基于因素法的永济市耕地定级研究

程丽佳

（太原师范学院，山西 太原 030619）

0.引言

农用地级别是依据构成土地质量的自然因素和社会经济因素，在行政区内进行的农用地质量综合评定[1]。农用地定级成果是土地管理工作中一项重要的基础性成果，为因地制宜、合理利用土地、调整农村产业结构提供依据，在修订、完善土地利用总体规划、耕地质量的占补平衡、基本农田划定与调整、用地管制分区等多个领域发挥着指导性作用，使土地管理工作更为科学化、标准化和规范化[2-4]。

1.研究区概况

永济地处山西省西南端，运城盆地西南角，位于晋、陕、豫“黄河金三角”区域中心，辖区总面积1221.06平方千米，市内地形以平原为主，其中，平原区面积799平方千米，滩地水面面积81平方千米，山丘区面积263平方千米。海拔在334米～1993.9米之间。永济属温带大陆性气候，气候温和，四季分明，年平均气温14.1℃，年平均降水量530毫米，河是流经永济的最大河流，黄河永济段年平均流量为1014.4米/秒。永济市是山西重要的农业生产基地，农业产业化水平较高。

2.定级技术方法与定级单元划分

在参考原国土资源部颁布的《耕地质量分等规程》（GB/T 28407-2012）、《农用地定级规程》（GB/T 28405-2012）的基础上，综合考虑永济市耕地自然特点、实际利用情况及区位、交通、社会经济等其他与耕地种植相关的因素，选取主导因素，并结合已收集资料的情况，采用因素法进行耕地定级。根据永济市的实际情况，本次永济市定级地块法，直接采用土地利用现状图中的图班作为定级单元，将全区划分为14695个定级单元。

3.定级因素及权重的确定

按照永济市自然环境和农业耕作条件，该研究区的标准耕作制度为一年两熟，基准作物为冬小麦、夏玉米。参照《农用地定级规程》（GB/T 28405-2012），依据分等原则，在与专家进行多次研讨论证之后，最终确定9个定级因素，分别为：农贸市场、道路通达度2个区位因素，耕作距离、田间道路、田块状况3个社会经济因素，灌溉条件、地形坡度、有机质含量、表层土壤质地4个土壤条件。共计9个影响因素。

耕地分等因素权重的确定采用层次分析法计算，通过专家打分，确定因子间的影响相对影像作用，并构建判断矩阵，矩阵（如表1所示）：

表1 对象层的判断矩阵

使用Matlab对矩阵进行层次分析法分析，导入上表判断矩阵进行运算，得出一致性检验结果CI=0.0613<0.1，即通过一致性检验，判断矩阵最大特征值为9.4905，得到各因子的权重（如表2所示）：

表2 永济市各定级因素权重表

4.定级因素分值量化

定级因素分为点状、线状、面状因素，点状为同心圆扩散型因素，使用指数衰减法进行分值计算，线状因素为平行扩散型因素，使用指数衰减法进行分值计算。点状线状因素在计算定级单元因素分值时，以定级单元所包含的因素等分线平均值代表定级单元分值，即图斑所覆盖的定级因素所建立的多级缓冲区的平均值为该因定级因素的图斑分值。

指数衰减法公式（1）为：

fi为因素在某个相对距离上对土地的作用分值，Mi为某个因素个体第i级规模指数，di为实际距离，d为因素影响半径，r为地块相对距离。

4.1 点状因素量化

4.1.1 农贸市场

农贸市场为乡镇所在地，为点状要素，永济下辖3个街道7个镇，农贸市场共有10个，本镇农贸市场只辐射影响本镇范围内耕地。结合当地实际情况，依据农贸市场的最大影响范围来确定其影响半径。经检验，乡镇农贸市场因素影响半径d=14500米，对农贸市场建立多环缓冲区，每隔500米作Buffer分析，规模指数M取100。

4.1.2 耕作距离

永济市下辖307个行政村，耕作距离为村庄至耕地图斑距离，耕地图斑只受本村影响。本文根据土地利用现状库确定各村庄所在地，并用点状表示。将耕作距离分值图叠置在定级工作底图上，以定级单元所包含的因素等分区平均值代表单元分值，依据全市耕作距离的最大影响范围来确定其影响半径。经检验，得出因素影响半径d=9500米，每隔500米作Buffer（缓冲区）分析，每个村的规模指数M=100。

4.2 线状因素量化

4.2.1 道路通达度

本文主要选取了高速公路、国道、省道、县道和乡道作为本次定级交通便利条件的影响因子。由于道路的等级、长度、宽度对农产品的运输影响不同，经与专家多次咨询和协商，高速公路、国道、省道的规模指数确定为100（即M=100），县道、乡道的规模指数确定为80（即M=80），并且通过图上量算，因素影响半径分别为d=10000米和d=7000米。分别针对线状的高速、国道和省道每隔500米作Buffer（缓冲区）分析，县道和乡道也是每隔500米作Buffer（缓冲区）分析，高速、国道和省道定权重0.6，县道和乡道定权重0.4，两者进行加权计算。

4.2.2 田间道路

田间道路状况是影响耕地种植方式、利用效益的重要因素，利用距离不同等级田间道路的远近来反映田间道路状况的影响度。永济市田间道路状况的评价主要依据土地利用变更库中的地类图斑图层中的农村道路（DLBM：104），并把农村道路分为三级：4米以下，4-8米，8米以上，因素影响半径分别为d=1000米、d=2000米、d=3000米，规模指数分别赋分为60分、80分和100分。4米以下田间道路权重为0.2，4-8米田间道路权重0.3，8米以上田间道路权重0.5，三者进行加权计算。

4.3 面状因素量化

面状因素为无扩散性因素，分值量化采用专家打分制进行，并编制定级因素分值计算（如表3所示）：

表3 农用地定级因素计分规则

田块状况：田块状况的量化采用斑块形状指数公式（2）进行测算：

这个指数是实现斑块周长与等面积的圆周长之比，代表斑块形状与圆形相差的程度。该指数的最小值为1，其值越接近1，表示斑块形状与圆形越接近；其值越大，则斑块形状与圆形相差越大，形状越不规则。

5.计算定级指数

因素法采用加权法计算耕地定级指数，将定级因子综合成定级因素分值后再计算定级指数，计算方法采用加权求和法，计算公式（3）为：

式中：Hi为第i个定级单元的定级指数，i为定级单元编号，j为定级因素因子编号，Wj为第j个定级因素因子的权重，fij为第i个定级单元内第j个定级因素因子的分值。

永济市定级指数最大为96.76，最小值为38.51。

6.级别的划分

本文采用总分频率曲线法进行定级级别的划分，采用该法进行农用地定级，其关键是对组数n的选择。永济市的定级指数区间为［max{x}= 96.76，min{x}= 38.51］，分别对各种n值进行样本划分，由统计得到的单元数量计算出各样本的频率，并绘制出频率曲线图，n 分别取值 16，30，60，120，进行对比分析。

通过频率曲线图发现，n=120时，所得到的频率曲线变得凌乱，已没有明显的级别界线，因此，n值必须小于120；n=16与n=30时，由于划分得不够精细，也不能合理地划分出级别。故本文选择n=60，并根据n=60时频率曲线的突变点，确定耕地级别的划分阈值，县域范围内确定土地级别间界线值的土地级别总数为6级，从1级到6级，耕地质量依次下降，1级地为最优级别，6级地为最劣级别，分级突变点（如图1所示）：

图1 n=60时定级指数频率曲线与突变点图

耕地级别划分与定级指数划分（如表4所示）:

表4 永济市耕地级别划分表

图2 永济市耕地级别分布图

7.定级成果分析

在本次永济市耕地定级成果中，大多数耕地集中于1级到3级地，其中3级地面积最大，达到17429.09公顷，占本次定级单元面积的28.46%。面积最小的为6级地为4301.42公顷，占全区定级单元面积的7.02%，农用地级别数量分布呈现出“两头小中间大”的正态分布规律。

表5 永济市耕地定级级别面积统计表单位：公顷

从永济市耕地级别图和表5可以看出，永济市耕地主要以2、3级为主，共30835.5公顷，占本次定级单元面积的50.34%，全区各乡镇分布都较为广泛，以卿头镇、开张镇、栲栳镇分布较为广泛。此外，耕地质量最好的1级地为9552.72公顷，主要分布在卿头镇、开张镇、蒲州镇及虞乡镇，少部分分布在城西、城东、城北街道附近。4级地在全区分布也较为广泛，其中卿头镇、栲栳镇分布面积较多。而对于耕地质量较差的5、6级地，11044.33公顷，占本次定级范围的18.03%，多位于中条山附近，分布于永济市西南与东南部。总体来讲，定级成果符合实际。