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3S技术支持的黑龙港地区主要作物种植结构优化

作　者: 郭晓晓
导　师: 冯仲科；程彦培
学　校: 北京林业大学
专　业: 地图学与地理信息系统
关键词: 种植结构优化模型 3S技术水土资源空间格局
分类号: S344
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 92次
引　用: 1次
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内容摘要

黑龙港地区是河北省重要的粮棉油生产基地,然而水资源短缺和土壤瘠薄盐碱制约着该地区的农业生产,相关研究和调查表明,该地区的农业种植结构现状与水土资源的空间分布格局不相适应,作物种植结构有待优化。本文运用3S技术手段,在分析了当前主要作物的种植结构现状和水土资源空间格局的基础上,创新性的提出了基于像素的种植结构优化模型,进行的研究工作和取得的成果主要有：(1)通过遥感解译、外业调查及其他文字、统计资料,运用TM影像和MODIS_EVI影像,采取基于生态分类法的监督分类与决策树分类系统相结合的人机交互解译方法,对黑龙港地区的主要作物(冬小麦、夏玉米、棉花、蔬菜、果树、油料)分布格局进行了遥感解译,获得了像元尺度上的种植结构现状；(2)客观、定量地分析了黑龙港地区水资源和土壤资源各因子(地表水、地下水、大气降水、土壤类型、土壤质地、土壤盐碱度等)的空间分布情况,并利用层次分析法确定了在进行种植结构优化时各因子的权重分别为：0.291、0.084、0.235、0.075、0.198、0.117：(3)在不同作物在生长期内的不同需水量基础上,建立了基于像元的作物生长期内缺水总量空间格局,并结合上述成果,在耕地总面积不变的前提下,研建了种植结构优化模型。模型运算结果表明黑龙港西北部内陆地区以及东部沿海地区,如肃宁西部、安平和饶阳的北部、深州南部、新河西部以及黄骅大部和盐山南部,应在保证粮食安全的前提下,适当缩减小麦、蔬菜、果树等高耗水量作物的种植范围。而在东南部地区,如枣强、冀州南部、威县和故城的大部、临西西部以及大名南部,可以适当增加蔬菜、果树的种植,以充分合理的利用水土资源条件,增加经济效益。本研究通过对作物种植结构优化模型的研建,达到了优化、合理的配置水土资源的目的,为该地区的农业区域规划和农业的可持续发展研究提供了理论依据。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-5
目录  5-7
1 引言  7-13
  1.1. 研究背景和意义  7-9
    1.1.1 研究背景  7-8
    1.1.2 研究意义  8-9
  1.2. 国内外研究现状及发展动态  9-12
    1.2.1 作物种植结构优化研究现状  9-10
    1.2.3 水土资源优化配置研究现状  10
    1.2.4 3S技术在相关研究中的应用  10-11
    1.2.5 当前研究存在的不足  11-12
  1.3. 本研究拟解决的关键问题  12-13
2 研究区概况、研究内容和研究方法  13-16
  2.1. 研究区概况  13-14
    2.1.1 地理位置及行政区划  13
    2.1.2 水土资源条件  13-14
    2.1.3 社会经济条件  14
  2.2 主要研究内容  14
  2.3 研究方法及技术路线  14-16
3 区域主要作物种植结构现状分析  16-46
  3.1 获取数据源  16-21
    3.1.1 Landsat TM/ETM数据获取  16-18
    3.1.2 MODIS数据获取  18-19
    3.1.3 外业数据获取  19-20
    3.1.4 其他资料获取  20-21
  3.2 数据预处理  21-28
    3.2.1 TM影像数据预处理  21-25
    3.2.2 MODIS影像预处理  25-27
    3.2.3 外业数据处理  27
    3.2.4 专题图、文字、统计资料处理  27-28
  3.3 种植结构遥感解译  28-46
    3.3.1 基于MODIS植被指数的作物生长规律分析  29-32
    3.3.2 解译方案确定  32-33
    3.3.3 TM影像遥感解译  33-37
    3.3.4 基于决策树的MODIS_EVI时间序列影像辅助解译  37-46
4 区域水土资源空间分布格局研究  46-57
  4.1 水资源空间分布格局  46-53
    4.1.1 地表水资源  46-50
    4.1.2 地下水资源  50-52
    4.1.3 大气降水  52-53
  4.2 土壤资源空间分布格局  53-57
    4.2.1 土壤类型  53-54
    4.2.2 土壤质地  54-55
    4.2.3 土壤盐碱度  55-57
5 基于水土资源分布的区域种植结构优化研究  57-64
  5.1 水土资源综合评价  57-60
    5.1.1 数值归一化处理  57-58
    5.1.2 图形格式转换  58
    5.1.3 确定因子权重  58-59
    5.1.4 综合因子运算  59-60
  5.2 基于种植结构的作物缺水空间格局分析  60-61
    5.2.1 主要作物缺水量  60
    5.2.2 基于像元的单位作物总缺水量  60-61
  5.3 优化模型研建  61-62
  5.4 优化结果分析  62-64
6 结论与讨论  64-66
  6.1 结论  64-65
  6.2 本研究的特色与创新之处  65
  6.3 本研究的不足之处  65-66
参考文献  66-70
个人简介  70-71
导师简介  71-72
获得成果目录  72-73
致谢  73

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