河南省耕地田坎系數(shù)的測(cè)算與使用

河南理工大學(xué)國(guó)土與測(cè)繪學(xué)院 苗 菁

河南省耕地田坎系數(shù)的測(cè)算與使用

河南理工大學(xué)國(guó)土與測(cè)繪學(xué)院 苗 菁

第二次土地調(diào)查是一項(xiàng)重大的國(guó)情國(guó)力調(diào)查，通過土地調(diào)查，獲取真實(shí)準(zhǔn)確的土地基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，準(zhǔn)確掌握耕地現(xiàn)狀，及時(shí)監(jiān)督各地耕地和基本農(nóng)田保護(hù)狀況，才能為保障國(guó)家糧食安全提供基礎(chǔ)信息支持，落實(shí)好保護(hù)耕地的基本國(guó)策。土地調(diào)查數(shù)據(jù)如果失真可能導(dǎo)致政府決策出現(xiàn)重大失誤，田坎系數(shù)測(cè)算是準(zhǔn)確獲取耕地面積的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，科學(xué)合理的做好田坎系數(shù)測(cè)算工作，對(duì)于準(zhǔn)確把握全省耕地面積，進(jìn)一步有效的利用和保護(hù)耕地具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

一、河南省田坎系數(shù)測(cè)算的主要任務(wù)

耕地中北方大于等于2米、南方大于等于1米的地坎（含耕地中的田埂、地?。┓Q為田坎。根據(jù)《第二次全國(guó)土地調(diào)查技術(shù)規(guī)程》（TD/T1014—2007）（以下簡(jiǎn)稱規(guī)程）規(guī)定，耕地坡度（地面坡度）大于2°時(shí)，可測(cè)算耕地田坎系數(shù)，用系數(shù)扣除田坎面積。

河南省耕地田坎系數(shù)測(cè)算的主要任務(wù)是：根據(jù)河南省實(shí)際，制定《河南省第二次土地調(diào)查耕地田坎系數(shù)測(cè)算實(shí)施方案》，收集有關(guān)資料，在全省范圍內(nèi)，按照耕地分布、地貌相似性等特征，以縣（市、區(qū)）為單位劃分為不同的地貌類型區(qū)，以1∶5萬(wàn)數(shù)字高程模型（DEM）生成坡度圖，利用數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)將坡度圖與土地利用現(xiàn)狀圖疊加，確定耕地坡度，按照梯田、坡地兩個(gè)類型分組，選擇樣方。進(jìn)行耕地田坎系數(shù)測(cè)算，編寫河南省耕地田坎系數(shù)測(cè)算報(bào)告，編制河南省耕地田坎系數(shù)測(cè)算樣方分布圖，建立河南省田坎系數(shù)測(cè)算數(shù)據(jù)庫(kù)。

二、河南省田坎系數(shù)測(cè)算的技術(shù)路線

在明確工作目標(biāo)基礎(chǔ)上，按照《規(guī)程》要求，利用我省行政區(qū)劃資料、地形地貌資料，進(jìn)行田坎系數(shù)測(cè)算的樣區(qū)和樣組劃分；運(yùn)用計(jì)算機(jī)技術(shù)，采用數(shù)字高程模型DEM生成坡度圖；將坡度圖與土地利用現(xiàn)狀圖進(jìn)行套合，生成調(diào)查底圖。室內(nèi)對(duì)調(diào)查底圖進(jìn)行判讀，并在調(diào)查底圖上選取樣方點(diǎn)。

選擇好樣方點(diǎn)后，野外實(shí)地量測(cè)各田坎和線狀地物的寬度和長(zhǎng)度，計(jì)算每個(gè)樣方內(nèi)的田坎面積、線狀地物面積，根據(jù)樣方面積，計(jì)算每個(gè)樣方的田坎系數(shù)。全部樣方田坎系數(shù)計(jì)算完成后，根據(jù)分組計(jì)算每組田坎系數(shù)。

三、河南省田坎系數(shù)測(cè)算的工作流程

1.確定田坎系數(shù)測(cè)定地貌類型分區(qū)。河南省處于我國(guó)地勢(shì)第二階段和第三階段的過渡地帶，故山地、丘陵與平原分界明顯，地勢(shì)總體西高東低，自西而東逐漸由山地過渡到丘陵，再由丘陵過渡到平原。根據(jù)地貌類型劃分指標(biāo)表，河南省分為平原、丘陵、山區(qū)三個(gè)區(qū)（河南全境絕對(duì)高度均＜3500米，沒有高山區(qū)）。由于平原不參與本次耕地田坎系數(shù)的測(cè)算，所以按地貌類型河南省可劃分為丘陵、山區(qū)兩個(gè)區(qū)。

我國(guó)南北方的劃分以秦嶺-淮河為界，秦嶺-淮河以北為北方，秦嶺-淮河以南為南方。河南省地處中原，秦嶺-淮河此界線從河南省內(nèi)部穿過，在河南境內(nèi)，這條界線大致以伏牛山南坡（海拔800米等高線）和淮河干流為界，將河南省劃分為南方和北方。

因此，耕地田坎系數(shù)測(cè)算時(shí)，將河南省分為丘陵區(qū)、山區(qū)兩個(gè)地貌類型區(qū)，區(qū)號(hào)分別編為1、2。丘陵區(qū)再分為兩個(gè)亞區(qū)，其中北方丘陵區(qū)編號(hào)為1-1，南方丘陵區(qū)編號(hào)為1-2；山區(qū)再分為兩個(gè)亞區(qū)，其中北方山區(qū)編號(hào)為2-1，南方山區(qū)編號(hào)為2-2。

2.按坡度級(jí)和梯田、坡地分組。耕地坡度分級(jí)是第二次土地調(diào)查的一項(xiàng)重要任務(wù)，耕地坡度等級(jí)也是田坎系數(shù)的測(cè)算的準(zhǔn)確性的一個(gè)重要指標(biāo)。第二次土地調(diào)查將耕地坡度劃分為≤2°、2°～6°、6°～15°、15°～25°、＞25°等5個(gè)級(jí)別。

按耕地類型，可將耕地分為梯田和坡耕地。梯田是指在坡地上沿等高線由人工修筑的比較規(guī)整的臺(tái)階式農(nóng)田，邊緣一般用土或石料壘成地坎，對(duì)農(nóng)田的高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)有很大作用。坡耕地是指坡地上基本沒有或有少量（與梯田比）田坎（自然形成或人工修建）的農(nóng)田。坡耕地易水土流失，對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)有一定影響。由于梯田、坡耕地中的田坎數(shù)量、表現(xiàn)形式、規(guī)律等差異很大，測(cè)算田坎系數(shù)時(shí)，按耕地類型，將耕地分為梯田和坡地。每個(gè)地貌類型區(qū)按照耕地的坡度級(jí)和耕地類型組合進(jìn)行分組，組號(hào)用⑴、⑵、⑶……表示，共8組。全省分4個(gè)區(qū)，每區(qū)8組，全省共分32組。全省樣方分組見表1。

表1 樣方分組

3.確定樣方數(shù)量及分布。

（1）樣方布設(shè)的原則。在每個(gè)組內(nèi)，應(yīng)均勻布設(shè)樣方，樣方的分布和數(shù)量和地形地貌，坡度級(jí)，耕地類型相關(guān)。樣方布設(shè)選擇遵循的基本原則是：每組不少于30個(gè)樣方，樣方均勻分布，樣方面積不小于0.4h㎡（6畝），樣方一般為完整圖斑，同一組的樣方從影像上地貌及耕地類型應(yīng)基本一致。

（2）樣方布設(shè)。以縣(市、區(qū))為單位確定樣方布設(shè)分布，以該縣（市、區(qū)）某組樣方所對(duì)應(yīng)坡度級(jí)的坡耕地面積占整個(gè)河南省這個(gè)樣方類別總面積的比例來(lái)確定。按照每組樣方不應(yīng)少于30個(gè)樣方的原則，考慮到將來(lái)數(shù)據(jù)匯總計(jì)算時(shí)可能要剔除一些數(shù)據(jù)，所以每組的樣方個(gè)數(shù)確定50個(gè)左右，具體各縣（市、區(qū)）應(yīng)布設(shè)多少個(gè)樣方點(diǎn)，則以該縣（市、區(qū)）此組內(nèi)坡耕地面積占河南省這組總耕地面積的比例來(lái)確定。比如，以1-1（1）組為例，樣方確定數(shù)量要求不少于30個(gè)，外業(yè)測(cè)量以50個(gè)為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測(cè)量，屬于1-1（1）樣方組有9個(gè)省轄市、25個(gè)縣（市、區(qū)），依據(jù)各縣（市、區(qū)）各類型坡耕地面積占河南省相對(duì)應(yīng)類型的坡耕地總面積的比例，來(lái)確定各縣（市、區(qū)）應(yīng)布設(shè)樣方的個(gè)數(shù)。

4.室內(nèi)樣方判讀。依據(jù)確定的田坎系數(shù)測(cè)算樣方分布結(jié)果，安排各個(gè)外業(yè)小組的工作范圍。外業(yè)工作小組套合土地利用現(xiàn)狀圖和坡度圖，按照《耕地田坎系數(shù)測(cè)算樣方分布表》，在規(guī)定的縣界范圍內(nèi)選擇相應(yīng)的樣方數(shù)，參考現(xiàn)狀圖上的地類和坡度圖上的坡度級(jí)別，具體確定各區(qū)組各樣方的具體位置。各個(gè)樣方的選擇在空間上應(yīng)分布均勻，具有代表性，能反應(yīng)該縣的實(shí)際情況。選好實(shí)際點(diǎn)后，在坡度圖上查找出此樣方點(diǎn)的具體地理位置、行政村名稱。選定樣方點(diǎn)后，安排人員進(jìn)行實(shí)地調(diào)查。

樣方布設(shè)方法具體如下：

（1）根據(jù)土地詳查坡耕地分布資料初步分配各區(qū)各組在縣（市、區(qū)）的樣方數(shù)量，即耕地田坎系數(shù)測(cè)算樣方分布表。

（2）用1∶5萬(wàn)數(shù)字高程模型生成坡度圖。

（3）將土地利用現(xiàn)狀圖與坡度圖套合確定耕地坡度分級(jí)。

（4）根據(jù)影像、地形圖或其他資料選擇圖斑的耕地類型（梯田、坡地）和土地利用方式（水田、水澆地、旱地）。

（5）將所選擇的樣方標(biāo)注在調(diào)查工作底圖上。

5.外業(yè)調(diào)查。根據(jù)內(nèi)業(yè)初步選擇的樣方，外業(yè)人員赴實(shí)地進(jìn)行了田坎量測(cè)。實(shí)地丈量南方≥1.0米，北方≥2.0米的田坎的寬度和長(zhǎng)度，一般一條田坎量測(cè)不少于3處田坎寬度，取其平均值作為該田坎的寬度，田坎寬度變化大于20%時(shí)，分段量取，并分別計(jì)算田坎面積。若在同一圖斑內(nèi)有其他線狀地物，需同時(shí)量取其他線狀地物的長(zhǎng)度和寬度，計(jì)算其他線狀地物的面積。實(shí)地用手持GPS采集中心點(diǎn)的坐標(biāo)。將以上測(cè)量結(jié)果填寫在《規(guī)程》規(guī)定的“樣方田坎系數(shù)計(jì)算表”上。

表2 河南省田坎系數(shù)測(cè)算成果（部分）

樣方面積采用耕地圖斑面積或?qū)崪y(cè)面積。當(dāng)樣方和圖斑相一致時(shí)，直接利用圖斑面積，若采用土地利用現(xiàn)狀數(shù)據(jù)庫(kù)時(shí)，直接采用數(shù)據(jù)庫(kù)中的圖斑面積。若土地利用現(xiàn)狀圖為紙質(zhì)時(shí)，采用掃描矢量化計(jì)算樣方面積，若樣方和土地利用現(xiàn)狀圖圖斑不一致時(shí)，外業(yè)小組采用全站儀或GPS實(shí)地測(cè)定。根據(jù)樣方內(nèi)的田坎總面積除以樣方凈面積，計(jì)算每一個(gè)樣方的田坎系數(shù)，將計(jì)算結(jié)果填寫在“樣方田坎系數(shù)測(cè)算表”上。

6.田坎系數(shù)的計(jì)算。根據(jù)實(shí)測(cè)樣方中田坎面積及樣方面積，計(jì)算樣方田坎系數(shù)，以此為基礎(chǔ)計(jì)算各組田坎系數(shù)。

四、河南省田坎系數(shù)分布規(guī)律

從各組田坎系數(shù)測(cè)算結(jié)果看，在Ⅱ、Ⅲ坡度級(jí)內(nèi)北方丘陵山區(qū)的田坎系數(shù)均大于南方丘陵山區(qū)的田坎系數(shù)；在Ⅳ、Ⅴ坡度級(jí)內(nèi)北方丘陵山區(qū)的田坎系數(shù)與南方丘陵山區(qū)的田坎系數(shù)基本相同。并且，在各區(qū)域內(nèi)部，呈現(xiàn)耕地所在的地面坡度越大田坎系數(shù)越大；梯田比坡耕地的田坎系數(shù)大；山區(qū)比丘陵的田坎系數(shù)大的規(guī)律，基本符合田坎系數(shù)分布的一般規(guī)律。

五、河南省田坎系數(shù)的使用

使用耕地田坎系數(shù)進(jìn)行田坎系數(shù)扣除的步驟為：

1.依據(jù)《河南省耕地田坎系數(shù)測(cè)算成果表》，確定本縣（市、區(qū)）所屬地貌類型分區(qū)。

2.根據(jù)坡度圖確定圖斑的坡度級(jí)別。

3.確定圖斑耕地類型，從而確定圖斑所在的組。

4.根據(jù)《河南省耕地田坎系數(shù)測(cè)算成果表》，找出此組類型耕地對(duì)應(yīng)的田坎系數(shù)，用此乘以圖斑面積計(jì)算田坎面積。