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上编 现代农业气候区划3

1 湖南自然地理和气候概况3

1.1 地理地貌特征3

1.1.1 地形3

1.1.2 地质地貌3

1.1.3 土壤4

1.1.4 水系4

1.1.5 土地利用4

1.2 湖南气候5

1.2.1 气候特点5

1.2.2 主要农业气象灾害6

参考文献11

2 农业气候资源区划13

2.1 农业气候资源区划研究动态13

2.2 湖南农业气候资源概况14

2.2.1 热量资源14

2.2.2 光能资源24

2.2.3 水资源27

2.2.4 参考作物蒸散量29

2.3 农业气候资源区划31

2.3.1 农业气候资源区划指标及方法31

2.3.2 农业气候资源区划评述32

2.4 农业气象灾害气候风险区划33

2.4.1 农业气象灾害气候风险指数34

2.4.2 农业气象灾害气候风险区划35

2.4.3 多灾种气候风险综合区划39

2.5 湖南农业气候资源对气候变化的响应40

2.5.1 热量资源40

2.5.2 光资源43

2.5.3 水资源47

2.6 农业气候资源开发利用建议47

参考文献50

3 主要农作物种植适宜性气候区划52

3.1 国内外研究进展52

3.2 区划指标及方法53

3.2.1 区划指标53

3.2.2 区划方法53

3.3 湖南主要农作物种植适宜性气候区划54

3.3.1 双季稻54

3.3.2 油菜56

3.3.3 棉花58

3.3.4 柑橘60

3.3.5 油茶63

3.3.6 烟草65

3.4 气候变化对湖南主要农作物种植适宜性的影响67

3.4.1 气候变化对水稻种植的影响67

3.4.2 气候变化对油菜种植的影响67

3.4.3 气候变化对棉花种植的影响69

3.4.4 气候变化对柑橘种植的影响69

3.4.5 气候变化对油茶种植的影响71

3.4.6 气候变化对烟草种植的影响71

3.5 生产建议71

参考文献73

中编 现代农业气候区划关键技术73

4 气象要素空间插值技术77

4.1 国内外研究现状77

4.2 插值分辨率的选择78

4.3 插值数据源分析79

4.3.1 基于日值插值与基于统计值插值的误差分析79

4.3.2 基于日值插值统计的稳定通过各界限温度特征值与统计值推算结果的比较79

4.3.3 结论81

4.4 插值方法介绍81

4.4.1 反距离加权法81

4.4.2 加入海拔影响因子的反距离加权法82

4.4.3 梯度距离反比法82

4.4.4 反距离高斯算子法82

4.4.5 加入海拔影响因子的反距离高斯算子法83

4.4.6 多元回归残差反距离订正法83

4.4.7 多元回归残差高斯算子订正法83

4.4.8 位温插值法83

4.4.9 普通克里金法84

4.4.10 加入海拔影响因子的普通克里金法85

4.4.11 样条函数法85

4.4.12 加入海拔影响因子的样条函数法86

4.5 插值方法适宜性分析86

4.5.1 日平均气温87

4.5.2 日最高气温94

4.5.3 日最低气温100

4.5.4 日降水量106

4.5.5 月日照时数111

4.5.6 月太阳总辐射114

4.5.7 参考作物蒸散量115

4.6 总结及检验117

4.6.1 总结117

4.6.2 检验117

参考文献118

5 气候背景场与日降水量小网格插值120

5.1 国内外研究进展120

5.2 气候背景场构建方法122

5.2.1 数据源122

5.2.2 气候背景场的建立123

5.2.3 地形对降水量影响的订正124

5.3 降水量小网格产品生成方法125

5.4 效果评估125

5.4.1 中国区域126

5.4.2 长江流域127

5.4.3 青藏高原128

5.4.4 湖南区域129

5.4.5 单站131

5.5 降水量分析产品的应用132

5.5.1 卫星反演降水产品介绍132

5.5.2 地面观测降水分析产品134

5.5.3 卫星资料的检验和质量评估134

5.6 降水量小网格插值方法的未来发展方向138

参考文献138

6 业务系统开发技术141

6.1 利用NetCDF进行海量数据存储与管理141

6.2 并行计算技术在插值算法中的应用142

6.3 改进的K-means聚类分析算法144

6.3.1 传统的基于质心的K-means算法144

6.3.2 改进的K-means算法145

6.3.3 实例验证146

6.3.4 结论148

6.4 面向服务的数据访问架构148

6.5 符合OGS规范的GIS框架150

6.6 基于组件对象模型的GIS嵌入式模型开发151

6.6.1 ArcGIS Engine151

6.6.2 System152

6.6.3 SystemUI152

6.6.4 GeoMetry152

6.6.5 Display152

6.6.6 Output152

6.6.7 GeoDatabase153

6.6.8 DataSourceRaster153

6.7 气候分析图表可定制方式153

6.8 小网格数据压缩155

6.9 基于策略模式的可配置计算模型156

6.10 基于有限自动机的自定义计算公式156

6.11 支持通用性的体系架构157

6.12 基于插件模式的指标算法159

6.13 面向对象建模技术160

6.13.1 基本概念160

6.13.2 地理数据组织中的面向对象技术的应用160

6.13.3 基于气象数据的面向对象建模161

6.14 针对目标的项目管理162

6.14.1 项目管理的三个约束条件162

6.14.2 项目管理的五个主要过程组164

参考文献165

下编 精细化农业气候区划业务系统165

7 系统概述169

下编 精细化农业气候区划业务系统169

7.1 系统特点169

7.1.1 功能强大169

7.1.2 指标管理灵活169

7.1.3 操作简单169

7.1.4 开放性和可扩充性170

7.1.5 低成本业务应用170

7.2 系统模块架构170

7.3 系统功能171

7.3.1 数据信息管理功能171

7.3.2 气候统计分析功能179

7.3.3 农业气候区划功能181

7.3.4 农业气候资源动态监测评估功能184

7.3.5 农作物种植气候适宜区预估功能185

7.3.6 系统管理功能185

参考文献186

8 系统运行环境和软件安装188

8.1 系统运行环境188

8.1.1 硬件环境188

8.1.2 软件环境188

8.2 软件安装步骤189

8.2.1 客户端安装189

8.2.2 服务器端安装197

8.3 系统启动与关闭198

8.3.1 系统启动198

8.3.2 系统关闭199

9 操作说明200

9.1 系统登录200

9.2 系统基本操作201

9.2.1 系统界面布局201

9.2.2 系统通用按钮说明203

9.2.3 系统通用操作方法说明203

9.3 基础管理信息204

9.3.1 观测站信息204

9.3.2 气象要素205

9.3.3 行政区代码206

9.3.4 系统参数206

9.3.5 指标算法参数207

9.3.6 色标管理208

9.4 基础数据导入及统计数据的形成209

9.4.1 基础数据导入209

9.4.2 观测站统计数据形成及分析214

9.5 气象要素小网格插值231

9.5.1 小网格数据指标设定231

9.5.2 小网格数据任务提交235

9.6 指标及区划方法管理235

9.6.1 农业气候资源指标235

9.6.2 农业气象灾害指标244

9.6.3 农作物种植适宜性气候区划指标245

9.6.4 任务管理253

9.7 系统管理254

9.7.1 角色管理254

9.7.2 用户管理255

9.7.3 功能模块管理256

9.8 数据展示与分析257

9.8.1 观测站数据展示与分析257

9.8.2 观测站数据等值线图展示262

9.8.3 网格数据展示264

9.8.4 图片的导出与打印266

9.9 农业气候资源区划266

9.9.1 单属性K-means聚类方法267

9.9.2 多属性K-means聚类方法269

9.9.3 层次聚类方法270

9.10 农业气象灾害区划271

9.11 农作物种植适宜性气候区划271

9.12 农业气候资源动态监测274

9.12.1 动态监测274

9.12.2 自定义监测276

9.13 农作物种植气候适宜性预估277

9.13.1 操作说明277

9.13.2 数据说明278

9.14 PACDS监控Daemon279

9.14.1 操作说明279

9.14.2 数据说明280

附录1 相关地域用语说明281

附录2 太阳总辐射计算方法介绍282

附录3 参考作物蒸散量计算方法287

附录4 PRISM方法294