基于MapGIS的农用地分等研究

胡江艳，赵小汎

(沈阳师范大学管理学院，辽宁沈阳110034)

农用地分等是根据农用地的自然和社会经济属性，将其等级化的过程［1］。农用地分等是科学管理、合理利用农用地的基础，并为政府部门制定国民经济发展计划提供土地质量依据［2-3］。影响农用地质量的因素众多，且各因素之间存在复杂的相互关系。而且，农用地分布范围广，空间和属性数据量大。采用传统的人工计算方法确定农用地的等级，将影响到农用地分等结果的科学性、准确性、可靠性、时效性，从而影响到农用地分等成果的潜在应用价值和前景［4-5］。然而，GIS(地理信息系统)技术具有数据存贮、空间分析、空间统计功能，可以准确地实现农用地空间数据和属性数据的链接，并进行空间分析和处理。因此，相比于传统的手工计算方法，GIS能够更为客观地表达农用地的空间和属性数据结构，为农用地分等提供更为科学和高效的技术支持［6-7］。

进贤县地处江西省中部(116°01＇15″～116°33＇38″E、28°09＇41″～28°46＇13″N)，地形微波起伏，低丘连绵，岗顶浑圆，浅谷开垦为水田，缓坡多为旱地。进贤县属湿润季风气候，水热资源极为丰富。年平均气温为17.7℃，极端低温-8.3℃，极端高温40℃。笔者以江西省进贤县农用地为研究对象，运用MapGIS软件对农用地分等过程进行研究。

1 研究综述

国外农用地评价是因土地税收需要而开展的。从环境和土壤角度开展农用地评价始于20世纪30年代。但是，第一个较为全面的土地评价系统是1961年美国农业部颁布的土地潜力分类评价管理系统。1972年联合国粮农组织颁布了《土地评价纲要》，该纲要对土地评价方法和标准进行了统一，由此较为系统的农用地评价才真正开始。受资源环境经济学与计算机科学发展的影响，综合化、精细化、定量化的农用地分等研究开始于20世纪80年代。20世纪90年代，景观生态学和可持续科学的发展进一步推动了农用地评价研究。1993年联合国粮农组织颁布了《持续土地评价纲要》，该纲要提出从自然资源、土壤环境、经济、社会等方面进行系统综合的土地评价。进入21世纪以来，随着信息技术的发展，如何根据农用地评价成果，对农用地实行空间分区管理成为国际主流趋势［6］。

由于税收的需要，我国农用地评价可追溯到夏商时代。但是长期以来，我国农用地评价体系还没有建立起来。新中国成立以后，农用地系统评价才有所进展。20世纪90年代以前，我国农用地评价更多是考虑土壤质量的影响，这种单纯从地力方面考虑的土地评价无法反映土地利用的本质，比如土地利用的经济和社会效益。国土资源部成立以后，土地的概念和含义进一步拓展，提出了多角度、多目标的农用地评价体系。2003年国土资源部颁布的《农用地分等规程》明确了农用地分等评价的行业标准，完善了我国农用地评价的技术方法体系［8］。

2 基于MapGIS的农用地分等过程

2.1 技术方法及总体思路 农用地分等评价的理论基础来源于地租理论、区位理论和土地经济学理论。国土资源部颁布的《农用地分等规程》明确了不仅考虑农用地的自然属性，同时考虑土地利用的适宜性和社会经济效益的农用地分等技术方法体系。以《农用地分等规程》为指导，该研究的技术思路为:首先以全国统一的标准耕作制度为基础，明确指定作物的光温生产潜力;然后，以农用地的自然质量、土地利用水平、土地利用经济水平进行逐级的修正;最后，综合农用地的自然属性、利用水平、和经济状况确定农用地的等级［1，9-10］。

2.2 基础数据收集及处理

2.2.1 基础数据收集。农用地分等基础资料广泛，具体包括:土地利用现状图;行政区划图;土壤图;有机质含量分布图;土壤pH分布图;早稻、晚稻、油菜、棉花产量资料;早稻、晚稻、油菜、棉花的投入产出资料;地形图;土壤侵蚀资料;土地利用和土地经济实地调查数据。

2.2.2 GIS数据处理。GIS具备完善的数据采集、处理、输出、建库、检索、分析等功能。目前，GIS已广泛应用于测绘、土地管理、城市规划等领域。进贤县农用地分等是基于地理信息系统软件MapGIS完成的。数据处理主要是将获取的基础数据进行数字化和编制属性数据库，而后建立空间数据和属性数据的关联，形成农用地分等的空间数据库。在进贤县农用地分等过程中，以土地利用现状图为底图进行了矢量化建库，同时以野外收集的资料为基础数据对矢量化的土地利用斑块进行了更新与补充。为了确保分等单元的准确性，运用MapGIS制图功能将划分的农用地分等单元图输出，由进贤县国土部门工作人员进行核实。将农用地分等单元图与数字化的土壤、地形图进行GIS空间叠加，确定各分等单元的土壤和地形属性数据。最后，采用MapGIS对数据资料的正确性进行判断与分析、剔出异常数据、并进行标准化处理。

2.3 分等因素体系及其权重的确定 进贤县属于沿江平原区，水田的分等因素包括:土壤质地、剖面构型、有机质含量、土壤pH、排水条件和灌溉保证率，权重分别为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、有效土层厚度、土壤质地、有机质含量、土壤pH、灌溉保证率，权重分别为0.268、0.302、0.098、0.109、0.064、0.159。

2.4 分等单元的确定 分等单元是农用地分等评价的最小空间单元。该研究采用地块法确定进贤县农用地分等单元，即将进贤县土地利用现状图中的耕地板块作为农用地分等单元。

2.5 农用地分等指数的计算

2.5.1 农用地自然质量分计算。首先整理进贤县农用地分等因素空间分布图。其次，以分等因素图及“指定作物—分等因素—农用地质量分”为依据在MapGIS的支持下，获得各分等单元、各指定作物的分等因素指标分值。再次，将分等单元图与指定作物分等因素作用分值图套合(MapGIS空间叠加分析)，即可采集指定作物单元因素分值，进而计算单元指定作物因素质量分。分等单元单因素分值采用面积加权法确定。最后，为了体现主导因素原则，分等单元质量分的计算采用加权平均法确定。

2.5.2 土地利用系数、土地经济系数计算。该研究通过整理农用地投入、产出数据，以行政村为单元计算土地利用和经济系数。在实际操作中，首先采用MapGIS的属性数据查询功能，以行政区信息为基础提取并合并同一行政村内的图斑;然后，将计算得到的土地利用和经济系数按照相应的行政村和指定作物输入到MapGIS属性数据库;最后，划分农用地的土地利用和经济系数等值区，并确定各等值区的农用地利用、经济系数［6，11］。采用MapGIS空间制图功能，编制土地利用系数、经济系数图。

2.5.3 农用地等指数计算。农用地等别指数计算是在Map-GIS软件支持下，通过空间运算实现。具体是将每个分等单元自然等指数、土地利用等指数、土地经济等指数相乘得到农用地等指数。

2.6 研究结果的整理与校验 分等成果的检验包括实地调查与统计分析论证两方面。比如，对于指定作物单产、产量比系数等，随机抽取约5%的分等单元进行实地调查，如差异控制在5%以内则认为计算结果是合理的，对于不合理的结果则重新计算和调整。农用地等别划分不合理的单元，则需要根据实际情况调整参数并重新计算，直至得到合理的结果，最后将按照程序校验合格的农用地等别确定为农用地分等成果。

3 结论与讨论

(1)进贤县农用地的自然等别较高，为7～21等，但利用等别和等别则较低，分别为2～13等和1～10等。这说明进贤县耕地利用水平比较低，以粗放经营为主，同时也说明耕地生产潜力还有很大部分没有发挥出来。另一方面，利用等别与等别差别不大，说明进贤县农作物生产的成本基本一致。进贤县水田的自然等别、利用等别和等别均远远高于旱地等其他耕地，这与进贤县耕作制度有很大关系。但在进贤县的实际农业生产中，主要受人为因素影响，水田实行一年二熟的比例较少，冬闲普遍，所以水田比旱地有更大的生产潜力可以发挥，也相对容易见效。

(2)农用地分等结果表明，进贤县农用地分等指数与样点标准粮产量也有较高的相关性，二者之间的相关系数达到了0.76，这表明该研究基于MapGIS的农用地分等结果较为合理，能反映进贤县农用地等级状况。

(3)GIS在农用地分等中的优势主要体现在空间、属性数据的处理、分析和制图上。GIS能够自动、快速处理大量的数据，减少了农用地分等工作量，减轻了工作强度。相反，采用人工作业的方法工作量非常大，非常耗时。与此同时，GIS能够提高农用地分等工作的质量，取保图件及数据处理的准确性，避免人为操作带来的误差甚至错误［12-13］。

(4)空间和属性数据库是农用地分等的基础。较为完整、准确的基础数据库(如土地利用现状数据库建设、土壤、地形、气候及社会经济相关数据资料)的建设，是保证农用土地等级评价结果精确性的必要前提，其成果的完备度也可直接决定农用地分等工作全面开展的顺利与否［14］。进贤县农用地分等的基础数据库缺乏是影响到此次工作进度的重要原因。

(5)此次农用地分等成果基本反映了进贤县农用地的自然质量和社会经济质量。研究成果对该县的耕地占补平衡分析、土地利用总体规划、基本农田保护区规划等方面都有应用价值［15-17］。

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