一种基于环境信息的农作物适宜性评价方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及指导农村耕地的作物种植评价方法，特别是设及一种基于环境信息的 农作物适宜性评价方法。
【背景技术】
[0002] =十多年的改革开放，使数亿中国人甩掉了贫困的帽子，但中国的扶贫仍然面临 艰巨的任务。最新数据显示，按照中国扶贫标准，到2013年底中国还有8249万农村贫困人 口，贫困地区发展滞后问题没有根本改变。在民生问题中，困难群体往往有更多更强烈的诉 求，因此需要给予更多的关注和帮扶。近年来，农村贫困人口的"精准扶贫"问题日益突出， 扶贫工作要从解决突出问题入手，建立有内生动力、有活力，能够让贫困人口自己劳动致富 的长效机制。实际上，我们的相当一批致富先锋大多通过种植致了富，摆脱了贫困的面貌。 但是，还没有脱贫的农村贫困人员，手里有田地，大多是生产效率低下，还没有真正找到如 何在有限的田地上种植出高效益的价值出来的有效方法!因此，为了提高生产效率，有效的 实现农村贫困人口的"精准扶贫"，结合相关分析技术对±壤环境信息和农作物适宜环境信 息进行最优匹配评价，通过科学的计算方法得出耕地适宜种植的作物品种，W及农作物适 宜种植的地区，指导农业生产的评价方法，建立农村贫困人口通过自己劳动致富的长效机 审IJ，具有重要的现实意义，也是当今研究的热点之一。
[0003] 农村耕地种植作物的选择一般都是农民根据自身经验或者自身需求去选择种植 哪种作物，选择作物没有科学的指导方法，往往选择的作物或者品种与±壤性质匹配度不 高，大多是生产效率低下，还没有真正找到如何在有限的田地上种植出高效益的价值出来 的有效方法。目前在国内，也只有基于遥感和GIS的农作物种植面积提取的理论与方法等对 现有农作物种植面积估算及估产方法的研究，少数地方虽然开展过基于615的±壤的作物 适宜性图谱研究，但是既从±壤环境信息和农作物适宜环境信息通过科学的计算方法得出 耕地适宜种植的作物，又壤环境信息和农作物适宜环境信息通过科学的匹配方法得出 农作物适宜种植的地区，从而把二者结合起来进行科学研究，目前还没有机构进行过深入 的探讨和研究。
【发明内容】
[0004] 本发明是要提供一种高效的农作物适宜种植环境W及耕地适宜种植的作物品种 适宜性评价方法，基于±壤环境信息和农作物适宜环境信息的最优种植匹配方法，从而为 农村耕地环境的规划、保护、管理和决策提供数据支持和科学依据，建立农村贫困人口通过 自己劳动致富的长效机制。
[0005] 本发明解决上述技术问题的技术方案包括如下步骤：
[0006] A)农作物数据采集:采集农作物的基本信息，记录农作物适宜种植的详细环境信 息指标及其权重数据形成数据库；
[0007] B)±壤环境信息采集:采集农村贫困地区±地的基本信息和±壤的环境信息指标 形成数据库；
[0008] C)设置计算条件:用于设置计算的相关条件，包括设置需要计算的区域、需要参与 计算的农作物、需排除的环境数据，分析各贫困地区±地适宜性评价指标对农作物的影响 程度；
[0009] D)计算匹配度：^±壤环境信息采集的数据为基础，结合农作物数据采集中的农 作物适宜环境信息及权重数据进行匹配度计算，得出±地对于农作物的适宜种植程度指标 值，其中：
[0010] 匹配度计算公式为：1-(偏移总量/权重和），其中"指标偏移量=(±壤环境指标 值-农作物环境指标适宜值)/指标分母*指标权重"（指标分母取自"±壤环境指标值"和"农 作物环境指标适宜值"中较大的值）；所有的指标偏移量的绝对值求和得到偏移总量;所有 环境指标权重求和得到权重和。该计算的方法可W通过调整权重值来适应不同农作物对环 境的要求，并且可W充分考虑到各种不同的环境指标；
[0011] E)输出结果:根据计算匹配度步骤得出的计算值，可W输出某个贫困地区适宜种 植的作物W及农作物适宜在哪些贫困地区种植数据结果。
[0012] 所述农作物数据采集步骤中的农作物主要包括粮食作物、水果、蔬菜、高附加值药 材花弁气候适宜型作物。
[0013] 所述±壤环境信息采集步骤中±壤环境信息主要包括坡度、±壤有效深度、±壤 排水情况、±壤质地、±壤pH值、空气湿度、±壤湿度、光照时长。
[0014] 所述设置计算条件步骤中包括层次分析法设置计算的相关条件。
[0015] 所述输出结果步骤中的数据结果为采用GIS空间分析与叠加技术得到农作物适宜 性的空间分布图或普通数据列表。
[0016] 本发明的有益效果是:该方法通过地理空间数据处理计算机技术，并在计算机软、 硬件支持下，对农作物的地理分布W及与之相关的属性实现采集、存储、管理、处理、检索、 分析和显示等功能，可W应用于±地的农作物适宜性评价，从而为农村贫困地区W及其他 地区耕地环境的规划、保护、管理和决策提供数据支持和科学依据，实现农村贫困人口通过 自己劳动致富的长效机制。为广大农户的脱贫致富做好帮手，为"精准扶贫"提供有效的手 段。同时，通过计算机辅助技术、数字通信技术W及网络技术等先进技术，我们还可W实现 贫困地区的农作物适宜性的空间分布图信息共享和网络发布功能，延伸地理信息系统的基 本操作及贫困地区作物信息的直观展现，实现可视化查询与管理。
【附图说明】
[0017] 图1是本发明的流程框图。
【具体实施方式】
[0018] 下面结合附图和具体实施例对本发明进行说明。如图1所示，一种基于环境信息的 农作物适宜性评价方法，包括W下步骤农作物数据采集1、±壤环境信息采集2、设置计算条 件3、计算匹配度4、输出结果5,其中：
[0019] 农作物数据采集1:采集包括粮食作物、水果、蔬菜和一些高附加值药材花弁等农 作物的基本信息，该农作物适宜种植的详细环境信息及其权重数据收集后录入，各环境信 息的指标因子的权重确定可采用专家打分或经验值确定。
[0020] 影响作物生长的因子复杂多样，要采集作物生长的生理生态数据也不是一个简单 的事情，我们可W根据一些特定地区所处气候带类型和独特的气象条件，筛选出包括粮食 作物、水果、蔬菜和一些高附加值药材花弁等气候适宜型作物，从而使得在该区域内快速开 展作物适宜评价成为可能。对于一些市面上正推广的新的作物种植信息可W直接从市面上 采集，比如通过向黄瓜的信息种子生产企业收集正在大力推广的某黄瓜品种的适宜环境信 息。如津优2号黄瓜最适宜溫度为20至25摄氏度、光照时长为8至11小时、±壤湿度60%至 90%、空气湿度为20%至40%、适宜±壤的PH值为6.5等。而其中±壤湿度和±壤PH值对黄 瓜生长影响最大，则可W将黄瓜的±壤湿度和±壤PH值的权重值分别设置为0.4和0.3，其 他权重根据黄瓜的生长特性按比例均设置为0.1 (见附表1津优2号黄瓜环境信息权重表）， 然后将运些参数信息录入到农作物数据采集的步骤。针对其他农作物，也可W根据作物生 长对±壤资源的要求，确定包括坡度、±壤有效深度、±壤排水情况、±壤质地^及±壤pH 等特定因子为评价指标，同时给出所有被评价作物针对不同指标的适宜性评价模型，然后 将运些参数信息录入到农作物数据采集的步骤，形成最终的农作物适宜种植的详细环境信 息及其权重数据库。
[0021] 附表1津优2号黄瓜环境信息权重表
[0023] ±壤环境信息采集2采集主要为农村贫困地区±地的基本信息和±壤的环境信息 数据；
[0024] 目前全国正全面推广农村±地承包经营权确权登记颁证工作，已经完成此工作地 区的农村经营管理部口已经形成了农村±地信息的数据库，该数据库包含了 ±地空间位置 信息即遥感与地理基础数据。W此数据为基础，通过实地调查，W及从环境部口收集各个区 域的±壤环境信息，实地调查可W采用多功能±壤环境测试仪实地测量，实地检测地表溫 度、昼夜溫差、植被指数、±壤坡度、±壤有效深度、±壤排水情况、±壤湿度、空气湿度、日 照时长、±壤质地^及±壤抑等等环境信息，然后将测量的数据录入到±壤环境采集步骤 2。比如测量到到地区A的±壤PH值为7.4、±壤湿度为50 %、空气湿度为43 %、日照时长为8 小时;地区8的±壤PH值为6.6、±壤湿度为30%、空气湿度为22%、日照时长为9小时（见附 表2贫困地区A、BiJ4±壤环境信息表）。完成±壤环境信息采集后可形成±壤的环境信息 库。
[0025] 附表2贫困地区A、BiJ4±壤环境信息表
[0027]建立好步骤I、2的数据库后，进行设置计算条件3，用于设置计算的相关条件，比如 设置需要计算的区域、需要参与计算的农作物、需排除的环境数据，分析各贫困地区±地适 宜性评价指标对高附加值药材花弁等农作物的影响程度，根据层次分析法确定各贫困地区 ±地适宜性评价指标基本权重。（层次分析法(Anal^ical化erarchy Process,简称AHP)， 是美国匹兹堡大学教授A丄.Saaty于20世纪70年代提出的一种系统分析方法，它综合了定 性与定量分析，模拟人的决策思维过程，具有思路清晰、方法简便、适用面广、系统性强等特 点，是分析多目标、多因素、多准则的复杂大系统的有力工具。层次分析法的基本原理简单 说就是用下一层次因素的相对排序来求得上一层次因素的相对排序。应用层次分析法解决 问题的思路是:首先把要解决的问题分出系列层次，即根据问题的性质和要达到的目标将 问题分解为不同的组成因素，按照因素之间的相互影响和隶属关系将各层次各因素聚类组 合，形成一个递阶的有序的层次结构模型;然后对模型中每一层次每一因素的相对重要性， 依据人们对客观现实的判断给予定量表示(也可W先进行定性判断，再予赋值量化），再利 用数学方法确定每一层次全部因素相对重要性次序的权值;最后通过综合计算各层因素相 对重要性的权值，得到最低层(方案层)相对于较高层(分目标或准则层)和最高层(总目标） 的相对重要性次序的组合权值，W此进行进行方案排序，作为评价和选择方案的依据。层次 分析法在多个领域得到广泛应用，层次分析法的使用就是为了解决多目标、多准则、多层次 的复杂系统问题，层次分析法计算的根本问题是如何计算出判断矩阵的最大特征根及其对 应的正规化特征向量W，向量W的