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38000字硕士毕业论文广西农业灾害监测评估系统研究

论文类型:硕士毕业论文
论文字数:38000字
论点:干旱,监测,研究
论文概述:

通过对广西历年来干旱情况资料收集整理与全面分析的基础上,研究干旱对农业生产以及各承灾体(主要农作物)的影响,为干旱灾害的监测和预评估、后评估奠定基础,为有关部门防灾减灾提

论文正文:

第一章导言

1.1导言
干旱对农业的最直接影响是作物减产,导致歉收,在严重的情况下还会导致饥荒。中国是一个农业大国。随着农业的兴衰,国民经济能否稳步有序发展。根据《中国民政统计年鉴》(1949-1992)的统计数据,在1949-1992年的43年间,受干旱影响的农作物面积占所有灾害的50%-60%。干旱已经成为制约中国农业生产和城市发展的主要因素之一。干旱严重阻碍了中国国民经济的增长和社会进步,对生态环境造成了不可估量的破坏,影响了中国社会、经济和环境的可持续发展。
《21世纪中国人口与发展白皮书》显示,中国人口预计将达到16亿的峰值。日益严重的水资源危机使得旱灾更加严重。应对干旱,要转变思想,科学合理地抗旱,实现水资源的全面合理开发和优化配置。
旱灾分布广,持续时间长,发生频繁,影响广泛,给[造成严重损失8];也因为它的后延性特征,虽然干旱已经结束,但它对社会经济环境等各个方面的影响持续了一段时间。干旱监测、预警、评估和研究一直是人们非常关心的问题。特别是随着当代气候变暖,干旱气候变化成为气候变化研究的热点问题之一。干旱对农业生产的影响是一个复杂的问题。它不仅受降雨影响,还与作物类型和地形有关。因此,其相应的监测分析系统是多层次、多因素的。本系统是在广西气象局减灾研究所科研项目和广西自然科学基金项目“多源卫星数据干旱动态监测预警关键技术研究”的基础上建立的。

1.2国内外研究现状

1.2.1国外研究状况
干旱由于发病缓慢和缺乏统一定义,缺乏一个得到广泛认可的干旱风险分析模型。西部干旱协调委员会提出了干旱风险分析的六个步骤。其主要思想是首先确定干旱的影响,并对干旱进行分类,然后分析干旱的原因,最后采取减灾措施,降低承灾体的脆弱性。本文提出了农业干旱风险定性分析的思路。基于干旱指数的干旱风险评估是一种广泛应用的干旱风险评估方法。
早期干旱评价指标相对单一。例如,气象干旱的早期定义是某一时期的降雨量值。一旦降雨量低于这个值,就被定义为干旱。20世纪初,美国将干旱定义为在21天或更长时间内降雨量总和小于或等于正常值的30%的干旱。干旱研究的早期研究范围仅限于降雨量。其他国家也使用其他类似的方法。这种方法只能在特定领域有效,因此有很大的局限性。世界不同地区的气候条件不同,产生干旱的气候条件也有其自身的特点,因此仅仅考虑降雨并不能很好地应用于农业和水文等其他领域。美国农业部(USDA)提出了一种利用干旱强度指数和作物需水量指数来测量干旱强度水平的方法。该方法简单明了,但只考虑农业干旱的强度,不能反映研究区农业干旱发生的频率。根据干旱地区的特点和干旱的不同影响,美国在上个世纪提出了许多干旱定量方法。提出的干旱指数如下表1‐3所示:从表中可以看出,许多学者和专家对干旱进行了深入研究,并不断开发与专业应用相关的干旱指数。但是,上面提到的大多数索引都有很大的局限性,只能用于特定区域和特殊目的。一个地区获得的指数不适用于其他地区。许多人已经发现了这些缺点。例如,在研究农业干旱指数时,应综合考虑受风速、温度和湿度影响的植被、土壤类型、土壤湿度和蒸散量等因素。当时,这些因素没有被纳入指数研究。基于上述结果,我们可以看到,在20世纪上半叶,干旱识别和研究逐渐发展起来。干旱的原因从简单的降雨研究转变为对多种因素的综合考虑。20世纪下半叶,干旱研究取得了进一步进展。

第二章研究领域概述

2.1自然概况
广西位于祖国的西南部。位于北部湾北部,与海南省隔海相望,毗邻广东、湖南、贵州和云南省,西南与越南接壤。国土面积236700平方公里,在省、自治区、直辖市中排名第九。地势向西北和东南倾斜,有许多高山和陡峭的山脉。因为它被高山环绕,所以它的内部相对平坦,呈盆地状,也被称为广西盆地。该地区的山脉呈弧形分布,划分了该地区。大盆地和小盆地在分布上是混合的。山系由北向南分为四列,大部分位于海拔800米以上的中山,其次是海拔400米至800米之间的低山,桂东北的帽儿山是最高峰。喀斯特地貌在境内分布广泛,占总面积的3.7.8 %,主要分布在桂西南、桂中、桂西北和桂东北。成熟发展,品种繁多,在世界上罕见。境内河流沿地形分布,从西北流向东南,河网密布发达的江河流域。喀斯特地形河流丰富,许多地上河流形成地下河流。由于低纬度和地形,该领土的气候多样,包括中亚的热带气候、亚热带气候、山地气候和海洋气候。雨热资源丰富,时间空的重叠分布有利于农业生产。全年日照时间长,太阳辐射资源丰富,持续240-358天,积温5000-8000℃。年降雨量较多,并有由北向南增加的趋势,平均年降雨量为1200毫米至2000毫米,主要分布在4月至9月,约占年降雨量的75%。降雨期间空的分布非常不同。各地平均气温为17℃-22℃,低温频率适合全年农业生产。整个地区的气候都受到季风的极大影响。异常季风进退的增加将导致降雨量和温度的明显变化。旱涝灾害和极端气候现象(台风和冰雹)频繁发生。春旱主要分布在桂西,频率高达60%‐90,秋旱主要分布在桂东,频率高达50‐70。雨季集中,广西南部和榕江流域洪涝灾害频发。春秋季容易出现晚春寒露,对农业生产影响很大。4月-7月容易出现大风天气,影响范围很大。植被从热带北缘向亚热带过渡,南部为热带季节性雨林,中部为南亚热带常绿阔叶林,北部为中亚热带常绿阔叶林。亚热带针阔混交林只分布在百色。

第三章系统需求分析和功能设计..............................23-29
3.1系统需求分析..............................23
3.2系统目标和功能..............................23-25
3.2.1系统目标..............................24
3.2.2功能模块设计..............................24-25 [/BR/] 3.3系统功能设计..............................25-26[/比尔/] 3.4整体系统结构..............................26-27
3.5系统开发环境和运营平台..............................27-29
3.5.1地理信息系统二次开发平台..............................27-28
3.5.2视觉控制..............................28-29
第四章数据库的建立..............................29-35
4.1建立数据库的原则..............................29-30
4.2数据库内容..............................30-31
4.3数据库建设路线..............................31
4.4建立数据库..............................31-34
4.4.1空建立数据库..............................31-32
4.4.2属性数据库的建立..............................32-33
4.4.3气象数据库的建立..............................33-34
本章概述..............................34-35
第五章系统模型库的建立..............................35-54
5.1干旱实时监测模型..............................36-44
5.1.1潜在蒸散模型..............................36-42
5.1.2水损益模型..............................42-44
5.2干旱损害评估模型..............................44-46
5.3干旱等级指数与干旱之间的插值模型..............................46 [/BR/] 5.4空..............................46-53 [/BR/] 5.4.1逆距离加权法..............................47-49
5.4.2克里金插值..............................49-51
5.4.3样条插值..............................51-53[/比尔/]本章概述..............................53-54

结论

在综合分析广西多年干旱环境背景、灾害形成机制和干旱灾害相关数据的基础上,以地理信息系统技术为主要技术手段,采用分层模块化软件设计方法,设计并建立了基于地理信息系统的干旱综合监测与评价系统。对2009-2010年夏、秋、冬、春干旱灾害进行了综合分析,并以2010年3月29日干旱监测为例对系统进行了验证。结果表明,该系统的监测结果接近实际情况,取得了良好的监测效果。实践证明,该系统在干旱监测与评估中具有实用性和先进性。本研究的结论如下:
(1)建立干旱监测与评价模型。本研究在综合分析广西干旱特征和干旱发生机理的基础上,建立了干旱监测评价模型。该模型包括干旱实时监测模型、干旱损失评估模型和空之间的插值模型。应用上述模型可以快速、高效、高可靠性地实现干旱灾害监测与评估。
(2)建立广西农业干旱监测评价体系。本研究运用层次分析法建立广西农业干旱监测评价系统,实现多源数据管理、模型计算、干旱产品生产等功能。
(3)实现业务自动化。该系统集指标计算、干旱评估和传统干旱监测评估中的产品制造于一体。用户只需几步就能实现干旱监测和评估,提高工作效率,争取防灾减灾的宝贵时间。
本研究实现了地理信息系统、专业数学模型和干旱评估模型的有机结合,提供了生动的人机交互界面和可视化表达,实现了农业干旱的监测和评估功能,对抗旱减灾具有重要意义。由于各种条件的限制,该系统仍然存在不足,需要进一步研究。