發(fā)布時(shí)間：2017-07-06 04:10

  本文關(guān)鍵詞：基于坡度和耕作田塊空間格局的土地整理決策支持系統(tǒng)

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【摘要】：土地整治分區(qū)是實(shí)現(xiàn)土地資源高效、持續(xù)利用和土地利用結(jié)構(gòu)優(yōu)化等問(wèn)題的結(jié)合點(diǎn)和切入點(diǎn)�；诳茖W(xué)合理的思路和技術(shù)對(duì)土地整治進(jìn)行分區(qū)具有重大意義。已有采用灰色星座聚類法進(jìn)行土地整理分區(qū)的相關(guān)研究。并且有學(xué)者運(yùn)用整數(shù)規(guī)劃原理建立了耕作田塊優(yōu)化設(shè)計(jì)的數(shù)學(xué)模型,設(shè)計(jì)了基于“3S”技術(shù)的土地整理應(yīng)用方法。利用GIS技術(shù)建立評(píng)價(jià)模型和信息系統(tǒng),試圖將該項(xiàng)工作模型化、信息化。同時(shí),在管理信息系統(tǒng)(MIS)、決策支持系統(tǒng)(DSS)和人工智能與專家系統(tǒng)(AI/ES)的指導(dǎo)下,結(jié)合國(guó)家投資土地整理項(xiàng)目管理工作的實(shí)際需求,建立基于國(guó)土資源信息網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的土地整理項(xiàng)目決策支持系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了項(xiàng)目決策與項(xiàng)目庫(kù)管理的高度集成。但在土地整理決策系統(tǒng)的相關(guān)研究中,將地理?xiàng)l件與高新技術(shù)相結(jié)合,應(yīng)用于土地整理的研究還比較薄弱。因此本文借助GIS技術(shù),基于坡度與耕作田塊的空間格局,構(gòu)建土地整理決策支持系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)土地整理的分區(qū)功能,并且對(duì)土地平整工程的實(shí)施方案提供決策。本文首先從耕作田塊修筑工程角度,選取5個(gè)土地整治項(xiàng)目中7個(gè)樣區(qū)作為研究對(duì)象,以土地細(xì)碎化指數(shù)GLFIi表示研究區(qū)域耕作田塊的土地細(xì)碎度,從耕作田塊大小、耕作田塊形狀、耕作田塊空間離散度以及耕作田塊可達(dá)性4個(gè)方面對(duì)細(xì)碎程度進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。使用“定性評(píng)價(jià)”的方法為權(quán)重賦值,并且引入一個(gè)新的形狀指數(shù)PSI,包括短邊數(shù)量、銳角數(shù)量、反射角數(shù)量、邊界點(diǎn)數(shù)量、緊湊性和規(guī)則性6個(gè)參數(shù)。定量分析與探討耕作田塊修筑工程對(duì)土地細(xì)碎化治理的作用,以期為土地細(xì)碎化的整治提供新思路;并以重慶市秀山縣官莊鎮(zhèn)張壩和望高2個(gè)村的耕作田塊為例,提取研究區(qū)海拔、坡度、坡向、地形起伏度、地表粗糙度、地表切割深度、坡度變率(SOS)和坡向變率(SOA)8個(gè)地形因子,綜合運(yùn)用景觀格局指數(shù)、Logistic回歸模型,分析耕作田塊空間格局與地形因子間的相關(guān)性;最后以這兩部分研究所得出的結(jié)論為基礎(chǔ),基于研究區(qū)的坡度和集中連片面積,利用ArcGIS軟件的數(shù)據(jù)處理和空間分析能力,借助模型構(gòu)建器,為土地整理提供決策支持方案。主要研究結(jié)果和結(jié)論如下:(1)耕作田塊修筑工程可以有效改善土地細(xì)碎化問(wèn)題,土地細(xì)碎化指數(shù)GLFIi能定量地評(píng)價(jià)土地細(xì)碎化治理程度。耕作田塊修筑工程分別使7個(gè)樣區(qū)的耕作田塊大小、耕作田塊形狀、耕作田塊空間離散性、耕作田塊可達(dá)性平均提高27%、9%、0.3%、34%,土地細(xì)碎整體改善7%~24%;利用不同賦權(quán)方案評(píng)價(jià)土地細(xì)碎化治理情況發(fā)現(xiàn),耕作田塊大小與耕作田塊可達(dá)性是影響土地細(xì)碎化治理的關(guān)鍵指標(biāo),在均等、遞增、遞減、理性4種權(quán)重方案中貢獻(xiàn)最大,其次為耕作田塊形狀和空間離散性。因此,以GLFIi表示的綜合評(píng)價(jià)模型,對(duì)計(jì)量評(píng)價(jià)土地細(xì)碎化治理程度具有應(yīng)用價(jià)值,并且經(jīng)驗(yàn)證,形狀指數(shù)psi其描述的耕作田塊形狀與便于農(nóng)業(yè)耕作的耕作田塊形狀具有較高的正相關(guān)性,當(dāng)耕作田塊形狀越適于耕作,該形狀指數(shù)值越高。在每個(gè)耕作田塊樣區(qū)采取4種權(quán)重方案進(jìn)行獨(dú)立評(píng)價(jià)。結(jié)果表明,無(wú)論權(quán)重方案如何變化,最終結(jié)果的偏差均小于10%,表明該方法具有一定可靠性和穩(wěn)定性。而治理效果很大程度上取決于耕作田塊修筑工程能否據(jù)地形地貌,因“勢(shì)”利導(dǎo),更好地優(yōu)化耕作田塊空間布局以及更合理地利用道路等配套設(shè)施提升耕作田塊通達(dá)性。(2)耕作田塊主要在低地形位上有序分布,海拔、坡度和地形起伏度決定了土地利用的方向和方式,控制著土地利用空間分布格局。耕作田塊由于其利用方向、方式和強(qiáng)度等具有特殊性,對(duì)地形、水源等自然條件的要求尤為嚴(yán)格。從空間數(shù)量結(jié)構(gòu)來(lái)看,耕作田塊優(yōu)勢(shì)區(qū)位位于海拔460m以下,坡度8°以下,地形起伏度1.0m以下以及地表切割深度0.5m以下;樣區(qū)具有喀斯特地貌特征,其十分脆弱的生態(tài)地質(zhì)環(huán)境,使耕作田塊受到地形地貌以及經(jīng)營(yíng)方式的雙重影響,造成土地破碎度的增加。從斑塊景觀格局來(lái)看,海拔460m以上,耕作田塊聚集程度急劇下降,坡度2~5°時(shí),耕作田塊破碎度達(dá)到最大,耕作田塊聚合度在地形起伏度和地表切割深度小于0.5m的梯度上達(dá)到最大;從斑塊空間分布與地形因子的相關(guān)程度來(lái)看,地形起伏度、海拔、坡度和坡向與耕作田塊空間分布顯著相關(guān),其回歸系數(shù)分別為-0.957、-1.049、-0.187和0.038。海拔、坡度和地形起伏度基本上決定了土地利用的方向和方式,進(jìn)一步控制著土地利用空間分布格局。(3)借助gis技術(shù)模型構(gòu)建器,建立土地整理決策支持系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了土地整理的分區(qū)功能,對(duì)土地平整工程的實(shí)施方式提供決策。樣區(qū)1共篩選出7個(gè)片區(qū)可整治為條田,其中4個(gè)片區(qū)面積達(dá)到6.67hm2以上,最大面積達(dá)到40.2hm2,并篩選出3個(gè)片區(qū)可整治為緩坡地,其中最大片區(qū)面積為6hm2。樣區(qū)2共篩選出4個(gè)片區(qū)可整治為條田,其中3個(gè)片區(qū)面積達(dá)到6.67hm2以上,最大面積達(dá)到20.33hm2,并且4個(gè)片區(qū)均處于樣區(qū)2的南部,即河流階地地貌區(qū),篩選出1個(gè)片區(qū)可整治為緩坡地,其面積為3.4hm2。不難發(fā)現(xiàn),對(duì)于不同地形地貌類型,可實(shí)施的土地平整工程類型存在差異。河流階地地區(qū)由于其本身優(yōu)良的地理?xiàng)l件,土地利用率較高,是土地平整工程中的重點(diǎn)設(shè)計(jì)區(qū)域。丘陵地區(qū)雖有一定的坡度起伏,但具有一定土地整治潛力,通過(guò)土地整理工程有效增加土地利用率、提高耕地生產(chǎn)力、改善生態(tài)環(huán)境并節(jié)約生產(chǎn)投資。而喀斯特地貌區(qū)域由于其地理環(huán)境的特殊性,不適用于一般土地整治工程,應(yīng)尋求其他工程改造方案,進(jìn)一步改良農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境。綜上所述,由于耕作田塊對(duì)地形、水源等自然條件的要求尤為嚴(yán)格,主要分布在低地形位上,并且海拔、坡度和地形起伏度決定了土地利用的方向和方式,控制著土地利用空間分布格局。耕作田塊修筑工程可以有效改善土地的細(xì)碎化問(wèn)題,土地細(xì)碎化指數(shù)GLFIi能定量地評(píng)價(jià)土地細(xì)碎化治理程度。利用GIS技術(shù)模型構(gòu)建器功能,基于坡度和耕作田塊的空間格局建立土地整理決策支持系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了土地整理的分區(qū)功能,對(duì)土地平整工程的實(shí)施方式提供決策。可以預(yù)見(jiàn),根據(jù)不同區(qū)域各自的自然地理?xiàng)l件以及產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求,運(yùn)用可設(shè)置各項(xiàng)參數(shù)的模型來(lái)實(shí)現(xiàn)土地利用分區(qū)的自動(dòng)化將變得越來(lái)越重要。模型化、信息化是土地整理項(xiàng)目決策分析的大趨勢(shì),是規(guī)范土地整理運(yùn)作、提高項(xiàng)目管理效率和科學(xué)化水平的必由之路。
【關(guān)鍵詞】：土地整理決策支持 空間格局 土地細(xì)碎化 GIS
【學(xué)位授予單位】：西南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：F301.2
【目錄】：

• 摘要7-10
• ABSTRACT10-14
• 第1章 文獻(xiàn)綜述14-20
• 1.1 土地細(xì)碎化研究14-16
• 1.2 土地利用格局研究16-17
• 1.3 土地整理決策支持系統(tǒng)研究17-19
• 1.4 結(jié)語(yǔ)19-20
• 第2章 緒論20-24
• 2.1 選題背景20-21
• 2.2 研究意義21
• 2.3 研究目標(biāo)21-22
• 2.4 研究?jī)?nèi)容22-23
• 2.5 技術(shù)路線23-24
• 第3章 土地細(xì)碎化治理綜合評(píng)價(jià)24-38
• 3.1 數(shù)據(jù)來(lái)源與處理25-31
• 3.2 耕作田塊修筑對(duì)田塊大小、形狀的影響31-32
• 3.3 耕作田塊修筑對(duì)田塊空間離散性以及田塊可達(dá)性的影響32
• 3.4 耕作田塊修筑對(duì)土地細(xì)碎度的影響32-33
• 3.5 改變指標(biāo)權(quán)重對(duì)土地細(xì)碎度的影響33-36
• 3.6 結(jié)語(yǔ)36-38
• 第4章 耕作田塊空間格局與地形因子的相關(guān)性分析38-50
• 4.1 數(shù)據(jù)來(lái)源與處理38-43
• 4.2 耕作田塊數(shù)量結(jié)構(gòu)的地形梯度分異效應(yīng)43-45
• 4.3 斑塊景觀格局的地形梯度分異效應(yīng)45-47
• 4.4 斑塊空間分布與地形因子的相關(guān)性47-48
• 4.5 結(jié)語(yǔ)48-50
• 第5章 構(gòu)建土地整理決策支持系統(tǒng)50-64
• 5.1 數(shù)據(jù)來(lái)源與處理51-56
• 5.2 研究區(qū)坡度分析56-58
• 5.3 條田規(guī)劃方案58-60
• 5.4 緩坡地規(guī)劃方案60-61
• 5.5 結(jié)語(yǔ)61-64
• 第6章 結(jié)論與展望64-68
• 參考文獻(xiàn)68-78
• 致謝78-80
• 參與科研及論文發(fā)表情況80

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