基于ArcGIS的農(nóng)村土地利用規(guī)劃方法分析

李國釗

（龍巖市不動產(chǎn)登記中心，福建 龍巖 364000）

0 引言

現(xiàn)階段，農(nóng)村土地利用規(guī)劃不合理的問題較嚴(yán)重，缺乏合理的利用規(guī)劃方案，無法對用地配置進(jìn)行高效的管理，降低了耕地保護(hù)的質(zhì)量與效率[1]。土地利用規(guī)劃方法能夠有效地改善土地流失的問題，根據(jù)城鄉(xiāng)發(fā)展的趨勢，不斷調(diào)整土地配置方案，加強土地資源保護(hù)，全方位地實現(xiàn)土地資源可持續(xù)化使用的目標(biāo)[2]。現(xiàn)階段，我國傳統(tǒng)的土地利用規(guī)劃方法在不斷研究中仍然存在一定的不足與缺陷，在城鎮(zhèn)與農(nóng)村土地協(xié)調(diào)發(fā)展方面的研究不夠完善，使部分建設(shè)用地得不到充分利用[3]。地理信息系統(tǒng)軟件ArcGIS通過信息化、技術(shù)化與智能化的技術(shù)手段，能夠改善傳統(tǒng)土地利用規(guī)劃方法的不足，綜合分析并規(guī)劃農(nóng)村土地資源，具有較高的規(guī)劃質(zhì)量與效率[4]。

本文在傳統(tǒng)土地利用規(guī)劃方法的基礎(chǔ)上，以福建省X地區(qū)農(nóng)村土地為例，引入ArcGIS軟件技術(shù)，提出了一種新的土地利用規(guī)劃方法。

1 設(shè)計土地利用規(guī)劃方法

1.1 設(shè)置農(nóng)村土地利用規(guī)劃相對指標(biāo)

本文設(shè)計的基于ArcGIS的農(nóng)村土地利用規(guī)劃方法，首先對農(nóng)村土地資源近年來的使用情況與使用特征進(jìn)行全方位分析，獲取土地利用狀況，設(shè)置農(nóng)村土地利用規(guī)劃相對指標(biāo)，為后續(xù)的土地利用規(guī)劃方法設(shè)計提供基礎(chǔ)保障[5]。采用抽象化的數(shù)值，表示土地資源指標(biāo)之比，對農(nóng)村土地利用規(guī)劃相對指標(biāo)進(jìn)行劃分處理，劃分后的土地利用規(guī)劃相對指標(biāo)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 農(nóng)村土地利用規(guī)劃相對指標(biāo)結(jié)構(gòu)

從圖1可知，相對指標(biāo)中以土地結(jié)構(gòu)相對指標(biāo)、土地使用強度相對指標(biāo)、土地動態(tài)相對指標(biāo)、土地計劃完成相對指標(biāo)為主，不同的指標(biāo)包含的具體內(nèi)容存在一定的差異[6]。在此基礎(chǔ)上，根據(jù)各項指標(biāo)之間存在關(guān)聯(lián)，分別計算農(nóng)村土地利用規(guī)劃相對指標(biāo)。農(nóng)村土地利用規(guī)劃相對指標(biāo)計算公式分別為：

式中：m1——農(nóng)村土地結(jié)構(gòu)相對指標(biāo)；

ta——農(nóng)村土地利用結(jié)構(gòu)總體中某部分使用數(shù)值；

t——農(nóng)村土地利用結(jié)構(gòu)總體數(shù)值；

m2——農(nóng)村土地使用強度相對指標(biāo)；

tb——農(nóng)村土地利用結(jié)構(gòu)某個總體中的某一指標(biāo)數(shù)值；

tba——農(nóng)村土地利用結(jié)構(gòu)某個總體另外指標(biāo)數(shù)值；

m3——農(nóng)村土地動態(tài)相對指標(biāo)；

tc——農(nóng)村土地利用指標(biāo)報告期數(shù)值；

tca——農(nóng)村土地利用指標(biāo)基期數(shù)值；

m4——農(nóng)村土地計劃完成相對指標(biāo)；

td——農(nóng)村土地利用指標(biāo)實際完成數(shù)；

t da——農(nóng)村土地利用指標(biāo)計劃完成數(shù)。

根據(jù)上述土地利用規(guī)劃相對指標(biāo)的計算結(jié)果，提取農(nóng)村土地利用信息數(shù)據(jù)，采用無人機的矢量化處理方式，對不同時段的土地面積進(jìn)行調(diào)整。在此基礎(chǔ)上，對比土地資源數(shù)量，分析土地資源與土地類型的發(fā)展水平，確定農(nóng)村土地利用的數(shù)量關(guān)系。

1.2 基于ArcGIS建立土地利用規(guī)劃模型

在農(nóng)村土地利用規(guī)劃相對指標(biāo)設(shè)置完畢后，依據(jù)ArcGIS原理，建立土地利用規(guī)劃模型，完成農(nóng)村土地的合理利用規(guī)劃。設(shè)置農(nóng)村土地利用資源信息數(shù)據(jù)作為模型的輸入層，輸入到土地利用規(guī)劃模型中，利用Arc-GIS軟件，批量格式化處理數(shù)據(jù)。在模型中，基于Arc-GIS，建立農(nóng)村土地資源利用數(shù)據(jù)庫，結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2 基于ArcGIS的農(nóng)村土地資源數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)

從圖2可知，基于ArcGIS的農(nóng)村土地資源數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)，分別將農(nóng)村土地屬性數(shù)據(jù)、土地利用規(guī)劃柵格數(shù)據(jù)以及土地利用矢量數(shù)據(jù)輸入到數(shù)據(jù)庫中，反映農(nóng)村土地利用規(guī)劃的權(quán)屬類別。按照農(nóng)村土地利用分類原則，評判土地利用的集約程度。基于農(nóng)村地域內(nèi)土地資源的空間格局，對土地資源空間組分結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整，依據(jù)ArcGIS原理，集中化處理土地利用資源。

結(jié)合土地適宜性評價原則，規(guī)劃農(nóng)村區(qū)域土地質(zhì)量狀況，確定農(nóng)村土地利用類型，協(xié)調(diào)農(nóng)村土地資源供給量與該地區(qū)社會經(jīng)濟發(fā)展用地需求量之間的關(guān)系，實現(xiàn)農(nóng)村與城鎮(zhèn)土地供需平衡的目標(biāo)。基于土地資源自身的多用途性，將多種不同類型的土地進(jìn)行組合利用，以土地資源高效利用為核心規(guī)劃目標(biāo)，調(diào)控農(nóng)村土地利用措施與投入水平，全方位、全過程地實現(xiàn)農(nóng)村土地資源用地數(shù)量與布局的綜合平衡，進(jìn)而提高農(nóng)村土地資源的利用率，優(yōu)化土地結(jié)構(gòu)。

2 試驗分析

為了對本文提出的基于ArcGIS的農(nóng)村土地利用規(guī)劃方法的可行性作出進(jìn)一步分析，進(jìn)行了如下所示的試驗。選取福建省X地區(qū)農(nóng)村土地為研究對象，X地區(qū)農(nóng)村土地資源的總面積約為8250hm2，全年平均溫度約為10.5℃，全年平均降雨量為426.7mm。福建省X地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展的速度較快，包含大量自然資源，其中，以茶葉資源與礦產(chǎn)資源為主。然而，隨著礦產(chǎn)資源的不斷開發(fā)，形成了過度開采現(xiàn)象，對該地區(qū)生態(tài)環(huán)境與土地資源造成了一定程度的破壞，例如農(nóng)村土地植被破壞、農(nóng)村地下水資源污染等，約65%以上的山地面臨著水土流失的問題，降低了X地區(qū)土地利用結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

將本文設(shè)計的農(nóng)村土地利用規(guī)劃方法應(yīng)用到X地區(qū)，首先，基于ArcGIS軟件，采集該地區(qū)的土地利用數(shù)據(jù)，根據(jù)利用情況與特征，采用科學(xué)合理的方式，劃分處理土地利用類型。各個土地類型的利用規(guī)劃結(jié)構(gòu)分別為：耕地面積4005.2hm2；水域面積227.5hm2；建設(shè)用地284.5hm2；草地面積290.7hm2；林地面積2522.7hm2；未利用土地面積919.4hm2。采用參數(shù)線性規(guī)劃原理，建立ArcGIS土地利用結(jié)構(gòu)優(yōu)化模型，將上述劃分的土地分類結(jié)果與土地原始數(shù)據(jù)輸入到模型中，設(shè)定模型的規(guī)劃因子，根據(jù)該地區(qū)土地資源結(jié)構(gòu)與建設(shè)用地面積，不斷修正與調(diào)整模型的運行狀況，通過模型，反映X地區(qū)土地利用的實際情況。采用土地復(fù)墾的方式，將閑置時間較長的農(nóng)村住宅用地進(jìn)行轉(zhuǎn)換，根據(jù)建設(shè)用地的需求，轉(zhuǎn)換為農(nóng)村耕地的形式，補充該地區(qū)農(nóng)村耕地。對土地資源與建設(shè)用地進(jìn)行約束性規(guī)劃，根據(jù)X地區(qū)人口總量，設(shè)定農(nóng)村用地與人口數(shù)量的約束條件。

采用MATLAB分析軟件與有限元分析軟件，預(yù)測X地區(qū)各個土地類型可利用結(jié)構(gòu)的變化。為了更好地驗證本文設(shè)計的基于ArcGIS的土地利用規(guī)劃方法的可行性，將其與傳統(tǒng)的土地規(guī)劃方法進(jìn)行對比，分析各自優(yōu)化土地利用結(jié)構(gòu)的情況，對比結(jié)果如表1所示。

表1 兩種規(guī)劃方法土地利用結(jié)構(gòu)優(yōu)化對比（單位：hm2）

通過表1的對比分析結(jié)果可知，本文提出的方法，其耕地面積與建設(shè)用地面積大幅度增加，X地區(qū)未利用土地面積由919.4hm2減少為194.6hm2，土地利用率為97.6%，農(nóng)村土地資源與建設(shè)用地的利用率顯著提升；傳統(tǒng)方法應(yīng)用后，未利用土地面積減少為698.7hm2，土地利用率為91.5%。可見，本文提出的農(nóng)村土地利用規(guī)劃方法可行性更高。

3 結(jié)束語

科學(xué)合理的土地利用規(guī)劃方法能夠提升土地資源的利用率，使建設(shè)用地與土地資源實現(xiàn)可持續(xù)化發(fā)展的目標(biāo)。為了改善傳統(tǒng)土地利用規(guī)劃方法的不足，本文引入ArcGIS，以福建省農(nóng)村土地為例，提出了一種新的規(guī)劃方法。該方法能有效地提升農(nóng)村土地資源的利用率，促進(jìn)城鎮(zhèn)與農(nóng)村建設(shè)用地資源的協(xié)調(diào)發(fā)展，具有較高的實踐價值。