基于３Ｓ技术的退化废弃地的监测与评价方法技术

本发明专利技术涉及一种退化废弃地监测与评价方法，尤指应用于土地退化监测与整治中的基于３Ｓ技术的多类型、多尺度退化废弃土地快速监测与自动评价方法，属于土地调查与评价领域。本发明专利技术提出３Ｓ技术为支撑面向多类型退化废弃地和区域多尺度，针对退化废弃地监测与评价过程中复杂业务流程定制和复杂地理计算的需求，实现了业务流程智能定制和信息智能处理，解决了复杂业务流程化管理和信息处理过程中的缺失、异常、非结构化的难题，为我国的退化废弃地管理和复垦工作提供科学化、流程化和智能化辅助决策方法。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种退化废弃地监测与评价方法，尤指应用于土地退化监测与整治中 的基于3S技术的多类型、多尺度退化废弃土地快速监测与自动评价方法，属于土地调查与 评价领域。
技术介绍
退化废弃地是指由于人为因素或自然因素造成综合生产能力下降或生态环境破 坏的土地，包括荒漠化、侵蚀、污染、灾毁和工矿废弃等。随着工业化、城镇化进程加快，人地 关系日益紧张，实时、准确的退化废弃地监测和评价成为获取退化废弃信息，辅助科学决策 和制定长期发展规划，缓和人地紧张关系，保护和合理利用土地资源的重要保证。以现代信 息技术为支撑，一些学者相继针对采矿塌陷区、草场退化区、荒漠化土地、污染土地等设计 面向不同退化废弃地类型的监测、评价方法，开发了相应信息系统，实现了退化废弃地监测 评价业务的系统化和流程化，大大提高了信息处理效率和精度。但是，由于采用的监测技术 手段单一、评价方法自动化程度不高，设计的系统功能相对单一、通用性差，通常仅针对某 一退化废弃地类型的监测或评价进行设计，同时技术的整合程度低，未能实现从退化废弃 地的监测到评价的统一业务流程整合。传统的退化废弃地监测与评价多是针对某单一退化 废弃地类型，单一尺度层次、监测技术手段缺乏先进性、评价方法缺乏专家知识指导，导致 方法相对单一、通用性差、自动化程度不高的缺陷。
技术实现思路
基于3S技术的退化废弃地监测与评价方法能实时掌握退化废弃地的地域分布特 征和动态变化，分析发生退化废弃的原因和机理，对退化废弃地的退化程度、发生危险性、 恢复可能性和恢复效果进行评价，实现从退化废弃地信息获取、监测到评价的完整流程处 理，从而为土地资源管理提供技术支撑。 本专利技术提出3S技术为支撑面向多类型退化废弃地和区域多尺度，针对退化废弃地监测与评价过程中复杂业务流程定制和复杂地理计算的需求，实现了业务流程智能定制和信息智能处理，解决了复杂业务流程化管理和信息处理过程中的缺失、异常、非结构化的难题，为我国的退化废弃地管理和复垦工作提供科学化、流程化和智能化辅助决策方法。 该基于3S技术的退化废弃地的监测与评价方法，包括如下步骤 (1)根据区域是否存在样点布局，采用与不存在样点布局或者存在样点布局对应的不同方式的空间采样方案； (2)采用特尔斐法、层次分析法(AHP)建立监测和评价指标体系； (3)通过PDA野外采样系统或统计调查获取采样数据，对监测和评价的指标采用空间插值方法、空间作用距离衰减方法进行量化； (4)根据区域特征和前述步骤获取的数据特征，进行与本底数据或者退化基准的 匹配监测，若没有本底数据和退化基准的数据采用模型监测； (5)对步骤(4)监测发现的退化废弃地，根据区域特征确定其评价目标，判断并选 择进行退化废弃地恢复效果评价或退化废弃地现状评价。 步骤(1)中所述的不存在样点布局情况下的空间采样方案的步骤为首先确定采 样底图和采样范围，再划分采样单元，选择采样模型，根据计算的样本量生成采样点图层， 再调整样点布局，最后形成采样方案。步骤(1)中所述的存在样点布局情况下的空间采样方案的步骤为先选择已经存 在的采样方案，再获取野外采样的数据，然后根据数据特征选择统计推断模型，最后运用统 计推断模型进行参数估计和假设检验对采样方案进行优化。 步骤(5)中所述的恢复效果评价的步骤为 a.确定退化废弃地恢复后的利用类型； b.针对步骤(2)构建的评价指标体系，运用特尔斐法、成对因素比较法或者层次 分析法计算出指标权重； c.面向不同区域特点和评价目标采用单一类型图层构建评价单元、多类型图层叠 置构建评价单元、Voronoi图划分评价单元或划分格网单元划分评价单元，评价单元为土地 利用图斑、voronoi多边形或者网格等矢量单元； d.运用步骤(3)的量化结果通过空间叠加分析计算单元指标分值； e.根据区域特征，参照土地复垦技术标准(试行)制定恢复效果评价指标的恢复标准； f.应用匹配模型判定步骤e的评价单元是否达到恢复标准，如果达到就对其运用 评价模型确定其恢复水平，否则放弃。 步骤(5)中所述的现状评价的步骤为首先针对步骤(2)构建的评价指标体系， 运用特尔斐法、成对因素比较法或者层次分析法计算出指标权重，然后面向不 同区域特点和评价目标采用单一类型图层构建评价单元、多类型图层叠置构建评价单 元、Voronoi图划分评价单元或划分格网单元划分评价单元，评价单元为土地利用图斑、 voronoi多边形或者网格等矢量单元，运用步骤(3)的量化结果通过空间叠加分析计算单 元指标分值，最后应用评价模型对退化废弃地现状进行评价。附图说明 图1本专利技术的整体流程图； 图2本专利技术的采样方案流程图； 图3本专利技术的监测流程图； 图4本专利技术的评价流程图。具体实施例方式该基于3S技术的退化废弃地的监测与评价方法，包括如下步骤(图1所示) (1)根据区域是否存在样点布局，采用与不存在样点布局或者存在样点布局对应 的不同方式的空间采样方案，图2所示。不存在样点布局情况下的空间采样方案的步骤为 首先确定采样底图和采样范围，再划分采样单元，选择采样模型，根据计算的样本量生成采 样点图层，再调整样点布局，最后形成采样方案，采样方案就是在采样区域范围内确定的样本量和样点布局方案。存在样点布局情况下的空间采样方案的步骤为先选择已经存在的 采样方案，再获取野外采样的数据，然后根据数据特征选择统计推断模型，包括随机抽样模 型、系统抽样模型、分层抽样模型和克里金抽样模型等，最后运用统计推断模型进行参数估 计和假设检验对采样方案进行优化。(2)采用特尔斐法、层次分析法(AHP)建立监测和评价指标体系； (3)通过PDA野外采样系统或统计调查获取采样数据，采样数据主要是对土壤水分、有机质含量、植被盖度、坡度等因素的实地调查数据，一般以样点为调查单元。对监测和评价的指标采用空间插值方法、空间作用距离衰减方法进行量化； (4)根据区域特征和前述步骤获取的数据特征，进行与本底数据或者退化基准的匹配监测，若没有本底数据和退化基准的数据采用模型监测，图3所示； (5)对步骤(4)监测发现的退化废弃地，根据区域特征确定其评价目标，评价目标主要包括荒漠化、土壤污染、土地闲置、土地损毁等，判断并选择进行退化废弃地恢复效果评价或退化废弃地现状评价。 恢复效果评价的步骤为(图4所示) a.确定退化废弃地恢复后的利用类型； b.针对步骤(2)构建的评价指标体系，运用特尔斐法、成对因素比较法或者层次 分析法计算出指标权重； c.面向不同区域特点和评价目标采用单一类型图层构建评价单元、多类型图层叠 置构建评价单元、Voronoi图划分评价单元或划分格网单元划分评价单元，评价单元为土地 利用图斑、voronoi多边形或者网格等矢量单元； d.运用步骤(3)的量化结果通过空间叠加分析计算单元指标分值； e.根据区域特征，参照土地复垦技术标准(试行)制定恢复效果评价指标的恢复标准； f.应用匹配模型判定步骤e的评价单元是否达到恢复标准，如果达到就对其运用 评价模型确定其恢复水平，否则放弃。 现状评价的步骤为首先针对步骤(2)构建的评价指标体系，运用特尔斐法、成对 因素比较法或者层次分析法计算出指标权重，然后面向不同区本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于３Ｓ技术的退化废弃地的监测与评价方法，其特征在于该方法包括如下步骤：（１）根据区域是否存在样点布局，采用与不存在样点布局或者存在样点布局对应的不同方式的空间采样方案；（２）采用特尔斐法、层次分析法（ＡＨＰ）建立监测和评价指标体系；（３）通过ＰＤＡ野外采样系统或统计调查获取采样数据，对监测和评价的指标采用空间插值方法、空间作用距离衰减方法进行量化；（４）根据区域特征和前述步骤获取的数据特征，进行与本底数据或者退化基准的匹配监测，若没有本底数据和退化基准的数据采用模型监测；（５）对步骤（４）监测发现的退化废弃地，根据区域特征确定其评价目标，判断并选择进行退化废弃地恢复效果评价或退化废弃地现状评价。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘耀林，刘艳芳，刘殿锋，
申请(专利权)人：武汉大学，
类型：发明
国别省市：83[中国|武汉]