一種基于網(wǎng)格的高標準基本農(nóng)田保護區(qū)空間定位

吳彥澎 李昀 李瀟

摘要：針對當前高標準基本農(nóng)田劃定傳統(tǒng)方法主觀干預過多的問題，在綜合考慮多因素的情況下，以質量優(yōu)先原則、區(qū)位優(yōu)先原則、空間鄰近性原則為準則，提出一種基于網(wǎng)格的高標準基本農(nóng)田空間定位研究方法。該研究方法以網(wǎng)格作為分析單元，將耕地地塊數(shù)據(jù)以及高標準基本農(nóng)田劃定涉及的指標數(shù)據(jù)轉移至網(wǎng)格屬性中，并以空間聚類算法為手段，通過特征值分析，最終得到高標準基本農(nóng)田保護區(qū)域，可用于指導高標準基本農(nóng)田保護規(guī)劃的實施。并以江蘇省揚州市1′×1′的經(jīng)緯度網(wǎng)格劃分為具體案例，分析證明該研究的可行性和實用性。

關鍵詞：高標準基本農(nóng)田;網(wǎng)格;空間聚類;空間定位

中圖分類號：F323.211;S127?文獻標志碼： A

文章編號：1002-1302（2020）18-0223-07

收稿日期：2020-05-28

基金項目：國土資源部公益性行業(yè)科研專項（編號：201011006）。

作者簡介：吳彥澎（1986—），男，遼寧營口人，碩士，高級工程師，主要從事農(nóng)業(yè)信息技術、農(nóng)業(yè)科研管理研究。Tel：（010）51503241;E-mail：wuyanpeng.cau@163.com。

通信作者：李?昀，男，高級工程師，主要從事信息化管理應用研究。Tel：（010）51503240。

基本農(nóng)田是指按照一定時期人口和社會經(jīng)濟發(fā)展對農(nóng)產(chǎn)品的需求，依據(jù)土地利用總體規(guī)劃確定的不得占用的耕地[1]。高標準基本農(nóng)田即一定時期內(nèi)，通過農(nóng)村土地整治建設形成的集中連片、設施配套、高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)、生態(tài)良好、抗災能力強，與現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和經(jīng)營方式相適應的基本農(nóng)田。包括經(jīng)過整治的原有基本農(nóng)田和經(jīng)整治后劃入的基本農(nóng)田[2-3]。國內(nèi)眾多學者從耕地質量、區(qū)位、政策、行政等因素進行研究和探討，提出基本農(nóng)田確定的方法和步驟。但是，大部分研究都在數(shù)量決策方面，對耕地質量以及空間區(qū)位因素對耕地保護區(qū)劃定的影響研究則相對缺乏。隨后有學者從農(nóng)用地分等定級成果出發(fā)，通過篩選將符合條件的耕地逐一納入到基本農(nóng)田保護區(qū)，從而形成新的基本農(nóng)田保護規(guī)劃[4-5]，但主要依據(jù)單一因素進行劃定，同時涉及多個因素進行綜合分析的研究很少，主要原因是缺乏一種有效的統(tǒng)計單元和綜合評價算法。網(wǎng)格是指對某一區(qū)域進行地理空間的劃分。陳述彭等從網(wǎng)格地圖思想出發(fā)，提出建立網(wǎng)格信息系統(tǒng)，用不同尺度的網(wǎng)格來劃分、存儲網(wǎng)格區(qū)域內(nèi)面狀的空間數(shù)據(jù)及其屬性數(shù)據(jù)。采用網(wǎng)格分析的方法具有打破行政單元約束，提高信息檢索與更新效率的作用，更加適用于海量空間數(shù)據(jù)的綜合分析[6-11]。因此，本研究基于網(wǎng)格的高標準基本農(nóng)田保護區(qū)空間定位。本研究以江蘇省揚州市為研究區(qū)，以網(wǎng)格作為分析單元，采用基于網(wǎng)格的空間聚類方法對研究區(qū)進行高標準基本農(nóng)田保護區(qū)空間定位，證明了研究結果的可行性和實用性，可為高標準基本農(nóng)田保護規(guī)劃提供一種新的手段和思路。

1?研究區(qū)概況及數(shù)據(jù)分析

1.1?研究區(qū)概況

揚州市位于江蘇省中部，位于32°15′～33°25′N、119°01′～119°54′E，地處長江北岸、江淮平原南端;2008年時轄廣陵、維揚、邗江、開發(fā)區(qū)4個區(qū)，代管江都（江都已于2011年撤市設區(qū)）、儀征、高郵3個縣級市和寶應縣，全市總面積6 634 km2。揚州市境內(nèi)地形為西高東低，儀征市境內(nèi)丘陵區(qū)為最高，高郵市、寶應縣一帶最低，邗江區(qū)的西北部和儀征市的北部為丘陵，京杭運河以東、通揚運河以北為里下河地區(qū)。

1.2?數(shù)據(jù)分析

本研究以2008年1 ∶5 000揚州市土地利用現(xiàn)狀數(shù)據(jù)（來源于全國第2次土地調查）作為基本分析圖件，以1 ∶25萬揚州市數(shù)字高程數(shù)據(jù)、《揚州市土地利用總體規(guī)劃（2006—2020年）》《揚州市社會經(jīng)濟統(tǒng)計年鑒》作為輔助分析資料。采用ArcGIS 93、Excel、SPSS軟件等作為數(shù)據(jù)處理分析平臺。

1.2.1?土地利用現(xiàn)狀分析?根據(jù)揚州市的第2次全國土地調查土地利用現(xiàn)狀數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析可知，揚州市各種地類總面積為659 121.41 hm2。其中，耕地占各種地類總面積的44.51%，耕地中的水田、水澆地、旱地分別占 38.67%、0.12%、5.72%，園地、林地、草地分別占各種地類總面積的2.35%、082%、0.18%，交通運輸用地占3.62%，水域及水利設施用地占32.55%，其他土地為0.72%。另外，其他歸并地類包括城市、建制鎮(zhèn)、村莊、采礦用地、風景名勝及特殊用地分別占各種地類總面積的271%、212%、9.69%、047%、0.29%。

揚州市主要水系包括長江、京杭大運河以及邵伯湖、高郵湖等，加上河網(wǎng)密集，因此水域及水利設施用地所占比重位居第二。另外，揚州市村莊比重為969%，城市比重為2.71%，建制鎮(zhèn)的比重為2.12%。

1.2.2?土地利用效益分析?由圖1-a可知，自然等別最高、質量最好的是高郵市，其次是寶應縣，揚州市轄區(qū)和江都區(qū)土地自然等別相對較低，江都區(qū)中部土地自然等別較高，而儀征地區(qū)的土地自然等別最低。但從總體來看，揚州市整體土地自然等別較高。

由圖1-b可知，揚州市土地利用等別最高的在高郵地區(qū)，面積相對較大，其中寶應縣南部，市轄區(qū)中南部土地利用等別較高，江都地區(qū)的土地利用等別相對較差，而儀征地區(qū)的土地利用等別整體較差。

由圖1-c可知，揚州市土地利用的經(jīng)濟等別與土地利用等別相似，土地利用等別高的地區(qū)經(jīng)濟等別也相對較高，即經(jīng)濟效益較高，投入產(chǎn)出比也較低。其中，高郵市的經(jīng)濟等別最高;市轄區(qū)的部分地區(qū)、寶應縣南部、市區(qū)的北部地區(qū)經(jīng)濟等別較高;寶應縣中部、儀征市絕大部分地區(qū)、江都區(qū)中東部地區(qū)經(jīng)濟等別相對較低;而江都區(qū)北部部分地區(qū)經(jīng)濟等別最差，投入產(chǎn)出較大。