廣西糖料蔗生產(chǎn)保護(hù)區(qū)劃定關(guān)鍵技術(shù)研究

楊志才

（廣西壯族自治區(qū)基礎(chǔ)地理信息中心，廣西 南寧 530023）

糧食生產(chǎn)功能區(qū)和重要農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)保護(hù)區(qū)（以下統(tǒng)稱“兩區(qū)”）劃定工作是根據(jù)黨中央、國務(wù)院指示和相關(guān)文件要求，為提高農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展水平和保障國家糧食安全而開展的一項工作。《國務(wù)院關(guān)于建立糧食生產(chǎn)功能區(qū)和重要農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)保護(hù)區(qū)的指導(dǎo)意見》提出，在廣西規(guī)劃建設(shè)糖料蔗保護(hù)區(qū)1 150 萬畝。廣西是全國最大的糖料蔗種植區(qū)，種植面積和食糖產(chǎn)量均占全國60%左右，連續(xù)26個榨季居全國第一位，食糖銷量占全國跨省貿(mào)易量的80%左右。因此，廣西糖料蔗生產(chǎn)保護(hù)區(qū)劃定工作是貫徹落實(shí)國家有關(guān)工作部署，實(shí)施“藏糧于地、藏糧于技”戰(zhàn)略的重要舉措。在“兩區(qū)”劃定過程中，往往對技術(shù)方法研究不深入，對劃定方法理解有偏差，從而導(dǎo)致劃定工作效率不高；另一方面在劃定前期的數(shù)據(jù)準(zhǔn)備階段，忽視數(shù)據(jù)的整合分析，從而導(dǎo)致劃定質(zhì)量不高。本文對廣西糖料蔗生產(chǎn)保護(hù)區(qū)劃定的關(guān)鍵技術(shù)方法進(jìn)行研究，利用已有的數(shù)據(jù)進(jìn)行前期的整合分析，為達(dá)到高效、精準(zhǔn)完成“兩區(qū)”劃定工作提供參考依據(jù)。

1 廣西糖料蔗生產(chǎn)保護(hù)區(qū)的劃定條件

以永久基本農(nóng)田為基礎(chǔ)，結(jié)合農(nóng)村土地承包經(jīng)營權(quán)確權(quán)登記成果、高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)等情況，選擇相對集中連片、四至清晰的耕地，綜合確定劃區(qū)范圍和劃定面積。平原區(qū)相對集中連片面積原則上不低于500 畝，丘陵區(qū)相對集中連片面積原則上不低于50 畝，山區(qū)相對集中連片面積原則上不低于10 畝。耕地坡度原則上不超過15°，原則上應(yīng)選擇永久基本農(nóng)田范圍內(nèi)具有糧棉油糖膠種植傳統(tǒng)、播種面積基本穩(wěn)定或具備較好的糧食生產(chǎn)能力、生態(tài)環(huán)境良好的集中連片耕地。因生產(chǎn)建設(shè)或自然災(zāi)害嚴(yán)重?fù)p毀且不能恢復(fù)耕種的耕地、受重金屬污染物或其他有毒有害物質(zhì)污染較嚴(yán)重且未列入治理規(guī)劃的耕地等不得劃入“兩區(qū)”劃定范圍。

2 廣西糖料蔗生產(chǎn)保護(hù)區(qū)劃定關(guān)鍵技術(shù)方法

基于永久基本農(nóng)田劃定成果，結(jié)合廣西數(shù)字高程模型、廣西第一次全國地理國情普查甘蔗圖層成果數(shù)據(jù)、廣西優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)高糖（簡稱“雙高”）糖料蔗基地數(shù)據(jù)、農(nóng)村土地承包經(jīng)營權(quán)確權(quán)登記成果數(shù)據(jù)、近期高分衛(wèi)星影像以及廣西統(tǒng)一航飛成果數(shù)據(jù)、優(yōu)勢農(nóng)產(chǎn)品區(qū)域布局、高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田等成果和種植業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整等規(guī)劃資料，對集成數(shù)據(jù)進(jìn)行前期處理、疊加分析，初步形成工作底圖范圍。在實(shí)際劃定過程中，如何快速、準(zhǔn)確形成工作底圖以及劃定成果，關(guān)鍵技術(shù)為工作底圖制作。工作底圖制作流程如圖1。

圖1 廣西糖料蔗生產(chǎn)保護(hù)區(qū)工作底圖制作流程

首先將海量的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、轉(zhuǎn)換，根據(jù)不用的數(shù)據(jù)特性進(jìn)行分類處理、疊加分析，提取有效圖層，確定符合劃定條件的區(qū)域，疊加農(nóng)村土地承包經(jīng)營權(quán)確權(quán)登記成果數(shù)據(jù)確定有效地塊、片塊。詳細(xì)步驟如下：（1）針對數(shù)據(jù)格式不統(tǒng)一的問題，解決辦法為先將收集回來數(shù)據(jù)，進(jìn)行統(tǒng)一轉(zhuǎn)換格式，進(jìn)行前期數(shù)據(jù)矢量化處理，保證后期數(shù)據(jù)整合、分析的有效性。（2）針對各行各業(yè)收集回來的數(shù)據(jù)成果坐標(biāo)不統(tǒng)一的問題，在數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換后，首先將矢量數(shù)據(jù)進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換成國家2 000坐標(biāo)系。按照統(tǒng)一的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，有利于后期圖層間的匹配校正。（3）以永久基本農(nóng)田成果數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，從廣西數(shù)字高程模型數(shù)據(jù)提取坡度數(shù)據(jù)，進(jìn)行坡度計算、圖層提取，獲取坡度圖層，篩選出坡度小于15°的區(qū)域；從廣西第一次全國地理國情普查數(shù)據(jù)中提取甘蔗圖層，形成糖料蔗種植分布圖層。對整理的數(shù)據(jù)進(jìn)行疊加分析、信息提取，形成適宜劃定糖料蔗生產(chǎn)保護(hù)區(qū)區(qū)域。（4）廣西糖業(yè)實(shí)施高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)，即“雙高”糖料蔗基地建設(shè)，廣西“兩區(qū)”劃定方案要求“雙高”基地必須全部劃入糖料蔗生產(chǎn)保護(hù)區(qū)，整理相關(guān)地塊、邊界等圖層；同時將其他種植業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整等規(guī)劃資料提取規(guī)劃邊界、有效圖層。以適宜劃定糖料蔗生產(chǎn)保護(hù)區(qū)區(qū)域為基礎(chǔ)，疊加“雙高”基地圖層以及其他參考數(shù)據(jù)圖層進(jìn)行分析，核實(shí)高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)數(shù)據(jù)是否納入保護(hù)區(qū)范圍，其他涉及規(guī)劃數(shù)據(jù)以及不宜劃入保護(hù)區(qū)的區(qū)域數(shù)據(jù)是否與其沖突，對沖突部分加以剔除，進(jìn)行數(shù)據(jù)整合、分析，形成符合劃定糖料蔗生產(chǎn)保護(hù)區(qū)條件的區(qū)域。（5）以符合劃定糖料蔗生產(chǎn)保護(hù)區(qū)條件的區(qū)域為基礎(chǔ)，疊加農(nóng)村土地承包經(jīng)營權(quán)確權(quán)登記成果數(shù)據(jù)，在空間范圍預(yù)分析的基礎(chǔ)上，勾繪出片塊、地塊的初始邊界；對不涉及確權(quán)的邊界，將其設(shè)定為重點(diǎn)區(qū)域邊界。同時，將數(shù)據(jù)疊加到高分衛(wèi)星影像或者廣西統(tǒng)一航飛成果數(shù)據(jù)上，根據(jù)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的矢量圖層邊界和影像上耕地地塊的幾何特征，進(jìn)行人工判讀和綜合分析，通過影像判別、內(nèi)業(yè)勾畫、數(shù)據(jù)整理，形成糖料蔗生產(chǎn)保護(hù)區(qū)工作底圖。

3 適宜劃定糖料蔗生產(chǎn)保護(hù)區(qū)區(qū)域技術(shù)研究

由于“兩區(qū)”劃定條件設(shè)定的時候，未充分考慮糖料蔗種植特性和地方實(shí)際地形地貌情況。因種植結(jié)構(gòu)調(diào)整等諸多因素，廣西不少現(xiàn)有的蔗區(qū)是在開發(fā)利用旱坡地、荒坡地形成的，這當(dāng)中有一部分已建成高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田，這些蔗區(qū)未列為永久基本農(nóng)田，所以在實(shí)際劃定當(dāng)中，有一定比例的保護(hù)區(qū)范圍不在永久基本農(nóng)田范圍內(nèi)。在適宜區(qū)域技術(shù)研究的時候需要充分考慮，具體如下：（1）提取廣西第一次全國地理國情普查數(shù)據(jù)中提取甘蔗圖層，該數(shù)據(jù)時效性是至2015年，該數(shù)據(jù)覆蓋全區(qū)糖料蔗種植區(qū)域，種植區(qū)域包括在永久基本農(nóng)田范圍和非永久基本農(nóng)田范圍；再結(jié)合每年的國情監(jiān)測數(shù)據(jù)，形成糖料蔗種植現(xiàn)狀分布區(qū)域；（2）以永久基本農(nóng)田數(shù)據(jù)為劃定底圖，疊加糖料蔗種植現(xiàn)狀分布區(qū)域進(jìn)行空間分析，數(shù)據(jù)整合、合并，獲取連片面積大于50 畝的圖層數(shù)據(jù)，得到種植在永久基本農(nóng)田范圍內(nèi)和永久基本農(nóng)田范圍外兩個區(qū)域圖層；（3）結(jié)合數(shù)字高程模型數(shù)據(jù)，提取坡度圖層，進(jìn)行疊加分析得到15°以下區(qū)域；（4）綜合以上形成適宜劃定糖料蔗生產(chǎn)保護(hù)區(qū)區(qū)域如圖2所示。

圖2 適宜劃定糖料蔗生產(chǎn)保護(hù)區(qū)區(qū)域

4 符合劃定糖料蔗生產(chǎn)保護(hù)區(qū)條件區(qū)域快速形成工作底圖

（1）以適宜劃定糖料蔗生產(chǎn)保護(hù)區(qū)區(qū)域為基礎(chǔ)，結(jié)合已建成和規(guī)劃建設(shè)的“雙高”基地，納入保護(hù)區(qū)范圍，進(jìn)行數(shù)據(jù)套合；（2）剔除因生產(chǎn)建設(shè)或自然災(zāi)害嚴(yán)重?fù)p毀且不能恢復(fù)耕種的耕地、受重金屬污染物或其他有毒有害物質(zhì)污染較嚴(yán)重的區(qū)域以及用作其他規(guī)劃用途的區(qū)域，形成符合劃定糖料蔗生產(chǎn)保護(hù)區(qū)條件區(qū)域如圖3所示；（3）以劃定糖料蔗生產(chǎn)保護(hù)區(qū)條件區(qū)域，結(jié)合已進(jìn)行的農(nóng)村土地承包經(jīng)營權(quán)確權(quán)登記成果數(shù)據(jù)，進(jìn)行疊加分析；針對農(nóng)林牧場未進(jìn)行確權(quán)以及不在永久基本農(nóng)田范圍內(nèi)的部分，基于高分衛(wèi)星影像以及統(tǒng)一航飛影像進(jìn)行疊加，通過建立糖料蔗種植區(qū)遙感樣本庫，基于機(jī)器學(xué)習(xí)糖料蔗種植區(qū)遙感信息自動識別的方式，可以快速獲取地塊勾畫；針對無法識別的部分，結(jié)合人工判別的方式進(jìn)行內(nèi)業(yè)勾繪，形成完整的地塊、片塊信息，最終形成工作底圖如圖4所示。

圖3 符合劃定糖料蔗生產(chǎn)保護(hù)區(qū)條件區(qū)域

圖4 工作底圖

5 應(yīng)用實(shí)例

在實(shí)際劃定中，根據(jù)該方法，以廣西扶綏縣為例，扶綏縣是廣西糖料蔗主產(chǎn)區(qū)之一，也是糖料蔗生產(chǎn)保護(hù)區(qū)劃定的廣西試點(diǎn)縣，近三年平均每年糖料蔗種植基本穩(wěn)定在100 萬畝左右，在保護(hù)區(qū)劃定中任務(wù)為110 萬畝。該縣地形地貌較為典型，地形地貌覆蓋丘陵、山地、平原，也是喀斯特地貌的地區(qū)，地形復(fù)雜，劃定難度大。為順利完成該縣劃定任務(wù)，采用以永久基本農(nóng)田數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，結(jié)合廣西數(shù)字高程模型、廣西第一次全國地理國情普查甘蔗圖層成果數(shù)據(jù)、“雙高”糖料蔗基地數(shù)據(jù)、農(nóng)村土地承包經(jīng)營權(quán)確權(quán)登記成果數(shù)據(jù)、近期高分衛(wèi)星影像以及廣西統(tǒng)一航飛成果數(shù)據(jù)、“雙高”基地數(shù)據(jù)以及相關(guān)的規(guī)劃等參考資料，對集成大數(shù)據(jù)進(jìn)行前期處理、疊加分析，高效、精準(zhǔn)地完成工作底圖，形成保護(hù)區(qū)成果，為廣西提前一年完成任務(wù)提供有力的支撐。扶綏縣糖料蔗生產(chǎn)保護(hù)區(qū)劃定工作底圖成果如圖5所示。

圖5 扶綏縣糖料蔗生產(chǎn)保護(hù)區(qū)劃定工作底圖成果

6 結(jié)語

在“兩區(qū)”劃定工作當(dāng)中，基礎(chǔ)性數(shù)據(jù)格式、數(shù)學(xué)基礎(chǔ)轉(zhuǎn)換是前提，高效、準(zhǔn)確形成工作底圖是關(guān)鍵，通過實(shí)際應(yīng)用，提出關(guān)鍵技術(shù)的方法，為后期全面完成“兩區(qū)”劃定工作提供參考，同時為以后“兩區(qū)”劃定的建設(shè)、管護(hù)、更新提供思路。