基于MapGIS的農用地分等研究

摘要 以江西省進賢縣農用地為研究對象，探討了基于MapGIS的農用地分等方法和過程，并確定了農用地等別及其空間分布。研究結果對農用地利用和管理具有指導意義。

關鍵詞 農用地分等；地理信息系統；進賢縣

中圖分類號 S28 文獻標識碼 A 文章編號 0517-6611（2014）25-08771-02

Abstract Taking Jinxian County， Jiangxi Province farmland as study object， farmland grading method and process based on Map GIS was discussed， the grade and spatial distribution was determined. The results have guiding significance in farmland use and management.

Key words Farmland grading； GIS technology； Jinxian County

農用地分等是根據農用地的自然和社會經濟屬性，將其等級化的過程[1]。農用地分等是科學管理、合理利用農用地的基礎，并為政府部門制定國民經濟發展計劃提供土地質量依據[2-3]。

影響農用地質量的因素眾多，且各因素之間存在復雜的相互關系。而且，農用地分布范圍廣，空間和屬性數據量大。采用傳統的人工計算方法確定農用地的等級，將影響到農用地分等結果的科學性、準確性、可靠性、時效性，從而影響到農用地分等成果的潛在應用價值和前景[4-5]。然而，GIS（地理信息系統）技術具有數據存貯、空間分析、空間統計功能，可以準確地實現農用地空間數據和屬性數據的鏈接，并進行空間分析和處理。因此，相比于傳統的手工計算方法，GIS能夠更為客觀地表達農用地的空間和屬性數據結構，為農用地分等提供更為科學和高效的技術支持[6-7]。

進賢縣地處江西省中部（116°01′15″～116°33′38″ E、28°09′41″～28°46′13″ N），地形微波起伏，低丘連綿，崗頂渾圓，淺谷開墾為水田，緩坡多為旱地。進賢縣屬濕潤季風氣候，水熱資源極為豐富。年平均氣溫為17.7 ℃，極端低溫-8.3 ℃，極端高溫40 ℃。筆者以江西省進賢縣農用地為研究對象，運用MapGIS軟件對農用地分等過程進行研究。

1 研究綜述

國外農用地評價是因土地稅收需要而開展的。從環境和土壤角度開展農用地評價始于20世紀30年代。但是，第一個較為全面的土地評價系統是1961年美國農業部頒布的土地潛力分類評價管理系統。1972年聯合國糧農組織頒布了《土地評價綱要》，該綱要對土地評價方法和標準進行了統一，由此較為系統的農用地評價才真正開始。受資源環境經濟學與計算機科學發展的影響，綜合化、精細化、定量化的農用地分等研究開始于20世紀80年代。20世紀90年代，景觀生態學和可持續科學的發展進一步推動了農用地評價研究。1993年聯合國糧農組織頒布了《持續土地評價綱要》，該綱要提出從自然資源、土壤環境、經濟、社會等方面進行系統綜合的土地評價。進入21世紀以來，隨著信息技術的發展，如何根據農用地評價成果，對農用地實行空間分區管理成為國際主流趨勢[6]。

由于稅收的需要，我國農用地評價可追溯到夏商時代。但是長期以來，我國農用地評價體系還沒有建立起來。新中國成立以后，農用地系統評價才有所進展。20世紀90年代以前，我國農用地評價更多是考慮土壤質量的影響，這種單純從地力方面考慮的土地評價無法反映土地利用的本質，比如土地利用的經濟和社會效益。國土資源部成立以后，土地的概念和含義進一步拓展，提出了多角度、多目標的農用地評價體系。2003年國土資源部頒布的《農用地分等規程》明確了農用地分等評價的行業標準，完善了我國農用地評價的技術方法體系[8]。

2 基于MapGIS的農用地分等過程

2.1 技術方法及總體思路

農用地分等評價的理論基礎來源于地租理論、區位理論和土地經濟學理論。國土資源部頒布的《農用地分等規程》明確了不僅考慮農用地的自然屬性，同時考慮土地利用的適宜性和社會經濟效益的農用地分等技術方法體系。以《農用地分等規程》為指導，該研究的技術思路為：首先以全國統一的標準耕作制度為基礎，明確指定作物的光溫生產潛力；然后，以農用地的自然質量、土地利用水平、土地利用經濟水平進行逐級的修正；最后，綜合農用地的自然屬性、利用水平、和經濟狀況確定農用地的等級[1，9-10]。

2.2 基礎數據收集及處理

2.2.1 基礎數據收集。

農用地分等基礎資料廣泛，具體包括：土地利用現狀圖；行政區劃圖；土壤圖；有機質含量分布圖；土壤pH分布圖；早稻、晚稻、油菜、棉花產量資料；早稻、晚稻、油菜、棉花的投入產出資料；地形圖；土壤侵蝕資料；土地利用和土地經濟實地調查數據。

2.2.2 GIS數據處理。

GIS具備完善的數據采集、處理、輸出、建庫、檢索、分析等功能。目前，GIS已廣泛應用于測繪、土地管理、城市規劃等領域。進賢縣農用地分等是基于地理信息系統軟件MapGIS完成的。數據處理主要是將獲取的基礎數據進行數字化和編制屬性數據庫，而后建立空間數據和屬性數據的關聯，形成農用地分等的空間數據庫。在進賢縣農用地分等過程中，以土地利用現狀圖為底圖進行了矢量化建庫，同時以野外收集的資料為基礎數據對矢量化的土地利用斑塊進行了更新與補充。為了確保分等單元的準確性，運用MapGIS制圖功能將劃分的農用地分等單元圖輸出，由進賢縣國土部門工作人員進行核實。將農用地分等單元圖與數字化的土壤、地形圖進行GIS空間疊加，確定各分等單元的土壤和地形屬性數據。最后，采用MapGIS對數據資料的正確性進行判斷與分析、剔出異常數據、并進行標準化處理。

2.3 分等因素體系及其權重的確定

進賢縣屬于沿江平原區，水田的分等因素包括：土壤質地、剖面構型、有機質含量、土壤pH、排水條件和灌溉保證率，權重分別為0.156、0.177、0.133、0.066、0.234、0.234。旱地的分等因素包括：地形坡度、有效土層厚度、土壤質地、有機質含量、土壤pH、灌溉保證率，權重分別為0.268、0.302、0.098、0.109、0.064、0.159。

2.4 分等單元的確定

分等單元是農用地分等評價的最小空間單元。該研究采用地塊法確定進賢縣農用地分等單元，即將進賢縣土地利用現狀圖中的耕地板塊作為農用地分等單元。

2.5 農用地分等指數的計算

2.5.1 農用地自然質量分計算。

首先整理進賢縣農用地分等因素空間分布圖。其次，以分等因素圖及 “指定作物—分等因素—農用地質量分”為依據在MapGIS的支持下，獲得各分等單元、各指定作物的分等因素指標分值。再次，將分等單元圖與指定作物分等因素作用分值圖套合（MapGIS空間疊加分析），即可采集指定作物單元因素分值，進而計算單元指定作物因素質量分。分等單元單因素分值采用面積加權法確定。最后，為了體現主導因素原則，分等單元質量分的計算采用加權平均法確定。

2.5.2 土地利用系數、土地經濟系數計算。

該研究通過整理農用地投入、產出數據，以行政村為單元計算土地利用和經濟系數。在實際操作中，首先采用MapGIS的屬性數據查詢功能，以行政區信息為基礎提取并合并同一行政村內的圖斑；然后，將計算得到的土地利用和經濟系數按照相應的行政村和指定作物輸入到MapGIS屬性數據庫；最后，劃分農用地的土地利用和經濟系數等值區，并確定各等值區的農用地利用、經濟系數[6，11]。采用MapGIS空間制圖功能，編制土地利用系數、經濟系數圖。

2.5.3 農用地等指數計算。

農用地等別指數計算是在MapGIS軟件支持下，通過空間運算實現。具體是將每個分等單元自然等指數、土地利用等指數、土地經濟等指數相乘得到農用地等指數。

2.6 研究結果的整理與校驗

分等成果的檢驗包括實地調查與統計分析論證兩方面。比如，對于指定作物單產、產量比系數等，隨機抽取約5%的分等單元進行實地調查，如差異控制在5%以內則認為計算結果是合理的，對于不合理的結果則重新計算和調整。農用地等別劃分不合理的單元，則需要根據實際情況調整參數并重新計算，直至得到合理的結果，最后將按照程序校驗合格的農用地等別確定為農用地分等成果。

3 結論與討論

（1）進賢縣農用地的自然等別較高，為7～21等，但利用等別和等別則較低，分別為2～13等和1～10等。這說明進賢縣耕地利用水平比較低，以粗放經營為主，同時也說明耕地生產潛力還有很大部分沒有發揮出來。另一方面，利用等別與等別差別不大，說明進賢縣農作物生產的成本基本一致。進賢縣水田的自然等別、利用等別和等別均遠遠高于旱地等其他耕地，這與進賢縣耕作制度有很大關系。但在進賢縣的實際農業生產中，主要受人為因素影響，水田實行一年二熟的比例較少，冬閑普遍，所以水田比旱地有更大的生產潛力可以發揮，也相對容易見效。

（2）農用地分等結果表明，進賢縣農用地分等指數與樣點標準糧產量也有較高的相關性，二者之間的相關系數達到了0.76，這表明該研究基于MapGIS的農用地分等結果較為合理，能反映進賢縣農用地等級狀況。

（3）GIS在農用地分等中的優勢主要體現在空間、屬性數據的處理、分析和制圖上。GIS能夠自動、快速處理大量的數據，減少了農用地分等工作量，減輕了工作強度。相反，采用人工作業的方法工作量非常大，非常耗時。與此同時，GIS能夠提高農用地分等工作的質量，取保圖件及數據處理的準確性，避免人為操作帶來的誤差甚至錯誤[12-13]。

（4）空間和屬性數據庫是農用地分等的基礎。較為完整、準確的基礎數據庫（如土地利用現狀數據庫建設、土壤、地形、氣候及社會經濟相關數據資料）的建設，是保證農用土地等級評價結果精確性的必要前提，其成果的完備度也可直接決定農用地分等工作全面開展的順利與否[14]。進賢縣農用地分等的基礎數據庫缺乏是影響到此次工作進度的重要原因。

（5）此次農用地分等成果基本反映了進賢縣農用地的自然質量和社會經濟質量。研究成果對該縣的耕地占補平衡分析、土地利用總體規劃、基本農田保護區規劃等方面都有應用價值[15-17]。

參考文獻

[1] 胡存智.中國農用土地分等定級理論與方法研究[J].中國土地科學，2012，26（3）：4-13.

[2] 張鳳榮，鄖文聚，胡存志.農用地分等規程的幾個理論問題及應用方向[J].資源科學，2005，27（2）：33-38.

[3] 肖碧林，陳印軍，盧布，等.中國農用地分等成果應用中的問題與建議[J].中國農業資源與區劃，2009，30（6）：16-20.

[4] 王有寧，趙麗艷，劉峰貴，等.基于GIS的互助土族自治縣農用地分等研究[J].土壤，2009，41（5）：821-825.

[5] 楊素悅.基于GIS的農用地分等定級與估價技術[J].安徽農業科學，2011，39（5）：3041-3044，3062.

[6] 吳志偉，陳文波，余敦，等.基于GIS 的農用地分等研究——以江西省分宜縣為例[J].水土保持研究，2007，14（6）：390-393.

[7] 張燦麗，牛遂旺，王寶山.基于GIS的農用地分等定級研究[J].河南大學學報：自然科學版，2008，38（4）：377-381.

[8] 蔣一軍，劉松，張清春.我國農用地分等定級研究進展與展望[J].中國生態農業學報，2005，13（4）：167-170.

[9] 王洪波.農用地分等定級的理論與方法探討[J].土壤，2004，36（4）：371-375.

[10]但承龍，王萬茂，厲偉.農用土地分等定級和估價理論與技術路線的探討[J].華中農業大學學報：社會科學版，2000（4）：42-46.

[11] 袁秀杰，馮永軍，柏建群，等.計算機支持下的農用地分等研究[J].山東農業大學學報：自然科學版，2003，34（1）：100-103.

[12] 王鐵成，周生路，王杰臣，等.基于GIS 的農用地質量綜合評價方法研究：以無錫市馬山區為例[J].干旱區地理，2001，24（2）：118-122.

[13] 余敦，趙小敏.江西省農用地分等信息系統設計與開發[J].農業工程學報，2006，22（6）：208-210.

[14] 陳昌芬，李團勝，張近鳳.基于MAPGIS的縣級農用地分等數據庫建設——以陜西省吳起縣為例[J].安徽農業科學，2007，35（32）：10543-10544.

[15] 石玉瓊，李團勝.基于農用地分等成果的陜西省三原縣耕地糧食生產潛力核算[J].山西農業大學學報：自然科學版，2014，34（2）：147-151.

[16] 劉紅芳，鄒自力，張曉平，等.基于農用地分等的基本農田空間布局研究——以江西省崇仁縣為例[J].江蘇農業科學，2011（1）：446-448.

[17] 鄖文聚，張蕾娜，陳桂珅，等.基于農用地分等的耕地占補平衡項目評價研究[J].中國土地科學，2008，22（10）：58-63.