任江峰 郭新玲 穆志杰

摘要：農(nóng)業(yè)資源監(jiān)測(cè)就是針對(duì)農(nóng)業(yè)資源的屬性動(dòng)態(tài)變化的跟蹤。測(cè)繪地理信息GIS建立這些屬性的空間和統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)，信息來(lái)源于土壤圖、氣候圖、各種統(tǒng)計(jì)報(bào)表等。測(cè)繪地理信息GIS將圖形與數(shù)據(jù)庫(kù)有機(jī)結(jié)合，可實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)資源一體化，為農(nóng)業(yè)資源自動(dòng)化監(jiān)測(cè)和管理服務(wù)。

關(guān)鍵詞：測(cè)繪 GIS 監(jiān)測(cè) 管理

引言：

測(cè)繪地理信息GIS地理信息系統(tǒng)是以地理空間數(shù)據(jù)庫(kù)為基礎(chǔ)，具有數(shù)據(jù)采集與編輯、屬性數(shù)據(jù)編輯與分析、空間數(shù)據(jù)庫(kù)管理、制圖、空間分析、拓?fù)洳樵儭B置分析、地學(xué)分析等多種功能，是當(dāng)今世界發(fā)展最快，應(yīng)用廣泛的系統(tǒng)。在農(nóng)業(yè)資源監(jiān)測(cè)、管理、農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境評(píng)估、農(nóng)業(yè)災(zāi)害預(yù)測(cè)、農(nóng)業(yè)氣候、農(nóng)作物估產(chǎn)與檢測(cè)、農(nóng)作物種植等領(lǐng)域，測(cè)繪地理信息GIS的作用與貢獻(xiàn)十分顯著。

1.測(cè)繪地理信息GIS在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的發(fā)展現(xiàn)狀

1）農(nóng)業(yè)信息的可視化與專題圖制作

測(cè)繪地理信息GIS與一般的信息系統(tǒng)相比較而言，具有空間信息可視化的功能，可以將不同類型的空間信息以二維平面顯示 、三維立體顯示以及動(dòng)態(tài)顯示等方式形象直觀地傳遞給用戶。而基于GIS所生成的數(shù)字高程模型不僅制作過(guò)程相對(duì)簡(jiǎn)單而且給人視覺(jué)上產(chǎn)生真實(shí)感，能夠較為真實(shí)的再現(xiàn)區(qū)域地形特征， 目前已經(jīng)在病蟲災(zāi)害覆蓋圖、耕地地力等級(jí)圖、農(nóng)作物產(chǎn)量分布圖以及農(nóng)業(yè)氣候區(qū)劃等農(nóng)業(yè)專題地圖等農(nóng)業(yè)方面被廣泛應(yīng)用。

2）農(nóng)業(yè)信息方便快捷的查詢與統(tǒng)計(jì)

測(cè)繪地理信息GIS提供了基于空間關(guān)系、屬性特征和地址匹配進(jìn)行信息查詢的查詢方式，其空間查詢能力強(qiáng)大。對(duì)于農(nóng)業(yè)信息的查詢，主要是以測(cè)繪地理信息GIS所建立的農(nóng)業(yè)信息地理數(shù)據(jù)庫(kù)為基礎(chǔ)，不同級(jí)別的用戶可選擇不同的方式進(jìn)行查詢獲取所需的農(nóng)業(yè)信息，此外，測(cè)繪地理信息GIS還具備統(tǒng)計(jì)功能，可獲取農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)的分區(qū)域 、分土壤類型、分農(nóng)用地類型和分用戶級(jí)別等多方面的統(tǒng)計(jì)信息。

3）農(nóng)業(yè)信息空間分析功能

測(cè)繪地理信息GIS在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域較為常用的空間分析方法包括空間插值、緩沖區(qū)分析、疊置分析、地形分析、流域分析以及空間統(tǒng)計(jì)分析。這些空間分析方法可以與各種專項(xiàng)模型相結(jié)合，進(jìn)行農(nóng)業(yè)信息的預(yù)測(cè) 、評(píng)估以及劃分等， 為農(nóng)業(yè)決策提供實(shí)時(shí)、可靠和快速的依據(jù)。

4）測(cè)繪地理信息GIS的空間模型的功能

可模擬區(qū)域內(nèi)農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境的動(dòng)態(tài)變化和發(fā)展趨勢(shì)，為決策和管理（ 部門）提供依據(jù)。

2.利用地理信息測(cè)繪地理信息GIS進(jìn)行監(jiān)測(cè)主要幾種方法

1）分類比較監(jiān)測(cè)法

該方法首先對(duì)覆蓋區(qū)的多時(shí)相遙感數(shù)據(jù)進(jìn)行裁剪、幾何精度糾正、影像增強(qiáng)處理，以增強(qiáng)原始圖像的光譜信息，消除噪聲，提高信噪比，以有利于遙感圖像植被信息的提取;然后對(duì)影像進(jìn)行監(jiān)督分類，并通過(guò)目標(biāo)判讀以及結(jié)合地面調(diào)查數(shù)據(jù)對(duì)分類影像進(jìn)行分類精度評(píng)價(jià)，對(duì)分類圖像進(jìn)行各類地物像元統(tǒng)計(jì)計(jì)算，計(jì)算出各類地物特別是各類植物的面積大小;最后對(duì)各個(gè)時(shí)相遙感影像中各類植物的面積進(jìn)行比較計(jì)算，以此得到變化矩陣。

2）圖像差值法

通過(guò)遙感數(shù)據(jù)TM7、TM5、TM4三個(gè)波段作差值，得到差值圖像ΔTM7、ΔTM5、ΔTM4，將這差值圖像配以紅、綠、藍(lán)進(jìn)行彩色合成，從彩色合成圖可以看出用不同顏色顯示的森林植被增加、減少、輕微變化或不變的位置和范圍，同時(shí)也可以計(jì)算出變化的面積值。

3）比值植被指數(shù)差值法

比值植被指數(shù)（IR/R）與植被的生長(zhǎng)有著直接關(guān)系，所以通過(guò)比較不同時(shí)相的植被指數(shù)圖像，可以有效地監(jiān)測(cè)植被的變化情況。而且，比值還能夠消除太陽(yáng)高度角、大氣狀況、土壤水分等因素對(duì)遙感圖像的影響，對(duì)非地類變化引起的差異進(jìn)行壓縮，進(jìn)而突出地類的變化。根據(jù)植被指數(shù)變化程度對(duì)植物生長(zhǎng)進(jìn)行檢測(cè)，并依據(jù)一定閾值劃分比值植被指數(shù)差值圖像來(lái)檢測(cè)變化區(qū)域的位置和面積大小。

4）歸一化差值植被指數(shù)法

由植被的光譜反射特性可知，紅光波段（R）是葉綠素的吸收帶，對(duì)應(yīng)TM影像的3波段TM3;近紅外波段（IR）是植被的強(qiáng)烈反射波段，對(duì)應(yīng)于TM影像的4波段TM4。植被在這兩個(gè)光譜范圍的反射差異極大。歸一化差值植被指數(shù)（NDVI）應(yīng)用了植被紅光區(qū)的強(qiáng)吸收、近紅外波段高反射的特性，通過(guò)比值變換，使植被信號(hào)放大，并使植被群內(nèi)方差縮小、群間方差變大，消除或減弱了地形陰影的影響，從而易于提取植被信息，區(qū)分植被的動(dòng)態(tài)變化。

3.測(cè)繪地理信息GIS在農(nóng)業(yè)資源監(jiān)測(cè)和管理中的應(yīng)用的實(shí)例

1）測(cè)繪地理信息GIS在農(nóng)業(yè)災(zāi)害預(yù)測(cè)與控制中的應(yīng)用

在檢測(cè)自然災(zāi)害中GIS與GPS、RS技術(shù)相互結(jié)合相互利用使得減災(zāi)防災(zāi)治災(zāi)有了科學(xué)依據(jù)和宏觀世面。對(duì)于有災(zāi)的區(qū)域，可根據(jù)GIS提供的數(shù)據(jù)計(jì)算出災(zāi)害面積，須治災(zāi)人物財(cái)力等，同時(shí)可以根據(jù)GIS的空間特性，對(duì)某一地方歷史數(shù)據(jù)分析，從而推演其災(zāi)害時(shí)空規(guī)律，對(duì)災(zāi)害預(yù)測(cè)并提供宏微觀的數(shù)據(jù)以分析對(duì)策。息GIS在農(nóng)業(yè)災(zāi)害預(yù)測(cè)與控制中的應(yīng)用示例1

2）測(cè)繪地理信息GIS在農(nóng)業(yè)保險(xiǎn)承保定損中應(yīng)用

農(nóng)業(yè)災(zāi)害時(shí)常發(fā)生，農(nóng)業(yè)保險(xiǎn)是確保農(nóng)民穩(wěn)定增收的一個(gè)重要舉措。目前這項(xiàng)事業(yè)的發(fā)展非常迅速，現(xiàn)在通過(guò)遙感、GIS、無(wú)人機(jī)技術(shù)體系，實(shí)現(xiàn)了按圖標(biāo)定、按圖定損、按圖理賠。這套技術(shù)使得保險(xiǎn)公司和農(nóng)民的利益得到了良好保障。通過(guò)這樣的空間監(jiān)測(cè)，在面對(duì)一些重大的災(zāi)害和損失時(shí)可進(jìn)行精準(zhǔn)的評(píng)估定損。GIS在農(nóng)業(yè)保險(xiǎn)承保定損中應(yīng)用的示例2

4.結(jié)術(shù)語(yǔ)：

隨著地理信息系統(tǒng)測(cè)繪地理信息GIS技術(shù)不斷地完善，在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)與農(nóng)業(yè)集約化、信息化的趨勢(shì)下，測(cè)繪地理信息GIS在農(nóng)業(yè)方面得到不斷應(yīng)用和推廣。測(cè)繪地理信息GIS在農(nóng)業(yè)災(zāi)害預(yù)測(cè)與控制、自動(dòng)農(nóng)作物種植、農(nóng)業(yè)資源調(diào)查、監(jiān)測(cè)和管理、開展農(nóng)業(yè)適應(yīng)性評(píng)價(jià)、農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境研究、農(nóng)業(yè)氣候區(qū)劃、農(nóng)作物估產(chǎn)與檢測(cè)、水土保持等方面均有不同程度應(yīng)用。測(cè)繪地理信息GIS在農(nóng)業(yè)方面前景也十分廣闊。

參考文獻(xiàn)

[1]《測(cè)繪地理信息GIS成為農(nóng)業(yè)的底盤技術(shù)》 趙春江.

[2]《淺談測(cè)繪地理信息GIS在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域中的應(yīng)用現(xiàn)狀及前景》 朱小燕.

（自然資源部第二地形測(cè)量隊(duì)）