基于GIS技术的旱作节水农业项目管理决策模型研究

Y王107011分类号：密级：单位代码：10019学号：S041106，，田声薯囊j警学位论文基于GlS技术的旱作节水农业项目管理决策模型研究、IStudyoftheGISModelinManagementofwater-savingfarmingforAridAlea研究生：王匾明指导教师：扬丞箧．副教授申请毕业门类级别：堡堂亟±专业名称：地图堂盏地理信息研究方向：国土：瓷蘧值恳筐堡所截．学院：信息皇皇氢王程堂院二零零六年十月\n摘要当今，水资源紧缺已经成为世界性的资源危机之一。我国是一个水资源相对不足的国家，干旱缺水的地区涉及到20多个省区市，占全国国土总面积的52％。然而这些地区的耕地面积已经占到全国的64％．其中完全没有灌溉条件的旱耕地有4133．3万hm2，因此旱区农业从古到今一直都占有很重要的地位。特别是近年来，随着全球气候变暖和干旱程度的不断加剧，随着城市用水迅速增加，水资源不足已成为制约农业持续高效发展的重大障碍。那么如何有效的利用现有的水资源发展旱区的农业生产，已经引起了国家的高度重视。为了科学而有效的进行早区项目管理，在1996年7月1日全国农业技术推广服务中心成立了旱作农业节水管理处，专门负责全国旱作节水项目的立项审查及项目实施的管理工作。如何利用计算机技术来辅助旱作农业项目的立项和实施管理，提高旱作节水项目决策的科学性，是当前旱农项目迫切需要解决的问题。为此从1999年开始，旱作节水农业处和中国农业大学合作，借助6IS技术及．net技术成功研发了中国旱作节水农业项目管理系统。但该系统在构建的过程中，由于时间紧迫、条件有限，只是完成了旱作农业项目管理的文字资料的处理，缺乏分析、评价和智能化审查等辅助功能，因此本论文研究重点就是探讨如何构建旱作节水农业项目立项审查和规划模型，通过选择合适的评价因子，构建评价指标体系、确定评价指标权重系数等，完成数据无量纲化处理，构造定量评价模型以实现旱作节水农业的初审和项目区的规划筛选评价，以使旱作节水农业项目管理信息系统能够为政府部门对早作农业项目的管理提供科学决策依据。关键词：旱作农业管理，地理信息系统(GIs)，决策支持，评价因子，权重\nAbstractNowadays,thewaterresourceinshortsupplyhasalreadybecomeoneoftheworldgesouro。crises．Ourcountryistherelativelyinsufficientcountryofawaterresource．11*aridareasthatageshortofwaterinvolvemorethan20province-governedmunicipalities，andaccountfor52％ofthewholeareaofnationalterritory．Butthecultivatedareaofthesearejl$acP．：．ountsfor64％ofthewholecountry，amongwhichthelandhavingnOconditionforirrigatingatallhas41，333,000hmz．Sothewater-savingfarmingforaridareahastheimportantplaceinallages．Especiallyinrecentyears,withtheglobalconstantaggravationofdegreewarmlyandaridly,asthecityrunsupwithwater,thewaterreSOurceinsufficientlyhasbecomethegreatobstacleofrestrictingagriculture'slastinghigh-efficientdevelopment．SohowtousewaterreSOUrceef：ficiendytodevelopagriculturalproduceshasgotthenationalattention．Formanagingthewater-savingfarmingforaridareaprojectsefficiently,theDepartmentformanagingwater-savingfarmingforaridareaprojectswasfoundedbytheServiceCenterforCountrywideAgriculturaltechnologyon1。7,1996,whichpresidesovermanagingofwater-savingfanningforaridareaprojects’checkingandimplement．Howtomakeuscofcomputertechniquetoassistestabfishmentandimplementofprojectsandtoadvancerationalilyistheexigentquestionmnsltoberesolvedforwater-savingfarmingforaridareaprojectSofrom1996AgricultureDeparlmentofwater-savingfarmingforaridareahascooperatedwithCAU，anddevelopedthemanagesystemforChinawater-savingfarmingforaridareaprojectsbyGISand．netsuccessfully．Butonaccountoftime'spressureandcondition'slimit,ithasbeendonethatthemanagementofcharacterinformation,lackingso武accessorialfunctionssuchasanalysis,estimateandinteHigentchecking．Sotheemphasisofthepaperistoresearchhowtodesignthemodelofwater-savingfarmingforaridareaprojects’establishmentandprogramming．Bychoosingfeatgenesforestimatetodesignsystemofestimatedindex,confiimthemodulusofestimatedindexete,andcompletethenondimensionmanagement，anddesignestimatedmodelforfixedquantifytoimplementthefirstcheckingofprojectsandprogrammingestimateaboutprojectareas,andfinallytomakethemanageinformationsystemtoofferthebasistomakescientificdecisionsforwater-savingfarmingforaridareaproiectstogovernmentandenterprise．Keywurds：Managementofwater-savingfam血gforaridarea，G1S，DecisionSystem，SpatialAnalysis，EffectEvaIutionⅡ\n独创性声明本人声明所里交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得中国农业大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。研究生签名：王丽调时间：7卵0年J1月硒_臼关于论文使用授权的说明本人完全了解中国农业大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。同意中国农业大学可以用不同方式在不同媒体上发表、传播学位论文的全部或部分内容。(保密的学位论文在解密后应遵守此协议)研究生签名：王丽砥时间：切口6年lf月纩日导师签名：时间：h酊年ff月疗日\n中国农业大学硕士学位论文第一幸绪论1．1研究背景第一章绪论当今，水资源紧缺已经成为世界性的资源危机之一．我国是一个水资源相对不足的国家，干早缺水的地区涉及到20多个省区市，占全国国土总面积的52％。然而这些地区的耕地面积已经占到全国的64％。其中完全没有灌溉条件的旱耕地有4133．3万hm2．因此旱区农业从古到今一直都占有很重要的地位。特别是近年来，随着全球气候变暖和干旱程度的不断加剧，随着城市用水迅速增加，水资源不足已成为制约农业持续高效发展的重大障碍．我国是典型的贫水国家和农业大国，水土资源的配置不合理和降水资源的时空分布的不均匀，使得天然降水少的地区造成了诸如旱灾、耕地盐渍化等问题，给农业生产带来了严重危害的同时也给国家农业经济造成了巨大的损失。那么如何有效的利用现有的水资源发展旱区的农业生产，已经引起了国家的高度重视、如何科学而有效的进行旱区农业项目的管理也已经成为迫切需要解决的问题“1．1996年，在国家计委的支持下，农业部安排投资500万元，启动了国家级旱作节水农业示范县的建设。截至目前。已累计安排中央投资1．46亿元，地方配套投资2亿多元。分四批建设了200多个旱作节水农业示范县。同时也为了加强对旱作节水农业的建设工作的宏观指导，提高旱作节水农业项目的科学管理与决策水平，国家发展计划司于2003年2月26日正式成立了。早作节水农业项目专家组””1．随着国家对旱作节水农业的重视，当前国家也将进一步加大旱作节水农业项目建设，加大了单个项目的建设规模。这对旱作节水农业项目的争取和管理工作提出了新的要求，必须要加强旱作节水农业工作的系统性，科学性和前瞻性。随着信息技术的发展，地理信息系统(GeographicInformationSystem，简称GIS)已经成为--f3单独的、成熟的技术。它以计算机为基础的新兴技术，主要用于存储和处理并分析管理地理空间分布有关的海量数据。20世纪80年代我国开展了GIS的研究和实验性的应用。进入90年代后，包括农业在内的很多行业开始了实质性的应用和开发”’。本论文依托的就是农业部全国农业技术服务推广中心的科研项目一中国旱作节水农业项目管理决策支持系统的研发。这个系统已经完成了一期和二期的分析和设计，能够对全国旱作农业节水动态发展的各类信息进行输入、存储、查询、检索并为各级有关部门的投资决策和技术咨询提供自动化的管理和服务。但系统中还存在许多不足的地方。比如如何针对早作农业项目地理空间信息，利用GIS技术辅助项目的审批和规划是我们这一阶段需要迫切解决的问题。本论文就是要探讨如何使得早作节水农业项目的工作更加自动化、信息化。即应用地理信息系统辅助早作节水农业项目审批和规划工作，使旱作节水农业项目的审批工作更加科学化、规范化，提高节水项目管理工作的工作效率。在其他的行业中将GIS应用于政府部门的辅助决策已经有很长时间，并取得了许多有效成果。事实证明6IS辅助决策具有决策依据科学、信息资源全面、决策稍度高等优点。旱作农业的主要考察要素降雨量、土壤类型，土壤墒情、干燥度、积温、种植业布局等具有较强的地域特点，并且项目区高程、坡度、坡向等基础地理要素对项\n中国农业大学硕士学位论文第一章绪论II目区的规划及节水措施影响较强，建立基于GIS的适应性评价模型、分析模型，从而更准确的规划出适宜作旱作节永农业项目的区域，辅助早作农业项目初审。是实现科学、高效旱作节水农业项目管理的有效方法。本文就是在这样的背景下，应用GIS技术，结合旱作农业管理中的特点，对旱作农业管理决策支持模型中的关键问题做了相应的探讨和研究．1．2研究意义当今，由于世界性水资源和能源的紧张，如何有效地利用现有水资源发展旱区的农业生产，已经引起许多国家的高度重视，并在一些国家和地区取得了成功的经验．由于我国是典型的缺水大国，因此我国劳动人民在同干旱做斗争的过程中也积累了相当丰富的经验。建国以来，特别是。六五”以来的科技攻关，也产生了许多新的成果。1996年农业部将旱作农业技术列为。九五”期间十大推广技术之一，并启动了全国旱作农业技术示范县建设项目。同时，农业部还拨出专款进行旱作农业信息系统的建设，引导旱作农业项目和技术管理走向信息化，科学化的道路。农业部大力支持早作农业项目和技术管理的信息化，投入大量的人力、物力和财力，历经9年的努力，取得了丰硕的成果。早作节水农业管理信息系统，中国节水农业信息网、旱作农业决策支持系统等一批信息系统相继竣工，并在实际应用中取得了良好的效果。在此系统的基础上，快速科学的审批新申报的旱作农业区、对旱作农业区的信息进行加工和提取、对项目区规划以及项目评估等相关的信息建立模型，提高项目管理的技术水平，实现早作节水农业项目自动化管理功能，帮助职能部门进行科学管理和决策是今后旱作节水农业项目管理的重心。随着信息技术的飞速发展，新技术的不断涌现和成熟，特别是计算机技术和3S技术的发展，使得利用计算机和3s技术进行辅助决策的需求日益突出”’，原有的早作节水农业项目管理决策支持系统已经满足不了旱作节水农业项目和技术管理的新形势。原有的系统暴露出许多问题和不足。因此本论文的研究意义有以下几点：①由于各个地区上报的项目较多，但是在管理人员比较缺少的情况下，进行科学而准确的项目审查存在很大困难。本研究就是通过计算机辅助管理来增加管理工作的科学性与准确性，提高管理工作的效率。②由于每个项目是人工审查，审查的要素很难考虑周全，如地形地貌因素，特别是针对“退耕还林、还草”的政策，人工审查很难精确判读。本研究通过建立审批模型，可以比较精确的对审查每个要素。③计算机辅助管理，增加了项目审查的透明度，有利于提高项目审查的公正性、合理性。④在项目区的规划方面，影响项目区的因素有很多，但以往的规划单纯的考虑项目区的土壤、气候因素，缺少科学性，因此本研究主要增加了地形地貌因素，增强了对旱作节水农业项目区筛选的科学性、准确性。本研究主要从旱作节水农业项目管理的角度出发，对旱作节水农业项目进行规划。对该区农业项目的建设布局、农业技术模式、建设标准都提供了基础参数和估算依据。发展旱作节水农业，坚持以十五届三中全会决定为指导，以全国生态环境建设规划为依据，确定旱作节水农业重点开发带．在重点开发带中，选择建立旱作节水农业典型示范基地，建立合理的旱作节水2\n中国农业大学硕士学位论文第一章绪论农业发展结构，努力促进旱区有限水资源的可持续利用，并进而促进农业生态环境的整体改善，实现生态，经济和社会效益相统一。本文研究的重点就是探讨如何将基于G]S的评价模型更好的应用到旱作节水农业项目管理中，实现早作节水农业项目管理智能化审查和项目区的规划。I．3研究目标与研究内容本论文除了把农业部的早作节水农业项目管理系统做了进一步的完善之外，根据旱作农业节水项目的特点并结合项目管理的方法，主要研究旱作节水农业项目管理中的审批模型和规划模型的建立，并利用模型辅助项目管理人员对旱作节水项目区进行更好的审批和规划，进而辅助管理人员进行科学的管理。≯早作节水农业项目区的审批模型的建立项目区的审批是通过应用审批模型对全国范围内上报的早作节水农业示范基地进行审查，以此来判断此地区是否适宜做旱作节水农业项副基。目前审批过程中主要依据当地的积温、降雨量、干燥度、土壤墒情、土壤类型等因素来审批旱作节水农业项目区。用这些参数与相关技术模型的参数进行匹配，从而判断当前区域适宜的节水技术类别。本项目研究，试图在原早作节水农业项目管理考虑的因素基础上，加上地形地貌如坡度和坡向以及海拔等因素，结合GIS技术分析全国以县界为单元的地理空问区域的旱作节水农业项目区的适宜性。>旱作节水农业项目区规划模型的建立项目区的规划则是作为在全国范围内选择旱作节水农业示范基地的依据。在建立模型的过程中。首先确定评价因子，进而建立评价模型，由于该评价涉及的园子数较多。所以本论文把层次分析模型和专家打分模型结合起来应用．这样就可以对项目区的规划做出科学而合理的决策。3\n中国农业大学硕士学位论文第二章相关研究综述2．1地理信息系统技术概述GIS是以地理空间数据库为基础，在计算机软硬件支持下对地理空间数据进行采集、存储、管理、分析和描述的空间信息系统。GIS的特点是具有强大的空间数据处理和对现实世界的模拟能力，并能在空间要素的叠置过程中产生与这些要素相关的新信息，为用户决策服务。GIS技术作为存储、分析、处理和表达空间信息的计算机软件平台，技术上已成熟。它为土地资源的管理和规划提供了一个革命性工具。随着计算机技术、多媒体技术的迅速发展，GIS应用的领域将会更加广泛。现在把GIS应用到农业项目管理领域的文章很多．如把GIS应用到农业生态地质调查的应用中；把GIS应用到区域地下水资源管理中，通过调出区域内的水文，气象，地质，地下水动态及水质监测资料，模型结果等，节省了工作时间，提高了工作效率。GIS技术在精确农业中主要用于建立农田土壤数据、自然条件、作物长势、病虫草害情况，作物产量空间分布等空间数据库和及其地理统计等，为产量差异性分析和实施调控提供信息，作出综合判断，进而生成GIs图层。在通常情况下，把GIs与作物长势预测模拟模型、投入产出分析模拟模型和智能化农作专家系统连在一起，通过决策者的参与，可以从历年的产量图分析看出田问产量变异情况，这样就可以通过产量图与其他相关的因素图层进行比较分析，找出影响产量的主要限制性因素，在此基础可以制定出该田块的优化管理信息系统，通过GIS图层和MIs等相结合，综合考虑社会经济信息，作出投入和产出计算，提出实施计划。同时把当前各项管理措施又作为一个新的GIS图层储存起来，用于下一季作物管理的决策参考．再如运用GIS技术进行土地资源信息系统的研究是对土地资源进行有效管理．实现数据查询检索、分析评价，为合理开发、利用、整治和规划土地资源提供科学决策的依据。国际土壤参比中心(ISRIC)的专家在国际土壤学会和联合国环境署的支持下，依照GIS技术创建了“土壤与地体数字化数据库”(SOTER)的方法论，依据地形图、岩性图、土壤图等要素构造somR特性单元图，以此作为各种土壤一土地属性赋值的基本空间框架，建立起了scrr2ER属性数据库，用于对土地适宜性、土地退化以及土壤肥力、土地生产潜力的调查与评价等，成为土壤与土地可持续利用研究方法的一个热点。福建省土地资源信息系统建立了数学模型子系统及土地生产潜力和适宜性评价两个应用模型。该系统把土地与其他自然资源要素联系起来分析土地资源信息，根据可持续利用原则。解决土地资源粮食生产潜力与人口需求之问的平衡关系，以及土地利用现状与土地适宜性之间的协调关系，这些新的信息和成果为土地资源的可持续利用提供了有利的依据，并打下了良好的基础。总之，GIS不仅可以实现资源信息的高效管理，而且能生成常规方法无法获得的信息，提高分析的准确性和灵活性，有效实现对土地资源各项因素的综合分析与动态监测、模式评价与辅助决策，具有巨大的应用潜力。4\n中国农业大学硕士学位论文第=章相关研究综述2．1．1空间分析空间分析是研究物体的空间位置关系的一门科学，是对分析空间数据有关技术的统称，包括空间物体的数据特性，位置关系、分布情况以及空间形态，其目的是提取空间信息。随着计算机技术的不断发展，运用计算机技术模拟现实世界，对现实世界进行存储、分析、运用，已成为多个学科领域首要研究的方向和发展的目标。自有地图以来，人们就始终在自觉或不自觉地进行着各种类型的空间分析。如在地图上量测地理要素之间的距离、方位、面积，乃至利用地图进行战术研究和战略决策等，都是利用地图进行空间分析的实例。地理信息系统集成了多学科的最新技术，如关系数据库管理、高效图形算法、插值、区划和网络分析，为空间分析提供了强大的工具，使得过去复杂困难的高级空间分析任务变得简单易行。目前绝大多数地理信息系统软件都有空间分析功能。空间分析早已成为地理信息系统的核心内容之一，它特有的对地理信息提取，表现和传输功能，是地理信息系统区剐于一般信息系统的主要功能特征。空间分析赖以进行的基础是地理空间数据库，其运用的手段包括各种几何的逻辑运算、数理统计分析，代数运算等数学手段。最终的目的是解决人们所涉及到地理空间的实际问题，提取和传输地理空间信息，以实现辅助决策的目的。2．1．2坡度、坡向分析坡度／坡向是一种描述地形表面特征的重要变量。坡度是指表示地表面在某点的倾斜程度的一个量，它是矢量．坡度矢量从数学上讲，其模等于地表曲面函数在该点的切平面与水平面的夹角的正切，其方向等于在该切平面上沿最大倾斜方向的某一矢量在水平面上的投影方向，亦即坡向。在军事地形分析中，坡度／坡向是影响武器性能、部队机动、阵地设置的重要因素。基于DEY进行的坡度／坡向计算方法较多，其精度与计算效率各不相同，在此列举一种方法：如图1所示，计算任意一点e的坡度(T)，可采用公式2—1的算法：r=tan-1√疗+f；(公式2-1)tl=，。l一口≯／2L，t2=(e4一口≯／2L(el为格网点的高程，L为格网间距)。坡向(A)的计算方法如公式2-2：√：互n5(公式2-2)\n中胃农业大学硕士学位论文第二章相关研究综述如晚窖‘旬已e，Ple4e，图2_'DEN格罔8个邻域2．2地理信息技术应用概述在农业项目管理中，南京农业大学初步建立了基于作物模型的农田水分管理决策支持系统(DSsnfM)“1，着重阐述了系统的实现原理，包括系统的结构和功能、系统管理决策且标的确立和水分管理决策的机制。此系统的完成支持和加强用户对农田水分管理的策略分析和判断效率。把模型和决策支持系统相结合，以作物生长模型为核心，结合系统优化原理、节水灌溉理论和计算机技术，与基于作物水分生产函数的优化灌溉管理模型和农田水分管理专家系统相比显示出较强的机理性，解释性、预测性、广适性。河海大学水利水电学院的农田灌溉决策支持系统是基于农田灌溉用水管理的复杂性和实时性，结合江苏省锡山市安镇农田灌溉管理的具体情况研制的。系统根据采集的土壤墒情、作物旱情、水源水情等信息，进行计算、分析，决策，作出灌溉预报，确定精确的灌溉时间和最佳灌溉水量，利用决策结果对灌溉设备进行自动控制与监测，从而达到高效、节水的目的⋯．从以上农业项目管理的经验来看，都是制定决策目标，建立相应的模型，把模型的决策支持系统相结合，结合自身项目的特点，进行计算、分析、决策，对整个项目管理提供科学的决策手段和方法。2．3农业规划决策支持在农业规划决策支持方面，我们以作物布局，资源分配为例。首先建立作物环境资源的空间数据库，并利用遥感实时动态监测得到的数据和全球定位系统的实时定位对空间数据库不断进行更新。3S技术与作物布局和资源分配模型结合，为灌区规划资源分配提供有关的作物环境资源数据。作物布局分析模型利用地理信息系统的空间数据运算功能、拓扑功能和图示功能，对不同区域作物适宜性、作物配置、产量潜力和效益进行分析并将结果用直观的地图形式输出，为作物区划、种植制度规划和灌溉计划等决策服务田1．如图2-2所示。本论文也正是利用3S技术实现早区规划和初审，同样结合评价模型，为规划、初审提供决策支持。6\n中国农业大学硕士学位论文第二章相关研究综述图2-23S与作物布局、资源分配模型的结合示意图2．4GIS在项目管理决策中的应用概述目前国内在早作农业项目管理决策方面的应用有以下几个典型的事例。中国科学院研究生院的孙钊和国家林业局调查规划研究院的陈君帜合作完成的基于GIS的旱作节水农业项目管理系统的设计与实现“”。这个研究主要是以早作节水农业项目管理工作的特点和要求为出发点，设计了一套基于GIS技术的早作节水农业项目管理的技术方案，另外根据基于GIS技术的早作节水农业项目管理的思想，研发了旱作节水农业项目管理系统。重点实现了早作节水农业项目的自动化管理和GIS数据与属性数据的一体化管理，提高了旱作农业项目管理的效率和准确性。本研究中也存在了一些需要解决的问题，比如本研究只对二维数据做了研究，没有做三维分析。对于众多的地形属性如绝对高程、相对高程、平均密度、等高线、坡度、坡向等这些早区的三维信息对项目管理中项目区的规划，节水地点的选择，适宜性评价都具有非常重要的意义。本论文正是对这些问题的探讨和研究。河北省水利研究院苗慧英完成的河北节水农业决策支持系统研究与开发。这个项目主要研究河北省节水农业信息管理数据库、灌溉水的优化调度管理模型及节水农业分区，并应用现代计算机技术、模型技术及系统优化技术，结合节水灌溉原理，灌溉技术方法等方面的内容开发设计了节水农业决策支持系统软件⋯1。2．5Gls在农业地适宜性评价中的应用概述早在1961年F．R吉本斯就明确指出：“对土地不能简单地按从‘最好’至‘最差’的尺度7\n中国农业大学硕士学位论文第二章相关研究综述上进行分等，而不考虑到它的利用方式”。FAO经过多次讨论和大量实践后，于1976年颁布了<土地评价纲要》，该纲要主要是作为各类土地适宜性评价的纲式指南。这一系统的发布，大大促进了国际土地资源评价的研究。近10多年来，农用地适宜性评价主要围绕评价因子体系建立评价模型及评价方法的研究展开“”．宁波大学的李国安根据土地整理项目工程的实际数据，给出土地整理后的效益表示，最后应用因子分析法，给出土地整理后的效益评价。首先确定经济效益、社会效益、环境效益的评价指标体系，然后选取评价因子，运用因子分析法求出评价指标的相关系数矩阵，计算出矩阵的特征值，再利用评价公式计算出综合效益的得分。从而对效益进行评价“”。华中农业大学张海涛、周勇等利用6IS与Ils并结合农业行业标准(NY计30921996)和样区实际情况对江汉平原后湖地区耕地自然地力进行综合评价，从而实现土壤信息交流与共享，促进土地资源合理利用与科学管理。根据耕地资源特点及耕地地力评价的原理，在分析了多种耕地等级评价因子类型基础上，确定了每个评价因子的指数，并将层次分析(A}IP)的原理和方法引入耕地地力评价以确定参评因子的权重；通过这些模型方法与GIS和RS结合，快速准确地完成耕地地力评价，并将评价结果成图输出⋯1。评价流程图如图2—3所示；图2-3评价流程图中国矿业大学北京校区资源工程系以河北省邱县农业土地适宜性评价为例，探讨了运用GIs技术和多源信息复合原理对农业用地的自然、社会属性进行综合评价的数量化方法。在可8\n中国农业大学硕士学位论文第--章相关研究综述持续发展理论的指导下，结合当地实际情况，选取了质地、土壤养分、可利用水资源、机井密度、交通条件等十个评价因子，将这些因子在统一的地理坐标系统下，分别构造各自新的空间信息。生成单因子评价层；利用计算机技术将研究区域分成了1772个网格。每个网格作为一个基本的评价单元；应用层次分析法Al邛(AnalyticalHi2erarchyProcess)确定因子对土宜的贡献率(权重)；构建土地适宜性综合评价模型，利用此模型逐网格进行综合评价[141．此研究采用的评价模型是指数评价模型，模型的表达式如公式2-3所示：一著”z忪船∞式中：S为每个评价单元的农业土地适宜性综合评价指数；m为第f个评价因子的相对权重；St为第价评价因子的土地适宜度；／／为评价因子个数。此研究邱县土地适宜性评价系统融地理信息系统与办公自动化于一体，采用计算机技术进行土地评价，改变以往复杂冗长的人工评价模式，以满足农业现代化的需要。系统的开发对促进土地规划、管理的规范化，标准化、系统化具有重要的现实意义．本论文也是通过选取合适的评价因子，确定权重，主要运用了层次分析模型和专家打分模型进行评价，然后利用公式计算出评价因子的分值，最后确定全国各个县的地质地貌情况，从而为旱作节水农业区的规划做一个科学的辅助决策。9\n中国农业大学硕士学位论文第三章旱作节水农业项目管理决策需求分析第三章早作节水农业项目管理决策需求分析3．1项目管理过程概述3．1．1项目管理的内容通过对工作流程的深入分析，获取具体的逻辑模型，从各个功能上确定早作节水农业项目管理工作的要求．早农项目管理就是从总体上要求满足农业部全国农业技术推广服务中心管理早农项目的需要，能够通过用计算机辅助完成旱农项目的规划、申报、审批、管理、跟踪以及旱农技术的推广等早农管理工作。研究利用计算机技术对早作节水农业项目的辅助管理、建立起完整的中国早区基础数据库(实现图形数据、属性数据在数据库中的一体化管理)、项目区的动态规划、项目投资效益分析、旱作农业技术模式应用模拟分析、技术咨询与服务的智能处理。重点突出实现项目管理过程的规范性和科学性、项目规划方式的灵活性，以及体现项目管理系统从地方到中央的层次性与分布式特点。整个系统将具体实现功能如下：(1)实现对旱作农业资源和信息进行科学管理。建立起完整的中国旱区基础数据库，规划所需的1：100万空间基础数据与属性数据，以及与节水农业相关的基础统计数据库。提供各级政府部门在项目决策过程中所需信息的快速检索、规范处理、统计分折，应用计算机开发成为一套包括图表、多媒体和数据输入、转储，资料查询、汇总、打印，提供项目管理和专业信息开发利用功能的专业应用系统。(2)实现对旱作农业项目的科学管理。提供各项目单位项目方案编写、实施管理和监测的各子系统，系统功能包括方案编写模板、数据采集系统、项目执行中各种数据的采集规范和处理，改变长期以来项目方案编写没有统一的格式，项目执行数据难以汇总。同时便于长期资料的积累，将项目信息资源化。系统提供的项目管理功能，用户可随时了解项目进展动态和投资效果。(3)实现对旱作农业技术的智能化管理和咨询。提供规范、完整、先进的技术资料存储与信息查询，包括技术参数、适宜区域和条件，技术操作规范、技术指标和技术效益的多种信息的查询，为国家级或省级农业技术服务推广部门因地制宜进行技术咨询与推广提供智能化服务，并为建立以农民可查询的农业技术智能化咨询服务奠定基础。(4)GIS功能，以及一些专业的评价模型的建立。为早作节水农业项目管理提供辅助决策支持功能。3．1．2旱农项目管理流程分析早农项目审批申报的一般流程是：立项申请专批复申请，并由申报单位编写项目可行性研究报告专专家、行政主管部门审批可研报告专批复可研报告专申报单位编制实施方案或初步设\n中国农业大学硕士学位论文第三章旱作节水农业项目管理决簧需求分析计专批复实施方案或初步设计专项目组织实施。如图3—1所示：帮一出一曲立项申请接受申请材料----—-----·-+不合格退件I敷一、氟项目组织实旖申报单位编制围3-1申报审批流程围旱农项目管理流程可以概括为以下几个环节：(1)项目申请单位上报立项建议书。(2)省级审批人员对本省范围内的申报项目进行审批，择优上报。(3)农业部有关部门对上报建议书进行审批。填写审批意见。项目申请单位登陆系统查看审批意见。(4)若立项建议书审批通过，贝f』由项目申请单位填写项目可研报告并上报。(5)上级领导对可研报告进行审批，填写审批意见，并将审批意见反馈给项目申请单位。若审批通过，进入第五步，否则重复第四步．(6)上级部门下达投资计划。(7)项目申请单位填写项目实旖方案并上报。(8)上级部门对项目实施方案进行审批，填写审批意见，并将审批意见反馈给项目申请单位。若审批通过，进入第八步，否则重复第七步。(9)三方共同签署合同书，合同签署完毕需上报系统。(10)对项目进行动态管理。项目承担单位每年上报一次项目进展情况。(11)项目验收管理。11\n中国农业大学硕士学位论文第三章旱作节水农业项目管理决策需求分析(12)项目归档。(13)项目应用跟踪管理。属于项目后管理。对旱农技术的应用情况进行跟踪。3．2旱作节水农业项目决策目标与决策方法节水农业宏观决策是指确定解决在较大空间范围内实施农业节水活动中所涉及的重大问题的策略与方式【9】。节水农业宏观决策支持系统的基本用户是县或县以上的有关组织管理机构。节水农业决策涉及资源开发、社会和经济发展以及生态环境等诸多方面，要求决策支持系统具有包括自然环境条件、社会经济、资源开发利用等多种要素信息和多种数据来源。节水农业宏观决策支持系统所应具备的最基本的特性包括宏观性、综合性、空间性和动态性。按照决策的目标和形式大体上可以将节水农业宏观决策活动划分为技术选择、空间配置和政策制定三种主要决策类型。当然这三种类型的划分不是绝对的，技术选择决策中选定的技术通常需要有地域空问配置方案，丙空间配置活动也是针对一定的节水技术实蘑方案进行的，同时两者的实施都离不开相应政策的支撑，政策的制定一般也要以具体的节水技术和地域空问目标为基础。在实际决策活动中可能同时涉及其中的两种类型甚至全部三种类型，随决策中决策原由的不同而有所今生。不过这一划分便于分析农业节水宏观决策支持所需信息和功能需求，以构造出相适应的决策支持系统。在较低决策层次最为觉的决策类型是技术选择，所选技术的空间配置问题通常已包含在选择的过程之中了。低层决策者的政策制定权限较小，但仍需进行全面的政策分析工作。较高决策层次所注重的是大范围空间内的农业节水活动，在其决策过程中空间配置和政策制定占有更为重要的位置。对于高层决策者来说。技术选择决策的重点不是单项的节水技术。而是与不同地域相适应的农业节水技术途径或技术集成方案。节水农业决策的目标就是把提高用水效率作为农业节水的核心。要充分利用当地水资源，包括降水，地上水、地下水、土壤水和处理利用劣质水。有条件的发展喷灌和微灌。我们早作节水农业项目的决策目标主要是通过建立初查模型和节水规划模型判断出该地区是否适宜做早作节水农业项目区以及适宜程度的大小．对区域作出判断以后，就可以结合该地区的实际特点，来推进水资源的优化配置，根据干旱程度找出适当的方法，提高灌溉水的利用效益，提高农业生产效益。通过建立合适的模型，把模型和相应的决策支持系统结合起来．并结合专家系统的知识，为旱作节水区提供适合的节水技术。节水模式，从而提高旱作节水区的水资源的利用量，并为项目区粮食的丰产提供科学的决策手段。\n中国农业大学硕士学位论文第四章早作节水决策模型的建立第四章旱作节水决策模型的建立将地理信息系统应用于旱作节水农业项目管理决策支持系统是本文研究的重点，本章就是在对实际应用中出现的问题展开的探讨。主要研究如何构建评价模型来辅助旱作农业项目区的初审和规划。4．1旱作节水项目区规划模型4．1．1规划模型建立的一般原理农业项目规划模型建立的一般原理有多因素综合原理：(1)耕地是一个气候、地貌、土壤等综合作用的复合系统，其质量的影响因素包括气候因素、地貌因素和土壤因素。同时，影响耕地质量的不同性状或不同因素间又是相互作用相互影响的，如气候会影响土壤的水分、温度状况，甚至影响土壤的有机质含量、土壤养分的有效性等。(2)气候条件：包括光照、热量、降水等，是植物生长的基本条件，决定农作物的品种、熟制，一定程度上决定着耕地的生产能力和可利用程度，是耕地质量高低的基本影响因子。(3)地形地貌条件：包括海拔高度、坡度、坡向等因子，在很大程度上决定着后备土地资源开发利用的方向和强度、开垦后耕地的基本性状和耕地生产能力的改造所需要的技术设施及未来的农田基本建设水平等。4．2指标体系的构建4．2．1指标选取的原则指标是研究内容的数量与质量的衡量标准。任何评价都是建立在指标基础上的，指标选择是否合理直接影响到评价的成败。建立指标体系实际上是在充分分析被评价对象的基本结构和特征的基础上，从某种层面上模拟评价对象的运行机制。由于对旱地等级影响的因素众多，因此。要在众多的指标中选择出那些最灵敏、便于度量且内涵丰富的主导性指标作为评价指标，那么应该遵循以下几点原则【42J：(1)综合性原则对是否适宜做旱作节水区的地区影响要素是由气候、地质地貌条件，水文条件以及人文因素等各种属性特征相互作用，相互制约所形成的自然综合体，所以我们在做旱作节水区适宜性评价中，需要从各个方面通过不同作用方式对影响旱地节水区适宜性的因素进行综合分析，而非某个或某几个因素对其适宜性的影响。同时，适宜区的筛选对于粮种的选择，该地区粮食的\n中国农业大学硕士学位论文第四章早作节水决策模型的建立产量以及选择什么样的节水模式都有重要的影响。指标体系作为一个有机整体，应该能够较全面地反映和度量被评价区域的土地资源宜耕的主要待征，综合考虑各方面的影响因素。(2)主导性原则影响是旱地等级的自然、气候、地质地貌、水文以及人文的因素很多，但是没有必要选取所有这些特性作为评价指标。根据有关土地资源学的知识和经验，在对旱地等级产生影响的这些因素综合分析前提下，从影响旱地等级的众多指标中选择制约等级的主导因素进行重点分析，增强旱作节水区宜耕等级评价的科学性和简洁性。如降雨量，干燥度，海拔、地貌类型，坡度大小以及变化，对早区干旱程度的划分起着重要作用，也引起早地资源综合生产力的较大变化。同时指标体系要尽量反映土地的全部属性，但指标阃不能重叠，避免重复评价。如坡度因素，既是首先衡量是否是早地的主要限制性因素，属于生产性指标，又是引起区域水土流失的重要因子，属于保护性指标。诸如此类指标，应予放在适当的评价方面。(3)稳定性原则选取的评价因素在时间序列上具有相对的稳定性，使评价的结果能够有较长的有效期，相对稳定，便于应用。(4)可操作性原则指标的设置要注意指标数据的可获取性，而且指标要具有可测性和可比性，易于量化。在实际调查中，指标数据尽可能是野外可以鉴别的，或是可以从已有的土地资源调查成果资料或相关成果资料中提取的。土地评价工作量很大，如果完全依靠实验数据来评价，不但费用较高，而且野外调查取样的工作量也相当大．因此所选指标，最好能利用已有成果，如统计资料或有关部门(科研部门，技术部门、管理部门)的科研成果，野外诊断指标则选用野外能直接观测的土地特性。综合以上各种指标选取的原则，对于旱区等级的指标选择我们采用以上原则，选取下面的一些指标：(1)自然因素对农用土地尤为重要。其内容主要包括：地形地貌、土壤、农业气候，植被等。从地貌类型划分为平原、山地、台地、湖泊、冲积扇平原等类型。(2)坡度。首先坡度直接影响是否是耕地。其次，坡度的大小与土壤厚度、质地、土壤水分及肥力等直接相关。因此也是我们必须要考虑的一个因素(3)坡向。坡向是某一个地区接受太阳辐射的基本条件．它对地面气温和土温，对土壤水分状况都有直接的影响，对于某些农业生产尤为重要．坡向因素我们可以直接从地形图或实地来判断。(4)海拔高度。(5)地形地貌。4．2．2评价指标的筛选1、阙值型阈值是评价指标的一个范围值，根据指标的不同，阈值可以是一个确定的值，也可以是一个区间。阈值的大小可以反映土地利用系统本身对扰动的敏感性．阈值区间越大，系统的稳定14\n中国农业大学硕士学位论文第四章早作节水决策模型的建立性越强，抗干扰的能力也就越强。可以通过给出土地诊断特性的边界值来反映输出的值。输入的数据通常是一些模糊的、难以定量化的特征，如土壤类型、土地结构；输出的值通常表示为简单的编码(例如，0表示不适宜，1表示适宜)或者一个范围。简单的模式是：如果x>只只，Y<只，则结果=z；这里x和Y是输入的数据，只和只是控制参数，Z是输出的值。控制参数是通过经验来确定的。在模糊综合评判模式中，许多数值就是通过阈值型来确定的。评价指标阈值的确定直接影响到评价的可操作性。阈值确定的方法有以下几种：(1)经验法土地科学工作者在长期的研究过程中，积累了大量的土地评价、土地利用的经验，在确定土地评价指标阈值时，部分指标闺值可以通过土地科学工作者对多年科学研究的成果进行总结，从而对影响耕地质量的某些指标进行科学的判断，得出阈值。(2)试验法通过进行物理、化学、生物等的试验直接确定某些指标的阈值。这方面可借鉴有关土壤学、作物栽培学等有关学科的研究成果。(3)统计法采用统计分析的方法是确定土地评价指标闺值的重要手段。应用该方法的前提是大量数据的可获得性和准确性。通过寻找拟合趋势线的转折点、频率统计，聚类等数学分析方法确定评价指标的阈值(张风荣等，2003)。2，特尔斐(Delphi)模型特尔斐分析是美国兰特公司于1969年提出的，用以处理在复杂系统中所遇到的信息或数据不全，对事物的规律性难以把握等问题，其实质是利用专家的智慧和经验，对某一事物进行评价和赋值，得到专家组的集体看法。其结果建立在统计分析的基础上，具有一定的稳定性。Delphi模型的基本操作流程如下：(1)确定预测的问题：根据预测的最终目的，确定预测问题，以突出实用性和针对性为要求：(2)选择专家：Delphi模型的主要工作是通过专家对预测问题做出概率估计，因而专家的选择是测定成败的关键。一般要求专家的总体权威比较高，对研究的问题认识比较全面，这样才能保证预测的准确性和科学性，同时专家人数要适当，人数过多，数据收集和处理工作量大，测定周期长，对结果的准确度提高不多；(3)问卷调查表的设计：调查表没有统一的规定。主要包括两个方面：简明扼要地向专家介绍所进行研究的项目和预测问题的详细内容及对该方法的特点、实质、轮询反馈作用等问题做出说明：(4)专家意见咨询和轮询信息的反馈：根据专家评估的结果进行数理统计分析，得出专家总体的评估结果分布，求出均值和方差，将这些信息反馈给专家，并对专家进行再咨询，专家重新评估时可根据前一次专家总体意见的倾向和分散程度(以均值和方差表示)来修改自己的意见，直到得到协调程度较高的评估结果为止；(5)结果确定：通过对专家的评估结果进行分析，如果得到了协调程度高的评估结果，即认定最后一次的结果为该问题的结果。15\n中国农业大学硕士学位论文第四章早作节水决策模型的建立综合以上两种不同的筛选方法，阈值法通常确定那些难以定量化的数据，比如在我们这个旱作节水农业决策模型中，地貌类型就可以运用这个方法。特尔斐模型主要是利用专家的智慧和经验对某一事物进行评价和赋值，这种方法适用于我们这个系统中最后对适宜区的不同划分．适宜的程度标准需要借助专家组的意见。4．3旱区筛选评价模型在已经完成的一期旱作节水农业项目管理中，项目规划区的筛选是通过项目规划子系统的参数规划功能实现的。根据项目规划者给出的干燥度，降雨量，耕作制度，地貌类型等自然条件的参数值，从数据表中选符合条件的县，并在地图上显示出来。但是这种筛选方法没有一个固定的规划模型只是粗略的筛选出了旱区信息。不够精确。本文就探讨如何利用农业土地评价模型来科学、有效的筛选早区信息。4．3．1筛选评价模型的确定模型是对系统各物理量之间关系和过程的定量表达。土地评价模型是通过建立土地质量和土地因素之问的数学或逻辑模式，对土地进行分类和评价。土地评价贯穿于土地评价的全过程。从选择土地评价因素，确定各因素权重到单因素土地评价和土地综合评价，都会用到土地评价模型．表4_1是土地评价过程中常用的一般评价模型或方法。表4-1土地评价模型与方法统计表土地评价过程评价模型与方法选择土地评价因素确定各因素权重主成分分析、逐步回归分析，层次分析、多元回归分析、相关系数检验法、灰色关联度分析，特尔斐分析层次分析，多元回归分析、主成分分析、逐步回归分析、灰色关联度分析，特尔斐分析(专家评分)单因素评价和综合评价分级赋分法、模糊综合评判、聚类分析根据旱作节水农业项目自身的特点，由于项目区的规划考虑的因素比较多，所以本论文采用了层次分析模型和专家打分评判模型对早作节永农业区进行规划．层次分析模型就是根据目标层、准则层，指标层确实不同层次的研究目标．从而能够比较方便和准确的找出各个层次对应因子。本论文的旱区节水规划模型就是把适宜评价分析作为目标层，气象条件、地质地貌作为准则层，再根据准则层确定了降雨量、干燥度，积温、地貌类型这五个指标层。应用层次分析模型方法对指标进行了比较科学的筛选。专家打分模型主要应用在处理那些难以定量和定性化的数据中。由于不同的旱作节水区的地理情况不尽相同，因此不能给降雨量，干燥度、积温、海拔，地貌类型规定一个统一的标准。只能依据当地专家的经验来给这些因素赋于不同的分值。综合以上各点，我们选取了层次分析模型和专家打分模型来筛选适宜早作节水区的规划因素。通过建立旱区规划模型来对旱区觌划提供辅助决策功能。16\n中国农业大学硕士学位论文第四章旱作节水决策模型的建立4．3．2旱区评价因子的选择及等级的划分根据魏文秋的研究，早区的规划涉及气象条件，水文条件，地质地貌和人类活动。根据旱作节水农业的特点，结合上述的阈值法和专家打分模型主要把以下五个指标作为旱区规划评价的因子：降雨量，干燥度，海拔，年积温，地貌类型。分别给每个评价因子指定一个分值和权重，结合评价模型计算出全国各个县的等级分值，把全国各个县的土地资源划分为几个不同的等级。根据全国的统一规定和标准，这六个评价因子都有各自的取值范围，这些取值范围如表4-2到4-7所示；表4-2晦雨量划分标准4。3。3评价指标权重的设置农用地适宜性评价指标权重设置就是设置各个参评指标再整个评价体系中的重要性，根据每个参评指标的权重值和每个指标的评价值来计算当前的评价单元的适宜情况，评价指标权重设置方法我们暂且给它傲个规定。因为权重系数是个变量值。可以根据当地的情况或者专家的经验重新赋值，所以我们估且做以下设置：早作节水农业项目区的主要影响因子我们在上面已17\n中国农业大学硕士学位论文第四章旱作节水决策模型的建立经有过论述，其中是五个指标分别为降雨量、干燥度、积温、海拔、地貌类型。我们设定权重值的取值范围应该在0～l之间，并且每个评价因子所有指标的校重值之和应该为1。举个例子，由于降雨量，干燥度，海拔对旱区的影响最大，因此分别给他们的权重为0．4，0．3，0．15；地貌类型，年积温的权重为0．1，0．05．由于每个评价因子本身的范围情况也对旱区项目规划产生影响，所以我们把每个评价因子自身的范围给它赋一个分值，当然这个分值也是可以变的，我们暂且按照一般常规和传统的经验给他们赋于不同的分值等级。比如，比如全国的干燥度有4个值l，2，4。16．由于1为湿润半湿润区，2为半干燥区，4为干燥区，16为特别干燥区，所以给这几个数的分值分别为lO，40，60，80．其它的因子也以同样的方式来计算。各种评价因子的权重及分值表如下表4-8到4-14所示襄4—8评价因子权重值积温范围(度)0～20002000～34003400～45004500～8000>8000地貌类型平原冲积扇平原山地台地湖泊低河漫滩黄土粱峁4．3．4旱区规划评价模型的建立考虑到筛选旱作节水农业区涉及到多个评价因子，因此我们选用层次分析和专家打分模型进行评价。其数学表达式如公式4-1所示：18\n中国农业大学硕士学位论文第四章旱作节水决策模型的建立q。善善雌_gc馘4-1)式中缘示适宜度分值，M表示各评价因子的权重值，％表示各评价因子中的不同范围因子的权重值，g为每个评价因子的得分情况。如下所示：目标层适宜评价分析准则层气象条件指标层降雨量干燥度积温舨一件≮纛型人为活动—————+土地衬用方式图4-I旱区节水规划模型的层次分析图根据这个模型，就可以对全国所有县的适宜情况做一个分析和筛选。这里面就涉及到了以上所提到的5个因子中每个因子对应的不同范围的权重。利用这个公式，我对全国所有县的数据进行了全部处理。得到了全国所有县的总分值．有个这个基础，现在我们来对数据进行分析。对所有的数据划分等级。从而确定适宜度的程度．在这里我们估且把适宜度划分为四个等级，分别是最适宜区，较适宜区，次适宜区，不适宜区。根据以上我们所计算出来的县的得分情况，我们可以计算出适宜度的范围。下面来叙述如何对这些数据进行划分。4．3．5旱区规划评价等级的划分利用上述模型我们把全国所有县的分值全部计算了出来。从以上数据处理得到的结果可以看出来得分最高县的分值为1650．3，最低得分为362为了计算出范围，我们采取的方法是用x轴表示每一个分值。Y轴表示这一个分值代表的县的个数。然后描点画图，再根据不同的分值所对应的面积相等的原则确定出来等级的划分。我们把早区划分为四个等级。分别是最适宜区(-。级)’较适宜区(二级)'次适宜区(三级网不适宜区(四级)。划分结果如下表4-15所示：表4-15适宜区划分结果划分结果最适宜区(四级)较适宜区(三级)次适宜区(--级)不适宜区(一级)\n中国农业大学硕士学位论文第四章旱作节水决策模型的建立适宜值范围36．2sA<415．6415．5SA<570．6570．6sA<840．3840．3墨A<1650．3根据以上模型就可以判断全国各个县的早区规划情况。从而为我们做旱作节水农业项目区的规划提供一个科学而有效的辅助手段．4．4旱作节水农业项目初审模型4．4．1早作节水农业项目初审指标的选择在旱作节水农业项目的初步审查中，我们考虑的因素主要是申报单位所申报的项目区的坡度I、坡向、干燥度、降雨量、地貌类型、海拔．因为这几项对项目区的建设有非常重要的影响。首先第一步审查过程中，如果坡度大于25度，则项目一定是不适宜做旱作节水区。因为坡度是描述地形地貌的重要参数。在农业开发利用中，坡度大于25度的土地一般认为是不宜开发的。因此可以否决坡度大于25度的不适宜旱农的地区。土地利用要按不同高度和坡度进行旱区的选择，坡度平缓地段可垦为耕地，种植粮食和饲料作物；坡度10度到15度的应以园地为主，发展茶果等经济作物；坡度25度以上的全部退耕还林还草，采取人工造林措施恢复植被。因此在旱作农业节水项目管理决策审批过程中应根据坡度大小提出什么地区适宜作为旱作节水区的建议。坡向是地面接受日照、风吹、雨水冲刷的重要因素。可分为平坦、东、西、南、北，或平坦，东、西，南、北、东北、西北、东南、西南等不同的等级。在坡度为3。至4。的缓坡丘陵上，土壤水分以阳坡(南坡)为最高，阴坡(北坡)次之，顶部最低。不同部位因贮水量不同造成植物生物量存在差异，顶部的生物量小于南北坡的生物量。同时发现，不同部位土壤中有干土层出现，不同季节干层深浅不同。4．4．2初审模型的建立同样对于初审模型的建立，由于也是涉及到多个评价因子，所以我们同样采取层次分析法和专家打分模型来实现。如公式4-2=兄一∑ZK为g(公式4．2)l。■J。1式中E表示适宜度分值，K表示各评价因子的权重值，置，表示各评价因子中的不同范围因子的权重值，g为每个评价因子的得分情况。模型的评价和项目区规划的评价是一样的，只是在初审过程中加了坡度和坡向两个重要的评价因子。同时我们还应该把人文因素，自然条件因素如旱作区离水源的远近程度等考虑进去。对于坡向来说我们可以把不同的坡向也给于不同的等级分值．在计算模型的过程中把坡向这个因子考虑进去就可以了。坡向的等级分值如下表4—16所示规定表4-16坡向等级划分∞\n同样运用以上的公式把某一项目的得分求出来。根据同样的方法判断该项目是否适宜做旱作节水农业项目区，以此判断是否通过初审。由于条件的限制，我们这里暂时没有上报的项目的情况。以上这个模型可以为今后上报的每一个项目进行初步审查，以此确定这个地区是不是能够做为旱作节水区．\n中国农业大学硕士学位论文第五章模型应用实例在上一章中，我们已经对如何构建一个科学的筛选模型做出了详细的分析。下面就是某个地区的坡度，坡向分析实例图。5．1筛选模型应用实例5．1．1坡度分析实例坡度是描述地形地貌的重要参数。在农业开发利用中，坡度大于25度的土地一般认为是不宣开发的。因此通过坡度分析可以否决坡度大于25度的不适宜旱农的地区。我们通过对坡度图层进行栅格重分类，就可以首先否决坡度大于25度的不适宜地区．25度以下的地区还可以分为几个等级，在上面的评价模型中我们已经做过介绍。因此我们同样可以提取出不同等级的坡度图。从而为更好的进行旱作节水区的规划，早区的节水模式、建设布局等提供辅助决策的手段。坡度分析非常适宜对上报的旱作节水项目区进行审查。因此在旱作农业节水项目管理决策审批过程中我们就可以根据坡度大小提出这个地区是否适宜作为旱作节水项目区。下面我们以邯郸的等高线图为例在hrcView中运用坡度分析显示出适合的坡度和坡向，从而为上报的项目进行初审提供一个更简便的，科学的依据。\n中国农业大学硕七学位论文第五章模型戍用实例图5—1原某县等高线图\n中国农业大学硕士学位论文第五章模型应用实例图5_2TIN模型图\n图5_3生成眭-囝\n中国农业大学硕士学位论文第五章模型应用实例图5-4坡度分析结果图\n中国农业大学硕士学位论文第五章模型应用实例5．2．2坡向分析实例图5-5提取坡度为衢度以下的耕地图坡向是地面接受日照、风吹、雨水冲刷的重要因素。坡向分析图将坡面的朝向用不同的色调表示，可分为平坦、东、西、南、北，或平坦、东、西，南、北、东北、西北，东南、西南等不同的等级。在坡度为3。至4。的缓坡丘陵上，土壤水分以阳坡(南坡)为最低，阴坡(北坡)次之，顶部最高。不同部位因贮水量不同造成植物生物量存在差异，顶部的生物量小于南北坡的生物量。同时发现，不同部位土壤中有干土层出现。不同季节干层深浅不同。利用GIS坡向分析可为旱作农业规划区的种植种类选择提供依据。\n中国农业大学硕士学位论文第五章模型麻用实例固5q坡向分析图\n以上是对坡度坡向单独进行分析，但是在实际的项目审查过程中，我们要同时把坡度坡向两个因素考虑进去。图5．8是提取坡度为2到6度，并把坡向分析图层叠加进去得到的图。图5-7坡度坡向综合分析图\n中国农业大学硕士学位论文第六章结论与展埕量曼量鼍曼鼍曼皇皇曼曼曼曼皇曼穹皇曼曼曼曼皇皇曼曼曼曼皇曼曼鲁曼鼍曼曼曼皇皇量曼曼皇I曼皇皇曼曼曼曼曼皇曼皇苎!曼皇曼曼曼曼曼詈舅曼毫曼曼鲁6．1研究结论第六章结论与展望1．针对旱农项目管理的实际需求，本研究尝试解决了旱作节水农业项目管理信息系统中的关键技术问题：旱作节水农业项目初审模型和规划模型．2本研究表明，应用GIS技术辅助旱作节水农业项目的审批和规划工作，对于规范项目审批工作，提高节水农业项目管理的效率是可行的。3．事实证明GIS辅助决策具有决策依据科学、信息资源全面、决策精度高等优点．6．2研究展望在系统及本文的完成过程中，由于受时间、技术和需求等多方面的限制，还需要在以后的研究工作中，主要对以下的问题做进一步的讨论和研究：(1)关于早耕地评价指标体系的建立土地资源开发利用是否充分合理，一方面决定了早作农业地区如何更好的实施节水技术，另一方面对于旱区粮食的生产和丰收也有直接的影响。不同地区，指标的选取、指标阈值也不_样。因此，根据不同地区的不同特点以及存在的不同自然条件以及人文因素问题，可适当调整某些评价指标和评价标准，避免遗漏对某些地区来说是比较重要的指标，或者选择了不重要的指标而增加工作量且掩盖重要指标的影响作用。但是早地资源宜耕评价指标体系建立的共同原则是：保证旱作农业项目地区的水量能得到最大程度的利用，同时通过评价能指导早作节水农业项目区的节水技术的实施。(2)将遥感(IiS)技术应用到旱作节水农业项目管理与决策系统”本课题主要研究了如何将GIS等信息技术融入到旱作节水农业项目管理工作中；因此，本课题只研究了空间数据如何使用在旱作节水农业项目管理工作中。今后对早作节水农业项目的要求的提高，单一的GIS地理空间图形还不能完全满足“直观”管理项目的需要，遥感是一种非接触地快速、大面积观测地物状态的现代化手段。随着遥感影像数据价格的降低，RS技术应用到早作节水农业项且管理与决策系统中来将会提高早作节水农业项目管理实时性，遥感影像不仅能为早作节水农业项目的规划提供直观的信息资料，更为监督项目实施的进度、实施质量和效果，社绝瞒报、多报现象提供了很好的辅助工具。\n中国农业大学硕士学位论文参考文献[1]彭世琪，朱德海，张晓东．中国早作节水农业项目管理决策支持系统的设计．农业工程报，2003，19(6)：7∞73[2]焦险峰，徐刚，彭世琪．中国旱作节水农业管理信息系统．农业工程学报，2000，16(5)：48-51[3]盖艾鸿，李纯斌，杨昌裕．基于GIS的节水农业支持系统建立初探．遥感技术与应用，2004，19(5)：392—395[4]康世瀛，康珉，文化一．internet网上早地农业土壤灌溉和需水管理决策支持系统．中国管理学，2002，10(3)：68—72[5]姜长云．中国节水农业：现状与发展方向．农业经济问题，2001，19[6]张正栋．中国农业高效节水技术体系及其展望．农业现代化研究，2001，21(1)：4l一44[7]朱艳，胡继超，曹卫星，基于作物模型的农田水分管理决策支持系统研究．水土保持学报，2005，19(2)：161—162．18]夏继红。严忠民．农田灌溉决策支持系统的设计与实现．中国农村水利水电，2001，8：10-12[9]薛志士，罗其友，宫连英，陶陶．节水农业宏观决策基础研究[10]陈莹，陈勇，刘昌明．节水型社会评价研究．资源科学，2004。20(6)：83-89[“】高峰，雷声隆，庞鸿宾．节水灌溉工程模糊神经网络综合评价模型研究．2003，19(7)：84埔7[12]苗慧英，李素丽．河北省节水农业决策支持系统研究与开发．河北水利科技，2002，22(2)：1-5[13]孙钊，陈君帜．基于GIS的早作节水农业项目管理系统设计与实现．微电子学与计算机，2005，22(5)：117—123[14]武强，陈萍，董东林，李树文，陈佩佩．基于GIS技术的农业土地适宜性综合评价．中国矿业大学学报，2002。4447[15]李国安．因子分析法在土地整理后效益分析与评价中的应用．宁波大学学报，2005，18(1)：2l—23[16]唐嘉平，刘钊．基于GIS的特色经济作物种植适宜性评价系统．农业系统科学与综合研究。2002，18(1)：9-12[17]周勇．基于GIS的耕地定级方法及其应用．长江流域资源与环境，2005，14(3)：342-346[18]毛峰，沈小华等．AreGIS8开发与实践．北京：科学出版社，2002[19]薛华成．管理信息系统．清华大学出版社．1993．3[20]熊范纶．农业专家系统及开发工具．清华大学出版社．1992。2[21]严泰来，张荣群．数字高程模型DEM的建立及应用．计算机与农业，2000．631\n中国农业大学硕士学位论文参考文献[22]雷波，姜文来，节水农业综合效益评价研究进展．灌溉捧水学报，2004，23(3)65娟9[23】刘维峰．农业节水决策支持系统[盯．决策与决策支持系统。1996，6(2)：31-36[24]罗金耀．节水灌溉技术指标与综合评价理论及应用研究[D]．武汉：武汉水利电力大学，1998[25]王龙昌，王立祥，贾志宽，冯金侠，旱作农区应变型种植制度决策系统的建立及效益．作物学报。2003，29(4)：557—561【26]倪绍祥，土地类型与土地评价概论[M]．北京：高等教育出版社，1999：170—172[27]王桂芝，基于GIS的三亚市热作土地适宜性评价模型的建立【J]．测绘信息与工程11997(2)：23以8l[28]史清华，姚建民．农用土地适宜性评价方法及实践[J]．资源开发与市场，1994，10(6)：249—251[29]崔功豪，魏清泉，陈宗兴．区域分析与规划[M]．北京：高等教育出版社，1999，245-263[30J张成才，马双梅，孙喜梅．基于DEM模型的流域参数识别方法研究．灌溉排水，2002，21(1)：34-35[31]胡俊鹏，孙平阳，黄天柱．陕西旱作节水农业制约因素及对策研究．ChineseAgricultureScienceBulletin,2005(2)：342-344[32]EnvironmentalSystemInstitue,MapOhjectsGISandMappingComponents，1999[33]http：／／Ⅲ．surport．esri．c∞[34]ESRI，ArcSDEConfigurationandTuningGuideforMicrosoftSQLServer,GISbyESRI．2000[35】王人潮，农业资源信息系统．中国农业出版社[36]罗金耀，李道西．节水灌溉多层次灰色关联综合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