基于ARCGIS的土地开发潜力测算与分级——以宝鸡市陇县为例

葛菁华，曾 彬

(西北大学城市与环境学院，陕西 西安 710127)

基于ARCGIS的土地开发潜力测算与分级
——以宝鸡市陇县为例

葛菁华，曾 彬

(西北大学城市与环境学院，陕西 西安 710127)

土地开发潜力评价是科学开展土地开发工作的基础，影响土地开发潜力的因素众多，目前还没有公认比较成熟的评价理论与方法。结合陇县的实际情况，提出以增加耕地系数、增加耕地面积和未利用地区位指数三个指标结合评价土地开发潜力测算，以乡镇为分级单元在科学地定量评价土地开发潜力的基础上，对陇县的土地开发潜力进行分级，为土地开发整理工作提供判断依据。

土地开发;潜力测算;潜力分级;陇县

耕地资源是农业生产最基本的物质条件，其数量和质量的变化直接影响粮食安全。由于人口的持续增加，国民经济快速发展，各类建设对耕地的需求不断加大，补充耕地的任务不断加大［3］。同时，宜开发整理的土地后备资源逐年减少，生态建设对土地开发整理的要求不断提高，土地开发整理补充耕地的成本也会不断增加，难度将逐步加大［4］。有研究以1996年土地利用详查变更数据为基础对中国后备耕地资源进行测算，结果显示中国后备耕地开发难度较大，在后备耕地资源中，面积最大的拾荒草地，占总后备资源的88.44%，大多数分布于山地丘陵地区［5］。后备资源大多是由于自然禀赋差而处于边际条件的未利用地，其开发为耕地的产出水平要低于现有耕地的产出水平，后备耕地资源开发利用收益较低［6］。

如何合理有效的开发未利用地以增加耕地尤为重要。未利用土地是指还未利用的土地，包括难利用的土地，未利用土地一般需要治理才能利用或可持续利用，其中又分出荒草地、盐碱地、沙地、裸土地、滩涂、沼泽地、河流水面、湖泊水面、冰川及永久积雪和其他10个二级地类。

正因为未利用地的合理有效开发很重要，所以开发前应做适当的潜力评价，以更好的进行开发规划。土地开发潜力评价作为土地开发的一项基础工作，是制定土地开发专项规划的基本依据，也是划定土地开发区的基础，开展土地开发潜力衡量标准及评价方法研究，分析某地区土地开发的潜力，是目前迫切需要开展的一项工作，也是国家或地区制定实施国家和地区可持续发展战略的基础［7］。

1 研究区概况与研究方法

1.1 研究区概况

陇县地处秦岭褶皱北部和鄂尔多斯地台南缘接壤处，地势西北高东南低。包括中山、低山、丘陵、台原和河流谷地等地貌类型。在气候上属于暖温带大陆性季风气候区，年平均气温 10.7℃，≥0℃积温 4 000℃，年平均降雨量 600.1 mm，包括半干旱温和气候区、温凉半湿润区、湿润寒冷区三个气候区。全县地表水主要包括渭河水系的千河、通关河和泾河水系，境内最大的千河长 68.8 km，流域面积 1 957.9 km2，年径流量为354亿 m3。全县水资源总量6.62亿 m3，其中地表水 5.9 亿 m3，地下水 0.72 亿 m3。

1.2 研究方法

目前我国常见的潜力分级方法主要有增加耕地系数单指标法

1.2.1 单指标法

增加耕地系数单指标法是目前我国土地开发整理潜力估算普遍采用的方法［7］，其计算公式为:

其中，yi为乡镇增加耕地系数;ΔSi为乡镇土地开发增加耕地面积;Si为i乡镇待整治区未利用地总面积。

1.2.2 三指标法

三指标是在原有的单指标基础上加进去增加耕地面积、未利用地区位指数这两个参数［9］。对于不同乡镇，经济社会发展水平的不同导致用地结构的不同，在进行未利用地潜力测算和分级时，除了考虑自然因素之外，还要结合不同土地利用结构上的重要程度。未利用地区位指数是用来表征用地结构的指数，相对于单纯的增加耕地面积更能反映某片区在在整个地区土地利用结构上的重要度。未利用地区位指数越大，说明该片区未利用地在整个地区的土地利用结构上地位越高。其计算公式如下:

其中;Pi为乡镇未利用地区位指数;Wi为乡镇未利用地面积;Si为乡镇土地总面积;W为全县未利用地总面积;S为全县土地总面积。

对未利用地区位指数极值化，计算公式为:

其中，Zi为乡镇未利用地区位指数的标准化值;Pi为乡镇未利用地区位指数;Pmin为整理区未利用地区位指数最小值;Pmax为整理区未利用地区位指数最大值。Ai为 Ei、Fi和 Zi的几何平均数，计算公式为:

1.3 数据来源和处理

1.3.1 数据来源

未利用基础数据来自陇县土地管理局提供的2010年土地利用变更调查数据、陇县第二次土地调查数据、陇县土地利用总体规划(2006—2020)、陇县土地开发整理项目汇总表，陇县分乡镇土地利用规划，基础图件为乡级土地利用现状图(1:1万)、土地利用总体规划图(1:1万)，陇县乡镇级土地整治图(1:1万)，以 ARCGIS为技术基础系统实现分析和决策。

1.3.2 数据处理

根据各乡镇实际调查待开发未利用地，以土地利用现状图、土地利用总体规划图和现状调查数据为依据，利用ARCGIS软件进行数据处理和分类汇总，得到全县各乡镇待开发未利用地面积及分布。

2 结果与分析

2.1 未利用地面积及分布

根据陇县第二次全国调查数据，得出陇县未利用地分布表(表 1)，2009年年末，陇县未利用地土地总面积为5 995.93 hm，占土地总面积的 2.63%，分布以其他草地为主，面积为3 719.89 hm，占到总未利用地面积的 62.04%;其次是河流水面，面积为1 025.25 hm，占到总未利用地面积的 17.10%;内陆滩涂 753.81 hm，占 12.57%;裸地 365.11 hm，占 7.69%;沼泽地 35.73 hm，占 0.6% 。不同未利用地在各乡镇分布如表1。

表1 陇县未利用地分布表hm

2.2 未利用地开发潜力测算及分级

2.2.1 单指标法

表2 单指标划分的未利用地开发潜力分级表 hm

根据陇县实际调查，典型项目调查确定陇县各乡镇更加耕地面积及待开发土地面积，然后根据公式(1)，计算各乡镇增加耕地系数，得到各乡镇土地开发潜力。

陇县10个乡镇的待开发未利用地总面积为308.76 hm，增加耕地面积83.48 hm，平均增加耕地系数为 27.04% ，各乡镇增加耕地系数相差较大，最小的为1.6% ，最大的为81.82% 。依据增加耕地系数单项指标，可将全县未利用地开发划为三个等级:增加耕地系数≥80%的为Ⅰ级潜力镇，50%≤增加耕地系数＜80%的为Ⅱ级潜力镇，增加耕地系数＜50%的为Ⅲ级潜力镇。单指标法测算与分级结果见表2。2.2.2 三指标法

根据三指标法测算与分级结果见表3。各乡镇的 Ai值从0.00到87.69不等，差异较之单指标法更加明显。根据全县Ai值将全县未利用地开发潜力划分为3个等级:Ai≥50的为Ⅰ级潜力镇，包括李家河乡和城关镇两个乡镇，这两个乡镇增加耕地面积和未利用地区位指数都较高，但城关镇增加耕地系数较小;30＜Ai＜50的为Ⅱ级潜力镇，包括火烧寨乡和杜阳镇两个乡镇，这两个乡镇未利用地区位指数较大，但是增加耕地面积较小，增加耕地系数差异大;Ai≤30的为Ⅲ级潜力乡镇，包括新集川乡、堎底下镇、固关镇、东风镇、东南镇和河北乡六个乡镇，这六个乡镇未利用地区位指数较低，但增加耕地面积和增加耕地系数差异都很大。Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级潜力镇可增加的耕地面积分别为 45.34 hm、8.7 hm和29.44 hm。

表3 三指标划分的未利用地开发潜力分级表 hm

2.3 不同测算方法比较分析

结合前文对两种测算方法分级结果进行比较，见表4。

单指标分级法设计的指标少，仅需要根据增加耕地系数进行分级，计算所需要的数据少，容易获得，计算方法简便易行［10］。采用单指标法分析陇县未利用地开发潜力分级，可以直观的反映各乡镇在未利用地开发中增加的耕地的水平。但是由于分析因素单一，无法全面反映出陇县未利用地开发潜力的等级，如火烧寨乡是Ⅰ级潜力乡镇，但是其待开发未利用地面积和增加耕地面积均不及Ⅲ级潜力乡镇;城关镇为Ⅲ级潜力乡镇，但其待开发未利用地面积和增加耕地面积均大于Ⅱ级潜力乡镇。因此，根据增加耕地系数这一单一指标划分的潜力分级有可能会出现潜力等级高，但是增加耕地面积小，而增加耕地面积大的乡镇潜力等级不一定高的情况，这样的潜力分级方法并不能全面的反映实际情况。

三指标法分级结果有效的规避了单指标分级结果中的不足，更加符合各乡镇未利用地实际情况，因此比较理想，也更能全面反映未利用地开发潜力分级的实际情况。运用该方法的各乡镇潜力分区空间分布见图1。

表4 不同测算方法分级结果综合比较 hm

图1 陇县土地开发潜力等级图

3 结语

通过两种不同方法对陇县未利用地开发潜力进行测算和分级，研究主要得到:

陇县待开发的未利用地面积较小，主要有两个原因:(1)土地开发整理已有很多年，大部分的可开发未利用地已被开发，剩余未开发的未利用地一般都是坡度大，同时生态脆弱，不易于开发，可开发面积也很小，而且未利用地中有大量的河流水面和沼泽地。(2)陕西省土地开发整治的标准是5 000～6 000元/亩，但由于开发条件的限制，开发费用实际操作中，远远大于省级标准，开发投资效益低下，一般土地开发项目政府只有一部分启动资金，没有充足后续资金保障。受这两个因素限制，陇县待开发未利用地只占到总未利用地的 5.15% 。

从增加耕地面积、增加耕地系数和未利用地区位指数三方面考虑，李家河乡待开发未利用地面积大，开发潜力大，增加的耕地面积也是所有乡镇里面最多的，应给予优先开发;城关镇未利用地区位指数最高，待开发面积也较大，增加耕地面积相较与其他乡镇也较高，但是相对于待开发的未利用地面积，其增加耕地系数较小;火烧寨乡虽然增加耕地系数是所有乡镇里最高的，但是由于其未利用地区位指数一般，增加耕地面积较小，所以起潜力等级并不是很高;杜阳镇虽然未利用地区位指数较高，但是增加耕地面积和增加耕地系数都偏小，等级一般;新集川乡和固关镇增加耕地系数相近，均在79%左右，增加耕地面积一般，但两个乡镇的未利用地区位指数都偏低;堎底下镇增加耕地面积较高，但增加耕地系数和未利用地区位指数偏低;东风镇和东南镇均属于增加耕地面积和增加耕地系数极小，但未利用地区位指数居于中间位置，最后一个河北乡增加耕地面积最小，增加耕地系数和未利用地区位指数也偏低，是综合条件较差的乡镇。

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Research on Calculation and Classification of Land Development Potentiality Based on ARCGIS

GE Jing－ hua，ZENG Bin
(College of Urban and Environmental Science，Northwest University，Xi＇an 710127，Shaanxi)

Assessment of land exploitation potential is a basic foundation for scientific exploitation of the land.There are more factors which affect the development potentiality of land. But there is no well－ recognized mature theory and methods are available for its assessment. Based on the real conditions of Long County in Shaanxi，the paper brings forward a method to assess exploitation potential of the virgin land which includes three indexes which are the increasing coefficient of arable land，the increasing arable land area and the locational index of unused land. According to the above，the unused land of Long County was measured that the classification unit was the township.The results were found more immediate practical and raise some useful suggestions on how to exploit the virgin land in Long County.

Land Development;Potential;Classification and Long County

S275.9

A

1004－1184(2012)06－0187－04

2012－07－26

陕西省土地整治规划(2011－2020年)编制专题研究;西北大学研究生创新基金(08YZZ27)

葛菁华(1987－)，女，陕西宝鸡人，在读硕士研究生，主攻方向:土地利用变化与规划。