基于植被指数时空间统计特征的农业灾害信息遥感提取

及时、准确地获取农业灾情信息是防灾减灾、保障粮食安全的必要条件,本文提出了一种快速、准确地获取农业灾害信息的动态提取方法。以高时间分辨率的MODIS_NDVI时间序列为数据源,以2013—2015年黑龙江省投保地块为研究区,建立灾害监测模型,对不同物候区内的不同作物进行区分,在此基础上提取黑龙江省农业灾害空间信息。将2013年30个已知典型灾害的MODIS监测结果与高空间分辨率HJ-1A/1B CCD影像监测的监测结果对比分析,确定了模型最优阈值和Kappa系数,并利用该监测模型及阈值对2014—2015年全省农业灾害空间信息进行提取,验证了该农业灾害监测模型的精度。研究成果为区域尺度灾害信息遥感提取提供了技术支撑。     

不同尺度下区域农业系统协调度的评价

【目的】研究区域农业系统在不同尺度下的协调度变化情况,探索区域农业系统协调度评价理论。【方法】构建了区域农业系统协调理论,包括协调度概念、功效函数、功效系数、协调函数、协调度、协调度变化区间和协调等级等;采用改进专家调查法构建评价指标体系,从生态、经济和社会子系统中共筛选出24个评价指标;采用自尺度、省域尺度和国家尺度对广东省新兴县区域农业系统进行协调度实证分析。【结果】不同尺度下,广东省新兴县区域农业系统协调由高到低的排序是自尺度、国家尺度和省域尺度;生态子系统的排序是自尺度、省域尺度和国家尺度;经济子系统的排序是国家尺度、自尺度和省域尺度;社会子系统的排序是自尺度、国家尺度和省域尺度。区域农业系统、生态与社会子系统在自尺度下的协调度高于国家尺度和省域尺度。【结论】广东省新兴县区域农业系统的协调水平、农业生态环境和社会发展状况,与广东省和全国相比还有一定差距;经济子系统协调度高于全国而低于广东省。自尺度适用于系统协调发展趋势评价,省域尺度与国家尺度适于系统之间的协调差距评价。     

基于Sentinel-2A影像的乡镇农业土地利用制图

目的 实现乡镇尺度准确的农业土地利用、作物分布快速制图。方法 文章选用Sentinel-2A遥感影像,基于时序遥感指数阈值分类、最大似然等方法完成各土地利用类型分类、作物空间信息提取,进行乡镇尺度农业土地利用制图,与基于WorldView-2融合图像的0.5 m分辨率农业空间信息图比较验证。结果 （1）研究区粮油作物用地、菜地、设施农用地和园地的面积精度良好,依次为92.93%、98.98%、95.71%和95.14%,与实际面积的差异在8%以内;（2）应用OSM道路数据和历史高分辨率影像等生产的地块边界、农田道路网、水渠网等空间信息与Sentinel-2A多光谱影像分类结果进行叠加制图,能提高10 m分辨率影像分类结果的地块边界信息精度。结论 使用多源信息融合方法和Sentinel-2A光学影像生产的乡镇农业土地利用、作物分布空间大数据,能有效提升乡镇尺度土地利用制图精度和时效性,为应用遥感大数据开展乡镇农业景观分析、农业产业结构优化调整等提供技术参考。     

基于WebGIS构建区域农业资源信息发布系统

农业资源信息具有明显的空间信息特征,主要表现为空间性、时序性和分布性,上述特点决定了农业资源信息的发布需要由网络化空间信息系统--WebGIS支持.基于WebGIS建立的区域农业资源信息发布系统使用ArcSDE建立空间数据库,基于ArcIMS实现农业资源信息的发布,其体系结构由WEB展示层、逻辑事务层、数据存储层和数据管理层等4层组成.系统建成后,可以实现对大量的农业资源信息数据进行有效管理,并能及时、准确地发布多元的农业资源数据,让这些数据为分布在各地的农业相关部门以及农民所知.     

乡村环境保护和管理的景观途径

恢复和提高生态服务功能已经成为区域可持续发展的重要途径.论文介绍了景观方法,探讨了乡村环境保护和管理景观方法途径,包括绿色基础设施建设、生态服务功能提升、农业生态系统生物关系重建、乡村景观特征提升、小流域面源污染控制景观综合管理以及构建以农户为主体的生态景观管护制度.结合海淀区土地整治绿色基础设施规划、北京市都市型现代农业万亩示范区生态景观建设规划设计案例,分析了乡村环境保护和管理需要从田块尺度提升到景观尺度的必要性,需要从区域生态景观战略规划、景观尺度上空间格局规划、生态景观化工程技术应用3个层次上,提高生态景观服务功能,保护和修复乡村生态环境.在项目实施过程中,要加强不同的土地经营者、管理者以及利益相关者合作,推进综合景观管理.     

"数字农业"与我国农业空间信息网格(Grid)技术的发展

本文在简要解释了“数字农业”的基本概念、理论体系以及相关技术的基础上,阐释了农业空间信息是“数字农业”的关键,并且进一步表明农业空间信息已经成为我国农业发展的重要资源。然而,我国现有的农业信息基础设施面临巨大的挑战,因此如何在国家空间信息网格(SIG)的框架下探索我国农业信息资源的组织和管理技术是未来“数字农业”发展的重要研究内容。     

土壤水盐信息区域最优估计

本论文根据区域水环境预测中水盐监测与评价的要求，进行了水盐空间信息区域最优估计的研究。利用内蒙古河套灌区内两个试验区的春季水盐采样数据，使用稳健变异函数进行区域普通克立格估计，为水环境评价与预测提供了基础资料。     

基于文献计量学的长三角地区农业基础研究能力分析

为客观评价长江三角洲区域农业基础研究现状和水平,运用文献计量学方法对江苏省、浙江省、安徽省、上海市2014—2018年发表的农业科技论文进行多维分析,比较了4省(市)论文的产出数量、影响力、学科分布、主要的发文优势机构,以及论文合作和基金资助等情况。结果表明,江苏省农业基础研究水平综合实力最强,浙江省和上海市在研究影响力方面表现优秀,安徽省研究水平不断上升,但与其他3省(市)仍有差距。研究为引导长三角区域农业协同发展、优化区域资源配置、提升农业科技管理等提供了决策支撑。     

面向对象的高分一号卫星影像大棚信息提取研究

为能够快速获得研究区域农业大棚空间信息,选择高分一号2 m全色/8 m多光谱影像为数据源,在地类光谱曲线的研究基础上,计算研究区域不同地类要素的形状指数,利用面向对象法对农业大棚的地理信息进行了提取,并对提取结果进行了精度验证与分析。结果表明,面向对象法提取农业大棚地理信息的精度达到87.6%,能够满足土地调查、规划等需求。     

稻田水肥管理对不同尺度区域农业面源污染排放规律影响分析

采用SWAT数学模型来模拟稻田水肥管理制度对不同尺度区域农业面源污染排放规律,可为制订科学的农业面源污染防治技术措施提供依据。通过在江西省赣抚平原灌区选取封闭小流域——芳溪湖小流域,进行不同尺度区域农业面源污染排放规律分析模拟,结果表明:节水灌溉模式间歇灌溉较当地传统淹水灌溉模式对削减氮、磷排放负荷具有明显优势;同时,农业面源污染田间尺度较流域尺度削减作用更大,表明从源头改善田间灌溉模式,将起到更好的减污效果。随着施氮肥量的减少及施肥次数的增加,稻田尺度和流域尺度总氮排放负荷均相应减少,但总磷排放负荷变化均很小;随着施磷肥量的减少,稻田尺度和流域尺度总磷排放负荷均相应减少,但总氮排放负荷变化均很小。     

基于GIS的农业经济信息服务系统的设计与实现

针对现有农业经济信息服务系统的缺陷,提出了结合地理信息系统技术的改造方案。以组件式GIS软件Supermap Objects为开发平台,C#.Net为语言环境,采用面向对象和组件式开发技术,设计和开发了农业经济信息服务GIS系统,并建立了农业经济基础信息空间与属性数据库。新的系统实现了农业经济信息数据的空间查询和空间分析,为各级农业部门提供辅助决策手段和辅助分析依据,提高了农业经济信息服务的水平。文章详细阐述了系统的体系结构、功能模块和在C#.Net中使用Supermap Objects组件对象进行地理信息系统开发的基本过程。     

基于Kruskal算法和主成分分析的农业经济信息评价

为了解县域单元内部乡镇之间农业经济信息的空间格局及结构，以山东省禹城市11个乡镇为研究对象，重点选取了反映农业经济信息的农业机械总动力等9项指标，运用主成分分析的统计方法，建立了农业经济信息的主成分载荷矩阵，计算了农业经济信息主成分综合得分，从计算机学科图论的角度人手，结合Kruskal求解最小生成树算法从定量的角度分析了禹城市11个乡镇农业经济信息的综合潜力状况，利用Kruskal算法和主成分结合的方法对乡镇单元尺度进行农业经济信息分析，确定最佳的区位优势、分类和组合，以便于农业的集约化和耕作的合理化，较好地配置农业的产业结构，为农业可持续发展和实现合理的农业地域分工提供科学依据。     

基于WebGIS构建区域农业资源信息发布系统

农业资源信息具有明显的空间信息特征,主要表现为空间性、时序性和分布性,上述特点决定了农业资源信息的发布需要由网络化空间信息系统——WebGIS支持。基于WebGIS建立的区域农业资源信息发布系统使用ArcSDE建立空间数据库,基于ArcIMS实现农业资源信息的发布,其体系结构由WEB展示层、逻辑事务层、数据存储层和数据管理层等4层组成。系统建成后,可以实现对大量的农业资源信息数据进行有效管理,并能及时、准确地发布多元的农业资源数据,让这些数据为分布在各地的农业相关部门以及农民所知。     

云南怒江峡谷农业产业结构优化原则与特色优势种植业空间布局

产业布局优化是关系区域经济、社会与环境可持续发展的关键问题.本文分析了怒江峡谷区农业产业结构现状及其存在的突出问题.根据研究区的区域条件及资源优势,提出了适合本区域发展的三大生态农业建设区的农业产业规划模式与主要特色农业产品结构优化的原则;并选择适合在本区域发展且形成一定规模的特色种植业核桃、漆树、草果、秦艽、油桐、花椒等品种,对其影响因子进行叠加分析,得出各个品种的最优空间布局.     

HPC-EPIC for high resolution simulations of environmental and sustainability assessment

Multiple concerns over the impact of wide scale changes in land management have motivated comprehensive analyses of environmental sustainability of food and biofuel production. These call for high-resolution land management tools that enable comprehensive analyses of natural resources for decision-making. The agroecosystem simulation models with the most biophysical detail are point models, which often have a user interface that allows users to provide inputs and examine results for agricultural field scale analyses. These are not able to meet the needs of high-resolution regional or national simulations. We describe an efficient computational approach for deployment of the Environmental Policy Integrated Climate (EPIC) model at high-resolution spatial scales using high performance computing (HPC) techniques. We developed an integrated procedure for executing the millions of simulations required for high-resolution, regional studies, and also address building databases for model initialization, model forcing data, and model outputs. We first ported EPIC from Windows to an HPC platform and validated output from both platforms. We then developed methods of packaging simulations for efficient, unattended parallel execution on the HPC cluster. The job queuing system, Portable Batch System (PBS) is employed to control job submission. Simulation outputs are extracted to PostgreSQL database for analysis. In a case study covering four counties in central Wisconsin using HPC-EPIC, we finished over 140 K simulations in a total of 10 h on an HPC cluster using 20 nodes. This is a speedup of 40 times. More nodes could be used to achieve larger speedups. The HPC-EPIC model developed in this study is anticipated to provide information useful for high-resolution land use management and decision making. The framework for high-performance computing can be extended to other traditional, point-based biophysical simulation models.     

乡村转型视角下山地丘陵区农地规模经营影响因素与分区

乡村发展转型下，结合地理空间差异探讨农地规模经营，对厘清山地丘陵区规模经营条件空间差异及经营模式分区配置具有重要意义。以重庆市合川区太和镇为研究区，并以乡村转型发展为研究视角，运用Pearson分析方法对村域农地规模经营影响因素进行识别与探讨，构建评价指标体系对农地规模经营条件进行评价及分区。结果表明：水田面积比重、流转租金、农村剩余劳动力指数、灌溉保证率、道路网密度与农地规模经营呈显著正相关，地块细碎化程度、坡度及距城镇距离等与农地规模经营呈显著负相关；农地规模经营条件空间差异显著，可分为规模农业示范区、农业综合拓展区、山地农业特色区、生态农业发展区。因此，山地丘陵区农地规模经营应全面考量经营条件并引导经营模式分区配置。     

中国传统平原农区畜牧业产业集聚水平分析

产业集聚是提升产业竞争力和区域竞争力的一条有效途径.本文利用区位商指数和空问基尼系数,分析了我国传统平原农区畜牧业各子类产业的区域集聚分布情况和区域集聚程度.结果表明:农区畜牧业区域发展不平衡,且产业集聚还处于初级起步阶段,集聚水平低,集聚优势不明显,但有逐渐增强的趋势.提出农区畜牧业的持续发展,要加快农业产业结构的调整,实行种养有机结合,打破饲料资源制约瓶颈;以发展标准化养殖小区和规模养殖场为重点,合理规划农区畜牧业产业区域布局;以龙头企业为中心,提高农区畜牧业生产专业化水平,逐步增强畜牧业集聚优势.     

基于ArcGIS Engine的区域农业资源管理信息系统设计

农业资源是农业生产的物质基础,农业资源的信息化管理及应用是区域农业可持续发展的重要保障。本研究利用ESRI公司的二次开发工具ArcGIS Engine,在Visual Basic环境下运用空间数据引擎结合数据库技术,进行了区域农业资源信息系统的设计开发。该系统能够方便的组织管理农业资源信息,友好的人机交互界面方便用户查询,输出分析与制图信息,其功能模块可对农业资源信息数据进行专业化的分析和挖掘,实现耕地地力评价、测土配方施肥、农田监测、农田水利管理等专业应用,为区域农业资源的信息化、农业生产实践的科学决策提供信息和技术支撑。     

广西水稻产业规模比较优势及其空间格局特征研究

【目的】研究广西各地的水稻规模比较优势指数及其空间特征,为水稻生产与产业规划提供参考。【方法】以广西14个地级市为研究单元,利用规模比较优势指数模型测度其水稻规模比较优势指数,然后采用探索性空间数据分析方法(ESDA)对其空间格局特征进行分析。【结果】整体上,广西平均水稻规模比较优势指数在波动中呈下降趋势;在空间分布上,广西水稻规模比较优势指数大致呈从东南往西北方向递减的特征,并表现出明显的高高聚集和低低聚集特征。【建议】加强政府宏观领导,突出地区农业发展比较优势;强化桂东南地区水稻主导产业,提高空间溢出效益;促进资源优势互补,加快产业空间集聚;加快特色农产品品牌培育,提高产业分工效益。     

中国农业可持续发展水平多尺度时空演变特征

农业可持续发展时空格局演变研究有助于明确不同时段、不同地理单元在国家农业可持续发展战略中的功能与地位。为揭示时空演变特征及其动态演化过程，采用主成分分析法对2007-2018年中国农业可持续发展水平进行测度。结果表明：① 系统指数对比上，生态环境指数略高于社会经济指数，属优质协调发展类；资源利用与居民需求子系统指数差异较大，属失调衰退类。② 全国尺度上，农业可持续发展综合指数的年际变化较大，均值为0.28，以2%·a-1的幅度下降，总体以2014年为分界点呈M型演变模式。空间上向西南-东南方向演进，东西移动距离大于南北移动距离，分布范围呈西南缩小、东南扩张的态势。③ 区域尺度上，分区整体呈现出随可持续发展功能强度减弱，其变化幅度梯度递减的演化特征。④ 省域尺度上，综合指数表现出自西向东衰减的变化趋势，西南、西北省份两极分化，中、东部省份差异较小。研究结果为开展农业可持续发展规划提供理论依据，为区域制定差异化农业可持续发展策略提供科学依据。