基于GIS 技术的耕地后备资源潜力分析研究

刘海红，刘国泰，杨 敏，郝 婷

（1. 青海省基础测绘院，青海 西宁 810000；2. 青海省柴达木综合地质矿产勘察院，青海 格尔木 816000；3. 滇西应用技术大学 地球科学与工程学院，云南 大理 671006；4. 云南省高校山地实景点云数据处理及应用重点实验室，云南 大理 671006）

0 引言

土地资源评价是国土开发整治与发展战略研究的重要依据[1]。掌握区域土地资源的分布特征，能够积极协调区域土地开发与土地保护的关系，是实现土地资源可持续发展的基本手段[2，3]。科学有序地对土地资源进行评价，对于更好地利用和保护土地资源提供了科学依据和研究策略[4-6]。土地适宜性评价的研究及实践，对于缓解土地资源矛盾，科学、高效、合理地使用现有的土地资源，发挥着非常重要的作用，为制定耕地保护政策提供了科学依据[7，8]。

1 研究方法与数据来源

1.1 研究区域

兴海县隶属海南藏族自治州，位于海南藏族自治州境内西南部，东临黄河与贵南、同德县相望，南隔阿尼玛卿山与玛沁县毗邻，西南靠玛多县，西接都兰县，北近共和县；东西最大距离119 km，南北最大距离159 km；距青海省省会城市270 公里。

全县海拔2 590～5 320 m，平均海拔4 300 m；年最高气温24℃，最低气温-25℃；年平均降水量353 mm，年日照时数4 431.8 时，属于高原大陆性气候，年平均气温1～5℃，年降水量在240～600 mm。

1.2 数据来源

搜集的主要数据资料有自然保护区规划图、土地利用总体规划图、水利规划图、城市规划图、土壤图、森林分布图、徐廷文大麦学术文集、省级地球化学图等，从中可以提取生态保护区及生态脆弱区的相关信息，结合实地调查分析是否有水源来确定排水条件。同时利用收集到的耕地后备资源的区域位置、交通图，根据地形、道路情况来综合考虑交通便利程度。耕地后备资源调查评价数据来源情况如表1 所示。

表1 耕地后备资源调查评价数据来源情况表

2 研究方法

2.1 技术方法

对耕地后备资源调查评价的研究方法具体过程如下：

（1）根据选择评价因子确定适用于兴海县土地资源适宜性评价的11 个评价因子。

（2）根据全国分区确定分类代码，应用GIS 技术综合分析和综合因素相结合的方法确定年积温、年降水量、生态条件、土壤污染状况、排水条件、土层厚度和母质条件、地形坡度、盐渍化程度、土壤质地、土壤pH值、耕作便利度十一个评价因素的图形资料，均为矢量SHP 格式。

（3）用ArcGIS 软件建立相关的空间数据和属性数据关系。

（4）利用影响因素值进行空间叠加分析，生成评价因子单元图。

（5）利用赋值完毕的评价指标进行宜耕性评价，形成评价结果。

（6）生成耕地后备资源调查评价的数量和空间分布的数据库。

2.2 指标体系构建

在调查评价底图上，结合收集的数据来源建立耕地后备资源评价指标数据。对评价指标进行GIS 技术处理，包括数字化及数据纠正，针对收集的纸质、电子栅格图形式的评价指标资料分层进行矢量化，并根据正射遥感影像数据或土地调查数据库进行纠正，通过ArcGIS软件对图件进行矢量化获取评价信息；在GIS 技术支持下，经过空间坐标配准、格式转换等，获取评价指标的属性数据，并建立相应的空间数据库。确保评价指标图层与调查评价底图能够完全套合，建立系统完整的评价指标图层，指标体系构建图如图1 所示。

图1 指标体系构建图

2.3 划分评价因子

评价因子是进行土地宜耕性评价的重要基础，因子是否具有较好的区域和不同利用方式的代表性，将会影响评价的后续过程及结果[9,10]。通过将图斑分割、裁剪、合并、建立属性字段、属性赋值，然后生成新的图层要素，新图层要素继承了原图层要素所具有的属性，这样在控件属性叠加以后，不仅产生新的空间特征，还将输入的属性联系起来，因此实现了所有影响因素的融合。

软件评价过程中有的图斑需要拆分图斑，整片图斑中部分适宜耕种部分不适宜耕种，用坡度指标拆分图斑会导致很多碎斑，所以本研究中排除了用坡度指标拆分的想法。本次破斑采用将评价指标排水条件依据坡度的陡缓程度裁开，将其导入评价软件中选择破斑，软件中破斑的同时图斑地类面积也计算出来。这种方法方便了拆分图斑的要求，同时也减少了面积计算错误问题的出现。评价因子单元根据评价对象图斑具体情况进行确定，首先将研究区域划分评价区，本次研究区域数据确定为黄土高原区，其限制因子及不宜耕条件如表2 所示。

表2 评价因子限制条件表

3 结论

3.1 研究结果

研究结果表明，充分利用GIS 空间分析技术，结合建库模型，可以较好地实现GIS 空间分析的基本功能，进而有效地结合软件平台评价出耕地后备资源图斑。兴海县耕地后备资源主要分布于县域东部地区，其他地区主要以山地和高山地为主，不适宜开发，耕地后备资源主要集中在唐乃海乡， 占宜耕总面积的89.92%。兴海县宜耕耕地后备资源分布不均匀。按宜耕规模来看，其中面积最大的是唐乃亥乡，其次是河卡镇（表3）。

表3 兴海县耕地后备资源统计表（单位：公顷）

通过这次评价，准确地分析了兴海县的土地质量及空间分布，对土地资源做到因地制宜、合理利用提供了重要依据，同时这也是保证兴海县耕地资源总量动态平衡目标实现的有效举措。对兴海县县域土地资源利用潜力提供了理论支持，对于充分合理利用土地，进行土地利用结构调整提供了科学依据。

3.2 结果分析

耕地后备资源调查涉及面广，涉及指标细，是针对耕地资源的一项细节的调查。研究建立的耕地后备资源调查评价指标体系，需要进一步细化和研究，耕地后备资源调查评价及开发利用影响因素还有社会、政治等方面，例如为了发展和扩大地方经济，无法避免占用耕地，又为了要保证区域内耕地面积及数量，迫于压力开垦了不适宜开发的未利用地等。这十一项因素是对土地利用特性的形成具有一定的决定意义，并且是相对平衡稳定的因素，本文的评价方法为该区域耕地后备资源的合理利用及合理开发，尤其是优先开发利用区域的确定提供了科学有效的依据。