基于GIS的黑龙江省甘南县旱情等级的研究

论文摘要

干旱缺水是近几年全球面临的一个重要问题。未来50年内,我国北方地区水资源短缺的矛盾将会更加尖锐。干旱是农业上最重要的全球性减产因子,农业又是国家持续稳定发展的基础,因此开展干旱研究,抵御旱灾风险,对保障我国整个国民经济持续稳定发展至关重要。要解决区域干旱问题,首先要对干旱进行科学合理的分析、评价,在旱情准确评价的基础上,才能制定出合理、可行、有效的抗旱对策。本论文建立了半干旱地区甘南县的干旱评价指标体系,分析了降雨、蒸发、土壤湿度等影响干旱的因素,将模糊综合评价模型运用到干旱评价中,并在此理论体系基础上,把地理信息系统引入该理论中,实现对甘南县旱情信息的可视化查询和干旱评价,以便针对不同的干旱程度采取相应的抗旱减灾策略,科学合理地利用水资源,提高甘南县的科学管理水平。主要研究成果如下:(1)在遵循评价指标体系建立的程序、方法和原则的基础上建立甘南县农业干旱评价指标体系。结合甘南县农业发展的实际情况选取了降雨、蒸发和土壤湿度作为甘南县的农业干旱指标。(2)建立模糊综合评价模型。此模型是运用模糊关系合成原理,将降雨、蒸发和土壤湿度等几种相互影响、不易定量的因素进行定量化综合评价的一种方法。从单因素角度出发,考虑各个因素不同的重要程度,得到综合评价结果。运用此模型对甘南县2001年是否发生干旱以及干旱的严重程度进行评价,其结果与实际发生的干旱情况基本符合,说明此模型在甘南县具有适用性。(3)开发了干旱评价GIS系统。建立了甘南县的干旱信息数据库,并把模糊综合评价模型与GIS有机地结合。把地理信息系统引入甘南县干旱评价指标体系中,可方便地将图形数据与属性数据有机结合起来,充分表达数据的地理图形信息,使两种数据的管理在同一操作平台即可完成。该系统建成后能实现对甘南县旱情信息的可视化查询和干旱等级评价。(4)根据甘南县的实际情况,采用期望值的方法建立了甘南县的粮食损失评估模型,并对甘南县近几年干旱年的粮食损失进行了评估。(5)因地制宜地制定抗旱减灾对策。结合甘南县的自然地理条件、农业种植结构、水资源开发利用程度和抗旱管理水平等实际情况,因地制宜地制定相应的抗早减灾对策。

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 研究的目的和意义
• 1.3 国内外研究概况及发展趋势
• 1.3.1 国内外研究概况
• 1.3.2 总的发展趋势
• 1.4 研究的主要内容
• 1.5 技术路线
• 1.6 研究成果及作用
• 2 研究区概况
• 2.1 自然地理
• 2.1.1 地理位置
• 2.1.2 地形
• 2.2 自然环境状况
• 2.2.1 气候
• 2.2.2 气温
• 2.2.3 季风
• 2.2.4 降雨与蒸发
• 2.3 地质地貌及水文情况
• 2.3.1 地质
• 2.3.2 水文
• 2.4 社会经济
• 2.5 抗旱工作中存在的主要问题
• 2.5.1 水资源严重不足
• 2.5.2 旱灾愈发频繁
• 2.5.3 水资源量浪费比较严重
• 2.5.4 水利工程利用率低
• 3 干旱评价指标体系
• 3.1 干旱的基本理论
• 3.1.1 干旱的定义
• 3.1.2 旱灾的定义
• 3.1.3 缺水的内涵
• 3.2 干旱指标
• 3.2.1 干旱指标的基本概念
• 3.2.2 干旱指标的种类
• 3.2.3 各种干旱的相互关系
• 3.3 评价指标体系构建的原则
• 3.4 评价指标体系构建程序与方法
• 3.5 甘南县干旱指标的建立
• 3.5.1 干旱指标的选取
• 3.5.2 干旱等级的划分
• 4 模糊综合评判
• 4.1 模糊现象与模糊数学
• 4.1.1 模糊数学的引入
• 4.1.2 干旱评价中的模糊性
• 4.2 模糊综合评判的概念及步骤
• 4.2.1 模糊综合评价的概念
• 4.2.2 模糊综合评价方法及步骤
• 4.2.3 权重的确定方法
• 4.3 甘南县干旱模糊综合评价模型的建立
• 4.3.1 评价因子的确立
• 4.3.2 隶属函数的确定
• 4.3.3 建立综合指标隶属度矩阵
• 4.3.4 权重的确定
• 4.3.5 综合评价指标向量的确定
• 4.4 甘南县2001年应用实例
• 4.4.1 评价过程
• 4.4.2 结果分析
• 5 GIS干旱评价系统的开发
• 5.1 地理信息系统的基本介绍
• 5.1.1 地理信息系统的概念
• 5.1.2 GIS的发展状况
• 5.1.3 GIS的二次开发
• 5.1.4 GIS应用于旱灾研究的方法分析
• 5.2 GIS干旱评价系统的总体设计
• 5.2.1 系统设计目标与设计原则
• 5.2.2 系统开发平台
• 5.2.3 系统开发和运行环境
• 5.2.4 GIS干旱评价系统的基本功能
• 5.3 系统详细程序设计和程序实现
• 5.3.1 甘南县旱情数据库的建立
• 5.3.2 系统结构
• 5.3.3 系统功能的实现
• 5.4 系统评价结果
• 6 干旱损失评估
• 6.1 甘南县旱灾的分析
• 6.2 干旱损失的基本理论
• 6.3 甘南县粮食损失模型的建立
• 6.3.1 干旱对甘南县粮食产量的影响
• 6.3.2 期望产量的确定
• 6.3.3 农业干旱损失量评估模型的建立
• 6.3.4 甘南县1990-2005年干旱年粮食损失评估
• 7 抗旱减灾对策
• 7.1 加强工程措施建设
• 7.1.1 加强水源工程措施建设
• 7.1.2 发展节水灌溉农业
• 7.1.3 发展旱作农业，降低旱灾损失
• 7.1.4 开发利用当地新水源
• 7.1.5 水土保持措施
• 7.2 加强非工程措施建设，提高抗旱管理水平
• 7.2.1 健全抗旱服务体系
• 7.2.2 深化水利产权制度改革
• 7.2.3 通力合作，做好抗旱减灾工作
• 7.2.4 依靠群众，建立群防群治的抗旱机制
• 7.2.5 推行旱灾保险制度，及时救助受灾群众
• 8 结论
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文