基于AcrGIS的水库移民安置区土地利用规划方法

杨跃文

(江苏省工程勘测研究院有限责任公司，江苏 扬州 225002)

土地利用规划属于城乡规划内容，是城乡建设总体设计中一个重要组成部分，根据区域经济、生态、人口、社会发展需求，对区域土地资源进行合理分配和布局，对区域土地资源开发、利用、保护、整治、协调等作出合理的安排。目前国内城市化建设已经达到一个比较高的水平，为了推进城市化进程脚步，各个地区积极开展水利、交通等社会基础设施建设，尤其是水利工程建设，在数量上和规模上相比较上个世纪末都发生了极大地改变。据相关统计数据显示，截止到2018年国内水电站数量已经达到13.62万座，大型水电站已经超过2.5万座，水电站的修建势必会带来水库移民安置问题，需要将水电站附近居民安置到安全区域内，并对水库移民安置区土地利用进行合理规划[1]。由于水库移民安置区靠近水电站，区域地质环境比较复杂，因此提高了土地利用规划难度。

由于国内关于水库移民安置区土地利用规划研究起步比较晚，相关的研究理论比较少，在实际中水库移民安置区的土地利用规划仍然沿用传统方法，传统方法仅适用于普通区域，针对水库移民安置区土地利用规划而言，规划指标比较少，并且具有一定的局限性，从而导致在实际应用中规划方案与实际需求不符，一致性系数较低，已经无法满足水库移民安置区土地利用规划需求。为了解决上述问题，本文基于AcrGIS技术，提出一种水库移民安置区土地利用规划方法。

1 水库移民安置区土地利用规划方法

1.1 基于AcrGIS的地理数据获取及处理

水库移民安置区地理信息数据是土地利用规划的数据依据，需要获取水库移民安置区地理信息数据，根据实际需求此次选择AcrGIS技术获取区域地理信息数据。将AcrGIS软件与区域GIS地图关联，打开AcrGIS软件和GIS地图，在ARC catalog中选中水库移民安置区地块，在内容列表中选中数据属性，并建立“bianjie.shp”，在ed-itor菜单中选中stare reihs命令，该命令为数据属性导出，将选中的水库移民安置区地块所对应的面积、坡度、高程、空间坐标等地块现状属性数据导入到“bianjie.shp”中，将导入的数据映射到AcrGIS地图上，将所有矢量格式数据调整为shinger文件格式，并对数据进行拓扑与赋值[2]。在AcrGIS中打开格式调整完的地理数据文件，将文件中的数据分成线数据与面数据两类，由于原始数据是在GIS坐标内提取到的，导入到AcrGIS后需要将数据坐标统一转换为大地坐标系，其转换单位为：

X[x，y，z]=[x1-x2，y1-y2，z1-z2]

(1)

式中，X[x，y，z]—转换后的大地坐标；x、y、z—水库移民安置区地块在大地坐标系上的横坐标、纵坐标和斜坐标；x1、y1、z1—水库移民安置区地块在GIS坐标系上的横坐标、纵坐标和斜坐标；x2、y2、z2—GIS坐标原点在大地坐标系上的横坐标、纵坐标和斜坐标[3]。将坐标转换后的水库移民安置区地理数据采用3度分带法，将数据高斯投影到AcrGIS上，构建矢量数据的空间拓扑关系，通过Ioin命令将空间属性字段连接，从而形成水库移民安置区地理空间矢量图层，输出图层对应的数据，从而实现对水库移民安置区地理数据获取和处理，用于后续安置区土地利用规划分析。

1.2 土地利用程度及社会发展预测

土地利用规划需要符合区域经济、人口、社会等因素发展需求，因此在对土地利用规划之前，需要对当前土地利用程度、未来人口变化、经济发展等进行预测。根据当前水库移民安置区土地使用情况，计算出土地利用程度，其计算公式为：

(2)

式中，h—当前水库移民安置区土地利用程度；s—水库移民安置区未开发利用土地面积比；e—水库移民安置区人均耕地比例；r—水库移民安置区复种面积比；q—水库移民安置区森林覆盖率；w—水库移民安置区水土流失面积比；k—水库移民安置区中低产田面积比；p—水库移民安置区总面积[4]。土地利用程度分为高、中、低3个等级，计算结果低于0.35，表示当前水库移民安置区土地利用程度较低；计算结果在0.35～0.65之间，表示当前水库移民安置区土地利用程度适中；计算结果大于0.65，表示当前水库移民安置区土地利用程度较高。

将获取的AcrGIS数据代入到公式(2)中，求出当前水库移民安置区土地利用程度。社会经济发展预测主要根据水库移民安置区人均收入、劳动生产率、耕地亩产值等因素，其计算公式为：

(3)

式中，z—水库移民安置区社会经济发展水平；b—水库移民安置区劳动生产率；m—水库移民安置区人均收入；n—水库移民安置区耕地亩产值；α—库移民安置区用地生产率；β—库移民安置区农业商品率[5]。选取近5年区域经济数据，将其代入到上述公式中，如果计算结果在0～0.25之间，表示库移民安置区社会经济发展水平较低；如果计算结果在0.25～0.55之间，表示水库移民安置区社会经济发展水平一般；如果计算结果大于0.55，表示水库移民安置区社会经济发展水平较高。除此之外，人口数据也是影响水库移民安置区土地利用规划的重要因素，规划方案需要符合区域人口用地规模需求，因此根据近十年区域人口数据，分析水库移民安置区新生儿数量、其计算公式为：

x(t)=γ∑kihiμ(t)

(4)

式中，x(t)—从t-1年到t年出生的新生儿数量；γ—水库移民安置区妇女平均生育率；ki—t年已婚妇女人数；hi—t年妇女生育模式函数；μ(t)—从t-1年到t年婴儿的死亡率[6]。给定t年初始化人口结构，预测出在某一段时期内人口数量变化。

1.3 水库移民安置区土地利用空间规划

除了一些社会因素会影响到水库移民安置区土地利用规划外，自然因素也会对水库移民安置区土地利用规划造成影响，因此选取土地利用程度、社会发展水平、人口结构3个社会因素，和区域海拔高程、土地坡度、地质情况以及土地利用类型4个自然因素，作为水库移民安置区土地利用空间规划指标，对土地利用空间规划进行综合分析[7]。利用比较法对各项指标进行赋权，假设指标权重取值范围在0～1之间，根据指标的相对重要性计算出各项指标权重，其计算公式为：

(5)

式中，ϖ—指标权重值；i—水库移民安置区土地利用空间规划指标数量；ρi—第i个指标实际值；ε—指标的相对重要性[8]。根据各项指标计算出水库移民安置区土地利用空间规划综合指数，其计算公式为：

(6)

式中，T—水库移民安置区土地利用空间规划综合指数；φ—各项指标对水库移民安置区土地利用空间规划的影响[9]。土地利用规划主要分为农业用地、林业用地、木业用地以及城乡建设用地4种，土地类型可以分为水田、菜地、园地、林地、草地和住宅地6种，如果土地利用空间规划综合指数在0～0.25之间，规划水库移民安置区土地类别为城乡建设用地区，土地类型为住宅地；如果土地利用空间规划综合指数在0.25～0.5之间，规划水库移民安置区土地类别为牧业用地，土地类型为草地；如果土地利用空间规划综合指数在0.5～0.75之间，规划水库移民安置区土地类别为林业用地，土地类型为林地；如果土地利用空间规划综合指数在0.75～0.85之间，规划水库移民安置区土地类别为农业用地，土地类型为水田；如果土地利用空间规划综合指数在0.85～0.95之间，规划水库移民安置区土地类别为农业用地，土地类型为菜地；如果土地利用空间规划综合指数在0.95～1之间，规划水库移民安置区土地类别为农业用地，土地类型为园地[10]。按照上述规则，根据公式(6)计算结果，对水库移民安置区土地空间利用进行规划。

2 实验论证分析

为验证本文提出的基于AcrGIS的水库移民安置区土地利用规划方法的实际应用性能，以某水库移民安置区为实验对象，对其进行规划。该水库移民安置区总面积为16423.51m2，区域海拔高程为1356.12m—1564.64m，土地利用现状为以荒草地和菜地为主，少部分为园地，水库淹没面积占总面积的12.32%，该水库移民安置区人口总数为3564人，属于大型水库移民安置区，利用此次设计方法与传统方法对该水库移民安置区土地利用规划。实验将该水库移民安置区分为JSGF-01-JSGF-08八个地区，按照上文所述流程对该水库移民安置区农业用地、林业用地、牧业用地和城乡建设用地区分，具体规划情况见表1。

表1 水库移民安置区土地规划情况

将各个区域规划结果与实际需求进行比对，利用IYSFAG软件计算出土地规划与实际需求一致性系数，将其作为检验两种方法唯一指标，并使用电子表格对数据进行记录，具体见表2。

表2 不同方法下土地规划与实际需求一致性系数对比

通过对表2中数据分析可以得出以下结论：应用传统方法得到的水库移民安置区土地利用规划方案，与实际需求一致性系数最高仅为0.59，平均一致性系数为0.48。而应用设计方法得到的水库移民安置区土地利用规划方案，与实际需求一致性系数最高为0.99，平均一致性系数为0.98，远远高于对比方法，说明规划方案与实际需求基本一致。这是因为设计方法采用ArcGIS技术获取及处理地理信息数据，保证了土地利用规划所用数据精度，从而可以更加准确地规划出水库移民安置区土地地理利用情况。

因此，实验结果可以证明，设计的水库移民安置区土地利用规划方法在实际应用中，规划的方案更加贴近实际需求，相比较传统方法，更适用于水库移民安置区土地利用规划。

3 结语

本文将AcrGIS技术应用到土地利用规划中，提出一个新的水库移民安置区土地利用规划方法，有效提高了水库移民安置区土地利用规划精度，对推广将AcrGIS技术在土地利用规划中的应用具有一定的意义。