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乘着科技的东风腾飞——中国土地公司专家谈新中国土地科学发展历程

发布时间:2014-01-15 14:21文章来源:bet9官网中国国土资源网 打印

  土地,人类生存之母。人类自诞生以来,就在土地上繁衍生息,一代一代改变着土地,改变着生活。在我国,从夏商周开始,人们就有了对土地的初浅认知。后来,更是有了北魏贾思勰的《齐民要术》、元代王祯的《农书》、明末徐光启的《农政全书》,这些都表明土地科学在我国早已萌芽。而直到新中国成立后,土地科学才有了突飞猛进的发展。

  科技应用,促进土地管理向现代化迈进 

新中国成立后,土地制度发生了翻天覆地的变化。我国实行社会主义公有制,面对如此广袤的土地,国家如何达到有效、科学的管理,这是当时人们面临的挑战。

上世纪50年代初期,伴随着新中国第一个五年计划的号角,用飞机拍摄清查土地资源进入到历史的新视野,这就是应用航空像片进行土地资源调查的开始。中国土地公司常务理事、学术工作委员会副主任许坚对记者介绍说,当时主要是对宜农荒地资源的调查,为农业生产寻求后备耕地资源,为大型国营农场的建设规划提供翔实的数据和影像资料。他还介绍说,遥感是美国海军研究局的伊·普鲁伊特(Eretyn Pruitt)发明的术语,最早用于军事目的。1962年在美国密执安大学威罗兰实验室召开的第一次国际环境遥感讨论会后,遥感才被普遍采用。

据介绍,上世纪60年代,我国航空遥感已初具规模,在土地管理中的应用范围进一步扩大,如,开展了新疆土壤资源调查制图、森林资源调查、土地适宜性评价等工作。

1972年,我国率先从德国引进航空摄影系统,开始了试生产。随之,我国土地遥感技术进入了一个高速发展时期。土地调查、土壤普查、编绘地图,一件件、一桩桩事关土地资源管理的大项目都在遥感技术的应用下顺利完成。从上世纪70年代末至90年代初,人们对遥感图像主要进行人工判读、手工编绘土地图件和量算面积等。从1979年~1993年,我国完成了第二次全国土壤普查,并开展了全国土地利用现状详查的前期工作等。

许坚介绍说,上世纪90年代,人们虽然仍然采用人工判读遥感图像,但却实现了手工编绘图件数字化。数字化后的数据可在计算机上汇总建库。在这个时期,我国完成了全国土地利用现状详查的后期工作,以及全国资源环境遥感宏观调查等项目。

随着科技的进一步发展,人工判读遥感影像图变成了人机交互判读,随后由计算机自动汇总建库,初步实现了与“3S”技术的初步结合,使土地资源研究工作在技术上有了一个新突破。

许坚说,经济社会的发展带动城市化的飞速发展,城市建设用地的监管更离不开科技的应用。

1996年,中国土地勘测规划院选用32个特大城市1986年、1991年、19963年的卫星影像资料,通过彩色合成、图像纠正等光学技术处理,获得城市用地信息,从而了解城市各个时期的用地情况。

1997年,原国家土地管理局地籍司组织北京师范大学、中国农业大学、中国土地勘测规划院等单位,运用Landsat卫星和SPOT卫星的HRV影像,对17个城市建成区进行监测。1998年进一步扩大到对100个城市的城市扩展和耕地变化等内容进行遥感监测。

1999年,国土资源部在新一轮国土资源大调查中,首次运用高分辨率卫星遥感资料,对6650万人口以上的城市建设用地变化情况进行了监测。

土地遥感科技,带领土地管理走进了新时代。然而,这只是一个方面,信息技术的发展更是把土地管理推向了系统化、科学化的新高度。

上世纪60年代初,加拿大产生了世界上第一个地理信息系统——加拿大地理信息系统(CGIS)。1964年,加拿大土地调查地理信息系统诞生。此后,美国、新西兰、澳大利亚等国都相继开发出土地管理信息系统、土地利用规划信息系统。

据许坚介绍,我国在上世纪70年代初,开始探讨计算机在地图制作和遥感图象处理与分析解译,以及土地管理等领域的应用。1972年,开始研制制图自动化系统,1977年诞生了我国第一张用计算机输出的全要素地图。

上世纪80年代,土地管理地理信息系统在我国进入试验开发阶段。典型试验是从研究土地覆盖和环境入手,围绕建立数据规范和标准,空间数据采集、管理,数据模型的设计和建立,查询、检索系统分析和数据更新等技术展开研究。专题试验主要是为了探索GIS的设计与应用,(涉及农业、人口、资源、环境与经济等方面),开发研制土地资源调查、环境质量评价、地籍管理与人口趋势分析等专题信息管理系统。

1985年,我国开始自行建设具有自主知识产权的土地信息系统(简称LGIS)。在全国农业区划委员会的领导下,我国第一个国家级LGIS系统完成,将全国县级土地资源、气候资源、水资源、生物资源和有关社会经济数据录入数据库和应用系统,开发数据管理系统。以后科技人员又采用ARE/INFO录入专题图,建成了国家级资源环境数据库。

从上世纪90年代开始,国家土地管理局和各地方土地管理部门纷纷建立土地管理信息系统。国家土地管理局成立新技术示范基地专家组,研究LGIS总体方案,形成比较完整的LGIS技术体系和软件系统,应用于地籍管理、土地利用规划管理、建设用地管理、土地评估、土地档案资料管理、统计分析和执法等领域。许坚说,GIS及计算机制图的规范应用、基础数据库的建设,使土地利用现状变更调查自动化和信息化,从根本上解决了土地利用现状图件更新问题。

人才培养、国际交流与合作,推进土地科学新发展 

科学需要人才,土地人才的培养大大促进了我国土地科研的发展。

据许坚介绍,上世纪50年代以来,土地学科的普通专业教育共为新中国培养了15000多名高级土地管理专业人才,其中硕士、博士研究生300多名。土地学科教育工作为新中国土地管理事业的进步作出了巨大贡献。

许坚说,50年代初期,在苏联援建国营友谊农场时期,我国向苏联先后派出专攻土地整理工程等专业的留学生,并按苏联教育模式在东北农学院、南京农学院、华中农学院、河北农业大学设立土地规划专业,培养专门人才。

上世纪60年代中、后期,土地管理教育进入十年浩劫时期,土地规划专业被撤销,各级土地利用管理机构纷纷撤并,土地勘测设计部门被解散,专业人才转行流失,导致学科理论落后,技术创新停滞不前。

1979年,随着国家教育体制的重大改革和土地管理事业发展的需要,土地规划专业首先在华中农学院恢复招生,之后东北农学院也恢复土地规划专业的招生,停滞了10余年的土地教育事业开始起步。

1985年以后,中国土地管理事业出现重大转折,国家成立土地管理局,地方各级政府相继成立土地管理机构,土地专业人才非常缺乏。为了培养急需的土地管理科学人才,土地教育出现了前所未有的发展机遇,许多高等学校相继恢复或新建了土地规划与利用、土地管理、土地资源本科专业。据不完全统计,截至1997年底,全国共有50多所普通高校,先后设置了土地资源管理及其相关专业,招收和培养土地科学领域的专业知识人才,以满足社会对土地管理人才的需求。

更让人欣喜的是,1987年,华中农业大学和东北农业大学在全国率先建立了农业资源经济与土地利用管理硕士点,开创了我国土地资源管理学科研究生教育的先河。

1993年,经国务院学位委员会批准,在南京农业大学设置了全国第一个农业资源经济与土地利用管理博士点,并于1998年建立了我国第一批公共管理博士后流动站。

1998年国家进行了学科专业目录调整,原来的土地规划利用、土地管理专业,以及与土地相关的农业资源经济与土地利用管理专业合并调整为土地资源管理专业,它是隶属于管理学门类中公共管理一级学科的二级学科。土地资源管理学科下设5个主要研究方向:土地经济与土地政策、土地利用与土地规划、土地产权与地籍管理、不动产经营与管理、土地资源管理信息系统。

目前,土地资源管理专业的本科、硕士、博士教育已在全国普遍开展。截至20019月底,全国已有土地资源管理专业的博士点2个、硕士点6个,在相关学科设置土地科学研究方向的博士点和硕士点20多个;70多所院校开展本科及专科的教学工作,与土地科学关系密切的3个专业列入了全国普通高等学校本科专业体系。

许坚表示,任何学科的发展都离不开国际交流与合作。

早在上个世纪50年代,我国就曾选派数十名优秀青年到苏联学习土地规划等土地科学技术,但我国土地科技的国际合作与交流主要是近20多年的事。如,1986年,北京国际遥感技术学术讨论会在京举行,来自12个国家的160名代表出席了会议,我国有20多名从事土地管理科学研究的遥感专家与会,就遥感技术在土地管理中的应用、土地资源遥感动态监测等进行了交流。从此,我国土地科技人员频繁参加国际学术会议,与国际同行互相交流土地科技发展的最新成果。

198710月,中国土地管理代表团访问芬兰,考察了芬兰的地籍管理。此后20多年的时间里,中国派出了大量代表团,考察了世界上绝大多数国家或地区的土地管理,派出了大量土地科技人员去有关国家或地区学习,接受有关专门技术的培训,也接待了世界上许多国家或地区派到中国来的土地科技管理人员。许坚说:通过国际交流与合作,我国土地科学正一步步向国际化迈进。 

抓住机遇,迎接挑战,推动土地科学取得新进展 

许坚表示,21世纪,土地科学发展面临着前所未有的机遇:全面构建小康社会的奋斗目标需要土地科学出力,信息技术的迅猛发展,将为土地科学提供精确和有力的工具,全球化将为土地科技发展提供更为宽广的舞台,社会经济的纵深发展对土地科学有着强大的需求,社会主义新农村建设也呼吁土地科学的理论创新。

抓住机遇,迎接新挑战是土地科学在未来的使命。许坚说,切实保障土地资源安全是土地科学发展的新挑战。2006年一份研究表明,发达国家人均每年消费粮食1000公斤,亚洲500公斤,中国只有400公斤。2015年,中国按照400公斤标准需要增加粮食1.5亿吨,现在全世界粮食贸易只有2亿吨。另外,中国还需要占用大量耕地建设大量基础设施,如公路、铁路、港口、机场等。960万平方公里的土地,严重水土流失的近360万平方公里,彻底荒漠化的沙漠、戈壁、冰川、石山、高寒荒漠300万平方公里,只剩下300万平方公里可供居住和耕种。与上世纪50年代相比,我国人口却翻了一番,水土流失和荒漠化土地翻了一番半,人均生存空间被压缩到了原来1/5

许坚介绍,据研究人员测算,中国土地资源潜在自然生产力为年生物生产量72.6亿吨干物质,7亿人口是中国的生态平衡点,9.5亿是不计生态代价的粮食安全点,16亿是生态容量耗尽引发总崩溃的临界点。2000年,我国土地资源生产力25亿吨干物质,包括9200亿斤粮食,合理承载的人口为11.6亿,已超载了1.4亿人。可见,土地资源安全问题已成为事关我国长治久安的重大问题。 

许坚认为,土地科学是横跨自然科学和社会科学的新的综合性学科。但是,目前土地科学还仍然是处于自然科学和社会科学之间的边缘学科,很容易会被边缘化。虽然,土地问题已被列为基本国策,土地和信贷共同构成中央宏观调控的两个闸门,土地、资本和劳动力共同构成三大基本生产要素,土地已成为社会经济发展的战略资源和生态环境保护的关键要素,但是,土地科学在我国的学科分类体系中还没有相应的地位,这必将影响学科的可持续发展。

许坚说,未来一方面要加强土地科学基础理论建设,另一方面要加强土地科技的应用研究。他说,今后要阐明土地作为综合体的形成和演化规律,认识土地综合体的基本过程和关系,构建较为严格的理论表达;探索土地综合体各要素间的相互作用机制和平衡机理,把握土地开发利用过程中的物质循环和能量流动规律;研究土地属性、结构形式与人类社会发展的相互关系;研究土地利用对生态环境和全球变化、社会进步和经济发展的内在关系和机理;揭示土地生产力的形成机理及其时空变化规律等。这些都是关键性的基础课题,他说,探索市场经济条件下土地产权的运行机理、土地管理的政治学社会学和伦理学基础、阐明宏观经济对土地市场的影响机理、土地资源配置的公平和效率原理、当代地租和地价理论等已显得十分急迫。 

在土地科技应用方面,许坚表示,近年来高分辨率卫星遥感技术迅速发展,将为土地管理提供更为全面、具体、精确的信息。未来,遥感技术将在空间分辨率、光谱分辨率和时间分辨率三个方面出现新的突破,形成高、中、低轨道结合,大、小、微型卫星协同,粗、精、细分辨率互补的遥感网络。

许坚说,土地利用动态监测是土地管理的中心工作之一,随着国民经济的发展,各行各业争地,在土地利用问题上的矛盾更加趋于激化。国家已经赋予国土资源管理部门以很大的权力,要求严格执行土地用途管制的法律与法规,而土地利用动态监测是执行土地用途管制必不可少的技术途径。在土地利用动态监测中,遥感与全球定位系统技术又是重要的技术手段。以遥感(RS)为主要数据源,以全球定位系统(GPS)给遥感数据作精确定位与几何校正,结合地理信息系统(GIS)空间分析的强大功能,整合成为一个土地利用监测分析信息系统,即遥感技术、全球定位技术与地理信息系统技术更加融合,形成一体化的土地管理信息系统势在必行。

未来的土地信息系统将是全球、国家、省、地、县、乡的多级分布式系统,是利用计算机网络构建的专业网。各土地单位是一个节点,其功能可以支持本单位的土地工作,包括土地业务运作的应用系统和存储图文数据的数据库两大部分。土地信息系统的软件将高度可靠、方便实用,信息基础设施完备,网络无孔不入,服务器是高性能的计算机系统,能实现快速数据交换和高速计算,浏览器智能化,可以随心所欲地在海量数据中检索归纳和摘要,人机环境和谐,计算机能说会讲,理解人类语言。“21世纪的土地管理信息系统将真正实现海量信息存储与处理,知识处理、可视化计算与虚拟现实。许坚说。

19981月,美国前副总统戈尔在开放式GIS协会(Open GIS Consortium)年会上提出数字地球(Digital Earth的概念。数字地球3S与数据库、宽带网络及仿真虚拟等现代高科技的高度综合和升华。数字地球具有多种分辨率,三维表述方式,能嵌入巨大数量且具有地理坐标系的数据,把有关我们社会和星球的海量数据转变成有用信息。未来要真正实现土地资源管理工作的数字化、信息化和网络化,数字地球和Open GIS必将进入土地管理领域,作为土地信息系统的基础工程和支撑技术而发挥作用。许坚说。(李桂芬)

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