中藥資源區(qū)劃分析系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)＊

孫成忠，郝振國，張靜華，陳國嶺，楊澤東

（中國測繪科學(xué)研究院 北京 100039）

1 引言

我國的中藥資源區(qū)劃開始于20世紀90年代，是以第三次中藥資源普查工作成果為基礎(chǔ)進行的[1-2]。隨著計算機技術(shù)特別是地理信息技術(shù)的引入和發(fā)展，眾多學(xué)者在中藥資源區(qū)劃領(lǐng)域展開了研究，取得了可喜的成就[3-7]。2008年中國醫(yī)學(xué)科學(xué)研究院藥用植物研究所與中國測繪科學(xué)研究院共同研發(fā)的“中藥材產(chǎn)地適宜性分析系統(tǒng)地理信息系統(tǒng)”（TCMGIS），初步實現(xiàn)了基于生態(tài)因子對中藥材品種的產(chǎn)地適宜性分析，并基于此系統(tǒng)開展了不同種類藥材的適宜性區(qū)劃研究[4,8-14]。進入21世紀，中藥資源的產(chǎn)業(yè)規(guī)劃和可持續(xù)利用對中藥資源區(qū)劃提出了新的要求。

中藥資源作為自然資源，它的分布具有明顯地理特性[15]。中藥材的生長與其所處的地理環(huán)境有密切關(guān)系，如海拔、溫度、降水、日照、土壤等，這些生境因素在中藥資源自身中并不能體現(xiàn)出來，只有把中藥材資源與環(huán)境數(shù)據(jù)和空間地理數(shù)據(jù)結(jié)合起來，才能使中藥資源的空間表達更加具體，更具有直觀性和決策所需的可視性[16-17]，才能發(fā)揮和挖掘中藥資源數(shù)據(jù)的實際用途，解決現(xiàn)有中藥資源數(shù)據(jù)具體應(yīng)用的問題[18]。

近年來，地理信息系統(tǒng)（Geographic Information System，GIS）作為一門空間信息技術(shù)，在藥用植物資源調(diào)查、藥材蘊藏量估算、中藥材適宜性區(qū)劃等研究方面應(yīng)用發(fā)展迅速[16]。GIS具有對地理空間數(shù)據(jù)進行采集、存儲、檢索、分析、模擬和顯示等一系列功能，這些功能可以很好解決中藥資源區(qū)劃的分析和顯示的統(tǒng)一管理問題[1]。GIS具有的信息集成、可視化表達、空間分析、查詢定位等技術(shù)特點可以為中藥資源區(qū)劃分析應(yīng)用提供大數(shù)據(jù)管理、空間關(guān)系分析、時空信息動態(tài)可視化等能力。

本文利用GIS技術(shù)，通過集成最大信息熵等計算模型，設(shè)計并實現(xiàn)了中藥資源區(qū)劃分析系統(tǒng)。該系統(tǒng)綜合運用數(shù)據(jù)存儲技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)、地理信息技術(shù)等先進技術(shù)和設(shè)計思想對系統(tǒng)進行設(shè)計和開發(fā)。最終形成了以樣點采集數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，以道地藥材產(chǎn)區(qū)的生態(tài)因子數(shù)據(jù)為支撐，以中藥資源區(qū)劃的應(yīng)用服務(wù)為導(dǎo)向，以多源、多主題數(shù)據(jù)的管理為核心，以地圖形式直觀展示中藥材資源區(qū)劃的地理分布的綜合區(qū)劃分析系統(tǒng)。

2 中藥資源區(qū)劃分析系統(tǒng)設(shè)計

2.1 系統(tǒng)架構(gòu)

中藥資源區(qū)劃分析系統(tǒng)總體架構(gòu)采用三層式結(jié)構(gòu)，主要有軟硬件支撐層、數(shù)據(jù)層、應(yīng)用服務(wù)層。軟硬件支撐層由計算機基礎(chǔ)支撐平臺提供，主要包含計算機基礎(chǔ)平臺系統(tǒng)、本地存儲設(shè)備，關(guān)系型數(shù)據(jù)庫、ArcSDE空間數(shù)據(jù)庫引擎等，主要作用是為上層提供數(shù)據(jù)存儲管理能力和各類數(shù)據(jù)訪問接口。數(shù)據(jù)層主要是系統(tǒng)管理的數(shù)據(jù)資源內(nèi)容，主要由藥材點位數(shù)據(jù)、生境數(shù)據(jù)、基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)、輔助數(shù)據(jù)等數(shù)據(jù)組成，具體的數(shù)據(jù)存儲根據(jù)數(shù)據(jù)的種類與使用方式的不同可以由關(guān)系型數(shù)據(jù)庫、空間數(shù)據(jù)庫進行存儲。應(yīng)用服務(wù)層主要包含了相應(yīng)的數(shù)據(jù)查詢、區(qū)劃分析、地圖顯示等功能模塊，為區(qū)劃分析系統(tǒng)和其他應(yīng)用系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)應(yīng)用服務(wù)。

整個系統(tǒng)依據(jù)相應(yīng)的數(shù)據(jù)管理策略和信息安全體系構(gòu)建，與存儲設(shè)備、存儲管理軟件結(jié)合，最終通過系統(tǒng)界面向用戶提供服務(wù)。系統(tǒng)總體架構(gòu)圖如圖1所示。

2.2 系統(tǒng)設(shè)計

中藥資源區(qū)劃分析系統(tǒng)基于空間數(shù)據(jù)庫構(gòu)建，劃分為4個層次，如圖2所示。

（1）數(shù)據(jù)層存儲了整個平臺運行時的處理數(shù)據(jù)和控制數(shù)據(jù)，為平臺運行提供基本的數(shù)據(jù)支撐，主要包含中藥采樣點數(shù)據(jù)庫、生境因子數(shù)據(jù)庫和中藥材元數(shù)據(jù)等數(shù)據(jù)。

（2）數(shù)據(jù)訪問層為應(yīng)用組件提供各類數(shù)據(jù)訪問的接口，根據(jù)不同的數(shù)據(jù)存儲模式有空間數(shù)據(jù)引擎、關(guān)系數(shù)據(jù)庫訪問接口及文件系統(tǒng)訪問組件。生境因子數(shù)據(jù)庫及采樣數(shù)據(jù)庫中的空間據(jù)及屬性數(shù)據(jù)通過ArcSDE組件進行存儲和訪問，數(shù)據(jù)層中的其他數(shù)據(jù)則通過ADO.NET組件進行處理和訪問。

（3）組件層提供平臺區(qū)劃空間分析處理和產(chǎn)品制作所需的算法、功能和支撐組件。各類業(yè)務(wù)組件的集合，這些組件分別完成不同的功能，根據(jù)要求，包含：地圖顯示組件、數(shù)據(jù)庫管理組件、數(shù)據(jù)查詢組件、地圖管理組件、區(qū)劃分析組件和輔助工具組件等。其中系數(shù)據(jù)庫管理組件是平臺運行的基礎(chǔ)，提供藥材點位數(shù)據(jù)、環(huán)境因子空間數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)組織和交換、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)處理等功能支持；區(qū)劃分析組件是平臺運行的核心，提供算法支持、數(shù)據(jù)分析、空間分析等核心運算；地圖顯示組件、數(shù)據(jù)查詢組件等是平臺為地圖空間顯示、數(shù)據(jù)查詢等提供功能支持。

圖1 系統(tǒng)總體架構(gòu)圖

（4）應(yīng)用層主要面向不同中藥材品種區(qū)劃進行分析展示，直接服務(wù)于用戶需求。應(yīng)用層由相應(yīng)的業(yè)務(wù)模塊開發(fā)構(gòu)成，主要有：地圖管理模塊、地圖顯示模塊、區(qū)劃分析模塊、數(shù)據(jù)查詢模塊、格式轉(zhuǎn)化模塊、最大信息熵工具模塊等。

2.3 數(shù)據(jù)庫設(shè)計

數(shù)據(jù)庫技術(shù)的發(fā)展，早已成為先進信息技術(shù)的重要組成部分，是現(xiàn)代計算機信息系統(tǒng)和計算機應(yīng)用系統(tǒng)的基礎(chǔ)和核心[19]。因此在“中藥資源區(qū)劃系統(tǒng)”系統(tǒng)平臺中，數(shù)據(jù)庫的設(shè)計和構(gòu)建是整個系統(tǒng)平臺建設(shè)的一部分，是系統(tǒng)進行空間分析與數(shù)據(jù)挖掘的前提。

中藥資源區(qū)劃分析系統(tǒng)主要涉及的生境因子數(shù)據(jù)、藥材采樣點數(shù)據(jù)與藥材種類數(shù)據(jù)。其中環(huán)境因子數(shù)據(jù)量較大、分類多、含有地理信息，而藥材采樣點數(shù)據(jù)與藥材種類數(shù)據(jù)量小，所以針對不同數(shù)據(jù)采用不同形式的數(shù)據(jù)庫進行存儲，主要存儲形式包括地理數(shù)據(jù)庫和非地理數(shù)據(jù)庫。

地理數(shù)據(jù)庫庫主要是存儲環(huán)境因子數(shù)據(jù)，包括氣候類型數(shù)據(jù)、土壤類型數(shù)據(jù)、地形數(shù)據(jù)、植被數(shù)據(jù)等。非地理數(shù)據(jù)庫主要是存儲藥材種類與中藥采樣點的經(jīng)緯度，采用Access數(shù)據(jù)庫存儲。

圖2 系統(tǒng)總體設(shè)計圖

3 關(guān)鍵技術(shù)研究

3.1 區(qū)劃關(guān)鍵模型研究

在中藥資源區(qū)劃過程中，主要涉及到關(guān)鍵模型包括生態(tài)區(qū)劃模型、品質(zhì)區(qū)劃模型和生產(chǎn)區(qū)劃模型。

（1）生態(tài)區(qū)劃模型

生態(tài)區(qū)劃主要研究中藥基原植物的空間分布區(qū)域范圍和差異性規(guī)律[20]。生態(tài)區(qū)劃是開展中藥資源區(qū)劃的基礎(chǔ)。在生態(tài)區(qū)劃模型中，首先根據(jù)實地采樣，文獻收集等方式，獲取中藥材分布的具體經(jīng)緯度信息，形成模型分析的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。其次，基于點位數(shù)據(jù)，在中藥資源區(qū)劃基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫的支持下，對中藥材的生態(tài)環(huán)境信息進行提取，明確中藥材分布區(qū)域的生態(tài)環(huán)境特征。最后利用采樣點的空間位置分布，依據(jù)最大信息熵計算模型，計算一定尺度區(qū)域上的物種分布概率值。生態(tài)區(qū)劃的計算結(jié)果受采樣點的數(shù)量、空間分布狀態(tài)、生境因子的選取等多重因素的影響，通過模型計算，最終將輸出帶有空間參考的物種分布概率計算結(jié)果。

（2）品質(zhì)區(qū)劃分析模型

品質(zhì)區(qū)劃主要研究不同地區(qū)中藥材有效成分的空間差異[2,20]。在品質(zhì)區(qū)劃中，需要根據(jù)生長區(qū)劃計算結(jié)果及專家知識庫，選擇對中藥材品質(zhì)形成具有重要影響的生境因素，在此基礎(chǔ)上，通過建立中藥材品質(zhì)與生境因子之間的相關(guān)關(guān)系，針對不同藥材品種不同成分確定合理的因子權(quán)重。

為消除不同因子量綱對計算結(jié)果的影響，針對不同類別的環(huán)境因子數(shù)據(jù)，采用不同的標準化方法，對歸一化后的結(jié)果，運用地理信息系統(tǒng)的柵格計算功能，形成品質(zhì)區(qū)劃分析體系。計算模型如下：

其中：P為品質(zhì)區(qū)劃模型計算結(jié)果；

Ai為第i個環(huán)境因子的權(quán)重；

Ri為第i個環(huán)境因子歸一化后的柵格值。

（3）生產(chǎn)區(qū)劃分析模型

生產(chǎn)區(qū)劃，主要研究區(qū)域之間中藥材生長能力的差異性分布規(guī)律[20]。生產(chǎn)區(qū)劃分析需要在生態(tài)區(qū)劃和品質(zhì)區(qū)劃的基礎(chǔ)上，綜合社會經(jīng)濟條件、自然生態(tài)條件等因素，通過柵格計算或矢量疊加等空間分析方法，整體分析交通、社會經(jīng)濟、人力資源成本等因素對中藥材生產(chǎn)的影響。在生產(chǎn)區(qū)劃分析中，涉及到不同因素的綜合分類、柵格計算、矢量疊加、統(tǒng)計分析等空間分析技術(shù)。

（4）最大信息熵模型

隨著中藥資源區(qū)劃研究的不斷深入，綜合利用生態(tài)位模型和地理信息系統(tǒng)技術(shù)對中藥資源生態(tài)區(qū)劃進行分析是目前較為主流的方法。在相關(guān)生態(tài)模型中，最大信息熵模型（Maxent）被許多研究證實具有很強的適應(yīng)性，在生態(tài)學(xué)中有著廣泛的應(yīng)用。相關(guān)研究表明最大信息熵模型在對物種生境適宜性評價和分布預(yù)測中要優(yōu)于其他模型[23]。最大信息熵模型是基于最大熵原理，利用物種分布點與生境（氣候、土壤、植被和地形等因素）之間的非隨機關(guān)系，計算物種的概率分布。即在滿足已知約束的條件下，選擇熵最大的模型，利用物種存在的分布點和環(huán)境變量，來推算物種的生態(tài)需求，并模擬物種的潛在分布[24]。

3.2 相關(guān)模型關(guān)鍵技術(shù)研究

中藥資源區(qū)劃涉及中藥學(xué)、生態(tài)學(xué)等多個領(lǐng)域，在分析過程中存在著生態(tài)因子篩選及指標值確定、數(shù)據(jù)標準化、分析結(jié)果重分類等關(guān)鍵技術(shù)[1]。針對上述難點，在系統(tǒng)設(shè)計中，主要設(shè)計方法如下：

（1）因子篩選及指標值確定

對于品質(zhì)區(qū)劃和生產(chǎn)區(qū)劃而言，需要確定對其結(jié)果產(chǎn)生重要影響的因子。在系統(tǒng)中，通過最大信息熵模型的計算結(jié)果，系統(tǒng)可以自動讀取結(jié)果文件，自動選擇對區(qū)劃結(jié)果貢獻較大的因子，同時兼顧氣候、土壤等不同類型因素的要求，最終確定參與計算的因子指標。在自動選擇的基礎(chǔ)上，系統(tǒng)同時提供手動選擇功能，便于用戶根據(jù)經(jīng)驗進行因子篩選。

合理確定不同類型因子的生態(tài)范圍值，對中藥材生態(tài)適宜性評價至關(guān)重要。通過相關(guān)模型，確定適宜性和品質(zhì)區(qū)劃的評價因子后，需要根據(jù)采樣點確定藥材的最適宜的生境因子指標值。系統(tǒng)運用地理信息系統(tǒng)的空間分析和數(shù)據(jù)統(tǒng)計功能，根據(jù)點位坐標提取主要因子的數(shù)值，從而確定各因子的適宜范圍值。

（2）數(shù)據(jù)標準化

針對特定的中藥材，某一區(qū)域地理環(huán)境和生物環(huán)境的制約，在其耐性限度之內(nèi)，該藥材就能夠自然分布，且以中心地帶為最多[7]。按照這一理論，系統(tǒng)采用基于適宜范圍區(qū)間的絕對偏差標準化方法，對因子數(shù)據(jù)進行標準化，從而消除量綱的影響。

（3）結(jié)果重分類

通過對生態(tài)位模型計算的結(jié)果進行適宜性分級，選取中藥資源的適宜性生長區(qū)域，本系統(tǒng)提供了自然斷點分級法、人工確定閾值等多種方法進行適宜性分級，用戶可以實現(xiàn)將中藥資源的生長區(qū)劃區(qū)域劃分為適宜生長區(qū)域、次適宜生長區(qū)域和不適宜生長區(qū)域等。

3.3 中藥資源區(qū)劃系統(tǒng)開發(fā)相關(guān)技術(shù)研究

中藥資源區(qū)劃分析系統(tǒng)的建設(shè)涉及的核心開發(fā)技術(shù)有空間數(shù)據(jù)庫技術(shù)、組件式GIS開發(fā)技術(shù)、地理信息系統(tǒng)等技術(shù)。

（1）地理信息技術(shù)

中藥資源分布具有明顯的地理空間部分特征，地理信息技術(shù)為中藥資源空間分布研究提供技術(shù)支撐。地理信息系統(tǒng)技術(shù)不僅可以對中藥資源空間數(shù)據(jù)進行編碼、存儲、提取和分析，而且還可以將對中藥資源區(qū)劃各個層面的影響進行評價，從而得到綜合分析評價結(jié)果。在中藥資源區(qū)劃中，可以采用地理信息系統(tǒng)中的空間分析技術(shù)進行多因子分析評價，以圖形可視化方式表現(xiàn)中藥資源的空間分布規(guī)律。因此，在地理信息技術(shù)的支持下，中藥資源區(qū)劃分析系統(tǒng)形成了從生態(tài)區(qū)劃到生產(chǎn)區(qū)劃的全過程分析。

（2）空間數(shù)據(jù)庫技術(shù)

空間數(shù)據(jù)庫已經(jīng)成功應(yīng)用于越來越多的地理信息系統(tǒng)應(yīng)用項目。采用關(guān)系數(shù)據(jù)庫或?qū)ο箨P(guān)系數(shù)據(jù)庫管理空間數(shù)據(jù)，可以充分利用關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)管理功能，利用SQL語言對空間與非空間數(shù)據(jù)進行各項數(shù)據(jù)庫操作，同時可以利用關(guān)系數(shù)據(jù)庫的海量數(shù)據(jù)管理、事務(wù)處理、記錄鎖定、并發(fā)控制、數(shù)據(jù)倉庫等功能，使空間數(shù)據(jù)與非空間數(shù)據(jù)一體化集成[21]。“中藥資源區(qū)劃分析系統(tǒng)”利用成熟的ArcSDE結(jié)合關(guān)系型數(shù)據(jù)庫的空間數(shù)據(jù)管理模式，將空間數(shù)據(jù)存儲在關(guān)系型數(shù)據(jù)庫中，通過空間數(shù)據(jù)引擎以及應(yīng)用服務(wù)器對空間數(shù)據(jù)進行有效管理，并通過專用開發(fā)包進行數(shù)據(jù)庫功能開發(fā)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的集成管理。

（3）組件式GIS開發(fā)技術(shù)

組件式軟件是新一代GIS的重要基礎(chǔ)，COMGIS的出現(xiàn)為傳統(tǒng)GIS面臨的多種問題提供了全新的解決思路[22]。相對于傳統(tǒng)GIS，組件式GIS擺脫了二次開發(fā)語言的束縛，可以利用C#、Python等通用的計算機語言進行應(yīng)用開發(fā)，從而便于與其他系統(tǒng)集成，便于開發(fā)新系統(tǒng)和新應(yīng)用。

“中藥資源區(qū)劃分析系統(tǒng)”采用全新的ArcGIS Engine10.2技術(shù)開發(fā)，預(yù)處理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫配置系統(tǒng)、管理系統(tǒng)都基于此進行開發(fā)，系統(tǒng)完全脫離ArcGIS的桌面環(huán)境。ArcGISEngine由包含了大量的類庫，不同的類庫分別封裝不同的地理信息系統(tǒng)功能，包含了ArcObjects中的核心功能，是對ArcObjects中大部分接口、類庫進行封裝所構(gòu)成的，集成了大量的GIS分析功能。

ArcGISEngine是基于COM的集合，可以被多種編程語言所調(diào)用，如VB、Java、C#等。中藥資源區(qū)劃分析系統(tǒng)是以Visual Studio2012為開發(fā)環(huán)境，在.NET平臺下，以C#語言為基礎(chǔ)，利用ArcGISEngine組件進行開發(fā)，數(shù)據(jù)分析將更為靈活，系統(tǒng)功能更加完備，能根據(jù)不同采樣點的藥材品質(zhì)進行生態(tài)主因子分析和相關(guān)性分析，分析中的多種分類方法更加完善，可以結(jié)合專家知識庫系統(tǒng)和根據(jù)建立的空間數(shù)據(jù)庫，對分析結(jié)果進行評估及因素權(quán)重的調(diào)整，從而提高了自動化程度。

4 中藥資源區(qū)劃分析系統(tǒng)開發(fā)及功能實現(xiàn)

本系統(tǒng)集成了由Steven Phillips等[25-26]基于最大熵原理開發(fā)的用于預(yù)測物種潛在地理分布的生態(tài)位模型軟件，從而實現(xiàn)了由環(huán)境因子數(shù)據(jù)庫和藥材采樣點來進行中藥資源的多類型區(qū)劃的全部工作。系統(tǒng)充分利用Java版的最大信息熵計算模型與ESRI的ArcGIS平臺相結(jié)合，采用C#語言開發(fā)，使最大信息熵模型和軟件的相關(guān)功能融為一體，極大提高了軟件的自動化水平。系統(tǒng)界面設(shè)計如圖3所示。

4.1 生態(tài)區(qū)劃分析功能

在中藥資源區(qū)劃分析系統(tǒng)平臺上，生態(tài)區(qū)劃功能模塊從空間維度出發(fā)，對藥材采樣點及調(diào)查區(qū)域進行可視化表達，借助專家知識、地理信息空間分析功能，將第三次資源普查數(shù)據(jù)、第四次中藥資源普查數(shù)據(jù)及自有數(shù)據(jù)與地理空間有機地結(jié)合在一起，可以直觀地顯示單一中藥材的空間分布區(qū)域，為藥材道地性研究及生態(tài)適宜性研究提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

在系統(tǒng)平臺的生態(tài)區(qū)劃功能中，首先利用已集成到平臺上的生態(tài)位模型模塊，通過最大信息熵模型計算單一品種藥材的潛在分布區(qū)。模型通過采集的藥材分布樣點和生境因子，確定特征空間，構(gòu)建約束組合，以熵最大為條件選擇最優(yōu)分布。計算完成后，通過轉(zhuǎn)換模塊，對計算結(jié)果賦值空間參考，生成通用的柵格格式數(shù)據(jù)。為生態(tài)區(qū)劃分級、品質(zhì)區(qū)劃分析及專題地圖生成奠定基礎(chǔ)。生態(tài)區(qū)劃分析結(jié)果如圖4所示。

4.2 品質(zhì)區(qū)劃分析功能

圖4 連翹生態(tài)區(qū)劃圖

在系統(tǒng)平臺的品質(zhì)區(qū)劃模塊中，系統(tǒng)可以根據(jù)生態(tài)位模型計算結(jié)果自動提取生境因子進行品質(zhì)區(qū)劃分析，在此基礎(chǔ)上，利用地理信息空間分析方法，提取生境因子的適宜性指標。同時，為消除量綱對結(jié)果的影響，軟件模塊提供絕對偏差標準化的方法，對生境因子進行歸一化處理。

藥材的品質(zhì)受許多因素決定，包括極端氣溫、極端降水等因素，因此，每種環(huán)境因子對藥材品質(zhì)的形成影響程度也不同，需要對各個因子進行綜合評價。根據(jù)不同環(huán)境因子數(shù)值與藥材成分之間的相關(guān)性，系統(tǒng)平臺提供一種半定量的權(quán)重確定方法。除此之外，在該模塊中還提供交互式界面，可以讓使用人員根據(jù)需要手動填寫權(quán)重。最后，根據(jù)所選主要因子和權(quán)重，計算得到藥材品質(zhì)的綜合評價結(jié)果，將該結(jié)果生成柵格格式數(shù)據(jù)并存入數(shù)據(jù)庫。同時可以將結(jié)果生成專題圖輸出，為藥材的人工種植提供數(shù)據(jù)參考。品質(zhì)區(qū)劃分析結(jié)果如圖5所示。

4.3 生產(chǎn)區(qū)劃分析功能

對于傳統(tǒng)野生藥材來說，其主要受到氣候、土壤、植被等自然生態(tài)環(huán)境因素的影響。在系統(tǒng)平臺的生產(chǎn)區(qū)劃模塊中，以生態(tài)區(qū)劃和品質(zhì)區(qū)劃為基礎(chǔ)，從中藥材生長的自然環(huán)境出發(fā)，通過確定主要分級指標，將生態(tài)區(qū)劃和品質(zhì)區(qū)劃按照一定的標準進行分類。在生產(chǎn)區(qū)劃分析模塊中，首先利用柵格重分類功能將生態(tài)區(qū)劃結(jié)果、品質(zhì)區(qū)劃結(jié)果、社會經(jīng)濟條件等柵格數(shù)據(jù)進行分級在此基礎(chǔ)上，利用生產(chǎn)區(qū)劃分析模塊中的柵格計算功能，進行空間計算，最終生產(chǎn)區(qū)劃計算結(jié)果以柵格格式存儲，從而為決策者提供中藥材生產(chǎn)布局信息。為定量化輸出不同行政區(qū)劃次適宜區(qū)和最適宜區(qū)面積，系統(tǒng)提供多種矢量空間分析的方法，便于對分析結(jié)果進行優(yōu)化。生產(chǎn)區(qū)分析結(jié)果如圖6所示。

5 結(jié)論

“中藥資源區(qū)劃分析系統(tǒng)”旨在應(yīng)用地理信息技術(shù)、最大信息熵和空間數(shù)據(jù)庫技術(shù)，以道地產(chǎn)區(qū)采樣點數(shù)據(jù)為依托，基于中藥材分布、品質(zhì)進行區(qū)劃分析，為中藥資源保護利用和產(chǎn)業(yè)布局提供信息服務(wù)。系統(tǒng)的設(shè)計實現(xiàn)不僅可方便高效地分析預(yù)測中藥材資源的適宜生長區(qū)域，還可對數(shù)據(jù)進行空間化、可視化管理，并能將中藥材資源的生態(tài)信息與分布信息有機結(jié)合，實現(xiàn)中藥資源的分布、品質(zhì)和生產(chǎn)等多類型區(qū)劃的自動分析，為中藥材資源的產(chǎn)業(yè)規(guī)劃和可持續(xù)利用提供準確的科學(xué)支撐，從而結(jié)束了依靠傳統(tǒng)經(jīng)驗和單個氣候因子分析中藥材產(chǎn)地的做法。

利用本系統(tǒng)已經(jīng)對幾十種藥材和部分省區(qū)的中藥資源產(chǎn)業(yè)規(guī)劃進行了分析，取得了很好的應(yīng)用效果。通過驗證證明，中藥資源區(qū)劃分析系統(tǒng)充分提高了區(qū)劃分析的科學(xué)性和自動化水平，該系統(tǒng)實現(xiàn)，將中藥資源區(qū)劃分析流程簡單化，方便用戶操作，從而能快速高效、以可視化的方式展示出預(yù)測結(jié)果，使用戶能夠快速分析中藥資源藥材品種的分布、品質(zhì)和生產(chǎn)的適宜區(qū)域，為我國各地區(qū)中藥資源產(chǎn)業(yè)規(guī)劃和資 源可持續(xù)利用提供科學(xué)的技術(shù)方法。

圖5 連翹品質(zhì)區(qū)劃圖

圖6 連翹生產(chǎn)區(qū)劃圖