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耕地质量评价的模型方法与信息系统集成及应用研究

聂艳  
【摘要】:土地资源作为人类赖以生存的物质基础,其数量和质量的演变直接关系着国家的粮食安全与社会稳定。近年来,工业化、城镇化的发展以及生态退耕政策的实施,使我国耕地整体数量呈持续下降趋势;机械、化肥、农药等高能耗工业产品的大量投入,给农业带来高速发展的同时,也引发了一系列耕地退化问题。如何协调耕地资源利用与人口增加、经济发展和环境保护的矛盾,实现耕地资源的可持续利用,成为当代农学界、土壤学界以及土地管理学界的重要课题。 20世纪90年代以来,空间、遥感、地理信息系统、计算机等现代高新技术和系统论、信息论、控制论等现代科学方法得到广泛而深入应用,为面临信息时代资源环境科学的发展,展示出更加广阔的前景。本文以湖北省宜都市和江汉平原后湖农场为研究样区,综合应用计算机、ComGIS、UML、工作流、专家系统等高新技术,结合土壤、土地、景观、生态、信息和现代数学等多学科理论方法,设计并开发了农用地分等定级与估价信息系统(ALEIS);在可持续发展理论指导下,探讨了耕地质量评价、土地利用动态监测、农业生态风险评估和耕地适宜性选择方案等农用地质量的监、控、管体系的理论、模型和方法,从自然、社会、经济、环境和土地利用等多角度揭示了耕地质量的变化特征;深入挖掘了多学科交叉解决农业生产实际问题的方法。对于土壤学、土地科学等传统学科与地理信息学等新型学科的融合与发展具有重要的理论和实践意义。现将取得的主要研究工作进展和结果总结如下: (1) 基于数据共享的需要,分析了农用地分等定级估价信息的基本特征,开展了数据分类与编码、数据的收集与标准化等方面的研究;借助ComGIS、UML、工作流等技术,通过概要分析、需求分析、系统设计、系统实施和系统评价等GIS开发过程建立了ALEIS。系统具有以下特点:属性数据库、空间数据库和模型库一体化管理;采用Windows的图形用户界面(UI)、向导导航与用户交互;数据库标准化、规范化,能与其他国土资源信息系统兼容,有利于土地信息的共享与交流;采用ComGIS技术,简化开发过程,同时可以根据用户需要添加功能模块,系统的维护、扩充更加方便。 (2) 在ALEIS支持下,研究了农用地分等定级与估价的定量化模型与方法。研究采用特尔斐、主成分分析等多种方法确定农用地评价指标体系和权系数,根据各指标的特性建立合理的赋值方式和量化表达方法,然后综合运用因素法、聚类分析法、模糊物元贴近度模型等数理方法划分农用地等别、级别;引入C—D生产函数法,对测得的农用地实际收益进行校正,在测算样本地价的基础上,建立农用地数字地价模型,获取基准地价。文中以湖北省宜都市为研究样区,先后


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