农业洪涝灾害研究进展

[目的]通过对农业洪涝灾害研究使用的数据源的分析,明确农业洪涝灾害研究的现状,归纳农业洪涝灾害研究的技术与方法,分析农业洪涝灾害未来研究方向。[方法]文章以农业洪涝灾害研究所使用数据源作为索引,对基于不同数据源开展的农业洪涝灾害研究进行概述。[结果]从农业洪涝灾害研究所涉及的数据源来分析,主要包括气象水文数据、遥感数据和统计数据,从农业洪涝灾害研究所涉及的内容来分析,主要包括洪涝灾害监测、风险预警和风险评估等3个方面的内容。[结论](1)我国农业洪涝灾害研究主要为区域和小流域洪涝灾害监测和风险评估,河流、暴雨和气候与洪涝灾害、自然灾害和社会要素的洪涝灾害以及水文模型、气候模型、土壤湿度等基础研究。通过不同研究方法研究洪涝灾害风险,高度重视洪涝灾害风险管理;(2)已经形成“天—空—地”一体化洪涝灾害立体遥感监测体系,但基于遥感数据开展的农业洪涝灾害研究,主要集中在洪涝灾害监测领域,格局分析以及预警评价的研究相对薄弱;(3)农业洪涝灾害风险预警主要从脆弱性、影响性、适应性等角度对风险进行分析,得到洪涝灾害综合风险区划并进行预警;(4)地理信息系统技术是农业洪涝风险评价中的热门方法;(5)农业洪涝灾害的评估体系缺乏统一的洪涝灾害风险理论模型与评估框架;(6)我国农业洪涝风险定量评估研究较少。     

彭阳县玉米干旱风险评估与区划

［目的］彭阳县玉米种植区域广泛,但干旱灾害频发,常造成玉米减产甚至绝收。因此加强彭阳县玉米干旱灾害风险评估与区划有着重要的现实意义。［方法］利用彭阳县气象数据以及地形、土壤类型等数据,基于灾害风险评估原理,运用相关分析法、层次分析法,结合GIS技术对彭阳县玉米干旱灾害进行风险评估与区划。［结果］彭阳县北部及西部降水少,玉米干旱危险性较高,南部和东部降水多,玉米干旱危险性较低; 草庙乡土壤保水性最差,玉米干旱敏感性最高,白阳镇、城阳乡土壤保水性最好,玉米干旱敏感性最低; 新集乡、白阳镇、草庙乡耕地面积所占总面积最大,玉米干旱暴露性最高,小岔乡耕地面积所占总面积最小,玉米干旱暴露性最低; 白阳镇灌溉田比例最高,玉米防灾减灾能力最强,彭阳北部1镇3乡都没有灌溉农田,玉米防灾减灾能力最弱。综合来看,彭阳县西北部玉米干旱综合风险较高,西南部和东南部风险较低,其余地区以中等风险为主。［结论］玉米干旱灾害风险评估与区划是科学认识农业干旱的基础,为科学管理以及制定合理有效的防灾减灾方案提供科学参考。     

农业干旱灾害风险评价及预测预警研究进展

在总结国内外关于农业干旱定义的基础上,对适应于农业干旱灾害风险评价的不同指标进行分析对比,归纳了农业干旱灾害风险评价方法并介绍其应用情况,总结了农业干旱预测预警理论和方法研究进展,结合农业、水文等相关学科的最新进展对农业干旱灾害风险评价和预测预警的发展趋势做出展望。     

内蒙古玉米干旱风险区划方法研究

针对目前内蒙古地区农业保险业的现实需求,特别是农业可持续发展、农业防灾减灾等的重大科技需求,急需开展农业气象灾害影响评估技术服务,实现对农业气象灾害风险的定量分析和动态评估。为了填补内蒙古干旱风险区划研究的空白,文章针对内蒙古玉米的作物特性进行研究,利用119个气象站点1960~2013年的温度、降水、日照、相对湿度、风速等观测资料,综合考虑了致灾因子和承载体的地域特性,建立了内蒙古玉米气候区划、气象干旱、农业干旱、气候生产潜力、气候适宜性5个方面的干旱风险评估指标。利用GIS的空间分析功能,对各指标进行重分类和叠置分析,确定内蒙古玉米干旱风险动态评估分级指标体系,对内蒙古2011~2013年玉米干旱进行了风险评估模拟。评估结果与内蒙古2011~2013年玉米实际年景十分相符,证明了该风险区划方法在内蒙古地区的可行性,可以为有关部门控制农业气象灾害的发生、防御或减轻灾害对农业生产的危害、制定救灾措施、农业灾害保险政策、进行风险转移提供科学依据,进而最大限度地减轻灾害造成的不利影响。     

干旱对西部地区的危害及防治对策

分析了西部地区干旱基本概况,阐述了干旱对西部地区农业、牧业、水资源及社会发展所造成的严重危害,因地制宜提出了防治干旱灾害的对策。     

中国蒸散时空变化规律及其对耕地旱灾影响研究

目的 探究中国蒸散发时空变化规律,揭示耕地蒸散发特征与干旱灾害间的关系,为我国农业干旱灾害预警体系提供参考。方法 文章基于MODIS ET模型,将2001—2018年8天复合遥感数据及每日气象再分析数据输入模型估算陆面蒸散量,分析中国陆面蒸散量时空变化规律;根据土地覆盖类型提取中国耕地地块,探究中国耕地蒸散量变化特征;结合干旱灾害统计数据,揭示我国耕地地表类型中蒸散变化对干旱灾害的作用机制。结果 （1）2001—2018年中国陆地年总蒸散量和年均蒸散量总体呈上升趋势,空间上呈东南—西北逐渐减少的分布特征,高值区位于华南地区和西南地区,其次是华北地区,低值区位于东北地区和西北地区。（2）不同季节、不同月份之间蒸散发差异较大,夏季的蒸散量最高,春、秋次之,冬季蒸散量最小。（3）2001—2017年中国耕地面积呈现先增加后减少的趋势,2004年耕地面积达到峰值1.424亿hm²;截止2017年末,我国耕地面积达到谷值,为1.421亿hm²。（4）2001—2018年全国耕地年蒸散总量整体呈略微上升趋势,年际变化较大。五大粮食主产区中,长江中游及江淮地区年均蒸散量最大,四川盆地和黄淮海平原次之,三江平原和松嫩平原相对年均蒸散量最小。（5）在长江中游及江淮地区、四川盆地和黄淮海平原,蒸散发和干旱灾害具有较强的相关性;但在三江平原及松嫩平原,两者的相关性并不显著。结论 蒸散发作为大尺度可观测量在部分地区可以较好的反演干旱特征,研究中国不同下垫面蒸散发变化规律同时辅助其他变量,或许能为农业干旱监测预警进而估测粮食产量提供新的思路和方法。     

农业科技园区规划关键技术方法与实证经验

［目的］农业科技园区建设符合乡村振兴战略的发展需求。农业科技园区规划采用的关键技术方法是否规范化对新时期园区规划的前瞻性和科学性具有重要作用。从城乡规划学、地理信息科学、农业科技、环境科学、大数据等多学科交叉角度围绕农业科技园区的规划流程、编制内容、技术方法等过程开展关键技术与方法优化研究,为新时期农业科技园区规划提供新思路和标准范式。［方法］基于农业科技园区相关国家政策和学术文献的梳理和研究,结合农业科技园区规划实践经验,集成应用城乡规划、农业大数据分析、可视化等技术,优化园区规划方法。［结果］将规划编制分为前期准备阶段、规划编制阶段、规划评估阶段,从规划过程、规划编制内容体系、技术方法等多维度提出了农业科技园区规划编制方法,建立了农业科技园区规划编制技术方法体系。［结论］提升了规划编制的科学性和可操作性,阐明了规划编制技术方法体系的实证经验,强化了规划科学基础并提升了规划技术水平。     

干旱影响生计脆弱性中的中介和调节效应

［目的］气候变化下跨尺度变量对生计脆弱性的影响多数为定性研究,很少进行实证研究,文章通过实证分析探索跨尺度变量在干旱影响生计脆弱性中的作用。［方法］基于黄土高原218个农户调查数据,采用线性回归和层次回归分析跨尺度变量在干旱影响生计脆弱性中的中介和调节效应。［结果］干旱对农户生计脆弱性有显著影响。在干旱影响生计脆弱性的过程中,个人尺度的“户主年龄、感知的气温最大值、降雨量变化、干旱程度变化和灾后信息渠道”与农户尺度的“批发市场距离和集市距离”起到了调节作用; 农户尺度的“三代直系亲属的户数和生产机械指数”起到了中介作用; 而村庄尺度的“工程措施”,既没起到中介作用,也没起到调节作用。［结论］用中介和调节效应反映了跨尺度变量的交互作用,在跨尺度效应的实证研究方面提供了科学的方法,弥补了现有研究的空白,这为制定减少农户生计脆弱性的政策提供了科学有效的依据。     

基于星载极化SAR数据的农作物分类识别进展评述

［目的］农作物播种面积信息不仅可为农情监测和作物估产提供重要的数据保障,还是国家制定粮食政策和经济计划的重要依据。快速、准确地获取农作物播种面积信息能为农业生产管理提供决策支持。极化SAR不受云雨天气的影响,在农作物遥感监测方面具有巨大的应用潜力,有效利用极化SAR数据进行农作物识别研究对促进雷达技术在国家农业遥感监测和农业供给侧结构性改革中发挥更大作用具有重要意义。［方法］以星载极化SAR技术的发展过程为论述主线,从单、双极化SAR数据,单、双极化SAR数据结合光学影像,全极化SAR数据三个发展阶段,对极化SAR数据在农作物分类识别中的研究与应用进行总结,并对比分析不同的识别特征、融合算法以及分类算法的优缺点。［结果］以往研究存在以下不足：当前研究多以识别水稻为主,对于难以识别的旱地作物研究较少;目前对旱地作物识别精度不高,平均识别精度不足85%;缺乏对不同作物散射机制及其随时相变化的研究,导致分类算法机理性不足,普适性较差。［结论］在今后的研究中,旱地作物散射机制的定量确定,如何利用散射机制及其变化来提高旱地作物遥感识别精度和普适性;目前分类算法大都是基于光学影像设计,如何利用SAR特殊的成像方式优化设计适用于极化SAR数据的分类算法,得到更高的分类精度;如何更好的跟光学遥感等多源数据（光学数据、GIS数据等）结合来提高精度,将成为未来极化SAR农作物识别中三个亟需重点解决的问题。     

外来植物入侵遥感监测预警研究进展

文章紧密围绕近年来国内外关于外来植物入侵遥感监测、预警新技术、新方法,总结了当前监测预警技术方法的问题和不足,阐明了未来针对外来入侵植物的遥感监测、预警技术发展趋势和方向。目前在监测方法上,主要有图像识别法、高光谱监测法、雷达数据辅助识别法和中低分辨率时序序列数据分析法等。其中,图像识别法和高光谱监测法应用较多,但其数据来源获取困难,后期数据处理工作量大,缺少普适性强的自动解译算法;雷达数据辅助识别法由于雷达数据自身空间分辨率粗糙,在植被监测中往往配合其他数据源同时使用,因此应用上有一定的局限性;中低分辨率时序序列数据分析法适用于较大空间尺度上的植被外来物种入侵监测,监测结果空间定位能力差,很难在小尺度区域上进行应用。在预警方法上,主要有生态机理模型预测和数学模型机理预测两种方法,基于GIS和遥感技术的生态学模型预测机理性强、易推广,预警精度较好,具备一定的空间定位能力,适宜于在宏观区域尺度上应用,但存在部分关键植被生理遥感参数获取困难等问题。数学统计模型预测以理论统计为主,只是对外来植物入侵发生的概率进行了估测,对物种或区域环境依赖程度高,普适性较差,遥感参数较少参与模拟过程,空间定位能力不足。总体上,利用遥感技术快速、准确地进行外来入侵植物定位监测和预警已成为防控外来植物入侵,维护区域生态安全的必然趋势。在数据源集成上,传统可见光遥感和新型激光雷达遥感、高光谱遥感、多角度遥感等多源数据集成、融合应用更为多见,数据获取范围进一步拓宽。特别是诸多新型国产高分卫星发射升空后,使得监测时效性和成本进一步改善,实用化、规模化、业务化动态监测成为可能。在技术方法上,受信息技术、自动化技术和传感器制造技术的影响,数据获取范围不断拓宽,空间定位能力不断增强,监测、预警也将不再局限于单一技术和模型的应用,而是多模型、多平台(星-机-地)综合监测、预警模式成为趋势,外来植物入侵的遥感监测技术正逐步发展成为植被生态遥感学科领域的重要分支学科。     

河北省冬小麦—夏玉米干旱灾害风险评估

[目的]通过分析河北省冬小麦和夏玉米的干旱灾害风险的时空分布格局,从致灾因子危险性、承灾体暴露性、环境敏感性、防灾减灾能力4个因子出发确定10个指标,为河北省农业防旱抗灾工作提供科学支持。[方法]文章基于自然灾害理论,利用2000—2018年河北省气象站点数据,计算水分亏缺指数,并通过建立农作物减产率和水分亏缺指数的关系来确定不同干旱等级的临界阈值,建立基于信息扩散理论的干旱危险性评估模型。利用遥感数据以及统计年鉴数据,建立承灾体暴露性模型、环境敏感性模型和防灾减灾能力模型,在此基础上,对河北省冬小麦和夏玉米不同生育阶段进行干旱灾害综合风险评估。[结果]（1）将信息扩散模型应用于小样本事件中,弥补资料不足带来的缺陷,可对不同级别的干旱进行风险评估;（2）干旱发生程度以轻度干旱和中度干旱为主,发生严重干旱的概率极低,致灾因子是影响旱灾程度的关键因素;（3）冬小麦和夏玉米在不同生育阶段风险的空间分布是不均的,高风险区和中高风险区呈现零星点状分布,冀中和冀南综合风险比较高,防灾减灾能力在一定程度上缓解了旱灾对该区的影响力度,而对于冀东地区来说,承灾体的暴露性以及防灾减灾能力决定了旱灾对该区的...     

基于Landsat8 TVDI的河套灌区旱情分析——以临河区为例

[目的]河套灌区是我国北方重要粮、油生产基地,该区域地处我国干旱区,及时有效地监测评价该地区的旱情状况,对农业有十分重要的意义。通过遥感手段监测河套灌区旱情状况,将研究区分为无旱、轻旱和干旱3个旱情等级,并对统计结果进行评价,以期为当地农业生产提供参考。[方法]选取2016年7月1日的两景Landsat8遥感影像数据,针对遥感参数进行计算反演,对归一化植被指数(NDVI)、地表温度(LST)和温度植被干旱指数(Temperature Vegetation Dryness Index,TVDI)等遥感参数分级统计,评价临河区旱情。[结果]3个旱情等级中,无旱的面积为466.38 km~2,占临河区面积的20.02%;轻旱的面积为1 176.50 km~2,占临河区面积的50.49%;干旱的面积为687.12 km~2,占临河区面积的29.49%。临河区东北地区旱情面积比重较大;西南地区靠近黄河及人工渠旱情面积较小或者无旱情发生。[结论]该方法适合农业旱情的快速监测评价,能较好地反映区域旱情空间分布,监测结果具有一定的实用价值。     

遥感技术农业资源台账建设应用潜力分析

[目的]为了系统地分析遥感技术在农业资源台账建设中的应用潜力。[方法]文章通过文献研究,阐述了农业资源台账的研究现状,分析了农业资源遥感监测数据源与监测技术的发展趋势,研判了当前遥感技术在农业资源台账建设中的应用潜力。[结果]（1）农业资源台账的建设内容主要包括农业资源清单、农业资源评价两个方面,具有空间与时间两种属性。（2）农业遥感数据源向着高空间分辨率、高时间分辨率、高光谱分辨率的方向发展,其监测技术向着多源遥感数据融合应用、智能分类、多维海量数据高效计算的方向发展。（3）遥感技术可对农业资源清单中的主要农业自然资源和社会经济资源的信息进行获取,对农业资源组分评价与农业生态系统整体评价也有很大潜力。[结论]总的来看,农业资源台账建设内容不断丰富,遥感技术在农业资源台账建设中的应用能力显著提升,其应用潜力仍有很大的上升空间,对高效开展农业资源台账建设具有积极作用。     

农情遥感监测与服务系统集成研究

综合分析了国内外农业遥感监测系统的技术模式和建设方案,充分调研农业部农情遥感监测业务的需求,同时分析实验室各种现有系统,设计并选择了一种较科学的系统集成方案。系统集成考虑功能、经济、扩展以及稳定等多方面因素,最终选择利用O rac le10.0G建立数据库;利用ArcG IS9.2为地理信息平台,完成空间和属性数据的显示、统计分析以及信息服务等功能需求;利用Erdas8.6为影像数据处理平台,并用其V isual C++开发包进行系统定制与开发。系统的建设以现有"国家级农情遥感监测系统"为基础,进行功能升级和扩展。该系统的建设,将大大提高我国农情业务监测的能力和科学性,是对我国农业遥感技术的一种总结和科学提升。此外,该文还论述了系统建设技术路线的可行性与必要性。     

淮河流域农业干旱对粮食产量的影响分析

干旱是制约我国粮食生产的主要因素,严重影响了农产品的生产和粮食安全。以受干旱影响程度较重的淮河流域为研究对象,通过对历史旱情资料的统计分析表明：流域农业干旱灾情随年代的发展逐渐加重,且不同行政区域之间存在较大差异。利用相关数据实证检验了1999～2008年间流域内农业干旱灾害对粮食生产的影响。结果表明,农业干旱灾害对粮食生产具有明显的影响,并提出了相应的政策建议。该分析结果可为淮河流域农业防灾减灾体系建设和粮食安全提供些许的参考和借鉴。     

农业水循环与水环境遥感应用研究进展

农业生产受环境因素影响大,进入农耕文明以来,农业对气候的高度依赖局面没有得到根本性的改变,频繁的自然灾害给我国的农村经济发展造成了极大的困难。遥感技术是运用各类非接触的主被动的探测设备,对地面目标物的电磁波辐射与反射特性进行探测,通过其特性分析,探明其物体性质、特征及状态的综合性探测技术。它具有覆盖面积广、空间分辨率高、获取信息大、重访周期短等优点,适用于农业资源调查与自然灾害监测等农业相关领域的研究,对农业生产的指导与相关部门的决策管理意义重大。文章主要针对国内遥感技术在农业水循环与水环境的发展、应用现状进行综述与分析,并对遥感技术在农业水资源领域的发展趋势进行展望。