基于GIS的區域農業氣候資源量化研究

趙莉娜

（中國科學院地理科學與資源研究所資源與環境信息系統國家重點實驗室北京100101）

基于GIS的區域農業氣候資源量化研究

趙莉娜

（中國科學院地理科學與資源研究所資源與環境信息系統國家重點實驗室北京100101）

對區域農業氣候資源的研究是當前農業資源研究中的重要內容，特別是最近幾年，國家對農業發展的重視程度不斷增強，而氣候資源又由于多種原因不斷發生著變化，這更為區域農業的發展造成了新的影響。地理信息系統（GIS）技術是區域農業氣候資源研究過程中的一項重要技術，本文以此技術為基礎，對當前農業氣候資源（主要是農業干旱氣候資源）進行了量化研究。

GIS區域農業氣候資源量化干旱

GIS是由多種學科交叉獲得的產物，在地理空間的基礎上，運用地理模型分析法，實時提供多種空間和動態的地理信息是地理研究和現代科學技術高度融合的產物。在GIS下，表格數據可以轉換為地理圖標，易于研究，能夠更生動的反映出數據內容。因此，將GIS應用于區域農業干旱氣候資源量化研究中，一方面可以獲得科學的數據，另一方面也可以在動態結果中找到地區干旱程度的變化，分析成因，進而找到最適宜的農業發展策略。

農業生產在很大程度上依賴于區域氣候條件，不管是光資源、熱資源還是水資源，對于農業的發展的影響都有兩面性，既可以促進農業生產，也可能阻礙農業生產，如果能夠對區域農業氣候資源做出科學的量化研究，那么就有可能合理的利用區域氣候資源，甚至轉不利影響為有利影響，進而實現區域農業的進一步發展。

水是生命之源，農作物的生長更是離不開水資源，也正是因為如此，在區域農業氣候中，干旱對農業的影響是非常大的，人口的增長，能源的過度消耗使得我國對農業發展的需求越來越迫切，通過區域氣候資源量化研究實現區域農業優化配置和區域農業氣候資源高效利用是非常有必要的。因此，運用GIS技術實現區域農業干旱氣候資源量化研究具有一定的現實意義。那么，基于GIS的區域農業干旱氣候資源量化研究具體應該如何操作呢，這是本文的研究重點。

1　資料的搜集與整理

任何一項研究，都要有大量的客觀數據和資料的支持，對于區域農業干旱氣候資源量化研究也不例外。我們知道，以Sg,Sr,Ss分別代表光、熱、水單項資源指數，那么，區域農業氣候資源總量指數Cr=(Sg+Sr+Ss)/3，因此，水資源在氣候資源總量中的重要程度與光合熱相同，如此一來，對于干旱氣候的研究就必須細化、精準。具體而言，基于GIS的區域農業干旱氣候資源量化研究過程中資料的搜集與整理主要保羅以下幾個重要的環節：

首先，氣象數據的獲得和整理。由于對干旱氣候的研究需要區域降水量的數據，而一般只有氣象站點能夠有比較系統全面的數據，因此要做好與氣象站點的溝通工作，獲得這些數據。當然，不同部門對同樣的數據的使用目的是不同的，這也就決定了他們對數據的保存方式的不同，做好區域農業干旱氣候資源量化研究不能直接用這些數據。這就需要對這些數據進行整理。

其次，對于區域地理位置數據的獲得和整理。除了降水量直接影響區域的干旱程度以外，區域的地理位置也會對區域是否干旱造成影響，比如由地理位置決定的區域的儲水能力，因地理位置不同而出現的土質不同帶來的對水的吸收能力等，這些因素都或多或少的影響著區域農業的發展，因此在GIS的區域農業氣候資源量化研究過程中，也應該注意對區域地理位置數據的搜集。而這些數據的獲得一般需要實地考察，在數據搜集好之后可以通過散點圖來記錄數據，這更方便后期的研究。

當然，除了以上兩點之外，GIS的區域農業氣候資源量化研究需要的數據還有很多，這需要研究人員根據所涉及的區域的特征以及研究的重點來選擇。

2　方法的確定

確定具體研究方法十分關鍵，在GIS技術下，表格數據的分析有很多種方法，而當前在農業區域干旱氣候的資源量化研究中，比較常用的是IDW和Kriging的方法，運用這兩種方法可以獲得比較準確的空間差值結果和實際降水分布規律情況，這樣就基本掌握了與干旱有關的大部分信息。此外，運用這兩種方法，還會涉及到區域的經度和緯度的信息，這些信息和之前獲得的氣象數據結合，就可以更加全面的分析出地區干旱的成因，進而找到相對合適的預防和解決策略。因此，方法的選擇不僅對整個研究過程而言非常重要，對于之后對區域農業發展的進一步研究也有重要意義。

3　量化結果分析

經過數據的搜集和整理之后，選擇合適的方法進行區域農業干旱氣候資源的量化處理之后，就會獲得結果，對這些結果的分析也非常重要。在量化結果分析的過程中，會涉及到大量的公式的運用以及數字計算。對于區域農業干旱的氣候資源而言，在Kriging法下，需要以“區域變量”為理論依據，根據不同區域的變化情況分析結果之間的關聯程度，進而找到一定的規律。在結果分析的時候，還需要對之前某種方法下獲得的實驗數據進行檢驗，因為對于氣候的研究常常比較難，任何一種方法都有出現錯誤的可能，，而一旦選用了錯誤的結果展開結果分析，就很有能到導致前功盡棄，因此每一個結果的使用都要做到提前檢驗，檢驗可以選用交叉檢驗法或者平均誤差法。

在量化結果分析的過程中，單元網格分割是比較常用的，上面我們已經提到，GIS下獲得的數據的特點之一就是動態性，對于農業區域的干旱而言，不同區域的差異，同一區域不同時間的差異等都可能成為最后研究的重點，通過單元網格分割的方法將動態數據點固定，可以更好的保存分析結果。

4　結束語

GIS技術的出現為區域農業的研究提供了極大的便利，在今天，生態環境的惡化讓我們更加重視農業區域氣候資源，而干旱作為最常見的現象之一，采用GIS技術進行分析將會獲得更加科學的結果，這對今后農業的發展都是具有價值的。

P46[文獻碼]B

1000-405X（2015）-7-338-1

趙莉娜（1981～），女，博士研究生，研究方向為生物地理與數據挖掘。

[1]林孝松.基于GIS的區域農業氣候資源量化分析與評價[J].中國農業氣象,2004 (25).

[2]林孝松,趙純永.基于GIS的區域農業氣候資源要素分布模擬[J].資源開發與市場, 2002(18).