應用GIS空間分析技術的廣東某縣農田劃定分類研究

周新明

摘 要：研學者們在基本農田劃定方法創(chuàng)新、農用地分等成果運用等方面做了積極的探索。但是目前基本農田的劃定仍然存在為湊足指標而重數(shù)量不重質量、空間布局零散等問題，沒有達到基本農田優(yōu)化布局、集中連片的要求。本研究以廣東省某縣為例，結合該縣農用地分等定級成果資料，引入“耕地連片性”、交通可達性和居民點輻射度等概念，運用ArcGIS的空間分析功能，對優(yōu)化該縣基本農田的空間格局進行了積極的探討。

關鍵詞：基本農田 劃定 ArcGIS 空間分析

中圖分類號：P208 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2018）03（b）-0002-02

基本農田是指“根據(jù)一定時期人口和社會經濟發(fā)展對農產品的需求以及對建設用地預測，依據(jù)土地利用總體規(guī)劃確定不得占用的與基本農田保護區(qū)規(guī)劃期內不得占用的耕地”。前人著眼于耕地的質量狀況、區(qū)位條件、生態(tài)適宜度、環(huán)境影響等，對基本農田的研究形成了一套相對完善的指標體系。新一輪的土地利用總體規(guī)劃首次要求將農用地分等定級的成果運用到基本農田的空間布局中去，并要求調整后的基本農田空間布局在質量上不低于調整前的水平?；巨r田規(guī)劃應將優(yōu)質高產、集中連片、區(qū)位交通便利的耕地優(yōu)先劃入基本農田保護區(qū)，這對基本農田劃定提出了更高的質量要求，為優(yōu)化基本農田的空間布局提供了新的路徑。本研究以廣東省某縣為例，結合該縣農用地分等定級成果資料，引入“耕地連片性”、交通可達性和居民點輻射度等概念，運用ArcGIS的空間分析功能，對優(yōu)化該縣基本農田的空間格局進行了積極的探討。

1 研究方法

（1）多因素加權法。將參與耕地質量評價的因素賦予不同的權重和分值，通過多因素加權法得到耕地的等級，高等級耕地優(yōu)先劃入基本農田。（2）基于ArcGIS的空間分析法。利用ArcGIS強大的空間分析功能，使用鄰近分析、距離分析、緩沖區(qū)分析和柵格統(tǒng)計分析等方法得到基本農田的最優(yōu)布局。（3）特爾菲法。充分征求相關專家的意見，判斷各因素的重要程度，得到各指標的權重。

2 技術路線

2.1 耕地初始等級劃定

基本農田規(guī)劃首先要考慮將質量好、連片性高的耕地優(yōu)先劃入保護區(qū)，滿足其“優(yōu)質高產、集中連片”的要求；另一方面也要兼顧耕地距離居民點和交通干線的遠近，便于耕作。

2.1.1 耕地質量評價

（1）農用地分等定級。

農用地分等采用因素分等法，以光溫生產潛力和氣候生產潛力為基礎，采用模塊化的體系結構，具體分解為農用地自然質量系數(shù)、土地利用系數(shù)、土地經濟系數(shù)3個模塊。應用該體系進行農用地分等，可以得到3個分等指數(shù)：農用地自然質量等、農用地利用等、農用地經濟等。

（2）評價指標的選取和權重確定。

本研究選取8個指標評價耕地的質量，指標的分值和權重參照《農用地分等規(guī)程》（TD/T 1004-2003）和研究區(qū)域所在的指標區(qū)綜合確定。

2.1.2 耕地連片性及分析方法

基本農田規(guī)劃不能片面追求耕地的數(shù)量、質量要求，只做到“保優(yōu)不保劣，保近不保遠”，忽略“優(yōu)質集中”的要求，使基本農田保護區(qū)中的耕地地塊分布零散，不便于規(guī)模作業(yè)。

為實現(xiàn)基本農田的集中管理和規(guī)模化作業(yè)，本研究將耕地連片性概念引入基本農田規(guī)劃。本研究利用ArcGIS的緩沖區(qū)分析（Buffer）和疊置分析（Spatial Join）功能，設定一定的緩沖距離D，如果地塊緩沖D/2距離之后空間上是絕對相連的，則認定它們是連片的。GIS空間疊置分析法是將有關主題圖層組成的各個數(shù)據(jù)層面進行疊置產生一個新的數(shù)據(jù)層面，其結果綜合了原來兩個或多個層面要素所有的屬性。本研究根據(jù)該縣實際情況需要，在平壩區(qū)、中山區(qū)和低山區(qū)各選取兩處典型基本農田保護區(qū)，測定地塊之間的距離，選定連片地塊中距離最大的值為緩沖距離，最終確定該縣耕地連片性測度的距離為20m。

2.2 耕地的交通可達性和居民點輻射度分析

耕地入選基本農田不僅要考慮其質量和集中連片狀況，還要分析耕地的區(qū)位條件。不同的區(qū)位條件，意味著耕地投入成本和耕作便利程度的差異，在其他條件相同的情況下，距離交通干線和居民點較近的耕地所需投入的勞動和時間成本也較小?！痘巨r田保護條例》中明確規(guī)定，鐵路、公路等交通干線附近，居民點周邊的耕地應優(yōu)先劃入基本農田保護區(qū)。因此，耕地圖斑與交通干線和居民點的距離是耕地是否適宜劃為基本農田的衡量因素。相關調查表明，當耕地距離交通干線在1km以下，被認為非常適合劃入基本農田，而距離大于5km則很不適合劃入基本農田。

2.3 基本農田空間分類

基本農田空間布局的好壞直接關系到其耕作效益的高低，因此，要以“優(yōu)質集中，方便耕作”為劃定基本農田的基本要求。耕地的初始等級是耕地自然質量和連片程度的綜合反映，而耕地的交通可達性和居民點的輻射程度很好地反映了耕地入選基本農田的區(qū)位條件。因此，本研究結合上文得出的耕地初始等級、交通可達性、居民點輻射度，綜合確定基本農田的空間格局，使用Spatial Analysist Tools下的Weighted Overlay和Weighted Sum可以對多個柵格圖層進行疊加分析，對耕地的適宜性進行分析。

3 結果與分析

3.1 研究區(qū)概況

該縣農用地分等數(shù)據(jù)顯示，該縣土地總面積約244920hm2，其中耕地面積54263.13hm2，約占土地總面積的22.16%。根據(jù)該縣的DEM數(shù)據(jù)，將全縣分為平壩區(qū)、低山區(qū)、中山區(qū)三類區(qū)域。

3.2 數(shù)據(jù)來源與處理

3.2.1 數(shù)據(jù)來源

本研究涉及的數(shù)據(jù)主要來源于農用地分等定級資料及成果圖、新一輪土地利用總體規(guī)劃中的耕地數(shù)據(jù)及基本農田保護圖、第二次全國土地調查數(shù)據(jù)及其變更數(shù)據(jù)、地質災害相關資料、該縣基礎地理資料、該縣統(tǒng)計年鑒等。

3.2.2 數(shù)據(jù)處理

結合該縣耕地質量分級和連片性計算，統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)，該縣耕地圖斑融合后集中連片地塊共605個，地塊的面積介于1.03～2055.80hm2之間；初始等級介于1～4之間，即=[1，4]。使用ArcGIS的Near工具條分別測量耕地地塊至交通干線和居民點的距離，并結合相關數(shù)據(jù)計算耕地地塊的交通可達性和居民點輻射度。

繪制耕地初始等級、交通可達性和居民點輻射度柵格圖（圖1），為基本農田空間分類奠定基礎。

3.3 該縣基本農田空間分類

對耕地圖斑按照初始等級分值、交通可達性分值、居民點輻射度分值進行柵格化，得到對應的柵格圖，如圖1所示，將3種柵格數(shù)據(jù)進行疊加分析即可得到每個地塊的綜合等級。按照綜合等級從高到低篩選耕地，直至滿足基本農田保護目標。

經統(tǒng)計，該縣耕地的綜合等級介于1.20～5.96之間，結合該縣基本農田保護目標，將綜合等級為3.30～5.96的耕地劃入基本農田保護區(qū)，共劃定基本農田面積46799.18hm2。

3.4 該縣基本農田分類合理性分析

入選基本農田保護區(qū)的耕地必須滿足質量高、布局優(yōu)、耕作方便的要求。對比分析劃定前的一般農田和本次劃定的基本農田在自然質量、連片度以及區(qū)位條件方面的差異，可以得知入選基本農田保護區(qū)的耕地在質量、布局、區(qū)位等方面是否明顯優(yōu)于劃定前的一般農田，以此來判斷基本農田空間格局的合理性。

耕地連片性方面基本農田中分布于平壩區(qū)和低山區(qū)耕地比例比一般農田有顯著增加，分布于中山區(qū)耕地的比例則大幅度下降，而平壩區(qū)和低山區(qū)耕地連片性優(yōu)于中山區(qū)，因此入選基本農田耕地較好地滿足了“集中連片”的要求；耕地的區(qū)位條件上，基本農田與交通干線和居民點的距離都比一般農田有所縮短，說明本次入選基本農田保護區(qū)的耕地利于耕種。

可見本次劃定基本農田在質量、布局和區(qū)位條件方面明顯優(yōu)于劃定前一般農田，基本農田空間格局合理。

4 結論

（1）基于地理信息系統(tǒng)和農用地分等理論，本研究設計了耕地入選基本農田的定量評價體系。引入“耕地連片性”“交通可達性”“居民點輻射度”等概念，力求在滿足耕地數(shù)量質量要求的同時，使基本農田的空間布局更加合理，耕作效益有所提升。（2）該縣本輪劃定基本農田面積46799.18hm2，占全縣耕地面積的86.24%，滿足國家規(guī)定的基本農田占耕地總面積85%以上的要求。對比分析劃定前一般農田和本次劃定基本農田發(fā)現(xiàn)，入選本次基本農田保護區(qū)的耕地中1級和2級耕地比例上升，連片性更好的平壩區(qū)和低山區(qū)耕地數(shù)量更多，耕地與交通干線和居民點距離更近。（3）基本農田保護目標具有時效性，與建設用地增加和人口增長具有緊密聯(lián)系。本研究直接采用省國土局下達給該縣的基本農田保護目標，尋求在這一既定目標下基本農田的合理布局，如結合對未來建設用地增加和人口增長的預測優(yōu)化基本農田空間格局，還有待深入研究。

參考文獻

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