基于ＧＩＳ的耕地質(zhì)量預(yù)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

 收稿日期：2007-12-13；

修回日期：2008-03-18

基金項(xiàng)目：國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(40071066)

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作者簡(jiǎn)介：張鴻輝(1980-) ，男，湖南長(zhǎng)沙人，工程師，博士研究生，主要研究方向?yàn)檫b感與地理信息系統(tǒng)集成應(yīng)用(zhhgis@163.com)；

劉友兆(1959-)，男，湖南漣水人，教授，博導(dǎo)，主要研究方向?yàn)橥恋刭Y源；曾永年(1959-)，男，青海西寧人，教授，博導(dǎo)，主要研究方向?yàn)檫b感與地理信息系統(tǒng)及其應(yīng)用；尹長(zhǎng)林(1974-)，男，湖南邵陽(yáng)人，博士研究生，主要研究方向?yàn)榈乩硇畔⑾到y(tǒng)應(yīng)用；金曉斌(1974-)，男，甘肅蘭州人，講師，博士，主要研究方向?yàn)橘Y源與環(huán)境管理.

（1.中南大學(xué) 信息物理工程學(xué)院 長(zhǎng)沙 410083； 2.長(zhǎng)沙市規(guī)劃信息服務(wù)中心 長(zhǎng)沙 410013； 3.南京農(nóng)業(yè)大學(xué)-公共管理學(xué)院 南京 210095; 4.南京大學(xué) 地理與海洋科學(xué)學(xué)院 南京 210093）

摘要：基于GIS技術(shù)和數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)，提出了建立耕地質(zhì)量預(yù)警系統(tǒng)的總體流程，設(shè)計(jì)了耕地質(zhì)量預(yù)警系統(tǒng)的功能和數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)，并以江蘇省金壇市為例建立了一套完整的耕地質(zhì)量預(yù)警信息數(shù)據(jù)庫(kù)和耕地質(zhì)量預(yù)警系統(tǒng)。結(jié)果表明，耕地質(zhì)量預(yù)警信息系統(tǒng)為耕地質(zhì)量預(yù)警工作提供了相應(yīng)的輔助決策功能，可以為耕地保護(hù)工作提供及時(shí)、動(dòng)態(tài)的數(shù)據(jù)支持。

關(guān)鍵詞：耕地質(zhì)量； 預(yù)警； 地理信息系統(tǒng)

中圖分類(lèi)號(hào)：TP311

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：1001-3695(2008)10-3174-03

Design and implementation of cultivated land qualityearly-warning system based on GIS

ZHANG Hong-hui1，2 LIU You-zhao3 ZENG Yong-nian YIN Chang-lin1，2 JIN Xiao-bin4

(1.School of Info-Physics Geomatics Engineering Central South University Changsha 410083 China; 2.Changsha Planning Information Service Center Changsha 410013 China; 3.School of Public Management Nanjing Agricultural University Nanjing 210095 China;-4.School of Geographic Oceanographic Sciences Nanjing University Nanjing 210093 China)

Abstract:This paper put forward a set of work flow to build early-warning system for cultivated land quality based on GIS and database technology and designed system functions and structure. In order to testify system’s effect developed cultivated land quality early-warning system and built database in Jintan city. The results show that the cultivated land quality early-warning system can provide assistant support for cultivated land quality early-warning also provide temporal data for regional cultivated land protection.

Key words：cultivated land quality; early-warning; geographic information system（GIS）

0引言

耕地資源的可持續(xù)性利用是維持區(qū)域社會(huì)—經(jīng)濟(jì)—生態(tài)可持續(xù)發(fā)展的一大關(guān)鍵因素，其核心是保證區(qū)域耕地總量的動(dòng)態(tài)平衡。在認(rèn)識(shí)到耕地總量動(dòng)態(tài)平衡的重要性的同時(shí)，僅談耕地?cái)?shù)量保護(hù)難以對(duì)耕地資源面臨的嚴(yán)峻形勢(shì)有清醒的認(rèn)識(shí)，只有結(jié)合耕地的質(zhì)量才能綜合反映人口—耕地供需系統(tǒng)中耕地的供給水平[1，2]。因此，耕地總量動(dòng)態(tài)平衡的實(shí)現(xiàn)既能保證耕地?cái)?shù)量水平的動(dòng)態(tài)平衡，還要能保證耕地質(zhì)量水平的動(dòng)態(tài)平衡，并努力提高耕地質(zhì)量[3]。建立耕地質(zhì)量預(yù)警系統(tǒng)是提高耕地質(zhì)量的有效保障措施，耕地質(zhì)量預(yù)警系統(tǒng)可以預(yù)報(bào)耕地質(zhì)量超過(guò)臨界值的時(shí)空范圍和危險(xiǎn)程度，在保障糧食安全的前提下，對(duì)滿足該時(shí)段區(qū)域社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要的耕地狀況實(shí)行臨界警戒；同時(shí)分析耕地質(zhì)量的演化機(jī)理，提出治理方案，對(duì)耕地質(zhì)量進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)控，避免耕地質(zhì)量狀況的嚴(yán)重惡化，為土地資源的持續(xù)利用和耕地總量動(dòng)態(tài)平衡戰(zhàn)略的實(shí)施提供實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)及模型支持服務(wù)。

目前，有關(guān)土地利用動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)和宏觀經(jīng)濟(jì)預(yù)警、農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)預(yù)警研究比較多，理論和方法相對(duì)比較成熟[4~6]。然而有關(guān)耕地預(yù)警的研究較少，尤其是針對(duì)耕地質(zhì)量研究構(gòu)建的預(yù)警系統(tǒng)基本上是空白。在已有研究中，大多集中在耕地預(yù)警理論與方法、耕地?cái)?shù)量的預(yù)警方面。饒應(yīng)祥等人[7，8]提出了人均耕地警戒值的測(cè)算思路和計(jì)算方法，從糧食安全的角度分析了人均耕地?cái)?shù)量的警度，該研究只是實(shí)現(xiàn)了預(yù)警流程的一部分內(nèi)容。黃賢金等人[9]闡述了生態(tài)經(jīng)濟(jì)理論所包含的警義、警源、警兆、警度四個(gè)方面的基本內(nèi)容，并提出了構(gòu)建我國(guó)耕地生態(tài)經(jīng)濟(jì)預(yù)警系統(tǒng)的基本思路和方法；但其研究成果從生態(tài)經(jīng)濟(jì)角度出發(fā)，沒(méi)有從耕地自然特性方面作進(jìn)一步分析。彭補(bǔ)拙等人[10]將有關(guān)經(jīng)濟(jì)、環(huán)境預(yù)警的基本方法引入耕地預(yù)警研究中，運(yùn)用統(tǒng)計(jì)法和模型法對(duì)城市邊緣區(qū)域耕地?cái)?shù)量變化進(jìn)行了探討，但沒(méi)有涉及耕地質(zhì)量預(yù)警。葛向東等人[11，12]將有關(guān)經(jīng)濟(jì)、環(huán)境預(yù)警的基本方法引入耕地預(yù)警研究中，運(yùn)用統(tǒng)計(jì)法與模型法對(duì)耕地?cái)?shù)量變化進(jìn)行了探討；雖然將宏觀經(jīng)濟(jì)預(yù)警的方法應(yīng)用到耕地質(zhì)量預(yù)警中，但其研究直接將耕地質(zhì)量與糧食產(chǎn)量掛鉤，也有一定的局限性。A.G. de Soyza等人[13]提出了土壤荒漠化預(yù)警指標(biāo)體系，并比較了不同的荒漠化預(yù)警指標(biāo)之間的差別，但其研究成果只是涉及了耕地質(zhì)量預(yù)警的某一方面，沒(méi)有針對(duì)耕地總體質(zhì)量提出相應(yīng)的預(yù)警指標(biāo)體系。V.Kumar[14]建立了干旱區(qū)農(nóng)業(yè)耕地預(yù)警系統(tǒng)，但是其研究只分析了降雨量與耕地產(chǎn)量的相關(guān)關(guān)系，沒(méi)有建立真正的耕地質(zhì)量預(yù)警指標(biāo)體系和預(yù)警系統(tǒng)，并且其研究成果只能適用于干旱區(qū)的耕地預(yù)警，具有一定的局限性。R.E.E. Jongschaap[15]基于遙感手段建立了Rotask模型模擬氣候—土壤—農(nóng)作物之間的相互作用，并對(duì)土壤質(zhì)量和糧食產(chǎn)量進(jìn)行預(yù)警；但其研究只考慮了葉面積指數(shù)和冠層氮素兩種預(yù)警指標(biāo)，其預(yù)警指標(biāo)體系缺乏一定的綜合性和完整性。J.E.Herrick [16]分析了土壤質(zhì)量和土地可持續(xù)利用的相關(guān)關(guān)系，擴(kuò)充了土地可持續(xù)利用指標(biāo)體系，并提出需建立耕地預(yù)警系統(tǒng)以保障土地可持續(xù)利用得以實(shí)現(xiàn)，但其研究中并沒(méi)有提出建立耕地預(yù)警系統(tǒng)的具體措施和流程。總之，國(guó)內(nèi)外的研究表明，耕地預(yù)警系統(tǒng)的研究從理論到方法尚需進(jìn)一步的完善，而耕地質(zhì)量預(yù)警系統(tǒng)研究更有待加強(qiáng)。本文試圖在已有研究基礎(chǔ)上，基于GIS和數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)，建立一套能夠報(bào)警、排警、輔助耕地質(zhì)量動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)的耕地質(zhì)量預(yù)警系統(tǒng)，使得預(yù)警結(jié)果能夠客觀地反映耕地質(zhì)量的變動(dòng)趨勢(shì)，通過(guò)預(yù)警能夠迅速采取對(duì)策治理質(zhì)量下降的耕地。

1耕地質(zhì)量預(yù)警系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

1.1系統(tǒng)設(shè)計(jì)總體流程

耕地質(zhì)量預(yù)警與其他預(yù)警一樣，是一個(gè)明確警情→尋找警源→分析警兆→預(yù)報(bào)警度→排警的過(guò)程[17]。明確警情是監(jiān)測(cè)預(yù)警研究的基礎(chǔ)，而尋找警源、分析警兆屬于對(duì)警情的因素分析及定量分析，預(yù)報(bào)警度則是預(yù)警目標(biāo)所在。譬如，當(dāng)人們利用耕地質(zhì)量預(yù)警系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)某個(gè)區(qū)域的耕地質(zhì)量呈下降趨勢(shì)（明確警情），就要及時(shí)地分析引起耕地質(zhì)量下降的原因（尋找警源），給出未來(lái)若干年內(nèi)耕地質(zhì)量預(yù)測(cè)指標(biāo)下降的具體額度和耕地質(zhì)量所處的具體狀態(tài)（分析警兆、預(yù)報(bào)警度），并提出相應(yīng)的解決措施，為避免耕地質(zhì)量下降提供相應(yīng)的解決措施（排除警情）。總體流程如圖1所示。

1.2系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)

根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)目標(biāo)和用戶(hù)需求，將系統(tǒng)劃分為七個(gè)模塊：

a）數(shù)據(jù)錄入及維護(hù)模塊。提供各種圖形和屬性數(shù)據(jù)的維護(hù)，包括土地利用數(shù)據(jù)、耕地質(zhì)量監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、社會(huì)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)的輸入、修改、編輯、刪除等[18]。

b）圖形編輯、瀏覽模塊。提供對(duì)圖形的瀏覽，任意地放大、縮小，任意區(qū)域地漫游、地圖標(biāo)注、距測(cè)、圖層控制以及鷹眼、編輯、疊加分析等功能。在該模塊中可以采用土地利用現(xiàn)狀圖、土壤圖、行政界線圖劃分耕地質(zhì)量預(yù)警評(píng)價(jià)單元。

c）查詢(xún)模塊。提供完善的以文查圖和以圖查文功能，可根據(jù)屬性數(shù)據(jù)查找圖形，亦可從圖形查詢(xún)相應(yīng)的屬性數(shù)據(jù)。該模塊還提供條件組合查詢(xún)，用戶(hù)可通過(guò)構(gòu)造復(fù)雜的查詢(xún)條件達(dá)到快速定位目標(biāo)的目的。例如可以查詢(xún)哪些耕地質(zhì)量預(yù)警評(píng)價(jià)單元達(dá)到警戒值、哪些耕地質(zhì)量預(yù)警評(píng)價(jià)單元為安全狀態(tài)。

d）統(tǒng)計(jì)分析及輸出打印功能。將結(jié)果以統(tǒng)計(jì)圖、統(tǒng)計(jì)表和專(zhuān)題圖形式顯示并可輸出打印；提供字段統(tǒng)計(jì)功能，如統(tǒng)計(jì)某一區(qū)域超過(guò)耕地質(zhì)量預(yù)警警戒值的耕地面積和空間分布情況等。

e）預(yù)警模型應(yīng)用模塊。通過(guò)選取耕地質(zhì)量預(yù)警警兆指標(biāo)建立耕地質(zhì)量預(yù)警模型。從耕地?cái)?shù)量和質(zhì)量?jī)煞矫嫒胧郑治鲆鸶財(cái)?shù)量、質(zhì)量變化及發(fā)展勢(shì)態(tài)的各種相關(guān)因素，預(yù)報(bào)耕地?cái)?shù)量增減與質(zhì)量升降超越臨界值的危險(xiǎn)狀況，并按照無(wú)警、輕警、中警、重警、巨警五個(gè)等級(jí)對(duì)警情進(jìn)行判定。該模塊為系統(tǒng)的核心模塊。

f）預(yù)警決策支持模塊。針對(duì)在預(yù)警模型應(yīng)用模塊中的警情判定，提出相應(yīng)的提高耕地質(zhì)量的方案供用戶(hù)選擇，以便及時(shí)排除耕地質(zhì)量警情，為耕地保護(hù)工作提出對(duì)應(yīng)的決策支持。

g）系統(tǒng)維護(hù)模塊，包括對(duì)用戶(hù)的訪問(wèn)權(quán)限管理。用戶(hù)按權(quán)限分為一般用戶(hù)、高級(jí)用戶(hù)和管理員三類(lèi)。一般用戶(hù)具有瀏覽查詢(xún)各種預(yù)警信息的權(quán)限，但無(wú)權(quán)修改任何信息；部門(mén)級(jí)用戶(hù)除了具有瀏覽查詢(xún)權(quán)限，還具有修改、更新數(shù)據(jù)，發(fā)布預(yù)警信息，建立預(yù)警模型的權(quán)限；管理用戶(hù)具有最高權(quán)限，可以瀏覽、查詢(xún)和修改所有的資料和數(shù)據(jù)[19]。

1.3系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)

耕地質(zhì)量預(yù)警信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)分為空間數(shù)據(jù)庫(kù)和非空間數(shù)據(jù)庫(kù)。空間數(shù)據(jù)包括矢量數(shù)據(jù)庫(kù)和柵格數(shù)據(jù)庫(kù)；非空間數(shù)據(jù)包括屬性數(shù)據(jù)、統(tǒng)計(jì)分析后獲得的數(shù)據(jù)、其他文檔數(shù)據(jù)、元數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)庫(kù)組成結(jié)構(gòu)如圖2所示。

矢量數(shù)據(jù)庫(kù)主要是以耕地質(zhì)量預(yù)警評(píng)價(jià)圖斑為核心的矢量圖形數(shù)據(jù)，還包括土地利用現(xiàn)狀數(shù)據(jù)、耕地質(zhì)量監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)等其他矢量數(shù)據(jù)。柵格數(shù)據(jù)庫(kù)包括遙感影像數(shù)據(jù)和數(shù)字地面模型DEM。遙感影像數(shù)據(jù)作為土地利用數(shù)據(jù)更新的一個(gè)主要信息來(lái)源，同時(shí)用于與矢量圖形的疊加顯示；DEM數(shù)據(jù)用于產(chǎn)生耕地質(zhì)量預(yù)警評(píng)價(jià)所需的坡度信息。

非空間數(shù)據(jù)庫(kù)包括屬性數(shù)據(jù)、統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)、文檔數(shù)據(jù)和統(tǒng)計(jì)分析數(shù)據(jù)。屬性數(shù)據(jù)是與耕地質(zhì)量緊密相關(guān)的非空間數(shù)據(jù)，如評(píng)價(jià)單元的地類(lèi)號(hào)、面積、評(píng)價(jià)指標(biāo)值等圖斑屬性；統(tǒng)計(jì)分析數(shù)據(jù)是指對(duì)預(yù)警評(píng)價(jià)單元的預(yù)警指標(biāo)的統(tǒng)計(jì)分析，并將其存儲(chǔ)于數(shù)據(jù)庫(kù)中，以進(jìn)一步分析，為決策提供服務(wù)；元數(shù)據(jù)記錄數(shù)據(jù)來(lái)源、精度、投影方式等，是用于對(duì)數(shù)據(jù)的說(shuō)明。元數(shù)據(jù)的建立使數(shù)據(jù)共享成為可能，同時(shí)能夠保證為決策提供現(xiàn)勢(shì)強(qiáng)、準(zhǔn)確度和精度高的信息[20]。

2耕地質(zhì)量預(yù)警系統(tǒng)運(yùn)行實(shí)證研究

基于上述設(shè)計(jì)思路，筆者結(jié)合GIS和數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)建立了金壇市耕地質(zhì)量預(yù)警數(shù)據(jù)庫(kù)，并開(kāi)發(fā)了金壇市耕地質(zhì)量預(yù)警系統(tǒng)。系統(tǒng)界面如圖3所示。金壇市位于江蘇省南部，耕地墾植歷史悠久，耕地本底質(zhì)量?jī)?yōu)越。隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展，在經(jīng)濟(jì)利益驅(qū)動(dòng)下，耕地不僅從數(shù)量上銳減，而且高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)團(tuán)所占比重下降。另一方面，人們?cè)诟乩蒙希蛔⒅厣a(chǎn)，不注重培育，土壤有機(jī)質(zhì)下降，氮、磷、鉀比例失調(diào)，耕地的整體質(zhì)量呈下降趨勢(shì)。為了實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)該地區(qū)耕地質(zhì)量警情、遏制耕地質(zhì)量繼續(xù)下降的趨勢(shì)，利用開(kāi)發(fā)的耕地質(zhì)量預(yù)警系統(tǒng)，針對(duì)江蘇省金壇市耕地質(zhì)量保護(hù)與提高問(wèn)題進(jìn)行了實(shí)證研究。

2.1耕地質(zhì)量預(yù)警評(píng)價(jià)單元?jiǎng)澐知?/p>

預(yù)警評(píng)價(jià)單元是耕地質(zhì)量預(yù)警的基礎(chǔ)圖斑，預(yù)警評(píng)價(jià)單元的劃分包括疊置法、地塊法、網(wǎng)格法和多邊形法。在本系統(tǒng)中，預(yù)警評(píng)價(jià)單元的劃分采用疊置法進(jìn)行，同時(shí)考慮到單元邊界的完整性和不打破行政界線。疊置法劃分預(yù)警評(píng)價(jià)單元以金壇市1:1 000土地利用現(xiàn)狀圖、金壇市行政界線圖和金壇市土壤圖三圖疊加形成若干地形特征、土壤性質(zhì)和耕地類(lèi)型基本一致的封閉圖斑，若圖斑小于最小上圖面積則進(jìn)行歸并。經(jīng)疊加分析并合并破碎小圖斑后，共生成預(yù)警評(píng)價(jià)單元5 661個(gè)。

2.2確定預(yù)警指標(biāo)及警度

本研究中耕地質(zhì)量預(yù)警的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)來(lái)自金壇市土壤肥料站土壤監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)（1983—2005年），該數(shù)據(jù)包括速效K、速效P、土壤有機(jī)質(zhì)含量、pH值和全P、全N含量等指標(biāo)。由于缺乏歷年監(jiān)測(cè)點(diǎn)的糧食產(chǎn)量數(shù)據(jù)，不適合選用模型預(yù)警的方法，筆者選取單指標(biāo)預(yù)警的方法。對(duì)1983—2005年土壤監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)加以分析，發(fā)現(xiàn)pH值和全P、全N的含量一直比較穩(wěn)定，沒(méi)有預(yù)警的必要，而速效K、速效P以及土壤有機(jī)質(zhì)的含量變動(dòng)較大，并呈下降的趨勢(shì)，所以筆者選取速效K、速效P以及土壤有機(jī)質(zhì)作為預(yù)警指標(biāo)，并且分別確定其警度。金壇市耕地質(zhì)量預(yù)警指標(biāo)及其警度劃分如表1所示。

表1金壇市耕地質(zhì)量預(yù)警指標(biāo)及其警度劃分

預(yù)警指標(biāo)警 度

無(wú)警輕警中警重警劇警

速效P/mg/kg<55~7.57.5~1010~12.5>12.5

速效K/mg/kg<5050~7575~10010~125>125

有機(jī)質(zhì)含量/%<1010~2020~3030~50>50

2.3耕地質(zhì)量預(yù)警指標(biāo)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)的建立

預(yù)警指標(biāo)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)的建立主要是根據(jù)已獲取的1983—2005年的耕地質(zhì)量預(yù)警監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，建立預(yù)警指標(biāo)（速效P、速效K、有機(jī)質(zhì)含量）監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)。具體操作過(guò)程為：a)利用系統(tǒng)提供的屬性提取功能從已經(jīng)矢量化的歷年預(yù)警指標(biāo)（速效P、速效K、有機(jī)質(zhì)含量）圖中提取歷年預(yù)警指標(biāo)監(jiān)測(cè)值，并將其賦予預(yù)警評(píng)價(jià)單元中的每個(gè)評(píng)價(jià)單元，建立預(yù)警指標(biāo)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)；b)基于該數(shù)據(jù)庫(kù)，利用系統(tǒng)提供的預(yù)測(cè)模型可預(yù)測(cè)速效P、速效K、有機(jī)質(zhì)含量的變化情況。

2.4耕地質(zhì)量預(yù)警分析、診斷、輔助決策

該功能為系統(tǒng)的核心功能，可以提供對(duì)試點(diǎn)區(qū)的耕地總體質(zhì)量評(píng)價(jià)、預(yù)警評(píng)價(jià)單元警情指標(biāo)在未來(lái)若干年內(nèi)警情的診斷以及相應(yīng)的輔助決策建議等功能。根據(jù)已經(jīng)確定的相應(yīng)預(yù)警評(píng)價(jià)指標(biāo)的警度，系統(tǒng)可以對(duì)區(qū)域耕地質(zhì)量進(jìn)行預(yù)警分析，并提供輔助決策建議。例如根據(jù)表1，預(yù)警評(píng)價(jià)指標(biāo)速效P無(wú)警的警限為5，某個(gè)預(yù)警評(píng)價(jià)單元在2008年速效P的預(yù)測(cè)值為5.2，系統(tǒng)能自動(dòng)判斷該預(yù)警評(píng)價(jià)單元速效P的警情為輕警，并能根據(jù)專(zhuān)家知識(shí)庫(kù)中的相關(guān)知識(shí)給出消除警情的輔助建議，為農(nóng)業(yè)部門(mén)提供相應(yīng)的輔助決策功能。

2.5耕地質(zhì)量預(yù)警結(jié)果統(tǒng)計(jì)

該功能主要實(shí)現(xiàn)對(duì)金壇市各個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)和村的預(yù)警要素的缺口進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，為各個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)和村的農(nóng)業(yè)施肥提供輔助決策功能。具體實(shí)現(xiàn)的流程為：a)利用鄉(xiāng)鎮(zhèn)和村的界線圖斑與預(yù)警評(píng)價(jià)單元疊加實(shí)現(xiàn)空間查詢(xún);b)系統(tǒng)自動(dòng)統(tǒng)計(jì)各個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)和村在相應(yīng)預(yù)測(cè)年的速效P、速效鉀、有機(jī)質(zhì)含量的缺口總量;c)根據(jù)統(tǒng)計(jì)的數(shù)值，各個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)和村的農(nóng)業(yè)主管領(lǐng)導(dǎo)可根據(jù)具體的情況提出相應(yīng)年限的農(nóng)業(yè)施肥決策措施。2008年速效P的預(yù)警統(tǒng)計(jì)結(jié)果和依據(jù)該結(jié)果提供的輔助農(nóng)業(yè)施肥建議如表2和3所示。

表2金壇市耕地質(zhì)量預(yù)警結(jié)果圖斑個(gè)數(shù)統(tǒng)計(jì)(速效P)

警度/個(gè)儒林鎮(zhèn)堯塘鎮(zhèn)建昌鎮(zhèn)開(kāi)發(fā)區(qū)指前鎮(zhèn)朱林鎮(zhèn)

無(wú)警253632351198752521

輕警105248205143253302

中警258141142102201108

重警52701123912398

巨警263962127934

表3金壇市耕地質(zhì)量預(yù)警輔助施肥建議(速效P)

儒林鎮(zhèn)堯塘鎮(zhèn)建昌鎮(zhèn)開(kāi)發(fā)區(qū)指前鎮(zhèn)朱林鎮(zhèn)

圖斑面積/畝454.9018433.61716393.4055191.8967178.4415313.8943

缺口/mg/kg1106010515.9216675.286368.045767.568611.36

3結(jié)束語(yǔ)

本文借助于GIS和數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)，建立了耕地質(zhì)量預(yù)警數(shù)據(jù)庫(kù)和耕地質(zhì)量預(yù)警系統(tǒng)。結(jié)果表明，將預(yù)警理論運(yùn)用到區(qū)域耕地質(zhì)量監(jiān)測(cè)和實(shí)施耕地總量動(dòng)態(tài)平衡的政策中是必需的，在理論、方法和手段上也是可行的。本文設(shè)計(jì)了耕地質(zhì)量預(yù)警系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的基本流程，概定了耕地質(zhì)量預(yù)警系統(tǒng)的基本功能，將其與信息系統(tǒng)進(jìn)行了耦合，并以金壇市耕地質(zhì)量預(yù)警系統(tǒng)的實(shí)證運(yùn)行證明了利用耕地質(zhì)量預(yù)警系統(tǒng)提高耕地質(zhì)量和為農(nóng)業(yè)部門(mén)提供輔助決策建議的可行性。

由于數(shù)據(jù)的關(guān)系，本文試點(diǎn)區(qū)運(yùn)行的耕地質(zhì)量預(yù)警模型是單指標(biāo)預(yù)警模型，雖然該預(yù)警方式可以快速地排除警情，但是缺乏綜合性，不利于對(duì)耕地質(zhì)量的總體把握，今后的研究需要對(duì)預(yù)警模型作進(jìn)一步的改進(jìn)和延伸。在后續(xù)研究中還需結(jié)合遙感（RS）和GPS技術(shù)，加強(qiáng)系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)方面的功能，為獲取更新、更及時(shí)的數(shù)據(jù)提供保障。

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