基于“3S”技术的土地利用规划环境影响评价——以三峡库区丰都县生态敏感性分区为例
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发布时间：2022-04-26 17:42
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时间：2023-10-18 11:32
敖A鳈 刘秀华
（西南大学资源环境学院，重庆，400715）
摘要：本文在介绍“3S”技术在土地利用规划应用的基础上，以三峡库区丰都县为例，并通过丰都县生态敏感性分区来进一步阐述“3S”技术在土地利用规划环境影响评价的应用，为合理地进行土地利用规划提供有益的参考。
关键词：土地利用规划；环境影响评价；“3S”技术；丰都县
《中华人民共和国环境影响评价法》自2003年9月1日起施行，该法中第2章第7条规定“*有关部门、设区的市级以上地方*及其有关部门，对其组织编制的土地利用的有关规划，区域、流域、海域的建设、开发利用规划，应当在规划编制过程中组织进行环境影响评价，编写该规划有关环境影响的篇章或者说明”。该法规正式将规划的环境影响评价确立为我国的一种环境影响评价制度。以往我国开展的环境影响评价多是围绕建设项目进行的，土地利用规划的环境影响评价研究在国内仍属空白。当前我国正在启动新一轮土地利用总体规划的编制工作，这就要求我们必须开展土地利用规划环境影响评价的研究，建立科学的环境影响评价体系与方法。
“3 S”技术指地理信息系统（Geographical Information Systems，GIS）、遥感（RemoteSensing，RS）和全球定位系统（Global Positioning System，GPS）一体化技术。20 世纪90年代以来，“3 S”技术发展迅速并得到广泛应用。“3 S”技术是实现土地利用规划工作信息化，土地利用规划管理工作的现代化的主要手段。然而，由于技术和人才等方面的原因，过去在规划编制过程中，仅在图件编制等方面采用“3S”的部分技术，离国土资源信息化工作要求差得很远，因此，规划工作完成后又开始建立土地利用规划管理信息系统。本文旨在思考新一轮土地利用规划工作开展时应充分利用“3S”技术，提高土地利用规划的信息化水平，充分适应新形势对土地利用规划的需求。
1 区域概况
丰都县地处三峡库区腹心地带和重庆直辖市版图中心。县境内地貌为一系列褶皱山系构成，长江横贯中部。全县面积2904.07 km2，其中丘陵占 31.7%，低山占 39.4%，中山占28.9%。气候隶属于中*带湿润季风气候，常年气候温和，雨量充沛，四季分明，热量丰富，立体气候明显，年均气温 18.5℃，年均降水量为 1123.4mm，无霜期为318天，日照时数1311.8 h。丰都县位于长江三峡旅游热线上，旅游发展为先导的经济战略的实施，使全县社会经济得以快速发展，城乡居民生活水平显著提高。随着三峡工程的完工，丰都县的自然生态环境和经济社会地位都将发生重大的变化。由于特定的地质构造和县境内的公路建设、中小型水利工程、移民城镇建设、采石采矿等人类工程活动，使区内地质环境受到不同程度的改造和破坏，地质环境条件日益恶化，土地利用发生较大的变化。同时成库后，水体自净能力将大大减弱，易造成泥沙淤积和水体污染，对库区广大人民生命财产带来不利的影响。丰都县地处三峡库区腹心地带，长江流经境内47km，其环境状况直接关系到三峡工程长治久安和整个库区人民的生命财产安全。
2 基于 “3S” 技术的土地利用规划环境影响评价分析
本轮土地利用规划环境影响评价的主要任务是：①调查区域生态环境问题，分析资源供给状况和环境容量。调查区域的主要生态环境问题，特别是土地生态环境问题，分析重要生态环境问题的严重程度、分布、范围和危害；调查区域主要*资源的供给状况；调查区域环境容量。②分析区域土地利用与生态环境关系。分析区域土地利用规模、结构与布局、基础设施建设、土地开发整理、生态建设工程等土地利用活动对生态环境的影响。③提出有利于区域环境保护和生态建设的土地利用*指标和空间管制措施。根据区域生态环境、土地利用等条件和特点，提出环境友好型土地利用模式；从环境保护和生态改善的角度出发，提出合理布局；根据区域生态环境问题及自然、经济、社会条件，提出合理地生态建设原则、标准、目标、用地安排和*保障建议。基于此，在进行此轮土地利用规划环评时，考虑使用生态敏感性分区来合理地规划土地利用空间布局，以期为保护生态环境提供有益的参考。而这一部分的细化主要是通过“3S”技术来实现的，主要包括遥感技术，即多光谱卫星遥感数据、雷达遥感数据、航测遥感数据，全球定位系统与野外实地观测，以及地理信息系统，从而客观、准确地提供土地类型、土地利用、地貌类型、植被覆盖、城镇分布等数据，对规划范围进行生态分区。
2.1 基于 “3S” 的土地利用规划
土地利用规划是一种空间规划，借助“3S”技术不仅能够进行基本的数据处理工作，而且还能在空间分析模型的支持下，建立土地适宜性评价空间数据模型，辅助编制土地时空最优利用方案。
2.1.1 土地利用总体规划空间分析模型
（1）基于GIS 的土地适宜性评价 土地适宜性评价是评定土地在一定的经营管理水平下对确定利用类型适宜状况的过程。通过评价土地单元对不同利用类型的适宜程度，可以明确土地对每一种利用类型的适宜程度及适宜程度的数量、质量和结构特征，揭示出影响确定利用类型的*性因子及其*程度，从而为土地利用总体规划提供依据。传统的土地适宜性评价是评价者根据收集到的有关数据，利用自己的经验，依据一定的原则进行定性评价，因此，评价结果带有很大的主观性，且评价成果图件均需手工绘制，相关的面积计算、统计分析等工作也费时、费力又容易出现误差，利用GIS技术进行土地适宜性评价可以克服上述问题。借助GIS技术，依据一定的数学模型，充分利用已有的数据资源，对土地适宜性进行单因素评价和多因素综合评价，实现评价区土地适宜性的分等定级。它具有相关的统计、分析、规划和管理功能，集数据管理、土地评价、办公自动化于一体，有力地促进了土地适宜性工作的规范化、系统化和现代化。
（2）空间预测模型 土地利用规划具有战略性，需要较准确地预测一段时间内的土地供需状况。科学的预测模型和方法是进行成功预测的前提。传统预测多选用经济数学模型，如回归、平滑、曲线拟合、灰色预测四大类近20 种。这些模型以行政单元为基本单位，把空间实体看成点状，计算结果与实际情况有所偏离。
（3）基于 GIS 的土地空间配置模型 利用 GIS 的空间分析功能，可以帮助在空间上最大效益地利用土地资源。有如下准则可以用来指导土地利用规划的土地配置：①在满足城市发展的同时，能兼顾到保护优质的农业用地；②城市发展用地的选择要有合理性，要先开发最具有发展适宜性的土地；③要妥善地解决各种不同用地类型之间的矛盾；④土地开发要有规划，要防止出现零乱的空间布局。上面的最大空间效益准则就是为了要节省土地资源，首先通过土地资源的评价来获得研究地区的农业适宜性以及城市发展适宜性的空间分布情况。土地适宜性的计算考虑了土壤、地形、交通和土地利用等要素，如果不考虑其他制约因素，土地利用方式应该与土地适宜性是一致的。在土地规划中，最常碰到的难题就是如何解决城市用地与农业用地的冲突，适合于城市开发的土地往往也是最适合于农业生产。根据土地的适宜性，可以利用GIS来合理地解决城市发展与农田保护的矛盾，这是一个多目标空间决策问题，解决这个问题可采用Eastman 等提出的一种线性分割的方法。
2.1.2 基于 GIS 制定规划方案
GIS 支持下的土地规划方案编制具有模型化、定量化、多元化、动态化等特点，编制出来的规划方案更科学。规划方案的确定总是涉及到不同方案的模拟、评价与比较。GIS 可以根据已有信息、规划模型、上轮规划情况等自动生成不同参数条件下的规划方案，采用图形、表格等形式将不同的方案表现出来，并可模拟执行不同方案的结果。值得提出的是，土地利用规划涉及到每个公民的切身利益，也关系到社会可持续发展大计，公众参与对规划方案的科学性和最终方案的实施都十分重要，有鉴于此，规划方案通过Web GIS、电子地图、虚拟地理环境等可视化手段表达，让不同用户群深入了解方案，提出修改建议。土地利用规划专家和管理、决策部门可以在GIS等技术支持下进行协同规划。在协同规划环境下，不仅规划方案可视化，而且提供研讨环境，设置修编规划方案的操作工具。
2.1.3 编制规划图件
按国家有关规程，土地利用总体规划主要图件成果的基本图件有土地利用现状图、土地利用规划图、基本农田保护图和城市用地规模图。GIS 具有强大的制图能力，可按照规划方案，输出所需要的图件。由于GIS的制图功能在图形符号、颜色分配等方面与土地利用规划图的要求不适应，因此必须按照土地利用规划图的有关规程对GIS的制图模块进行完善，或将相应的制图软件与GIS数据库相连接，从GIS中获取有关的信息进行制图，输出要求的各种规划图件。GIS 和RS 结合可以编制可视化程度更高的图件，遥感数据比地图数据具有更强的现势性和可视性，把遥感数据作为土地利用规划图的背景数据更容易让一般使用图件成果的用户理解规划成果。基于“3S”的土地利用规划还有许多中间成果，这些成果多数以图形形式表达，尽管规程把这些作为必要的成果，但是，它们是土地利用规划重要的资源和依据。GIS 也提供制这些图的工具和符号库，可以方便地编制这些成果。
2.2 生态敏感性分区实例
为保证自然资源的永续利用、协调开发与保护的矛盾，基于“3S”技术，根据景观价值、饮用水保护、坡度和用地使用状况等四项因子（见表1），经单因素图层加权叠加、聚类、数据处理，把丰都县的土地分为最敏感区、敏感区、低敏感区和不敏感区4个类型（图1）。
表1 丰都县用地生态敏感性分析
图1 丰都县生态敏感性分区
2.2.1 最敏感区
一般为河流及其影响区和坡度大于 20%、生态价值高的成片林地，主要分布在方斗山东南一带，高家镇、兴义镇地区。该区域对城市开发建设极为敏感，一旦出现破坏性干扰，不仅会影响该区域，而且还会给整个区域生态系统带来严重的后果，属于自然生态系统重点区域。
2.2.2 敏感区
一般为平缓区域上的林地等，对人类活动敏感性较高，生态恢复难、对维持最敏感区的良好功能及气候环境等方面起到重要的作用，开发时要慎重。它主要分布在长江以南的中山区域和长江以北的十直镇以及丘陵低山地区的高产田如社坛镇、保合乡等长江西北各镇。
2.2.3 低敏感区
一般为有荒山灌草林等经济作物分布的区域，能承受一定的人类干扰，但严重干扰会产生水土流失及相关自然灾害，生态恢复慢；低敏感区分布在许多乡镇，但不合理开发很容易向敏感区过渡。
2.2.4 不敏感区
主要是旱地荒废农田等，能承受一定强度的开发建设，土地可作多种用途开发，主要分布在长江东北以及城区附近。
3 结语
一段时间以来，落后的土地信息技术手段一直是制约我国土地利用规划环境影响评价发展的重要因素，特别是缺少实时动态信息，不能适时进行土地利用信息变更和规划方案调整。“3S”技术是土地利用规划环境影响评价的理想技术支撑手段，并能有效地进行土地利用规划分析。
参考文献
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