基于GIS的区域农业气候资源量化研究

赵莉娜

（中国科学院地理科学与资源研究所资源与环境信息系统国家重点实验室北京100101）

基于GIS的区域农业气候资源量化研究

赵莉娜

（中国科学院地理科学与资源研究所资源与环境信息系统国家重点实验室北京100101）

对区域农业气候资源的研究是当前农业资源研究中的重要内容，特别是最近几年，国家对农业发展的重视程度不断增强，而气候资源又由于多种原因不断发生着变化，这更为区域农业的发展造成了新的影响。地理信息系统（GIS）技术是区域农业气候资源研究过程中的一项重要技术，本文以此技术为基础，对当前农业气候资源（主要是农业干旱气候资源）进行了量化研究。

GIS区域农业气候资源量化干旱

GIS是由多种学科交叉获得的产物，在地理空间的基础上，运用地理模型分析法，实时提供多种空间和动态的地理信息是地理研究和现代科学技术高度融合的产物。在GIS下，表格数据可以转换为地理图标，易于研究，能够更生动的反映出数据内容。因此，将GIS应用于区域农业干旱气候资源量化研究中，一方面可以获得科学的数据，另一方面也可以在动态结果中找到地区干旱程度的变化，分析成因，进而找到最适宜的农业发展策略。

农业生产在很大程度上依赖于区域气候条件，不管是光资源、热资源还是水资源，对于农业的发展的影响都有两面性，既可以促进农业生产，也可能阻碍农业生产，如果能够对区域农业气候资源做出科学的量化研究，那么就有可能合理的利用区域气候资源，甚至转不利影响为有利影响，进而实现区域农业的进一步发展。

水是生命之源，农作物的生长更是离不开水资源，也正是因为如此，在区域农业气候中，干旱对农业的影响是非常大的，人口的增长，能源的过度消耗使得我国对农业发展的需求越来越迫切，通过区域气候资源量化研究实现区域农业优化配置和区域农业气候资源高效利用是非常有必要的。因此，运用GIS技术实现区域农业干旱气候资源量化研究具有一定的现实意义。那么，基于GIS的区域农业干旱气候资源量化研究具体应该如何操作呢，这是本文的研究重点。

1　资料的搜集与整理

任何一项研究，都要有大量的客观数据和资料的支持，对于区域农业干旱气候资源量化研究也不例外。我们知道，以Sg,Sr,Ss分别代表光、热、水单项资源指数，那么，区域农业气候资源总量指数Cr=(Sg+Sr+Ss)/3，因此，水资源在气候资源总量中的重要程度与光合热相同，如此一来，对于干旱气候的研究就必须细化、精准。具体而言，基于GIS的区域农业干旱气候资源量化研究过程中资料的搜集与整理主要保罗以下几个重要的环节：

首先，气象数据的获得和整理。由于对干旱气候的研究需要区域降水量的数据，而一般只有气象站点能够有比较系统全面的数据，因此要做好与气象站点的沟通工作，获得这些数据。当然，不同部门对同样的数据的使用目的是不同的，这也就决定了他们对数据的保存方式的不同，做好区域农业干旱气候资源量化研究不能直接用这些数据。这就需要对这些数据进行整理。

其次，对于区域地理位置数据的获得和整理。除了降水量直接影响区域的干旱程度以外，区域的地理位置也会对区域是否干旱造成影响，比如由地理位置决定的区域的储水能力，因地理位置不同而出现的土质不同带来的对水的吸收能力等，这些因素都或多或少的影响着区域农业的发展，因此在GIS的区域农业气候资源量化研究过程中，也应该注意对区域地理位置数据的搜集。而这些数据的获得一般需要实地考察，在数据搜集好之后可以通过散点图来记录数据，这更方便后期的研究。

当然，除了以上两点之外，GIS的区域农业气候资源量化研究需要的数据还有很多，这需要研究人员根据所涉及的区域的特征以及研究的重点来选择。

2　方法的确定

确定具体研究方法十分关键，在GIS技术下，表格数据的分析有很多种方法，而当前在农业区域干旱气候的资源量化研究中，比较常用的是IDW和Kriging的方法，运用这两种方法可以获得比较准确的空间差值结果和实际降水分布规律情况，这样就基本掌握了与干旱有关的大部分信息。此外，运用这两种方法，还会涉及到区域的经度和纬度的信息，这些信息和之前获得的气象数据结合，就可以更加全面的分析出地区干旱的成因，进而找到相对合适的预防和解决策略。因此，方法的选择不仅对整个研究过程而言非常重要，对于之后对区域农业发展的进一步研究也有重要意义。

3　量化结果分析

经过数据的搜集和整理之后，选择合适的方法进行区域农业干旱气候资源的量化处理之后，就会获得结果，对这些结果的分析也非常重要。在量化结果分析的过程中，会涉及到大量的公式的运用以及数字计算。对于区域农业干旱的气候资源而言，在Kriging法下，需要以“区域变量”为理论依据，根据不同区域的变化情况分析结果之间的关联程度，进而找到一定的规律。在结果分析的时候，还需要对之前某种方法下获得的实验数据进行检验，因为对于气候的研究常常比较难，任何一种方法都有出现错误的可能，，而一旦选用了错误的结果展开结果分析，就很有能到导致前功尽弃，因此每一个结果的使用都要做到提前检验，检验可以选用交叉检验法或者平均误差法。

在量化结果分析的过程中，单元网格分割是比较常用的，上面我们已经提到，GIS下获得的数据的特点之一就是动态性，对于农业区域的干旱而言，不同区域的差异，同一区域不同时间的差异等都可能成为最后研究的重点，通过单元网格分割的方法将动态数据点固定，可以更好的保存分析结果。

4　结束语

GIS技术的出现为区域农业的研究提供了极大的便利，在今天，生态环境的恶化让我们更加重视农业区域气候资源，而干旱作为最常见的现象之一，采用GIS技术进行分析将会获得更加科学的结果，这对今后农业的发展都是具有价值的。

P46[文献码]B

1000-405X（2015）-7-338-1

赵莉娜（1981～），女，博士研究生，研究方向为生物地理与数据挖掘。

[1]林孝松.基于GIS的区域农业气候资源量化分析与评价[J].中国农业气象,2004 (25).

[2]林孝松,赵纯永.基于GIS的区域农业气候资源要素分布模拟[J].资源开发与市场, 2002(18).