基于DEM模型的区域土地整理潜力评价及预测

基于DEM模型的区域土地整理潜力评价及预测

彭威黄立华熊县城

——以当阳市东部为例

彭威1，黄立华1，熊县城2

（1.中国地质大学资源学院，湖北武汉430074;2.当阳市东群路11号当阳市国土资源局，湖北当阳444100）

摘要：土地整理是我国现阶段增加耕地面积、实施耕地占补平衡的重要手段，同时它还对改善区域的生态环境、提高耕地的生产能力、降低生产成本等都具有重要作用，而土地整理潜力评价是了解土地整理潜力大小、划定土地整理区、合理安排土地整理工作的重要依据。本文以当阳市东部土地整理项目为例，在确定3个一级指标、9二级个评价指标后，利用层次分析法确定其权重，然后利用各指标分值测算各项目区的土地整理潜力值，在此基础上，利用DEM模型预测出未进行土地整理项目的土地整理潜力值。

关键词：DEM模型；潜力；评价及预测

1概述

土地整理是优化土地利用的一种发展趋势，它既可以通过提高土地的利用率来增加必要的建设用地，实现农用地的动态平衡；又可以提高农用地的综合生成能力，增加农民的收入。土地整理是社会资源重新配置的重要过程，是工业和农业相互补充促进的重要途径。地整理潜力评价是在查清各类待整理土地资源的类型、数量、质量和分布的基础上,依据土地对某种利用方式的适宜性、限制性并综合各种相关因素,对土地整理潜力做出评估。土地整理潜力评价是科学编制土地整理规划的重要内容和前提。土地整理潜力评价的准确程度直接影响着土地整理规划设计的科学性、合理性[1]。因此，其研究意义重大，是目前迫切需要开展的一项工作。

2土地整理潜力评价指标的建立

2.1土地整理潜力评价指标的选取原则

2.1.1稳定性原则

土地整理潜力是一个相对概念，是在某一时期某种条件下的一种潜力，所以评价指标应在一定时期、一定条件下相对稳定的。

2.1.2前瞻性原则

土地整理潜力评价，是编制土地整理专项规划的根本依据。而规划的编写、上报、审批和工程项目的实施耗时较长，故应充分考虑进行潜力评价与开始施工期间各评价指标值的变化。

2.1.3综合性原则

土地整理目标取向的多元性决定了土地整理潜力的实现是一个综合的过程，许多因素影响着该潜力的大小[2]。故评价指标体系的确立应考虑到方方面面，以便能较全面合理得反映土地整理潜力状况。

2.1.4系统性原则

有些因素具有二重性或多重性，既可影响到耕地数量的增加，又可影响到耕地质量的提高等。对这些因素，只放在某一方面评价即可，不必重复交叉。

2.1.5可操作性原则

指标体系的选择应尽量简单明了，数据容易获取且准确可靠，尽可能使用实地测量和亲自调研的数据。

2.2土地整理潜力评价指标的确定

按照上述选取原则，结合当阳市土地整理区域特色，评价指标体系的构成分为3个一级指标及一级指标下的9个二级指标，主要从社会效益、经济效益和环境效益三个方面进行土地整理潜力评价，具体评价体系如下：

2.3土地整理潜力评价指标分值计算方法

2.3.1指标权重确定

利用层次分析法（AHP）【3】对该指标体系的3个一级指标和9个二级指标的权重进行计算，得出各一级指标的权重（Xi）和附属二级指标的权重（Yij），对于最终二级指标的权重（Wij），按照下式计算：

（Wij）=（Xi）×（Yij）（i，j>0，且属于整数）（1）

2.3.2指标值标准化

指标的标准化。评价体系是有多个指标构成的。由于各个项指标的具体计量单位和量纲不同，不便于评价体系潜力总分值的计算。为了便于计算和分析比较，需要对各个元指标进行标准化处理，即转化成无量纲判别的标准化值。标准化公式有很多种，此处计算选择下述公式：

（2）

式中表示第i个指标中的第j个样本的标准值，表示第i个指标中的第j个指标值，i=1,2,……，n指项目单元区间，j=1,2,……，m指具体某个元指标，表示第i个指标中最大的样本值。

2.3.3各区域潜力总分值

根据已有权重的指标和标准化的指标值，利用以下公式进行计算，为使得分结果通俗易判，在每个总分值上乘以100,计算公式为：

（3）

式中指第i个样本的土地整理潜力总分值，指第i个样本在第j个指标中的标准化值，指第j个指标的权重值。

3项目区土地整理潜力评价及预测

3.1.1整理区潜力评价

通过指标体系的测算，得出当阳市东部各所选样本项目的土地整理潜力评价值。为了使当阳市东部的土地整理潜力评价更符合当地情况，抽出当阳市四个市级项目作为样本补充，通过对四个项目的区位、水文地质、日照气候、植被土壤等要素的分析以及和周围项目的对比，通过专家打分法得出其潜力评价总值

通过上述评价潜力值可以看出样本2和样本6以及3个补充的市级项目的土地整理潜力值相似，且潜力值较大，其主要原因：样本2的属于省级示范项目，在投入水平和建设强度方面优于其他投资项目；样本6属于土地整理的联合开发项目，新增耕地幅度较大，因此土地整理潜力值也较大，3个市级土地开发整理项目也在新增耕地面积上较其他项目的幅度更大，且这些样本离市区较远，区位条件较差，根据农业区位论，也符合土地整理潜力较大的趋势。

样本5和样本7属于当阳市东部的偏远地方，且距离城市较远，土地的利用强度和投入不高，且交通不便利，因此其土地整理潜力值较大；样本1和样本3虽然在土地的投入和利用强度上不高，但是交通比较便利，皂（市）当（阳）公路从项目区旁边经过，因此在先前的土地投入方面较样本5、7略高，再挖掘的潜力值也相对较低些。

样本4和样本8以及坝陵办事处照耀村张家塝土地开发项目离市区较近，而且先前在土地投入方面比较大，因此其土地整理潜力值是上述样本中最低的。

3.1.2未整理区土地整理潜力预测

①DEM模型。数字地面模型是利用一个任意坐标系中大量选择的已知x、y、z的坐标点对连续地面的一个简单的统计表示，或者说，DTM就是地形表面形态属性信息的数字表达，是带有空间位置特征和地形属性特征的数字描述。当数字地形模型中地形属性为高程时称为数字高程模型（DigitalElevationModel，简称DEM）。高程是地理空间中的第三维坐标。由于传统的地理信息系统的数据结构都是二维的，数字高程模型的建立是一个必要的补充。

②土地整理潜力预测。各样本同在beijing-54坐标系下，绝对地理位置由精确的坐标确定。认定项目区内为“真空地带”，即不为外界等高线或三角网影响，项目区内土地整理潜力为评价定值。由上述的土地整理潜力评价样本为单元，以计算出的样本边界线作为等高线，潜力评价值作为该等高线的高程，补充的土地整理潜力单元作为高程点，高程属性为潜力评价值。依据DEM模型，重新生成土地整理潜力等值线。

在预测当阳市东部某一地区的土地整理潜力值时，输入正确的坐标或在图上直接在图面上确定一个位置，根据该点距离最近两条你等值线垂线距离，利用内插的方法就可以直接测算出土地整理潜力值。其计算公式为：

Pi=P0+×（P0+1-P0）（4）

其中Pi为需要预测点的土地整理之潜力值，P0为等值线L1的土地整理潜力值，L0为预测点到L1的距离，L为等值线L1和等值线L2的距离，P0+1为等值线L2的高程，L1、L2分别为距离Pi最近的两条等值线。

对于划定的项目区而言，需要把项目区划分为不同大小规则的几何图形，然后利用各分割图形的几何中心计算该片块的土地整理潜力评价值，最后利用加权平均数计算整个项目区的土地整理潜力值，计算公式如下：

（5）

其中Si为各片块的面积，Pi为各规则片块的土地整理潜力评价值。

4结语

文章通过建立土地整理潜力评价体系对当阳市东部区域进行土地整理潜力评价，得出各评价样本的土地整理潜力值，并通过DEM模型对未整理区的潜力值域进行预测，为今后土地整理区域的划定提供了科学的参考，同时也为其他土地整理项目潜力值的评价提供了一个借鉴的平台。但是文章也存在一些不足：

①指标体系不健全。虽然文章选择的指标是针对当阳市东部区域的，但是对于各项目本身而言，都存在其特色，因此，在指标体系的建立上还有待加强、健全。

②样本数量少。虽然选取了12个样本作为参考，但是针对当阳市东部地形复杂、局部经济不平衡等情况，样本数量偏少，特别是一些明显特征点或带还没有很好的表达出来，影响预测精度。

③预测模型不够完善。预测模型只是给出了预测的方法，但没有有针对性的给出各地的潜力评价值，这需要在收集更多的项目样本资料后完善。

参考文献：

[1]陈百明,张凤荣.中国土地可持续利用指标体系的理论与方法[J].自然资源学报，16(3):197-203.

[2]何书金,苏光全.开发区闲置土地的数量、分布与利用潜力[J].地理科学进展,2000,19(4)：343-351.

[3]运筹学教材编写组.运筹学[M].北京:清华大学出版社,2001.