ArcGIS与“双评价”——土地资源评价的实操讲解
国家出台《资源环境承载能力和国土空间开发适宜性评价技术指南》(试行)(以下简称“双评价技术指南”),为国土空间规划的“双评价”工作指明了方向。土地资源评价作为重要的评价指标之一,从“双评价技术指南”的指导看来,其评价方法看似简单、实则不然,要科学并高效的完成土地资源评价工作,我们需要充分理解ArcGIS的“叠加分析计算”方法。本文,我们就利用这种方法,讲解演示“双评价”中的土地资源评价。
在“双评价技术指南中”,土地资源评价分为“农业生产功能指向的土地资源评价”和“城镇建设功能指向的土地资源评价”——
先来看下:农业生产功能指向的土地资源评价
农业生产功能指向的土地资源评价以“农业耕作条件”为主要指标,“农业耕作条件”是指土地资源用于农业生产的适宜开发利用程度,需满足一定的坡度、土壤质地等条件。评价时需扣除河流、湖泊及水库水面区域。
第一步:导入数据,某区域DEM(数字高程模型)和土壤质地数据。
土壤质地数据的数据表中含有土壤粉尘含量数据:
第二步:坡度要素分析。
根据“双评价技术指南”,利用 DEM,计算地形坡度,按≤2°、2~6°、6~15°、15~25°、>25°划分为平地、平坡地、缓坡地、缓陡坡地、陡坡地 5 个等级,生成坡度分级图。
打开空间分析工具箱——表面分析——坡度分析,生成坡度分析图,调整符号化系统,分为“双评价技术指南“中要求的5级:
第三步:基于坡度要素进行评价。
“双评价技术指南要求”,以坡度分级结果为基础,结合土壤质地,划分农业耕作条件高、较高、中等、较低、低 5 级。将土壤的粉砂含量≥80%区域,农业土地资源直接取最低等;60%≤粉砂土含量<80%的区域,将坡度分级降 1 级作为农业土地资源等级。
上面这段话,虽然简单明了,但是包含的工作可不少:
首先,以“双评价技术指南”要求的坡度分级结果为基础,进行重分类,分为1-5,平地值为1、缓坡地值为5,命名为“坡度重分类”。
因为要根据土壤的粉尘含量来对坡度分级进行调整(土壤的粉砂含量≥80%区域,农业土地资源直接取最低等;60%≤粉砂土含量<80%的区域,将坡度分级降 1 级作为农业土地资源等级)。要实现这个目的,就需要“叠加分析计算”。根据要求,利用栅格重分类工具,将土壤质地数据分为三类,粉尘含量>80%的土地值为-1,60%≤粉砂土含量<80%的区域值为0,粉尘含量<60%的区域设为1,命名为“土壤质地”重分类;
然后,将“坡度重分类”和“土壤质地重分类”进行相乘运算,结果命名为“叠加计算”。
所得结果中,小于0的值,即为坡度数据中粉尘含量大于80%的区域,直接定为最低级,5级;值等于0的区域,即为坡度数据中粉尘含量在60%到80%之间的区域,应相应降一级;值大于0的数据,即为坡度数据中粉尘含量小于60%的区域,不做调整。
接下来,我们可以利用栅格计算器或栅格重分类工具提取出“叠加计算”中值小于0的数据,结果命名为“最低级”,直接赋值为“5”;
那么这个时候问题来了,如何把坡度数据中的相关区域相应的降一级呢?
继续进行叠加计算分析,利用栅格计算器或栅格重分类工具提取出“叠加计算”中值为0的区域,命名为“零值区域”,赋值为1;
然后,将“零值区域”与“坡度重分类”相加,得到需要降级的坡度数据,命名为“降级区域”;
然后,将“降级区域”数据中的“6”值,调整为“5”(因为“5”是最低级),命名为“降级区域1”。
接下来,将之前“叠加计算”中大于0的值提取出来,命名为未降级区域,这样,我们就得到了三组数据,分别是——未降级区域、降级区域、最低级区域
通过多次的“叠加分析计算”到这一步,我们的“土壤条件评价”已经赋值完成。接下来,需要把三张栅格数据合并到一起,进行结果输出,合并栅格的方法有很多,这里我们通过“镶嵌数据集”进行合并,结果如下图:
对结果进行符号化处理,然后根据要求对值1-5的数据进行界定,结合地形高级模拟技术(Pansharpening工具),将成果表达如下:
先来看下:城镇建设功能指向的土地资源评价
城镇建设功能指向的土地资源评价主要考虑“城镇建设条件”,“城镇建设条件”是指城镇建设的土地资源适宜建设程度,需满足一定的坡度、高程条件。对于地形起伏剧烈的地区(如西南地区),还应考虑地形起伏度指标。
根据“双评价技术指南”的要求,第一步同样是进行坡度要素分析,利用 DEM,计算地形坡度,一般按≤3°、3~8°、8~15°、15~25°、>25°生成坡度分级图。
第二步:土地资源评价与分级。以坡度分级结果为基础,结合高程,划分城镇建设条件高、较高、中等、较低、低 5 级。将高程≥5000m 区域,城镇土地资源等级直接取最低等级;高程在3500~5000m 之间的,将坡度分级降 1 级作为城镇土地资源等级。(如果高程没达到这个高度,可以不考虑)
第三步:地形复杂地区评价结果修正。在地形起伏剧烈的地区,进一步通过地形起伏度指标对城镇土地资源等级进行修正。利用 DEM 邻域分析功能计算地形起伏度,邻域范围通常采用 20公顷左右(如 50m×50m 栅格建议采用 9×9 邻域,30m×30m栅格建议采用 15×15 邻域),对于地形起伏度>200m 的区域,将评价结果降 2 级作为城镇土地资源等级,地形起伏度在100~200m 之间的,将评价结果降 1 级作为城镇土地资源等级。
地形起伏度的计算上篇文章已经讲过。总体来讲,城镇建设条件的评价方法与农业耕作条件的评价方法基本一致,核心技术就是“叠加分析计算”,各位小伙伴如果感兴趣的话,可以参照农业耕作条件的评价方法进行操作,有疑问可以在后台进行交流。
需要本课数据练手的朋友,可以后台留言向小飞飞要数据哦。
希望各位同学能够掌握这种方法,在国土空间规划“双评价”的工作中,大显身手。
想要拓展学习“叠加分析计算、地形图高级渲染(Pansharpening工具)、栅格的镶嵌数据集”及其他“ArcGIS在国土空间规划的高阶应用技术”的朋友的可以关注下平台近期推出的《ArcGIS分析制图高级优化表达与实操进阶》,学习路径为——
腾讯课堂:https://ke.qq.com/course/459883?tuin=3c7ba1c9
有非常丰富而且实用的操作技术在等着大家!