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        ARCGIS技術(shù)在耕地資源質(zhì)量分類中的應(yīng)用

        2022-02-14 02:03:14李連蘋任笑添
        西部探礦工程 2022年2期
        關(guān)鍵詞:樣點柵格插值

        李連蘋,任笑添

        (河南省航空物探遙感中心,河南鄭州453000)

        1 概述

        耕地作為土地資源中最寶貴的自然資源,是糧食生產(chǎn)的基本物質(zhì)質(zhì)料,其質(zhì)量的好壞關(guān)系到國家糧食安全、農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全及生態(tài)安全,是保障社會經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展、滿足人民日益增長的物質(zhì)需要的必要基礎(chǔ)。耕地資源質(zhì)量分類工作是全國第三次國土調(diào)查中的一個重要分項,目的旨在堅持以習(xí)進平生態(tài)文明思想為指導(dǎo),落實“五位一體”總體布局,適應(yīng)生態(tài)文明建設(shè)需要,全面摸清我國耕地質(zhì)量家底,建立國家、省、市、縣四級耕地質(zhì)量數(shù)據(jù)庫,為耕地數(shù)據(jù)、質(zhì)量、生態(tài)“三位一體”保護與管理提供支撐。

        2 目標任務(wù)

        耕地資源質(zhì)量分類工作要立足自然資源管理職責(zé)定位,緊扣耕地資源自然特征,充分利用自然資源部和相關(guān)部門已有的基礎(chǔ)數(shù)據(jù),采取分類分級的思路,開展耕地資源質(zhì)量分類工作。從自然地理格局、地形條件、土壤條件、生態(tài)環(huán)境條件、作物熟制和耕地利用現(xiàn)狀六個層面,構(gòu)建分類指標體系。以“三調(diào)”耕地圖斑為分類單元。建立基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫并進行分類統(tǒng)計,匯總形成不同耕地資源條件及其組合的耕地面積與分布成果。

        3 外業(yè)調(diào)查

        3.1 數(shù)據(jù)收集

        (1)第三次全國國土調(diào)查成果;

        (2)農(nóng)業(yè)農(nóng)村局地力調(diào)查原始樣點數(shù)據(jù);

        (3)農(nóng)業(yè)農(nóng)村局耕地評價單元;

        (4)農(nóng)業(yè)農(nóng)村局耕地質(zhì)量單元調(diào)查評價數(shù)據(jù)。

        3.2 調(diào)查樣點

        調(diào)查樣點要求按照耕地利用類型、地貌類型、土壤條件、坡度和種植制度的不同組合分類進行布設(shè)。所選樣點應(yīng)能代表全縣所有耕地利用類型,樣點代表耕地面積應(yīng)不小于全縣耕地面積的80%。樣點必須涵蓋所有耕地利用類型并兼顧地貌類型區(qū)和土壤質(zhì)地類型。各耕地利用類型不管面積大小必須布設(shè)至少1個樣點,面積占比較大的類型可相應(yīng)增加樣點個數(shù)。各縣域內(nèi)樣點總數(shù)應(yīng)不少于5 個,質(zhì)控樣點不少于1 個。質(zhì)控樣點在代表面積最大的類型中選取。為了與農(nóng)業(yè)農(nóng)村部門已有樣點調(diào)查數(shù)據(jù)對比,樣點應(yīng)盡可能布設(shè)在農(nóng)業(yè)農(nóng)村部門耕地質(zhì)量等級調(diào)查評價樣點附近。

        樣品采集要求每個樣點采集時的所有步驟均需拍攝照片與視頻并上傳國土云。所有步驟均需嚴格按照相關(guān)技術(shù)要求進行,實地采樣并及時送檢。

        4 內(nèi)業(yè)整理及建設(shè)耕地資源質(zhì)量數(shù)據(jù)庫

        按照《第三次全國國土調(diào)查耕地資源分類技術(shù)要求》、《第三次全國國土調(diào)查耕地資源分類數(shù)據(jù)庫標準》的規(guī)定,提取第三次全國國土調(diào)查成果中的耕地圖斑和恢復(fù)屬性圖斑作為耕地資源分類單元進行數(shù)據(jù)庫的建設(shè)。

        以收集到的農(nóng)業(yè)農(nóng)村局相關(guān)數(shù)據(jù)為基準,對分類單元進行土層厚度、土壤質(zhì)地、pH值、有機質(zhì)含量等內(nèi)容進行賦值,沒有直接賦值上的,pH 值及有機質(zhì)含量可以采用克里金插值法。

        4.1 克里金(Kriging)插值法

        克里金(Kriging)插值法又被稱為空間自協(xié)方差最佳插值法,它是以南非礦業(yè)工程師D.G.Krige的名字命名的一種最優(yōu)內(nèi)插法。這種方法被廣泛地應(yīng)用于地下水模擬、土壤制圖等領(lǐng)域,是一種很有用的地質(zhì)統(tǒng)計格網(wǎng)化方法。它首先考慮的是空間屬性在空間位置上的變異分布。確定對一個待插點值有影響的距離范圍,然后用此范圍內(nèi)的采樣點來估計待插點的屬性值。根據(jù)樣品空間位置不同、樣品間相關(guān)程度的不同,對每個樣品品位賦予不同的權(quán),進行滑動加權(quán)平均,以估計中心塊段平均品位。

        我們采用的是常規(guī)克里金插值。

        首先,打開ARCGIS系統(tǒng)工具箱,找到克呂金插值工具(圖1)。

        圖1 ARCGIS系統(tǒng)工具箱

        雙擊克呂金插值,出現(xiàn)工具欄,按照提示輸入樣點數(shù)據(jù),選擇要插值的字段(圖2)。

        圖2 克呂金插值工具欄

        點擊確定后,會根據(jù)值域生成一個柵格圖像,這個圖像就是我們的插值結(jié)果(圖3)。

        圖3 克呂金插值結(jié)果

        4.2 SHP矢量數(shù)據(jù)

        要對我們的分類單元進行賦值,圖片形式是不可以的,所以我們還要再做一些工作,將柵格圖像轉(zhuǎn)出為SHP矢量數(shù)據(jù)。

        首先我們將柵格圖像的數(shù)值進行重分類(圖4)。

        重分類完成之后,再用分類后的柵格數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為SHP矢量數(shù)據(jù)(圖5)。

        至此,我們就得到了覆蓋全作業(yè)區(qū)域的矢量數(shù)據(jù),對沒有賦上值的分類單元繼續(xù)進行賦值工作,形成分類單元最終數(shù)據(jù)成果。

        最后,利用ARCGIS創(chuàng)建縣代碼(6位)+GDZYZL?FL.GDB的地理數(shù)據(jù)庫,并按照技術(shù)要求做好各類統(tǒng)計匯總表格,編寫技術(shù)報告,組成一套詳實有用的數(shù)據(jù)成果。

        圖4 柵格圖像字段重分類

        圖5 柵格轉(zhuǎn)面

        5 結(jié)語

        做好耕地資源質(zhì)量分類結(jié)果的統(tǒng)計分析,是全面掌握耕地資源質(zhì)量狀況的重要手段,也是“三調(diào)”成果分析的重要組成部分。耕地資源質(zhì)量分類的核心是要準確分析、客觀描述耕地的自然地理特征,采取分類分級的思路,突出耕地重要的基本特征。

        ARCGIS 軟件在數(shù)據(jù)編輯、空間分析以及數(shù)據(jù)庫構(gòu)造等方面都應(yīng)用廣泛,本文只是淺談一點個人應(yīng)用心得,不足之處,還請指正。

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