基于ARCGIS的土地開發(fā)潛力測算與分級——以寶雞市隴縣為例

葛菁華，曾 彬

(西北大學(xué)城市與環(huán)境學(xué)院，陜西 西安 710127)

基于ARCGIS的土地開發(fā)潛力測算與分級
——以寶雞市隴縣為例

葛菁華，曾 彬

(西北大學(xué)城市與環(huán)境學(xué)院，陜西 西安 710127)

土地開發(fā)潛力評價是科學(xué)開展土地開發(fā)工作的基礎(chǔ)，影響土地開發(fā)潛力的因素眾多，目前還沒有公認(rèn)比較成熟的評價理論與方法。結(jié)合隴縣的實(shí)際情況，提出以增加耕地系數(shù)、增加耕地面積和未利用地區(qū)位指數(shù)三個指標(biāo)結(jié)合評價土地開發(fā)潛力測算，以鄉(xiāng)鎮(zhèn)為分級單元在科學(xué)地定量評價土地開發(fā)潛力的基礎(chǔ)上，對隴縣的土地開發(fā)潛力進(jìn)行分級，為土地開發(fā)整理工作提供判斷依據(jù)。

土地開發(fā);潛力測算;潛力分級;隴縣

耕地資源是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)最基本的物質(zhì)條件，其數(shù)量和質(zhì)量的變化直接影響糧食安全。由于人口的持續(xù)增加，國民經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，各類建設(shè)對耕地的需求不斷加大，補(bǔ)充耕地的任務(wù)不斷加大［3］。同時，宜開發(fā)整理的土地后備資源逐年減少，生態(tài)建設(shè)對土地開發(fā)整理的要求不斷提高，土地開發(fā)整理補(bǔ)充耕地的成本也會不斷增加，難度將逐步加大［4］。有研究以1996年土地利用詳查變更數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)對中國后備耕地資源進(jìn)行測算，結(jié)果顯示中國后備耕地開發(fā)難度較大，在后備耕地資源中，面積最大的拾荒草地，占總后備資源的88.44%，大多數(shù)分布于山地丘陵地區(qū)［5］。后備資源大多是由于自然稟賦差而處于邊際條件的未利用地，其開發(fā)為耕地的產(chǎn)出水平要低于現(xiàn)有耕地的產(chǎn)出水平，后備耕地資源開發(fā)利用收益較低［6］。

如何合理有效的開發(fā)未利用地以增加耕地尤為重要。未利用土地是指還未利用的土地，包括難利用的土地，未利用土地一般需要治理才能利用或可持續(xù)利用，其中又分出荒草地、鹽堿地、沙地、裸土地、灘涂、沼澤地、河流水面、湖泊水面、冰川及永久積雪和其他10個二級地類。

正因?yàn)槲蠢玫氐暮侠碛行ч_發(fā)很重要，所以開發(fā)前應(yīng)做適當(dāng)?shù)臐摿υu價，以更好的進(jìn)行開發(fā)規(guī)劃。土地開發(fā)潛力評價作為土地開發(fā)的一項(xiàng)基礎(chǔ)工作，是制定土地開發(fā)專項(xiàng)規(guī)劃的基本依據(jù)，也是劃定土地開發(fā)區(qū)的基礎(chǔ)，開展土地開發(fā)潛力衡量標(biāo)準(zhǔn)及評價方法研究，分析某地區(qū)土地開發(fā)的潛力，是目前迫切需要開展的一項(xiàng)工作，也是國家或地區(qū)制定實(shí)施國家和地區(qū)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的基礎(chǔ)［7］。

1 研究區(qū)概況與研究方法

1.1 研究區(qū)概況

隴縣地處秦嶺褶皺北部和鄂爾多斯地臺南緣接壤處，地勢西北高東南低。包括中山、低山、丘陵、臺原和河流谷地等地貌類型。在氣候上屬于暖溫帶大陸性季風(fēng)氣候區(qū)，年平均氣溫 10.7℃，≥0℃積溫 4 000℃，年平均降雨量 600.1 mm，包括半干旱溫和氣候區(qū)、溫涼半濕潤區(qū)、濕潤寒冷區(qū)三個氣候區(qū)。全縣地表水主要包括渭河水系的千河、通關(guān)河和涇河水系，境內(nèi)最大的千河長 68.8 km，流域面積 1 957.9 km2，年徑流量為354億 m3。全縣水資源總量6.62億 m3，其中地表水 5.9 億 m3，地下水 0.72 億 m3。

1.2 研究方法

目前我國常見的潛力分級方法主要有增加耕地系數(shù)單指標(biāo)法

1.2.1 單指標(biāo)法

增加耕地系數(shù)單指標(biāo)法是目前我國土地開發(fā)整理潛力估算普遍采用的方法［7］，其計算公式為:

其中，yi為鄉(xiāng)鎮(zhèn)增加耕地系數(shù);ΔSi為鄉(xiāng)鎮(zhèn)土地開發(fā)增加耕地面積;Si為i鄉(xiāng)鎮(zhèn)待整治區(qū)未利用地總面積。

1.2.2 三指標(biāo)法

三指標(biāo)是在原有的單指標(biāo)基礎(chǔ)上加進(jìn)去增加耕地面積、未利用地區(qū)位指數(shù)這兩個參數(shù)［9］。對于不同鄉(xiāng)鎮(zhèn)，經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展水平的不同導(dǎo)致用地結(jié)構(gòu)的不同，在進(jìn)行未利用地潛力測算和分級時，除了考慮自然因素之外，還要結(jié)合不同土地利用結(jié)構(gòu)上的重要程度。未利用地區(qū)位指數(shù)是用來表征用地結(jié)構(gòu)的指數(shù)，相對于單純的增加耕地面積更能反映某片區(qū)在在整個地區(qū)土地利用結(jié)構(gòu)上的重要度。未利用地區(qū)位指數(shù)越大，說明該片區(qū)未利用地在整個地區(qū)的土地利用結(jié)構(gòu)上地位越高。其計算公式如下:

其中;Pi為鄉(xiāng)鎮(zhèn)未利用地區(qū)位指數(shù);Wi為鄉(xiāng)鎮(zhèn)未利用地面積;Si為鄉(xiāng)鎮(zhèn)土地總面積;W為全縣未利用地總面積;S為全縣土地總面積。

對未利用地區(qū)位指數(shù)極值化，計算公式為:

其中，Zi為鄉(xiāng)鎮(zhèn)未利用地區(qū)位指數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化值;Pi為鄉(xiāng)鎮(zhèn)未利用地區(qū)位指數(shù);Pmin為整理區(qū)未利用地區(qū)位指數(shù)最小值;Pmax為整理區(qū)未利用地區(qū)位指數(shù)最大值。Ai為 Ei、Fi和 Zi的幾何平均數(shù)，計算公式為:

1.3 數(shù)據(jù)來源和處理

1.3.1 數(shù)據(jù)來源

未利用基礎(chǔ)數(shù)據(jù)來自隴縣土地管理局提供的2010年土地利用變更調(diào)查數(shù)據(jù)、隴縣第二次土地調(diào)查數(shù)據(jù)、隴縣土地利用總體規(guī)劃(2006—2020)、隴縣土地開發(fā)整理項(xiàng)目匯總表，隴縣分鄉(xiāng)鎮(zhèn)土地利用規(guī)劃，基礎(chǔ)圖件為鄉(xiāng)級土地利用現(xiàn)狀圖(1:1萬)、土地利用總體規(guī)劃圖(1:1萬)，隴縣鄉(xiāng)鎮(zhèn)級土地整治圖(1:1萬)，以 ARCGIS為技術(shù)基礎(chǔ)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)分析和決策。

1.3.2 數(shù)據(jù)處理

根據(jù)各鄉(xiāng)鎮(zhèn)實(shí)際調(diào)查待開發(fā)未利用地，以土地利用現(xiàn)狀圖、土地利用總體規(guī)劃圖和現(xiàn)狀調(diào)查數(shù)據(jù)為依據(jù)，利用ARCGIS軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和分類匯總，得到全縣各鄉(xiāng)鎮(zhèn)待開發(fā)未利用地面積及分布。

2 結(jié)果與分析

2.1 未利用地面積及分布

根據(jù)隴縣第二次全國調(diào)查數(shù)據(jù)，得出隴縣未利用地分布表(表 1)，2009年年末，隴縣未利用地土地總面積為5 995.93 hm，占土地總面積的 2.63%，分布以其他草地為主，面積為3 719.89 hm，占到總未利用地面積的 62.04%;其次是河流水面，面積為1 025.25 hm，占到總未利用地面積的 17.10%;內(nèi)陸灘涂 753.81 hm，占 12.57%;裸地 365.11 hm，占 7.69%;沼澤地 35.73 hm，占 0.6% 。不同未利用地在各鄉(xiāng)鎮(zhèn)分布如表1。

表1 隴縣未利用地分布表hm

2.2 未利用地開發(fā)潛力測算及分級

2.2.1 單指標(biāo)法

表2 單指標(biāo)劃分的未利用地開發(fā)潛力分級表 hm

根據(jù)隴縣實(shí)際調(diào)查，典型項(xiàng)目調(diào)查確定隴縣各鄉(xiāng)鎮(zhèn)更加耕地面積及待開發(fā)土地面積，然后根據(jù)公式(1)，計算各鄉(xiāng)鎮(zhèn)增加耕地系數(shù)，得到各鄉(xiāng)鎮(zhèn)土地開發(fā)潛力。

隴縣10個鄉(xiāng)鎮(zhèn)的待開發(fā)未利用地總面積為308.76 hm，增加耕地面積83.48 hm，平均增加耕地系數(shù)為 27.04% ，各鄉(xiāng)鎮(zhèn)增加耕地系數(shù)相差較大，最小的為1.6% ，最大的為81.82% 。依據(jù)增加耕地系數(shù)單項(xiàng)指標(biāo)，可將全縣未利用地開發(fā)劃為三個等級:增加耕地系數(shù)≥80%的為Ⅰ級潛力鎮(zhèn)，50%≤增加耕地系數(shù)＜80%的為Ⅱ級潛力鎮(zhèn)，增加耕地系數(shù)＜50%的為Ⅲ級潛力鎮(zhèn)。單指標(biāo)法測算與分級結(jié)果見表2。2.2.2 三指標(biāo)法

根據(jù)三指標(biāo)法測算與分級結(jié)果見表3。各鄉(xiāng)鎮(zhèn)的 Ai值從0.00到87.69不等，差異較之單指標(biāo)法更加明顯。根據(jù)全縣Ai值將全縣未利用地開發(fā)潛力劃分為3個等級:Ai≥50的為Ⅰ級潛力鎮(zhèn)，包括李家河鄉(xiāng)和城關(guān)鎮(zhèn)兩個鄉(xiāng)鎮(zhèn)，這兩個鄉(xiāng)鎮(zhèn)增加耕地面積和未利用地區(qū)位指數(shù)都較高，但城關(guān)鎮(zhèn)增加耕地系數(shù)較小;30＜Ai＜50的為Ⅱ級潛力鎮(zhèn)，包括火燒寨鄉(xiāng)和杜陽鎮(zhèn)兩個鄉(xiāng)鎮(zhèn)，這兩個鄉(xiāng)鎮(zhèn)未利用地區(qū)位指數(shù)較大，但是增加耕地面積較小，增加耕地系數(shù)差異大;Ai≤30的為Ⅲ級潛力鄉(xiāng)鎮(zhèn)，包括新集川鄉(xiāng)、堎底下鎮(zhèn)、固關(guān)鎮(zhèn)、東風(fēng)鎮(zhèn)、東南鎮(zhèn)和河北鄉(xiāng)六個鄉(xiāng)鎮(zhèn)，這六個鄉(xiāng)鎮(zhèn)未利用地區(qū)位指數(shù)較低，但增加耕地面積和增加耕地系數(shù)差異都很大。Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ級潛力鎮(zhèn)可增加的耕地面積分別為 45.34 hm、8.7 hm和29.44 hm。

表3 三指標(biāo)劃分的未利用地開發(fā)潛力分級表 hm

2.3 不同測算方法比較分析

結(jié)合前文對兩種測算方法分級結(jié)果進(jìn)行比較，見表4。

單指標(biāo)分級法設(shè)計的指標(biāo)少，僅需要根據(jù)增加耕地系數(shù)進(jìn)行分級，計算所需要的數(shù)據(jù)少，容易獲得，計算方法簡便易行［10］。采用單指標(biāo)法分析隴縣未利用地開發(fā)潛力分級，可以直觀的反映各鄉(xiāng)鎮(zhèn)在未利用地開發(fā)中增加的耕地的水平。但是由于分析因素單一，無法全面反映出隴縣未利用地開發(fā)潛力的等級，如火燒寨鄉(xiāng)是Ⅰ級潛力鄉(xiāng)鎮(zhèn)，但是其待開發(fā)未利用地面積和增加耕地面積均不及Ⅲ級潛力鄉(xiāng)鎮(zhèn);城關(guān)鎮(zhèn)為Ⅲ級潛力鄉(xiāng)鎮(zhèn)，但其待開發(fā)未利用地面積和增加耕地面積均大于Ⅱ級潛力鄉(xiāng)鎮(zhèn)。因此，根據(jù)增加耕地系數(shù)這一單一指標(biāo)劃分的潛力分級有可能會出現(xiàn)潛力等級高，但是增加耕地面積小，而增加耕地面積大的鄉(xiāng)鎮(zhèn)潛力等級不一定高的情況，這樣的潛力分級方法并不能全面的反映實(shí)際情況。

三指標(biāo)法分級結(jié)果有效的規(guī)避了單指標(biāo)分級結(jié)果中的不足，更加符合各鄉(xiāng)鎮(zhèn)未利用地實(shí)際情況，因此比較理想，也更能全面反映未利用地開發(fā)潛力分級的實(shí)際情況。運(yùn)用該方法的各鄉(xiāng)鎮(zhèn)潛力分區(qū)空間分布見圖1。

表4 不同測算方法分級結(jié)果綜合比較 hm

圖1 隴縣土地開發(fā)潛力等級圖

3 結(jié)語

通過兩種不同方法對隴縣未利用地開發(fā)潛力進(jìn)行測算和分級，研究主要得到:

隴縣待開發(fā)的未利用地面積較小，主要有兩個原因:(1)土地開發(fā)整理已有很多年，大部分的可開發(fā)未利用地已被開發(fā)，剩余未開發(fā)的未利用地一般都是坡度大，同時生態(tài)脆弱，不易于開發(fā)，可開發(fā)面積也很小，而且未利用地中有大量的河流水面和沼澤地。(2)陜西省土地開發(fā)整治的標(biāo)準(zhǔn)是5 000～6 000元/畝，但由于開發(fā)條件的限制，開發(fā)費(fèi)用實(shí)際操作中，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于省級標(biāo)準(zhǔn)，開發(fā)投資效益低下，一般土地開發(fā)項(xiàng)目政府只有一部分啟動資金，沒有充足后續(xù)資金保障。受這兩個因素限制，隴縣待開發(fā)未利用地只占到總未利用地的 5.15% 。

從增加耕地面積、增加耕地系數(shù)和未利用地區(qū)位指數(shù)三方面考慮，李家河鄉(xiāng)待開發(fā)未利用地面積大，開發(fā)潛力大，增加的耕地面積也是所有鄉(xiāng)鎮(zhèn)里面最多的，應(yīng)給予優(yōu)先開發(fā);城關(guān)鎮(zhèn)未利用地區(qū)位指數(shù)最高，待開發(fā)面積也較大，增加耕地面積相較與其他鄉(xiāng)鎮(zhèn)也較高，但是相對于待開發(fā)的未利用地面積，其增加耕地系數(shù)較小;火燒寨鄉(xiāng)雖然增加耕地系數(shù)是所有鄉(xiāng)鎮(zhèn)里最高的，但是由于其未利用地區(qū)位指數(shù)一般，增加耕地面積較小，所以起潛力等級并不是很高;杜陽鎮(zhèn)雖然未利用地區(qū)位指數(shù)較高，但是增加耕地面積和增加耕地系數(shù)都偏小，等級一般;新集川鄉(xiāng)和固關(guān)鎮(zhèn)增加耕地系數(shù)相近，均在79%左右，增加耕地面積一般，但兩個鄉(xiāng)鎮(zhèn)的未利用地區(qū)位指數(shù)都偏低;堎底下鎮(zhèn)增加耕地面積較高，但增加耕地系數(shù)和未利用地區(qū)位指數(shù)偏低;東風(fēng)鎮(zhèn)和東南鎮(zhèn)均屬于增加耕地面積和增加耕地系數(shù)極小，但未利用地區(qū)位指數(shù)居于中間位置，最后一個河北鄉(xiāng)增加耕地面積最小，增加耕地系數(shù)和未利用地區(qū)位指數(shù)也偏低，是綜合條件較差的鄉(xiāng)鎮(zhèn)。

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Research on Calculation and Classification of Land Development Potentiality Based on ARCGIS

GE Jing－ hua，ZENG Bin
(College of Urban and Environmental Science，Northwest University，Xi＇an 710127，Shaanxi)

Assessment of land exploitation potential is a basic foundation for scientific exploitation of the land.There are more factors which affect the development potentiality of land. But there is no well－ recognized mature theory and methods are available for its assessment. Based on the real conditions of Long County in Shaanxi，the paper brings forward a method to assess exploitation potential of the virgin land which includes three indexes which are the increasing coefficient of arable land，the increasing arable land area and the locational index of unused land. According to the above，the unused land of Long County was measured that the classification unit was the township.The results were found more immediate practical and raise some useful suggestions on how to exploit the virgin land in Long County.

Land Development;Potential;Classification and Long County

S275.9

A

1004－1184(2012)06－0187－04

2012－07－26

陜西省土地整治規(guī)劃(2011－2020年)編制專題研究;西北大學(xué)研究生創(chuàng)新基金(08YZZ27)

葛菁華(1987－)，女，陜西寶雞人，在讀碩士研究生，主攻方向:土地利用變化與規(guī)劃。