荐土壤改良技术.doc

目录土壤改良技术1土壤改良2概述2土壤改良技术3土壤改良剂4推动土地整治智能化技术发展4盐碱地绿化技术6我国成功研发荒漠藻人工结皮工程化技术 为防治荒漠化开辟新途径8废铁屑修复土壤镉污染9多源异构土地运用数据的建库方案探讨9阳泉矿土地复垦技术与发展17新生土地改造技术要点19中国开发成功固沙新技术21矿区土地复垦技术22土壤活化剂应用研究获突破23特种植物开发土壤修复新技术23土壤改良技术24矿区土地复垦技术24为全球土地退化防治树立典范25给耕地做“表皮移植” 土壤表层剥离技术有效保护耕地30德研究能中和盐碱地的农作物31我国高原冻土研究独领风骚32可连续性污水土地解决新技术33研究发现：土壤有机碳含量增长34研究表白气候变暖增长土壤二氧化碳释放量35土壤氧化还原作用35四川土壤家底 绵阳遂宁“黄金地”36研究发现：土壤有机碳含量增长36土壤无机胶体37土壤的污染源38污水土地解决技术的优势及其应用前景39吉林在硅藻土运用技术上实现新突破41土地整理关键技术获新突破42污染土壤修复:萌芽中的新产业42液态土壤混凝土新技术46 方建勇 编制 国土资源部信息网土壤改良技术2023-07-18 | 作者： | 来源： 农博网 | 【大中小】【打印】【关闭】土壤改良技术重要涉及土壤结构改良、盐碱地改良、酸化土壤改良、土壤科学耕作和治理土壤污染。土壤结构改良是通过施用天然土壤改良剂(如腐殖酸类、纤维素类、沼渣等)和人工土壤改良剂(如聚乙烯醇、聚丙烯腈等)来促进土壤团粒的形成,改良土壤结构，提高肥力和固定表土,保护土壤耕层,防止水土流失。盐碱地改良，重要是通过脱盐剂技术盐碱土区旱田的井灌技术、生物改良技术进行土壤改良。酸化土壤改良是控制废气二氧化碳的排放，制止酸雨发展或对已经酸化的土壤添加碳酸钠、硝石灰等土壤改良剂来改善土壤肥力、增长土壤的透水性和透气性。采用免耕技术、深松技术来解决由于耕作方法不妥导致的土壤板结和退化问题。土壤重金属污染重要是采用生物措施和改良措施将土壤中的重金属萃取出来，富集并搬运到植物的可收割部分或向受污染的土壤投放改良剂，使重金属发生氧化、还原、沉淀、吸附、克制和拮抗作用。土壤改良目录隐藏概述土壤改良技术土壤改良剂概述soil improve针对土壤的不良性状和障碍因素，采用相应的物理或化学措施，改善土壤性状，提高土壤肥力，增长作物产量，以及改善人类生存土壤环境的过程。土壤改良工作一般根据各地的自然条件、经济条件，因地制宜地制定切实可行的规划，逐步实行，以达成有效地改善土壤生产性状和环境条件的目的。土壤改良过程共分两个阶段：保土阶段，采用工程或生物措施，使土壤流失量控制在允许流失量范围内。假如土壤流失量得不到控制，土壤改良亦无法进行。对于耕作土壤，一方面要进行农田基本建设。改土阶段。其目的是增长土壤有机质和养分含量，改良土壤性状，提高土壤肥力。改土措施重要是种植豆科绿肥或多施农家肥。当土壤过砂或过黏时，可采用砂黏互掺的办法。中国南方的酸性红黄壤地区的侵蚀土壤磷素很缺，种植绿肥作物改土时必须施用磷肥。用化学改良剂改变土壤酸性或碱性的一种措施称为土壤化学改良。常用的化学改良剂有石灰、石膏、磷石膏、氯化钙、硫酸亚铁、腐殖酸钙等，视土壤的性质而择用。如对碱化土壤需施用石膏、磷石膏等以钙离子互换出土壤胶体表面的钠离子，减少土壤的PH值。对酸性土壤，则需施用石灰性物质。化学改良必须结合水利、农业等措施，才干取得更好的效果。采用相应的农业、水利、生物等措施，改善土壤性状，提高土壤肥力的过程称为土壤物理改良。具体措施有：适时耕作，增施有机肥，改良贫瘠土壤；客土、漫沙、漫淤等，改良过砂过黏土壤；平整土地；设立灌、排渠系，排水洗盐、种稻洗盐等，改良盐碱土；植树种草，营造防护林，设立沙障、固定流沙，改良风沙土等。soil melioration运用土壤学、农业生物学、生态学等多种学科的理论与技术，排除或防治影响农作物生育和引起土壤退化等不利因素，改善土壤性状、提高土壤肥力，为农作物发明良好的土壤环境条件的一系列技术措施的统称。其基本途径有：(1)水利土壤改良，如建立农田排灌工程，调节地下水位，改善土壤水分状况，排除和防止沼泽地和盐碱化；(2)工程土壤改良，如运用平整土地，兴修梯田，引洪漫淤等工程措施改良土壤条件；(3)生物土壤改良，用各种生物途径种植绿肥、牧羊增长土壤有机质以提高土壤肥力或营造防护林等；(4)耕作土壤改良，改善耕作方法，改良土壤条件；(5)化学土壤改良，如施用化肥和各种土壤改良剂等提高土壤肥力，改善土壤结构等。土壤改良技术土壤改良技术重要涉及土壤结构改良、盐碱地改良、酸化土壤改良、土壤科学耕作和治理土壤污染。土壤结构改良是通过施用天然土壤改良剂(如腐殖酸类、纤维素类、沼渣等)和人工土壤改良剂(如聚乙烯醇、聚丙烯腈等)来促进土壤团粒的形成,改良土壤结构，提高肥力和固定表土,保护土壤耕层,防止水土流失。盐碱地改良，重要是通过脱盐剂技术盐碱土区旱田的井灌技术、生物改良技术进行土壤改良。酸化土壤改良是控制废气二氧化碳的排放，制止酸雨发展或对已经酸化的土壤添加碳酸钠、硝石灰等土壤改良剂来改善土壤肥力、增长土壤的透水性和透气性。采用免耕技术、深松技术来解决由于耕作方法不妥导致的土壤板结和退化问题。土壤重金属污染重要是采用生物措施和改良措施将土壤中的重金属萃取出来，富集并搬运到植物的可收割部分或向受污染的土壤投放改良剂，使重金属发生氧化、还原、沉淀、吸附、克制和拮抗作用。土壤改良剂soil amendment又称土壤调理剂(soil conditioner)。凡重要用于改良土壤的物理、化学和生物性质，使其更适宜于植物生长，而不是重要提供植物养分的物料，都称为土壤改良剂。例如施石灰用来调整酸性土壤的pH值，施石膏用来克制土壤中的Na+，HCO3-、和CO32-等离子，施用有益微生物来提高土壤生物活性等。但由于改良土壤结构的物料量大面广，所以习惯上人们把土壤结构改良剂与土壤改良剂等同起来。土壤改良剂有多类：(1)矿物类，重要有泥炭、褐煤、风化煤、石灰、石膏、蛭石、膨润土、沸石、珍珠岩和海泡石等；(2)天然和半合成水溶性高分子类，重要有秸秆类、多糖类物料、纤维素物料、木质素物料和树脂胶物质；(3)人工合成高分子化合物，重要有聚丙烯酸类、醋酸乙烯马来酸类和聚乙烯醇类；(4)有益微生物制剂类等。推动土地整治智能化技术发展2023-05-24 | 作者： 郧文聚 翟刚 | 来源： 中国国土资源报 | 【大中小】【打印】【关闭】日前，徐绍史部长在四川调研座谈会上强调，要继续深化探索创新，规范有序地推动农村土地整治。去年8月7日，温家宝总理在无锡提出了“感知中国”的理念，规定在国家重大科技专项中，加快推动传感网发展，尽快建立中国传感信息中心。坚守18亿亩耕地红线，推动农村土地整治，离不开农用地运用技术和管理技术的创新，研究土地整治及其管理方式智能化的关键技术具有重大战略意义。土地整治及其管理方式智能化的基本构想与关键技术围绕大力推动土地整治，服务现代农业发展的需求，重点突破专用传感器、传感网、智能化信息解决等一批重大关键技术，促进物联网技术在土地整治领域逐步得到推广应用，构建土地整治物联网平台，加快转变土地整治及其管理方式。物联网就是“物物相连的互联网”，其核心和基础仍然是互联网，是在互联网基础上延伸和扩展的网络，其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间，进行信息互换和通信。建议遵循“自主创新、集成应用、哺育产业”的技术路线开展相关研究。一方面以土地整治领域专用传感器、网络互联和智能信息解决等物联网共性关键技术研究为重点，突出自主知识产权，强化自主创新，抢占技术高地。另一方面以运用土地整治物联网技术感知资源环境变化，感知植物生命活动，调控装备机具运动和掌控农产品质量安全为重点，强化集成应用，支撑现代农业发展。此外，还要以土地整治专用传感器产业、自动辨认技术与设备产业、精细作业机具产业为重点，加快哺育战略性产业与新兴产业，引领现代产业结构升级。从农用地资源运用属性快速感知与网络服务应用这两个层次出发，开展农用地资源运用信息感知技术，数据共享与融合分析技术，农用地资源监测物联网应用系统集成等关键技术研究，形成集信息采集、解决分析与服务等为一体的农用地资源监测服务技术体系，为农用地资源开发运用与整治管理提供技术支撑。突破基于物联网的农用地资源监测与管理方面的关键技术，涉及土地整治领域的感知数据标准、专用传感器、信息解决、智能决策与服务模式；土地整治物联网共性技术平台；物联网在土地整治领域的系统集成和产业化应用技术。在关键技术研究方面，具体来讲重要有五方面：便携式多源农用地资源信息快速采集技术与设备研究、农用地资源信息快速获取技术及智能装备研究、物联网环境下的农用地资源感知信息挖掘与应用分析技术、物联网环境下的农业资源数据标准与共享技术研究、农用地资源监测与管理物联网应用系统集成技术研究。智能化技术可在土地整治重大工程监管领域率先取得突破土地整治重大工程监管涉及项目的批复、实行、验收、后期管护、考核评价以及资金的收缴、分派、使用等多阶段，与管理上的多部门、多层面和多专业相联系。重大工程的监管在一定意义上一方面表现为信息的采集、获取、传输、加工、分析、解决、集成应用和决策反馈的有效监管，可以率先在此领域尝试开展物联网管理。这种物联网自治控制监管体系涉及感知层、传输层和应用层三个层次。项目监管过程中的耕地质量、工程进度、工程质量、资金使用等信息均可通过感知层的卫星遥感系统、红外传感器、电磁感应传感器、光谱传感器等专用传感器，按照统一的专用传感器标准和专用信息采集、获取、解决技术，通过传输层的网络传输到应用层中，进行数据集成和系统应用。这个物联网监管体系中，传统管理方式中需要人为干预、解决和决策的大量可以被感知、量化的信息在感知层即被自行解决、解决。如土壤湿度、紧实度，道路的修建长度等达不到设计规定就会被预警提醒并不能上报传输数据等。只有少量需要人工干预决策的信息解决工作才需要在应用层解决，并反馈到项目监管过程中，予以调整和控制。这样可以大大提高重大工程项目监管的精细化、科学化、自动化水平。要在重大工程领域推行这种监管模式，需要做好以下工作：一方面要搞好目前重大工程监管体系总体设计。一方面，涉及资金的收缴、分派情况，项目的立项批复、实行进展、资金使用、新增耕地、竣工验收、后期管护及考核评价等信息，按照县、市、省、部逐级报备，逐级审核方式，报送到国土资源部土地整理复垦开发项目信息报备系统，并集成到国土资源综合信息监管平台。另一方面，通过信息监管平台在线监测重大工程实行，并基于重大工程的各类信息数据，结合年度稽查、例行检查和重点督察工作，形成重大工程监管的月报、季报、年报、快报，检查报告、稽查报告、督查报告等。最后在决策管理层，针对监管中所发现的问题，进行统一的计划、组织、协调、指挥和决策，以更好地保证重大工程项目顺利开展。另一方面在监管体系中按照物联网建设的新理念，研究开发传感器感知和智能决策系统。在传感器感知系统中，针对所要监管的对象，研究、开发、生产可以感知信息的各类传感器设备。与此同时，研究制定专用传感器标准以及传感信息的采集、获取与解决技术，构建传感器的技术标准体系。此外，还要分析研究传感数据传输信道的可行性和便捷性。在智能决策系统中，在现有人工决策基础上，增长物物相连的感知层的智能决策体系，以及物物之间纯自动、自循环、自回馈、自调节的智能决策体系、模型与方法。此外，开展基于物联网理念的土地整治智能化监管模式的试点和示范工作，率先实现物联网监管在重大工程监管领域的突破。盐碱地绿化技术2023-03-25 | 作者： 魏坤峰 刘海崇 | 来源： 中国花卉报 | 【大中小】【打印】【关闭】 盐土改良是盐碱地改良的难点。盐土绿化应采用综合技术措施，可采用施用园艺盐碱土改良肥、选择耐盐树种及其他辅助措施，才干取得事半功倍的效果，使盐土园林绿化得以连续发展。新世纪以来，全球性环境革命高潮已经到来，生态环境问题成为人们所关注的焦点。要解决城乡生态环境问题，发展生态园林是大势所趋。盐土绿化是世界性的难题，土壤盐渍化是城市绿化中极为严重的问题之一。我国有百余个城市地处盐碱区，都面临着这个难题。盐碱土也叫盐渍土（国际上的统称），涉及盐土和碱土两种性质不同的土壤。所谓盐土，重要是指土壤内具有过量水溶性盐分的土壤，多属中性盐，呈碱性反映，pH值在7至8之间。盐害重要是由于钠离子（Na）浓度过高引起的。盐土一般土壤剖面形态无显著构造。表土在干燥季节，特别是无植物生长处，常呈白色，甚至形成盐结皮。盐土可分为滨海盐土、洪积盐土、沼泽盐土、草甸盐土等。滨海盐土重要是受海水影响而形成的。盐土和盐化土是由氯化钠、硫酸钠等中性盐组成，碱性不强。所谓碱土，重要是指土壤中含水溶性的碱性盐，呈较强的碱性反映，pH值在8.5以上。土壤结构极坏，湿时泥泞，干时板结龟裂，导致植物出土困难。碱土有腐蚀性，能破坏植物细胞组织，危害植物生长。碱土组成以碳酸钠和生碳酸钠为主。除盐土、碱土外，往往多是以盐土为主且含碱土，或碱土为主且含盐土的混合盐碱土。盐碱地绿化中，园林植物不仅受到盐土、碱土的危害，并且还经常受到盐碱灌溉水的危害，假如浇灌碱性水、咸水，即使是良田也会变成盐碱土。通常，矿化度超过2克/升的水即为咸水，咸水会对植物产生盐害。咸水中也往往伴有碱性水，不适合用来浇灌园林植物。我国北方一些地区的灌溉井用水大多呈盐性、碱性，目前不少单位用浅井地下水浇灌。如德州开发区一般40米深的浅井水多是碱性水、微咸水。所以水质改良也一直是园林绿化的重要问题。本文探讨的主题是土壤含盐量在0.5以下的盐土和盐化土壤的改良及绿化技巧，重要分为五个方面：测土测水问题、施用园艺盐碱土改良肥、施用生根粉与抗蒸剂、选用耐盐树种问题以及盐土园林栽培的其他辅助措施。一、测土测水作为改良措施依据重点园林项目应先测定土壤盐分，取土层为0至10厘米，10至30厘米，30至60厘米的土壤，计算盐分平均含量，用加权平均数。除化验土壤的总盐量外，还要分析土壤中八大离子，即CO32、HCO3、Cl、SO42、Ca2、Mg2、K、Na的含量，以便进行比较。它们是拟定改土措施的重要依据。在实际绿化工作中，小型绿化项目往往只测10至50厘米种植层的含盐量和pH值，简化了化验内容。浇灌水一定要测量矿化度和pH值。应当指出的是，国内许多文献资料中说某树种能耐千分之几的含盐量，这是不确切的，由于盐分离子组成差异很大，即使相同的土壤含盐量，也会对同一树种表现出不同的抗盐性。二、施用园艺盐碱土改良肥盐土型园艺盐碱土改良肥内含现代生物技术高分子化合物及多种吸盐物料，含量为30的有机质，及适量的氮、磷、钾营养元素。由于园艺盐碱土改良肥的pH值为5.5，因此能有效地减少土壤含盐量，且对改良微咸水也有一定的效果。众所周知，盐碱地改良中，改良碱土容易、改良盐土难。因此，可运用离子互换的方法，以转化盐类、改良盐土为原理，集改盐与培肥于一体，有效地改良盐土盐碱地。操作时，将园艺盐碱土改良肥撒于地表，深翻30厘米，配合有机肥施用效果更好。整平土地后再进行施工栽培。实例：德州天衢工业园区是以盐地为主的中度盐碱地，施用园艺盐碱土改良肥15吨后再种植各种园林植物26750株，成活率达成96.5。天津勤威工业厂区是典型的滨海盐土，含盐量为0.48，pH值为8.4。2023年6月种植合欢、法桐、皂角、栾树、十头椿、黑松、刺柏、木槿、雪松等植物共1680株，每株施用园艺盐碱土改良肥1公斤后树木的成活率达成84.5。在同样的立地条件种植杨树51株，作为对照，未施用改良肥的植株的成活率仅为16。此外，该地区还种植草坪3万平方米，每平方米施用1公斤的改良肥后的成坪率为98。与此相比，未施用改良肥的100平方米草坪的成坪率只有2。三、施用生根粉和抗蒸腾剂生根粉具有多种生根剂和营养物质，可促进植物多生根，这对于盐土栽培的园林植物来说是非常重要的。2023年4月，我们在沧州中度盐碱地种植18株胸径为15至20厘米的法桐，16株用生根粉喷根后所有成活。与此对比，此外2株未施用生根粉，仅成活一株。生根粉可以喷根，也可随水浇灌。反季节栽培为盐碱地绿化增长了难度，配合遮阳网施用抗蒸腾剂，可以有效地使叶片气孔封闭，控制水分蒸发，提高植株的成活率。例如，紫叶李夏季移植难度大，这是由于叶片薄、蒸腾快，需喷洒抗蒸腾剂，并增长喷水措施，树穴浇生根粉水溶液，才干保证成活率。四、选用耐盐树种适地选树是一条很重要的绿化原则。根据近2023的种植经验，华北地区重要耐盐树种有白腊、国槐、合欢、香花槐、复叶槭、构树、海滨木槿、滨梅、龙柏、石榴、西府海棠、红叶桃、大叶黄杨、月季等。在高水位盐土区，还要选择耐水的树种。此外，还要尽量选用本地苗木为宜，这样可以较好地解决植物水土不服的问题，不要用山地苗或化肥催长苗，也不要用远途运送来的南方苗。五、盐土园艺栽培其他辅助措施第一，要争取带大土球移植，即使是早春种植，带大土球也是非常重要的。第二，反季节施工挖苗前的7至15天，在圃地按施工规定重度修剪，当苗木进入工地时“伤口”已恢复好，枝叶与根系达成了水分平衡，这项措施特别有助于植株成活。对树冠进行适度修剪可减少蒸腾量，缓解移植断根吸水供应局限性的矛盾，平衡势的提高有助于提高苗木移植的成活率。第三，在圃地选择一、二年移栽苗对盐碱地栽培来说尤为重要，由于这种苗木根幅比较丰满，移植后生根快。第四，重度盐土可用隔盐袋法进行园艺客土栽培。总而言之，盐土改良绿化的五项技术，要因地制宜、强化管理、灵活实行、综合运用，这样才干取得事半功倍的效果。我国成功研发荒漠藻人工结皮工程化技术为防治荒漠化开辟新途径2023-09-01 | 作者： 鲁伟 张晓良 | 来源： 科学时报 | 【大中小】【打印】【关闭】土地荒漠化是全球性的重大生态环境问题，世界各国都在探索如何防治荒漠化。中国科学院水生生物研究所的专家在前期土壤藻类研究的基础上，通过8年的探索和实践，建立荒漠藻人工结皮技术，并与内蒙古自治区林业科学研究院、武汉高科农业集团公司和内蒙古高林生物发展有限公司合作，发展出荒漠藻人工结皮工程化应用技术，为防治荒漠化开辟了新途径。日前，由中国科学院水生生物研究所、内蒙古自治区林业科学研究院等四家单位共同承担的“荒漠藻人工结皮综合治沙技术及工程化应用研究”在呼和浩特通过鉴定。国家自然科学基金委员会主任陈宜瑜院士、北京林业大学校长尹伟伦院士、中国工程院院士蔡道基、中国科学院院士曹文宣、国家林业局防沙治沙办公室总工程师杨维西等9位专家，到内蒙古达拉特旗荒漠藻工厂化生产基地进行了实地考察和现场测试，听取了项目总结报告。据介绍，藻类作为拓植生物，不仅能在许多生命形式无法生存的严酷环境中生长与繁殖，并且还以其特有的生活、代谢方式影响并改善着自然环境。该项目以具鞘微鞘藻和爪哇伪枝藻为重要藻种，经工程化培养后接种到流沙表面形成人工生物结皮，并以规模化人工培植生物结皮与草灌植被营造相结合用以防沙治沙，实现沙化土地的生态修复。该项目所获得的荒漠藻生物学和荒漠藻结皮形成与发育的研究结果，阐释了典型荒漠藻在干旱条件下生存适应的能力与机理，揭示了藻类生物结皮在固沙、成土、拓植方面的潜能，丰富了藻类环境生物学理论。研究表白，我国荒漠地区具有丰富的藻类物种资源，它们适应荒漠地区的干旱、强辐射、大幅温度变化以及高盐碱等“恶劣”条件，具有建立先锋群落的特殊能力和生态对策。而科研人员分离出荒漠藻类进行大量培养，并通过人为措施强化其在荒漠拓植过程中的作用，可以在一年时间内完毕自然过程需要10数年才干完毕的生物结皮过程。专家委员会一致认定，该项目结合我国实际，完毕了荒漠藻人工结皮及工程化应用、荒漠藻制种工厂化生产，探索了藻草灌综合固沙技术，在流沙固定与生态修复方面开辟了新的途径，丰富了防沙治沙的手段和技术，具有良好的推广和应用前景。据该项目负责人、中国科学院水生生物研究所研究员刘永定介绍，自2023年起，由中科院水生生物研究所和内蒙古林科院共同合作开展了“荒漠藻综合固沙技术与开发运用”技术研究，形成了藻草灌综合配套的固沙技术。2023年，在武汉市科技局和内蒙古自治区发改委立项资助下，研究人员完毕了典型荒漠藻类的生物学、荒漠藻结皮、藻种制备、荒漠藻人工结皮及固沙、荒漠藻的工厂化生产、工程化机械接种、水分补给与养护等多项研究，同时在内蒙古自治区库布齐沙漠的达拉特旗等5个不同类型的沙地（漠）中进行示范，现已实行了3万亩规模的荒漠藻结皮工程。该项技术的进一步推广将为建设北方绿色生态屏障，促进内蒙古自治区经济社会发展作出奉献。废铁屑修复土壤镉污染2023-08-13 | 作者： | 来源： 中国环保设备网 | 【大中小】【打印】【关闭】 镉是一种具有潜在危害性的环境污染物， 日本的“痛痛病”就是由于长期食用含镉的稻米引起的。据记录， 我国约有1万ha以上，土地受镉的污染， 每年仅生产镉米就达5万t 以上，因污染而损失的粮食约1 200万t，严重影响了我国的粮食生产和食物安全。镉在土壤中以可互换态含量最大，对植物最有效，活性最大，毒性也最大，因此土壤镉污染的治理与修复迫在眉睫。 目前， 重金属污染土壤的治理途径有两种：一种是将污染物清除，即去污染；另一种是改变重金属在土壤中的存在形态，使其固定，将污染物的活性减少，减少在土壤中的迁移性和生物可运用性，即稳定化。围绕这两种途径产生了不同的治理措施和方法，如客土法、淋洗法、电修复法、拮抗离子法、改良剂法、植物修复法等。 零价铁(废铁屑)作为可渗透反映格栅(permeable reactive barrier，PRB)技术的活性物质，国外已用于去除地下水中的铬、三氯乙烯（TCE）污染 ，我国也有用零价铁去除印染、制革行业废水的应用。有报道表白铁氧化物能有效修复砷污染土壤。但用零价铁（废铁屑）修复土壤重金属污染的研究较少，有关镉的修复尚未见报道。废铁屑取自工厂废弃物，原料便宜易得，使用PRB技术去除过程为原位修复，省去很多工序，且修复周期短，具有很大的应用潜力。笔者对废铁屑修复镉污染土壤做了一些基础性研究，为PRB技术的推广应用提供技术依据。多源异构土地运用数据的建库方案探讨2023-05-30 | 作者：张芸，屠龙海，王蓓，冯杭建 | 来源： 国土资源部信息中心 | 【大中小】【打印】【关闭】摘要：随着国土资源信息化建设的快速发展，各地积累了大量的土地运用数据及其变更数据，对这些海量数据的管理和使用，使得多源异构土地运用数据的集成成为当务之急。本文结合建库工作实际，简要介绍了多源异构土地运用数据存在的问题、整合建库的技术方案以及质量控制方案。关键词：多源异构土地运用数据；整合建库；质量控制；方案半途分类号：P23 文献标示码：A 文章编号：4481-（2023）05-0027-04 数据库的建设是土地运用信息化建设的基础，也是关系土地运用信息化建设成败的关键因素。目前，各地获取并积累了大量的土地运用数据及其变更数据，并已建立了部分数据库，取得了宝贵的经验和成果，但存在数据库的通用性、稳定性较差、功能不完善等缺陷。使得跨平台的数据互换出现困难，事实上已形成“信息孤岛”。为了满足土地管理工作信息化需求，整合跨平台的数据集，集成多源异构土地运用数据成为当务之急。 多源异构土地运用数据的集成，与以往的数据建库工作有很大的区别。一方面，土地运用数据库的数据源类型繁多，有跨平台的矢量数据，也有扫瞄数据。另一方面，原始数据的质量差异很大，有的数据只是用于制图的颜色块的叠合，有的分区数据有重叠、反复和缝隙，有的缺少属性数据等。第三，以往建库一般是建设单一种类的数据库，而多源异构土地运用数据的集成需要建立多种数据库，有土地运用现状数据库、土地运用规划数据库、土地勘测定界数据库、土地开发、复垦、整理图形数据库以及建设用地农用地转用图形数据库。集成多源异构土地运用数据必须遵守土地运用数据集共享机制，符合土地运用数据建库的标准和规范，以及土地运用管理信息系统的需要。 考虑到各类数据建库软件和多源异构土地运用数据的特点，我们选择ArcGIS 9作为建库的软件平台。1 现存建库数据存在的问题及因素 目前各地使用的土地运用数据和数据库，由于生产的时间早晚、规定不同等因素，存在以下问题： （1）数据的反复、冗余 在图形编辑过程中生成的一些零散的点、线和地物，大部分没有属性，这些多余的图形占据巨大的空间，给系统带来额外的承担。 （2）同一专题图层要素间存在裂隙或交叉叠加、图斑不封闭、线状地物解决不清的现象 数据制作之初，为了出图方便，在编辑数据时一般只考虑图纸效果，而不考虑要素之间的拓扑关系，导致要素之间存在裂隙或交叉叠加现象。线状要素之间结合部位存在未接上、超过、位移、交叉等问题。 （3）各专题图层要素间存在叠加、不共线等情况 各专题图层的制作只考虑本专题图层的要素，而没有把相关专题图层一起考虑，经常出现不同图层的同类要素之间互相叠加、不共线等情况。 （4）地物没有属性，或属性中编号反复、混乱，属性格式种类多样。 检查验收人员往往将重点放在对位置精度的检查上，不习惯对属性精度的检查，或未对属性精度予以足够的重视，导致属性混乱。此外，有些问题靠经验和浏览图面也很难发现，如无属性地物、分段线状地物等。 （5）数字化平台差异太大，导致数据格式不一致。 现存的原始数据格式重要有Mapinfo的MIF、MapGIS的WL、WP和WT、AutoCAD 的DXF、DWC、Arcinfo的shape file等几种。2 建库流程与技术要素2.1 建库工作流程 多源异构数据建库的重要技术路线，是结合数据转换及手工解决来进行的。运用已有的土地运用电子数据，先分析并找出各相关专题图层数据在原始数据图层中的物理位置以及标准数据结构之间的相应关系，拟定数据分层方案，再通过ArcGIS 9.1的数据互操作扩展模块（Data Interperability），实现原始数据的互换格式向ArcGIS 的Geodatabase格式转化。将不能通过转换的数据和不合理的图形数据通过手工解决来完毕。然后运用ArcGIS 9的数据解决和分析工具，建立各相关专题图层数据的拓扑关系，进行属性和图形检查。在此基础上进行坐标系转换，最后完毕所有数据的建库工作（图1）。 数据建库的过程中，严格执行相关的规范与标准，保证数据的规范和质量，控制入库数据的精度。2.2 技术规定2.2.1 矢量数据的拓朴规则 （1）土地运用规划数据库行政区面内无重叠无缝隙； 同一图层数据，要素之间无重叠，且必须完全被行政区域包含； 基期地类、用途分区层图斑面内无重叠无缝隙，必须充满整个行政区域且不能超界； 基本农田、一般农田、待置换用地和建设留用地图层间，图斑不能重叠。 （2）土地运用现状数据库 行政区面内无重叠无缝隙； 同一图层数据，要素之间无重叠，且必须完全被行政区域包含； 地类图斑、权属地物层内无重叠、无缝隙，且必须完全被行政区域包含； 界址点必须被界址线覆盖； 界址线无重叠，必须被权属地物边界覆盖； 地类界不互相重叠，且地类界是地类图斑边界。2.2.2 图像数据的建库规定 图像数据重要涉及建设用地勘测定界图形数据、建设用地农用地转用图形数据和土地开发、复垦、整理图形数据。 建设用地勘测定界图形数据的原始数据一般为DWC文献，有的是一个项目相应一个DWC文献，有的一个DWC文献相应多个项目，建库时需要将图形数据与项目属性数据建立相应关系并转换到ArcGIS中。 建设用地农用地转用图形数据分两类：一类是栅格数据，另一类是矢量数据。栅格数据规定与土地运用规划数据库配准，并通过项目编号建立与属性数据的相应关系。矢量数据单独建立建设用地农用地转用图层，并建立项目编号等属性数据，将图形的投影坐标系统统一变换到西安80坐标系。 土地开发、复垦、整理图形数据是栅格数据，建库时规定与土地运用规划数据库配准，并通过项目编号建立与属性数据的相应关系。2.2.3 坐标系投影变换 将整理后的数据从独立坐标系或北京54坐标系投影变换到西安80坐标系。2.2.4 属性数据规定 根据国土资源部“县（市）级土地运用规划数据库标准”和“县（市）及土地运用数据库标准”建立属性数据表并根据原图及文档资料填制属性数据。2.2.5 图层规定 土地运用规划数据建库图形数据物理分层分为土地用途分区层、基期地类图斑层、基本农田层、一般农田层、城乡建设留用地层、村镇建设留用地层、城乡待置换用地层、村镇待置换用地层、土地开发层、土地复垦层、土地整理层、规划道路层等12层。 土地运用现状数据建库图形数据物理分层分为行政区层、权属单位层、地类图斑层、地类界线层、线状地物层、零星地物层、境界线层、界址点层、界址线层、注记层、专项调查层。3 数据检查 数据成果检查，是数据建库工作非常重要的环节，这一环节控制的严格与否将直接影响数据质量的好坏。通过贯穿建库工作每个环节的自查、互查、抽查和阶段性检查，保证成果数据的质量。数据检查将重要从属性和图形以及图属一致性三个方面进行检查。3.1 属性数据检查3.1.1 与原始属性数据一致性检查 由于原始资料存在同一个内容有多层不同的表达或新老代码同时使用或自编代码等问题，属性检查工作第一步就是对照原始资料保证所提取图层来源的对的性，以使每一图层的提取完整无误。3.1.2 属性结构对的性检查 对照数据建库标准，检查属性表的命名是否对的，属性字段的名称、类型、长度、小数位、是否为空等定义是否对的，层层检查，以保证属性结构的对的。3.1.3 属性字段内容对的性检查 对照数据建库标准，检查属性字段内容的对的性与完整性，对于赋值不对的的提出改正，赋值不完整的或原始资料没有提供规定补充完整或予以说明，并依据原始资料进行验证。3.2 图形检查 图形检查重要从以下几个方面进行：与原始图形的一致性检查；基于ArcGIS拓扑类进行图层内以及图层间关系的拓扑检查；碎屑多边形检查等。3.2.1 与原始图形的一致性检查 对照原始的数据图层，叠加我们的建库成果，通过目视浏览，查当作果与原始的数据图层是否一致；图形要素的几何类型是否对的；要素归层是否对的。假如不对的，需要根据原始数据进行修改。3.2.2 拓扑关系检查 图形拓扑关系检查采用的图层内部以及层间的拓扑规则重要有：“Must Not Oberlap”、“Must Not Oberlap With”、“Must Not Have Gaps”、“Must Be Covered By”、“Must Cover Each Other”、“Area Boundary Must Be Covered By”、“Must Be Covered By Boundary Of”、“Point Must Be Covered By Line”； 线性拓扑规则检查：“Must Not Oberlap”、“Must Not Intersect”、“Must Not Self-Overlap”、“Must Not Self-Intersect”等。 假如图形间拓扑关系违反规则，但是原始图形的确如此而无法修改的，这些“错误”将被标记为“例外（Exception）”，涉及到的图形将不被编辑修改。3.2.3 图斑“碎屑”多边形检查 假如图斑面积小于100平方米，并且重要属性字段值为空的图斑，被认为是“碎屑”多边形。将对于“碎屑”多边形合并到相邻的多边形中去。3.2.4 分层检查、标准化命名 检查数据分层，重新命名分层文献，补充新增图层、调整部分的属性结构，增长部分属性表格，增长与规划实行有关的规划附表和在原有规划附表中增长数据项，以及整理规划文档等。 完毕上述工作后要填写元数据采集表并完毕对元数据的录入，最后，对所有文献要进行标准化命名。 检查好的数据在质量上应达成以下规定：图形要素完整、无错漏、无重叠冗余，图面美观；数据分层对的，与系统数据库设计一致；要素编码及其他相关信息对的、完整；拓扑关系对的；接边数据的修改解决符合规定；同层不同地块图形间不可存在图形交叠；不同层的基本农田、一般农田、建设留用地、待置换用地相邻地块图形的边线必须严格共线。4 结束语 按照上述数据解决和组织方法，成功地实现了土地运用现状数据、土地运用规划数据、建设用地勘测定界线数据和农转用数据等多源异构矢量和图形数据的一体化集成。参考文献1湛洪举，任国业.AUTOPLY县级土地运用现状及变更调查信息管理系统的研制与应用J西南农业学报，1998，（11）（院庆专辑）：129-133.2吴献文.大比例尺数字化测图软件系统间数据共享初探.测绘通报.2023，4：55-57.3地籍信息系统图形数据建库及其精度问题研究.昆明理工大学学报.2023，8.Vol.25,No.4:5-9.4简灿良.多尺度空间数据库的数据组织与建设.测绘通报.2023，1：37-39.5崔洪波，丁明柱.几种基础地理信息数据库建库方式的比较.东北测绘.2023，2。Vol.254,No.2：12-15.6袁西龙，何庆成，李加河.空间数据库建设工作方法探讨，水文地质工程地质，2023，3：68-70.7胡大国.面向生产与建库的空间数据标准制作原则.国土资源信息化.2023，5：38-41.8郭革新.浅谈国家基础地理信息数据库建库工程.测绘通报.2023，8：37-39.9刘志军，贺瑜.全国1：1万土地运用数据库建库探讨与应用.地理空间信息.2023，8.Vol.02,No.4:25-27.10李诺夫，陈泽鹏.省级基础地理信息数据库的建库方案.测绘通报.2023，4：48-49.11许贵林，蒋华，董平.土地运用数据库建库流程及质量保证体系研究.南方国土资源.2023，5：22-25.12金云根，稽永泉.土地运用现状更新调查车工泥土与数据建库技术方法.铁路航测.2023，4：47-49.13任国业，陈涛，叶伟，魏来.县级1:10000土地运用现状数字建库方法研究.西南农业学报.Vol.14,No.4:92-95.14赵锦城，张丽萍.县（市）级土地运用数据库的分析与设计，农业网络信息.