[發(fā)明專利]基于3S技術的退化廢棄地的監(jiān)測與評價方法

無效

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• 申請日: 2009-11-25
• 公開（公告）號: CN101718777A
• 公開（公告）日: 2010-06-02
• 發(fā)明（設計）人: 劉耀林;劉艷芳;劉殿鋒
• 申請（專利權）人: 武漢大學
• 主分類號: G01N33/24
• 分類號: G01N33/24
• 代理公司: 武漢華旭知識產(chǎn)權事務所 42214
• 代理人: 劉榮

技術領域

本發(fā)明涉及一種退化廢棄地監(jiān)測與評價方法，尤指應用于土地退化監(jiān)測與整治中的基于3S技術的多類型、多尺度退化廢棄土地快速監(jiān)測與自動評價方法，屬于土地調(diào)查與評價領域。

背景技術

退化廢棄地是指由于人為因素或自然因素造成綜合生產(chǎn)能力下降或生態(tài)環(huán)境破壞的土地，包括荒漠化、侵蝕、污染、災毀和工礦廢棄等。隨著工業(yè)化、城鎮(zhèn)化進程加快，人地關系日益緊張，實時、準確的退化廢棄地監(jiān)測和評價成為獲取退化廢棄信息，輔助科學決策和制定長期發(fā)展規(guī)劃，緩和人地緊張關系，保護和合理利用土地資源的重要保證。以現(xiàn)代信息技術為支撐，一些學者相繼針對采礦塌陷區(qū)、草場退化區(qū)、荒漠化土地、污染土地等設計面向不同退化廢棄地類型的監(jiān)測、評價方法，開發(fā)了相應信息系統(tǒng)，實現(xiàn)了退化廢棄地監(jiān)測評價業(yè)務的系統(tǒng)化和流程化，大大提高了信息處理效率和精度。但是，由于采用的監(jiān)測技術手段單一、評價方法自動化程度不高，設計的系統(tǒng)功能相對單一、通用性差，通常僅針對某一退化廢棄地類型的監(jiān)測或評價進行設計，同時技術的整合程度低，未能實現(xiàn)從退化廢棄地的監(jiān)測到評價的統(tǒng)一業(yè)務流程整合。傳統(tǒng)的退化廢棄地監(jiān)測與評價多是針對某單一退化廢棄地類型，單一尺度層次、監(jiān)測技術手段缺乏先進性、評價方法缺乏專家知識指導，導致方法相對單一、通用性差、自動化程度不高的缺陷。

發(fā)明內(nèi)容

基于3S技術的退化廢棄地監(jiān)測與評價方法能實時掌握退化廢棄地的地域分布特征和動態(tài)變化，分析發(fā)生退化廢棄的原因和機理，對退化廢棄地的退化程度、發(fā)生危險性、恢復可能性和恢復效果進行評價，實現(xiàn)從退化廢棄地信息獲取、監(jiān)測到評價的完整流程處理，從而為土地資源管理提供技術支撐。

本發(fā)明提出3S技術為支撐面向多類型退化廢棄地和區(qū)域多尺度，針對退化廢棄地監(jiān)測與評價過程中復雜業(yè)務流程定制和復雜地理計算的需求，實現(xiàn)了業(yè)務流程智能定制和信息智能處理，解決了復雜業(yè)務流程化管理和信息處理過程中的缺失、異常、非結構化的難題，為我國的退化廢棄地管理和復墾工作提供科學化、流程化和智能化輔助決策方法。

該基于3S技術的退化廢棄地的監(jiān)測與評價方法，包括如下步驟：

(1)根據(jù)區(qū)域是否存在樣點布局，采用與不存在樣點布局或者存在樣點布局對應的不同方式的空間采樣方案；

(2)采用特爾斐法、層次分析法(AHP)建立監(jiān)測和評價指標體系；

(3)通過PDA野外采樣系統(tǒng)或統(tǒng)計調(diào)查獲取采樣數(shù)據(jù)，對監(jiān)測和評價的指標采用空間插值方法、空間作用距離衰減方法進行量化；

(4)根據(jù)區(qū)域特征和前述步驟獲取的數(shù)據(jù)特征，進行與本底數(shù)據(jù)或者退化基準的匹配監(jiān)測，若沒有本底數(shù)據(jù)和退化基準的數(shù)據(jù)采用模型監(jiān)測；

(5)對步驟(4)監(jiān)測發(fā)現(xiàn)的退化廢棄地，根據(jù)區(qū)域特征確定其評價目標，判斷并選擇進行退化廢棄地恢復效果評價或退化廢棄地現(xiàn)狀評價。

步驟(1)中所述的不存在樣點布局情況下的空間采樣方案的步驟為：首先確定采樣底圖和采樣范圍，再劃分采樣單元，選擇采樣模型，根據(jù)計算的樣本量生成采樣點圖層，再調(diào)整樣點布局，最后形成采樣方案。

步驟(1)中所述的存在樣點布局情況下的空間采樣方案的步驟為：先選擇已經(jīng)存在的采樣方案，再獲取野外采樣的數(shù)據(jù)，然后根據(jù)數(shù)據(jù)特征選擇統(tǒng)計推斷模型，最后運用統(tǒng)計推斷模型進行參數(shù)估計和假設檢驗對采樣方案進行優(yōu)化。

步驟(5)中所述的恢復效果評價的步驟為：

a.確定退化廢棄地恢復后的利用類型；

b.針對步驟(2)構建的評價指標體系，運用特爾斐法、成對因素比較法或者層次分析法計算出指標權重；

c.面向不同區(qū)域特點和評價目標采用單一類型圖層構建評價單元、多類型圖層疊置構建評價單元、Voronoi圖劃分評價單元或劃分格網(wǎng)單元劃分評價單元，評價單元為土地利用圖斑、voronoi多邊形或者網(wǎng)格等矢量單元；

d.運用步驟(3)的量化結果通過空間疊加分析計算單元指標分值；

e.根據(jù)區(qū)域特征，參照土地復墾技術標準(試行)制定恢復效果評價指標的恢復標準；

f.應用匹配模型判定步驟e的評價單元是否達到恢復標準，如果達到就對其運用評價模型確定其恢復水平，否則放棄。

步驟(5)中所述的現(xiàn)狀評價的步驟為：首先針對步驟(2)構建的評價指標體系，