《基於GIS的農作物品種種植精細區劃方法研究》是依託中國農業大學，由張曉東擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：基於GIS的農作物品種種植精細區劃方法研究
- 依託單位：中國農業大學
- 項目負責人：張曉東
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
眾多的審定品種和複雜的種植環境，給品種精確推廣造成了巨大困難，由此造成的盲目推廣，帶來巨大經濟損失。品種種植區劃對品種推廣起直接指導作用，本項目以東華北、黃淮海種植區玉米品種為例，以1：400萬地貌和土壤圖疊加生成的自然單元為區劃基礎單元（體現細）；綜合考慮品種各性狀對環境特殊要求（體現精），構建品種種植精細區劃指標體系，並通過基於模糊數學建立的品種適宜性多指標綜合評價模型計算區劃指標值；兼顧各種植環境間空間鄰接關係，採用基於鄰接關係的面狀要素空間、屬性一體化聚類算法實現分區；通過自下而上與自上而下相結合的分區方法，研究農作物品種種植精細區劃。本研究特色和創新是在對品種差異和種植環境充分認知的基礎上研究品種級別的精細區劃，能解決傳統的作物級別的種植區劃不能套用於具體品種推廣的缺陷，給品種的精確推廣提供科學支持、降低風險，進一步推動種植業信息化的發展，具有理論和現實意義。
結題摘要
傳統的作物區劃方法多以定性分析和主觀經驗為主，不能有效指導農作物品種的精細、精準化套用。品種種植區劃對品種推廣起直接指導作用，本項目以東華北、黃淮海種植區玉米品種為例，基於GIS開展品種種植精細區劃方法研究。圍繞研究目標與內容，在項目組各成員的共同努力下，我們按計畫完成了項目計畫書中的各項研究內容。取得的成果主要有：（1）完成了玉米品種種植精細區劃基礎資料庫建設，包括氣象數據、品種數據、調查數據、生產統計數據及地理空間數據等，數據量接近10 G，這為本項目順利開展奠定來了基礎，並將在項目結題後繼續為我國農業信息化發展提供推動作用，具有良好的套用前景。（2）研究完成了品種種植精細區劃基礎單元的確定，既能為巨觀政策提供決策依據，又能為微觀措施提供科學指導。（3）研究完成了品種種植精細區劃指標體系構建，包括：自然因素、產量因素、非生物脅迫因素、生物脅迫因素四大類。（4）研究確定了品種種植精細區劃指標值的計算方法，包括：基於回歸分析法的基礎產量指標值的計算方法，基於機率分析的以倒伏為例的非生物脅迫指標值計算方法，基於病害發生學原理的以絲黑穗病脅迫為例的生物脅迫指標值計算方法，在種業界第一次提供了玉米品種種植脅迫量化計算的數學模型與流程，為研究品種在生產環境而非試驗環境中的表現提供了可行的解決方案。（5）研究確定了基於地統計學的區劃基礎單元指標值獲取方法與流程，實現了各區劃指標值的空間擴展與尺度提升，為大面積的空間區劃工作提供了解決方案。（6）研究確定了基於聚類算法的品種種植區划算法與流程，大大提高了區劃工作的自動化水平和精度。（7）進行了玉米品種種植精細區劃套用體系的初步探索性研究，初步明確了區劃套用內容和方向。（8）研究開發了種植區劃計算機軟體原型系統，包括供區劃科研使用的基於ArcGIS平台的種植區劃工具模組和供區劃套用使用的基於ArcGIS Engine開發的種植區劃信息系統。本項目研究的品種種植區劃是在對作物品種和種植環境充分認知的基礎上，綜合考慮品種各性狀對環境的特殊要求，基於聚類算法和GIS技術對種植區域進行劃分，解決了傳統的作物級別的種植區劃不能套用於具體品種推廣的缺陷，所開發的區劃信息系統大大提高了區劃效率，研究結果可以為品種的精確推廣和科學種植提供依據，進一步推動種植業信息化的發展，具有理論和現實意義。
