[發(fā)明專利]一種基于GIS技術(shù)的糧食作物產(chǎn)量可視化新方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310480267.0
• 申請日: 2013-10-15
• 公開（公告）號: CN103514569B
• 公開（公告）日: 2017-03-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李煥;林木豐;黃賢金
• 申請（專利權(quán)）人: 南京大學(xué)
• 主分類號: G06Q50/02
• 分類號: G06Q50/02;G06F17/30
• 代理公司: 南京知識律師事務(wù)所32207
• 代理人: 張?zhí)K沛

1.一種基于GIS技術(shù)的糧食作物產(chǎn)量可視化新方法，其特征在于，它包括：海量數(shù)據(jù)搜集及處理步驟、基于GIS平臺的數(shù)據(jù)庫構(gòu)建步驟、作物生長模型建立步驟、基于GIS平臺的作物產(chǎn)量可視化步驟、糧食安全空間評價步驟。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于GIS技術(shù)的糧食作物產(chǎn)量可視化新方法，其特征在于：所述海量數(shù)據(jù)搜集及處理步驟是搜集日氣象數(shù)據(jù)、土壤分類數(shù)據(jù)、土地利用數(shù)據(jù)、土地投入數(shù)據(jù)以及地形數(shù)據(jù)作為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，其中日氣象數(shù)據(jù)包括降水量、最高氣溫、最低氣溫、露點、濕度、輻射度，土壤分類數(shù)據(jù)包括土壤層數(shù)、土壤厚度、土壤氮磷鉀的含量、土壤PH、土壤有機碳的含量、砂礫含量、容積密度，土地利用數(shù)據(jù)包括不同土地利用類型的面積與空間分布，土地投入數(shù)據(jù)主要指在農(nóng)用地利用過程中所投入的化肥使用量，地形數(shù)據(jù)分為DEM與SLOP兩種，DEM中每個象元值代表該象元所覆蓋地區(qū)的平均高層，SLOP中每個象元值代表該象元所覆蓋地區(qū)的平均坡度，所述基礎(chǔ)數(shù)據(jù)統(tǒng)一格式并予以處理建立映射關(guān)系。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于GIS技術(shù)的糧食作物產(chǎn)量可視化新方法，其特征在于：所述基于GIS平臺的數(shù)據(jù)庫構(gòu)建步驟是指在相同的柵格分辨率和柵格圖的格式統(tǒng)一的情況下，將處理好的所有數(shù)據(jù)統(tǒng)一匯編成可供GIS平臺讀取的數(shù)據(jù)庫。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于GIS技術(shù)的糧食作物產(chǎn)量可視化新方法，其特征在于：所述作物生長模型建立步驟是基于EPIC模型開發(fā)改進(jìn)后得到；將原始EPIC模型的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行了更新；通過作物生長模型計算得到各種不同糧食作物的產(chǎn)量。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于GIS技術(shù)的糧食作物產(chǎn)量可視化新方法，其特征在于：所述基于GIS平臺的作物產(chǎn)量可視化步驟是以柵格圖的象元為單位，通過計算機判別是否符合耕作要求，以及最符合哪種作物生長進(jìn)而計算作物平均產(chǎn)量。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于GIS技術(shù)的糧食作物產(chǎn)量可視化新方法，其特征在于：所述糧食安全空間評價步驟是作物產(chǎn)量可視化技術(shù)的方法，此方法將糧食安全的評價滲入到宏觀尺度的微觀單元，只要將柵格圖的象元面積縮小，糧食作物產(chǎn)量的時空分布就越精確。

7.根據(jù)權(quán)利要求1至6之一所述的基于GIS技術(shù)的糧食作物產(chǎn)量可視化新方法，其特征在于，其具體步驟為：

步驟101，海量數(shù)據(jù)搜集及處理：能夠影響糧食作物產(chǎn)量及分布的因素眾多，其基礎(chǔ)數(shù)據(jù)確定為日氣象數(shù)據(jù)、土壤分類數(shù)據(jù)、土地利用數(shù)據(jù)、土地投入數(shù)據(jù)以及地形數(shù)據(jù)；所述日氣象數(shù)據(jù)包括降水量、最高氣溫、最低氣溫、露點、濕度、輻射度，所述土壤分類數(shù)據(jù)包括土壤層數(shù)、土壤厚度、土壤氮磷鉀的含量、土壤PH、土壤有機碳的含量、砂礫含量、容積密度，所述土地利用數(shù)據(jù)包括不同土地利用類型的面積與空間分布，其中尤其是農(nóng)用地的面積與空間分布，所述土地投入數(shù)據(jù)就是在農(nóng)用地利用過程中所投入的化肥使用量，所述地形數(shù)據(jù)分為DEM與SLOP兩種，DEM中每個象元值代表該象元所覆蓋地區(qū)的平均高層，SLOP中每個象元值代表該象元所覆蓋地區(qū)的平均坡度；

步驟102，篩選過后的海量數(shù)據(jù)由于格式、數(shù)據(jù)量、空間坐標(biāo)的不同，無法在GIS平臺上進(jìn)行識別與操作，因此首先對這些海量數(shù)據(jù)統(tǒng)一處理成具有相同的柵格分辨率，而且柵格圖的格式也必須統(tǒng)一；將處理好的所有數(shù)據(jù)統(tǒng)一匯編成可供GIS平臺讀取的數(shù)據(jù)庫；

步驟103，將符合要求的海量數(shù)據(jù)導(dǎo)入到GIS平臺中，提供給作物生長模型；所述作物生長模型是基于EPIC模型開發(fā)改進(jìn)后得到，將原始EPIC模型的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行了更新，通過作物生長模型可以計算得到各種不同糧食作物的產(chǎn)量；

步驟104，所述作物生長模型計算得出的是各種不同糧食作物在一定的自然和社會條件下的產(chǎn)量，再結(jié)合GIS平臺實現(xiàn)作物產(chǎn)量的可視化；所述可視化指作物的產(chǎn)量在空間上的可視化，是以柵格圖的象元為單位，通過計算機判別是否符合耕作要求，以及最符合那種作物生長進(jìn)而計算作物平均產(chǎn)量；

步驟105，作物產(chǎn)量可視化應(yīng)用于糧食安全的時空演變評價方法，運用該方法可以將糧食安全的評價滲入到宏觀尺度的微觀單元，只要將柵格圖的象元面積縮小，糧食作物產(chǎn)量的時空分布就越精確。