随着人口的持续增长和经济的快速发展，耕地的数量急剧下降，质量明显减退，耕地资源保护已经成为国内外社会普遍关注的热点话题。而作为耕地中的精华，一定数量和质量的基本农田是国家粮食安全的重要保障，基本农田规划是将土地利用总体规划中确定的耕地按照一定的数量指标择优划入基本农田的过程，科学的划定基本农田对促进国民经济和社会持续发展起到重要的作用。本文以中方县为例，以GIS为技术基础，对中方县基本农田的数量预测和指标分解以及布局优化进行了研究，主要研究内容有：（1）在概括国内外基本农田保护研究现状和阐述基本农田规划的基本理论的基础上，探讨了基本农田规划的意义，介绍了基本农田划定的关键技术。从数量和空间布局上对中方县的耕地和基本农田现状进行分析，明确了耕地利用中存在的问题。在此基础上，采用基于粮食安全和耕地占补平衡分析的方法，对中方县2020年的耕地保有量进行预测。结合上级国土部门下达的基本农田数量指标，确定2020年中方县基本农田保护目标，并综合考虑中方县各乡镇的人口状况、耕地现状、粮食总产量以及建设占用耕地状况等因素，进行基本农田指标分解。（2）基本农田的空间布局优化的关键为建立耕地质量评价指标体系、耕地综合排序模型以及耕地入选基本农田决策模型。本文选取耕地自然质量、区位条件、政策因素、行政指导四大决策因素共十五个决策指标，构成耕地质量评价指标体系，采用层次分析法确定指标权重，对每块耕地进行多因素加权分析，得出其作用分值。耕地综合排序模型综合了TOPSIS法和综合系数法两种排序方法，使得排序的结果更加的科学、合理、可靠。耕地入选基本农田严格的按照排序结果，以基本农田的数量指标为依据，择优入选，具体采用基于粮食安全的0-1模型。（3）以中方县为例，进行基本农田划定的实例验证，实践证明，耕地质量评价指标体系为基本农田划定提供了质量依据，耕地综合排序模型和耕地入选基本农田决策模型使得基本农田的空间布局更加的科学合理，GIS技术的应用大大的提高了基本农田规划的工作效率，真正实现了基本农田划定的数字化和智能化。