地理信息科學(xué)研究進展精選(九篇)
前言：一篇好文章的誕生，需要你不斷地搜集資料、整理思路，本站小編為你收集了豐富的地理信息科學(xué)研究進展主題范文，僅供參考，歡迎閱讀并收藏。
第1篇：地理信息科學(xué)研究進展范文
1研究進展和成就
土地信息科學(xué)作為一門新興的信息科學(xué)技術(shù),已走過了近40年的發(fā)展歷程。目前正以每年25%~40%的速度快速增長。毫無疑問,土地信息科學(xué)是國土現(xiàn)代化無可替代的重要技術(shù)支撐,它的廣泛應(yīng)用,必將給土地資源的研究和發(fā)展帶來革命性的變革[3]。
1.1土地利用遙感動態(tài)監(jiān)測研究我國土地利用/土地覆被變化遙感動態(tài)監(jiān)測研究始于20世紀(jì)70年代。1974年開始引進美國地球資源衛(wèi)星圖像,開展遙感圖像處理和解譯工作。1978年全國第二次土壤普查,許多地區(qū)利用航片借助計算機技術(shù)勾繪出了土地利用現(xiàn)狀圖和土壤圖。20世紀(jì)80—90年代,微型計算機的出現(xiàn)促進了遙感技術(shù)的發(fā)展,我國土地信息科學(xué)研究進入新的階段。1980—1983年我國利用陸地衛(wèi)星圖像資料對全國土地進行遙感調(diào)查,編制了1∶250000和1∶2000000土地利用現(xiàn)狀圖。利用航空遙感圖像判讀編制了1∶10000、1∶25000、1∶50000的土地利用現(xiàn)狀圖和土地利用類型圖。航空遙感與GPS應(yīng)用到城鎮(zhèn)大比例尺(1∶2000~1∶500)地形圖測繪工作中,為城市土地規(guī)劃建設(shè)提供了依據(jù)。90年代初,在國家土地管理局的組織下,東部采用航空遙感信息完成1∶10000土地利用調(diào)查,西部以航空遙感和衛(wèi)星遙感信息相結(jié)合完成1∶50000、1∶100000和1∶200000土地利用調(diào)查。近十幾年以來,隨著衛(wèi)星遙感分辨率的不斷提高,遙感技術(shù)在土地利用動態(tài)變化監(jiān)測中發(fā)揮越來越重要的作用。在國家科委和國家科學(xué)基金委“九五”到2010的重點發(fā)展領(lǐng)域和優(yōu)先資助領(lǐng)域中,將土地利用動態(tài)變化遙感監(jiān)測作為研究重點之一[4]。目前,遙感技術(shù)因其能提供動態(tài)、豐富和廉價的數(shù)據(jù)源已成為獲取土地利用/土地覆被變化最為行之有效的手段。衛(wèi)星遙感在全球和區(qū)域尺度土地利用/土地覆被變化研究與應(yīng)用方面均取得了突破性進展[5]。
1.2土地信息系統(tǒng)建設(shè)研究1980年中國科學(xué)院遙感所成立了第一個地理信息系統(tǒng)研究室,并于1985年組建了“資源與環(huán)境信息系統(tǒng)”國家重點實驗室。1990年,武漢大學(xué)建立“測繪遙感信息工程”國家實驗室。在此基礎(chǔ)上我國開展了大量的土地信息相關(guān)的開發(fā)研制工作,如中國測繪局在全國大地測量和數(shù)字地面模型建立的基礎(chǔ)上,建成1∶1000000國土基礎(chǔ)信息系統(tǒng)和全國土地信息系統(tǒng)[2]。國土資源部已將“加強信息系統(tǒng)建設(shè),實現(xiàn)信息服務(wù)社會化”列為國土資源部門的五大任務(wù)之一,并已成立了以部長為首的部信息化領(lǐng)導(dǎo)小組,組建了部信息中心。在新一輪國土資源大調(diào)查中設(shè)立了“數(shù)字國土工程”專項,我國國土資源信息化工作已全面展開[6]。與此同時,我國一大批土地信息化相關(guān)的重點項目已經(jīng)或者正在開發(fā)、實施。例如,黃杏元等根據(jù)城市土地定級因素所具有的空間特征和相關(guān)性,采用地理信息系統(tǒng)的技術(shù)和方法,運用空間數(shù)據(jù)庫存貯、管理和操作各類與城市土地定級估價有關(guān)的信息和數(shù)據(jù),完成了南通市土地定級信息系統(tǒng)的設(shè)計,建立了土地定級估價數(shù)據(jù)庫[7]。武漢大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院開發(fā)了農(nóng)用地分等定級估價信息系統(tǒng),不但可以減少農(nóng)用地分等定級估價工作中大量煩瑣的計算工作,而且可以大大提高分等的速度和精度。
1.3人才培養(yǎng)和學(xué)術(shù)交流成果研究近年來,我國研究者出版了一系列有關(guān)論述土地信息科學(xué)的專著,如由胡月明等編著的《土地信息系統(tǒng)》(華南理工大學(xué)出版社2001年出版)、海等編著的《土地管理信息系統(tǒng)》(中國農(nóng)業(yè)大學(xué)出版社2000年出版)等。同時,我國學(xué)者也發(fā)表了大量的土地信息科學(xué)相關(guān)的學(xué)術(shù)論文,如彭俊等就“土地信息學(xué)”的建設(shè)進行了深入的探討。嚴(yán)泰來等就土地信息學(xué)科前沿的若干問題作了深入的剖析。孫靜等就土地利用遙感動態(tài)監(jiān)測技術(shù)方法作了詳細介紹。近年來,許多高?？蒲性核_設(shè)了與土地信息科學(xué)有關(guān)的專業(yè)、課程和培訓(xùn)班,培養(yǎng)出了一大批從事土地信息科學(xué)教學(xué)、研究和實踐的工作人員。
2前沿領(lǐng)域
無論從發(fā)展土地信息科學(xué)的角度,還是從國家社會經(jīng)濟進步的需求來看,土地信息科學(xué)面臨著不少困難和新的挑戰(zhàn),同時也迎來發(fā)展的有利契機。本文主要從空間信息數(shù)據(jù)庫角度提出一些土地信息學(xué)科的前沿問題。
2.1空間數(shù)據(jù)表達與系統(tǒng)開發(fā)標(biāo)準(zhǔn)化土地信息的標(biāo)準(zhǔn)化程度決定了系統(tǒng)的兼容性、可移植性,同時也保證信息的共享和可持續(xù)利用[8]。土地信息系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化包含兩方面的含義。首先,要服從軟件系統(tǒng)工程的標(biāo)準(zhǔn),服從系統(tǒng)的設(shè)計、開發(fā)標(biāo)準(zhǔn)和網(wǎng)絡(luò)協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)。其次,土地信息系統(tǒng)要遵從土地行業(yè)及地理界的標(biāo)準(zhǔn),服從空間地理信息(點、線、面)的描述、管理和表示的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)。目前我國土地信息系統(tǒng)建設(shè)缺乏統(tǒng)一的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),系統(tǒng)低水平設(shè)計、軟件重復(fù)開發(fā)現(xiàn)象嚴(yán)重。土地信息化基礎(chǔ)設(shè)施薄弱,基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫建庫與更新仍是一個瓶頸問題。應(yīng)確定基礎(chǔ)數(shù)據(jù)生產(chǎn)和利用的法定地位,加快制定有關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn),加強數(shù)據(jù)質(zhì)量控制,統(tǒng)一土地空間數(shù)據(jù)模型[9],具體如土地信息系統(tǒng)中名詞術(shù)語標(biāo)準(zhǔn)、圖形與影像數(shù)據(jù)采集技術(shù)規(guī)程、數(shù)據(jù)交換格式標(biāo)準(zhǔn)、數(shù)據(jù)精度和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、土地數(shù)據(jù)的分類與代碼等[3]。值得一提的是,宋其友等編著的《土地信息學(xué)》較為系統(tǒng)地介紹了土地信息的數(shù)據(jù)模型、數(shù)據(jù)獲取、應(yīng)用模型等[10]。
2.2空間數(shù)據(jù)信息挖掘問題當(dāng)前全國各地國土資源部門構(gòu)建了多層次、多類型的國土資源數(shù)據(jù)庫。數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)規(guī)模、質(zhì)量與數(shù)據(jù)的完備性都達到前所未有的高度,這種情形為數(shù)據(jù)庫的信息挖掘提供了良好條件[11]。隨著國土信息化進程的深入,不同時間、不同區(qū)域、不同方式來源的土地信息數(shù)據(jù)越來越多,積累了大量的空間數(shù)據(jù)資料,如何在系統(tǒng)支持下由“死”數(shù)據(jù)變?yōu)椤盎睢睌?shù)據(jù),挖掘深層次的信息成為當(dāng)前土地信息科學(xué)的熱點問題[12]。事實上,不少人對這個問題也做了深入研究。比如,有人利用一個地區(qū)各個圖斑的周長面積比的平均值來衡量這個地區(qū)的土地開發(fā)程度,也有人從城市各個商業(yè)網(wǎng)點布局來發(fā)現(xiàn)一些經(jīng)濟現(xiàn)象[13]。
2.3時空數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)問題時間、空間、屬性是構(gòu)成GIS的三個基礎(chǔ)成分。黃杏元等指出時間是土地信息系統(tǒng)中不可缺少的一維,它不僅僅作為數(shù)據(jù)的一個組成部分,而且與空間數(shù)據(jù)相互關(guān)聯(lián)地存在著[14]。然而,目前的土地信息系統(tǒng)軟件除三維表面模型外,基本上是二維模型,難以描述土地時空的三維性。若要實現(xiàn)這一目標(biāo),二維的土地信息系統(tǒng)模型需要作根本性的改進[15]。
2.4數(shù)據(jù)壓縮和數(shù)據(jù)更新淘汰問題土地空間數(shù)據(jù)涉及跨部門、跨行業(yè)的多種數(shù)據(jù)格式和多種數(shù)據(jù)類型的大量資源、環(huán)境和社會經(jīng)濟圖形、屬性數(shù)據(jù)。這些空間數(shù)據(jù)在以幾何級數(shù)的形式增長,而計算機數(shù)據(jù)存儲空間卻是以算術(shù)級數(shù)在增加,勢必有一天存儲空間容納不下巨量的地學(xué)信息數(shù)據(jù)[13]。研究科學(xué)的空間數(shù)據(jù)壓縮方法顯得十分必要。
2.5遙感影像數(shù)據(jù)解譯精度與可信度問題遙感影像數(shù)據(jù)解譯精度與可信度是貫穿于土地利用動態(tài)變化監(jiān)測過程的核心問題之一,也是困擾遙感技術(shù)在土地利用動態(tài)監(jiān)測中應(yīng)用的重要限制因素。多數(shù)據(jù)源的數(shù)據(jù)融合問題、確定信息與不確定信息問題、人—機交互界面設(shè)計等是今后土地信息科學(xué)發(fā)展所面臨的主要問題。
3發(fā)展趨勢
3.1多學(xué)科的集成性研究張榮群[16]指出土地信息科學(xué)涉及遙感與測繪技術(shù)、計算機信息技術(shù)、數(shù)學(xué)和統(tǒng)計學(xué)、地圖學(xué),以及與土地相關(guān)的地理學(xué)、環(huán)境生態(tài)學(xué)、土壤學(xué)、氣象學(xué)、城市科學(xué)和管理學(xué)等學(xué)科。遙感測繪技術(shù)以及全球定位技術(shù)為土地信息系統(tǒng)提供豐富的數(shù)據(jù)來源;計算機科學(xué)為土地信息系統(tǒng)的發(fā)展提供強大的軟、硬件環(huán)境;環(huán)境資源(土地資源相關(guān))科學(xué)則是土地信息系統(tǒng)工作的對象。
3.2土地信息的網(wǎng)絡(luò)化研究土地管理業(yè)務(wù)具有業(yè)務(wù)種類多樣性、數(shù)據(jù)量大、手續(xù)繁雜等特點,要求各個部門共享信息,協(xié)同處理。Internet具有不受時空限制能快速、直觀地土地信息,對于合理保護、利用和開發(fā)土地資源,整合資源優(yōu)勢,最大限度地挖掘土地生產(chǎn)力,保證土地資源的可持續(xù)利用等方面具有積極作用[17]。正如朱明倉[18]指出的在網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的強大推動下,具有時間特性的土地信息數(shù)據(jù)也必將通過先進的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實現(xiàn)各種土地信息用戶的互連和信息資源共享,不僅實現(xiàn)增強協(xié)同處理業(yè)務(wù)能力,進行業(yè)務(wù)監(jiān)督,更能把土地信息傳給千家萬戶,真正使普通老百姓加入到土地管理中來,最終實現(xiàn)土地信息的開放性和實用性[3]。目前土地網(wǎng)絡(luò)化研究前沿是通過WebGIS實現(xiàn)的。利用web技術(shù)可以實現(xiàn)基于地圖的瀏覽、查詢、分析應(yīng)用等功能,從而能夠構(gòu)建智能化、個性化、交互式的土地信息管理和服務(wù)平臺,實現(xiàn)開放的、互操作的數(shù)據(jù)共享LIS系統(tǒng)。當(dāng)前用于WebGIS的瀏覽器的中間鍵有多種,對客戶端,主要有Ac-tivex,JavaApplet,P1ug-in,Autodesk公司Mapguide等方式;對服務(wù)器端,主要有CORBA,CGI和JavaServerlet,武漢大學(xué)研制的GeosuIf等方式[17]。
3.3土地信息系統(tǒng)的智能化研究土地信息系統(tǒng)是一個基于土地空間數(shù)據(jù)的信息系統(tǒng),它必須具有自動采集和處理空間數(shù)據(jù)的功能,而且能智能式分析和運用數(shù)據(jù),提供科學(xué)的決策咨詢,以回答用戶可能提出的各種復(fù)雜問題[3]。在土地信息系統(tǒng)中加入專業(yè)領(lǐng)域的知識和有關(guān)空間推理知識形成知識庫和專家系統(tǒng)(ES)模塊,實現(xiàn)對空間土地數(shù)據(jù)綜合分析人腦思維化。我國學(xué)者在智能化的土地信息系統(tǒng)開發(fā)中也做了大量工作。如,鄭順義等基于對知識工程的土地信息系統(tǒng)的研究,開發(fā)了交通建設(shè)用地分析系統(tǒng)TransLand,該系統(tǒng)開發(fā)了智能決策部分,包括知識庫、模型庫的管理,以及推理、解釋等模塊。系統(tǒng)的運行證明,建立基于知識的土地信息系統(tǒng)可以克服傳統(tǒng)土地信息系統(tǒng)的一些缺陷和不足,利用其進行土地分析,能夠從定量、定性、定位的角度對交通建設(shè)用地的有關(guān)問題進行全方位的分析和決策[19]。
3.4地面、航空、航天的多層次綜合遙感監(jiān)測近年來,地面、航空、航天的多層次綜合遙感在LUCC研究中的應(yīng)用越來越受到人們的重視。通過地面、航空、航天的多層次綜合遙感監(jiān)測,建立國土資源衛(wèi)星監(jiān)測網(wǎng)絡(luò),系統(tǒng)地獲取土地利用、土地覆被變化不同分辨力的遙感圖像數(shù)據(jù)。
3.5綜合“3S“技術(shù)應(yīng)用,發(fā)揮整體功能遙感技術(shù)作為一種勘查技術(shù)手段和一種信息源,其應(yīng)用是非常有限的,但是,當(dāng)遙感(RS)與地理信息系統(tǒng)(GIS)和全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)(GPS)集成后,其技術(shù)應(yīng)用的能力和范圍將會得到極大的提升和拓展?？梢?3S技術(shù)(GIS、RS、GPS)充分集成,建立適合LUCC監(jiān)測領(lǐng)域應(yīng)用的綜合多功能型的遙感信息技術(shù)是今后的發(fā)展方向。
第2篇：地理信息科學(xué)研究進展范文
1河北農(nóng)業(yè)旱災(zāi)的特點及其對農(nóng)村經(jīng)濟社會的影晌
1.1河北農(nóng)業(yè)旱災(zāi)的特點
河北農(nóng)業(yè)旱災(zāi)與其他自然災(zāi)害相比，呈現(xiàn)出以下幾個特點：一是旱災(zāi)發(fā)生頻率高，受災(zāi)面積大。二是旱災(zāi)呈上升趨勢。據(jù)河北省1952~2001年主要年份農(nóng)業(yè)的受災(zāi)面積和成災(zāi)面積資料，1952~2001年50年中，河北水災(zāi)和旱災(zāi)無論是受災(zāi)面積還是成災(zāi)面積均呈現(xiàn)上升趨勢，但旱災(zāi)的趨勢更為明顯。三是河北干旱類型分布呈現(xiàn)明顯的地域性。對農(nóng)作物影響較大的主要是春旱；中部為春、夏、伏旱的交錯區(qū)，但對農(nóng)作物威脅最大的是夏旱、伏旱；東部主要是伏旱區(qū)；攀西地區(qū)即河北西南山地，雨季、旱季比較明顯。
1.2旱災(zāi)對河北農(nóng)村經(jīng)濟社會發(fā)展的影響
1.2.1旱災(zāi)對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響
持續(xù)旱災(zāi)導(dǎo)致農(nóng)作物減產(chǎn)或甚至絕收；樹木枯死，草場退化，土壤沙化；農(nóng)作物和森林病蟲害明顯上升，森林火情、火災(zāi)加劇。根據(jù)農(nóng)業(yè)部種植管理司和農(nóng)業(yè)部信息中心公布的資料，1971年~2003年的33年間，河北每年都有不同程度的旱災(zāi)發(fā)生，農(nóng)作物年均受災(zāi)面積1996萬畝，年均成災(zāi)面積784萬畝，占受災(zāi)面積的39.特別是2001年，河北遭受的嚴(yán)重旱災(zāi)，造成4881萬畝農(nóng)作物受災(zāi)；成災(zāi)面積3367.5萬畝，占受災(zāi)面積的68.9;絕收面積706.5萬畝，占成災(zāi)面積的21.1;有556萬人和589萬牲畜發(fā)生飲水困難。
1.2.2旱災(zāi)對河北農(nóng)村經(jīng)濟的影響
主要表現(xiàn)在：①受旱地區(qū)農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值增幅降低，甚至出現(xiàn)負增長，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)濟效益下降，進而影響河北整體實力增強。②影響農(nóng)民增收，如廣元市2001年遭受幾十年不遇的旱災(zāi)，農(nóng)民人均收入比上年減少74元。③影響農(nóng)業(yè)資金投入結(jié)構(gòu)。為了抗御嚴(yán)重的旱災(zāi)，政府要投入大量的抗旱、抗災(zāi)資金和救災(zāi)救濟款，幫助災(zāi)區(qū)農(nóng)民抗災(zāi)和農(nóng)民渡過暫時困難，從而使原計劃安排用于農(nóng)業(yè)其他方面的資金和用于其他產(chǎn)業(yè)的資金不得不重新調(diào)整，使農(nóng)業(yè)的其他方面和其他產(chǎn)業(yè)的發(fā)展受到影響。
2實施農(nóng)業(yè)旱災(zāi)風(fēng)險管理的必要性
所謂農(nóng)業(yè)旱災(zāi)風(fēng)險管理，就是對造成農(nóng)業(yè)旱災(zāi)的各種因素的發(fā)生、發(fā)展 規(guī)律 進行分析和把握。對其發(fā)展趨勢進行預(yù)測預(yù)報，并采取相應(yīng)的對策措施，盡可能地避免或減少旱災(zāi)對農(nóng)業(yè)造成的損失。從而努力實現(xiàn)農(nóng)業(yè)計劃目標(biāo)的過程。隨著河北社會經(jīng)濟的快速發(fā)展和人口的增長。水資源短缺現(xiàn)象還將日趨嚴(yán)重，必然導(dǎo)致干旱區(qū)域的擴大與干旱化程度的進一步加重。干旱化趨勢，客觀上要求各級政府、社會，各界和農(nóng)戶注重對干旱的預(yù)防，實施農(nóng)業(yè)旱災(zāi)風(fēng)險管理，做到早預(yù)防、早控制，采取 科學(xué) 手段。將農(nóng)業(yè)旱災(zāi)造成的損失減少到最小，促進河北農(nóng)民增收和全面實現(xiàn)小康社會。
3河北實施農(nóng)業(yè)旱災(zāi)管理的現(xiàn)狀
目前，河北在實施農(nóng)業(yè)災(zāi)害管理中采取的是分災(zāi)類、分部門、分地區(qū)的減災(zāi)管理模式。以旱災(zāi)管理為例，旱災(zāi)管理的目標(biāo)主要是減災(zāi)安民。旱災(zāi)管理的組織形式：省市縣都有兩套組織體系，一是抗旱防汛指揮部。二是救災(zāi)辦公室。
為了更有效地抵御旱災(zāi)，減輕旱災(zāi)對社會經(jīng)濟的影響，各地還建立了市、縣、鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）抗旱服務(wù)組織，實行公益性和經(jīng)營性相結(jié)合的運作模式，在抗旱工作中發(fā)揮了主力軍作用。同時，通過各種媒體宣傳普及抗旱減災(zāi)知識，提高公眾防旱意識，增強抗旱減災(zāi)能力。
4實施農(nóng)業(yè)旱災(zāi)風(fēng)險管理的對策
從經(jīng)濟管理的角度看，對旱災(zāi)的管理應(yīng)該由控制旱災(zāi)向災(zāi)害管理的理念轉(zhuǎn)變，切實增強系統(tǒng)意識、風(fēng)險意識和資源意識，建立有效的旱災(zāi)風(fēng)險管理組織體系，綜合運用各種措施。
4.1明確界定農(nóng)業(yè)旱災(zāi)風(fēng)險管理的主體
從理論和實踐兩個角度界定清楚誰是農(nóng)業(yè)旱災(zāi)風(fēng)險管理的主體，有利于明確各自的責(zé)任，有效地實施農(nóng)業(yè)旱災(zāi)風(fēng)險管理。長期以來，我國農(nóng)業(yè)干旱風(fēng)險管理（當(dāng)然也包括其它災(zāi)害的風(fēng)險管理）的主體基本上只有政府。從抗旱的組織、指揮、救濟到災(zāi)后重建的物資、資金提供，幾乎都由政府承擔(dān)。而按照責(zé)任和利益對等的原則，政府、產(chǎn)業(yè)化龍頭 企業(yè) （含協(xié)會等合作經(jīng)濟組織）和農(nóng)民都應(yīng)當(dāng)是旱災(zāi)風(fēng)險管理的主體。
4.2建立旱災(zāi)風(fēng)險研究咨詢機構(gòu)，為旱災(zāi)風(fēng)險管理主體回避旱災(zāi)風(fēng)險提供咨詢服務(wù)
目前，我國還沒有專門咨詢研究機構(gòu)從事農(nóng)業(yè)旱災(zāi)風(fēng)險的科學(xué)研究，這對旱災(zāi)風(fēng)險的研究和實施旱災(zāi)風(fēng)險管理是極為不利的。政府可以通過科研立項、招標(biāo)、合同形式，依托大學(xué)、科研院所組建旱災(zāi)風(fēng)險研究咨詢機構(gòu)，針對不同區(qū)域影響旱災(zāi)因子的變化及其變化趨勢，對旱災(zāi)風(fēng)險及其管理進行全面系統(tǒng)的研究，定期和不定期地旱災(zāi)發(fā)生時期、發(fā)生區(qū)域、發(fā)生程度、控制措施等方面的信息，并為政府提供旱災(zāi)應(yīng)急預(yù)案，以指導(dǎo)農(nóng)業(yè)經(jīng)營者回避風(fēng)險。
4.3建立多元化投資機制，加大水利資金投入
解決河北旱災(zāi)風(fēng)險的主要措施就是建設(shè)水利工程。在水利建設(shè)方面，應(yīng)堅持大中小微水利建設(shè)并舉，開源與節(jié)流并重，新建和挖潛改造并行。一是建設(shè)一批水利骨干工程，加強中型和小型水庫的配套建設(shè)。加快各類水利設(shè)施的節(jié)水改造，大力推行節(jié)水灌溉。二是切實解決旱缺水問題。加大丘陵地區(qū)旱治理力度把旱治理與農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整結(jié)合起來。三是抓好病險水庫整治和堤防建設(shè)，提供防洪和抗旱水源保證。
4.4加大科學(xué)技術(shù)應(yīng)用力度，盡快實現(xiàn)旱災(zāi)風(fēng)險管理技術(shù)現(xiàn)代化
旱災(zāi)風(fēng)險管理涉及的因素多，而且復(fù)雜。為實現(xiàn)旱災(zāi)風(fēng)險管理的預(yù)期目標(biāo)，必須在旱災(zāi)災(zāi)害的預(yù)測預(yù)報、信息處理、調(diào)度指揮決策、抗旱減災(zāi)和抗旱后評價等方面提高科技水平，實現(xiàn)旱災(zāi)風(fēng)險管理技術(shù)現(xiàn)代化。在預(yù)測預(yù)報方面，應(yīng)用衛(wèi)星遙感技術(shù)。雷達探測技術(shù)，不斷豐富預(yù)報手段，完善預(yù)報模型，提高預(yù)報精度，延長預(yù)見期；在信息處理方面，應(yīng)用 計算 機 網(wǎng)絡(luò) 技術(shù)，數(shù)據(jù)倉庫技術(shù)，GIS技術(shù)，開發(fā)先進實用的應(yīng)用軟件，實現(xiàn)信息資源共享，提高信息化水平；在調(diào)度指揮方面，運用現(xiàn)代化的通信傳輸手段，建立和完善異地會商系統(tǒng)，開發(fā)決策支持系統(tǒng)和智能化專家系統(tǒng)，提高調(diào)度指揮的科學(xué)性；在旱災(zāi)災(zāi)害評價方面，運用航測、遙感和模擬技術(shù)，制定旱災(zāi)災(zāi)害評價指標(biāo)體系和制度，對旱災(zāi)的影響進行科學(xué)的評價。
4.5大力推廣旱作技術(shù)和發(fā)展節(jié)水農(nóng)業(yè)
旱作技術(shù)和節(jié)水農(nóng)業(yè)也是抵御旱災(zāi)和實施旱災(zāi)風(fēng)險管理的重要措施。要加大旱作農(nóng)業(yè)技術(shù)措施的推廣力度，綜合運用農(nóng)藝、生物、化學(xué)、農(nóng)機和工程措施，盡量選種抗旱能力強或能避開干旱重發(fā)期的作物、品種，著力發(fā)展旱作節(jié)水、保護地栽培等避災(zāi)農(nóng)業(yè)。要采用行政、經(jīng)濟、技術(shù)、 法律 、工程等各種手段，大力推行節(jié)水技術(shù)，強化節(jié)水措施，加大節(jié)水力度?？傊?，發(fā)展節(jié)水農(nóng)業(yè)要圍繞當(dāng)?shù)氐膮^(qū)域特色和農(nóng)業(yè)主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)，因時、因地、因作物制宜，發(fā)展適合本地特點的節(jié)水農(nóng)業(yè)，建立符合區(qū)域特征的多種節(jié)水模式和技術(shù)體系。
參考文獻：
第3篇：地理信息科學(xué)研究進展范文
關(guān)鍵詞：環(huán)首都山地；土壤侵蝕；樹輪地貌學(xué)方法；環(huán)境因子
中圖分類號：S157文獻標(biāo)識號：A文章編號：1001-4942（2017）06-0074-05
AbstractBased on the dendrogeomorphological method and soil erosion rate temporal variation analyze method，the soil erosion rate of 4 representative distracts in Hebei mountains around Beijing were researched. The results showed that the erosion intention of research points were all above middle degree erosion. Most of the research points were very intensive erosion or violent erosion. The soil erosion rate was related to slope， geomorphology， lithology， vegetation conditions and human activity. These research points as follows were easy to occur very intensive erosion or violent erosion， such as human activity district， steep slope district， foothill district， clastic rock district， diabase district， limestone district， gneiss district or loess-like soil district and tree or undergrowth sparse areas. The results of the same slope surface showed that the soil erosion was the most sensitive to slope and human activity， then was vegetation conditions and geomorphology. The results of points with different tree ages showed that the soil erosion rates in the last hundred years had a considerable increase. For all-round management of water and soil erosion， the sensitiveness zone of soil erosion in Hebei mountains around Beijing should be comprehensively designated，and the zonal and hierarchic control should be carried out.
KeywordsHebei mountains around Beijing；Soil erosion；Dendrogeomorphological method； Environmental factor
山地坡面侵蝕為山洪、崩塌、滑坡、泥石流等災(zāi)害提供了松散物質(zhì)來源，容易造成山區(qū)土地資源破壞、土壤肥力下降、庫塘湖泊淤積等一系列危害[1]。我國土壤侵蝕面積大、分布范圍廣、侵蝕強度大、侵蝕區(qū)域差異明顯、成因復(fù)雜[2]。河北為多山地區(qū)，山地以太行山、燕山為主，土壤侵蝕敏感區(qū)分布面積廣泛[3]。對河北省土壤侵蝕的研究主要以侵蝕現(xiàn)狀綜合評價[4，5]、侵蝕敏感性分析[3，6]、影響因子評價[7-12]、侵蝕速率測算[13，14]為主。其中侵蝕速率測算主要基于遙感測量和RUSLE模型法，難以全面反映地形復(fù)雜區(qū)域的土壤侵蝕特征。
河北省環(huán)首都山地主要是保定、張家口、承德等地的太行山、燕山山地，為我國地勢第二級階梯和第三級階梯的過渡帶，山勢陡峻，氣候、地質(zhì)條件復(fù)雜，是京津冀生態(tài)環(huán)境重要的支撐區(qū)。本研究基于樹輪地貌學(xué)方法，對環(huán)首都山地的部分代表性區(qū)域進行調(diào)查，對坡面土壤侵蝕速率進行實測，研究環(huán)首都山地土壤侵蝕特征及影響因素，以期為區(qū)域生態(tài)環(huán)境管理提供理論參考。
1材料與方法
1.1調(diào)查區(qū)概況
調(diào)查區(qū)主要位于河北省環(huán)首都山地的淶源、興隆、豐寧、圍場四縣，分別代表環(huán)首都山地的夏季L迎風(fēng)坡（淶源、興?。┖捅筹L(fēng)坡（豐寧、圍場）。調(diào)查地區(qū)的基本地理特征見表1。
1.2土壤侵蝕速率調(diào)查方法
傳統(tǒng)的土壤侵蝕調(diào)查方法包括測量學(xué)方法、遙感研究法、地球化學(xué)方法、水文學(xué)研究方法、土壤學(xué)研究方法等[15]。其中常用的地球化學(xué)方法為同位素分析法，即通過同位素（如137Cs等）分析測定核塵埃產(chǎn)生至今的土壤侵蝕情況。水文學(xué)觀測方法基于多年水文泥沙觀測資料[16]，而一般資料缺乏溶解質(zhì)及推移質(zhì)泥沙統(tǒng)計信息，計算結(jié)果在反映坡面侵蝕總量方面存在一定誤差。測量學(xué)方法基于測繪和遙感設(shè)備，多以提供近年內(nèi)重復(fù)監(jiān)測期內(nèi)的土壤侵蝕速率為主。從調(diào)查成本、耗時、數(shù)據(jù)精度等方面綜合考慮，這些方法在地形復(fù)雜的小區(qū)域內(nèi)應(yīng)用均存在一定不足。
為更直觀、精確地分析山地復(fù)雜地形小區(qū)域的坡面侵蝕，20世紀(jì)60年代以來，研究者開始采用樹輪地貌學(xué)方法[17-19]，以某一暴露樹根自明顯暴露至今的年齡為時間尺度，以該暴露樹根最下部至正常地表的距離為侵蝕厚度，進而獲得該樹根暴露期間的土壤侵蝕速率。該方法近來已在歐洲[17，21]、北美[18，22]和國內(nèi)部分地區(qū)[23-25]得到應(yīng)用。為提高調(diào)查分析過程的便捷性和數(shù)據(jù)的代表性，結(jié)合坡面樹木自生長即存在不同強度的土壤侵蝕的特點，對該方法進行改進，采用全樹齡調(diào)查方法。侵蝕厚度為暴露最深的樹根最底部至當(dāng)前地表的高度。侵蝕時長采用樹木主干的年輪。參照Gartner[17]公式，全樹齡法的土壤侵蝕速率計算方法見式（1）：
式中，Era為土壤侵蝕速率，單位為mm/a；Ex為侵蝕厚度，單位為mm；P為樹齡，單位為a。
依據(jù)該方法，選擇自然植被分布或人類活動影響較小的調(diào)查區(qū)，調(diào)查點選擇有樹根暴露的地點。使用生長錐在樹木主干距地面1.3 m處鉆取寬約5 mm的樹輪樣品，通過晾曬、打磨、年輪測算獲得樹齡值。使用卷尺量算該樹木所在地點的侵蝕厚度。此外，記錄樹木的GPS位置、坡度、巖性、地貌、植被等信息。計算調(diào)查點土壤侵蝕速率，并根據(jù)《土壤侵蝕分類分級》[26]標(biāo)準(zhǔn)劃定不同調(diào)查點的土壤侵蝕強度。
1.3土壤侵蝕速率時間變化分析方法
利用調(diào)查點樹木的主干樹齡分析不同年代的土壤侵蝕特征。將所有調(diào)查點劃分為不同的組，計算并比較每個樹齡組的平均侵蝕速率。計算方法見式（2）：
式中，Era為某一樹齡組的平均侵蝕速率，（Ex ）i為該組調(diào)查點的侵蝕厚度，（P）i為該組調(diào)查點的樹齡。通過對不同樹齡組的對比，可以反映不同時段以來的土壤侵蝕速率變化特征。
2結(jié)果與分析
2.1調(diào)查點土壤侵蝕總體特征
調(diào)查共獲取樣品82個，各調(diào)查區(qū)的調(diào)查點數(shù)量及其侵蝕強度分析結(jié)果見表2。調(diào)查點侵蝕速率介于2.86～38.71 mm/a，侵蝕強度均在中度以上，以極強度侵蝕和劇烈侵蝕為主。迎風(fēng)坡山區(qū)（興隆、淶源）調(diào)查點的侵蝕強度多高于背風(fēng)坡（豐寧、圍場），其中淶源調(diào)查點的侵蝕強度最高。
2.2土壤侵蝕與環(huán)境因子的關(guān)系
2.2.1土壤侵蝕與坡度的關(guān)系自然坡面的土壤侵蝕速率與調(diào)查點坡度呈現(xiàn)為較好的相關(guān)性。如圖1所示，坡度45°時，侵蝕速率隨坡度變大表現(xiàn)為類指數(shù)關(guān)系。受人類活動影響的調(diào)查點，其侵蝕速率均較高，和坡度變化無相關(guān)性。
2.2.2土壤侵蝕與植被的關(guān)系坡面土壤侵蝕速率和當(dāng)?shù)赝恋馗脖惶卣飨嚓P(guān)，其中受喬木密度影響尤為顯著。如圖2所示，三種不同樹木密度區(qū)的平均侵蝕速率分別為孤樹18.32 mm/a，稀樹12.55 mm/a，樹叢9.58 mm/a，樹木密度低值區(qū)出現(xiàn)強度級別以上土壤侵蝕的可能性更高。此外，林下植被特征對坡面的保護作用顯著，裸地的土壤侵蝕速率明顯高于灌叢和草地。
2.2.3土壤侵蝕與地貌的關(guān)系土壤侵蝕速率與調(diào)查點地貌部位的相關(guān)性見圖3，山麓、山腰及山頂?shù)钠骄治g速率為17.27、11.19 mm/a及12.79 mm/a。其中山麓地區(qū)碎屑物質(zhì)豐富，降水匯集所導(dǎo)致的地下或地表水流速較高，所以出現(xiàn)強烈級別以上土壤侵蝕的可能性更高。山頂?shù)貐^(qū)水分相對較少，土壤侵蝕主要以風(fēng)化剝落為主，除個別外土壤侵蝕速率相對較低。
2.2.4土壤侵蝕與巖性的關(guān)系土壤侵蝕與基巖巖性的相關(guān)性見圖4。其中基巖為角礫巖（含斷層角礫巖、凝灰質(zhì)角礫巖）的調(diào)查點平均侵蝕速率達18.05 mm/a，且大多數(shù)調(diào)查點的侵蝕速率高于10 mm/a?；鶐r為輝綠巖、灰?guī)r的調(diào)查點侵蝕速率均高于10 mm/a?；鶐r為片麻巖或土質(zhì)為黃土狀土（主要為沖積黃土）的調(diào)查點侵蝕速率多高于10 mm/a，少數(shù)調(diào)查點侵蝕速率高于30 mm/a。
2.3土壤侵蝕對環(huán)境的敏感程度分析
為了考察土壤侵蝕速率對環(huán)境響應(yīng)的特點，將同一山體（基巖巖性多相同）的調(diào)查點編為一組，調(diào)查點數(shù)量超過3的組為有效組，共有15個有效組。若土壤侵蝕速率與因子之間呈現(xiàn)如上述章節(jié)所示的相關(guān)關(guān)系，則定義為敏感。據(jù)此，各有效組土壤侵g速率對環(huán)境的敏感程度見表3。由表3可知，在同一山體環(huán)境下，調(diào)查點土壤侵蝕速率對坡度變化最敏感，其次為植被、地貌、人類活動。
此外，有效組內(nèi)共有三組中調(diào)查點附近有人類活動痕跡（山路），這三組均對人類活動敏感。且有人類活動痕跡的調(diào)查點，其土壤侵蝕速率遠高于組內(nèi)其他調(diào)查點?？梢娡寥狼治g速率變化對人類活動同樣非常敏感。
2.4近百年來土壤侵蝕速率的變化特征
根據(jù)調(diào)查點的樹輪特征對調(diào)查點進行分組，樹齡小于70年的，每10年分為一組；樹齡大于70年的，分為70～89、90～119、120年及以上組。根據(jù)式（2），計算每組的平均侵蝕速率，結(jié)果見圖5。樹齡39年以內(nèi)調(diào)查點的平均侵蝕速率在15.83～17.57 mm/a，樹齡40～69年以內(nèi)調(diào)查點的侵蝕速率為11.51～12.19 mm/a，樹齡70年以上調(diào)查點的侵蝕速率為7.20～8.18 mm/a。由此可見，20世紀(jì)50年代以來，土壤侵蝕強度愈加嚴(yán)重，尤其是80年代以來，平均土壤侵蝕速率顯著增加。
3討論與結(jié)論
（1）通過研究調(diào)查點土壤侵蝕速率的規(guī)律性特征可以發(fā)現(xiàn)，坡度、地貌、巖性、植被等因子均是影響土壤侵蝕的重要因素。坡面侵蝕速率與坡度有良好的相關(guān)性。土壤侵蝕速率與調(diào)查區(qū)土地覆被特征相關(guān)，孤樹、稀樹分布區(qū)或林下植被稀疏區(qū)土壤侵蝕速率普遍較高。此外，地貌為山麓的區(qū)域，或基巖巖性為角礫巖、輝綠巖、灰?guī)r、片麻巖及黃土狀土分布區(qū)也有可能出現(xiàn)較嚴(yán)重的土壤侵蝕。
（2）調(diào)查樣品的分組分析結(jié)果顯示，同一山體或坡面（即基巖巖性相同或相似），土壤對坡度和人類活動最為敏感，其他依次為植被和地貌部位。
（3）通過分析近百年來土壤侵蝕速率變化特征可以發(fā)現(xiàn)，近百年來土壤侵蝕速率呈現(xiàn)逐漸增加的趨勢。尤其是20世紀(jì)80年代以來，平均土壤侵蝕速率顯著增加。
（4）河北省環(huán)首都山區(qū)是京津冀地區(qū)重要的生態(tài)環(huán)境保障區(qū)，是京津冀協(xié)同發(fā)展的重要生態(tài)屏障。為全面治理水土流失，有必要結(jié)合調(diào)查分析結(jié)果，綜合劃定環(huán)首都山區(qū)土壤侵蝕敏感分區(qū)，開展分區(qū)分級治理，嚴(yán)格禁止高敏感區(qū)開發(fā)，在裸地地區(qū)、山麓地區(qū)、碎屑巖及黃土狀土等土壤侵蝕高敏感性分布區(qū)開展森林或地表灌草植被修復(fù)與維護，建設(shè)水土保持工程，推進生態(tài)移民。
參考文獻：
[1]王占禮. 中國土壤侵蝕影響因素及其危害分析[J]. 山西水土保持科技， 2000 （2）： 14-16.
[2]鄭粉莉， 王占禮， 楊勤科. 我國土壤侵蝕科學(xué)研究回顧和展望[J]. 自然雜志， 2008， 30（1）：12-16.
[3]張東云. 河北省土壤侵蝕敏感性分級及其區(qū)劃研究[D]. 石家莊：河北師范大學(xué)， 2005.
[4]于宗周， 郭桂蘭. 河北省水土流失現(xiàn)狀與水土保持法的落實[J]. 河北林果研究， 2003， 18（1）：7-12.
[5]岳樹堂， 申萬明， 喬光建. 河北省土壤侵蝕類型及時空分布特征分析[J]. 南水北調(diào)與水利科技， 2010， 8（3）：83-87.
[6]王嬌， 程維明， 祁生林，等. 基于USLE和GIS的水土流失敏感性空間分析――以河北太行山區(qū)為例[J]. 地理研究， 2014， 33（4）：614-624.
[7]葛京鳳， 黃志英， 梁彥慶，等. 河北太行山區(qū)土地利用/覆被變化及其環(huán)境效應(yīng)[J]. 地理與地理信息科學(xué)， 2005， 21（2）：62-65.
[8]王茜， 王衛(wèi)， 呂昌河. 基于GIS和RS的土地利用與土壤侵蝕關(guān)系研究――以冀北地區(qū)為例[J]. 中國水土保持科學(xué)， 2006， 4（6）：37-41.
[9]井明月. 開荒種植板栗與水土流失――關(guān)于2012年興隆縣“7.21”水災(zāi)調(diào)查分析[J]. 中小企業(yè)管理與科技旬刊， 2014（14）：203.
[10]李大偉， 趙文廷， 尹海魁，等. 淶源縣土壤侵蝕與地形分布特征研究[J]. 土壤通報， 2016，47（3）：705-712.
[11]顧新慶， 張金香. 太行山片麻巖低山區(qū)水土流失規(guī)律研究[J]. 林業(yè)科技開發(fā)， 2005， 19（4）：29-32.
[12]朱子龍. 太行山石灰?guī)r坡地水土及養(yǎng)分流失規(guī)律研究[D]. 保定：河北農(nóng)業(yè)大學(xué)， 2015.
[13]喬彥肖. 冀西北地區(qū) （壩下） 土壤侵蝕衛(wèi)星遙感應(yīng)用研究[J]. 河北省科學(xué)院學(xué)報， 2000， 17（3）： 175-181.
[14]白曉松. 基于RUSLE的北方山區(qū)土壤侵蝕定量研究與生態(tài)適宜性評價[D].保定： 河北農(nóng)業(yè)大學(xué)， 2010.
[15]南秋菊， 華珞. 國內(nèi)外土壤侵蝕研究進展[J]. 首都師范大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版）， 2003， 24（2）： 86-95.
[16]焦菊英，景可，李林育，等.應(yīng)用輸沙量推演流域侵蝕量的方法探討[J].泥沙研究，2008（4）：1-7.
[17]Gartner H. Tree roots―methodological review and new development in dating and quantifying erosive processes [J]. Geomorphology， 2007， 86（3）： 243-251.
[18]LaMarche V C Jr.Origin and geologic significance of buttress roots of bristlecone pines， White Mountains， California[J]. US Geological Survey Professional Paper， 1963， 475： C148-C149.
[19]Eardley A J， Viavant W. Rates of Denudation as Measured by Bristlecone Pines， Ceder Breaks， Utah[M]. Utah， Geological and Mineralogical Survey， 1967.
[20]Vandekerckhove L， Muys B， Poesen J， et al. A method for dendrochronological assessment of medium-term gully erosion rates [J]. Catena， 2001， 45（2）： 123-161.
[21]Pérez-Rodríguez R， Marques M J， Bienes R. Use of dendrochronological method in Pinus halepensis to estimate the soil erosion in the South East of Madrid （Spain）[J]. Science of the Total Environment， 2007， 378（1）： 156-160.
[22]Carrara P E， Carroll T R. The determination of erosion rates from exposed tree roots in the piceance basin， colorado[J]. Earth Surface Processes， 1979， 4（4）：307-317.
[23]_美，周運超.喀斯特地區(qū)樹根解剖特征與土壤侵蝕[J]. 林業(yè)科學(xué)， 2012， 48（3）： 132-135.
[24]孫麗萍，王小丹.基于根系解剖結(jié)構(gòu)的金沙江干熱河谷土壤侵蝕速率估算[J].地理科學(xué)，2012，32（4）： 492-498.
