基于地理回归的农作物播种面积统计数据空间化方法

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1、第31卷第10期自然资源学报Vol.31No.102016年10月JOURNALOFNATURALRESOURCESOct.,2016基于地理回归的农作物播种面积统计数据空间化方法1,22*21122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

2、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

3、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)10-1773-10DOI：10.11849/zrzyxb.20151259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[1]构和进行农业结构调整的重要依据。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

4、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[2]西扩。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[3-4]经济发展等具有重要影响。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[5]物空间格局及其动态变化研究的主流方法。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

5、。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（41201089，41271112）；中央高校科研基本业务费（CCNU15A05058）。[Foundationitems:NationalNaturalScienceFoundationofChina,No.41201089and41271112;FundamentalResearchFundsfort

6、heCentralUniversities,No.CCNU15A05058.]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-mail:wuwenbin@caas.cn1774自然资源学报31卷往缺乏空间表达。随着计算机技术

7、和空间信息技术的发展，已有学者开展了属性或统计[6-7]数据空间化研究。以往研究侧重社会经济的统计数据空间化方法研究，如研究人口数据、[8-9][10-11][12]GDP数据等，部分研究自然地理数据空间化，多集中于气象数据、林地数据或耕[13-14]地数据等方面空间化的研究。然而，针对耕地内部的农作物播种面积统计数据的空间化研究较少，缺乏对历史长时间序列农作物数据空间化方法研究。事实上，农作物空间格局是人类-环境相互作用而形成，具有高度的复杂性，使得播种面积统计数据的科学空间化难度更高。基于此，本研究尝试综合利用遥感数据和空间模型，建立

8、农作物空间分布模型，实现农作物播种面积统计数据的空间化。1农作物播种面积统计数据空间化方法1.1理论基础农作物播种面积统计数据是空间地块农作物种植的数量汇总表达。影响农作物空间种植的因素很多，