基于空间数据挖掘的广东省"旱改水"优先区选择

随着新型城镇化水平的不断提高,大量耕地将会被占用。为有效遏制水田面积减少趋势,提升耕地质量,保障粮食安全,各地政府开始实施"旱改水"工程改造,即将同等数量的旱地改造为水田的方式间接开发水田。旱改水优先区域选择是实施改造先后顺序的重要评判标准。借助WEKA软件,基于空间数据挖掘的方法来选择"旱改水"优先区:(1)通过属性选择获取相关性较高的9个改造因子,实现数据的预处理;(2)通过K-means聚类分析将研究对象划分成5类簇;(3)通过Apriori关联规则挖掘出分区因子属性之间最强关联关系作为决策挖掘出优先改造的簇,并对结果进行分析。应用于我国广东省,试验证明,空间数据挖掘有效地从庞大数据量中提取信息,耦合空间关系,把数据转化为有用的知识,使用空间数据挖掘的方法选择优先区是可行和科学的。     

近30年中国玉米气候生产潜力时空变化特征

气候变化背景下中国玉米气候生产潜力变化趋势及其空间差异值得关注。在1981年-2010年日气象数据、玉米生育期数据和土壤数据基础上,该文采用GIS技术和AEZ模型结合的方法,模拟了30a平均中国玉米生产潜力和中国玉米生产潜力变化趋势。研究得出:近30a中国春玉米气候生产潜力变化趋势为每5a变化-887～1689kg/hm2,空间差异明显,东北地区西部、黄淮海平原北部和黄土高原部分地区气候生产潜力呈降低趋势,黄淮海地区南部和南方绝大部分地区呈增加趋势。中国夏玉米气候生产潜力变化趋势为每5a变化-589～1768kg/hm2,除黄淮海平原北部呈降低趋势外,其他地区夏玉米气候生产潜力呈增加趋势。中国春玉米、夏玉米气候生产潜力呈下降趋势地区玉米光温生产潜力在近30a显著增加,气候干旱化是主要影响因素。该研究可为中国玉米生产宏观决策提供支持。     

耕地遥感识别研究进展与展望

快速、准确获取耕地数量及其分布信息是研究耕地时空格局和生态效应的基础，也是及时制定应对粮食问题对策的迫切需求。近年来，随着卫星遥感技术的迅猛发展，遥感以其宏观性、实时性以及经济性为耕地信息快速获取提供了可能性。本文归纳了遥感技术应用于识别耕地信息的研究进展，总结了国内外耕地信息提取研究中常用的数据源、分类算法、时相选择、分类对象，讨论了上述四大类在提取耕地信息过程中的优缺点。随着传感器数量不断增加，遥感影像时间分辨率、空间分辨率及光谱分辨率不断提高，分类算法的不断涌现，基于多源遥感数据，集成智能分类算法识别耕地将成为必然的发展趋势。     

基于大数据背景的高寒草地资源数据库建设与应用 ——以青海省为例

在大数据时代背景下，为实现高寒草地资源的充分开发利用、共享和安全保护，以青海省为例根据高寒草地资源数据特征以及高寒草地资源监管业务需求，制定了高寒草地资源数据库标准。采用XML技术实现数据统一转换，通过Oracle与ArcGIS平台构建了统一管理与控制的高寒草地资源数据库，并阐述了高寒草地资源数据库在草地监管的应用。本研究克服了传统数据管理独立性和共享性差的困难，为高寒草地管理工作提供全面、高度共享的数据支撑与技术支持，加快了高寒草地资源信息化建设进程。     

分时序广东省土地利用变化的时空格局和驱动力分析

土地利用变化是全球变化的重要组成部分,土地利用研究也已成为全球变化研究的焦点。广东省作为中国改革开放后的南大门,人口大量聚集,经济高速发展,使其成为了中国土地利用变化最为剧烈的区域之一。因此,对广东省1990—2015年时序的土地利用变化时空特征以及驱动力机制进行分阶段对比分析并揭示了变化规律,从而为日后科学管理全省土地资源提供有价值的科学信息。通过采用基于陆地卫星(Landsat)影像数据提取的广东省1990、2000、2010和2015年土地利用数据,研究广东省1990—2000年、2000—2010年和2010—2015年各时序土地利用变化的时空格局,并对驱动力机制进行分时序的分析对比。研究表明:(1)耕地总量持续减少,建设用地持续增加,且变化速度和变化剧烈程度均为先加速后减速;非人工土地利用类型中,林地总量持续减少;草地先减少后增加;水域先大量增加,后持续减少,且集中在珠三角平原区;未利用地先增后减再增。(2)各时序相比较,广东省土地利用变化在空间格局上呈现出不同的新特征:退耕还林主要集中于1990—2010年期间的粤西沿海区; 1990—2010年,建设用地集中于珠三角平原区加速扩张,而2010—2015年期间,其扩展面积大大减少且其余区域有较大幅度的增长; 1990—2000年,水域用地在珠三角平原区大量占用耕地,而2000—2015年其被建设用地的扩张持续侵占。(3)政策因素、宏观社会经济因素和人口因素的综合作用是影响全省土地利用变化时空格局的主要原因。其中,1990—2010年,社会经济的推动和人口的大量增长加剧了全省尤其是珠三角平原区各种土地利用类型的转移。在国家宏观政策和区域发展政策的持续调控作用下,全省土地资源的利用和管理也变得越来越科学有效。     

珠三角丘陵区耕地质量综合评价及指标权重敏感性分析

快速工业化和城市化给珠三角地区的耕地造成一系列土壤环境污染问题,合理评价这些区域耕地质量对指导耕地的有效利用和保护以及实现耕地数量-质量综合平衡与管理具有重要意义。目前耕地质量评价中,较少考虑土壤污染因素,并且缺乏对指标的权重敏感性分析验证评价结果的可靠性。因此该文以珠三角土壤受污染区之一的增城区为例,综合考虑土壤肥力因素以及土壤环境评价指标,从土壤理化性质、农业生产条件、区位条件、土壤环境4个方面构建耕地质量综合评价指标体系,分析增城区耕地质量总体特征及空间布局与行政区域分布规律,在此基础上基于OAT(one-at-a-time)法来评估各指标权重的不确定性对评价结果的影响程度。结果表明:增城区耕地整体质量较高但优质耕地较少。在耕地质量综合评价中融入土壤污染因素,并对其进行微观定量分析,使得评价体系更全面。不同指标权重变化对耕地质量变化率影响的空间差异较大;对于同一指标,权重增加或减少的值相同时,其对耕地质量评价结果的敏感性相同。最大的MACR(mean absolute change rate)值3.558 2%远低于相应的权重变化率30%,表明评价结果总体相对稳定,该文初始确定的权重是合理的。该研究有助于国土相关部门更好地掌握土壤受污染区域的耕地质量,在空间多准则决策中减少不确定性影响。     

基于气候适宜度评价的湖南春玉米优播期分析

构建基于Penman-Monteith公式的春玉米适宜度模型,在1981-2010年日气象数据基础上,模拟得出1km格网的研究区春玉米优播期空间分布图。模拟结果表明,大部分地区优播期与初始播期一致,湘南在2月下旬,湘中和湘北大部分地区在3月上旬,比实际播期要早,全区优播期随高程增加而推迟的趋势明显。根据优播期与初播期的关系,研究区可分为三大区:(1)优播期比初播期晚7d左右的湘南盆地地区;(2)优播期比初播期晚2～3周的高海拔地区;(3)优播期与初播期一致的其它地区。优播期的选择需考虑避开成熟期高温和夏秋旱这两个影响因子,由于它们在不同地区存在差异,应具体分析以获得最适宜的春玉米生长条件。     

基于协同克里格的县域耕地质量监测点优化布设

根据耕地质量的空间分布特征优化监测样点布局,可提高耕地质量的监测效率和准确性。本研究筛选与耕地质量协同变化的环境因子作为辅助变量,利用地统计学方法分析耕地质量的空间变异特征,采用协同克里格法优化耕地质量监测样点的布设。结果表明：利用与耕地质量相关性较好的地下水位为辅助变量,在不同规格网格的样点布设下,协同克里格在最适（5 km×5 km）网格尺度下得到66个监测点的插值精度,优于普通克里格在小（2 km×2 km）网格尺度下得到390个监测点的插值精度;而在相同规格网格的样点布设下,协同克里格方法得到监测点的插值精度均优于普通克里格。研究表明,结合易于获取的辅助变量信息的协同克里格方法可优化耕地质量监测点布设,得到更少的监测点的样点方案,在耕地质量监测中可实现减少成本的同时提高监测精度。     

从化区农田耕层土壤有效硅空间分布及影响因素

为探究广州市从化区农田土壤有效硅空间分布及影响因素，以期为促进我国粮食主产区水稻产量增长提供科学依据和参考，采用描述性统计、地统计学、相关性分析与GIS （地理信息系统）技术结合的方法对从化区土壤有效硅开展研究。结果表明，研究区土壤有效硅平均含量为60.31 mg·kg^-1，总体偏低，并呈现中度变异；在中心区域、粮食主产区和丘陵地带，土壤有效硅含量较高；有效硅含量与土壤pH、有机质含量、黏粒含量呈正相关，土地利用方式、成土母质对其也有显著影响。研究表明，在所考虑的影响因素中，成土母质对从化区农田土壤有效硅的影响程度居于首位。