ArcGIS在中山市糧食生產功能區數字正射影像圖處理中的應用

陸龍平

摘 要 近年來，糧食安全問題逐漸得到人們重視，保障糧食安全與生產能力的需求空前劇增，糧食生產功能區劃定工作刻不容緩。基于此，分析了糧食生產功能區劃定工作的必要性，并對采用地理信息系統軟件ArcGIS對糧食生產功能區數字正射影像圖處理的實際應用進行探討，以實現信息化和精準化管理等工作，更好地完成糧食生產功能區劃分。

關鍵詞 糧食生產功能區;數字正射影像圖;ArcGIS

中圖分類號：F326.11 文獻標志碼：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2019.14.088

中國土地資源遼闊，自然資源豐富，但人口眾多，人均資源占有量非常少。我國的國土面積約占世界陸地面積的6.44%，排名世界第三位;全球耕地面積約14.7億公頃，我國耕地面積約1.3億公頃，我國耕地面積約占全球耕地面積的7%，排名世界第四位，但人均耕地面積不到世界人均40%。

近年來，國家出臺了一系列強農惠農富農的政策，使糧食生產連年豐收，重要農產品的生產能力不斷增強[1]。但是，我國農業仍存有生產基礎不牢固，工業化、城鎮化發展和農業生產用地矛盾不斷凸顯的問題，保障糧食和重要農產品供給任務仍然艱巨[2]。

2017年，習近平總書記在中央農村工作會議上強調：“中國人的飯碗要牢牢端在自己手上，我們的飯碗應該主要裝中國糧。保障糧食安全關鍵是要保糧食生產能力，確保需要時能產得出、供得上。這就要求我們守住耕地紅線，把高標準農田建設好，把農田水利搞上去，把現代種業、農業機械等技術裝備水平提上來，把糧食生產功能區劃好建設好，真正把藏糧于地、藏糧于技戰略落到實處。”李克強總理強調：“落實農業功能區制度。這是優化農業生產力布局、發揮各地比較優勢的重要部署，也是保護農業資源環境的重大舉措。各地要加快劃定和建設糧食生產功能區、重要農產品生產保護區，推進特色農產品優勢區創建。”建立糧食生產功能區是貫徹落實習近平總書記“三農”思想的重大舉措，是黨中央、國務院的重大決策部署[3]。

1 劃定糧食生產功能區的必要性

2015—2018年，連續4年的中央一號文件都提出需要探索并逐步建立糧食生產功能區，進一步優化農業生產布局，重點關注主要品種和優勢產區，實行精細化管理，同時實現糧食基本自給，口糧絕對安全，確保我國的糧食安全，實施藏糧于地、藏糧于技戰略，確保國家糧食等重要農產品的有效供給，以進一步推動農業供給側結構改革為主線，完善農業調控模式，促進農業現代化。通過將糧食生產功能區落實到具體地塊，進一步推進農業現代化建設，為全面建設小康社會奠定堅實基礎。

2 中山市糧食生產功能區劃定情況

根據《廣東省人民政府辦公廳印發關于廣東省糧食生產功能區和重要農產品生產保護區實施方案的通知》，廣東省政府下達給中山市的糧食生產功能區劃定任務為0.28萬公頃，并要求2018年底基本完成劃定工作，做到全部建檔立卡、上圖入庫，實現信息化和精準化管理。為完成省政府下達的任務，當地市政府領導和市農業和農村局高度重視，認真謀劃，精心組織，在省“兩區辦”及專家組的大力支持和指導下，經過近一年的努力，完成了劃定工作的各項任務。

3 ArcGIS在糧食生產功能區數字正射影像圖處理中的應用

根據廣東省農業廳、廣東省農墾總局關于印發《廣東省糧食生產功能區和重要農產品生產保護區劃定工作技術規程的通知》等有關規程明確：糧食生產功能區劃定成果中必須包含標準分幅的數字正射影像圖（格式為TIF）。由于糧食生產功能區劃定成果的上圖入庫、數據庫建設等絕大部分的操作均使用ArcGIS軟件，因此在處理標準分幅的數字正射影像圖也采用ArcGIS軟件進行處理，使整體數據成果符合相關要求，順利通過驗收工作。

廣東省中山市轄區范圍的數字正射影像圖由省廳統一下發，數量為兩幅（zhongshan1.img和zhongshan2.img），考慮到數字正射影像圖的數據量為35.4 G，為了加快運算處理能力，采用了遙感影像處理系統軟件Erdas Imagine進行影像圖拼接處理。通過使用Erdas中的鑲嵌工具（Mosaic Tool），把中山市轄區范圍的數字正射影像圖合二為一，輸出成一個img文件（ZS.img，35.4 G）。

根據下發的中山市標準分幅結合表（矢量圖層）進行統計，本市全域標準分幅的數量達80余張，將劃定的糧食生產功能區范圍（矢量圖層）與中山市標準分幅結合表（矢量圖層）使用ArcGIS 疊加分析（Intersect）功能，提取出含有糧食生產功能區的標準分幅，并逐一以各自分幅號命名另存的共43張標準分幅圖層（矢量圖層）。

通過使用ArcGIS的掩膜提取功能，實現提取標準分幅數字正射影像圖。即在ArcGIS Desktop的界面，通過點擊“菜單欄自定義”（Customize），啟動“擴展模塊”（Extensions），開啟空間分析（Spatial Analyst）功能。空間分析功能開啟后，可采用兩種方法。1）按順序點擊工具箱（ArcToolbox）—空間分析工具（Spatial Analyst Tools）—提取（Extraction）—掩膜提取（Extract by Mask），在彈出框中有輸入柵格（Input raster）、輸入柵格或掩膜圖層（Input raster or feature mask data）和輸出柵格（Output raster），分別放入被裁減的圖層（ZS.img）和單一的標準分幅圖層圖層，輸出柵格（Output raster），另存為標準分幅名稱。此方法為處理單張的矢量圖層切割柵格數據，對計算機運算能力要求不高，但比較耗時。2）采用ArcGIS中批處理功能（Batch）。同樣的，在工具箱（ArcToolbox）—空間分析工具（Spatial Analyst Tools）—提取（Extraction）—掩膜提取（Extract by Mask）右擊“掩膜提取”（Extract by Mask），出現批處理功能（Batch）的選項，此功能可以實現對多幅圖像進行同一區域的裁剪以及對同一圖像不同區域的批量裁剪。此方法的圖層錄入與第一種方法相似。兩方法相比較，第一種方法僅能單張進行處理，但其對電腦的硬件要求較低;第二種通過批處理的運用，加快處理速度，但對電腦的硬件要求也相應提高。技術人員可根據實際情況，如處理數據量、電腦硬件條件等選擇合適的方法。

通過上述方法，得到了43張格式為img的數字正射影像圖，與提交成果要求的TIF格式僅差格式轉換便可順利完成。通過工具箱（ArcToolbox）→轉換工具（conversion tools）→至柵格（To raster）→柵格到其他格式（raster to other format）的功能，在柵格到其他格式（raster to other format（multiple））界面下，輸入柵格（Input raster）一欄中選擇轉換的文件，在輸出（Output Workspace）一欄選擇存放轉換好文件的路徑，柵格格式設置（Raster Format（optional））中下拉選擇格式TIF;也可根據實際情況采用批處理（Batch）加快處理運算。至此，中山市糧食生產功能區標準分幅的數字正射影像圖就符合了《廣東省糧食生產功能區和重要農產品生產保護區劃定工作技術規程的通知》等有關要求。

4 結語

糧食生產功能區的劃定將使國家糧食安全的根基更加穩固，農業產業安全掌控能力全面增強。作為一個完整的GIS平臺軟件，Esri的ArcGIS軟件具有強大的功能，如地圖制作、空間數據管理、空間分析、空間信息整合等，這些功能能夠很好地實現糧食生產功能區劃定工作中的上圖入庫，實現信息化和精準化管理等工作，更好地完成糧食生產功能區劃分。

參考文獻：

[1] 沈剛，王芳，康楠，等.把飯碗牢牢端在自已手中[J].經濟，2013，43（1）：13-14.

[2] 趙予新.基于糧食生產功能區構建河南現代糧食產業集群的思考[J].糧食科技與經濟，2018，43（5）：21-25.

[3] 《中國合作經濟》編輯部.2013：農業更穩 農民更富 農村更活[J].中國合作經濟，2013（12）：1.

（責任編輯：趙中正）