CN110737745B - 一种土地利用动态变化地图的构建方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种土地利用动态变化地图的构建方法，包括：依据国家标准将土地分为大类和亚类，根据土地使用性质的不同，进一步将土地利用分为自然类土地利用类型和人工类土地利用类型。基于亚类土地利用类型进行土地利用动态变化图例符号体系设计。针对不同的土地利用类型之间发生转化时，图例设计采用四种设计方案，同时将土地利用动态变化符号方案进行实际应用。本发明的优点是：清晰的反映土地利用类型在不同时期发生变化的流向、流量和变化过程，引入了土地利用转移概率和单项土地利用动态度，刻画了土地利用的变化趋势，为土地政策的制定和耕地保护提供了技术支持。

Description

一种土地利用动态变化地图的构建方法

技术领域

本发明涉及土地利用动态变化地图技术领域，特别涉及一种土地利用动态变化地图的构建方法。

背景技术

地图以其精确的位置、明确的比例尺和准确的语义表达成为客观对象分布特征描述的主要手段。特别是在自然资源调查的成果表达中，应用十分广泛。

传统地图一般都是静态地图，也就是说地图反映的是某一时刻或某些时刻的事物的状态，而无法反映事物的变化过程。近年来，随着国家推动土地、农业、林业、矿产资源等行业的调查评价项目的开展，在掌握评价对象的质量和分布的基础上，更加关注评价对象的变化及其影响，于是反映客观事物变化的动态地图成为当前的主要需求，这种动态地图需要直观、准确、清晰地表达客观事物的时空变化情况。即某一个时间点客观事物的数量变化和某一段时间段内客观事物的空间分布变化。

人类的生产活动决定着土地利用动态变化的过程，而土地类型的变化转移影响着我们的生存环境。土地利用动态变化主要体现在面积和空间位置的变化，主要是指不同时期不同类型或同一类型的土地在空间上所发生的面积的转移。客观把握驱动土地利用变化的方式，了解土地利用变化特征，是区域可持续发展的重要决策基础。

在当前的土地利用/覆被变化研究中，主要使用三种方法进行土地利用变化的描述，即土地利用转移矩阵、土地利用变化监测图和交互式土地利用变化电子地图。

现有技术一，土地利用转移矩阵

将土地利用类型的变化面积按矩阵的形式进行组织，作为用地结构与变化方向分析的基础，可以详细反映各地类之间的相互转化关系，进而了解转移前后各地类的结构特征，在土地利用变化分析和地类模拟方面具有重要作用，并且应用广泛。

现有技术二，土地利用变化监测图

采用专题地图的形式表达土地利用类型的变化和转移，能够清楚地反映地类变化的空间分布，是土地利用变化成果表达的常用手法。首先通过两期的土地利用现状数据进行对比，确定地类发生变化的空间位置；然后确定各种地类的转移情况，最后使用自定义图例表达地类的变化与转移。

现有技术三，交互式土地利用变化电子地图

首先按照现有技术二的方法，分别制作两期的土地利用现状图，通过相交提取，得到将两期变化的地类图斑，颜色使用最新的一期地类图例进行表示，最后使用用户交互的方式，采用遮盖、卷帘和闪烁等方式，强调土地利用变化的分布和变化特征。

目前三种土地利用变化地图的表达方法中，各有优势，但都存在很大的缺陷。

(1)地图的特点就是语义清晰，直观表达地图对象的具体含义。现有的三种技术方案的语义都不明确，与现行的土地利用现状图例没有任何关系，不利于全面统一推广使用；

(2)现有技术一是采用土地利用转移矩阵表达地类的变化与转移，实际上就是一个数据表，当植被类型较多时，表格将会由大量的数据组成，尽管包含了丰富的地类在不同时期发生变化的信息，但是数据结构复杂，使用者很难从这些数据背后看到更加深层次土地利用变化的结构信息，同时对于地类转移的流向、流量和比例关系等信息无法直观表达，同时也无法为政府部门提供直观地决策依据；

(3)现有技术二是使用单一颜色图例表示地类的原始现状和变化，假设区域有6种地类发生转移和变化，理论上将产生30种变化类型。通常人眼对30种颜色的区分基本达到了其分辨能力的上线，不利于用户的使用；

(4)现有技术三是采用设备浏览的方式才能完成，其应用场景对用户造成了很大的限制。

发明内容

本发明针对现有技术的缺陷，提供了一种土地利用动态变化地图的构建方法，解决了现有技术中存在的缺陷。

为了实现以上发明目的，本发明采取的技术方案如下：

一种土地利用动态变化地图的构建方法，包括以下步骤：

步骤一，依据现行的《土地利用现状分类》国家标准(GB/T21010)，将土地分为大类和亚类，根据土地使用性质的不同，将土地利用分为自然类土地利用类型和人工类土地利用类型。主要采用“颜色+图元”双视觉变量的模式表达不同土地利用类型，其中颜色的色相表示大类，颜色的饱和度表示亚类。

对不同土地利用类型现状图例设计规律分析

针对不同大类的土地利用现状图例进行分析总结，采用色相和图元叠加的形式来区分不同大类的土地：

(1)采用不同色相和多个图元叠加的方式表示不同大类的自然类土地利用类型。

(2)采用不同色相和单一图元叠加的方式表示不同大类的人工类土地利用类型。

步骤二，针对不同亚类的土地利用现状图例分析总结，采用饱和度和图元叠加的形式区分不同亚类的土地：

(1)采用不同的饱和度和多个图元叠加的方式表达不同亚类的自然类土地利用类型。

(2)采用相同的饱和度和单一图元叠加的方式表达不同亚类的人工类土地利用类型。

特别地，对于特殊自然类土地利用类型(水域及水利设施用地)，采用颜色单一变量来表达用地类型，且不同亚类的水域采用饱和度相同的颜色。

步骤三，土地利用动态变化图例符号体系设计：

《土地利用现状分类》国家标准将土地分为大类和亚类，通过对土地利用现状图例符号的分析，发现大类只具有统计意义，亚类才具有图例符号，因此本发明基于亚类土地利用类型进行动态变化图例符号设计，对现有的符号进行拆分，将图元分成一类，颜色分成另一类，在语义全部继承的基础上，对图元和颜色进行重组，形成了反映土地利用变化的新符号体系。

进一步地，步骤三中对图元和颜色进行重组，其重组的原则是：

(1)当多图元的土地利用类型发生转化时，使用颜色表示现状地类(即经过原始地类转换后所形成的土地类型)，使用图元表示原始地类，两者进行重组。

特别地，当颜色无法区分具体的现状地类时，增加该地类的现状图元，即使用现状图例符号表示现状地类，增加原始图元表示原始地类。

(2)当单图元的土地利用类型发生转化时，使用颜色和图元叠加表示现状地类，同时将表达原始地类的图元变为灰色。

特别地，当特殊的土地利用类型发生转化时，需要添加文字注记，使用颜色和文字注记叠加表示现状地类，同时将表达原始地类的文字注记变为灰色。

步骤四，针对不同的土地利用类型之间发生转化时，图例设计采用以下四种设计方案：

(1)自然类土地利用类型之间的转化，图例符号的设计规则是：颜色表示现状地类，图元表示原始地类。

(2)自然类土地利用类型向人工类土地利用类型转化，图例符号的设计规则是：颜色和图元叠加表示现状地类(直接使用现状地类符号)，增加原始地类的图元表示原始地类。

(3)人工类土地利用类型之间的转化，图例符号的设计规则是：颜色和图元叠加表示现状地类(直接使用现状地类符号)，将表示原始地类的图元变为灰色。

(4)人工类土地利用类型向自然类土地利用类型转化，图例符号的设计规则是：颜色表示现状地类，图元表示原始地类。

步骤五，对特殊的土地利用类型变化图例设计方案分为以下两种情况：

(1)不同类型的土地转化为水域，图例符号的设计规则是：颜色表示现状地类，图元表示原始地类。

(2)不同类型的水域之间转化，图例符号的设计规则是：颜色和文字注记叠加表示现状地类(直接使用现状地类的文字注记)，将表示原始地类的文字注记变为灰色。

步骤六，土地利用动态变化符号方案应用：

(1)设计土地利用类型转移变化柱状图

首先对两期土地利用现状图进行叠置分析从而获得不同类型的土地发生转化的面积。根据单项土地利用动态度和地类转移概率的计算公式，对每一种土地类型的动态度和转移概率进行计算，得到这一地区所有土地利用类型的单项土地利用动态度和转移概率，通过单项土地利用动态度和转移概率能够反映每种地类在下一时期发生变化的可能性，能够为决策者提供决策依据。

根据不同类型的土地发生转化的面积，使用土地利用动态变化图例符号体系，设计制作土地利用类型转移变化柱状图，在图中使用动态变化的符号表达土地利用类型在不同时期发生变化的全过程，每根柱子分成三个部分，分别对应该种土地利用类型变化的三个状态，即转出、不变和转入，图中标记数字表达变化的流量，折线(不同状态的分界线)表达变化的流向，并将单项土地利用动态度和转移概率数据表示在柱子的顶端，进一步丰富土地利用类型转移变化柱状图的内容。

(2)时空地图实例化表达

将土地利用动态变化图例符号体系应用到土地利用变化图中，制作土地利用动态空间变化地图。在进行地图符号渲染时，将土地利用动态变化分为某一地类的整体变化和局部变化两种情况，整体变化运用前面设计好的动态变化图例符号，而局部变化是在前面设计的基础上加上一定宽度的黑色边界线来区分不同的地类，地图符号实际填充的面积和位置代表实际地类发生动态变化的面积和位置。此外，将土地利用类型转移变化柱状图作为专业整饰要素(附图)加入到土地利用动态空间变化地图中，形成了完整的土地利用动态变化时空地图，这样能够完整地体现出土地在时间和空间上的变化情况，保证时空地图中时间和空间信息的完整性。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

在现行的土地利用现状符号的基础上，研究制定了与土地利用现状语义一致的土地利用动态变化的图例符号体系，使用该符号体系，对一个时期内的土地利用时间变化和空间变化进行分项表达，形成了完整的土地利用动态变化时空专题地图，丰富了土地利用动态变化的表达手法，不仅清晰的反映土地利用类型在不同时期发生变化的流向、流量和变化过程，还引入了土地利用转移概率和单项土地利用动态度，进一步刻画了土地利用的变化趋势，为土地政策的制定和耕地保护提供了技术支持。

附图说明

图1是本发明实施例自然类土地利用类型示意图；

图2是本发明实施例人工类土地利用类型示意图；

图3是本发明实施例耕地进行分级示意图；

图4是本发明实施例商服用地分级示意图；

图5是本发明实施例土地利用变化图例符号的设计流程图；

图6是本发明实施例自然类土地利用类型之间的转化示意图；

图7是本发明实施例自然类土地利用类型向人工类土地利用类型转化示意图；

图8是本发明实施例人工类土地利用类型之间的转化示意图；

图9是本发明实施例人工类土地利用类型向自然类土地利用类型转化示意图；

图10是本发明实施例不同类型的土地变成水域示意图；

图11是本发明实施例不同类型的水域之间变化示意图；

图12是本发明实施例土地利用类型转移变化柱状图；

图13是本发明实施例广东省梅州市局部区域为例进行土地利用动态时空地图；

图14是本发明实施例不同大类的土地利用类型整体变化示意图；

图15是本发明实施例不同大类的土地利用类型局部变化示意图；

图16是本发明实施例不同亚类的土地利用类型整体变化示意图；

图17是本发明实施例不同亚类的土地利用类型局部变化示意图；

图18是本发明实施例不同水域局部变化示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下根据附图并列举实施例，对本发明做进一步详细说明。

本发明主要是对现行的土地利用现状专题地图图例进行分析研究，总结出土地利用现状地图图例符号的设计规律，提出从符号本身的角度出发，通过构建动态变化地图符号来表达土地利用动态变化过程，同时给出土地利用动态变化符号设计具体方案，并将土地利用动态变化符号进行实际应用，构建土地利用动态变化时空地图，该地图包含两部分内容，其一是土地利用时间变化图，其二是土地利用空间变化图。采用图例可视化的手段形成的土地利用时间变化图，集中表达某一时间段，地类的面积变化和类型的转移，同时表达单项土地利用动态度和地类转移的概率；而土地利用空间变化图则反映在该时间段，土地利用转移的空间分布，两种图件采用与现行图例相同的语义进行构建，达到了图例标准的统一，更好地满足用图者的需求。

依据现行《土地利用现状分类》国家标准(GB/T21010)，按照两个不同层次的分类体系将土地分为12个大类和56个亚类。其中大类的土地利用类型包括：耕地、园地、林地、草地、商服用地、工矿仓储用地、住宅用地、公共管理与公共服务用地、特殊用地、交通运输用地、水域及水利设施用地、其他土地。大类是从分类的角度考虑，亚类是从分级的角度考虑，通过对土地利用现状图例符号研究分析，发现图例符号设计主要采用“颜色+图元”的双视觉变量模式表达不同土地利用类型(地类)。

一、对不同大类现状图例设计规律分析

针对不同大类的土地利用现状图例进行分析总结，发现采用颜色的色相和图元双变量来区分不同大类的土地：

(1)采用不同色相和多个图元叠加的方式表示不同大类的自然类土地利用类型。如图1所示，以耕地、草地、园地和林地为例，耕地采用浅黄色表示，草地采用嫩绿色表示，园地采用姜黄色表示，林地采用草绿色表示，每一种大类所填充的图元都是不同的，图例符号构成采用色相和图元叠加的形式。

(2)采用不同色相和单一图元叠加的方式表示不同大类的人工类土地利用类型。如图2所示，以工矿仓储用地、商服用地、住宅用地和公共服务用地为例，工矿仓储用地采用咖啡色表示，商服用地采用淡紫色表示，住宅用地采用玫红色表示，公共服务用地采用珊瑚色表示，图例符号构成采用色相和图元叠加的形式。

二、对不同亚类现状图例设计规律分析

针对不同亚类的土地利用现状图例进行不同层次的分析，发现采用颜色的饱和度和图元双变量来区分不同亚类的土地：

(1)采用不同的饱和度和多个图元叠加的形式表达不同亚类的自然类土地利用类型。以大类耕地为例，对耕地进行分级，亚类分为水田、水浇地和旱地。如图3所示，不同亚类的耕地采用饱和度不同的黄色表示。不同亚类的耕地采用多个图元填充且每一种耕地图元不同。图例符号构成采用不同饱和度和图元叠加的形式。

(2)采用相同的饱和度和单一图元叠加的形式表达不同亚类的人工类土地利用类型。以大类商服用地为例，对其进行分级，亚类为批发零售用地、住宿餐饮用地、商业金融用地和其它商服用地。如图4所示，这四种不同级别的商业用地颜色采用粉红色，但其中的图元不相同。不同亚类的土地图例符号构成采用相同饱和度和不同图元叠加的形式。

三、土地利用动态变化图例符号设计方案

土地利用动态变化主要表达不同土地利用类型在不同时期所发生的面积和空间位置的变化(本发明以两个不同时期为例)，在表达过程中重点表达现状信息，辅助表达历史信息，所以在设计图例时采用颜色表达现状地类，图元表达原始地类。土地利用变化图例符号的设计流程如图5所示。

从图5可以看出，新设计的图例符号继承了现行的土地利用分类符号体系，即保持符号的语义信息一致，对现有的符号进行分离，将图元分成一类，将颜色分成另一类，在语义全部继承的基础上，对图元和颜色进行重组，其重组的原则是：

(1)当多图元的土地利用类型发生转化时，使用颜色表示现状地类(即经过原始地类转换后所形成的土地类型)，使用图元表示原始地类，两者进行重组。(如图6、图9)。

特别地，当颜色无法区分具体的现状地类时，增加该地类的现状图元，使用颜色和现状图元叠加表示现状地类(现状符号)，使用原始图元表示原始地类。(如图7)。

(2)当单图元的土地利用类型发生转化时，使用颜色和图元叠加表示现状地类，同时将表达原始地类的图元变为灰色。(如图8)。

特别地，当特殊的土地利用类型发生转化时，需要添加文字注记，使用颜色和文字注记叠加表示现状地类，同时将表达原始地类的文字注记变为灰色(如图11)。

四、针对不同的土地利用类型之间发生转化时，图例设计采用以下四种设计方案：

(1)自然类土地利用类型之间的转化

自然类土地利用类型之间的转化时，图例符号的设计规则是：颜色表示现状地类，图元表示原始地类。以水田转化为其他林地为例，如图6所示：采用其他林地的颜色表示现状地类，采用水田的图元代表原始地类，生成右边的图例符号代表地类由水田转化成了其他林地。

(2)自然类土地利用类型向人工类土地利用类型转化

自然类土地利用类型向人工类土地利用类型转化时，图例符号的设计规则是：颜色和图元叠加表示现状地类(即直接使用现状符号)，增加原始地类的图元表示原始地类。以人工牧草地转化为批发零售用地为例，如图7所示，采用批发零售用地的颜色和图元叠加表示现状地类，采用人工牧草地的图元表示原始地类，生成右边的图例代表由人工牧草地转化成了批发零售用地。

(3)人工类土地利用类型之间的转化

人工类土地利用类型之间的转化时，图例符号的设计规则是：颜色和图元叠加表示现状地类(直接使用现状地类符号)，将表示原始地类的图元变为灰色。以工业用地转化为农村宅基地为例，如图8所示，用农村宅基地的现状符号表示现状地类，将工业用地的图元变为灰色表示原始地类，生成右边的图例代表地类由工业用地转化成了农村宅基地。

(4)人工类土地利用类型向自然类土地利用类型转化

人工类土地利用类型向自然类土地利用类型转化时，图例符号的设计规则是：颜色表示现状地类，图元表示原始地类。以仓储用地转化为果园为例，如图9所示，采用果园的颜色表示现状地类，采用仓储用地的图元表示原始地类，生成右边的图例则代表地类由仓储用地转化成了果园。

五、对特殊的土地利用类型变化图例设计方案分为以下两种情况：

在土地利用现状图例中，有一种特殊的用地类型为水域及水利设施用地，它们只采用单一颜色变量来表达用地类型，且不同级别的水域采用饱和度相同的颜色填充，因此对这一特殊的地类进行动态表达时要特别注意。

(1)不同类型的土地转化为水域，图例符号的设计规则是：颜色表示现状地类，图元表示原始地类。以有林地转化为坑塘水面为例，如图10所示，采用坑塘水面的颜色表示现状地类，采用有林地的图元表示原始地类，生成右边的图例代表地类由有林地转化成了坑塘水面。

(2)不同类型的水域之间转化，图例符号的设计规则是：颜色和文字注记叠加组合表示现状地类(直接使用现状地类的文字注记)，将表示原始地类的文字注记变为灰色。以河流水面转化为湖泊水面为例，如图11所示，采用湖泊水面的颜色和文字注记叠加表示现状水域，将河流水面文字注记(河)变为灰色表示原始水域，生成右边的图例代表由河流水面转化成了湖泊水面。

六、土地利用动态变化符号方案应用

(1)设计土地利用类型转移变化图

首先对两期土地利用现状图进行叠置分析从而获得不同类型的土地发生转化的面积。根据单项土地利用动态度和地类转移概率的计算公式，对每一种土地类型的动态度和转移概率进行计算，得到这一地区所有土地利用类型的单项土地利用动态度和转移概率。土地利用动态度反映的是某一时间段内某一种类型的土地的变化程度，在计算过程中发现其他草地、湖泊水面和工业用地没有单项土地利用动态度，因为它们都是由其他地类转移而来，在前一时期并不存在这些土地类型，因此不满足单项土地利用动态度定义，不参与计算。

根据不同类型的土地发生转化的面积，使用土地利用动态变化图例符号体系，设计制作土地利用类型转移变化图，在图中使用动态变化的符号表达土地利用类型在不同时期发生变化的全过程，每根柱子分成三个部分，分别对应该种土地利用类型变化的三个状态，即转出、不变和转入，图中标记数字表达变化的流量，折线(不同状态的分界线)表达变化的流向，并将单项土地利用动态度和转移概率数据表示在柱子的顶端，进一步丰富土地利用类型转移变化柱状图的内容。

如图12所示，具体解释如下：

坐标轴：在图中，横轴用图例表示土地利用类型，纵轴表示地类的面积。每一根柱子反映了该种地类在两个不同时刻发生的面积变化和地类的转移，整个柱状图能够清晰直观的反映每一种地类在变化时期的流向、流量和面积比例关系。

平衡线：图中从上到下有两条地类变化流向的重要分割线，分别为黑色折线和白色折线，黑色折线是流出线，黑色折线以上表示当前地类到下一时刻转移出去的土地类型和转移的面积。以水田为例，黑色折线以上部分表示水田到下一时刻转移为其他草地，明确表示转移出去(流出)的数量(13)和地类类型(其他草地)；白色折线是流入线，白色折线以下表示到下一时刻由其他地类转移进来的土地类型和转移的面积。以水田为例，白色折线以下由三部分组成，由图例符号可以看出，由人工牧草地、果园和有林地三种地类转移为水田，明确表示转移进来(流入)的数量(8.5、3、7)和地类类型(有林地、园地、人工牧草地)。

柱状图的每一根柱子，黑色折线以上表示转出、白色折线以下表示转入，两条折线之间表示没有发生变化的地类。由于黑色折线以上和白色折线以下的面积相等，为101.75平方千米，因此称这两条折线为平衡线。

地类表示：黑色折线以下表示现状地类，图例的颜色一致；白色折线以上表示原始地类，图例的图元一致。

变化流量：图12中每根柱子的地类上都标有数字，表示该地类发生变化的面积，其中两条折线之间以带分数的形式表示，而黑色折线以上的流出和白色折线以下的流入直接表示面积。以水田为例

26表示两个时期水田未发生变化的面积，13表示到下一时期水田转出为其他草地面积，18.5表示到下一时期由人工牧草地、果园和有林地转入为水田的面积。

地类变化频率：通过土地利用动态变化图例符号，不仅揭示土地利用动态变化的过程，同时反映了土地利用的变化程度。图中每根柱子被分割的次数代表了该类土地的变化频率。以水田为例，水田转出一次，同时有三种地类转入，柱子的分割数量代表变化的程度。如图12中的灌木林柱子，没有被分割，说明在这一时期没有变化，而水田柱子被分割五次，说明它是这一时期变化最为剧烈的地类，同时也是最受关注的地类，特别是在耕地保护应用中。

转移幅度：在图中，使用单项土地利用动态度和土地转移概率描述地类的变化幅度，标注在单一地类柱子的上方。以水田为例

0.81表示单项土地利用动态度，0.33表示水田在下一时期发生转移的总概率，0.67表示水田在下一时期不变的总概率，柱子中括号里面的数据表示这一时期地类到下一时期转移为其它地类的实际单项转移概率，图中的单项转移概率只表示流出的概率。因此，图中灌木林转出的概率是0，而不变的概率为1，与地类变化的结果相一致。

(2)时空地图实例化表达

将土地利用动态变化的图例符号应用到土地利用变化图中，制作土地利用动态空间变化地图。在进行地图符号渲染时，将土地利用动态变化分为某一地类的整体变化和局部变化两种情况，整体变化运用前面设计好的动态变化图例符号，而局部变化是在前面设计的基础上加上一定宽度的黑色边界线来表示转移后的地类与没变化地类的分界线，地图符号实际填充的面积和位置代表实际地类发生动态变化的面积和位置。此外，将土地利用类型转移变化柱状图作为专业整饰要素(附图)加入到土地利用动态空间变化地图中，形成了完整的土地利用动态变化时空地图，这样能够完整地体现出土地在时间和空间上的变化情况，保证时空地图中时间和空间信息的完整性。

现以广东省梅州市局部区域为例进行土地利用动态时空地图的表达，其中土地利用动态空间变化见主图，土地利用动态时间变化见附图，如图13所示；

为了详细说明图例符号的具体应用，在图13中选择五种情况：1区表达了不同大类的土地利用类型发生的整体变化、2区表达了不同大类的土地利用类型发生的局部变化、3区表达了不同亚类的土地利用类型发生的整体变化、4区表达了不同亚类的土地利用类型发生的局部变化、5区表达了特殊地类发生的变化。

通过局部区域的放大图，可以清晰地看到地类变化的细节。如图14所示：左边部分表示人工土地利用类型(工业用地)整体变成了人工土地利用类型(农村宅基地)；中间部分表示自然类土地利用类型(人工牧草地)整体变成了人工土地利用类型(批发零售用地)；右边部分表示自然类土地利用类型(水田)整体变成了自然类土地利用类型(其他林地)。

不同大类的土地利用类型局部变化如图15所示，左边部分表示人工类土地利用类型之间的转换(其他商服用地局部变成了文体娱乐用地和城镇住宅用地)。以黑色的边界线区分不同地类转化的范围。

不同亚类的土地利用类型整体变化如图16所示，人工类土地利用类型之间的转换(批发零售用地整体变成了住宿餐饮用地)；右边部分表示自然类土地利用类型之间的转换(果园整体变成了茶园)。

不同亚类的土地利用类型局部变化如图17所示，自然类土地利用类型之间的转换(人工牧草地变成了天然牧草地和其它草地)。以黑色边界线区分不同地类转化的范围。

特殊地类发生的变化如图18所示，水田局部变成了坑塘水面，黑色的边界线区分不同地类发生变化的具体范围。

本领域的普通技术人员将会意识到，这里所述的实施例是为了帮助读者理解本发明的实施方法，应被理解为本发明的保护范围并不局限于这样的特别陈述和实施例。本领域的普通技术人员可以根据本发明公开的这些技术启示做出各种不脱离本发明实质的其它各种具体变形和组合，这些变形和组合仍然在本发明的保护范围内。

Claims (1)

1.一种土地利用动态变化地图的构建方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一，依据现行的《土地利用现状分类》国家标准GB/T21010，将土地分为大类和亚类，根据土地使用性质的不同，进一步将土地利用分为自然类土地利用类型和人工类土地利用类型；用颜色加图元双视觉变量的模式表达不同土地利用类型，其中颜色的色相表示大类，颜色的饱和度表示亚类；

对不同土地利用类型现状图例设计规律分析；

针对不同大类的土地利用现状图例进行分析总结，采用色相和图元组合的形式来区分不同大类的土地：

(1)采用不同色相和多个图元叠加的方式表示不同大类的自然类土地利用类型；

(2)采用不同色相和单一图元叠加的方式表示不同大类的人工类土地利用类型；

步骤二，针对不同亚类的土地利用现状图例分析总结，采用饱和度和图元组合的形式区分不同亚类的土地：

(1)采用不同的饱和度和多个图元组合的形式表达不同亚类的自然类土地利用类型；

(2)采用相同的饱和度和单一图元组合的形式表达不同亚类的人工类土地利用类型；

特别地，对于特殊自然类土地利用类型，水域及水利设施用地，采用颜色单一变量来表达用地类型，且不同亚类的水域采用饱和度相同的颜色；

步骤三，土地利用动态变化图例符号体系设计：

《土地利用现状分类》国家标准将土地分为大类和亚类，通过对土地利用现状图例符号的分析，发现大类只具有统计意义，亚类才具有图例符号；因此本方法基于亚类土地利用类型进行动态变化图例符号设计，对现有的符号进行拆分，将图元分成一类，颜色分成另一类，在语义全部继承的基础上，对图元和颜色进行重组，形成了反映土地利用变化的新符号体系；

对图元和颜色进行重组，其重组的原则是：

(1)当多图元的土地利用类型发生转化时，使用颜色表示现状地类，即经过原始地类转换后所形成的土地类型，使用图元表示原始地类，两者进行重组；

特别地，当颜色无法区分具体的现状地类时，增加该地类的现状图元，即使用现状图例符号表示现状地类，增加原始图元表示原始地类；

(2)当单图元的土地利用类型发生转化时，使用颜色和图元叠加表示现状地类，同时将表达原始地类的图元变为灰色；

特别地，当特殊的土地利用类型发生转化时，需要添加文字注记，使用颜色和文字注记叠加表示现状地类，同时将表达原始地类的文字注记变为灰色；

步骤四，针对不同的土地利用类型之间发生转化时，图例设计采用以下四种设计方案：

(1)自然类土地利用类型之间的转化，图例符号的设计规则是：颜色表示现状地类，图元表示原始地类；

(2)自然类土地利用类型向人工类土地利用类型转化，图例符号的设计规则是：颜色和图元叠加表示现状地类，直接使用现状地类符号，增加原始地类的图元表示原始地类；

(3)人工类土地利用类型之间的转化，图例符号的设计规则是：颜色和图元叠加表示现状地类，直接使用现状地类符号，将表示原始地类的图元变为灰色；

(4)人工类土地利用类型向自然类土地利用类型转化，图例符号的设计规则是：颜色表示现状地类，图元表示原始地类；

步骤五，对特殊的土地利用类型变化图例设计方案分为以下两种情况：

(1)不同类型的土地转化为水域，图例符号的设计规则是：颜色表示现状地类，图元表示原始地类；

(2)不同类型的水域之间转化，图例符号的设计规则是：颜色和文字注记叠加组合表示现状地类，直接使用现状地类的文字注记，将表示原始地类的文字注记变为灰色；

步骤六，土地利用动态变化符号方案应用；

(1)设计土地利用类型转移变化柱状图

首先对两期土地利用现状图进行叠置分析从而获得不同类型的土地发生转化的面积；根据单项土地利用动态度和地类转移概率的计算公式，对每一种土地类型的动态度和转移概率进行计算，得到这一地区所有土地利用类型的单项土地利用动态度和转移概率，通过单项地类动态度和转移概率能够反映每种地类在下一时期发生变化的可能性，能够为决策者提供决策依据；

根据不同类型的土地发生转化的面积，使用土地利用动态变化图例符号体系，设计制作土地利用类型转移变化柱状图，在图中使用动态变化的符号表达土地利用类型在不同时期发生变化的全过程，每根柱子分成三个部分，分别对应该种土地利用类型变化的三个状态，即转出、不变和转入，图中标记数字表达变化的流量，折线，不同状态的分界线表达变化的流向，并将单项土地利用动态度和转移概率数据表示在柱子的顶端，进一步丰富土地利用类型转移变化柱状图的内容；

(2)时空地图实例化表达

将土地利用动态变化图例符号体系应用到土地利用变化图中，制作土地利用动态空间变化地图；在进行地图符号渲染时，将土地利用动态变化分为某一地类的整体变化和局部变化两种情况，整体变化运用前面设计好的动态变化图例符号，而局部变化是在前面设计的基础上加上一定宽度的黑色边界线来区分不同的地类，地图符号实际填充的面积和位置代表实际地类发生动态变化的面积和位置；此外，将土地利用类型转移变化柱状图作为专业整饰要素：附图，加入到土地利用动态空间变化地图中，形成了完整的土地利用动态变化时空地图，这样能够完整地体现出土地在时间和空间上的变化情况，保证时空地图中时间和空间信息的完整性；

土地利用动态变化时空地图对一个时期内的土地利用时间变化和空间变化进行分项表达，形成了完整的土地利用动态时空变化专题地图，丰富了土地利用变化的表达手法，不仅清晰的反映土地利用类型在不同时期发生变化的流向、流量和变化过程，还引入了土地利用转移概率和单项土地利用动态度，进一步刻画了土地利用的变化趋势，为土地政策的制定和耕地保护提供了技术支持。

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