基于3S技术的农用土地集约利用评价研究

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我国正处于城市化加速发展时期，加之人多地少，农用土地资源总量明显不足，粗放型土地利用增长方式使人地关系矛盾更加突显，因此，农村土地的集约利用数据的分析有助于新疆农业和经济的可持续发展研究。

1 研究区域范围界定

文本研究区域以新疆18个城市为代表分析新疆城市农用土地集约利用现状，这些城市分别为：乌鲁木齐市、克拉玛依市、石河子市、吐鲁番市、哈密市、昌吉市、阜康市、伊宁市、奎屯市、塔城市、乌苏市、阿勒泰市、博乐市、库尔勒市、阿克苏市、阿图什市、喀什市、和田市。

1.1 区域概况

1.1.1 自然条件概况

新疆位于亚欧大陆腹地，我国的西北部，介于东经73°40′—96°23′，北纬34°25′—49°10′之间，土地面积166.49万平方公里，约占全国土地总面积的1/6。地形地貌：高山丘陵91.57万平方公里；平原面积74.92万平方公里，其中沙漠面积30.49万平方公里。

1.1.2 社会条件概况

新疆辖15个地、州、市，87个县（市），新疆生产建设兵团十四个师172个农牧团场。 到2008年底，人口保持低速增长，全疆总人口数2130.81万人，其中农业人口1208.93万人，非农业人口921.88万人。

1.1.3 经济条件概况

1）经济发展现状。2008年新疆国民经济快速稳定增长，全年实现全疆生产总值4203.41 亿元，比上年增长11%，2001至2008年间平均增长速度为10.6% 。全疆人均生产总值19893元人民币。三次产业全面增长，比重分别为6.4%、13.9%和9.7%。

2）农业生产稳步发展。全年农业总产值完成1176.69 亿元，比上年增长6.7%，物播种面积达到50.15万公顷。2008年新疆农用地中耕地总面积为412.46 万公顷，占农用地的6.54%；园地总面积为36.42万公顷，占农用地的0.58 %；林地总面积为676.48万公顷，占农用地的10.72%；牧草地总面积为5111.38万公顷，占农用地的81.02 %；其它农用地71.75万公顷，占农用地的1.14%；耕地、园地、林地、牧草地面积之比为11：1：18：140，符合新疆的农用地安排的优先顺序和农业生产结构特点 。

2 研究内容

2.1 研究内容

1）以新疆行政区域划分中的18个城市的农村为例，利用主成分分析法和聚类分析法对18个城市的农村土地集约利用程度进行测算，并对测算结果做出相应分析。

2）根据计算数据和对农村土地利用现状的分析与集约利用程度的评价对今后新疆18城市农村土地集约利用发展提出针对性措施和建议。

2.2 评价方法的选取原则

18个城市农村土地集约利用评价方法有很多，本文选取了主成分分析法和聚类分析法，旨在以最少的信息丢失，最大程度地简化指标个数，有利于分析和计算。

2.3 评价指标体系的建立

农村土地利用系统集约程度的评价指标体系设计遵循以下设计原则：

指标的选取应注重全面性、可行性、客观性和科学性，采集的数据必须真实可靠，必须考虑数据收集的难易程度和连贯性，采用科学的计算和统计方法进行分析，从而确保评价结果的科

学性。

以下是农村土地集约度评价指标体系的建立，见（表2—1）

3 农村土地集约利用度计算

3.1 本文要解决的问题

保护耕地，减少资源浪费，为提高18个城市的农村土地集约利用程度提供方法和对策。

3.2 农用地系统评价方法——主成分分析法

文章采用的主成分分析数学模型：

建立评价函数的数学模型是评价方法的核心，本文计算指标综合得分的模型为：

其中，D为指标综合得分；Fi为各主成分的得分；Wi为各个主成分的权重；

其中，i为指标数，Xi为各指标的标准化数值，fi为相应指标的权重系数。

即：

其中a1i， a2i， …，api=fi（i=1，…，m）为X的协方差阵Σ的特征值对应的特征向量，zx1为指标标准化数据。

因为在选取的评价指标体系中，各指标数值获得途径不一，量纲也不相同，没有直接的可比性，所以在计算之前须先消除量纲的影响，需要对原始数据进行标准化处理。所有数据标准化处理的过程可以用SPSS for windows软件来辅助计算。

3.2.1 农用地子系统土地集约利用度测算

将选取指标进行标准化处理；共提取3个主成分，累计方差贡献率为88.48%，置信度为100.00%，3个主成分的特征值分别为：3.26、1.06、0.99。详情见（表3—1）

再次，根据（表3—1）中的特征值分别计算主成分的权重依次分别为：

W农1= 3.26/（3.26+1.06+ 0.99）=0.61

W农2=1.06/（3.26+1.06+ 0.99）=0.20

W农3=0.99/（3.26+1.06+ 0.99）=0.19

然后根据（表3—1）中的数据除以主成分相对应的特征值开平方根便得到每个主成分中每个指标所对应的系数。计算得出各主成分的得分方程为：

F农1= 0.508X1+ 0.053X2+ 0.471X3 +0.518 X4+ 0.115X5+ 0.486X6

F农2= 0.150X1+ 0.519X2 —0.149X3 —0.240X4+0.793X5 —0.001X6

F农3= —0.053X1+ 0.842X2+0.149X3+0.009X4 —0.510X5 —0.068X6

因此，依据（公式4.1）得出计算农用地子系统得分综合模型为：

D农= F农1* W农1+ F农2 W农2+ F农3 W农3

计算得出农用地子系统集约利用度综合得分D及排名。见（表3—2）。