“两区”划定工作底图在ArcGIS里的编制方法研究

刘家橘 刘家橙 王晓燕 申晓丹 张筝

（1.河南省地质调查院,河南 郑州 450001；2.河南省城市地质工程技术研究中心,河南 郑州 450001； 3. 河南省地质矿产勘查开发局第二地质矿产调查院，河南 郑州 450001；4.河南省地质科学研究所，河南 郑州 450001）

1 引言

为认真落实党中央、国务院决策部署，统筹推进“五位一体”总体布局和“四个全面”战略布局，牢固树立和贯彻落实创新、协调、绿色、开放、共享的发展理念，实施“藏粮于地、藏粮于技”战略目标，确保“谷物基本自给、口粮绝对安全”，保障重要农产品自给自足水平，要科学合理划定小麦、玉米生产功能区和大豆生产保护区面积，并落实到田间地块。本文以河南省灵宝市“两区”划定项目为例，研究地块选取应用方法并编制出工作底图，为后续外业调查、数据库建设等提供技术支撑。

2 “两区”划定要求

灵宝市位于陕西、山西、河南三省交界处，其中部分乡镇地形地貌属于山区丘陵，粮食作物分散、田间地块不集中连片、坡度级别高等。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，确定划区范围和划定面积。对于单个粮食生产功能区或者单个重要农产品生产保护区，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，耕地坡度原则上不超过15°，优先选择具有粮棉油糖胶种植传统、近3年内播种面积基本稳定、生态环境良好的集中连片耕地。结合永久基本农田划定成果，与主体功能区、土地利用、城乡建设、交通运输、水利等规划衔接，确保地块在较长时间内不被其他建设征占用。

3 综合数据叠加分析生成“两区”地块图斑

按照规范要求快速准确形成“两区”划定范围以及最终成果图斑，充分利用农业、国土、规划等部门提供的数据库，以及内外业收集成果资料，在ArcGIS里综合选取、分析，勾绘“两区”地块初始边界，并赋予“两区”地块图斑编码制成工作底图。

3.1 成果资料收集及编制流程

“两区”划定工作底图编制的前提是全面收集以往成果资料，减少外业核查时间、降低生产成本。这些资料包括：（1）（永久）基本农田划定成果资料；（2）土地利用现状调查成果资料；（3）农村土地承包经营权确权登记、国有农场土地使用权确权登记成果资料；（4）农业综合生产能力建设资料，包括各渠道高标准农田建设、农业生产配套服务设施等相关建设项目的图件资料及文本说明；（5）其他资料，包括国民经济“十三五”规划、农业发展规划、主体功能区规划、新一轮土地利用总体规划、高标准农田建设规划、土地整治规划、基本农田保护区规划、城乡建设规划、交通规划等规划的图件、数据库、文本及说明，遥感正射图像资料，测土配方施肥等耕地质量资料，生态退耕及灾毁资料等。“两区”划定工作底图技术流程如图1所示。

3.2 多种底图匹配校正

将收集到的综合数据进行分析、筛选、匹配，提取有效成果数据，融入一个坐标系统框架中。大部分成果数据为矢量数据和栅格数据，两种数据在ArcGIS里的具体校正步骤如下：

（1）矢量数据校正方法：调出spatial adjustment（空间校正）工具栏，设置要校正的数据，把需要校正的要素类（FeatureClass）打钩。点击置换连接工具，单击被纠正要素上的某一个点，并且在基准要素上选择对应点，建立起一个置换链接。注意链接点要选在要素特征点上，如拐角处，点位尽量均匀分布。点“空间校正”工具条菜单下的“校正”按钮，保存校正结果，完成校正。

（2）栅格数据校正方法 ：在工具栏工具框中选择“地理配准”，在需要校正的图件数据边界上寻找明显的标志点，并在已知坐标信息的矢量数据中找出相应的点拉线点击，重复上述操作寻找足够点，一般采点不少于四个[2]。点击链接表，查看各个点的校正误差以及总误差，如果满足精度要求，点击地理配准进行校正，设置好路径，确定保存。

图1 工作底图技术流程

3.3 数据叠加分析

“两区”划定任务的重点在于“两区”地块和片块的圈定，需充分利用高分辨率遥感正射影像及地理信息技术[3]。（1）在ArcGIS里对数据进行叠加分析，选出保护区和功能区域，然后在区域范围内圈定“两区”地块和片块。（2）根据数据属性剔除坡度级别大于15°的基本农田或承包经营确权地块数据，如无此项数据属性需利用遥感影像在GIS软件里做数字高程模型处理，使用变点分析法进行坡度分析，得到不同坡度的分类图，进行重分类、类别筛选和扣除[4]。涉及交通规划、黄河湿地生态红线规划边界等数据压盖图斑的一并扣除。（3）数据分析完成得到两类或多类有效图斑后，利用ArcGIS软件添加图层，按位置选择后进行相交分析，优先选取近3年播种面积基本稳定、生态环境良好的集中连片耕地叠加部分，如出现离散地块需重新合并到邻近图斑上。基本农田与经营权数据相交分析如图2所示。

图2 基本农田与经营权数据相交分析

在集中连片的地块范围上进一步勾绘“两区”片块边界，利用ArcGIS的聚合面工具设置参数中的最小面积、最小孔洞，减少聚合距离范围系数产生空洞。建议选取乡级界线数据为“障碍要素”，以满足单个“两区”片块不得跨越乡级行政区域界线的原则。从实际效果来看，已圈选出坡度不超过15°、生态环境良好、不与城市规划冲突的集中连片耕地。根据聚合面生成的“两区”片块如图3所示。

图3 根据聚合面生成“两区”片块

3.4 “两区”编码

赋予“两区”工作底图编码就是对优选后的地块、片块、“两区”属性赋值。编码规则如下：“两区”编号为9位乡级行政区代码+3位顺序码，“两区”片块编号为12位两区代码+3位片块顺序码，“两区”地块编号为12位村级行政区代码+4位地块顺序码。乡级行政区代码是固定数值，一般参考国家统计局下发的文件，将文件下载后直接使用。

4 编制底图

根据外业调查或资料收集，按实际情况分别把对应的地块、片块赋予种植属性，并引用规范图式图例表示。灵宝市以小麦种植区、小麦玉米复种区、大豆种植区为主，充分利用遥感技术，结合土地规划数据进行属性赋值后编制整理“两区”工作底图，在ArcGIS里进入布局编辑视图界面，插入标题文本、图例进行图面整饰后输出，主要体现图廓内外整饰要素、数学基础、行政区划要素、“两区”要素等信息。“两区”工作底图如图4所示。

图4 “两区”工作底图

5 结论

“两区”划定的核心是“两区”地块、片块的选取。收集已有成果资料及正射遥感影像、高标准农田图斑、经营权确权地块图斑，利用ArcGIS高效选取连片封闭、空间连续的地块图斑，划定有效地块、片块编制工作底图，极大提升了“两区”划定的效率和精准度。