而且可以在版面视图生成打印输出地图；具有无与伦比的强大的制图编辑功能。
（2）便捷的元数据管理，ArcGIS可以建立自身支持的数据类型的元数据，也可以建立用户定义数据的元数据（如文本、CAD、脚本），并可以对元数据进行编辑和浏览。
（3）灵活的制定与开发，ArcGIS的Desktop部分通过一系列可视的GIS应用操作界面，满足了大多数终端用户的需求。
同时也为更高级的用户和开发人员提供了全面的客户化定制功能。
图2-1ArcGIS体系结构框架
2.3ArcGIS引入土地利用规划的优越性
ArcGIS引入土地利用规划，为土地利用规划的编制及实施管理带来了很大的优越性。
（1）土地利用规划涉及面广、关系到国民经济各部门，需要综合分析自然、社会、经济等多方面的因素，才能科学合理的制定规划方案，工作任务重，所需处理的数据量大;同时，规划对象作为性质均一的空间几何实体，不仅具有非空间属性，还具备空间属性信息，传统的工作方式通过纸质图件描述静态的地理空间属性，无法及时有效的反映规划区域土地利用的动态变化，而且制作过程耗时费力、错误率高。
GIS具有的数据采集与处理能力以及海量数据管理能力，很好的解决了上述问题。
（2）ArcGIS是通过分“图层”来实现对空间信息的管理。
不同类型和来源的数据存储于不同的图层，而各图层之间可以根据实际研究需要进行运算，如:
图层的叠加、切割、融合等。
采用分“图层”的方式管理土地数据，并按照土地利用总体规划的要求进行合理的分层，便于数据的提取和分类，利于数据的编辑和修改，避免数据冗余，保证数据质量，能够准确有效的反映规划要素的空间分布，在必要时进行相互运算，具有比传统方法更为方便、有效的优点。
（3）ArcGIS强大的空间分析功能是其区别于其他类型系统的一个最主要的功能特征，能够解决传统方法难以模拟和计算的问题。
空间分析功能可以执行跨图层的分析操作，实现多要素的综合分析，适用于土地利用总体规划这类多目标决策问题。
在规划编制过程中，基于土地利用规划基础数据，将GIS的空间分析功能与土地利用规划专业模型联合使用，为规划决策提供科学依据，进一步提高了土地利用总体规划的科学性和合理性。
（4）ArcGIS将空间数据或信息以直观、形象的图形化结果表达出来，并可对图形进行人机交互的编辑、输出ArcGIS的这一功能使得土地利用规划专家可以在计算机的辅助下完成规划工作，各种图形的显示有效的提高了土地利用规划成果的直观性。
（5）GIS与RS以及GPS的结合使用，可以为土地利用规划决策人员提供实效性强、精确度高、综合性的定位定量信息，有助于数据库的及时更新，确保数据的现势性，为土地利用规划者及时更新土地利用规划提供决策支持。
2.4ArcGIS在土地利用总体规划中的应用领域
ArcGIS具有强大的空间分析功能和海量数据存储能力，可以在土地利用规划的很多方面发挥着重大的作用，伴随着计算机技术的迅猛发展，ArcGIS的应用将越来越广泛。
目前ArcGIS进入土地利用规划的领域有:
2.4.1土地利用规划数据库的建设流程
土地利用规划数据库是一种空间数据库，其主要内容包括基础地理要素、土地利用要素、基本农田要素、土地用途分区要素、注记要素等。
同时，ArcGIS软件的ArcMAP与ArcCatalog模块提供了图形数据与属性数据连接编辑的功能，为图库一体化制作提供技术上的支持。
建库流程如下：
1、建立土地利用规划基期信息的数据层。
根据建库规范的要求，部分基期信息的图层可以从第二次全国土地调查数据库中直接导入新建的土地利用规划库，其他图层则根据土地利用规划数据库建设规范中的具体要求进行构建。
2、制作规划项目图层。
根据收集到的资料，将规划项目落图，在落图过程中，注意控制图斑面积与规划方案制定该项目的面积应保持一致。
3、制作土地利用用途分区图层。
依据最终确定的规划方案，将现状地类图斑图层与重点项目图层等结合分析，并采取相应的空间分析操作，获取用途分区的图形数据，并根据建库规范的要求录入相应的属性信息，最终完成用途分区图层的制作。
4、制作注一记层。
将各图层的自动标注输出到同一个注释层上，实现标注的统一存储、管理。
5、制作开发、整理、复垦等图层。
将收集到的专项规划数字化成果进行整理汇总，然后结合新收集的资料进行补充修改。
表2-1ArcGIS二调数据库主要要素层
要素名
要素代码
说明
要素名
要素代码
说明
行政区县注记
XZQXZJ
必选
建设用地管制区
JSYDGZQ
必选
行政区界线
XZQJX
必选
土地用途区
TDYTQ
必选
建设用地管制界线
JSYDGZJX
必选
基期地类图斑
JQDLTB
必选
行政区面
XZQM
必选
基期地类界线
JQDLJX
必选
6、符号系统设计
系列图符号系统要协调统一。
系列图的基础要素采用统一的符号系统，而各子图不同的专题要素符号系统要相互协调，相同要素或地物尽量用同一符号，以保证系列图的整体性和各子图之间的相关性，同时避免因符号纷杂而使读图难度增加等不必要的麻烦。
例如在土地利用规划系列图现状图中有条件建设用地的符号与规划图中有条件建设用地符号都采用区域内RGB（255，210，125）底色，边框颜色为RGB（170，0，130）的虚线。
图2-2土地利用规划数据库建库流程图
由土地利用规划数据库的建库流程图可以看出，数据库建设的流程分为三个过程:
基础数据准备、规划建库和成果检查。
规划数据库有两种建库方式，分别为汇总建库和修编建库。
汇总建库是以己编制好的市级规划成果，直接汇总到数据库中，形成市级规划成果；修编建库是导入二调基期数据，通过数据预处理、地图综合、规划编制等工具进行规划布局。
具有独有的地图综合技术，市级数据汇总后的成果依然是市级原始1:
1万的数据成果，为了达到更好的成果展示效果，引入了地图综合技术。
在本文中，我直接采用汇总建库，将昌吉市2009年基期数据直接导入到数据库，在这基础上做了建设用地空间管制区的规划，最终输出昌吉市规划图。
2.4.2制作土地利用规划图的理论基础
土地利用规划图是土地利用规划图件成果之一，GIS技术的介人，就是把表示各种
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