一種基于網格的高標準基本農田保護區空間定位

吳彥澎 李昀 李瀟

摘要：針對當前高標準基本農田劃定傳統方法主觀干預過多的問題，在綜合考慮多因素的情況下，以質量優先原則、區位優先原則、空間鄰近性原則為準則，提出一種基于網格的高標準基本農田空間定位研究方法。該研究方法以網格作為分析單元，將耕地地塊數據以及高標準基本農田劃定涉及的指標數據轉移至網格屬性中，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田保護區域，可用于指導高標準基本農田保護規劃的實施。并以江蘇省揚州市1′×1′的經緯度網格劃分為具體案例，分析證明該研究的可行性和實用性。

關鍵詞：高標準基本農田;網格;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，主要從事農業信息技術、農業科研管理研究。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。

基本農田是指按照一定時期人口和社會經濟發展對農產品的需求，依據土地利用總體規劃確定的不得占用的耕地[1]。高標準基本農田即一定時期內，通過農村土地整治建設形成的集中連片、設施配套、高產穩產、生態良好、抗災能力強，與現代農業生產和經營方式相適應的基本農田。包括經過整治的原有基本農田和經整治后劃入的基本農田[2-3]。國內眾多學者從耕地質量、區位、政策、行政等因素進行研究和探討，提出基本農田確定的方法和步驟。但是，大部分研究都在數量決策方面，對耕地質量以及空間區位因素對耕地保護區劃定的影響研究則相對缺乏。隨后有學者從農用地分等定級成果出發，通過篩選將符合條件的耕地逐一納入到基本農田保護區，從而形成新的基本農田保護規劃[4-5]，但主要依據單一因素進行劃定，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計單元和綜合評價算法。網格是指對某一區域進行地理空間的劃分。陳述彭等從網格地圖思想出發，提出建立網格信息系統，用不同尺度的網格來劃分、存儲網格區域內面狀的空間數據及其屬性數據。采用網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據的綜合分析[6-11]。因此，本研究基于網格的高標準基本農田保護區空間定位。本研究以江蘇省揚州市為研究區，以網格作為分析單元，采用基于網格的空間聚類方法對研究區進行高標準基本農田保護區空間定位，證明了研究結果的可行性和實用性，可為高標準基本農田保護規劃提供一種新的手段和思路。

1?研究區概況及數據分析

1.1?研究區概況

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、開發區4個區，代管江都（江都已于2011年撤市設區）、儀征、高郵3個縣級市和寶應縣，全市總面積6 634 km2。揚州市境內地形為西高東低，儀征市境內丘陵區為最高，高郵市、寶應縣一帶最低，邗江區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。

1.2?數據分析

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

1.2.1?土地利用現狀分析?根據揚州市的第2次全國土地調查土地利用現狀數據統計分析可知，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、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，揚州市轄區和江都區土地自然等別相對較低，江都區中部土地自然等別較高，而儀征地區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，面積相對較大，其中寶應縣南部，市轄區中南部土地利用等別較高，江都地區的土地利用等別相對較差，而儀征地區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濟等別與土地利用等別相似，土地利用等別高的地區經濟等別也相對較高，即經濟效益較高，投入產出比也較低。其中，高郵市的經濟等別最高;市轄區的部分地區、寶應縣南部、市區的北部地區經濟等別較高;寶應縣中部、儀征市絕大部分地區、江都區中東部地區經濟等別相對較低;而江都區北部部分地區經濟等別最差，投入產出較大。