广西糖料蔗生产保护区划定关键技术研究

2019-04-12杨志才

智能城市 2019年5期

杨志才

（广西壮族自治区基础地理信息中心，广西南宁 530023）

粮食生产功能区和重要农产品生产保护区（以下统称“两区”）划定工作是根据党中央、国务院指示和相关文件要求，为提高农业产业发展水平和保障国家粮食安全而开展的一项工作。《国务院关于建立粮食生产功能区和重要农产品生产保护区的指导意见》提出，在广西规划建设糖料蔗保护区1 150 万亩。广西是全国最大的糖料蔗种植区，种植面积和食糖产量均占全国60%左右，连续26个榨季居全国第一位，食糖销量占全国跨省贸易量的80%左右。因此，广西糖料蔗生产保护区划定工作是贯彻落实国家有关工作部署，实施“藏粮于地、藏粮于技”战略的重要举措。在“两区”划定过程中，往往对技术方法研究不深入，对划定方法理解有偏差，从而导致划定工作效率不高；另一方面在划定前期的数据准备阶段，忽视数据的整合分析，从而导致划定质量不高。本文对广西糖料蔗生产保护区划定的关键技术方法进行研究，利用已有的数据进行前期的整合分析，为达到高效、精准完成“两区”划定工作提供参考依据。

1 广西糖料蔗生产保护区的划定条件

以永久基本农田为基础，结合农村土地承包经营权确权登记成果、高标准农田建设等情况，选择相对集中连片、四至清晰的耕地，综合确定划区范围和划定面积。平原区相对集中连片面积原则上不低于500 亩，丘陵区相对集中连片面积原则上不低于50 亩，山区相对集中连片面积原则上不低于10 亩。耕地坡度原则上不超过15°，原则上应选择永久基本农田范围内具有粮棉油糖胶种植传统、播种面积基本稳定或具备较好的粮食生产能力、生态环境良好的集中连片耕地。因生产建设或自然灾害严重损毁且不能恢复耕种的耕地、受重金属污染物或其他有毒有害物质污染较严重且未列入治理规划的耕地等不得划入“两区”划定范围。

2 广西糖料蔗生产保护区划定关键技术方法

基于永久基本农田划定成果，结合广西数字高程模型、广西第一次全国地理国情普查甘蔗图层成果数据、广西优质高产高糖（简称“双高”）糖料蔗基地数据、农村土地承包经营权确权登记成果数据、近期高分卫星影像以及广西统一航飞成果数据、优势农产品区域布局、高标准农田等成果和种植业结构调整等规划资料，对集成数据进行前期处理、叠加分析，初步形成工作底图范围。在实际划定过程中，如何快速、准确形成工作底图以及划定成果，关键技术为工作底图制作。工作底图制作流程如图1。

图1 广西糖料蔗生产保护区工作底图制作流程

首先将海量的数据进行处理、转换，根据不用的数据特性进行分类处理、叠加分析，提取有效图层，确定符合划定条件的区域，叠加农村土地承包经营权确权登记成果数据确定有效地块、片块。详细步骤如下：（1）针对数据格式不统一的问题，解决办法为先将收集回来数据，进行统一转换格式，进行前期数据矢量化处理，保证后期数据整合、分析的有效性。（2）针对各行各业收集回来的数据成果坐标不统一的问题，在数据转换后，首先将矢量数据进行坐标转换成国家2 000坐标系。按照统一的数学基础，有利于后期图层间的匹配校正。（3）以永久基本农田成果数据为基础，从广西数字高程模型数据提取坡度数据，进行坡度计算、图层提取，获取坡度图层，筛选出坡度小于15°的区域；从广西第一次全国地理国情普查数据中提取甘蔗图层，形成糖料蔗种植分布图层。对整理的数据进行叠加分析、信息提取，形成适宜划定糖料蔗生产保护区区域。（4）广西糖业实施高标准农田建设，即“双高”糖料蔗基地建设，广西“两区”划定方案要求“双高”基地必须全部划入糖料蔗生产保护区，整理相关地块、边界等图层；同时将其他种植业结构调整等规划资料提取规划边界、有效图层。以适宜划定糖料蔗生产保护区区域为基础，叠加“双高”基地图层以及其他参考数据图层进行分析，核实高标准农田建设数据是否纳入保护区范围，其他涉及规划数据以及不宜划入保护区的区域数据是否与其冲突，对冲突部分加以剔除，进行数据整合、分析，形成符合划定糖料蔗生产保护区条件的区域。（5）以符合划定糖料蔗生产保护区条件的区域为基础，叠加农村土地承包经营权确权登记成果数据，在空间范围预分析的基础上，勾绘出片块、地块的初始边界；对不涉及确权的边界，将其设定为重点区域边界。同时，将数据叠加到高分卫星影像或者广西统一航飞成果数据上，根据基础数据的矢量图层边界和影像上耕地地块的几何特征，进行人工判读和综合分析，通过影像判别、内业勾画、数据整理，形成糖料蔗生产保护区工作底图。

3 适宜划定糖料蔗生产保护区区域技术研究

由于“两区”划定条件设定的时候，未充分考虑糖料蔗种植特性和地方实际地形地貌情况。因种植结构调整等诸多因素，广西不少现有的蔗区是在开发利用旱坡地、荒坡地形成的，这当中有一部分已建成高标准农田，这些蔗区未列为永久基本农田，所以在实际划定当中，有一定比例的保护区范围不在永久基本农田范围内。在适宜区域技术研究的时候需要充分考虑，具体如下：（1）提取广西第一次全国地理国情普查数据中提取甘蔗图层，该数据时效性是至2015年，该数据覆盖全区糖料蔗种植区域，种植区域包括在永久基本农田范围和非永久基本农田范围；再结合每年的国情监测数据，形成糖料蔗种植现状分布区域；（2）以永久基本农田数据为划定底图，叠加糖料蔗种植现状分布区域进行空间分析，数据整合、合并，获取连片面积大于50 亩的图层数据，得到种植在永久基本农田范围内和永久基本农田范围外两个区域图层；（3）结合数字高程模型数据，提取坡度图层，进行叠加分析得到15°以下区域；（4）综合以上形成适宜划定糖料蔗生产保护区区域如图2所示。

图2 适宜划定糖料蔗生产保护区区域

4 符合划定糖料蔗生产保护区条件区域快速形成工作底图

（1）以适宜划定糖料蔗生产保护区区域为基础，结合已建成和规划建设的“双高”基地，纳入保护区范围，进行数据套合；（2）剔除因生产建设或自然灾害严重损毁且不能恢复耕种的耕地、受重金属污染物或其他有毒有害物质污染较严重的区域以及用作其他规划用途的区域，形成符合划定糖料蔗生产保护区条件区域如图3所示；（3）以划定糖料蔗生产保护区条件区域，结合已进行的农村土地承包经营权确权登记成果数据，进行叠加分析；针对农林牧场未进行确权以及不在永久基本农田范围内的部分，基于高分卫星影像以及统一航飞影像进行叠加，通过建立糖料蔗种植区遥感样本库，基于机器学习糖料蔗种植区遥感信息自动识别的方式，可以快速获取地块勾画；针对无法识别的部分，结合人工判别的方式进行内业勾绘，形成完整的地块、片块信息，最终形成工作底图如图4所示。

图3 符合划定糖料蔗生产保护区条件区域

图4 工作底图

5 应用实例

在实际划定中，根据该方法，以广西扶绥县为例，扶绥县是广西糖料蔗主产区之一，也是糖料蔗生产保护区划定的广西试点县，近三年平均每年糖料蔗种植基本稳定在100 万亩左右，在保护区划定中任务为110 万亩。该县地形地貌较为典型，地形地貌覆盖丘陵、山地、平原，也是喀斯特地貌的地区，地形复杂，划定难度大。为顺利完成该县划定任务，采用以永久基本农田数据为基础，结合广西数字高程模型、广西第一次全国地理国情普查甘蔗图层成果数据、“双高”糖料蔗基地数据、农村土地承包经营权确权登记成果数据、近期高分卫星影像以及广西统一航飞成果数据、“双高”基地数据以及相关的规划等参考资料，对集成大数据进行前期处理、叠加分析，高效、精准地完成工作底图，形成保护区成果，为广西提前一年完成任务提供有力的支撑。扶绥县糖料蔗生产保护区划定工作底图成果如图5所示。