第四章 基于GIS的土地适宜性评价模型的构建
4.1 模型的基本概念
模型就是用一定的规则将系统的要素和表现形式都通俗易懂的描写出来。表达了某个事物的过程发展和最后的发展结果。
空间分析模型是是运用空间分析方法来建立一个模型，一个建立数学模型的概念。通过数学模型的建立来模拟地理现象的发展过程，从而分析现实中的问题，得出一个在实际状况中能够用的上的模型，为人们提供便利与方便的模型。是处理实际问题的一种模型。
模型生成器是ArcGIS中自带的一个地理建模工具，在这里我们运用这个简易的建模工具对适应性评价的过程进行简化，它可以化繁为简，方便人们理解与应用，本文所用模型生成器和空间分析功能、地统计分析功能等多种空间处理工具共同处理[4]。
4.2 模型运行软硬件环境
模型开发的硬件环境为Pentium以上高档计算机，中央处理器2.0G，硬盘60G以上，内存512M以上，显存256M以上, 显示器(1024X768).模型开发软件环境为WindowsXP Professional, GIS软件 ArcGIS10.0 DeskTop(ArcInfo)
ArcCatalog，ArcMap，ArcGlobe，ArcToolbox和ModelBuilder都是ArcGIS桌面产品。ArcMap是ArcGIS Desktop中一个主要的应用程序，运用arcmap中的ARCtoolbox中现有的地理处理工具，对农用地适宜性做一个全方位评价，并最后通过ModelBuilder工具简历适宜性评价模型，此评价模型就包含此两部分。
4.3 建模目的
基于GIS的土地适宜性评价模型的建立，旨在清晰地显示模型的发展过程，使评价更加方便与直观，方便用户的理解与运用[5]。该模型利用ACRGIS强大的空间分析功能，实现了对土地适宜性的分析，确定土地最佳适宜用途，以提高土地利用率。以期将模型普及到新一轮的土地适宜性评价工作中。
该模型运用范围有限，只能对同种类型的适宜性评价进行引用，用的方法简便，用最小因子法对坡度、土壤母质、土壤有机质和地貌进行评价，有不适宜即被看作不适宜(水桶原理)以最小值确定。
4.4 模型的建立过程
4.4.1 明确问题
确定好总体设计路线图，如下图所示：
图1 总体设计路线图
4.4.2 分解问题
从实际中找出问题，并通过假设对问题进行验证与推测，并把假设的问题进行分解简化，明确模型考虑的重点，并准备相关数据。
4.4.3 模型的组建
运用所学的知识如空间分析工具和数学知识来描述问题中变量之间存在什么关系。
4.4.4 模型结果的检验
模型建立后运行，把运行的结果和现实中观测的结果进行对比，如果运行结果与实际观测结果一致则符合，模型成立。如果运行结果与现实观测不一致，则需要检查模型，看问题在哪，然后对模型做一个调整与修改，直到与现实观测结果一致为止，得出我们满意的结果与模型。
4.4.5 结果运用
在对模型的结果满意的前提下，可以运用模型得到该区的适宜性情况，是宜水田、旱地、林地还是草地。以达“提高土地利用率、提高土地经济效益”的目标，完成项目要求的目标任务，全面开创GIS在土地生态适宜性评价中的新局面。
4.5创建模型
1、在ArcMap中添加数据，并将ArcToolbox打开
2、在ArcToolbox中右键点击跟目标[ArcToolbox]，点击 NewToolbox,将为新建立的模名
图2 建模过程
4.6 编辑模型
图3 模型设计路线
4.7 建模过程
4.7.1 数据预处理
由于获取的土地利用现状地类图斑与DEM数据为江西省的全省数据，本文中研究区仅为鄱阳湖区的11个县或市级区，因此需要将鄱阳湖区研究区的数据进行裁剪。对地类图斑数据需要从数据库中提取出来。还有前期的等级表格的制作，最后需要链接到图斑属性中。
4.7.2 空间处理工具的选择
(1)裁剪(clib)
用研究区的区域范围从江西省的dem数据中切割出研究区的dem数据，可用Data Managemen Tools—栅格—栅格数据处理——裁剪。
(2)坡度(slope)
因为坡度是本次土地适宜性评价的限制因素之一，这里我们做一个坡度的提取，用切割好的研究区dem做坡度提取。可用spatial analysis 工具——表面分析——坡度。
(3)重分类(reclassify)
对提取的坡度数据、母质、有机质、地貌等数据做一个重分类，用以此次评价的等级类别。可用spatial analysis 工具——重分类——重分类。
(4)添加字段(add filed)
对处理后的数据的属性表做一个统一字段添加，为属性表的链接正确性提供便利与依据。可用数据管理工具——字段——添加字段。
(5)计算字段(calculate field)
为添加的字段赋属性值，通过里面的函数快速赋值。可用数据管理工具——字段——计算字段。
(6)以表格显示分区统计(zonal statistics as table)
在处理限制因子坡度、母质、有机质、地貌的属性与地类图斑的叠合时用的工具。用相同字段code链接字段。可用spatial analysis 工具——区域分析——以表格显示分区统计。
(7)连接字段
限制因子的分级标准通过连接字段导入到地类图斑中，作为评价土地适宜性的适宜程度评价指标。可用数据管理工具——连接——连接字段
(8)删除字段(delete field)
对于连接字段产生的不需要的以及无作用的字段进行删除，以能简单明了进行分析。
4.7.3 编辑模型
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图5 建模过程
4.8 模型成果分析
本文采用限制因子法对19373个评价单元进行土地适应性评价，在GIS技术的支撑下，运用ARCtoolbox工具，对土地利用图斑进行农用地适宜性评价。
得出宜水田、旱地、林地、草地的等级分布图[8]，评价结果如下：
图 6鄱阳湖区宜水田等级分布图
图 7鄱阳湖区宜旱地等级分布图
图 8鄱阳湖区宜林地等级分布图
图 9鄱阳湖区宜草地等级分布图
湖区土地利用类型图斑中，高度适宜水田的面积有70022.7公顷，中度适宜的有659954.47公顷，临界适宜的有530837.83公顷，不适宜的有298001.31公顷，它们分别占评价图斑总面积的4.49%、42.34%、4.05%、9.12%;宜旱地的等级分布和水田相同;高度适宜林地的面积有556290.95公顷，中度适宜的有944714.96公顷，临界适宜的有57810.39公顷，分别占评价图斑总面积的35.69%、3.71%、60.60%;高度适宜草地的面积556290.95公顷，占图斑总面积35.69%，中度适宜944658.33公顷，占总面积60.60%%，临界适宜57819.60公顷，占总面积3.71%,不适宜47.42公顷，占总面积0.003%。湖区宜水田面积为657005.7公顷，占湖区总面积的33.05%。其中高度适宜的水田图斑71块，面积为11249.34公顷，占水田总面积的1.61%，;中度适宜的水田图斑478块，面积358441.34公顷，占水田总面积的51.16%;临界适宜的水田图斑524块，面积为287314.98公顷，占水田总面积的41.01%;不适宜的水田图斑474块，面积为43565.13公顷，占水田总面积的6.22%。从总体上看，水田适宜等面积以中度适宜为主，但是有将近50%左右的水田为临界适宜和不适宜。
结果如表2和图10。
表2鄱阳湖区农用地利用现状图斑适宜性评价结果汇总表 单位;hm2
图10 鄱阳湖区土地适宜性评价结果图
第五章 结论与未来展望
5.1 结论
本文对国内外的土地利用的发展趋势和理论基础进行论述，利用GIS技术对鄱阳湖区土地适宜性评价做出研究，能够较准确的评价出适宜性最佳的土地利用方式的地区，通过研究，可得出以下结论：
目前的土地适宜性评价的理论和发展都已是相对较为成熟的阶段，在许多行业中都有所运用，但通过分析也有许多需要完善和改进的地方，需要在土地规划利用实践中对GIS技术进行大力推广。
GIS的强大毋庸置疑，它能够把属性数据与空间数据相叠合，进行空间分析。在强大的空间分析功能下，能够准确的评价出各个地区适宜性情况[9]。为土地行业提供便利，提高工作效率，提高评价准确性。
通过GIS技术对鄱阳湖区土地适宜性评价研究，探究出宜水田、旱地、林地、草地的等级分布，适宜性广泛，类型多样，适合农林牧业的发展。能够较准确的评价出适宜性最佳的土地利用方式的地区，根据这种科学方式选择作物种植地有利于提高土地利用效率和经济效益。
5.2未来展望
纵观土地适宜性评价的发展进程来说，此领域的研究正沿着精确化、动态化和综合化的方向来发展。在未来的土地适宜性研究的领域中，更需要在大空间尺度上实现这些目标。土地适宜性的研究在许多应用方面都涉及到网络技术，如GIS,WebGIS,GIS可视化技术和多媒体GIS。土地适宜性评价的进程与这些网络技术的发展息息相关，如多媒体GIS将现代技术与土地适宜性评价相结合，使传统方法有得以延申的平台空间。对于GIS技术的不断发展，它在土地利用规划调整中具有很大的潜力，将从多个角度观察数据，拥有能够产生很多情景的能力，为土地利用决策提供更优质的服务。
