基于地理回归的农作物播种面积统计数据空间化方法.PDF

第31 卷 第10期 自 然 资 源 学 报 Vol.31 No. 10 2016 年10月 JOURNAL OF NATURAL RESOURCES Oct., 2016 基于地理回归的农作物播种面积统计数据空间化方法 1,2 2* 2 1 1 2 2 夏 天 ，吴文斌 ，周清波 ，周 勇 ，罗 静 ，杨 鹏 ，李正国 (1. 地理过程分析与模拟湖北省重点实验室/华中师范大学城市与环境科学学院，武汉 430079 ； 2. 农业部农业信息技术重点实验室/ 中国农业科学院农业资源与农业区划研究所，北京 100081) 摘要：农作物空间格局反映了农作物种植结构和特征，是了解生产资源利用状况及进行农业 结构调整的重要依据。研究旨在探索农作物播种面积统计数据空间化的方法，实现对历史农 业统计数据的空间化表达。将传统的农业统计调查与先进的遥感技术、空间地理信息技术相 结合，通过多元Logistic 回归分析农作物格局与自然地理因素和社会经济因素之间的关系，构 建农作物空间适宜性分布概率，在此基础上将农作物播种面积统计数据利用空间迭代分配方 法，实现统计数据空间化的研究。论文选取中国东北三省作为方法研究区，实现了对该地区 2000—2010 年农作物播种面积空间化表达，经检验，该方法对东北三省水稻空间化精度为 0.76 ，能够较好地完成农作物时空播种面积统计数据空间化工作。该方法是农作物调查和遥感 时空格局解译研究的有效补充，为丰富农作物空间数据提供了技术手段。 关 键 词：农作物；播种面积；统计数据；空间化；地理回归 中图分类号：F302.5 文献标志码：A 文章编号：1000-3037(2016) 10-1773-10 DOI ：10.11849/zrzyxb 农作物空间格局反映了空间范围内的农业生产资源利用状况，是了解农作物种植结 构和进行农业结构调整的重要依据[1] 。同时，农作物空间格局特征对研究农业生态系统影 响碳足迹变化，以及评价气候变化对农业对生产的影响具有重要作用。近年来，随着全 球环境变化和经济一体化的加快，我国农作物种植格局发生了显著变化。研究显示，我 国传统的 “南粮北运”格局逐渐转换成 “北粮南运”格局，粮食生产的重心不断北移和 西扩[2] 。这种宏观格局变化对国家粮食安全、区域水土资源可持续利用、生态安全与社会 经济发展等具有重要影响[3-4] 。因此，及时准确地掌握区域农作物空间格局及其动态变化 具有重要的科学和实际意义。 纵观国内外已有研究，遥感技术因其大范围、高效率、快速等特点，成为区域农作 物空间格局及其动态变化研究的主流方法[5] 。受卫星数据覆盖年代短、历史遥感数据获取 难度大、图像解译误差多等限制，遥感技术无法应用于长时段的农作物空间格局及其动 态变化研究。农业统计数据的优势在于，它基于行政单元进行调查，时间维可以覆盖几 十年或百年，在分析农作物播种面积的数量、幅度和类型变化中得到了广泛应用，但往 收稿日期：2015-11-16；修订日期：2016-03-01。 基金项目：国家自然科学基金项目 ）；中央高校科研基本业务费 （CCNU15A05058 ）。 [Foundation items: National Natural Science Foundation of China, No. and Fundamental Research Funds for the Central Universities, No. CCNU 15A05058. ] 第一作者简介：夏天 （1981- ），男，湖北省武汉市人，副教授，主要从事农业定量遥感、土地资源与环境遥感 和空间模型等方面的研究工作。E-mail: xiatian@mail.ccnu.edu.cn *通信作者简介：吴文斌 （1977- ），男，湖北省潜江市人，研究员，主要从事农业遥感基础与应用基础、空间 建模理论与技术和农业生态系统对全球变化响应与反馈评估等方面的研究工作。E-