基于ArcGIS空间分析技术的永久基本农田优化调整.docx

          基于ArcGIS空间分析技术的永久基本农田优化调整                    摘要：在城镇化发展与农田保护矛盾突显，第三次全国土地调查显示部分永久基本农田现状为非耕地的背景下，结合双评价等资料，引入集中连片度的概念，运用ArcGIS软件的数据处理功能，对优化永久基本农田空间布局进行探讨关键词：永久基本农田 调出 补划 ArcGIS 空间分析永久基本农田即对基本农田实行永久性保护，是2008年中共十七届三中全会提出此概念永久基本农田”即无论什么情况下都不能改变其用途，不得以任何方式挪作它用的基本农田将优质耕地划入永久基本农田，用最严格的的要求管控，对国家粮食安全和社会稳定具有重要意义1 研究背景随着我国城镇化进程不断加快，开发建设占用大量优质耕地，粮食安全的问题日益突显我国是拥有14亿人口的大国，农业基础地位任何时候都不能忽视和削弱的，发展与保护的矛盾冲突要解决好2017年划定的永久基本农田与当前的发展用地需求冲突明显，与此同时，第三次全国土地调查（以下简称三调）成果趋于完善，部分永久基本农田调查现状为非耕地，在此背景下，永久基本农田的优化调整十分必要为做好永久基本农田优化调整工作，国家先后印发多个文件指导工作。

《中共中央国务院关于建立国土空间规划体系并监督实施的若干意见》（中发【2019】18 号）文件中明确提出：科学有序统筹布局生态、农业、城镇等功能空间，划定生态保护红线、永久基本农田、城镇开发边界等空间管制边界以及各类海域保护线，强化底线约束，为可持续发展预留空间2021年6月2日自然资源部国土空间规划局和自然资源部耕地保护监督司联合印发《关于加快推进永久基本农田核实整改补足和城镇开发边界划定工作的函》（自然资空间规划函【2021】121号）（以下简称121号文），要求统筹推进永久基本农田核实整改补足和城镇开发边界划定工作2 研究的目的在现有永久基本农田划定成果的基础上，分析永久基本农田中划定不实、不适宜的区域，并根据国家对永久基本农田的划定要求进行调出按照保护优先、布局优化、优进劣出、提升质量的原则及时补划到位[1]，保证质量不降低、数量不下降，优化永久基本农田的空间布局，严守永久基本农田红线3 研究的方法（1）多因素分析法：将耕地质量等级、农业适宜性等级（资源环境承载力和国土空间开发适应性评价内容）、耕地集中连片度等作为评价耕地质量好坏的因素，质量好的优先划入基本农田2）GIS 空间分析法：研究使用的矢量数据均以shp格式保存，以2017年划定永久基本农田的JBNTBHTB图层（以下简称JBNTBHTB图层）、三调、资源环境承载力和国土空间开发适应性评价成果（以下简称双评价）等数据为基础，通过ArcGIS 软件对空间数据进行管理、信息提取和空间分析[3]，使永久基本农田空间优化配置[2]。

3）实地调研法：在研究过程中，采用实地调研方式到现场勘察耕地实际情况，同时充分利用地理信息系统、遥感技术等现代科技手段，提高研究成果的理论水平和研究深度，增强研究的科学性和可操作性 4 技术路线4.1 永久基本农田调出分析根据121号文，以下几种情形应调出永久基本农田：（1）三调非耕地与不稳定耕地调出在ArcGIS中通过属性表的筛选功能将三调DLTB图层中耕地（水田、旱地和水浇地）以外的地类选中并导出，产生一个新的图层即三调非耕地图层不稳定耕地图层分两步提取，第一步将同时满足地类为耕地、耕地坡度级为5、耕地类型为PD的图斑导出，第二步将图斑细化名称为河道耕地、湖区耕地、林区耕地、牧区耕地、沙漠化耕地、石漠化耕地、盐碱耕地的图斑导出，使用ArcGIS的联合分析工具将以上两步导出的图层作为输入要素进行分析，产生一个新的图层即不稳定耕地图层，新图层是输入要素的几何并集并综合要素的所有属性使用相交分析工具分别将三调非耕地图层、不稳定耕地图层与JBNTBHTB图层进行分析，产生两个新的图层即永久基本农田与三调非耕地重叠的图层、永久基本农田与不稳定耕地重叠的图层，新图层是输入要素的几何交集并综合要素的所有属性。

2）线性基础设施占用调出在ArcGIS中使用相交分析工具将纳入市县国土空间规划的线性基础设施（包括高速公路、普通国省干线、城市道路、市政管网、渠道、输油输气管道等）具体用地范围与JBNTBHTB图层作为输入要素进行分析，产生线性基础设施与永久基本农田重叠的图层3）其他类型调出在ArcGIS中使用联合分析工具将生态保护红线范围、生态退耕规划范围、土壤污染无法恢复治理的耕地范围进行合并，然后使用相交分析工具将合并的范围与JBNTBHTB图层进行分析，产生与永久基本农田重叠的图层将上述三调非耕地、不稳定耕地、线性基础设施、其他类型调出与永久基本农田重叠的图层用联合分析工具进行合并，产生调出永久基本农田的总图层利用ArcGIS的擦除分析工具，以JBNTBHTB图层为输入要素，调出永久基本农田的总图层为擦除要素进行分析产生扣除调出类型后的JBNTBHTB图层，该图层只将输入要素处于擦除要素外部边界之外的部分复制到输出要素类，属性保留输入要素的属性4.2 永久基本农田补划分析为保障永久基本农田数量不减少、质量不降低，在调出的同时应做好补足工作，补划的数量与质量应优于调出4.2.1 永久基本农田补划潜力参照《基本农田划定技术规程》，新划入永久基本农田的土地利用现状必须是耕地，不含可调整地类。

在ArcGIS中通过属性表的筛选功能将三调DLTB图层中耕地（水田、旱地和水浇地）选中并导出，产生三调耕地图层利用擦除分析工具把三调耕地中的永久基本农田扣除得到未划入永久基本农田的一般耕地，即可补划为永久基本农田的潜力（以下简称补划潜力）补划优先考虑优质高产、集中连片的耕地，从耕地集中连片度、耕地质量等级、农业适宜性等级几个方面综合考虑，对补划潜力进行分析，为补划提供依据4.2.2 补划潜力集中连片度分析永久基本农田保护区应集中连片，便于集中管理和规模化作业，这也是现代农业的发展趋势集中连片的分析首先要明确三个问题，第一是范围如何界定；第二是地块与周边地块空间上的距离阈值如何确定；第三是相对连片耕地地块区或地块群的最小面积如何确定范围的界定基于2017年划定的永久基本农田和正在开展的国土空间规划工作均以县级行政单元为基础单元开展，本研究确定以县级行政单元为范围进行分析相连耕地地块距离相连分为绝对相连和相对相连，当两图斑拥有共同的折点时称为绝对相连；当两图斑没有共同折点，但距离小于某一阈值时称为相对相连[3]耕地斑块之间主要是由各种线状地物以及各种非农用地利用类型切割所形成但在这些切割因素中，并不是所有的都对耕地的连片性造成危害，如田埂、沟、渠（南方宽度＜1.0米，北方宽度＜2.0米固）、农村道路（宽度为1-8米）等农田基础设施。

而从其他道路、水利和管线等因素的分割来 ，道路宽度较大，一般高速公路和一级公路的行车道、中央分离带以及路肩的总宽度达到 20 米以上，一般低等级公路对耕地地块造成的分割对耕地连片程度的影响相对较小因此，本研究将地块与周边地块空间上的距离阈值定为20米以内连片耕地地块区或群最小面积规模本研究在广西进行，参照《广西壮族自治区“小块并大块”耕地整治以奖代补专项资金管理暂行办法》（桂财建〔2014〕298 号）的相关规定，耕地在经过归并零碎地块和平整工程后，相对连片面积应达到200亩（约合13.33公顷）以上因此，本研究将200亩相对连片耕地地块区或地块群的最小面积因此，将相对距离在20米以内，相对连片耕地地块区或地块群面积达到200亩以上定为集中连片，反之定为零星分散在分析补划潜力的集中连片度时，部分补划地块在单独计算时可能达不到条件，但可与现状永久基本农田形成集中连片规模，所以，应将补划潜力与扣除调出类型后的JBNTBHTB作为一个整体一起考虑首先利用ArcGIS的联合分析工具将补划潜力与扣除调出类型后的JBNTBHTB合并，得出一个新的图层（设为A图层），用聚合面工具设定聚合距离为20米对A图层进行聚合分析，将产生的新图层进行融合分析，然后删除面积小于200亩的图斑即为集中连片区域（设为B图层），赋予B图层具有唯一性的标识码，使用标识工具将B图层的属性赋予补划潜力，具有集中连片区域标识码的补划潜力即为集中连片的补划潜力。

4.2.3 补划潜力耕地质量等级与农业适宜性分析耕地质量等级以耕地质量等别年度成果[4]中的XJFDDY数据为依据，该成果每年均会进行更新调查，使用最新年份数据确保信息的时效性与准确性，主要参照数据中的GJLYD信息,利用标识工具将GJLYD信息赋予补划潜力，广西耕地GJLYD区间为3-12等，数字越小，质量越高双评价通过分析本区域资源环境禀赋条件，研判国土空间开发利用问题和风险，明确农业生产、城镇建设的最大合理规模和适宜空间，对全域土地进行了农业适宜性、生态保护重要性和城镇开发适宜性的评价并分等定级，取其农业适宜性评价结果与补划潜力做标识分析，将评价等级赋予补划潜力，等级区间为1-3等，1等为适宜，2等为一般适宜，3等为不适宜4.3 永久基本农田优化调整以上述永久基本农田调出、补划分析为基础，严格按照国家相关规定，将符合调出情形且不适宜作为永久基本农田的区域进行调出调出的同时坚持数量不减少、质量不降低的原则，综合考虑补划潜力的条件，将集中连片、耕地质量等级高、农业适宜性评价为农业适宜的耕地优先补划为永久基本农田，做好补足工作5 结论研究基于ArcGIS软件对地理信息数据的分析与处理功能，利用2017年划定永久基本农田、三调、双评价等基础信息数据，分析符合国家调整情形的永久基本农田，对非耕地等不宜作为永久基本农田的区域调出；引入集中连片度的概念，综合考虑耕地的质量等级与双评价选出连片优质耕地进行补足。

力求将永久基本农田的空间布局最优化，达到优质高产、集中连片的目的永久基本农田的划定和管护，必须采取行政、法律、经济、技术等综合手段，加强管理，以实现永久基本农田的质量、数量、生态等全方面管护参考文献[1]臧玲,王兵,张香玲.永久基本农田划定成效、问题与对策建议[J].开发研究，2019,(03):74-80.[2]刘彦文,周霞,郑彦龙,陈志,何国松.基于GIS的基本农田布局优化研究——以嘉鱼县为例[J].现代农业科技,2018,(12):176-178.[3]秦梦蔚,丁逸.基于ArcGIS空间分析技术的基本农田划定方法研究[J].科技创新导报,2016,(01)c:36-38.[4]钟珊，赵小敏，郭熙，等.基于耕地综合质量的贵溪市基本农田布局优化调整[J].浙江农业科学，2016,(11):1806-1810.2  -全文完-。