农用地分等成果省级汇总的基础与方法研究

该文通过实证分析和对比分析，研究影响县级农用地分等成果可比的原因及其解决的办法，为省级乃至国家成果汇总奠定基础。研究结果表明，利用GIS技术，生成光温和气候生产潜力值等值区图，可以解决气候或光温生产潜力一县一值在县界突变的现象；全省统一确定分等因素及其权重，并利用标准样地的自然质量分对各指标区的自然质量分控制与修正，可使指标区之间的自然质量分达到可比；按作物种植区统一计算产量比系数，比按指标区计算的产量比系数更加合理；在对调查数据进行检验与修正的基础上，参考省级经济区划和农业区划等研究成果，划分土地利用系     

塔里木河流域主要农作物气候生产潜力分析--以塔里木河上游的阿克苏地区为例

采用作物生长动态统计模型对塔里木河流域阿克苏地区主要农作物的光合、光温、光温水、光温土、光温水土生产潜力进行了计算和分析.结果表明：阿克苏地区主要农作物的光合生产潜力远大于现实生产力,冬小麦、玉米、水稻、棉花的光合生产潜力分别是实际产量的4.14、3.94、2.73、2.41倍;光温生产潜力相当于光合生产潜力的57.26%,光温水（气候）生产潜力只有光温生产潜力的9.55%,而土壤生产潜力占光温水（气候）生产潜力的49.92%.该地区光热资源丰富,其光热条件是作物气候生产潜力最突出的优势,土壤水肥条件是限制作物气候生产潜力的主要可控因子.     

基于农用地分等成果的陕西周至县耕地粮食生产能力测算

为了充分利用农用地分等成果合理测算耕地产能,该文提出了基于农用地分等成果的耕地粮食生产能力体系,并对不同层次的生产潜力的测算方法进行了探讨,认为基于农用地分等成果的耕地粮食生产能力测算要充分利用农用地分等成果;耕地粮食生产能力体系包括自然生产潜力、利用生产潜力及现实生产能力3个方面;农用地分等的自然质量等级指数与利用等级指数本质上就是2个不同的生产潜力,分别代表了2种不同情况下潜在的单位面积产量。用分等单元的面积分别乘以该分等单元的自然质量等级指数和利用等级指数,可得到该分等单元相应的生产潜力。把全县所有分等单元的生产潜力相加就得到全县相应的生产潜力。通过理论分析及各种模型的实际模拟,采用Logistic模型对现实生产能力进行测算效果较好。结果表明,周至县耕地自然生产潜力为176.778×104t,利用生产潜力105.0×104t,现实生产能力为54.637×104t。     

模糊SOFM-GIS空间聚类模型在农用地分等中的应用

针对目前农用地分等方法中的存在的不足之处，提出将模糊理论、自组织特征映射(Self-Organizing Feature Map，SOFM)网络与GIS相结合，构造出一种新的农用地分等模型—模糊SOFM-GIS空间聚类模型。并利用此模型对广东省高要市农用地进行农用地分等评价，结果表明采用模糊SOFM-GIS空间聚类模型进行农用地分等评价具有稳定、结果可靠等特点。     

产量比系数对农用地分等的影响

产量比系数是农用地分等中关键的参数,其测算的是否科学决定了农用地利用等别评价精度,由于中国耕作制度的复杂性和利用方式的多样性,农用地分等规程上要求采用基准作物和指定作物最高产量比法求取产量比系数,如何进行产量比系数改进,提高农用地分等精度是必须要解决的科学问题。该文以上海市崇明区作为研究案例,针对一年两熟区域农用地分等,采用最高产量比法、生产潜力比法、热量比法、市场价格比法、热量—现实生产力综合比法、热量—生产潜力综合比法等6种方法确定产量比系数,并检验不同方法确定产量比系数对农用地自然质量等别和利用等别的影响。研究结果表明,与规程确定的产量比系数方法评价出的农用地自然质量等别和利用等别比较,其他5种方法评价得出的农用地自然质量、利用等别呈现整体上升或整体下降趋势。但是,依据不同方法确定的产量比系数进行农用地评价,对农用地自然质量等别和利用等别的空间质量差异没有影响。     

基于PS123作物生长模型的黑龙江海伦市玉米生产潜力计算

在概括国内外作物生产潜力研究方法的基础上，对PS123模型进行方法的改进，将PS123作物生长模型与常规方法相结合，计算黑龙江省海伦市玉米生产潜力，寻求一种更为客观、科学的生产潜力计算方法，也为PS123模型在东北地区不同作物中的应用奠定基础。选取海伦市1999～2001年数据进行计算，取平均值代表近年来该地区玉米生产潜力。结果显示：修正的PS123模型科学、合理，计算简便；海伦市玉米的光合、光温、气候、气候－土壤生产潜力分别为：54008、11998、9531、8006 kg/hm²。与实际产量相比，光能、光温、气候资源利用率以及农业自然潜力利用率分别为：10.7％、48.3％、60.9％、72.4％，海伦市玉米生产仍然有较大的潜力。     

云南作物生产潜力的海拔修正对耕地自然等别评价结果的影响

作物光温生产潜力(thermal potential productivity,TPP)、气候生产潜力(climatic potential productivity,CPP)是农用地质量分等技术体系中的重要参数,其客观性对分等结果的准确性有很大影响。在耕地分布海拔差异较大的区域,实际工作中以县级气象站点TPP、CPP代替全县域TPP、CPP的取值方式导致耕地质量评价结果的准确性不足。该文旨在通过对气象站点指定作物TPP、CPP进行海拔修正,获取陆良县气象站点以外区域的指定作物潜力值并探讨其对耕地自然质量等的影响。首先,以第1轮云南省农用地分等工作中陆良县归属的滇中高原盆地区56个县级气象站点指定作物的TPP、CPP为基础,生成区域内一季稻、夏玉米、冬小麦TPP、CPP的海拔修正模型;其次,在陆良县县域范围内,每村各选取一块质量最好的旱地和水田,以样点旱地、样点水田作物实际单产验证模型的合理性;最后,验算陆良县范围内所有耕地采用修正后的TPP、CPP评定的自然质量等与采用修正前的TPP、CPP评定的自然质量等的差异。结果显示:各样点一季稻、夏玉米、冬小麦的实际单产均低于修正前和修正后的TPP、CPP,且与修正后的TPP、CPP随海拔的变化趋势一致;修正后的一季稻、夏玉米、冬小麦TPP、CPP较修正前更符合自然实际;全县修正后的耕地自然质量等较修正前变化范围为?0.8~1.7等,且99.76%的耕地自然质量等较修正前降低值在1.5等以内。     

基于作物气候生产潜力的浙江省农用地分等方法研究

根据浙江省农用地的实际特点,在GIS技术的支持下,探索农用地分等因素因子作用分值图的编制及其应用、农用地分等单元的划分方法,以及土地质量综合分值的测算,紧密结合农作物的气候生产潜力,提出气候生产潜力-总分值的复合分等指数。依据修正后的分等指数,将浙江省农用地划分为20个等别。     

土壤有机质空间变异与农用地自然质量关系研究

该文以广州市花都区赤坭镇为试验区，根据典型农用地类型的土壤采样基于Cokriging方法进行土壤有机质精确插值与空间变异分析，并将结果与农用地分等成果进行相关分析。结果表明，以土壤有机质和农用地类型为协因子的球状模型Cokriging总体插值精度最高，试验区内土壤有机质分布格局是四周丘陵和水库区含量较低，巴江河两岸的平原地区、西南角的山前冲积平原含量较高，这也是灌溉水田密集的区域；试验区内土壤有机质含量菜地分布比较均匀、空间相关性很强，而水浇地分布差异较大、空间变异性较高；土壤有机质分布在南北、东北-西南两个方向相关性较强具有各向同性特征，在东南-西北、东西方向具有各向异性特征，受到随机因素的影响变异性较大。土壤有机质Cokriging插值结果与试验区内农用地自然质量等指数的相关性很显著，菜地与农用地自然质量等指数相关性最强，灌溉水田其次，旱地最差。     

气候变化对黄淮海平原冬小麦与夏玉米生产潜力的影响

本文以黄淮海平原气象数据、土壤理化数据和作物数据为基础,应用WOFOST作物生长模型,估算了黄淮海平原冬小麦、夏玉米的光温生产潜力与气候生产潜力,分析了冬小麦、夏玉米生产潜力年变化率的时空变化规律。结果表明,黄淮海平原近44a冬小麦和夏玉米的光温生产潜力分别为6433.5～10592.67kg.hm-2、7786.17～11185.5kg.hm-2,均值分别为9022.18kg.hm-2、9321.46kg.hm-2,可作为补灌区平均最高产量的上限参考值;气候生产潜力分别为1559.17～6724kg.hm-2、6088.33～9053.17kg.hm-2,均值分别为4083.24kg.hm-2、7528.21kg.hm-2,分别占光温生产潜力的45.3%、80.8%,可作为雨养冬小麦与夏玉米平均最高产量的上限参考值。总的来说,冬小麦光温潜力、气候潜力呈现上升趋势,44a分别增加了541.64kg.hm-2、1061.15kg.hm-2;夏玉米光温潜力、气候潜力均呈现下降趋势,分别减少了840.22kg.hm-2、320.59kg.hm-2。本文揭示了黄淮海平原冬小麦与夏玉米的增产潜力及其空间差异,可为改善管...     

微生物固化砂质黏性紫色土的三轴抗剪强度与浸水抗压强度

实现复杂农区作物种植信息的精准、动态监测是中国农业精细化管理面临的迫切需求,而作物种植碎片化和异质性给作物遥感精细分类带来了诸多挑战,该文旨在探索基于高分辨率影像的地块尺度多种作物同步识别方法,以满足实时获取复杂农区作物详细分布信息需要。研究选取武汉市新洲北部为典型区,以WorldView-2影像为数据源,利用ReliefF-Pearson方法优选作物遥感特征,采用人工神经网络、K最近邻和随机森林算法进行作物分类,并对比分析其精度。研究发现：1）RVI、NDVI、相关性和边界长度等12个特征构成了地块尺度作物分类的相对较优特征,可在充分表征影像信息同时降低数据冗余;2）相比于人工神经网络和K最近邻算法,随机森林算法分类精度最高,其总体精度达79.07%;3）以光谱特征差异为作物区分基础,形状和纹理特征的使用能有效改善地块尺度作物分类精度,总体精度可提高4%左右;4）研究所采用的方法体系能有效提升复杂种植区地物分类精度,水稻、棉花、荷等主要作物以及裸旱地、裸水田等地物分类精度均达到了80%以上。研究成果可为复杂种植区作物遥感精细分类提供新的思路和方法借鉴,亦可为作物种植信息精准普查、土地利用精细化管理以及农业产业结构调整动态监测等提供参考。     

内蒙古武川县土地生产力及土地合理利用的探讨

本文从区域地理特征出发,应用资源与资源生态科学理论和系统分析方法,分析了土地利用现状、土地生产力现状及土地利用中存在的问题;并从气候方面着手,应用农业气候生产潜力法,估算了本县土地生产粮食及牧草的光合生产潜力,光温生产潜力和气候生产潜力,以及现状土地利用结构基础上的土地人口承载力和草场载畜量,从而提出了合理利用土地,提高土地生产力的建议。     

地块尺度的复杂种植区作物遥感精细分类

实现复杂农区作物种植信息的精准、动态监测是中国农业精细化管理面临的迫切需求,而作物种植碎片化和异质性给作物遥感精细分类带来了诸多挑战,该文旨在探索基于高分辨率影像的地块尺度多种作物同步识别方法,以满足实时获取复杂农区作物详细分布信息需要。研究选取武汉市新洲北部为典型区,以WorldView-2影像为数据源,利用ReliefF-Pearson方法优选作物遥感特征,采用人工神经网络、K最近邻和随机森林算法进行作物分类,并对比分析其精度。研究发现：1）RVI、NDVI、相关性和边界长度等12个特征构成了地块尺度作物分类的相对较优特征,可在充分表征影像信息同时降低数据冗余;2）相比于人工神经网络和K最近邻算法,随机森林算法分类精度最高,其总体精度达79.07%;3）以光谱特征差异为作物区分基础,形状和纹理特征的使用能有效改善地块尺度作物分类精度,总体精度可提高4%左右;4）研究所采用的方法体系能有效提升复杂种植区地物分类精度,水稻、棉花、荷等主要作物以及裸旱地、裸水田等地物分类精度均达到了80%以上。研究成果可为复杂种植区作物遥感精细分类提供新的思路和方法借鉴,亦可为作物种植信息精准普查、土地利用精细化管理以及农业产业结构调整动态监测等提供参考。     

基于多源卫星数据的黑河中游绿洲区土地利用分类与作物类型提取及其时空变化分析

研究土地利用与作物种植结构变化是分析农业生产活动和生态环境变化的重要手段。黑河中游绿洲是我国西北地区最重要的绿洲之一,也是甘肃省主要的商品粮基地。为准确研究黑河中游绿洲的时空变化情况,本文利用2001—2015年MODIS卫星数据,提取分析了近15年黑河中游绿洲范围的时空变化特征;基于2001—2016年的Landsat/TM,利用支持向量机分类法获得该绿洲区土地利用分类;基于2011—2016年的HJ1A/CCD数据,利用HANTS滤波后的NDVI时间序列曲线,获得作物种植面积的精细分类。经验证,该土地利用分类精度高于88.46%,kappa系数为0.81;小麦和玉米与实地验证点对比的分类精度高于90.8%。结果表明:1)黑河中游绿洲面积总体为增加趋势,仅2014年、2015年略有减少,绿洲面积从2001年的2 701 km2增加到2015年的2 936 km2。2)2001—2016年间,裸地面积减少436.7 km2,耕地面积增加91.3 km2,草地、林地面积增加289.6 km2。3)2011—2016年,小麦、玉米种植面积均有减少,小麦共计减少195.77 km2,玉米减少144.37 km2。研究结果可为当地农业种植结构的调整和作物估产及绿洲生态保护提供一定依据和参考。     

基于多源数据的国土空间规划用地分类体系构建和土地类型识别

准确、可靠、现势的国土空间基础数据是科学开展"双评价""三类空间"划分及其格局优化、国土空间规划编制的前提,当前中国国土空间分类存在国土调查、城乡用地、地理国情调查等多种分类体系,分类标准不一、数据来源较多,迫切需要开展国土用地分类体系优化,多源数据条件下地类转换规则、识别方法等开展研究。该研究以鹤壁市为例,采用归纳比较法对国土空间规划用地分类体系进行初步探讨,通过综合对比分析法、GIS空间叠加分析法对国土空间规划用地分类体系重构、多种分类体系转换衔接规则、国土地类识别方法进行研究。研究得出:1)国土空间规划用地分类体系分为生态保护用地、农业生产生活用地、区域设施用地和城镇发展用地4个一级类,12个二级类和45个三级类;2)基于多种分类体系下的国土分类转换策略,建立了面向国土空间规划用地分类的地类转换衔接规则和多源数据融合识别方法;3)完成了鹤壁市国土地类转换和识别,为鹤壁市进行"生态/农业/城镇三类空间"划分与格局优化、"双评价"、规划编制提供了数据支持。     

基于遥感影像的县域土地功能分类及功能转换分析

城市化、工业化引起的土地利用/覆被变化改变了土地功能。为探索区域土地功能的演变规律,该文以河北省黄骅市为研究区,首先对土地功能进行分类,并应用GIS和RS数据,分析2008—2014年土地功能的空间分布特点及变化规律,采用生产能力核算模型和净初级第一生产力计算模型分别计算了生物性生产功能及生态环境功能值,从而揭示土地功能用地面积及功能值的演变过程。结果表明,参照建立的土地功能分类方法,研究区可以分为6大功能类及21个功能亚类。2008—2014年土地功能特别是生产和承载功能变化较剧烈;生物性生产功能与土地质量等别关系很大,而生态环境功能与土地利用方式密切相关;2008—2014年生物性生产功能值增长1%,而生态环境功能值则减少了1.1%,生物性生产功能的提升保障了粮食安全,但生态环境功能的降低则要求严格保护生态用地。该研究结果可以为土地功能评价、生态红线划定及土地利用规划等工作提供科学依据。     

基于时序Landsat遥感数据的新疆开孔河流域农作物类型识别

快速、准确地获取农作物类别信息对农业部门的生产管理、政策制定具有重要作用。目前基于时间序列数据进行农作物分类主要是采用长时间序列的中低分辨率影像,大量的混合像元限制了农作物的分类精度。在农作物分类的特征选择方面主要是采用归一化植被指数(normalized differential vegetation index, NDVI),而其他特征量的应用还相对较少。该文以新疆开孔河农业区为研究区域,利用2016年的Landsat7 ETM+、Landsat8 OLI影像数据集,基于时间加权的动态时间规整(time weighted dynamic time warping,TWDTW)方法开展农作物类型识别研究,主要包括香梨、小麦、辣椒、棉花等。根据野外采集的样本点构建主要农作物的NDVI和第一主成分(principal component analysis 1,PCA1)时间序列,以反映不同农作物间的物候差异。基于NDVI数据分别利用DTW和TWDTW算法计算各未知像元序列与标准序列间的相似性程度,得到农作物的分类结果,2种方法的分类精度分别为65.69%、82.68%,表明时间权重的加入提高了DTW算法识别不同农作物的能力。结合NDVI与PCA1后,TWDTW的分类精度又提高了2.61个百分点,部分农作物的误分现象明显减少,说明PCA1能够进一步扩大作物间的差异性,提高分类精度。同时,还通过选取有限时相的影像组合进行分类,试验结果表明TWDTW算法在中高分辨率数据较少的情况下能够得到较为满意的分类结果,说明TWDTW算法在中高分辨率影像越来越丰富的时代具有应用潜力。