一種基于gis技術(shù)的糧食作物產(chǎn)量可視化新方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種基于GIS技術(shù)的糧食作物產(chǎn)量可視化新方法，它包括：海量數(shù)據(jù)搜集及處理步驟、基于GIS平臺(tái)的數(shù)據(jù)庫(kù)構(gòu)建步驟、作物生長(zhǎng)模型建立步驟、基于GIS平臺(tái)的作物產(chǎn)量可視化步驟、糧食安全空間評(píng)價(jià)步驟。本發(fā)明通過(guò)將計(jì)算機(jī)領(lǐng)域中的海量數(shù)據(jù)處理技術(shù)、GIS領(lǐng)域中的柵格圖疊加技術(shù)、作物生長(zhǎng)模型的糧食產(chǎn)量計(jì)算技術(shù)相互結(jié)合，創(chuàng)新性的提出了一套糧食作物產(chǎn)量可視化的方法。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種基于GIS技術(shù)的糧食作物產(chǎn)量可視化新方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及計(jì)算機(jī)環(huán)境評(píng)價(jià)與變化監(jiān)測(cè)領(lǐng)域，具體涉及一種基于GIS技術(shù)模擬糧食作物產(chǎn)量的時(shí)空演變的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]糧食作物產(chǎn)量往往以統(tǒng)計(jì)年鑒為載體，以統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的形式出現(xiàn)。
[0003]而且糧食作物產(chǎn)量一般又是以行政區(qū)域?yàn)閱挝贿M(jìn)行逐級(jí)統(tǒng)計(jì)，高一級(jí)別行政單位的糧食產(chǎn)量一般等同于區(qū)域內(nèi)低一級(jí)別所有行政單位糧食產(chǎn)量的總和。
[0004]在這個(gè)統(tǒng)計(jì)的過(guò)程中，充斥的人為主觀(guān)因素的影響。部分行政單位可能會(huì)因?yàn)楦鞣N原因，會(huì)對(duì)糧食的真實(shí)產(chǎn)量進(jìn)行多報(bào)或者少報(bào)。也有可能因?yàn)榻y(tǒng)計(jì)口徑的不一樣，導(dǎo)致產(chǎn)量統(tǒng)計(jì)過(guò)程中出現(xiàn)混亂而進(jìn)一步降低這些數(shù)據(jù)的客觀(guān)性。
[0005]有些研究者通過(guò)設(shè)計(jì)一套糧食產(chǎn)量修正體系，來(lái)修正糧食產(chǎn)量統(tǒng)計(jì)過(guò)程中可能出現(xiàn)的錯(cuò)誤。但是這些體系都還是建立在搜集各種統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，沒(méi)有從根本上改變糧食作物產(chǎn)量數(shù)據(jù)來(lái)源的主觀(guān)性。
[0006]也有些研究者通過(guò)設(shè)計(jì)模型，將一些能夠影響作物產(chǎn)量的因素導(dǎo)入到模型中，進(jìn)而來(lái)模擬糧食的產(chǎn)量。這些技術(shù)的發(fā)明，在很大程度上提高了糧食作物產(chǎn)量數(shù)據(jù)來(lái)源的客觀(guān)性。但是這些技術(shù)也存在一些缺點(diǎn)，比如有的技術(shù)一次只能計(jì)算一種糧食作物的產(chǎn)量；有的技術(shù)雖然能夠一次計(jì)算多種作物產(chǎn)量，但是無(wú)法剔除或者區(qū)別出區(qū)域內(nèi)重復(fù)種植的情況。而且這些技術(shù)都有一個(gè)致命的弱點(diǎn)，就是無(wú)法在空間上顯示不同作物的分布，即無(wú)法實(shí)現(xiàn)作物產(chǎn)量的可視化。
[0007]如果不能將作物的產(chǎn)量表現(xiàn)到空間分布上，那么糧食產(chǎn)量數(shù)據(jù)的應(yīng)用又受到了類(lèi)似統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的局限。而且在大尺度的糧食安全研究中，這些數(shù)據(jù)的應(yīng)用價(jià)值并不大。比如研究世界范圍內(nèi)不同糧食作物的產(chǎn)量變化，選擇已發(fā)明的其他相關(guān)技術(shù)來(lái)計(jì)算產(chǎn)量，只能得到全世界的作物產(chǎn)量，而很難獲得各個(gè)國(guó)家的糧食作物產(chǎn)量。如果需要獲得各個(gè)國(guó)家的產(chǎn)量，就必須再進(jìn)行一次以國(guó)家為單位的計(jì)算。
[0008]因此使用這些技術(shù)不僅為糧食作物產(chǎn)量的計(jì)算增加了巨大的工作量，更關(guān)鍵的問(wèn)題在于無(wú)法保證模擬數(shù)據(jù)環(huán)境的一致性。因?yàn)橛?jì)算機(jī)每一次模擬糧食作物產(chǎn)量的過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生各種不確定的誤差，每一次的模擬結(jié)果并不一定是百分之百相同的。于是導(dǎo)致的結(jié)果就是，第一次模擬出來(lái)的世界糧食產(chǎn)量與第二次模擬出來(lái)各國(guó)糧食產(chǎn)量的總和是不一致的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]針對(duì)糧食作物產(chǎn)量可視化這一核心問(wèn)題，本發(fā)明提出了一套基于GIS技術(shù)的糧食作物產(chǎn)量可視化方法。發(fā)明的內(nèi)容主要包括:海量數(shù)據(jù)搜集及處理新方法、基于GIS平臺(tái)的數(shù)據(jù)庫(kù)構(gòu)建、改進(jìn)了的作物生長(zhǎng)模型、基于GIS平臺(tái)的作物產(chǎn)量可視化、糧食安全空間評(píng)價(jià)方法。其具體技術(shù)方案為:如圖1所示，一種基于GIS技術(shù)的糧食作物產(chǎn)量可視化新方法。[0010]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，本發(fā)明在盡可能搜集資料的原則上，確定了日氣象數(shù)據(jù)、土壤數(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)作為發(fā)明的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)來(lái)源。日氣象數(shù)據(jù)的內(nèi)容需要包括降水量、最高氣溫、最低氣溫、露點(diǎn)、濕度、輻射度等。土壤分類(lèi)數(shù)據(jù)的內(nèi)容需要包括土壤層數(shù)、土壤厚度、土壤氮磷鉀的含量、土壤PH、土壤有機(jī)碳的含量、砂礫含量、容積密度等。土地利用數(shù)據(jù)需要包括不同土地利用類(lèi)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需要詳細(xì)。土地投入數(shù)據(jù)主要內(nèi)容就是在農(nóng)用地利用過(guò)程中所投入的化肥使用量。地形數(shù)據(jù)主要分為DEM與SLOP兩種。DEM中每個(gè)象元值代表該象元所覆蓋地區(qū)的平均高層。SLOP中每個(gè)象元值代表該象元所覆蓋地區(qū)的平均坡度。這些數(shù)據(jù)所包含的信息是海量的，因此設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)了符合本發(fā)明需求的海量數(shù)據(jù)處理軟件V1.0。該軟件大大提高了數(shù)據(jù)篩選的速度。
[0011]步驟102，但是這些篩選過(guò)后的數(shù)據(jù)由于格式、數(shù)據(jù)量、空間坐標(biāo)等的不同，無(wú)法在GIS平臺(tái)上進(jìn)行識(shí)別與操作。因此需要對(duì)這些海量數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。數(shù)據(jù)必須具有相同的柵格分辨率，而且柵格圖的格式必須統(tǒng)一。如果分辨率和格式不統(tǒng)一，可以運(yùn)用HawthsAnalysis工具進(jìn)行轉(zhuǎn)換。將處理好的所有數(shù)據(jù)統(tǒng)一匯編成可供GIS平臺(tái)讀取的數(shù)據(jù)庫(kù)。如果數(shù)據(jù)不能讀取，需要重新對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選和處理。
[0012]步驟103，將符合要求的數(shù)據(jù)導(dǎo)入到GIS平臺(tái)中，提供給作物生長(zhǎng)模型。本發(fā)明的作物生長(zhǎng)模型是基于EPIC模型開(kāi)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(guò)作物生長(zhǎng)模型可以計(jì)算得到各種不同糧食作物的產(chǎn)量。
[0013]步驟104，作物生長(zhǎng)模型主要計(jì)算得出的是各種不同糧食作物在一定的自然和社會(huì)條件下的產(chǎn)量。要實(shí)現(xiàn)作物產(chǎn)量的可視化，就需要結(jié)合GIS平臺(tái)。本發(fā)明的可視化思路就是以柵格圖的象元為單位，通過(guò)計(jì)算機(jī)判別是否符合耕作要求，以及最符合那種作物生長(zhǎng)進(jìn)而計(jì)算作物平均產(chǎn)量。這樣就成功的實(shí)現(xiàn)了作物的產(chǎn)量在空間上的可視化。
[0014]步驟105，作物產(chǎn)量可視化技術(shù)可以主要應(yīng)用于糧食安全的時(shí)空演變?cè)u(píng)價(jià)研究。運(yùn)用本發(fā)明的方法可以將糧食安全的評(píng)價(jià)滲入到宏觀(guān)尺度的微觀(guān)單元。只要將柵格圖的象元面積縮小，糧食作物產(chǎn)量的時(shí)空分布就越精確。
[0015]本發(fā)明的特點(diǎn)在于跨領(lǐng)域技術(shù)的結(jié)合與創(chuàng)新。通過(guò)將計(jì)算機(jī)領(lǐng)域中的海量數(shù)據(jù)處理技術(shù)、GIS領(lǐng)域中的柵格圖疊加技術(shù)、作物生長(zhǎng)模型的糧食產(chǎn)量計(jì)算技術(shù)相互結(jié)合，創(chuàng)新性的提出了一套糧食作物產(chǎn)量可視化的方法。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1為一個(gè)實(shí)施例中基于GIS技術(shù)糧食安全評(píng)價(jià)流程圖。
[0017]圖2為一個(gè)實(shí)施例中氣象站點(diǎn)數(shù)據(jù)處理技術(shù)流程圖。
[0018]圖3為一個(gè)實(shí)施例中土壤數(shù)據(jù)處理技術(shù)流程圖。
[0019]圖4為一個(gè)實(shí)施例中土地利用類(lèi)型數(shù)據(jù)處理技術(shù)流程圖。
[0020]圖5為一個(gè)實(shí)施例中化肥投入情況數(shù)據(jù)處理技術(shù)流程圖。
[0021]圖6為一個(gè)實(shí)施例中地形數(shù)據(jù)(DEM、SLOP)處理技術(shù)流程圖。
[0022]圖7為一個(gè)實(shí)施例中糧食作物產(chǎn)量可視化流程圖。
【具體實(shí)施方式】[0023]以下結(jié)合相關(guān)附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)闡述。
[0024]首先對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行初步選擇和處理。一方面，搜集的數(shù)據(jù)是海量的，需要對(duì)其進(jìn)行篩選。另一方面，也需要對(duì)數(shù)據(jù)格式進(jìn)行統(tǒng)一。在數(shù)據(jù)篩選方面，本發(fā)明開(kāi)發(fā)一個(gè)海量數(shù)據(jù)處理軟件。軟件的硬件環(huán)境為=Intel Core i5_2400CPU，4G內(nèi)存，至少20G可用硬盤(pán)空間；軟件環(huán)境為:Windows7操作系統(tǒng)，JDK1.7以上；軟件編程語(yǔ)言為JAVA。該軟件具有簡(jiǎn)單而清晰的操作界面，可以根據(jù)研究的需要快速篩選相關(guān)數(shù)據(jù)。
[0025]本發(fā)明的核心思路在于以柵格圖中每一個(gè)象元為單位，通過(guò)疊加各種能夠影響作物產(chǎn)量及分布的因素圖層，運(yùn)用作物生長(zhǎng)模型來(lái)計(jì)算和模擬每一個(gè)象元的作物生長(zhǎng)情況。要實(shí)現(xiàn)作物可視化就必須對(duì)所搜集及經(jīng)過(guò)篩選的數(shù)據(jù)進(jìn)行格式上的統(tǒng)一處理。即無(wú)論篩選的數(shù)據(jù)是什么格式，必須統(tǒng)一到柵格圖層中，并且把相關(guān)屬性記錄到每一個(gè)象元中。
[0026]氣象站點(diǎn)數(shù)據(jù)都是文本TXT的形式，如何將其轉(zhuǎn)化到柵格圖層上是本發(fā)明的創(chuàng)新點(diǎn)之一。如圖2所示，圖2為一個(gè)實(shí)施例中氣象站點(diǎn)數(shù)據(jù)處理技術(shù)流程圖。
[0027]圖2 中:
[0028]步驟201，因?yàn)槊總€(gè)氣象站點(diǎn)都有唯一對(duì)應(yīng)的一個(gè)經(jīng)緯度，所以首先在GIS平臺(tái)上以經(jīng)緯度為數(shù)據(jù)源生成一張可以被GIS讀取的SHP點(diǎn)文件。
[0029]步驟202，然后以這些站點(diǎn)為中心生成泰森多邊形圖。這樣一個(gè)站點(diǎn)就對(duì)應(yīng)的生成了一個(gè)面，這個(gè)面就相當(dāng)于各個(gè)氣象站點(diǎn)所觀(guān)測(cè)的范圍。
[0030]步驟203，因?yàn)樘┥噙呅螆D是SHP點(diǎn)文件，屬于矢量圖，因此在GIS平臺(tái)上將泰森多邊形轉(zhuǎn)化為柵格圖。
[0031]步驟204，最后將生成的氣象柵格圖與氣象站點(diǎn)的數(shù)據(jù)建立索引關(guān)系。
[0032]如圖3所示，圖3為一個(gè)實(shí)施例中土壤數(shù)據(jù)處理技術(shù)流程圖，圖3中:
[0033]步驟301，首先將不同土壤類(lèi)型數(shù)據(jù)進(jìn)行空間疊加。一般來(lái)說(shuō)不同的土壤類(lèi)型有各自的圖層，為了使數(shù)據(jù)符合本發(fā)明的要求，需要將這些土壤數(shù)據(jù)疊加到同一層地圖上。
[0034]步驟302，因?yàn)橥寥婪诸?lèi)圖基本都是SHP文件的矢量圖，因此需要轉(zhuǎn)為柵格格式。
[0035]步驟303，并建立土壤柵格圖與土壤數(shù)據(jù)庫(kù)的映射關(guān)系。
[0036]如圖4所示，圖4為一個(gè)實(shí)施例中土地利用類(lèi)型數(shù)據(jù)處理技術(shù)流程圖，圖4中:
[0037]步驟401，土地利用類(lèi)型圖中，土地的類(lèi)型相對(duì)比較多和復(fù)雜。本發(fā)明所需要的重點(diǎn)在于農(nóng)用地，并希望把農(nóng)用地分為灌溉用地和非灌溉用地。這樣，在非農(nóng)用地部分就可以設(shè)計(jì)為不符合作物生長(zhǎng)要求的地區(qū)。農(nóng)用地范圍就是符合作物生長(zhǎng)要求的范圍。
[0038]步驟402，土地利用類(lèi)型圖需要與其它圖能夠顯示在同一個(gè)地理坐標(biāo)系統(tǒng)內(nèi)，所以需要通過(guò)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換、矢量邊界裁剪等過(guò)程生成符合要求的柵格圖。
[0039]步驟403，然后建立土地利用柵格圖與土地利用數(shù)據(jù)庫(kù)的映射關(guān)系。
[0040]如圖5所示，圖5為一個(gè)實(shí)施例中化肥投入情況數(shù)據(jù)處理技術(shù)流程圖，圖5中:
[0041]步驟501，本發(fā)明的土地投入數(shù)據(jù)界定為化肥投入。以行政界線(xiàn)為單位搜集該區(qū)域內(nèi)化肥使用量并生成SHP面文件。
[0042]步驟502，然后將SHP面文件在GIS平臺(tái)中轉(zhuǎn)化為柵格文件。
[0043]步驟503，最后建立土地投入柵格圖與化肥使用數(shù)據(jù)庫(kù)的映射關(guān)系。
[0044]如圖6所示，圖6為一個(gè)實(shí)施例中地形數(shù)據(jù)(DEM、SLOP)處理技術(shù)流程圖，圖6中:
[0045]步驟601，因?yàn)榈匦螖?shù)據(jù)是基于地球橢球面的三維數(shù)據(jù)，所以其形狀不能與前面生成的其他圖形完全吻合。因此本發(fā)明用朗伯等積方位投影的方法，對(duì)地形數(shù)據(jù)進(jìn)行初步處理，使其形狀符合要求。
[0046]步驟602，然后通過(guò)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換、矢量邊界裁剪生成符合要求的柵格圖。
[0047]步驟603，最后建立地形柵格圖與地形數(shù)據(jù)庫(kù)的映射關(guān)系。
[0048]如圖7所示，圖7為一個(gè)實(shí)施例中糧食作物產(chǎn)量可視化流程圖，圖7中:
[0049]步驟701，所有數(shù)據(jù)處理完畢以后，將數(shù)據(jù)以指定的格式導(dǎo)入到GIS平臺(tái)中。
[0050]步驟702，通過(guò)GIS平臺(tái)將計(jì)算糧食產(chǎn)量的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為能被作物生長(zhǎng)模型所讀取的文本格式。
[0051]步驟703，文本形式的輸入數(shù)據(jù)在作物模型中又會(huì)被轉(zhuǎn)為模型特定的數(shù)據(jù)輸入格式。
[0052]步驟704，在數(shù)據(jù)準(zhǔn)備完成以后，作物生長(zhǎng)模型開(kāi)始模擬計(jì)算各種不同作物的產(chǎn)量，該過(guò)程在設(shè)計(jì)好的模型中自動(dòng)進(jìn)行。
[0053]步驟705，不同糧食作物產(chǎn)量模擬計(jì)算完成后，將計(jì)算結(jié)果輸入到指定模塊并保存。
[0054]步驟706，將保存在指定模塊中的模型成果數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為文本輸出格式以便GIS平臺(tái)讀取。如果數(shù)據(jù)通過(guò)驗(yàn)證則進(jìn)入下一步工序，如果數(shù)據(jù)沒(méi)有通過(guò)驗(yàn)證則需要重新輸入GIS平臺(tái)的輸入數(shù)據(jù)。
[0055]步驟707，在GIS平臺(tái)上，將通過(guò)驗(yàn)證的作物選擇模型所計(jì)算的不同糧食作物產(chǎn)量與空間數(shù)據(jù)結(jié)合，將糧食作物產(chǎn)量顯示到地理空間中，生成GIS輸出文件。
[0056]步驟708，GIS輸出文件主要是不同糧食產(chǎn)量的空間分布柵格圖，可以利用該圖進(jìn)行糧食安全的時(shí)空演變?cè)u(píng)價(jià)。
[0057]以上所述，本發(fā)明的上述方案都只能認(rèn)為是對(duì)本發(fā)明的說(shuō)明而不能限制本發(fā)明，權(quán)利要求書(shū)指出了本發(fā)明的范圍，而上述的說(shuō)明并未指出本發(fā)明的范圍，因此，在于本發(fā)明的權(quán)利要求書(shū)相當(dāng)?shù)暮x和范圍內(nèi)的任何改變，都應(yīng)認(rèn)為是包括在權(quán)利要求書(shū)的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
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(tái)的數(shù)據(jù)庫(kù)構(gòu)建步驟、作物生長(zhǎng)模型建立步驟、基于GIS平臺(tái)的作物產(chǎn)量可視化步驟、糧食安全空間評(píng)價(jià)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(lèi)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(diǎn)、濕度、輻射度，土壤分類(lèi)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(jī)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(lèi)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(guò)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(gè)象元值代表該象元所覆蓋地區(qū)的平均高層，SLOP中每個(gè)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(tái)的數(shù)據(jù)庫(kù)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(tái)讀取的數(shù)據(jù)庫(kù)。
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(zhǎng)模型建立步驟是基于EPIC模型開(kāi)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(guò)作物生長(zhǎng)模型計(jì)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(tái)的作物產(chǎn)量可視化步驟是以柵格圖的象元為單位，通過(guò)計(jì)算機(jī)判別是否符合耕作要求，以及最符合哪種作物生長(zhǎng)進(jìn)而計(jì)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(píng)價(jià)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(píng)價(jià)滲入到宏觀(guān)尺度的微觀(guān)單元，只要將柵格圖的象元面積縮小，糧食作物產(chǎn)量的時(shí)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(lèi)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(diǎn)、濕度、輻射度，所述土壤分類(lèi)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(jī)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(lèi)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(guò)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(gè)象元值代表該象元所覆蓋地區(qū)的平均高層，SLOP中每個(gè)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(guò)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(wú)法在GIS平臺(tái)上進(jìn)行識(shí)別與操作，因此首先對(duì)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(tái)讀取的數(shù)據(jù)庫(kù)； 步驟103，將符合要求的海量數(shù)據(jù)導(dǎo)入到GIS平臺(tái)中，提供給作物生長(zhǎng)模型；所述作物生長(zhǎng)模型是基于EPIC模型開(kāi)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(guò)作物生長(zhǎng)模型可以計(jì)算得到各種不同糧食作物的產(chǎn)量； 步驟104，所述作物生長(zhǎng)模型計(jì)算得出的是各種不同糧食作物在一定的自然和社會(huì)條件下的產(chǎn)量，再結(jié)合GIS平臺(tái)實(shí)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(guò)計(jì)算機(jī)判別是否符合耕作要求，以及最符合那種作物生長(zhǎng)進(jìn)而計(jì)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(shí)空演變?cè)u(píng)價(jià)方法，運(yùn)用該方法可以將糧食安全的評(píng)價(jià)滲入到宏觀(guān)尺度的微觀(guān)單元，只要將柵格圖的象元面積縮小，糧食作物產(chǎn)量的時(shí)空分布就 越精確。
【文檔編號(hào)】G06F17/30GK103514569SQ201310480267
【公開(kāi)日】2014年1月15日 申請(qǐng)日期:2013年10月15日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月15日
【發(fā)明者】李煥, 林木豐, 黃賢金 申請(qǐng)人:南京大學(xué)