基于3S技術(shù)的永久基本農(nóng)田調(diào)查評價方法研究

胡娟 楊敏華

摘 要：以益陽市赫山區(qū)筆架山鄉(xiāng)作為研究區(qū)，在第二次全國土地調(diào)查、全國農(nóng)用地分等調(diào)查、全國耕地地力調(diào)查、新一輪土地利用總體規(guī)劃修編等資料的基礎(chǔ)上，綜合運(yùn)用遙感、全球定位系統(tǒng)、地理信息技術(shù)，針對永久基本農(nóng)田劃定、保護(hù)責(zé)任認(rèn)定、質(zhì)量調(diào)查以及評價分析，給出了一套適合現(xiàn)代空間信息技術(shù)的技術(shù)路線、流程與方法，為湖南省永久基本農(nóng)田劃定專項(xiàng)工作的高效、順利實(shí)施提供了技術(shù)保障。

關(guān)鍵詞：3S技術(shù)；永久基本農(nóng)田；責(zé)任調(diào)查；質(zhì)量等級

0 引言

基本農(nóng)田保護(hù)制度確立二十年來，從一定程度上增強(qiáng)了民眾保護(hù)耕地的意識，遏制了亂占濫用耕地的勢頭。然而，一直以來由于基礎(chǔ)數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確、政府重視不夠等原因，導(dǎo)致了基本農(nóng)田劃定普遍重數(shù)量、輕質(zhì)量，一些地區(qū)還存在基本農(nóng)田零碎分散、占優(yōu)補(bǔ)劣等突出問題[1]。隨著第二次全國土地調(diào)查、全國農(nóng)用地分等調(diào)查、全國耕地地力調(diào)查、新一輪土地利用總體規(guī)劃修編等工作的完成，開展永久基本農(nóng)田劃定工作，明確基本農(nóng)田地塊邊界、地類、面積和質(zhì)量等級，落實(shí)基本農(nóng)田保護(hù)責(zé)任有了比較準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

本文以益陽市赫山區(qū)筆架山鄉(xiāng)為例，基于遙感、全球定位系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)等技術(shù)對永久基本農(nóng)田劃定進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究，總結(jié)了一套適合全省工作開展的技術(shù)方法。

1 永久基本農(nóng)田的涵義

永久基本農(nóng)田，是指為確保土地資源可持續(xù)利用和經(jīng)濟(jì)社會可持續(xù)發(fā)展，根據(jù)土地管理法律法規(guī)，在土地利用總體規(guī)劃中確定不得占用的具有較高或潛在生產(chǎn)能力的耕地，是13億人口的“飯碗田”，也是國家穩(wěn)定的基本保障[2]。

2 實(shí)驗(yàn)區(qū)概況

益陽市赫山區(qū)筆架山鄉(xiāng)位于撇洪新河上游，距城區(qū)12千米，轄14個行政村，1個社區(qū)居委會，324個村民小組，總?cè)丝?5573人。全鄉(xiāng)土地總面積8141公頃，其中，耕地面積4280公頃，基本農(nóng)田面積為3834公頃。境內(nèi)以平原為主、丘崗為輔，交通便利，水利設(shè)施比較完善。

實(shí)驗(yàn)區(qū)數(shù)據(jù)包括赫山區(qū)第二次土地調(diào)查變更數(shù)據(jù)庫（2011年度）、新一輪土地利用總體規(guī)劃數(shù)據(jù)庫（2006-2020）、農(nóng)用地分等成果（2004年完成）、耕地地力調(diào)查成果（2010年完成）、遙感正射影像圖（2011年度）等。

對收集到的數(shù)據(jù)，利用地理信息軟件進(jìn)行格式轉(zhuǎn)換、坐標(biāo)轉(zhuǎn)換及投影變換，統(tǒng)一為1980西安坐標(biāo)系、高斯3度分帶下的MAPGIS格式。

3 數(shù)據(jù)與方法

3.1 技術(shù)方法

3.1.1永久基本農(nóng)田劃定

根據(jù)新一輪土地利用總體規(guī)劃數(shù)據(jù)庫中的基本農(nóng)田圖層及第二次土地調(diào)查變更數(shù)據(jù)庫中的耕地圖斑，在MAPGIS軟件中開展空間數(shù)據(jù)疊加分析，提取永久基本農(nóng)田圖斑及新增建設(shè)用地占用基本農(nóng)田圖斑。

3.1.2永久基本農(nóng)田保護(hù)責(zé)任調(diào)查

①調(diào)查方法

永久基本農(nóng)田保護(hù)責(zé)任調(diào)查采取外業(yè)調(diào)查的方法。調(diào)查時采用遙感正射影像圖套合行政界線、永久基本農(nóng)田圖斑界線、線狀地物、地類編碼等要素編制工作底圖。遙感影像圖用于判讀實(shí)地位置和圖斑界線位置，對于地形地貌復(fù)雜地區(qū)及新增的圖斑界線等，采用GPS儀器進(jìn)行輔助定位和導(dǎo)航。

②責(zé)任調(diào)查中的關(guān)鍵問題

永久基本農(nóng)田以圖斑為單元，是第二次土地調(diào)查實(shí)地調(diào)查上圖的成果，其位置、范圍、面積與實(shí)地存在嚴(yán)格的幾何對應(yīng)關(guān)系；農(nóng)戶責(zé)任田以丘為單位，其位置與實(shí)地對應(yīng)，但缺少包含空間坐標(biāo)信息的圖件及數(shù)據(jù)，責(zé)任田登記面積與實(shí)際量算面積存在一定的差異。

永久基本農(nóng)田保護(hù)落地到戶的關(guān)鍵是建立永久基本農(nóng)田圖斑與農(nóng)戶的對應(yīng)關(guān)系。一般情況下，一個永久基本農(nóng)田圖斑對應(yīng)多個農(nóng)戶責(zé)任田單元，見圖1。實(shí)地調(diào)查過程就是通過村、組負(fù)責(zé)人或農(nóng)戶現(xiàn)場核對，將農(nóng)戶承包的責(zé)任田從登記信息落實(shí)到實(shí)地，建立圖斑與丘的對應(yīng)關(guān)系，從而逐級將永久基本農(nóng)田保護(hù)責(zé)任落實(shí)到村、組和農(nóng)戶。

③責(zé)任調(diào)查精度問題

在永久基本農(nóng)田保護(hù)責(zé)任調(diào)查精度方面，由于我省第二次土地調(diào)查采取的是土地利用現(xiàn)狀地類結(jié)合地形坡度劃分圖斑的方式，因此圖斑范圍較大，一個永久基本農(nóng)田圖斑對應(yīng)的農(nóng)戶個數(shù)較多、責(zé)任落實(shí)不明確。

為提高永久基本農(nóng)田保護(hù)責(zé)任調(diào)查的精度，結(jié)合目前技術(shù)、經(jīng)濟(jì)上的可行性，根據(jù)線狀地物對圖斑進(jìn)一步劃分，可以縮小圖斑范圍，從而減少一個永久基本農(nóng)田圖斑對應(yīng)的農(nóng)戶個數(shù)。線狀地物劃分前后的圖斑對比關(guān)系見圖2。

3.1.3永久基本農(nóng)田質(zhì)量調(diào)查

永久基本農(nóng)田質(zhì)量信息依據(jù)農(nóng)用地分等、耕地地力評價數(shù)據(jù)進(jìn)行空間分析后采集。由于赫山區(qū)農(nóng)用地分等圖件比例尺較小，圖斑綜合程度較大；經(jīng)實(shí)地核實(shí)，等別參考意義較小，因此質(zhì)量調(diào)查主要以耕地地力評價資料為基礎(chǔ)。

耕地地力是指在特定氣候區(qū)域以及地形、地貌、成土母質(zhì)、土壤理化性狀、農(nóng)田基礎(chǔ)設(shè)施及培肥水平等要素綜合構(gòu)成的耕地生產(chǎn)能力[3]。

耕地地力信息以永久基本農(nóng)田圖斑為單位，利用MAPGIS軟件的空間分析功能，采取人機(jī)交互的方式進(jìn)行相關(guān)屬性的采集。根據(jù)永久基本農(nóng)田圖斑與耕地地力圖斑的空間對應(yīng)關(guān)系，質(zhì)量信息采集的方法有以下幾種：

基本農(nóng)田圖斑與耕地地力圖斑一一對應(yīng)時，根據(jù)空間位置直接提取屬性信息；

基本農(nóng)田圖斑與多個耕地地力圖斑對應(yīng)時，當(dāng)耕地地力圖斑面積相差較大時，采用面積占優(yōu)的原則，提取面積最大圖斑的屬性信息；當(dāng)耕地地力圖斑面積相差較小時，根據(jù)重要性原則，綜合考慮圖斑地類編碼、土壤類型等因素提取屬性信息；

基本農(nóng)田圖斑無耕地地力圖斑對應(yīng)時，按地類一致、位置臨近、地形地貌相似的原則，提取屬性信息，并開展實(shí)地核實(shí)。

3.1.4數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)開發(fā)

利用GIS技術(shù)建立永久基本農(nóng)田數(shù)據(jù)庫，能實(shí)現(xiàn)基本農(nóng)田屬性信息和空間布局的快速更新，從而準(zhǔn)確掌握永久基本農(nóng)田的現(xiàn)狀和動態(tài)變化，促進(jìn)基本農(nóng)田保護(hù)的有效管理[4]。

赫山區(qū)永久基本農(nóng)田劃定以MAPGIS為平臺開發(fā)永久基本農(nóng)田數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。管理系統(tǒng)根據(jù)《永久基本農(nóng)田數(shù)據(jù)庫標(biāo)準(zhǔn)》及湖南省管理需求定義數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)及元數(shù)據(jù)。除常規(guī)管理系統(tǒng)具備的功能外，主要增加屬性掛接、永久基本農(nóng)田保護(hù)責(zé)任及質(zhì)量擴(kuò)展屬性查詢、統(tǒng)計、表格輸出、檔案管理等功能。

3.2 永久基本農(nóng)田劃定評價分析

3.2.1永久基本農(nóng)田保護(hù)責(zé)任分析

通過保護(hù)責(zé)任調(diào)查，永久基本農(nóng)田的保護(hù)責(zé)任逐級落實(shí)到了村、組和農(nóng)戶，見表1。直接利用第二次土地調(diào)查變更圖斑時，每個圖斑對應(yīng)的農(nóng)戶個數(shù)約為40個；加入線狀地物細(xì)分圖斑后，每個圖斑對應(yīng)的農(nóng)戶個數(shù)約為9個。后者對于提高永久基本農(nóng)田保護(hù)責(zé)任調(diào)查精度的效果比較顯著。

3.2.2永久基本農(nóng)田質(zhì)量分析

從永久基本農(nóng)田質(zhì)量等級分布情況來看，高產(chǎn)田（1等地、2等地）占的比例為30%；中產(chǎn)田（3等地、4等地、5等地）占的比例為59%；低產(chǎn)田（6等地、7等地）占的比例為11%，與耕地質(zhì)量等級的分布情況基本一致。

從永久基本農(nóng)田劃定比例來看，基本農(nóng)田劃定比例最高的是3等地、4等地，比例為92%；其次為1等地、2等地，比例為89%；劃定比例最低的是5等地、6等地和7等地，詳見表2。

從數(shù)據(jù)分布情況來看，筆架山鄉(xiāng)永久基本農(nóng)田劃定的主體是高、中產(chǎn)田。

3.2.3永久基本農(nóng)田布局分析

從筆架山鄉(xiāng)永久基本農(nóng)田布局來看，基本農(nóng)田集中分布在東部平原區(qū)，西部丘陵區(qū)主要分布在耕地成片地區(qū)，見圖3。

根據(jù)以上情況分析，筆架山鄉(xiāng)的永久基本農(nóng)田劃定，以集中連片、保優(yōu)不保劣、保近不保遠(yuǎn)、保整不保零[5]為原則，較好地實(shí)現(xiàn)了耕地保護(hù)。

4 結(jié)語

本研究探討了永久基本農(nóng)田劃定及質(zhì)量、責(zé)任調(diào)查評價的方法。經(jīng)益陽市赫山區(qū)筆架山鄉(xiāng)試點(diǎn)，成果能較好地滿足國家和省級新形勢下永久基本農(nóng)田管理的需求。該方法在現(xiàn)有成果及技術(shù)條件下，具備在全省推廣的可行性。

在永久基本農(nóng)田保護(hù)責(zé)任調(diào)查方面，筆者認(rèn)為還有以下幾個亟待解決的問題：

（1）農(nóng)戶責(zé)任田登記面積量算時采用的技術(shù)手段比較落后，并且結(jié)合耕地質(zhì)量進(jìn)行了平差，因此登記面積與實(shí)地面積存在差異。根據(jù)農(nóng)戶與耕地的對應(yīng)情況，比較理想的方式是以丘作為調(diào)查單位，但由于全省基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和經(jīng)費(fèi)的限制，在本項(xiàng)目中未實(shí)現(xiàn)。

（2）保護(hù)責(zé)任的更新問題，農(nóng)戶與責(zé)任田的承包關(guān)系在村、組間是動態(tài)變化的，如何對變化信息變更，保證責(zé)任信息的現(xiàn)勢性是今后永久基本農(nóng)田管理中的一個重要問題。

總的來說，通過調(diào)查評價將永久基本農(nóng)田保護(hù)責(zé)任及質(zhì)量信息納入基本農(nóng)田數(shù)據(jù)庫管理，為實(shí)現(xiàn)基本農(nóng)田的數(shù)量、質(zhì)量和環(huán)境保護(hù)[6]提供了技術(shù)手段。但是，對永久基本農(nóng)田保護(hù)工作而言，還須完善相關(guān)法規(guī)，明確法律地位；按權(quán)責(zé)一致的原則明確縣、鄉(xiāng)、村、組、農(nóng)戶等各級基本農(nóng)田保護(hù)職責(zé)；建立基本農(nóng)田保護(hù)補(bǔ)償機(jī)制，對劃入永久基本農(nóng)田的耕地實(shí)行經(jīng)濟(jì)補(bǔ)償，調(diào)動農(nóng)民保護(hù)基本農(nóng)田的積極性、自覺性[7]，才能取得實(shí)質(zhì)性的保護(hù)成果。

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*基金資助：國家科技支撐計劃課題（2012BAJ23B00）