基于GIS的區(qū)域農(nóng)業(yè)氣候資源量化研究

趙莉娜

（中國(guó)科學(xué)院地理科學(xué)與資源研究所資源與環(huán)境信息系統(tǒng)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室北京100101）

基于GIS的區(qū)域農(nóng)業(yè)氣候資源量化研究

趙莉娜

（中國(guó)科學(xué)院地理科學(xué)與資源研究所資源與環(huán)境信息系統(tǒng)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室北京100101）

對(duì)區(qū)域農(nóng)業(yè)氣候資源的研究是當(dāng)前農(nóng)業(yè)資源研究中的重要內(nèi)容，特別是最近幾年，國(guó)家對(duì)農(nóng)業(yè)發(fā)展的重視程度不斷增強(qiáng)，而氣候資源又由于多種原因不斷發(fā)生著變化，這更為區(qū)域農(nóng)業(yè)的發(fā)展造成了新的影響。地理信息系統(tǒng)（GIS）技術(shù)是區(qū)域農(nóng)業(yè)氣候資源研究過(guò)程中的一項(xiàng)重要技術(shù)，本文以此技術(shù)為基礎(chǔ)，對(duì)當(dāng)前農(nóng)業(yè)氣候資源（主要是農(nóng)業(yè)干旱氣候資源）進(jìn)行了量化研究。

GIS區(qū)域農(nóng)業(yè)氣候資源量化干旱

GIS是由多種學(xué)科交叉獲得的產(chǎn)物，在地理空間的基礎(chǔ)上，運(yùn)用地理模型分析法，實(shí)時(shí)提供多種空間和動(dòng)態(tài)的地理信息是地理研究和現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)高度融合的產(chǎn)物。在GIS下，表格數(shù)據(jù)可以轉(zhuǎn)換為地理圖標(biāo)，易于研究，能夠更生動(dòng)的反映出數(shù)據(jù)內(nèi)容。因此，將GIS應(yīng)用于區(qū)域農(nóng)業(yè)干旱氣候資源量化研究中，一方面可以獲得科學(xué)的數(shù)據(jù)，另一方面也可以在動(dòng)態(tài)結(jié)果中找到地區(qū)干旱程度的變化，分析成因，進(jìn)而找到最適宜的農(nóng)業(yè)發(fā)展策略。

農(nóng)業(yè)生產(chǎn)在很大程度上依賴于區(qū)域氣候條件，不管是光資源、熱資源還是水資源，對(duì)于農(nóng)業(yè)的發(fā)展的影響都有兩面性，既可以促進(jìn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，也可能阻礙農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，如果能夠?qū)^(qū)域農(nóng)業(yè)氣候資源做出科學(xué)的量化研究，那么就有可能合理的利用區(qū)域氣候資源，甚至轉(zhuǎn)不利影響為有利影響，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)區(qū)域農(nóng)業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。

水是生命之源，農(nóng)作物的生長(zhǎng)更是離不開(kāi)水資源，也正是因?yàn)槿绱?，在區(qū)域農(nóng)業(yè)氣候中，干旱對(duì)農(nóng)業(yè)的影響是非常大的，人口的增長(zhǎng)，能源的過(guò)度消耗使得我國(guó)對(duì)農(nóng)業(yè)發(fā)展的需求越來(lái)越迫切，通過(guò)區(qū)域氣候資源量化研究實(shí)現(xiàn)區(qū)域農(nóng)業(yè)優(yōu)化配置和區(qū)域農(nóng)業(yè)氣候資源高效利用是非常有必要的。因此，運(yùn)用GIS技術(shù)實(shí)現(xiàn)區(qū)域農(nóng)業(yè)干旱氣候資源量化研究具有一定的現(xiàn)實(shí)意義。那么，基于GIS的區(qū)域農(nóng)業(yè)干旱氣候資源量化研究具體應(yīng)該如何操作呢，這是本文的研究重點(diǎn)。

1　資料的搜集與整理

任何一項(xiàng)研究，都要有大量的客觀數(shù)據(jù)和資料的支持，對(duì)于區(qū)域農(nóng)業(yè)干旱氣候資源量化研究也不例外。我們知道，以Sg,Sr,Ss分別代表光、熱、水單項(xiàng)資源指數(shù)，那么，區(qū)域農(nóng)業(yè)氣候資源總量指數(shù)Cr=(Sg+Sr+Ss)/3，因此，水資源在氣候資源總量中的重要程度與光合熱相同，如此一來(lái)，對(duì)于干旱氣候的研究就必須細(xì)化、精準(zhǔn)。具體而言，基于GIS的區(qū)域農(nóng)業(yè)干旱氣候資源量化研究過(guò)程中資料的搜集與整理主要保羅以下幾個(gè)重要的環(huán)節(jié)：

首先，氣象數(shù)據(jù)的獲得和整理。由于對(duì)干旱氣候的研究需要區(qū)域降水量的數(shù)據(jù)，而一般只有氣象站點(diǎn)能夠有比較系統(tǒng)全面的數(shù)據(jù)，因此要做好與氣象站點(diǎn)的溝通工作，獲得這些數(shù)據(jù)。當(dāng)然，不同部門(mén)對(duì)同樣的數(shù)據(jù)的使用目的是不同的，這也就決定了他們對(duì)數(shù)據(jù)的保存方式的不同，做好區(qū)域農(nóng)業(yè)干旱氣候資源量化研究不能直接用這些數(shù)據(jù)。這就需要對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行整理。

其次，對(duì)于區(qū)域地理位置數(shù)據(jù)的獲得和整理。除了降水量直接影響區(qū)域的干旱程度以外，區(qū)域的地理位置也會(huì)對(duì)區(qū)域是否干旱造成影響，比如由地理位置決定的區(qū)域的儲(chǔ)水能力，因地理位置不同而出現(xiàn)的土質(zhì)不同帶來(lái)的對(duì)水的吸收能力等，這些因素都或多或少的影響著區(qū)域農(nóng)業(yè)的發(fā)展，因此在GIS的區(qū)域農(nóng)業(yè)氣候資源量化研究過(guò)程中，也應(yīng)該注意對(duì)區(qū)域地理位置數(shù)據(jù)的搜集。而這些數(shù)據(jù)的獲得一般需要實(shí)地考察，在數(shù)據(jù)搜集好之后可以通過(guò)散點(diǎn)圖來(lái)記錄數(shù)據(jù)，這更方便后期的研究。

當(dāng)然，除了以上兩點(diǎn)之外，GIS的區(qū)域農(nóng)業(yè)氣候資源量化研究需要的數(shù)據(jù)還有很多，這需要研究人員根據(jù)所涉及的區(qū)域的特征以及研究的重點(diǎn)來(lái)選擇。

2　方法的確定

確定具體研究方法十分關(guān)鍵，在GIS技術(shù)下，表格數(shù)據(jù)的分析有很多種方法，而當(dāng)前在農(nóng)業(yè)區(qū)域干旱氣候的資源量化研究中，比較常用的是IDW和Kriging的方法，運(yùn)用這兩種方法可以獲得比較準(zhǔn)確的空間差值結(jié)果和實(shí)際降水分布規(guī)律情況，這樣就基本掌握了與干旱有關(guān)的大部分信息。此外，運(yùn)用這兩種方法，還會(huì)涉及到區(qū)域的經(jīng)度和緯度的信息，這些信息和之前獲得的氣象數(shù)據(jù)結(jié)合，就可以更加全面的分析出地區(qū)干旱的成因，進(jìn)而找到相對(duì)合適的預(yù)防和解決策略。因此，方法的選擇不僅對(duì)整個(gè)研究過(guò)程而言非常重要，對(duì)于之后對(duì)區(qū)域農(nóng)業(yè)發(fā)展的進(jìn)一步研究也有重要意義。

3　量化結(jié)果分析

經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)的搜集和整理之后，選擇合適的方法進(jìn)行區(qū)域農(nóng)業(yè)干旱氣候資源的量化處理之后，就會(huì)獲得結(jié)果，對(duì)這些結(jié)果的分析也非常重要。在量化結(jié)果分析的過(guò)程中，會(huì)涉及到大量的公式的運(yùn)用以及數(shù)字計(jì)算。對(duì)于區(qū)域農(nóng)業(yè)干旱的氣候資源而言，在Kriging法下，需要以“區(qū)域變量”為理論依據(jù)，根據(jù)不同區(qū)域的變化情況分析結(jié)果之間的關(guān)聯(lián)程度，進(jìn)而找到一定的規(guī)律。在結(jié)果分析的時(shí)候，還需要對(duì)之前某種方法下獲得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行檢驗(yàn)，因?yàn)閷?duì)于氣候的研究常常比較難，任何一種方法都有出現(xiàn)錯(cuò)誤的可能，，而一旦選用了錯(cuò)誤的結(jié)果展開(kāi)結(jié)果分析，就很有能到導(dǎo)致前功盡棄，因此每一個(gè)結(jié)果的使用都要做到提前檢驗(yàn)，檢驗(yàn)可以選用交叉檢驗(yàn)法或者平均誤差法。

在量化結(jié)果分析的過(guò)程中，單元網(wǎng)格分割是比較常用的，上面我們已經(jīng)提到，GIS下獲得的數(shù)據(jù)的特點(diǎn)之一就是動(dòng)態(tài)性，對(duì)于農(nóng)業(yè)區(qū)域的干旱而言，不同區(qū)域的差異，同一區(qū)域不同時(shí)間的差異等都可能成為最后研究的重點(diǎn)，通過(guò)單元網(wǎng)格分割的方法將動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)點(diǎn)固定，可以更好的保存分析結(jié)果。

4　結(jié)束語(yǔ)

GIS技術(shù)的出現(xiàn)為區(qū)域農(nóng)業(yè)的研究提供了極大的便利，在今天，生態(tài)環(huán)境的惡化讓我們更加重視農(nóng)業(yè)區(qū)域氣候資源，而干旱作為最常見(jiàn)的現(xiàn)象之一，采用GIS技術(shù)進(jìn)行分析將會(huì)獲得更加科學(xué)的結(jié)果，這對(duì)今后農(nóng)業(yè)的發(fā)展都是具有價(jià)值的。

P46[文獻(xiàn)碼]B

1000-405X（2015）-7-338-1

趙莉娜（1981～），女，博士研究生，研究方向?yàn)樯锏乩砼c數(shù)據(jù)挖掘。

[1]林孝松.基于GIS的區(qū)域農(nóng)業(yè)氣候資源量化分析與評(píng)價(jià)[J].中國(guó)農(nóng)業(yè)氣象,2004 (25).

[2]林孝松,趙純永.基于GIS的區(qū)域農(nóng)業(yè)氣候資源要素分布模擬[J].資源開(kāi)發(fā)與市場(chǎng), 2002(18).