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土地资源是实现人类可持续发展的最重要和最基本的自然资源，也是制约国家经济发展的根本因素，因此如何实现土地资源的可持续利用成为社会关注的焦点。长期以来，土地利用的应用研究一直走在理论研究的前面，从事土地工作和研究的人员大多数都陷于地籍测量、土地定级估价及土地开发复垦等实务工作中，土地研究的走向一直由政府土地管理部门领导出版的专著、论著来引导，土地科学研究一直停留在实践应用层面上，加强土地科学的理论研究已经迫在眉睫。
空间信息技术也被称为3S技术，是指全球空间定位技术(GPS)、遥感技术(RS)和地理信息系统技术(GIS)三者的总和，空间信息技术为土地科学研究提供了现代化研究手段，其中全球空间定位技术可以实现土地空间数据的快速定位；遥感技术能够准确、高速地判读地物的现势信息，提供土地利用及其变化的动态信息；地理信息系统技术具有数据采集与编辑、数据库管理、空间分析等多种功能，可以对土地信息进行动态管理和空间分析。空间信息技术逐步成为土地资源调查、土地利用动态监测、分析与评价、预测与预警、决策与支持研究技术体系中的主要组成，也为土地科学的发展带来了不可多得的发展机遇。
作者结合参与的实践工作在论文中对土地科学相关的理论进行了系统研究，包括其研究体系、理论基础和研究方法等内容，该研究对我国土地科学理论的发展具有重要的意义，具有一定的理论创新。土地环境是直接或间接影响土地利用方式、利用程度、利用结构和利用效益的重要因素，在人地矛盾日益尖锐的今天，土地环境成为当前国内外理论界和决策层关注的热点问题，也是是土地科学的重要研究内容，论文以湖北省作为研究区域，利用RS技术对地貌、植被、土壤侵蚀等土地环境进行了分析，并对湖北省土地利用变化及其变化驱动力进行了分析，结果对湖北省合理开发、利用、保护土地资源以及实现土地的持续利用和生态环境的改善均具有重大的指导和实践意义。在土地资源开发与整治过程中，土地的迅速变化而带来的土地信息瞬息万变，传统的靠手工操作、图纸管理的模式已经越来越不能满足土地资源高效管理的需要，研制和开发集土地信息的采集、处理、管理等功能于一体的土地资源管理系统已成为当务之急，论文结合实践对土地资源管理系统进行了分析和设计，并建立了土地资源数据管理系统，研究成果对提高土地管理效率、提高用地管理水平、优化土地利用结构等具有重要的理论和实践意义。
1.论文对土地科学的研究体系、理论基础及研究方法等理论问题进行了深入研究。(1)土地科学的研究体系：从国内外研究来看，人们对于土地科学研究对象仍然存在许多不同看法，对其研究体系缺乏深入的研究,作者结合参与的实际研究工作对土地科学的研究体系进行了研究，认为土地科学的研究内容和体系是随着时代变化而不断变化的，当前土地科学的研究体系应包括土地的自然特征、土地利用变化、土地环境、土地经济以及土地权利：①土地的自然特征包括土地的自然构成要素，土地结构和土地性质，其中自然构成要素由地质要素、地貌要素、气候要素、水文要素、植被要素和土壤组成。②土地利用变化是土地科学研究的核心内容，包括土地利用变化/覆盖变化研究，土地调查、评价与规划以及土地可持续利用研究。③土地环境包括土地地理环境、土地生态环境、土地灾害环境以及土地水文环境。④土地经济是指在土地占有、使用等活动中发生的各种经济关系，研究内容包括土地经济理论研究和土地经济发展的实践研究。⑤土地权利就是指在土地开发利用活动中发生的各种社会关系，研究内容包括土地权籍和土地制度。
(2)土地科学的理论基础：土地科学既要研究土地系统本身规律，又要研究人类对土地的利用管理方式，因此土地科学的研究需要多学科之间的交叉，借助于相关学科的理论支持以形成自己的理论体系和框架。论文提出土地科学的理论基础应包括系统论、人类—环境协同演化理论、可持续发展理论以及区域经济理论，并对各理论的内容以及与土地科学的关系进行了分析。
(3)土地科学的研究方法：确定合适的研究方法是土地科学研究获得进展的决定性因素，论文提出将工程技术方法、数理方法和空间信息技术作为土地科学的基本研究方法，并对这些方法的内容及其在土地科学研究中的应用进行了分析。
2.以湖北省为研究区域，基于遥感影像对主要土地环境要素进行了判读研究，并分析了土地环境对土地利用的具体影响。
(1)土地地理环境—地貌类型的判读分析：对山地、丘陵以及平原地貌的遥感影像判读标志进行了分析，并依据遥感分析对湖北省山地、丘陵以及平原的空间分布和可持续利用方向进行了研究。
(2)土地生态环境—植被覆盖类型与覆盖度的判读分析：论文对人工目视解译法和NDVI植被指数法分析植被覆盖类型与覆盖度进行了研究，探讨了两种方法在植被覆盖类型和植被覆盖度研究中的应用。
(3)土地灾害环境—土壤侵蚀的判读分析：论文建立了土壤侵蚀的分类分级标准，对地表植被覆盖度、坡度、土地利用等分类分级影响因子的遥感影像判读进行了研究，并在此基础上对湖北省土壤侵蚀的空间分布和动态变化规律进行了研究。
3.论文对湖北省土地利用时空变化及驱动力进行了分析。
(1)论文建立了土地利用遥感调查分类系统，并对遥感影像中土地利用的判读标志和土地利用类型的划分方法进行了研究。
(2)土地利用信息图谱是在计算机技术支持下建立的动态化、数字化的描述土地利用时空变化的图形图像系列，用以揭示土地利用及其变化过程，论文通过对遥感影像的图像识别和信息提取初步建立了土地利用时空变化图谱和土地利用景观格局信息图谱。
(3)论文对湖北省土地利用变化情况进行了简要分析，并从自然因素、人文因素和社会因素等方面分析了湖北省土地利用发生变化的驱动力。
4.论文结合土地管理的实际需要，分析设计了集土地信息采集、处理、管理等功能为一体的土地资源管理信息系统，并建立了土地资源数据管理系统。
(1)论文在分析土地管理工作实际需求的基础上，对土地资源管理信息系统建设的原则、整体设计思想、软硬件条件以及土地资源管理信息系统的体系结构进行了分析，以使系统的设计和建设更加满足实际需要。
(2)数据库是土地资源管理信息系统的骨干和心脏，因此数据库的设计和管理也就成为建立土地资源管理信息系统中最关键和最费时的一部分，论文对土地管理空间数据的组织模式进行了分析，提出数据库的横向数据组织模式包括基于图幅组织空间数据的组织模式和基于行政单元组织空间数据的组织模式，而数据库的纵向数据组织模式则是按照逻辑类型或专业属性将空间数据划分成不同的数据层。
(3)论文对数据库建设的一些关键技术进行了详细研究，包括①从数据采集和数据编辑两方面研究空间数据生成过程的精度控制方法;②空间数据的分类编码研究，包括图层的划分和命名以及与土地利用相关的空间实体属性的分类代码的设计。③对SDE数据库引擎技术的体系机构以及SDE存储和组织空间要素的方式进行了研究，探讨了该技术在土地资源管理信息系统中的应用。
(4)论文对土地资源管理信息系统的数据库所包含的内容进行了分析，在此基础上基于SDE技术建立了土地利用空间数据库管理系统。