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中国农学通报 ›› 2026, Vol. 42 ›› Issue (20): 64-70.doi: 10.11924/j.issn.1000-6850.casb2026-0374
刘婷(
), 邓南荣, 华德梅, 邓嘉荣
收稿日期:2026-05-11
修回日期:2026-08-18
出版日期:2026-10-25
发布日期:2026-10-26
作者简介:刘婷，女，1984年出生，广东梅州人，助理研究员，硕士研究生，研究方向：耕地质量评价。通信地址：510650 广东省广州市天源路808号 广东省科学院生态环境与土壤研究所，Tel：020-87580291，E-mail：tingliu@soil.gd.cn。
基金资助:
LIU Ting(), DENG Nanrong, HUA Demei, DENG Jiarong
Received:2026-05-11
Revised:2026-08-18
Published:2026-10-25
Online:2026-10-26
摘要：
耕地质量等级评价是指导耕地质量管理、保障国家粮食安全和促进农业可持续发展的有效手段。为解决传统耕地质量等级评价依赖人工操作、效率低下的问题，本文构建自动化耕地质量等级评价方法。该方法依据《耕地质量等级》 (GB/T 33469—2016)国家标准，利用ArcPy开发自动化脚本，并封装为ArcToolbox工具，通过将评价规则与程序代码分离并存储于Excel配置文件中，实现评价规则的集中管理和灵活配置。以广东省新丰县2022年度15986个耕地图斑为案例进行实证研究。结果表明：该自动化工具在20 s内完成全部图斑的评价计算，正确率达100%，处理效率较传统人工方式显著提升。该方法实现了耕地质量等级评价流程的自动化与标准化，可为县域尺度耕地质量等级评价的批量处理提供技术支撑。
中图分类号:
刘婷, 邓南荣, 华德梅, 邓嘉荣. 基于ArcPy与Excel配置文件的耕地质量等级评价自动化方法[J]. 中国农学通报, 2026, 42(20): 64-70.
LIU Ting, DENG Nanrong, HUA Demei, DENG Jiarong. Automated Method for Cultivated Land Quality Grade Evaluation Based on ArcPy and Excel Configuration Files[J]. Chinese Agricultural Science Bulletin, 2026, 42(20): 64-70.
| 图层 | 要素数/个 | 字段数/个 | 字段名称 |
|---|---|---|---|
| 评价单元图层 (PJDYT) | 15986 | 75 | ①基础信息类字段（16个）：标识码(BSM)等；②地类信息类字段（6个）：地类编码(DLBM)等； ③土壤类型信息类字段（6个）：省土类名称(STLMC)等； ④耕地自然属性类字段（15个）：灌溉能力(GGNL)等； ⑤指标权重类字段（15个）：灌溉能力权重(GGNLQZ)等； ⑥隶属度类字段（15个）：灌溉能力隶属度(GGNLLSD)等； ⑦综合评价类字段（2个）：综合指数(ZHZS)、质量等级(ZLDJ)。 |
| 图层 | 要素数/个 | 字段数/个 | 字段名称 |
|---|---|---|---|
| 评价单元图层 (PJDYT) | 15986 | 75 | ①基础信息类字段（16个）：标识码(BSM)等；②地类信息类字段（6个）：地类编码(DLBM)等； ③土壤类型信息类字段（6个）：省土类名称(STLMC)等； ④耕地自然属性类字段（15个）：灌溉能力(GGNL)等； ⑤指标权重类字段（15个）：灌溉能力权重(GGNLQZ)等； ⑥隶属度类字段（15个）：灌溉能力隶属度(GGNLLSD)等； ⑦综合评价类字段（2个）：综合指数(ZHZS)、质量等级(ZLDJ)。 |
| 评价指标 | 权重 | 评价指标 | 权重 |
|---|---|---|---|
| 灌溉能力 | 0.1106 | 酸碱度 | 0.0590 |
| 地形部位 | 0.1095 | 土壤容重 | 0.0526 |
| 排水能力 | 0.0933 | 障碍因素 | 0.0517 |
| 有机质 | 0.0846 | 有效磷 | 0.0507 |
| 耕层质地 | 0.0730 | 农田林网化程度 | 0.0455 |
| 质地构型 | 0.0698 | 生物多样性 | 0.0383 |
| 速效钾 | 0.0650 | 清洁程度 | 0.0332 |
| 有效土层厚度 | 0.0632 |
| 评价指标 | 权重 | 评价指标 | 权重 |
|---|---|---|---|
| 灌溉能力 | 0.1106 | 酸碱度 | 0.0590 |
| 地形部位 | 0.1095 | 土壤容重 | 0.0526 |
| 排水能力 | 0.0933 | 障碍因素 | 0.0517 |
| 有机质 | 0.0846 | 有效磷 | 0.0507 |
| 耕层质地 | 0.0730 | 农田林网化程度 | 0.0455 |
| 质地构型 | 0.0698 | 生物多样性 | 0.0383 |
| 速效钾 | 0.0650 | 清洁程度 | 0.0332 |
| 有效土层厚度 | 0.0632 |
| 指标名称 | 函数类型 | 函数公式 | a值 | c值 | u的下限值 | u的上限值 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 酸碱度 | 峰型 | y=1/[1+a(u-c)2] | 0.256941 | 6.7 | 4.0 | 9.5 |
| 有机质 | 戒上型 | y=1/[1+a(u-c)2] | 0.002163 | 38.0 | 6.0 | 38.0 |
| 速效钾 | 戒上型 | y=1/[1+a(u-c)2] | 0.000068 | 205 | 30 | 205 |
| 有效磷 | 戒上型 | y=1/[1+a(u-c)2] | 0.0038 | 40.0 | 5.0 | 40.0 |
| 土壤容重 | 峰型 | y=1/[1+a(u-c)2] | 2.786523 | 1.35 | 0.90 | 2.10 |
| 有效土层厚度 | 戒上型 | y=1/[1+a(u-c)2] | 0.000230 | 100 | 10 | 100 |
| 指标名称 | 函数类型 | 函数公式 | a值 | c值 | u的下限值 | u的上限值 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 酸碱度 | 峰型 | y=1/[1+a(u-c)2] | 0.256941 | 6.7 | 4.0 | 9.5 |
| 有机质 | 戒上型 | y=1/[1+a(u-c)2] | 0.002163 | 38.0 | 6.0 | 38.0 |
| 速效钾 | 戒上型 | y=1/[1+a(u-c)2] | 0.000068 | 205 | 30 | 205 |
| 有效磷 | 戒上型 | y=1/[1+a(u-c)2] | 0.0038 | 40.0 | 5.0 | 40.0 |
| 土壤容重 | 峰型 | y=1/[1+a(u-c)2] | 2.786523 | 1.35 | 0.90 | 2.10 |
| 有效土层厚度 | 戒上型 | y=1/[1+a(u-c)2] | 0.000230 | 100 | 10 | 100 |
| 评价指标 | 指标属性（隶属度） |
|---|---|
| 地形部位 | 山间盆地(0.7)、宽谷盆地(0.9)、平原低阶(1)、平原中阶(0.9)、平原高阶(0.8)、 丘陵上部(0.4)、丘陵中部(0.5)、丘陵下部(0.6)、山地坡上(0.2)、山地坡中(0.3)、山地坡下(0.5) |
| 耕层质地 | 砂土(0.4)、砂壤(0.7)、轻壤(0.9)、中壤(1)、重壤(0.8)、黏土(0.6) |
| 质地构型 | 薄层型(0.3)、松散型(0.2)、紧实型(0.5)、夹层型(0.7)、上紧下松型(0.4)、上松下紧型(1)、海绵型(0.8) |
| 生物多样性 | 丰富(1)、一般(0.85)、不丰富(0.75) |
| 清洁程度 | 清洁(1) |
| 障碍因素 | 盐碱(0.5)、瘠薄(0.5)、酸化(0.5)、渍潜(0.4)、障碍层次(0.6)、无(1) |
| 灌溉能力 | 充分满足(1)、满足(0.8)、基本满足(0.6)、不满足(0.3) |
| 排水能力 | 充分满足(1)、满足(0.8)、基本满足(0.6)、不满足(0.3) |
| 农田林网化程度 | 高(1)、中(0.85)、低(0.75) |
| 评价指标 | 指标属性（隶属度） |
|---|---|
| 地形部位 | 山间盆地(0.7)、宽谷盆地(0.9)、平原低阶(1)、平原中阶(0.9)、平原高阶(0.8)、 丘陵上部(0.4)、丘陵中部(0.5)、丘陵下部(0.6)、山地坡上(0.2)、山地坡中(0.3)、山地坡下(0.5) |
| 耕层质地 | 砂土(0.4)、砂壤(0.7)、轻壤(0.9)、中壤(1)、重壤(0.8)、黏土(0.6) |
| 质地构型 | 薄层型(0.3)、松散型(0.2)、紧实型(0.5)、夹层型(0.7)、上紧下松型(0.4)、上松下紧型(1)、海绵型(0.8) |
| 生物多样性 | 丰富(1)、一般(0.85)、不丰富(0.75) |
| 清洁程度 | 清洁(1) |
| 障碍因素 | 盐碱(0.5)、瘠薄(0.5)、酸化(0.5)、渍潜(0.4)、障碍层次(0.6)、无(1) |
| 灌溉能力 | 充分满足(1)、满足(0.8)、基本满足(0.6)、不满足(0.3) |
| 排水能力 | 充分满足(1)、满足(0.8)、基本满足(0.6)、不满足(0.3) |
| 农田林网化程度 | 高(1)、中(0.85)、低(0.75) |
| 耕地质量等级 | 耕地质量综合指数范围 | 耕地质量等级 | 耕地质量综合指数范围 | |
|---|---|---|---|---|
| 一 | ≥0.8850 | 六 | 0.7695~0.7926 | |
| 二 | 0.8619~0.8850 | 七 | 0.7464~0.7695 | |
| 三 | 0.8388~0.8619 | 八 | 0.7233~0.7464 | |
| 四 | 0.8157~0.8388 | 九 | 0.7002~0.7233 | |
| 五 | 0.7926~0.8157 | 十 | <0.7002 |
| 耕地质量等级 | 耕地质量综合指数范围 | 耕地质量等级 | 耕地质量综合指数范围 | |
|---|---|---|---|---|
| 一 | ≥0.8850 | 六 | 0.7695~0.7926 | |
| 二 | 0.8619~0.8850 | 七 | 0.7464~0.7695 | |
| 三 | 0.8388~0.8619 | 八 | 0.7233~0.7464 | |
| 四 | 0.8157~0.8388 | 九 | 0.7002~0.7233 | |
| 五 | 0.7926~0.8157 | 十 | <0.7002 |
| 目标字段名称 | 字段代码 | 计算公式 |
|---|---|---|
| 灌溉能力权重 | GGNLQZ | 0.1106 |
| 排水能力权重 | PSNLQZ | 0.0933 |
| 地形部位权重 | DXBWQZ | 0.1095 |
| 质地构型权重 | ZDGXQZ | 0.0698 |
| 耕层质地权重 | GCZDQZ | 0.0730 |
| 有效土层厚度权重 | YXTCHDQZ | 0.0632 |
| 农田林网化程度权重 | NTLWHCDQZ | 0.0455 |
| 障碍因素权重 | ZAYSQZ | 0.0517 |
| 生物多样性权重 | SWDYXQZ | 0.0383 |
| 清洁程度权重 | QJCDQZ | 0.0332 |
| 土壤容重权重 | TRRZQZ | 0.0526 |
| 酸碱度权重 | SJDQZ | 0.0590 |
| 有机质权重 | YJZQZ | 0.0846 |
| 有效磷权重 | YXLQZ | 0.0507 |
| 速效钾权重 | SXJQZ | 0.0650 |
| 灌溉能力隶属度 | GGNLLSD | 1 if !GGNL! == “充分满足” else 0.8 if !GGNL! == “满足” else 0.6 if !GGNL! == “基本满足”else 0.3 if !GGNL! == “不满足” else None |
| 排水能力隶属度 | PSNLLSD | 1 if !PSNL! == “充分满足” else 0.8 if !PSNL! == “满足” else 0.6 if !PSNL! == “基本满足”else 0.3 if !PSNL! == “不满足” else None |
| 地形部位隶属度 | DXBWLSD | 0.7 if !DXBW! == “山间盆地” else 0.9 if !DXBW! == “宽谷盆地” else 1 if !DXBW! == “平原低阶”else 0.9 if !DXBW! == “平原中阶”else 0.8 if !DXBW! == “平原高阶”else 0.4if !DXBW! == “丘陵上部”else 0.5 if !DXBW! == “丘陵中部”else 0.6 if !DXBW! == “丘陵下部”else 0.2 if !DXBW! == “山地坡上”else 0.3 if !DXBW! == “山地坡中”else 0.5 if !DXBW! == “山地坡下”else None |
| 质地构型隶属度 | ZDGXLSD | 1 if !ZDGX! == “上松下紧型” else 0.8 if !ZDGX! == “海绵型” else 0.7 if !ZDGX! == “夹层型”else 0.5 if !ZDGX! == “紧实型”else 0.4 if !ZDGX! == “上紧下松型”else 0.2 if !ZDGX! == “松散型”else 0.3 if !ZDGX! == “薄层型”else None |
| 耕层质地隶属度 | GCZDLSD | 1 if !GCZD! == “中壤” else 0.9 if !GCZD! == “轻壤” else 0.8 if !GCZD! == “重壤”else 0.7 if !GCZD! == “砂壤”else 0.6 if !GCZD! == “黏土”else 0.4 if !GCZD! == “砂土”else None |
| 有效土层厚度隶属度 | YXTCHDLSD | 1 if !YXTCHD! >= 100 else 0 if !YXTCHD! <= 10 else 1 / (1 + 0.000230 * (!YXTCHD! - 100) ** 2) |
| 农田林网化程度隶属度 | NTLWHCDLSD | 1 if !NTLWHCD! == “高” else 0.85 if !NTLWHCD! == “中” else 0.75 if !NTLWHCD! == “低” else None |
| 障碍因素隶属度 | ZAYSLSD | 1 if !ZAYS! == “无” else 0.6 if !ZAYS! == “障碍层次” else 0.4 if !ZAYS! == “渍潜” else 0.5 if !ZAYS! == “酸化” or !ZAYS! == “瘠薄” or !ZAYS! == “盐碱” else None |
| 生物多样性隶属度 | SWDYXLSD | 1 if !SWDYX! == “丰富” else 0.85 if !SWDYX! == “一般” else 0.75 if !SWDYX! == “不丰富” else None |
| 清洁程度隶属度 | QJCDLSD | 1 if !QJCD! == “清洁” else None |
| 土壤容重隶属度 | TRRZLSD | 0 if !TRRZ! <= 0.90 or !TRRZ! >= 2.10 else 1 / (1 + 2.786523 * (!TRRZ! - 1.35) ** 2) |
| 酸碱度隶属度 | SJDLSD | 0 if !SJD! <= 4.0 or !SJD! >= 9.5 else 1 / (1 + 0.256941 * (!SJD! - 6.7) ** 2) |
| 有机质隶属度 | YJZLSD | 1 if !YJZ! >= 38.0 else 0 if !YJZ! <= 6.0 else 1 / (1 + 0.002163 * (!YJZ! - 38.0) ** 2) |
| 有效磷隶属度 | YXLLSD | 1 if !YXL! >= 40.0 else 0 if !YXL! <= 5.0 else 1 / (1 + 0.0038 * (!YXL! - 40.0) ** 2) |
| 速效钾隶属度 | SXJLSD | 1 if !SXJ! >= 205 else 0 if !SXJ! <= 30 else 1 / (1 + 0.000068 * (!SXJ! - 205) ** 2) |
| 综合指数 | ZHZS | !GGNLQZ!* !GGNLLSD! + !PSNLQZ! * !PSNLLSD! +!DXBWQZ!* !DXBWLSD! + !ZDGXQZ!* !ZDGXLSD! + !GCZDQZ! * !GCZDLSD! +!YXTCHDQZ! * !YXTCHDLSD! +!NTLWHCDQZ!* !NTLWHCDLSD! + !ZAYSQZ!* !ZAYSLSD! + !SWDYXQZ!* !SWDYXLSD! + !QJCDQZ! * !QJCDLSD! +!TRRZQZ!* !TRRZLSD! + !SJDQZ!* !SJDLSD! + !YJZQZ!* !YJZLSD! + !YXLQZ! * !YXLLSD! +!SXJQZ!* !SXJLSD! |
| 质量等级 | ZLDJ | 1 if !ZHZS! >= 0.8850 else 2 if !ZHZS! >= 0.8619 else 3 if !ZHZS! >= 0.8388 else 4 if !ZHZS! >= 0.8157 else 5 if !ZHZS! >= 0.7926 else 6 if !ZHZS! >= 0.7695 else 7 if !ZHZS! >= 0.7464 else 8 if !ZHZS! >= 0.7233 else 9 if !ZHZS! >= 0.7002 else 10 |
| 目标字段名称 | 字段代码 | 计算公式 |
|---|---|---|
| 灌溉能力权重 | GGNLQZ | 0.1106 |
| 排水能力权重 | PSNLQZ | 0.0933 |
| 地形部位权重 | DXBWQZ | 0.1095 |
| 质地构型权重 | ZDGXQZ | 0.0698 |
| 耕层质地权重 | GCZDQZ | 0.0730 |
| 有效土层厚度权重 | YXTCHDQZ | 0.0632 |
| 农田林网化程度权重 | NTLWHCDQZ | 0.0455 |
| 障碍因素权重 | ZAYSQZ | 0.0517 |
| 生物多样性权重 | SWDYXQZ | 0.0383 |
| 清洁程度权重 | QJCDQZ | 0.0332 |
| 土壤容重权重 | TRRZQZ | 0.0526 |
| 酸碱度权重 | SJDQZ | 0.0590 |
| 有机质权重 | YJZQZ | 0.0846 |
| 有效磷权重 | YXLQZ | 0.0507 |
| 速效钾权重 | SXJQZ | 0.0650 |
| 灌溉能力隶属度 | GGNLLSD | 1 if !GGNL! == “充分满足” else 0.8 if !GGNL! == “满足” else 0.6 if !GGNL! == “基本满足”else 0.3 if !GGNL! == “不满足” else None |
| 排水能力隶属度 | PSNLLSD | 1 if !PSNL! == “充分满足” else 0.8 if !PSNL! == “满足” else 0.6 if !PSNL! == “基本满足”else 0.3 if !PSNL! == “不满足” else None |
| 地形部位隶属度 | DXBWLSD | 0.7 if !DXBW! == “山间盆地” else 0.9 if !DXBW! == “宽谷盆地” else 1 if !DXBW! == “平原低阶”else 0.9 if !DXBW! == “平原中阶”else 0.8 if !DXBW! == “平原高阶”else 0.4if !DXBW! == “丘陵上部”else 0.5 if !DXBW! == “丘陵中部”else 0.6 if !DXBW! == “丘陵下部”else 0.2 if !DXBW! == “山地坡上”else 0.3 if !DXBW! == “山地坡中”else 0.5 if !DXBW! == “山地坡下”else None |
| 质地构型隶属度 | ZDGXLSD | 1 if !ZDGX! == “上松下紧型” else 0.8 if !ZDGX! == “海绵型” else 0.7 if !ZDGX! == “夹层型”else 0.5 if !ZDGX! == “紧实型”else 0.4 if !ZDGX! == “上紧下松型”else 0.2 if !ZDGX! == “松散型”else 0.3 if !ZDGX! == “薄层型”else None |
| 耕层质地隶属度 | GCZDLSD | 1 if !GCZD! == “中壤” else 0.9 if !GCZD! == “轻壤” else 0.8 if !GCZD! == “重壤”else 0.7 if !GCZD! == “砂壤”else 0.6 if !GCZD! == “黏土”else 0.4 if !GCZD! == “砂土”else None |
| 有效土层厚度隶属度 | YXTCHDLSD | 1 if !YXTCHD! >= 100 else 0 if !YXTCHD! <= 10 else 1 / (1 + 0.000230 * (!YXTCHD! - 100) ** 2) |
| 农田林网化程度隶属度 | NTLWHCDLSD | 1 if !NTLWHCD! == “高” else 0.85 if !NTLWHCD! == “中” else 0.75 if !NTLWHCD! == “低” else None |
| 障碍因素隶属度 | ZAYSLSD | 1 if !ZAYS! == “无” else 0.6 if !ZAYS! == “障碍层次” else 0.4 if !ZAYS! == “渍潜” else 0.5 if !ZAYS! == “酸化” or !ZAYS! == “瘠薄” or !ZAYS! == “盐碱” else None |
| 生物多样性隶属度 | SWDYXLSD | 1 if !SWDYX! == “丰富” else 0.85 if !SWDYX! == “一般” else 0.75 if !SWDYX! == “不丰富” else None |
| 清洁程度隶属度 | QJCDLSD | 1 if !QJCD! == “清洁” else None |
| 土壤容重隶属度 | TRRZLSD | 0 if !TRRZ! <= 0.90 or !TRRZ! >= 2.10 else 1 / (1 + 2.786523 * (!TRRZ! - 1.35) ** 2) |
| 酸碱度隶属度 | SJDLSD | 0 if !SJD! <= 4.0 or !SJD! >= 9.5 else 1 / (1 + 0.256941 * (!SJD! - 6.7) ** 2) |
| 有机质隶属度 | YJZLSD | 1 if !YJZ! >= 38.0 else 0 if !YJZ! <= 6.0 else 1 / (1 + 0.002163 * (!YJZ! - 38.0) ** 2) |
| 有效磷隶属度 | YXLLSD | 1 if !YXL! >= 40.0 else 0 if !YXL! <= 5.0 else 1 / (1 + 0.0038 * (!YXL! - 40.0) ** 2) |
| 速效钾隶属度 | SXJLSD | 1 if !SXJ! >= 205 else 0 if !SXJ! <= 30 else 1 / (1 + 0.000068 * (!SXJ! - 205) ** 2) |
| 综合指数 | ZHZS | !GGNLQZ!* !GGNLLSD! + !PSNLQZ! * !PSNLLSD! +!DXBWQZ!* !DXBWLSD! + !ZDGXQZ!* !ZDGXLSD! + !GCZDQZ! * !GCZDLSD! +!YXTCHDQZ! * !YXTCHDLSD! +!NTLWHCDQZ!* !NTLWHCDLSD! + !ZAYSQZ!* !ZAYSLSD! + !SWDYXQZ!* !SWDYXLSD! + !QJCDQZ! * !QJCDLSD! +!TRRZQZ!* !TRRZLSD! + !SJDQZ!* !SJDLSD! + !YJZQZ!* !YJZLSD! + !YXLQZ! * !YXLLSD! +!SXJQZ!* !SXJLSD! |
| 质量等级 | ZLDJ | 1 if !ZHZS! >= 0.8850 else 2 if !ZHZS! >= 0.8619 else 3 if !ZHZS! >= 0.8388 else 4 if !ZHZS! >= 0.8157 else 5 if !ZHZS! >= 0.7926 else 6 if !ZHZS! >= 0.7695 else 7 if !ZHZS! >= 0.7464 else 8 if !ZHZS! >= 0.7233 else 9 if !ZHZS! >= 0.7002 else 10 |
| [1] |
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