一种基于网格的高标准基本农田保护区空间定位

吴彦澎 李昀 李潇

摘要：针对当前高标准基本农田划定传统方法主观干预过多的问题，在综合考虑多因素的情况下，以质量优先原则、区位优先原则、空间邻近性原则为准则，提出一种基于网格的高标准基本农田空间定位研究方法。该研究方法以网格作为分析单元，将耕地地块数据以及高标准基本农田劃定涉及的指标数据转移至网格属性中，并以空间聚类算法为手段，通过特征值分析，最终得到高标准基本农田保护区域，可用于指导高标准基本农田保护规划的实施。并以江苏省扬州市1′×1′的经纬度网格划分为具体案例，分析证明该研究的可行性和实用性。

关键词：高标准基本农田;网格;空间聚类;空间定位

中图分类号：F323.211;S127 文献标志码： A

文章编号：1002-1302（2020）18-0223-07

收稿日期：2020-05-28

基金项目：国土资源部公益性行业科研专项（编号：201011006）。

作者简介：吴彦澎（1986—），男，辽宁营口人，硕士，高级工程师，主要从事农业信息技术、农业科研管理研究。Tel：（010）51503241;E-mail：wuyanpeng.cau@163.com。

通信作者：李 昀，男，高级工程师，主要从事信息化管理应用研究。Tel：（010）51503240。

基本农田是指按照一定时期人口和社会经济发展对农产品的需求，依据土地利用总体规划确定的不得占用的耕地[1]。高标准基本农田即一定时期内，通过农村土地整治建设形成的集中连片、设施配套、高产稳产、生态良好、抗灾能力强，与现代农业生产和经营方式相适应的基本农田。包括经过整治的原有基本农田和经整治后划入的基本农田[2-3]。国内众多学者从耕地质量、区位、政策、行政等因素进行研究和探讨，提出基本农田确定的方法和步骤。但是，大部分研究都在数量决策方面，对耕地质量以及空间区位因素对耕地保护区划定的影响研究则相对缺乏。随后有学者从农用地分等定级成果出发，通过筛选将符合条件的耕地逐一纳入到基本农田保护区，从而形成新的基本农田保护规划[4-5]，但主要依据单一因素进行划定，同时涉及多个因素进行综合分析的研究很少，主要原因是缺乏一种有效的统计单元和综合评价算法。网格是指对某一区域进行地理空间的划分。陈述彭等从网格地图思想出发，提出建立网格信息系统，用不同尺度的网格来划分、存储网格区域内面状的空间数据及其属性数据。采用网格分析的方法具有打破行政单元约束，提高信息检索与更新效率的作用，更加适用于海量空间数据的综合分析[6-11]。因此，本研究基于网格的高标准基本农田保护区空间定位。本研究以江苏省扬州市为研究区，以网格作为分析单元，采用基于网格的空间聚类方法对研究区进行高标准基本农田保护区空间定位，证明了研究结果的可行性和实用性，可为高标准基本农田保护规划提供一种新的手段和思路。

1 研究区概况及数据分析

1.1 研究区概况

扬州市位于江苏省中部，位于32°15′～33°25′N、119°01′～119°54′E，地处长江北岸、江淮平原南端;2008年时辖广陵、维扬、邗江、开发区4个区，代管江都（江都已于2011年撤市设区）、仪征、高邮3个县级市和宝应县，全市总面积6 634 km2。扬州市境内地形为西高东低，仪征市境内丘陵区为最高，高邮市、宝应县一带最低，邗江区的西北部和仪征市的北部为丘陵，京杭运河以东、通扬运河以北为里下河地区。

1.2 数据分析

本研究以2008年1 ∶5 000扬州市土地利用现状数据（来源于全国第2次土地调查）作为基本分析图件，以1 ∶25万扬州市数字高程数据、《扬州市土地利用总体规划（2006—2020年）》《扬州市社会经济统计年鉴》作为辅助分析资料。采用ArcGIS 93、Excel、SPSS软件等作为数据处理分析平台。

1.2.1 土地利用现状分析 根据扬州市的第2次全国土地调查土地利用现状数据统计分析可知，扬州市各种地类总面积为659 121.41 hm2。其中，耕地占各种地类总面积的44.51%，耕地中的水田、水浇地、旱地分别占 38.67%、0.12%、5.72%，园地、林地、草地分别占各种地类总面积的2.35%、082%、0.18%，交通运输用地占3.62%，水域及水利设施用地占32.55%，其他土地为0.72%。另外，其他归并地类包括城市、建制镇、村庄、采矿用地、风景名胜及特殊用地分别占各种地类总面积的271%、212%、9.69%、047%、0.29%。

扬州市主要水系包括长江、京杭大运河以及邵伯湖、高邮湖等，加上河网密集，因此水域及水利设施用地所占比重位居第二。另外，扬州市村庄比重为969%，城市比重为2.71%，建制镇的比重为2.12%。

1.2.2 土地利用效益分析 由图1-a可知，自然等别最高、质量最好的是高邮市，其次是宝应县，扬州市辖区和江都区土地自然等别相对较低，江都区中部土地自然等别较高，而仪征地区的土地自然等别最低。但从总体来看，扬州市整体土地自然等别较高。

由图1-b可知，扬州市土地利用等别最高的在高邮地区，面积相对较大，其中宝应县南部，市辖区中南部土地利用等别较高，江都地区的土地利用等别相对较差，而仪征地区的土地利用等别整体较差。

由图1-c可知，扬州市土地利用的经济等别与土地利用等别相似，土地利用等别高的地区经济等别也相对较高，即经济效益较高，投入产出比也较低。其中，高邮市的经济等别最高;市辖区的部分地区、宝应县南部、市区的北部地区经济等别较高;宝应县中部、仪征市绝大部分地区、江都区中东部地区经济等别相对较低;而江都区北部部分地区经济等别最差，投入产出较大。