区域农业资源信息的分形应用和产量模型的修正拟合
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摘要
本文根据农业资源信息特点和开发、利用的需要，针对黑龙江省农业资源信息管理及开发现状，利用GIS技术对区域农业资源信息进行管理，引入分形方法对区域农业资源信息进行分析和研究，尝试用新的方法来探讨区域农业资源信息的变化，进而达到全面了解区域农业资源的现状，对促进区域农业资源开发、利用具有重要意义。
利用GIS技术对区域农业资源信息进行管理，将当前非线性科学研究的前沿方法—分形方法引入到区域气候区划和区域经济系统的研究中，是本文的重要特点。主要研究工作有以下四方面：
1．利用GIS技术建立区域农业资源信息数据库系统。利用GIS技术对区域农业资源信息进行管理，建立了空间和属性数据库，运用该系统特有的空间分析和方便的专题制图功能，实现了区域农业资源信息数据与其相应的地理位置动态显示，使该系统具有数据管理、空间分析和图形显示的优点。该系统的建立促进了农业资源信息的开发、利用。
2．利用分形方法对黑龙江省进行气候区划。将分形方法引入黑龙江省降水、积温变化的研究中。首先，以计算黑龙江省一个市月降水的关联维数为例，证明了降水系统的动力行为是混沌的，系统的吸引子具有分形结构。其次，定量地刻化了黑龙江省79个县市和1984～1999年黑龙江省的生育期降水、积温的变化，确定了黑龙江省79个县市和黑龙江省历年的生育期降水、积温都具有分形特征。最后，根据黑龙江省历年生育期降水、积温的平均分维与作物产量的关系，对79个县市按生育期降水、积温分维的大小分别进行了生育期降水、积温的气候区划，以及综合区划，将区划结果与信息系统有机结合，并证明区划结果符合实际，分形方法更深刻、全面地反映了降水、积温的复杂变化，信息系统方便的图形显示优点，该区划结果对原黑龙江省的气候区划是有益的补充。
3．作物产量模型的修正和拟合。利用数量化理论和回归分析方法，以原黑龙江省大区域作物产量模型之一—玉米生长模型为例，进行了玉米产量模型的修正和拟合，通过对该模型的产量预测和误差分析，证明该模型具有实际应用价值。该方法也可应用于其它作物生长模型的修正，并拓展到其它研究领域。
4．利用分形方法研究区域经济模型和经济要素规模分布。将分形方法引入区域经济系统中，分析了经济系统中生产函数的分形实质，研究了近三年黑龙江省粮食生产经济系统中生产函数的分形特征，利用分维确定了各投入与产出量的关系和变化趋势；然后，又根据分维定量地分析了近四年黑龙江省粮食生产经济系统中各要素的规模分布现状和发展趋势，并证明结论符合实际，分形方法更深刻地揭示了区域经济系统的复杂变化，为了解和指导区域经济发展提供了方法和依据。
According to the characteristics and the needs of development, utilization of the agricultural resource information, and the current situation of exploitation and management of the agricultural resource information of Heilongjiang Province, this paper utilized GIS technology to manage the regional agricultural resource information, meanwhile introduced fractal method to study the regional agricultural resource information, attempted to probe changes of the regional agricultural resource information, which will be helpful for all things comprehension of the current situation of the agricultural resource information and had important significance to promote and use regional agricultural resource information.
The utilization of GIS technology to manage the regional agricultural resource information and introduction of fractal method, which is the frontal method of studying no linearity science, to study regional agricultural resource information are the most important characteristics of this paper. The research is composed of four aspects as following:
1 Utilized GIS technology to build the regional agricultural resource information databases system.
It utilized advanced GIS technology to manage regional agricultural resource information, build spatial and attribute databases, applied function of own spatial analyses and convenient making thematic picture of this system, realized dynamical show of Correspondingly geographical position and regional agricultural resource information. And then this system had advantage in datum management, spatial analysis, graphic display. The application of this system is the base of exploiture and utilization of the agricultural resource information.
2 Utilized fractal method to divide the climatic division of Heilongjiang Province.
It introduced fractal method to study changes of precipitation and accumulated temperature of Heilongjiang Province. First, proved that dynamics system of monthly precipitation is chaos and attractor of system has fractal structure, according to correlation fractal dimension of a city of Heilongjiang Province. Second, it quantificationally described complicated changes about breeding time precipitation, accumulated temperature of 79 counties and cities of Heilongjiang Province and the annual changes of Heilongjiang Province from 1984 to 1999, ensured that precipitation and accumulated temperature of Heilongjiang Province has fractal characteristic. At last, according to relationship among the average fractal dimension of annual breeding time
precipitation, accumulated temperature and crops yield of Heilongjiang Province, the climatic division and the comprehensive climatic division of precipitation, accumulated temperature of 79 counties and cities were divided by fractal dimension of precipitation and accumulated temperature. At same time, divisional results were combined with the information system. Proved that divisional results accorded with fact, the fractal method deeply reflected complicated changes on precipitation and accumulated temperature of Heilongjiang Provinc and information system had convenient advantage in graphic display. Anyway the climatic division mentioned above will be helpful supplement to original climatic division of Heilongjiang Province.
3. Modification and simulation of the model of crops yield.
It utilized the quantity theory and the regression analytical method, took example for modifying and simulating corn growth model, which is one of original model of crops yield of Heilongjiang Province. According to yield predict and error analysis for model, it verified the model had applicable value. So this method can be used in actual predicting, and applied in modifying models of other crops and used in other research fields.
4 Utilized fractal method to study the regional economy model and the scale distribution of the economic elements.
It introduced fractal method to study the regional economy systems, analyze the fractal characteristics of the production function of the economic system, and then stud
利用GIS技术对区域农业资源信息进行管理，将当前非线性科学研究的前沿方法—分形方法引入到区域气候区划和区域经济系统的研究中，是本文的重要特点。主要研究工作有以下四方面：
1．利用GIS技术建立区域农业资源信息数据库系统。利用GIS技术对区域农业资源信息进行管理，建立了空间和属性数据库，运用该系统特有的空间分析和方便的专题制图功能，实现了区域农业资源信息数据与其相应的地理位置动态显示，使该系统具有数据管理、空间分析和图形显示的优点。该系统的建立促进了农业资源信息的开发、利用。
2．利用分形方法对黑龙江省进行气候区划。将分形方法引入黑龙江省降水、积温变化的研究中。首先，以计算黑龙江省一个市月降水的关联维数为例，证明了降水系统的动力行为是混沌的，系统的吸引子具有分形结构。其次，定量地刻化了黑龙江省79个县市和1984～1999年黑龙江省的生育期降水、积温的变化，确定了黑龙江省79个县市和黑龙江省历年的生育期降水、积温都具有分形特征。最后，根据黑龙江省历年生育期降水、积温的平均分维与作物产量的关系，对79个县市按生育期降水、积温分维的大小分别进行了生育期降水、积温的气候区划，以及综合区划，将区划结果与信息系统有机结合，并证明区划结果符合实际，分形方法更深刻、全面地反映了降水、积温的复杂变化，信息系统方便的图形显示优点，该区划结果对原黑龙江省的气候区划是有益的补充。
3．作物产量模型的修正和拟合。利用数量化理论和回归分析方法，以原黑龙江省大区域作物产量模型之一—玉米生长模型为例，进行了玉米产量模型的修正和拟合，通过对该模型的产量预测和误差分析，证明该模型具有实际应用价值。该方法也可应用于其它作物生长模型的修正，并拓展到其它研究领域。
4．利用分形方法研究区域经济模型和经济要素规模分布。将分形方法引入区域经济系统中，分析了经济系统中生产函数的分形实质，研究了近三年黑龙江省粮食生产经济系统中生产函数的分形特征，利用分维确定了各投入与产出量的关系和变化趋势；然后，又根据分维定量地分析了近四年黑龙江省粮食生产经济系统中各要素的规模分布现状和发展趋势，并证明结论符合实际，分形方法更深刻地揭示了区域经济系统的复杂变化，为了解和指导区域经济发展提供了方法和依据。
According to the characteristics and the needs of development, utilization of the agricultural resource information, and the current situation of exploitation and management of the agricultural resource information of Heilongjiang Province, this paper utilized GIS technology to manage the regional agricultural resource information, meanwhile introduced fractal method to study the regional agricultural resource information, attempted to probe changes of the regional agricultural resource information, which will be helpful for all things comprehension of the current situation of the agricultural resource information and had important significance to promote and use regional agricultural resource information.
The utilization of GIS technology to manage the regional agricultural resource information and introduction of fractal method, which is the frontal method of studying no linearity science, to study regional agricultural resource information are the most important characteristics of this paper. The research is composed of four aspects as following:
1 Utilized GIS technology to build the regional agricultural resource information databases system.
It utilized advanced GIS technology to manage regional agricultural resource information, build spatial and attribute databases, applied function of own spatial analyses and convenient making thematic picture of this system, realized dynamical show of Correspondingly geographical position and regional agricultural resource information. And then this system had advantage in datum management, spatial analysis, graphic display. The application of this system is the base of exploiture and utilization of the agricultural resource information.
2 Utilized fractal method to divide the climatic division of Heilongjiang Province.
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precipitation, accumulated temperature and crops yield of Heilongjiang Province, the climatic division and the comprehensive climatic division of precipitation, accumulated temperature of 79 counties and cities were divided by fractal dimension of precipitation and accumulated temperature. At same time, divisional results were combined with the information system. Proved that divisional results accorded with fact, the fractal method deeply reflected complicated changes on precipitation and accumulated temperature of Heilongjiang Provinc and information system had convenient advantage in graphic display. Anyway the climatic division mentioned above will be helpful supplement to original climatic division of Heilongjiang Province.
3. Modification and simulation of the model of crops yield.
It utilized the quantity theory and the regression analytical method, took example for modifying and simulating corn growth model, which is one of original model of crops yield of Heilongjiang Province. According to yield predict and error analysis for model, it verified the model had applicable value. So this method can be used in actual predicting, and applied in modifying models of other crops and used in other research fields.
4 Utilized fractal method to study the regional economy model and the scale distribution of the economic elements.
It introduced fractal method to study the regional economy systems, analyze the fractal characteristics of the production function of the economic system, and then stud
引文
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