基于GIS的耕地質(zhì)量等別更新研究
——以東港市為例

高愛東， 叢明珠， 葛石冰， 張峰松， 顧 楊

(1.東港市土地整理中心，遼寧東港 118300；2.江蘇蘇地源土地整理規(guī)劃設(shè)計(jì)有限公司， 江蘇南京 210029)

基于GIS的耕地質(zhì)量等別更新研究

——以東港市為例

高愛東1， 叢明珠2， 葛石冰2， 張峰松2， 顧 楊2

(1.東港市土地整理中心，遼寧東港 118300；2.江蘇蘇地源土地整理規(guī)劃設(shè)計(jì)有限公司， 江蘇南京 210029)

摘要根據(jù)東港市2011年耕地質(zhì)量成果和2013年土地利用現(xiàn)狀數(shù)，全面掌握2012和2013年耕地現(xiàn)狀變化及耕地質(zhì)量建設(shè)引起的耕地質(zhì)量等別變化情況；利用GIS的數(shù)據(jù)處理和顯示功能，將東港市耕地質(zhì)量成果更新到2013年。基于GIS的耕地質(zhì)量等別更新方法，提高了耕地質(zhì)量等別更新的工作效率和數(shù)據(jù)精度，可以保持耕地質(zhì)量數(shù)據(jù)的現(xiàn)勢(shì)性，為開展相關(guān)工作提供依據(jù)。

關(guān)鍵詞地理信息系統(tǒng)；耕地保護(hù)；東港市

新時(shí)期的耕地保護(hù)已從注重?cái)?shù)量保護(hù)發(fā)展為數(shù)量和質(zhì)量雙重保護(hù)，及時(shí)掌握耕地質(zhì)量情況是開展耕地質(zhì)量管控的重要前提。近年來，GIS技術(shù)與專業(yè)模型和數(shù)學(xué)方法的集成，推動(dòng)了土地資源的評(píng)價(jià)、管理和使用[1-3]。我國(guó)土地評(píng)價(jià)系統(tǒng)起步較晚，1996年農(nóng)業(yè)部頒發(fā)的《全國(guó)耕地類型區(qū)、耕地地力等級(jí)劃分》，依據(jù)耕地的年單產(chǎn)水平，將全國(guó)分為7個(gè)類型區(qū)、10個(gè)耕地地力等級(jí)。2002年，我國(guó)制定了耕地地力調(diào)查與質(zhì)量評(píng)價(jià)技術(shù)規(guī)程，注重調(diào)查耕地地力和耕地環(huán)境狀況，使耕地評(píng)價(jià)更趨規(guī)范[4]。隨著“3S”技術(shù)的廣泛應(yīng)用[5-6]，一系列耕地評(píng)價(jià)系統(tǒng)日趨成熟[7]。全國(guó)耕地地力等級(jí)數(shù)據(jù)指標(biāo)體系和管理系統(tǒng)、耕地土壤養(yǎng)分指標(biāo)和管理系統(tǒng)等評(píng)價(jià)系統(tǒng)的應(yīng)用[8]，以及《農(nóng)用地質(zhì)量分等規(guī)程》[9]《農(nóng)用地質(zhì)量分等數(shù)據(jù)庫標(biāo)準(zhǔn)》[10]《耕地等別年度監(jiān)測(cè)評(píng)價(jià)技術(shù)手冊(cè)》等相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的日趨完善，我國(guó)的耕地質(zhì)量檢測(cè)逐步走上了精確化、信息化、科學(xué)化的道路。筆者利用GIS的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、分析、顯示等功能，以東港市為例，對(duì)耕地質(zhì)量進(jìn)行了更新，為及時(shí)獲取耕地質(zhì)量信息提供了便捷的方法，能夠?yàn)闁|港市耕地質(zhì)量管控提供依據(jù)。

1數(shù)據(jù)來源與研究方法

1.1研究區(qū)概況東港市(123°22′30″～124°22′30″E、39°45′～40°15′N)位于遼東半島東部，黃海北岸，與朝鮮一衣帶水，沿江、沿海、臨港，是我國(guó)萬里黃金海岸線最北端的新興港口城市。地勢(shì)北高南低，呈階梯狀分布，北部為低山丘陵，西北部黑溝鎮(zhèn)的城山海拔585.8m，為境內(nèi)最高山。中部、南部分別為波狀平原和沿海灘涂。江岸、海岸為堆積地形，江岸線長(zhǎng)29.3km，海岸線長(zhǎng)93.5km。海岸線近岸灘涂土質(zhì)深厚、底棲生物豐富。

東港市屬于中溫帶大陸性濕潤(rùn)季風(fēng)氣候，由于受黃海影響，又兼有海洋性氣候特點(diǎn)，冬無嚴(yán)寒，夏無酷暑，四季分明，雨熱同季，適合多種農(nóng)作物生長(zhǎng)。年均氣溫8.1～9.5 ℃，年降水量為940mm左右，集中在6～9月份。無霜期168～199d，全年日照時(shí)數(shù)平均2 484.3h。

東港市土壤具有明顯的地帶性垂直分異規(guī)律。北部低山區(qū)以棕壤為主，中南部平原區(qū)以草甸土、水稻土為主，南部沿海地帶以鹽漬土、沼澤土為主。全市植被資源豐富，低山丘陵植被以落葉闊葉林為主，沖積平原植被以各類雜草為主，潮間帶植被以蘆葦、堿蓬為主；北部低山丘陵地區(qū)盛產(chǎn)蘋果、梨、桃、草莓、板栗等干鮮果共130余種。

根據(jù)東港市2011年耕地質(zhì)量成果，全市耕地總面積98 364hm2，其中水田55 687hm2，水澆地695hm2，旱地41 982hm2。全市耕地國(guó)家自然等以10等為主，占耕地總面積81%；耕地國(guó)家利用等以11等為主，占耕地總面積的61%；耕地國(guó)家經(jīng)濟(jì)等以11等為主，占耕地總面積的68%。

1.2數(shù)據(jù)來源基礎(chǔ)數(shù)據(jù)主要在東港市相關(guān)部門收集，其中2011年耕地質(zhì)量數(shù)據(jù)、2011年變更數(shù)據(jù)、2013年變更數(shù)據(jù)以及2011～2013年實(shí)施的農(nóng)用地整理項(xiàng)目相關(guān)數(shù)據(jù)主要從東港市國(guó)土資源部門收集；2011～2013年實(shí)施的農(nóng)業(yè)綜合開發(fā)項(xiàng)目數(shù)據(jù)主要從東港市農(nóng)業(yè)部門收集；2011～2013年實(shí)施的農(nóng)田水利項(xiàng)目數(shù)據(jù)主要從東港市水利部門收集。

1.3技術(shù)路線和研究方法

1.3.1技術(shù)路線。依據(jù)東港市2011和2013年度土地變更調(diào)查數(shù)據(jù)，核定耕地現(xiàn)狀變化圖斑(包括建設(shè)占用、災(zāi)害損毀、農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、生態(tài)退耕等原因減少的耕地圖斑和土地復(fù)墾開發(fā)、農(nóng)民自主開發(fā)、農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整或其他原因新增的耕地圖斑，下同)，以2012和2013年驗(yàn)收合格后的土地整治、農(nóng)業(yè)綜合開發(fā)、農(nóng)田水利建設(shè)等項(xiàng)目資料核定耕地質(zhì)量建設(shè)圖斑，將耕地現(xiàn)狀變化圖斑與耕地質(zhì)量建設(shè)圖斑合并后制作耕地質(zhì)量等別更新評(píng)價(jià)工作底圖，在2011年耕地質(zhì)量成果的基礎(chǔ)上，利用GIS提供的空間數(shù)據(jù)分析工具對(duì)耕地現(xiàn)狀變化及耕地質(zhì)量建設(shè)等突變性因素引起的耕地質(zhì)量等別變化進(jìn)行更新評(píng)價(jià)，形成基于2013年土地利用現(xiàn)狀數(shù)據(jù)的耕地質(zhì)量成果。

1.3.2研究方法

1.3.2.1空間分析法。此次耕地質(zhì)量等別更新需要對(duì)不同區(qū)域的耕地質(zhì)量進(jìn)行更新，利用GIS的空間疊加分析功能，將耕地減少圖層、耕地增加圖層、耕地質(zhì)量建設(shè)圖層與2013年的耕地現(xiàn)狀圖層進(jìn)行疊加分析，獲取對(duì)應(yīng)的耕地質(zhì)量信息，完成耕地質(zhì)量數(shù)據(jù)更新。

1.3.2.2綜合評(píng)價(jià)法。對(duì)于未開展耕地質(zhì)量評(píng)價(jià)的新增耕地或質(zhì)量建設(shè)耕地，需要根據(jù)耕地的標(biāo)準(zhǔn)耕作制度分區(qū)、生產(chǎn)潛力指數(shù)、產(chǎn)量比以及有效土層厚度、表層土壤質(zhì)地、土壤有機(jī)質(zhì)含量、地形坡度等評(píng)價(jià)因素，進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，確定耕地質(zhì)量信息。

1.3.2.3計(jì)量分析法。借助GIS、SPSS等軟件，對(duì)耕地質(zhì)量評(píng)價(jià)的因子進(jìn)行定量分析。通過計(jì)量分析法確定各耕地地塊的自然等、利用等和經(jīng)濟(jì)等指數(shù)，進(jìn)而確定各耕地地塊的質(zhì)量等別。

2結(jié)果與分析

2.1收集更新評(píng)價(jià)所需資料需要收集資料主要包括東港市耕地質(zhì)量等別補(bǔ)充完善成果(即2011年耕地質(zhì)量成果)、土地變更調(diào)查數(shù)據(jù)庫(2011和2013年)、土地整治項(xiàng)目資料、農(nóng)業(yè)綜合開發(fā)、農(nóng)田水利建設(shè)等項(xiàng)目資料。

2.2制作工作底圖將以2011年土地變更調(diào)查數(shù)據(jù)為底圖完成的耕地質(zhì)量等別圖與2013年土地利用現(xiàn)狀圖的耕地圖層進(jìn)行疊加，提取2012～2013年的減少耕地圖斑和新增耕地圖斑；整理2012和2013年驗(yàn)收合格的土地整治、農(nóng)業(yè)綜合開發(fā)、農(nóng)田水利建設(shè)等項(xiàng)目資料，并將項(xiàng)目范圍與2013年土地利用現(xiàn)狀圖的耕地圖層進(jìn)行疊加，以不打破耕地圖斑為原則提取質(zhì)量建設(shè)耕地圖斑；將減少耕地圖斑、新增耕地圖斑、質(zhì)量建設(shè)耕地圖斑合并后，以耕地圖斑為分等單元，形成更新評(píng)價(jià)工作底圖。當(dāng)減少耕地圖斑、新增耕地圖斑與質(zhì)量建設(shè)耕地圖斑有重疊時(shí)，刪除質(zhì)量建設(shè)耕地圖斑，保留減少耕地圖斑或新增耕地圖斑。

2.3獲取耕地質(zhì)量等別信息

2.3.1獲取減少耕地圖斑和質(zhì)量建設(shè)耕地圖斑建設(shè)前的等別信息。將更新評(píng)價(jià)工作底圖與耕地質(zhì)量等別補(bǔ)充完善成果進(jìn)行圖形疊加，讀取減少耕地圖斑和質(zhì)量建設(shè)耕地圖斑建設(shè)前的等別信息。

2.3.2獲取新增耕地圖斑和質(zhì)量建設(shè)耕地圖斑建設(shè)后的等別信息。新增耕地和耕地質(zhì)量建設(shè)已開展耕地質(zhì)量等別評(píng)定且符合要求的，從耕地質(zhì)量等別評(píng)定成果中直接獲取耕地質(zhì)量等別信息。新增耕地和耕地質(zhì)量建設(shè)未開展耕地質(zhì)量等別評(píng)定的，通過項(xiàng)目資料、外業(yè)補(bǔ)充調(diào)查獲取相關(guān)屬性信息，按照《農(nóng)用地質(zhì)量分等規(guī)程》要求，進(jìn)行耕地質(zhì)量等別評(píng)定，形成耕地等別信息，相應(yīng)地更新分等因素分值圖。

2.4更新耕地質(zhì)量等別數(shù)據(jù)將2013年土地利用現(xiàn)狀圖的耕地圖層，與耕地質(zhì)量等別補(bǔ)充完善成果中的等別圖、耕地質(zhì)量等別更新評(píng)價(jià)成果圖進(jìn)行疊加，獲取耕地圖斑的質(zhì)量等別評(píng)定屬性數(shù)據(jù)，形成東港市2013年度耕地質(zhì)量自然等、利用等和經(jīng)濟(jì)等別圖。統(tǒng)計(jì)各等別耕地面積(表1)，生成等別圖件。

表1東港市2013耕地質(zhì)量等別情況統(tǒng)計(jì)

Table1StatisticsofcultivatedlandqualitygradeinDonggangCityin2013

hm2

3結(jié)語

該研究利用GIS強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理、空間分析、圖形輸出等功能，對(duì)耕地質(zhì)量底圖、耕地質(zhì)量變化圖層、耕地現(xiàn)狀圖層進(jìn)行疊加分析、輸出，完成耕地質(zhì)量的更新工作。將GIS引入耕地質(zhì)量等別更新評(píng)價(jià)大大提高了耕地質(zhì)量等別更新的工作效率和數(shù)據(jù)精度，利用GIS進(jìn)行耕地質(zhì)量等別數(shù)據(jù)庫建設(shè)，能夠便于耕地質(zhì)量數(shù)據(jù)的儲(chǔ)存和管理。隨著GIS的不斷發(fā)展，必將引導(dǎo)耕地質(zhì)量等別評(píng)定和更新的理論方法不斷創(chuàng)新，提高耕地質(zhì)量等別評(píng)定的科學(xué)性和實(shí)用性。

為更好地保持耕地質(zhì)量數(shù)據(jù)的現(xiàn)勢(shì)性，應(yīng)進(jìn)一步推進(jìn)計(jì)算機(jī)技術(shù)在耕地質(zhì)量等別更新中的應(yīng)用，推進(jìn)耕地質(zhì)量等別更新信息系統(tǒng)建設(shè)，以便簡(jiǎn)化耕地質(zhì)量等別更新工作流程，提高數(shù)據(jù)精度；完善耕地質(zhì)量等別管理制度，建議在土地利用變更數(shù)據(jù)庫中增加耕地質(zhì)量信息，實(shí)現(xiàn)耕地質(zhì)量變更與土地利用年度變更同步開展。

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StudyonCultivatedLandQualityGradeUpdatingBasedonGIS—ACaseStudyofDonggangCity

GAOAi-dong1,CONGMing-zhu2,GEShi-bing2etal

(1.DonggangLandConsolidationCenter,Donggang,Liaoning118300; 2.JiangsuSudiyuanLandConsolidationPlanandDesignCo.Ltd.,Nanjing,Jiangsu210029)

AbstractAccording to cultivated land quality in Donggang City in 2011 and land use status in 2013, the change of cultivated land quality and quality grade in 2012 and 2013 was comprehensively grasped. Using GIS data processing and display function, the results of arable land quality of Donggang City were updated to 2013. Based on GIS method, the updating efficiency and data precision were improved, which can maintain current quality data of cultivated land and provide referenece for carrying out related work.

Key wordsGIS; Cultivated land protection; Donggang City

作者簡(jiǎn)介高愛東(1961- )，男，遼寧東港人，工程師，從事土地資源管理、土地綜合整治研究。

收稿日期2016-03-28

中圖分類號(hào)F 323.24

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A

文章編號(hào)0517-6611(2016)12-277-02