天津市北辰区耕地地力评价基础数据处理

摘 要：以天津市北辰区为例,详细介绍了进行耕地地力评价所需基础数据的处理过程,包括资料的收集整理,图件的配准、数字化以及耕地资源管理单元图的制作与赋值.

关 键 词 ： 北辰区；耕地地力评价；数据处理

中图分类号：F323.21 文献标识码：A DOI编码：10.3969/j.issn.1006－6500.2011.06.016

Data Processing for Evaluation of Cultivated Land Productivity of Beichen District

LV Xiong-jie1, SONG Zhi-wen1, WANG Jian-chun1, LI Feng-ju1, XU Lian-gang2, LU Bao-an2, HAN Shi-hong2, ZHANG Wei2

(1.Information Institute, Tianjin Academy of Agricultural Sciences, Tianjin 300192, China, 2.Agricultural and Forestry Bureau of Beichen District , Tianjin 300400 , China)

Ａｂｓｔｒａｃｔ: Taking Beichen district as an example ,the article introduced the processing of data for evaluation of cultivated land productivity detailedly, including the collecting and sorting of data, the rectifying and the digitizing of maps, the making and evaluating of the cultivated land resource management cell map.

Key words: Beichen district, evaluation of cultivated land productivity, data processing

耕地地力评价是充分利用测土配方施肥数据,挖掘全国第二次土壤普查成果和近年来土壤监测等在内的历史数据,摸清耕地生产潜力、土壤障碍因素,建立测土配方施肥数据库和县域耕地资源管理信息系统,对不同尺度或区域的耕地的基础地力（耕地养分状况、肥力状况、地力状况）进行评价,并开展成果应用[1].

耕地地力评价是测土配方施肥补贴项目的一项重要内容,是摸清耕地资源状况,提高耕地利用效率,促进现代农业发展的重要基础工作.耕地地力评价工作的开展,可以为耕地质量建设、指导农业种植结构调整、科学合理施肥、粮食安全生产提供科技支撑和决策依据.为政府部门进行耕地管理和农业决策提供技术信息支持,为农业结构调整、平衡施肥技术的推广应用、无公害农产品生产、中低产田改造、修复土壤等提供科学依据[2-4].

天津市农业科学院信息研究所作为天津市北辰区测土配方施肥项目技术依托单位,承担了耕地地力评价基础数据的处理工作,笔者将详细介绍工作流程及步骤.

1.数据来源

以北辰区土地利用现状图（最新）、行政区划图（最新）、北辰区土壤图（1982年全国第二次土壤普查成果图件）[5]作为北辰区耕地地力评价的基础图件[6].耕地地力调查点点位图数据来自测土配方施肥项目中北辰区采集的1 798个样点分析数据（测土配方施肥采样地块基本情况调查表和测土配方施肥土壤测试结果汇总表）.

2.数据处理

由于收集到的行政区划图、土壤图和土地利用现状图都是纸质的,首先需要对图件进行扫描.扫描分辨率设置为300dpi以上,彩采用24位真彩色,保存为栅格图片,TIF、JPG等格式均可.然后在Arcmap中利用Georeferencing模块分别对这些栅格图片进行几何校正和屏幕数字化.下面分别详细介绍土壤图、行政区划图、土地利用现状图、耕地地力调查点点位图以及耕地资源管理单元图的处理过程.

2.1 土壤图、行政区划图、土地利用现状图处理

利用扫描好的土壤图4个顶点的经纬度坐标（都转换成以度为单位）对该图进行几何校正,然后进行屏幕数字化.给数字化的矢量图层增加一个属性字段“代码”,按照土壤图图例给每一个图斑输入代码.在Excel中建立一个DBF文件,包含“代码”和“土种名称”见表1.土壤图数字化完成以后,在Arcmap中将矢量图与表1通过共有属性字段“代码”进行关联,从而完成土壤图的处理工作.

行政区划图以及土地利用现状图的配准和数字化过程跟土壤图类似,在此不再赘述.北辰区行政区划图见图1,由北辰区行政区划图合并乡镇界线可以得到北辰区辖区边界图；北辰区土地利用现状图见图2,在Arcmap中设置提取条件为“地类名称” 等于 ‘一般耕地’ OR“地类名称”等于‘园地’OR“地类名称”等于‘规划基本农田保护区’可以得到农用地地块图,设置提取条件为NOT (“地类名称”等于 ‘一般耕地’OR“地类名称”等于 ‘园地’OR“地类名称”等于‘规划基本农田保护区’)可以得到非农用地地块图.

2.2 耕地地力调查点点位图处理

在Excel中将测土配方施肥采样地块基本情况调查表另存为DBF4文件,然后在Arcmap中加载该DBF4文件,单击“Tools”菜单下的“add XY Data”,指定X Field为东经,Y Field为北纬,显示北辰区耕地地力调查点的位置,输出成Shapefile格式文件得到耕地地力调查点点位图.此时的耕地地力调查点点位图还不包含土壤测试结果.将测土配方施肥土壤测试结果汇总表另存为DBF4文件,在Arcmap中通过共有属性字段“统一编号”,将耕地地力调查点点位图与DBF4文件关联起来,得到完整的包含土壤测试结果的耕地地力调查点点位图.

2.3 耕地资源管理单元图处理

2.3.1 耕地资源管理单元图制作 用土壤图（土种）与行政区划图以及土地利用现状图叠加产生的图斑作为耕地地力评价的基本单元,这样形成的评价单元空间界线及行政隶属关系明确,地面类型及土壤类型一致,利用方式及耕作方法基本相同,这样得出的评价结果不仅可应用于农业布局规划等农业决策,还可用于指导生产实际的农事操作,为测土配方施肥及实施精准农业奠定良好的基础[7-8].

根据北辰区实际情况,在土壤图中剔除水域；从土地利用现状图中提取一般耕地、园地、规划基本农田保护区得到农用地地块图；对土壤图、农用地地块图和行政区划图叠加求交集得到北辰区耕地资源管理单元图,北辰区共划分为611个评价单元.

2.3.2 耕地资源管理单元图赋值 利用ARC/INFO的地统计分析模块（Geostatistical Analyst）,采用Kriging插值方法对耕地地力调查点位图中的属性字段：有机质、有效磷、速效钾、灌溉保证率、耕层含盐量、耕层厚度、潜水埋深、pH值、电导率、全氮、碱解氮、缓效钾、有效铁、有效锰、有效铜、有效锌、水溶态硼、有效硫,进行空间插值,将这些离散点数据插值形成连续的表面（栅格数据）[9],再利用ARC/INFO的空间分析模块（Spatial Analyst）中的区域统计 (Zonal Statistics) 方法以耕地资源管理单元图来统计这些栅格数据,即可获得相应的属性数据.

最后按照《县级农业专业图件制作规范》要求,分别对土壤图、行政区划图、辖区边界图、土地利用现状图、农用地地块图、非农用地地块图、耕地地力调查点点位图以及耕地资源管理单元图进行投影变换,都统一到Beijing_1954_GK_Zone_

20N坐标系下,完成耕地地力评价基础数据的处理工作.

3.小 结

耕地地力评价基础数据的处理,是以“3S”技术为主要手段,充分利用测土配方施肥调查分析田间试验数据、土壤监测数据以及全国第二次土壤普查成果,为建立规范的县域测土配方施肥数据库和耕地资源管理信息系统提供基础数据,是进行耕地地力评价的前期工作,将为指导农民科学施肥、耕地改良利用及种植业合理布局,实现农业增效、农民增收和农产品竞争力增强提供坚实的基础.