李萍 李金亮 李夕明

摘 要：耕地質(zhì)量等別評(píng)價(jià)為核定農(nóng)用地生產(chǎn)潛力提供了科學(xué)依據(jù)和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，不僅有利于進(jìn)一步規(guī)范農(nóng)用地流轉(zhuǎn)行為，而且實(shí)現(xiàn)了耕地保護(hù)由單純依據(jù)數(shù)量向質(zhì)、量、生態(tài)三方并重的轉(zhuǎn)變。該文以埇橋區(qū)耕地分等和土地利用變更調(diào)查數(shù)據(jù)庫(kù)為基礎(chǔ)，在分析了2018年間埇橋區(qū)引起耕地質(zhì)量等別變化的耕地增加、減少以及耕地質(zhì)量建設(shè)信息的提取方法的基礎(chǔ)上，確定了耕地質(zhì)量等別更新的技術(shù)路線和方法;運(yùn)用ArcGIS軟件對(duì)各類耕地質(zhì)量變化情況匯總分析后進(jìn)行了耕地質(zhì)量等別的更新和評(píng)價(jià)，并上圖入庫(kù)，形成了年度更新評(píng)價(jià)成果。

關(guān)鍵詞：ArcGIS;耕地質(zhì)量;等別更新;評(píng)價(jià)

中圖分類號(hào) P208文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A文章編號(hào) 1007-7731（2019）20-0088-04

Abstract：The evaluation of cultivated land quality provides scientific basis and technical standards for the verification of agricultural land productivity potential. It is not only conducive to further standardizing the transfer behavior of agricultural land， but also realizes the transformation of cultivated land protection from a simple basis of quantity to a combination of quality， quantity and ecology. Based on the database of cultivated land classification and land use change investigation in Yongqiao District，the ArcGIS software is used to analyze the changes of various types of cultivated land quality and then update and evaluate the quality of cultivated land， and above map is put into the warehouse to form the annual update evaluation results.

Key words：ArcGIS;Agricultural land quality;GradeUpdating;Evaluating

開展耕地質(zhì)量等別年度更新評(píng)價(jià)是制定實(shí)施耕地保護(hù)政策的有力抓手。了解并掌握年度內(nèi)耕地質(zhì)量等別變化情況，實(shí)現(xiàn)耕地質(zhì)量等別的動(dòng)態(tài)更新，保證耕地質(zhì)量等別地圖數(shù)據(jù)的現(xiàn)勢(shì)性和準(zhǔn)確性[1]，可以為制定相關(guān)的耕地保護(hù)政策提供理論依據(jù)和數(shù)據(jù)支持，同時(shí)也是土地資源基礎(chǔ)性數(shù)據(jù)庫(kù)的重要內(nèi)容，服務(wù)于土地資源日常管工作。當(dāng)前，我國(guó)學(xué)者已對(duì)農(nóng)用地分等理論技術(shù)以及其指標(biāo)和方法領(lǐng)域開展了很多的研究[2-5]。耕地利用現(xiàn)狀改變和耕地質(zhì)量建設(shè)是引起耕地質(zhì)量等別變化的重要因素。

本文以《農(nóng)用地分等數(shù)據(jù)庫(kù)標(biāo)準(zhǔn)》為依據(jù)，以宿州市埇橋區(qū)原有耕地分等和土地利用變更數(shù)據(jù)庫(kù)為基礎(chǔ)，建立科學(xué)的、符合實(shí)際的耕地質(zhì)量評(píng)價(jià)方法，探索在ArcGIS軟件環(huán)境下，2018年度宿州市埇橋區(qū)因耕地增減變化和耕地提質(zhì)改造建設(shè)而引起的耕地質(zhì)量等別變化情況，并進(jìn)行了更新評(píng)價(jià)[6]。

1 技術(shù)路線

分析年度內(nèi)引起耕地質(zhì)量變化的原因，搜集2017—2018年耕地增減變化和質(zhì)量建設(shè)相關(guān)資料，以2017年度耕地質(zhì)量等別補(bǔ)充完善成果為基礎(chǔ)，在ArcGIS軟件平臺(tái)上制作更新評(píng)價(jià)底圖，以《農(nóng)用地質(zhì)量分等規(guī)程》（GB/T28407-2012）[[7]]（以下簡(jiǎn)稱《規(guī)程》）為依據(jù)，進(jìn)行分等計(jì)算。計(jì)算耕地質(zhì)量等別中選取9個(gè)重要的影響因子作為分等因素，分別計(jì)算獲取自然質(zhì)量等別、利用等別和經(jīng)濟(jì)等別，得出年度更新數(shù)據(jù)包，并實(shí)現(xiàn)耕地質(zhì)量等別數(shù)據(jù)庫(kù)的更新[6]（見圖1）。

2 資料收集

引起耕地質(zhì)量增減變化的原因，主要有城鎮(zhèn)建設(shè)占地、災(zāi)害破壞、耕地提質(zhì)改造項(xiàng)目、新增耕地項(xiàng)目等。因此，2017年度耕地質(zhì)量等別更新評(píng)價(jià)工作，需要收集埇橋區(qū)2017—2018年度內(nèi)驗(yàn)收的各類土地整治項(xiàng)目資料，詳見表1。

3 技術(shù)方法

3.1 制作年度更新評(píng)價(jià)工作底圖 根據(jù)各類耕地質(zhì)量增減變化時(shí)原因，將其分為以下3類：耕地新增圖斑、耕地減少圖斑、耕地提質(zhì)改造圖斑。采用增量數(shù)據(jù)包提取法制作年度更新評(píng)價(jià)工作底圖，具體步驟如下：

3.1.1 搜集并提取耕地新增類圖斑 從2017年度埇橋區(qū)土地變更調(diào)查成果中獲取增量數(shù)據(jù)包，從中提取耕地面積增加圖斑。宿州市新增耕地來(lái)源主要為以下3類：耕地凈面積增加、土地開發(fā)復(fù)墾、農(nóng)民自主開發(fā)。

3.1.2 搜集并提取耕地減少類圖斑 從2017年土地變更調(diào)查增量數(shù)據(jù)包中提取耕地面積減少的圖斑。宿州市耕地面積減少主要原因?yàn)橐韵?類：耕地凈面積減少、災(zāi)害損毀、建設(shè)占用。

3.1.3 搜集并整理耕地提質(zhì)改造類圖斑 2017年宿州市耕地質(zhì)量建設(shè)項(xiàng)目來(lái)源為以下3類：農(nóng)田水利建設(shè)項(xiàng)目、土地整治項(xiàng)目、農(nóng)業(yè)綜合開發(fā)等項(xiàng)目。搜集獲取耕地提質(zhì)改造項(xiàng)目資料，如項(xiàng)目紅線范圍、面積大小、質(zhì)量等別等信息，并賦值到相應(yīng)圖層;將耕地提質(zhì)改造層與地類圖斑層疊加相交，從耕地圖斑層中提取耕地質(zhì)量建設(shè)項(xiàng)目區(qū)所對(duì)應(yīng)的圖斑。

3.1.4 圖斑合并，制作工作底圖 將以上經(jīng)整理后得到的耕地新增圖斑、耕地減少圖斑和耕地提質(zhì)改造圖斑在ArcGIS軟件平臺(tái)上整合合并，作為更新評(píng)價(jià)工作底圖。選擇減少耕地圖斑進(jìn)行平差，首選已破的圖斑。平差時(shí)注意：對(duì)于單個(gè)圖斑而言，平差后要保證TBDLMJ≤TBMJ，避免出現(xiàn)TBDLMJ>TBMJ的現(xiàn)象。

3.2 等別信息的繼承和計(jì)算 （1）面積減少類和提質(zhì)改造類建設(shè)前耕地圖斑，繼承往年等別信息。根據(jù)繼承性原則，充分利用已驗(yàn)收的2017年耕地質(zhì)量補(bǔ)充完善成果，與以上得出的工作底圖疊加，讀取繼承面積減少類耕地圖斑和質(zhì)量建設(shè)前耕地的往年等別信息。（2）面積增加類和提質(zhì)改造建設(shè)后耕地圖斑，計(jì)算等別信息。新增耕地面積增加項(xiàng)目和質(zhì)量建設(shè)項(xiàng)目已驗(yàn)收并開展耕地質(zhì)量等別評(píng)定的，從驗(yàn)收資料中直接獲取等別信息;未進(jìn)行耕地質(zhì)量評(píng)定的，根據(jù)《農(nóng)用地質(zhì)量分等規(guī)程》（GB/T28407-2012），按照以下方法進(jìn)行等別計(jì)算[[8]]。

3.3 分等計(jì)算 根據(jù)《規(guī)程》附錄中農(nóng)用地分等推薦的分等因素因子指標(biāo)體系，參照安徽省國(guó)土資源廳下發(fā)的農(nóng)用地分等實(shí)施方案以及埇橋區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的實(shí)際情況，確定埇橋區(qū)耕地分等的指標(biāo)體系和分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。主要指標(biāo)有以下9個(gè)分等因素，分別為：地形坡度、灌溉條件、排水條件、土壤有機(jī)質(zhì)含量、pH值、剖面構(gòu)型、障礙層深度、表層土壤質(zhì)地以及有效土層厚度。

3.3.1 自然質(zhì)量分值及自然質(zhì)量等別 以評(píng)價(jià)單元圖導(dǎo)出的單元數(shù)據(jù)庫(kù)為基礎(chǔ)，根據(jù)分等因素分值，對(duì)照大豆、玉米和小麥的記分規(guī)則庫(kù)，將9個(gè)不同的分等因素分值轉(zhuǎn)換成一個(gè)綜合分等因素質(zhì)量分，采用多因素加權(quán)平均的計(jì)算方法，得出各個(gè)評(píng)價(jià)單元指定作物的自然質(zhì)量分值。計(jì)算公式為：

在數(shù)據(jù)處理的過(guò)程中要將省級(jí)等指數(shù)轉(zhuǎn)換為國(guó)家等指數(shù)，安徽省指定參數(shù)如下：

國(guó)家級(jí)自然質(zhì)量等指數(shù)=省級(jí)自然質(zhì)量等指數(shù)×1.0796+52.8080

經(jīng)計(jì)算，埇橋區(qū)耕地自然質(zhì)量等為5個(gè)等別，即7～11等。

3.3.2 土地利用系數(shù)及利用等指數(shù) 按照各個(gè)行政村的利用系數(shù)進(jìn)行排序，最大和最小系數(shù)作為區(qū)間的極大和極小值，利用系數(shù)區(qū)間劃分為30個(gè)左右的小區(qū)間，在Excel中使用公式COUNTIF（）（例如采用函數(shù)公式：=COUNTIF（C3：C224，“<=0.5071”）-COUNTIF（C3：C224，“<=0.4971”），即可計(jì)算在區(qū)間（0.4971，0.5071）的系數(shù)出現(xiàn)頻率）來(lái)計(jì)算各個(gè)小區(qū)間內(nèi)各利用系數(shù)出現(xiàn)的頻率。依據(jù)這些頻率繪制出各個(gè)系數(shù)的總分頻率直方圖，根據(jù)直方圖的波谷位置初步確定等值區(qū)間的劃分，然后在Excel中對(duì)初步劃分好的區(qū)間使用函數(shù)（geomean）計(jì)算其幾何平均值X，函數(shù)（stdev）計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)偏差S。最后要求等值區(qū)間滿足區(qū)間的值都在（X-2S，X+2S）中，如不在區(qū)間（X-2S，X+2S）中，則往兩邊的區(qū)間里擴(kuò)，檢驗(yàn)兩邊區(qū)間中的幾何平均值X和標(biāo)準(zhǔn)偏差S。依照上面同樣的方法進(jìn)行等值區(qū)的檢驗(yàn)，往兩邊繼續(xù)延伸區(qū)間，直到滿足區(qū)間的值都在（X-2S，X+2S）中為止，而區(qū)間中所使用的利用系數(shù)都是這個(gè)區(qū)間的幾何平均值，即前面計(jì)算的（geomean）值，計(jì)算結(jié)果如表2所示[[9]]。最后把各個(gè)作物的利用系數(shù)整理成表，導(dǎo)入到村界圖中去，繪制各作物利用系數(shù)等值區(qū)圖，參加分等計(jì)算。

省級(jí)等指數(shù)向國(guó)家等指數(shù)轉(zhuǎn)換需要進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，具體轉(zhuǎn)換參數(shù)如下：

國(guó)家級(jí)利用等指數(shù)=省級(jí)自然質(zhì)量等指數(shù)×0.8140+293.580

經(jīng)計(jì)算，埇橋區(qū)耕地利用等為4個(gè)等別，即8～11等。

3.3.3 土地經(jīng)濟(jì)系數(shù)及經(jīng)濟(jì)等指數(shù) 將各個(gè)行政村以經(jīng)濟(jì)系數(shù)為指標(biāo)進(jìn)行大小排序，取1個(gè)區(qū)間，將最大系數(shù)和最小系數(shù)分別作為此區(qū)間的極大值和極小值，將此經(jīng)濟(jì)系數(shù)區(qū)間細(xì)分為30個(gè)小區(qū)間，在Excel中使用公式COUNTIF（）（例如采用函數(shù)公式：=COUNTIF（C3：C224，“<=0.5071”）-COUNTIF（C3：C224，"<=0.4971）即可計(jì)算在區(qū)間（0.4971，0.5071）的系數(shù)出現(xiàn)頻率）來(lái)計(jì)算各個(gè)小區(qū)間內(nèi)經(jīng)濟(jì)系數(shù)出現(xiàn)的頻率。依據(jù)這些頻率繪制出各個(gè)系數(shù)的總分頻率直方圖（根據(jù)直方圖的波谷位置初步確定等值區(qū)間的劃分，然后在Excel中對(duì)初步劃分好的區(qū)間使用函數(shù)（geomean）計(jì)算其幾何平均值X，函數(shù)（stdev）計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)偏差S，最后要求等值區(qū)間滿足區(qū)間的值都在（X-2S，X+2S）中，如不在區(qū)間（X-2S，X+2S）中，則往兩邊的區(qū)間里擴(kuò)，然后檢驗(yàn)兩邊區(qū)間中的幾何平均值X和標(biāo)準(zhǔn)偏差S。依照上面同樣的方法進(jìn)行等值區(qū)的檢驗(yàn)，然后往兩邊繼續(xù)延伸區(qū)間，直到滿足區(qū)間的值都在（X-2S，X+2S）中為止，而區(qū)間中所使用的利用系數(shù)和經(jīng)濟(jì)系數(shù)都是這個(gè)區(qū)間的幾何平均值，即前面計(jì)算的（geomean）值，計(jì)算結(jié)果見表3。最后把各個(gè)作物的利用系數(shù)和經(jīng)濟(jì)系數(shù)整理成表，導(dǎo)入到村界圖中去，繪制各作物經(jīng)濟(jì)系數(shù)等值區(qū)圖，參加分等計(jì)算[[10]]。

將省級(jí)自然質(zhì)量等指數(shù)轉(zhuǎn)換為國(guó)家級(jí)經(jīng)濟(jì)等指數(shù)，安徽省指定轉(zhuǎn)換參數(shù)如下：

國(guó)家級(jí)經(jīng)濟(jì)等指數(shù)=省級(jí)自然質(zhì)量等指數(shù)×1.4262+575.500

經(jīng)計(jì)算，埇橋區(qū)耕地經(jīng)濟(jì)等為4個(gè)等別，即9～12等。

3.4 年度更新數(shù)據(jù)包及數(shù)據(jù)庫(kù)

3.4.1 年度更新數(shù)據(jù)包的生成 按照更新數(shù)據(jù)包結(jié)構(gòu)定義中圖層及屬性要求，將以上年度更新評(píng)價(jià)成果匯總整理，得出年度更新數(shù)據(jù)包（見圖2）。

3.4.2 埇橋區(qū)耕地質(zhì)量等別圖的更新 從土地利用數(shù)據(jù)庫(kù)中提取耕地圖層，與年度更新評(píng)價(jià)耕地圖斑層和分等單元層分別進(jìn)行疊加分析，得出評(píng)定圖斑的質(zhì)量等別信息[11]，更新埇橋區(qū)耕地質(zhì)量等別圖（見圖3）。

3.4.3 埇橋區(qū)質(zhì)量等別數(shù)據(jù)庫(kù)的更新 根據(jù)《農(nóng)用地質(zhì)量分等數(shù)據(jù)庫(kù)標(biāo)準(zhǔn)》中對(duì)“數(shù)據(jù)庫(kù)標(biāo)準(zhǔn)”的要求，整理耕地質(zhì)量評(píng)價(jià)相關(guān)成果，利用ArcGIS軟件更新埇橋區(qū)耕地質(zhì)量等別數(shù)據(jù)庫(kù)，形成2018年度埇橋區(qū)耕地質(zhì)量等別評(píng)價(jià)的最終成果（見圖4）。

4 結(jié)果與分析

在ArcGIS軟件平臺(tái)上利用符號(hào)系統(tǒng)，以不同顏色區(qū)分顯示不同等別，能夠得到農(nóng)用地等別結(jié)果及分布情況[[2]]，并根據(jù)自然質(zhì)量等、利用等、經(jīng)濟(jì)等結(jié)果制作專題圖。

（1）自然質(zhì)量等別。經(jīng)過(guò)更新評(píng)價(jià)，全區(qū)2017年耕地等別分布在7～11等，其中8等、9等地分布較為普遍，約占92.75%;地類中，旱地所占比重最大，比重為97.80%，其余為少量的水田、水澆地。

（2）利用等別。經(jīng)過(guò)更新評(píng)價(jià)，全區(qū)2016年耕地等別分布在8～11等，其中9等、10等地分布較為普遍，約占87.61%;地類中，旱地所占比重最大，比重為97.80%，其余為少量的水田、水澆地。

（3）經(jīng)濟(jì)等別。經(jīng)過(guò)更新評(píng)價(jià)，全區(qū)2016年耕地等別分布在9～12等，其中10等、11等地分布較為普遍，約占99.20%;地類中，旱地所占比重最大，比重為97.80%，其余為少量的水田、水澆地。

5 結(jié)論

耕地質(zhì)量等別更新評(píng)價(jià)工作可以借助多種軟件實(shí)現(xiàn)。本文利用ArcGIS軟件平臺(tái)強(qiáng)大的空間分析功能、處理海量數(shù)據(jù)功能和優(yōu)秀的制圖功能，快速而準(zhǔn)確地生成耕地質(zhì)量等別年度更新數(shù)據(jù)包并更新了耕地質(zhì)量等別數(shù)據(jù)庫(kù)，實(shí)現(xiàn)了圖數(shù)結(jié)合和定向分析計(jì)算[12]，提高了農(nóng)用地分等定級(jí)工作的準(zhǔn)確性、科學(xué)性和工作效率。

參考文獻(xiàn)

[1]黃翔.基于增量包法的耕地質(zhì)量年度更新評(píng)價(jià)研究——以湖南省湘鄉(xiāng)市為例[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2016（19）：64-66.

[2]吳怡璇，呂芳.基于GIS運(yùn)用對(duì)旅順口區(qū)農(nóng)用地分等定級(jí)研究[J].中國(guó)農(nóng)業(yè)資源與區(qū)劃，2015（4）：128-133.

[3]王國(guó)林，陳玉玲.基于ArcGIS的農(nóng)用地分等數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)方法研究[J].礦山測(cè)量，2015（5）：3-6.

[4]孫博，李淑杰，黃爍秋，等.基于ArcGIS的琿春市城區(qū)土地定級(jí)研究[J].東北師大學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2017（2）：142-148.

[5]孫祥龍，涂建軍，黃九松，等.基于ArcGIS空間分析技術(shù)和農(nóng)用地分等成果劃定基本農(nóng)田——以重慶市秀山縣為例[J].西南大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2014（8）：130-135.

[6]程柱.耕地質(zhì)量等別年度更新評(píng)價(jià)研究——以湘潭縣為例[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2015（36）：315-317.

[7]GB/T28407-2012，農(nóng)用地質(zhì)量分等規(guī)程[S].2012.

[8]王力.基于GIS的耕地質(zhì)量等別更新研究[D].重慶：重慶交通大學(xué)，2015：208.

[9]安志遠(yuǎn)，董坤，李偉妙，等.農(nóng)用地分等土地經(jīng)濟(jì)系數(shù)研究淺析，合作經(jīng)濟(jì)與科技，2015（4）：43-44.

[10]王君萍，黃功文.基于GIS的鎮(zhèn)巴縣耕地質(zhì)量分等定級(jí).測(cè)繪與地理信息，2015（2）：137-140.

[11]高愛(ài)東，叢明珠，葛石冰，等.基于GIS的耕地質(zhì)量等別更新研究——以東港市為例[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2016，（12）：277-278.

[12]張燦麗，牛遂旺，王寶山.基于GIS的農(nóng)用地分等定級(jí)研究[J].河南大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2008（4）：377-381.

（責(zé)編：張宏民）