基于分等因素组合和物元分析的耕地质量潜力研究

为了科学测算和评估耕地质量潜力,以河北省涿州市为研究区,以400 m×400 m规则网格为评价单元,基于涿州市2013年耕地质量等别数据,运用改进的因素组合法、层次分析法、物元分析模型等,分别计算耕地整治的自然质量潜力和利用质量潜力。研究结果表明:灌溉保证率和有机质含量是涿州市耕地自然质量的可改造限制因素,且灌溉保证率是主导限制因素;涿州市耕地基础设施水平整体偏低,应通过水利灌排、田间道路修建、增加防护林等工程改善利用条件。通过提升可改造限制因素和影响土地利用系数的指标值,涿州市耕地质量国家自然等、国家利用等可分别提升0.53等、0.73等。提出的研究方法为精细化评估区域耕地质量、制定县域土地整治规划提供了方法参考。     

多属性约束空间最邻近连接农用地分等省级汇总方法

针对农用地分等省级汇总工作中汇总底图更新滞后的问题,提出了快速汇总底图更新方法。在遵循汇总原则基础上,研究以空间真实性损失最小为目标,多属性约束空间最邻近连接省级汇总方法,并利用该方法开发软件实现省级汇总的自动化。以北京市大兴区为研究区进行实例验证,利用区域耕地质量的空间标准距离、平均中心和标准差椭圆指标分析汇总底图的处理合理性和对比汇总前后耕地质量的分布情况。结果表明,除16等外,汇总后各等别的空间标准距离均减少,说明汇总成果较县级成果等别分布更加聚集,汇总底图处理较为合理;比较汇总前、后耕地质量平均中心和分布方向可知,汇总前、后大兴区耕地质量的高低比重分布和方位分布几乎未发生变化,说明省、县耕地质量的空间分布高度一致。     

基于分等因素的耕地质量提升潜力研究

耕地自身存在的限制因素是阻碍耕地质量提升的重要原因之一,耕地质量提升潜力测算是土地整治设计的基础,对耕地质量建设与管理意义重大。文章以陕西省榆林市为例,运用"自然等指数—主导因素"理论模型计算出耕地质量的限制性主导因素并测算其提等潜力,然后根据区域自然条件、经济条件和当前科技水平测算出理论目标等别和可实现目标等别。研究结果表明,榆林市耕地国家自然等可提升至12.5等,提升潜力约1.3等。     

基于限制因素和热点分析的耕地整治质量潜力测算

以规则网格为评价单元,采用因素组合法对耕地自然质量限制因素进行分析;采用热点分析法对耕地利用水平指标进行局部聚类;并分别测算限制因素改变和利用水平指标提升后的耕地质量变化。以河北省涿州市为研究区进行研究,结果表明:灌溉保证率是涿州市耕地自然质量的限制因素,经改善灌溉条件的耕地自然等指数可平均提升408。涿州市耕地整体利用水平相差较大,可依据热点分析结果提出相应的耕地平整、修建沟渠或田间道路等工程措施,改善土地利用条件,提高耕地利用等指数。综合整治潜力呈现东西低、中部高的分布特点。所提出的耕地整治质量潜力测算方法有助于确定耕地质量限制因素、划分耕地整治区域及指明整治方向。     

耕地质量等别评价方法及相关建议 ——以陕西扶风县为例

耕地等别评定是对耕地质量进行的综合评价工作,耕地质量分等成果在土地整治项目实施的多个阶段都有重要的参考意义.笔者以扶风县为例展开耕地等别评定研究,对耕地等别评定方法进行详细说明,应用相关公式对扶风县2018年耕地质量进行综合评定,同时针对现行耕地等别评定过程中存在的一些问题提出了针对性的建议,以期为我国耕地等别评定工作...     

基于GIS技术的县域耕地地力评价——以辽宁省凌海市为例

针对凌海市的耕地资源现状,结合传统耕地地力评价方法,提出基于GIS技术的县域耕地地力评价方法。介绍耕地资源基础信息库的建立、评价单元的划分、参评因素的选择及其权重的确定。利用耕地地力评价体系及其模型,分析影响耕地地力的因素,包括养分状况、土壤理化性状、剖面性状、立地条件等。     

云南省耕地自然等分布特征

通过分析耕地质量自然等分布特征，整体把握云南省耕地质量情况，为区域内耕地统一规划及耕地占补平衡等管理与保护提供科学依据。基于云南省年度更新评价成果数据，运用面积加权平均法、空间分析和数理统计的方法，分析2015年度全省及各州（市）耕地自然等分布特征。结果表明，全省耕地自然等别中等偏低，导致耕地变化的原因主要是土地开发整理复垦、建设占用及占补平衡政策的实施，该研究为区域内耕地管理与保护提供科学依据。      

基于空间聚类的西藏耕地后备资源开发组合模型

耕地后备资源开发科学合理布局直接影响土地资源可持续利用以及区域生态环境保护。以西藏自治区为研究区,以西藏第二轮耕地后备资源调查评价成果为基础,针对西藏特殊环境,提出基于自然和社会适宜性的西藏耕地后备资源开发适宜性评价模型;并以乡镇为聚类单元,以各乡镇耕地后备资源综合适宜性指数、集中连片指数以及增产潜力指数为变量,考虑空间近邻关系,采用基于图论的SKATER算法进行聚类分析,确定西藏耕地后备资源开发组合。结果显示:依据开发适宜性评价模型,西藏自治区耕地后备资源最适宜、中等适宜和勉强适宜的地块分别占全区耕地后备资源总面积的27.98%、49.09%、22.93%;根据开发组合模型,将具有耕地后备资源的乡镇分为3个组合,分别为近期重点开发、中期适度开发及后期开发区域。此分区结果保持了区块间的近邻关系及行政区界的完整性,为耕地后备资源开发区划提供借鉴,同时为发挥农业规模效益提供了科学依据。     

京津冀地区耕地质量等别空间差异分析

利用2013年耕地质量等别县级年度更新数据,采用面积加权平均法,计算各因素指标区的耕地平均等别;采用均值二分法,计算各指标区内各耕地地块等别与平均等别之间的离差;采用等别方差,计算各县(区)利用等的离散程度。研究结果表明:各因素指标区平均等别均低于8等,大部分地区耕地质量等别低于全国平均水平的9.8等,北京平均水平略高于天津与河北;自然等的离差值域为-3.08~4.90,利用等的离差值域为-5.97~5.16,经济等的离差值域为-5.99~4.24,该地区80%以上的耕地等离差范围在±2等;各区县的耕地利用等方差值域为0~6.13,平原地区各区县的利用等方差较大,山地丘陵区和高原地区的各县利用等方差较小。通过空间差异分析表明,平原地区自然条件稍好,但其利用水平和经济效益差异较大;西部山区、北部山区和坝上高原区的耕地质量提升潜力较大,但自然条件和基础设施较差。     

GIS技术在永久性基本农田划定中的应用研究

划定永久性基本农田必须综合考虑耕地地力、水利设施水平和交通环境等多方面的因素。为此,以梅江镇为例,选取坡度、连片性、耕地利用指数和灌溉保证率等指标,利用Arcgis9.3软件的数据分析功能,获取各个指标的评价值;最后,通过TOPSIS法对梅江镇耕地的综合质量进行排序,并考虑该镇的粮食需求和实际情况,确定了永久性基本农田的保护目标,实现了永久性基本农田的空间定位。     

基于土壤生态环境的耕地资源保护综合评价

在兰州市开展了耕地土壤环境质量调查,依据耕地地力等级评价、耕地肥力分级标准、土地富硒标准、绿色食品产地土壤环境质量标准,评价土壤生态环境质量。应用GIS获得耕地地力变化规律,为今后的土地利用发展提供参考。      

耕地数量、质量、生态三位一体综合监管体系研究

耕地是粮食安全的基础,是立国之本。为了综合、立体地监管我国耕地,结合我国国情,从系统论和公共管理的视角,对耕地数量、质量、生态三位一体综合监管体系进行了初步研究。通过文献分析法,结合前沿技术手段,对目前较为成熟的耕地数量、质量监管理论体系进一步完善,对生态监管理论进行探索性研究,分别构建耕地数量、质量和生态监管指标,并以此为基础综合构建三位一体综合指标体系。通过航空、航天遥感技术、物联网、互联网采集数据系统实时获取耕地相关的多源数据,经过数据清理整合,构建服务于耕地监管的云数据库。研究耕地监管指标快速计算技术,搭建基于多源海量数据、分布式面向服务的耕地三位一体综合监管体系。本文构建的耕地三位一体监管体系可为我国耕地的监管、养护提供技术支撑。     

基于综合质量空间自相关性分析的耕地保护分区方法

从耕地的自然条件、利用情况和经济水平出发,结合耕地的空间属性,借助空间自相关性分析方法,提出了科学、合理的耕地保护分区方法。首先运用全局空间自相关的方法,探究高平市耕地质量在空间上整体的分布情况,以便进行下一步更细致的分析;再运用局部空间自相关的方法,以耕地质量指数为变量,探究高平市耕地质量的空间分布规律,最终基于综合质量的分析结果提出耕地保护分区方案。研究结果表明:整体分析显示,高平市耕地的自然条件、利用情况和经济水平皆表现出显著聚集性;局部分析得出,高平市耕地从自然条件、利用情况和经济水平3方面呈现出一定的规律性,HH(高-高)型和LL(低-低)型耕地表现为聚集分布;HL(高-低)型和LH(低-高)型耕地呈零星分布。最终从耕地的3方面分别进行局部分析,并依据3个局部分析结果组合,结合实际,提出耕地保护分区的方法及思路。     

基于长时间序列遥感数据反演NPP的耕地质量评价

为客观获得省域耕地质量分布状况,减少时间断点引起的评价误差,构建了一种基于长时间序列遥感数据反演NPP的耕地质量评价方法。首先,在耕地图斑约束下,采用时序LSWI和EVI数据识别水稻和玉米;然后,采用2000—2010年MODIS的MOD09A1数据,结合气象站点数据,利用VPM模型分别计算水稻和玉米的净初级生产力(NPP),并得到多年NPP均值,可反映耕地种植作物的常年长势,使用距平分析法消除作物类型差异,得到表征耕地质量的评价结果;最后,以吉林省为研究区,对本文提出的方法进行了实证与分析。实验结果表明,长时间序列NPP耕地质量反演结果与耕地质量利用等别整体空间分布一致。其中,吉林省中部与北部由于耕地集中连片,反演结果准确。南部山区耕地斑块破碎,耕地与林地混合,导致反演结果偏高。本文构建的长时间序列NPP耕地质量评价方法对省域范围、集中连片耕地质量评价具有可行性,可为我国耕地质量评价提供科学依据。     

基于残差网络和图像处理的干制哈密大枣外部品质检测

针对目前红枣分级装置检测指标单一,难以实现外部品质综合判别的问题,设计了一款基于残差网络结合图像处理的干制哈密大枣外部品质检测系统。首先,通过深度学习图像分类实现裂纹、鸟啄和霉变缺陷检测,为克服当前残差网络计算量大、复杂度高以及信息丢失的问题,提出了一种改进深度残差网络图像分类方法;其次,根据尺寸与纹理数量的等级差异性,提出了一种阈值检测方法,通过提取干制哈密大枣图像面积、周长、拟合圆半径及纹理数量特征,实现尺寸及褶皱检测。试验结果表明缺陷识别模型和尺寸、褶皱检测模型测试准确率分别达到97.25%、93.75%和93.75%。综合缺陷、尺寸和褶皱3种外部品质指标,通过在线采集图像验证系统测试,外部品质综合检测准确率为93.13%,可初步满足干制哈密大枣品质在线检测装备的生产需求。     

耕地入选基本农田整备区评价与决策

耕地入选基本农田整备区包括耕地质量排序和耕地入选两个过程,根据这两个决策过程的特点,构建了耕地入选基本农田整备区的指标体系。应用GIS技术提取相应的指标评价值,并选用耕地模糊优选模型、理想点法这两种模型对耕地质量进行评价、排序,最后通过一般农地入选整备区的0-1整数规整模型,实现了耕地入选基本农田整备区的决策。     

基于CLUE-S模型的煤矿城市土地利用变化模拟

以淮南市为研究区,选择1985、1995、2005、2016年土地利用数据,在分析土地利用动态变化特征的基础上,利用CLUE-S模型模拟预测了未来土地利用格局。结果表明：1985—2016年,研究区耕地面积减少11.62%;建设用地和水体面积百分比分别增加7.98个百分点和4.29个百分点。2005—2016年是各地类变化最强烈的阶段,其综合土地利用动态度最大,为13.46%。建设用地变化速率最快,其土地利用动态度为5.19%。土地转移主要发生在耕地、水体和建设用地之间,以耕地向建设用地和水体的转换为主。耕地转为建设用地的面积达207.61 km²,新增水体集中分布在潘谢矿区。加入空间自相关性和土壤质量因子后,耕地和建设用地的Logistics回归效果显著改善,ROC分别增加0.201和0.133。年均降水量是影响耕地变化的主要驱动因子,与耕地分布概率呈负相关;而建设用地变化主要驱动因子为GDP。土地利用模拟的Kappa系数为0.74,CLUE-S模型在研究区域具有较好的模拟能力。运用CLUE-S模型预测了研究区2028、2034、2040年土地利用空间分布,未来...     

基于卷积神经网络的高分遥感影像耕地提取研究

高效精准地提取遥感影像中的耕地对农业资源监测以及可持续发展具有重要意义,针对目前多数传统全卷积神经网络（FCN）模型在提取耕地时存在重精度而轻效率的缺陷,本文建立基于FCN的轻量级耕地图斑提取模型（LWIBNet模型）,并结合数学形态学算法进行后处理,开展耕地图斑信息的自动化提取研究。该LWIBNet模型汲取了轻量级卷积神经网络和U-Net模型的优点,以Inv-Bottleneck模块（由深度可分离卷积、压缩-激励块和反残差块组成）为核心,采用高效的编码-解码结构为骨架,将LWIBNet模型分别与传统模型的耕地提取效果、经典FCN模型的轻量性和精确度进行对比,结果表明,LWIBNet模型比表现最优的传统模型Kappa系数提高12.0%,比U-Net模型的参数量、计算量、训练耗时、分割耗时分别降低96.5%、87.1%、78.2%和75%,且LWIBNet的分割精度与经典FCN模型相似。     

基于耕地质量评价和局部空间自相关的高标准农田划定

高标准农田建设是优化农田空间布局,改善耕地基础设施,提高耕地质量和综合生产能力的重要举措。而科学合理地划定建设区域是高标准农田建设的重要环节。以河南省焦作市为例,构建了耕地综合质量评价体系,并通过层次分析法对各个评价指标赋权。再结合理想点逼近法和局部空间自相关分析对高标准农田建设分区及时序提出了方案。研究结果表明:焦作市耕地整体质量较好,且在空间分布上体现出了较强的正相关性;利用局部空间自相关分析可将耕地分为4个高标准农田建设区域。