ArcGIS在中山市粮食生产功能区数字正射影像图处理中的应用

陆龙平

摘 要 近年来，粮食安全问题逐渐得到人们重视，保障粮食安全与生产能力的需求空前剧增，粮食生产功能区划定工作刻不容缓。基于此，分析了粮食生产功能区划定工作的必要性，并对采用地理信息系统软件ArcGIS对粮食生产功能区数字正射影像图处理的实际应用进行探讨，以实现信息化和精准化管理等工作，更好地完成粮食生产功能区划分。

关键词 粮食生产功能区;数字正射影像图;ArcGIS

中图分类号：F326.11 文献标志码：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2019.14.088

中国土地资源辽阔，自然资源丰富，但人口众多，人均资源占有量非常少。我国的国土面积约占世界陆地面积的6.44%，排名世界第三位;全球耕地面积约14.7亿公顷，我国耕地面积约1.3亿公顷，我国耕地面积约占全球耕地面积的7%，排名世界第四位，但人均耕地面积不到世界人均40%。

近年来，国家出台了一系列强农惠农富农的政策，使粮食生产连年丰收，重要农产品的生产能力不断增强[1]。但是，我国农业仍存有生產基础不牢固，工业化、城镇化发展和农业生产用地矛盾不断凸显的问题，保障粮食和重要农产品供给任务仍然艰巨[2]。

2017年，习近平总书记在中央农村工作会议上强调：“中国人的饭碗要牢牢端在自己手上，我们的饭碗应该主要装中国粮。保障粮食安全关键是要保粮食生产能力，确保需要时能产得出、供得上。这就要求我们守住耕地红线，把高标准农田建设好，把农田水利搞上去，把现代种业、农业机械等技术装备水平提上来，把粮食生产功能区划好建设好，真正把藏粮于地、藏粮于技战略落到实处。”李克强总理强调：“落实农业功能区制度。这是优化农业生产力布局、发挥各地比较优势的重要部署，也是保护农业资源环境的重大举措。各地要加快划定和建设粮食生产功能区、重要农产品生产保护区，推进特色农产品优势区创建。”建立粮食生产功能区是贯彻落实习近平总书记“三农”思想的重大举措，是党中央、国务院的重大决策部署[3]。

1 划定粮食生产功能区的必要性

2015—2018年，连续4年的中央一号文件都提出需要探索并逐步建立粮食生产功能区，进一步优化农业生产布局，重点关注主要品种和优势产区，实行精细化管理，同时实现粮食基本自给，口粮绝对安全，确保我国的粮食安全，实施藏粮于地、藏粮于技战略，确保国家粮食等重要农产品的有效供给，以进一步推动农业供给侧结构改革为主线，完善农业调控模式，促进农业现代化。通过将粮食生产功能区落实到具体地块，进一步推进农业现代化建设，为全面建设小康社会奠定坚实基础。

2 中山市粮食生产功能区划定情况

根据《广东省人民政府办公厅印发关于广东省粮食生产功能区和重要农产品生产保护区实施方案的通知》，广东省政府下达给中山市的粮食生产功能区划定任务为0.28万公顷，并要求2018年底基本完成划定工作，做到全部建档立卡、上图入库，实现信息化和精准化管理。为完成省政府下达的任务，当地市政府领导和市农业和农村局高度重视，认真谋划，精心组织，在省“两区办”及专家组的大力支持和指导下，经过近一年的努力，完成了划定工作的各项任务。

3 ArcGIS在粮食生产功能区数字正射影像图处理中的应用

根据广东省农业厅、广东省农垦总局关于印发《广东省粮食生产功能区和重要农产品生产保护区划定工作技术规程的通知》等有关规程明确：粮食生产功能区划定成果中必须包含标准分幅的数字正射影像图（格式为TIF）。由于粮食生产功能区划定成果的上图入库、数据库建设等绝大部分的操作均使用ArcGIS软件，因此在处理标准分幅的数字正射影像图也采用ArcGIS软件进行处理，使整体数据成果符合相关要求，顺利通过验收工作。

广东省中山市辖区范围的数字正射影像图由省厅统一下发，数量为两幅（zhongshan1.img和zhongshan2.img），考虑到数字正射影像图的数据量为35.4 G，为了加快运算处理能力，采用了遥感影像处理系统软件Erdas Imagine进行影像图拼接处理。通过使用Erdas中的镶嵌工具（Mosaic Tool），把中山市辖区范围的数字正射影像图合二为一，输出成一个img文件（ZS.img，35.4 G）。

根据下发的中山市标准分幅结合表（矢量图层）进行统计，本市全域标准分幅的数量达80余张，将划定的粮食生产功能区范围（矢量图层）与中山市标准分幅结合表（矢量图层）使用ArcGIS 叠加分析（Intersect）功能，提取出含有粮食生产功能区的标准分幅，并逐一以各自分幅号命名另存的共43张标准分幅图层（矢量图层）。

通过使用ArcGIS的掩膜提取功能，实现提取标准分幅数字正射影像图。即在ArcGIS Desktop的界面，通过点击“菜单栏自定义”（Customize），启动“扩展模块”（Extensions），开启空间分析（Spatial Analyst）功能。空间分析功能开启后，可采用两种方法。1）按顺序点击工具箱（ArcToolbox）—空间分析工具（Spatial Analyst Tools）—提取（Extraction）—掩膜提取（Extract by Mask），在弹出框中有输入栅格（Input raster）、输入栅格或掩膜图层（Input raster or feature mask data）和输出栅格（Output raster），分别放入被裁减的图层（ZS.img）和单一的标准分幅图层图层，输出栅格（Output raster），另存为标准分幅名称。此方法为处理单张的矢量图层切割栅格数据，对计算机运算能力要求不高，但比较耗时。2）采用ArcGIS中批处理功能（Batch）。同样的，在工具箱（ArcToolbox）—空间分析工具（Spatial Analyst Tools）—提取（Extraction）—掩膜提取（Extract by Mask）右击“掩膜提取”（Extract by Mask），出现批处理功能（Batch）的选项，此功能可以实现对多幅图像进行同一区域的裁剪以及对同一图像不同区域的批量裁剪。此方法的图层录入与第一种方法相似。两方法相比较，第一种方法仅能单张进行处理，但其对电脑的硬件要求较低;第二种通过批处理的运用，加快处理速度，但对电脑的硬件要求也相应提高。技术人员可根据实际情况，如处理数据量、电脑硬件条件等选择合适的方法。

通过上述方法，得到了43张格式为img的数字正射影像图，与提交成果要求的TIF格式仅差格式转换便可顺利完成。通过工具箱（ArcToolbox）→转换工具（conversion tools）→至栅格（To raster）→栅格到其他格式（raster to other format）的功能，在栅格到其他格式（raster to other format（multiple））界面下，输入栅格（Input raster）一栏中选择转换的文件，在输出（Output Workspace）一栏选择存放转换好文件的路径，栅格格式设置（Raster Format（optional））中下拉选择格式TIF;也可根据实际情况采用批处理（Batch）加快处理运算。至此，中山市粮食生产功能区标准分幅的数字正射影像图就符合了《广东省粮食生产功能区和重要农产品生产保护区划定工作技术规程的通知》等有关要求。

4 结语

粮食生产功能区的划定将使国家粮食安全的根基更加稳固，农业产业安全掌控能力全面增强。作为一个完整的GIS平台软件，Esri的ArcGIS软件具有强大的功能，如地图制作、空间数据管理、空间分析、空间信息整合等，这些功能能够很好地实现粮食生产功能区划定工作中的上图入库，实现信息化和精准化管理等工作，更好地完成粮食生产功能区划分。

参考文献：

[1] 沈刚，王芳，康楠，等.把饭碗牢牢端在自已手中[J].经济，2013，43（1）：13-14.

[2] 赵予新.基于粮食生产功能区构建河南现代粮食产业集群的思考[J].粮食科技与经济，2018，43（5）：21-25.

[3] 《中国合作经济》编辑部.2013：农业更稳 农民更富 农村更活[J].中国合作经济，2013（12）：1.

（责任编辑：赵中正）