羅玉友

廣西自然資源調查監(jiān)測院，廣西 南寧 530023

耕地后備資源潛力調查評價是嚴格落實耕地占補平衡管理的重要基礎性工作。通過耕地后備資源潛力調查，摸清可開墾為耕地的土地分布和數(shù)量，從而為耕地占補平衡做好基礎支撐。

以往的調查研究采用選取評價因子構建指標體系的方法來開展耕地后備資源潛力調查，并根據(jù)評價結果的需要開展外業(yè)調查，外業(yè)工作量大，耗時長且耗費大量人力、物力。

此次研究提出利用DEM 高程數(shù)據(jù)來輔助限制因子計算，可以首先扣除不符合耕地后備資源潛力的圖斑，減少參與指標評價的計算量，再利用第三次全國國土調查外業(yè)拍攝照片輔助外業(yè)調查。在保證成果精度的情況下，這種方法減少了大量外業(yè)核查工作，提高了工作效率。

1 研究區(qū)概況

陽朔縣地處東經(jīng)110°13′～110°40′，北緯24°38′～25°04′之間，位于廣西壯族自治區(qū)東北部，桂林市區(qū)南面?？h域面積1435.61 km2，轄6 個鎮(zhèn)、3個鄉(xiāng)。地貌以石山、丘陵為主，山地為輔，東北部和西南部兩側地勢較高，中部為一塊約150 km2的山丘，海拔200～500m。自西北貫穿東南的寬闊地帶屬巖溶地貌，地勢較低，自北向南傾斜。巖溶區(qū)內石山林立，相對高差50～300m。石山間容蝕洼地、峰林谷地、河流沖積平地交錯分布，地勢較平坦。據(jù)陽朔縣第三次全國國土調查（以下簡稱“三調”）主要數(shù)據(jù)公報顯示，陽朔縣現(xiàn)有耕地8953.01 hm2，園地42455.13 hm2，林地78560.89 hm2。

2 技術與方法

2.1 調查對象

依據(jù)《廣西耕地后備資源等潛力調查工作方案》，陽朔縣耕地后備資源潛力調查包括宜耕農(nóng)用地潛力調查、宜耕未利用地潛力調查、建設用地復墾潛力調查、耕地提質改造潛力調查四大類。

2.2 調查方法

此次陽朔縣耕地后備資源潛力調查以“三調”成果為基礎，應用GIS 技術提取調查對象，形成潛力調查指引圖斑，對指引圖斑采取內業(yè)識別預判與外業(yè)實地調查相結合的方法開展調查。

2.3 指標體系

陽朔縣作為打造世界級旅游城市的先導區(qū)，在耕地后備資源構建上要符合三類原則：一是符合生態(tài)安全原則，所開發(fā)利用地塊的生態(tài)不能被破壞，以便最大限度地保護生態(tài)環(huán)境。二是指標的選擇要符合相關政策的要求，不能與現(xiàn)行政策相沖突。三是指標的選擇要符合自然經(jīng)濟的可行性原則。

根據(jù)上述評價原則，此次研究采用不宜耕主導限制性區(qū)域排除法和限制因子排除法確定調查對象單元的宜耕性。不宜耕主導限制性區(qū)域主要有不適宜耕種、國家政策不允許耕種、因在規(guī)劃中有其他用地安排不作為耕地耕種等情況。限制因子主要選取對耕地質量和種植條件有重要影響的5 個因子，包括坡度級別、灌溉條件、土層厚度、土壤類型、交通狀況等。陽朔縣耕地后備資源潛力調查指標體系詳見表1。

2.4 技術流程及難點分析

（1）應用GIS 技術從“三調”成果中提取出初步符合要求的地類圖斑作為調查對象。

（2）通過構建調查指標體系，從調查對象中提取符合要求的圖斑形成潛力調查指引圖斑。

（3）基于最新的遙感影像數(shù)據(jù)，對指引圖斑進行內業(yè)識別預判。在此基礎上，采用北斗衛(wèi)星定位技術在野外對圖斑進行精準定位和實地核實。

（4）將相關數(shù)據(jù)在ArcGIS 軟件中疊加分析，形成耕地后備資源潛力數(shù)據(jù)庫，并對耕地后備資源潛力的類型、面積和分布情況進行統(tǒng)計分析，提出今后開展耕地占補平衡工作的建議。具體流程如圖1 所示。

圖1 耕地后備資源潛力調查技術流程圖

2.4.1 指引圖斑提取

耕地后備資源潛力指引圖斑的提取是做好耕地后備資源潛力評價的第一步，也是最重要的一步，其質量決定了后期數(shù)據(jù)成果的質量和調查評價工作的效率。首先，基于“三調”成果，提取其他農(nóng)用地、未利用地、農(nóng)村地區(qū)建設用地等初步符合作為耕地后備資源潛力的地類圖斑，形成初步指引圖斑圖層。其次，結合收集到的不宜耕主導限制性區(qū)域專題數(shù)據(jù)，對照指標體系中的不宜耕主導限制性區(qū)域和限制因子的情況，運用ArcGIS 軟件的坐標轉換、空間疊加分析，找出初步指引圖斑中不宜耕主導限制性區(qū)域。最后，將初步指引圖斑與不宜耕主導限制性區(qū)域進行疊加分析，剔除不宜耕區(qū)域，得到初步滿足要求的指引圖斑。圖2 為剔除的不宜耕主導限制區(qū)域圖斑，其處于城鎮(zhèn)開發(fā)邊界內或地質災害風險區(qū)，不適宜開墾為耕地。

圖2 不宜耕主導限制性區(qū)域分析示意圖

2.4.2 限制因素分析

利用ArcGIS 軟件將初步指引圖斑與坡度圖、土壤圖、地理國情監(jiān)測數(shù)據(jù)的路網(wǎng)和水系數(shù)據(jù)、已建和規(guī)劃重大引水灌區(qū)工程高精度DEM 數(shù)據(jù)等進行疊加分析。采用GIS 緩沖區(qū)分析、路徑分析、多圖層屬性賦值、DEM 高程提取分析等技術對指引圖斑的坡度級別、灌溉條件、土層厚度、土壤類型、交通狀況等5 個限制因子進行分析計算和賦值。

（1）DEM 高程信息分析。利用ArcGIS 軟件的柵格轉矢量點工具，在每個DEM 像元中心生成一個矢量的高程點，并將高程值作為屬性賦值給高程點；然后將初步指引圖斑圖層與高程點進行疊加分析求交，將地理國情普查成果中的水系和各類引水、灌區(qū)等已建成和規(guī)劃數(shù)據(jù)進行疊加分析求交，得到初步指引圖斑、水系、灌區(qū)、引水工程等區(qū)域內各處的高程值，用以輔助各項限制因子的分析計算。DEM 高程信息分析有利于判斷耕地后備資源潛力圖斑耕地的質量。DEM 高程信息分析結果如圖3 所示，根據(jù)獲得的指引圖斑的高程（平均值），初步判斷該圖斑耕地灌溉較困難，無水源條件。

圖3 DEM 高程信息分析圖

（2）坡度級別分析。利用ArcGIS 軟件將初步指引圖斑圖層與坡度圖進行疊加分析求交，按照加權平均的方法，將坡度圖中圖斑的坡度級別賦值給指引圖斑。除獲得坡度級別之外，根據(jù)指引圖斑內的高程點信息可進一步判斷指引圖斑的高差、坡度等地形表達。如高程差較小，可視為該地塊地勢較為平坦，坡度較緩；如高程差較大，可視為地塊地勢落差較大，坡度較陡，不適宜開墾。根據(jù)陽朔縣耕地開墾和種植的條件，此次研究只保留坡度＜25°的指引圖斑，坡度＞25°的指引圖斑將會被刪除。

（3）土層厚度分析。將初步指引圖斑圖層與耕地資源質量分類成果進行疊加分析，重疊部分直接采用耕地資源質量分類調查成果中的土層厚度值，對于未被賦值的圖斑采用鄰近法賦值，確定各指引圖斑的土層厚度值。該部分指標可通過收集資料及外業(yè)補充調查，發(fā)現(xiàn)指標屬性確實與實地不符的，應根據(jù)實地情況修正屬性。

（4）土壤類型分析。根據(jù)收集的土壤圖和土壤普查數(shù)據(jù)中的土種類型，直接獲取土壤質地指標值，其中砂質、壤質、粘質土較為適宜開墾。

（5）灌溉條件分析。將初步指引圖斑圖層與地理國情普查水系、已建和規(guī)劃的引水工程等數(shù)據(jù)進行疊加分析，采用GIS 的緩沖區(qū)分析方法，設置1 km 緩沖閾值，篩選出水源1 km范圍內有灌溉條件的指引圖斑。然后參考已建、在建和規(guī)劃的重大引水灌溉工程中灌渠末端出水高程數(shù)據(jù)，以及指引圖斑的附近灌溉水源、高程等屬性信息綜合判斷有無水源保障。如無法判斷則需在外業(yè)補充調查時進行核實，結合實地情況判斷灌溉條件。

（6）交通狀況分析。將初步指引圖斑圖層與地理國情普查成果中的路網(wǎng)數(shù)據(jù)進行疊加分析，采用GIS 緩沖區(qū)分析方法，設置緩存閾值，若在閾值內的可判斷為交通狀況相對便利。根據(jù)各地實際情況，多方面收集耕地后備資源潛力調查的區(qū)位、交通、地形地貌條件，結合遙感影像、土地利用現(xiàn)狀圖和地形圖，綜合考慮指引圖斑所處位置、地形地貌、與居民點距離和道路狀況等信息。同時，調查開發(fā)后農(nóng)民是否方便耕種，或開墾后是否便于農(nóng)民后期養(yǎng)護，是否存在開墾后丟荒風險等。

2.4.3 圖斑判斷

此次研究采用“三調”成果中覆蓋全區(qū)的實地拍攝照片和相關專項調查數(shù)據(jù)對初步指引圖斑進行綜合預判。首先，將“三調”成果中的實地拍攝照片點與初步指引圖斑進行疊加分析求交，保留初步指引圖斑內的照片點，查看照片拍攝地的地形地貌、土壤質地、周邊環(huán)境等情況，預判初步指引圖斑是否適合作為耕地后備資源。其次，利用高清遙感影像紋理表現(xiàn)出的地形地貌、周邊環(huán)境、灌溉條件、交通情況，以及原來已開展的各類專項調查對相關圖斑進行綜合判斷，對于能直接判斷的圖斑直接標識為潛力，不能直接判斷的則標識為外業(yè)核實。

對于內業(yè)不能準確判斷的指引圖斑，需逐圖斑開展外業(yè)實地調查。此次外業(yè)調查充分利用“天地圖”和“互聯(lián)網(wǎng)+”舉證技術，使用配備有北斗衛(wèi)星定位和方向傳感器的移動設備，對需調查的圖斑進行全景、局部近景和利用特征等多角度實地拍照舉證，并對相關外業(yè)調查情況進行記錄。影像特征一致的，可采用類似圖斑典型舉證的方式進行舉證。采取類似圖斑典型舉證的，應限定在同一地貌單元或同一地類圖斑鄰近的連續(xù)區(qū)域。外業(yè)調查舉證如圖4所示。

圖4 外業(yè)調查舉證示意圖

通過內業(yè)預判和外業(yè)實地調查舉證，剔除不符合耕地開墾和耕作條件的圖斑，最終確定陽朔縣耕地后備資源潛力圖斑的面積。

按照以上技術方法，從“三調”成果中提取調查指引圖斑，經(jīng)過分析和預判，提取陽朔縣指引圖斑數(shù)80920 個，面積275.94 km2，占全縣總面積的19.22%。其中，宜耕農(nóng)用地潛力指引圖斑面積占總指引圖斑面積的55.35%，圖斑數(shù)為36808 個；宜耕未利用地潛力指引圖斑面積占比為1.61%，涉及圖斑數(shù)545 個；建設用地復墾潛力指引圖斑面積占比為13.34%，涉及圖斑數(shù)25978 個；耕地提質改造潛力指引圖斑面積占比為29.70%，涉及圖斑數(shù)17589個。

3 陽朔縣耕地后備資源潛力調查成果分析

經(jīng)過內業(yè)預判和外業(yè)實地核實，完整填寫耕地后備資源的各類屬性，構建陽朔縣耕地后備資源數(shù)據(jù)庫。經(jīng)分析，陽朔縣可作為耕地后備資源潛力圖斑面積占總指引圖斑面積的21.72%。

從宜墾地類上看，從其他地類開墾為耕地的占總潛力的45%，提質改造為水田的占總潛力的50.5%,復墾為其他農(nóng)用地的占總潛力的4.5%。

從潛力類型上看，宜耕農(nóng)用地潛力占總潛力的37.53%；宜耕未利用地潛力占總潛力的2.39%；建設用地復墾潛力占總潛力的9.56%；耕地提質改造潛力占總潛力的50.52%。

從空間分布上看，耕地后備資源潛力面積最大的鄉(xiāng)鎮(zhèn)是興坪鎮(zhèn)，占比為28.54%；其次是葡萄鎮(zhèn)占20.92%，福利鎮(zhèn)占17.42%，金寶鄉(xiāng)占14.42%；其他鄉(xiāng)鎮(zhèn)的占比均在10%以下（見表2）。

表2 陽朔縣各鄉(xiāng)鎮(zhèn)耕地后備資源潛力占比統(tǒng)計

4 成果應用建議

（1）陽朔縣各鄉(xiāng)鎮(zhèn)耕地后備資源潛力中，福利鎮(zhèn)、興坪鎮(zhèn)、葡萄鎮(zhèn)、金寶鄉(xiāng)的耕地后備資源潛力較大，總計超過總潛力的80%。在進行耕地后備資源潛力開發(fā)時，建議先從這4 個鄉(xiāng)鎮(zhèn)挖掘耕地潛力。在其他耕地后備資源潛力較小的鄉(xiāng)鎮(zhèn)，建議從實際出發(fā)，本著保護優(yōu)先、分類施策、因地制宜的原則，科學合理地開發(fā)利用耕地后備資源。

（2）陽朔縣在編制相關規(guī)劃及設計引水灌溉工程時，要充分考慮耕地后備資源潛力圖斑的空間分布，優(yōu)化灌區(qū)水渠的設計線路，以保障更多新增耕地的用水，同時改造水利設施，提升用水效率。

（3）陽朔縣在編制生態(tài)修復規(guī)劃時，要充分考慮耕地后備資源潛力圖斑的空間分布，合理安排綜合整治修復工程，優(yōu)先開發(fā)耕地后備資源潛力集中、面積較大的重點區(qū)域。

（4）在耕地后備資源潛力開發(fā)過程中，各鄉(xiāng)鎮(zhèn)政府應綜合考慮交通、區(qū)位以及社會經(jīng)濟等因素，抓住農(nóng)民與土地關系重點問題，避免開發(fā)后的耕地再次被撂荒。

（5）統(tǒng)籌建立耕地后備資源潛力調查年度更新機制。為切實加強耕地占補平衡監(jiān)督管理，建立耕地后備資源潛力基礎庫，將實施情況納入自然資源綜合監(jiān)測監(jiān)管范圍，并建立年度更新機制。

5 結 語

此次陽朔縣耕地后備資源潛力調查研究中，充分利用 GIS 坐標轉換、空間分析等功能，創(chuàng)新性提出DEM 高程數(shù)據(jù)輔助限制因子計算和“三調”外業(yè)調查拍攝照片輔助外業(yè)調查的技術方法，形成內業(yè)分析為主、外業(yè)調查為輔的調查技術路線，降低了耕地后備資源潛力調查的工作量及人力財力的投入，提高了工作效率，提升了成果質量及其應用價值，為合理開發(fā)利用耕地后備資源、落實耕地占補平衡提供了依據(jù)。