全国耕地资源管理信息系统

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1、耕地地力评价原理与方法耕地地力评价原理与方法全国耕地资源管理信息系统耕地地力评价基本原理耕地地力评价基本原理 耕耕地地地地力力评评价价大大体体可可分分为为以以产产量量为为依依据据的的耕耕地地当当前前生生产产能能力力评评价价和和以以自自然然要要素素为为主主的的生生产产潜潜力力评评价价。本本次次耕耕地地地地力力评评价价是是指指耕耕地地用用于于一一定定方方式式下下，在在各各种种自自然然要要素素相相互互作作用用下下所所表表现现出出来来的的潜潜在在生生产能力。产能力。生生产产潜潜力力评评价价又又可可分分为为以以气气候候要要素素为为主主的的潜潜力力评评价价和和以以土土壤壤要要素素为为主主的的潜潜力力评评价

2、价。在在一一个个较较小小的的区区域域范范围围内内（县县域域），气气候候要要素素相相对对一一致致，耕耕地地地地力力评评价价可可以以根根据据所所在在地地的的地地形形地地貌貌、成成土土母母质质、土土壤壤理理化化性性状状、农农田田基基础础设设施施等等要要素素相相互互作作用用表表现现出出来来的的综综合合特特征征，揭示耕地潜在生物生产力的高低揭示耕地潜在生物生产力的高低。全国耕地资源管理信息系统耕地地力评价基本原理耕地地力评价基本原理耕地地力评价结果表达方法一：耕地地力评价结果表达方法一：回归模型法回归模型法Y=b0+b1x1+b2x2+bnxmY=b0+b1x1+b2x2+bnxm式中：式中：Y Y单位

3、面积产量单位面积产量 Xi Xi耕地自然属性（参评因素）耕地自然属性（参评因素）bi bi该属性对耕地地力的贡献率（解多元回归方该属性对耕地地力的贡献率（解多元回归方程求得）程求得）全国耕地资源管理信息系统耕地地力评价结果表达方法二：耕地地力评价结果表达方法二：参数法参数法IFI=b1x1+b2x2+bnxnIFI=b1x1+b2x2+bnxn式中：式中：IFI IFI耕地地力指数耕地地力指数 Xi Xi耕地自然属性（参评因素）耕地自然属性（参评因素）bi bi该属性对耕地地力的贡献率（层次分析方法该属性对耕地地力的贡献率（层次分析方法或专家直接评估求得）或专家直接评估求得）耕地地力评价基本原

4、理耕地地力评价基本原理全国耕地资源管理信息系统全国耕地资源管理信息系统一、信息采集：耕地资源基础数据库一、信息采集：耕地资源基础数据库卫星遥感（卫星遥感（RSRS）：）：土地利用现状图土地利用现状图 实时的农作物布局及长势实时的农作物布局及长势全球定位系统（全球定位系统（GPSGPS）：）：耕地地力调查点耕地地力调查点 土壤污染调查点土壤污染调查点 地下水质量监测点地下水质量监测点 土壤肥力定位监测点土壤肥力定位监测点实地调查：实地调查：农民的投入产出农民的投入产出 作物的生长动态作物的生长动态 全国耕地资源管理信息系统二、选择评价要素二、选择评价要素选择的原则选择的原则农业部农业部“全国耕地

5、地力调查与质量评价全国耕地地力调查与质量评价”指标体系总集指标体系总集应用实例应用实例全国耕地资源管理信息系统选择的原则选择的原则u选取的因子对耕地地力有比较大的影响，如地形因素、土壤因素、灌排条选取的因子对耕地地力有比较大的影响，如地形因素、土壤因素、灌排条件等等。件等等。u选取的因子在评价区域内的变异较大，便于划分耕地地力的等级。如在地选取的因子在评价区域内的变异较大，便于划分耕地地力的等级。如在地形起伏较大的区域，地面坡度对耕地地力有很大影响，必须列入评价项目形起伏较大的区域，地面坡度对耕地地力有很大影响，必须列入评价项目之中；再如有效土层厚度是影响耕地生产能力的重要因素，在多数地方都之

6、中；再如有效土层厚度是影响耕地生产能力的重要因素，在多数地方都应列入评价指标体系，但在冲积平原地区，耕地土壤都是由松软的沉积物应列入评价指标体系，但在冲积平原地区，耕地土壤都是由松软的沉积物发育而成，有效土层深厚而且比较均一，就可以不作为参评因素。发育而成，有效土层深厚而且比较均一，就可以不作为参评因素。u选取的评价因素在时间序列上具有相对的稳定性，如土壤的质地、有机质选取的评价因素在时间序列上具有相对的稳定性，如土壤的质地、有机质含量等，评价的结果能够有较长的有效期。含量等，评价的结果能够有较长的有效期。u选取评价因素与评价区域的大小有密切的关系。当评价区域很大（国家或选取评价因素与评价区域

7、的大小有密切的关系。当评价区域很大（国家或省级的耕地地力评价），气候因素（降雨、无霜期等等）就必须作为评价省级的耕地地力评价），气候因素（降雨、无霜期等等）就必须作为评价因素。本次调查以县为基本调查单位，在一个县的范围内，气候因素变化因素。本次调查以县为基本调查单位，在一个县的范围内，气候因素变化较小，在进行县域耕地地力评价时，气候因素可以不作为参评因子。较小，在进行县域耕地地力评价时，气候因素可以不作为参评因子。全国耕地资源管理信息系统代码要 素 名 称代码要 素 名 称代码要 素 名 称气候剖面性状AL509000有效铜有效铜AL10100000积温积温AL301000剖面构型剖面构型AL

8、510000 有效硅有效硅AL102000100积温积温AL302000质地构型质地构型AL511000有效锰有效锰AL103000年降水量年降水量AL303000有效土层厚度有效土层厚度AL512000有效铁有效铁AL104000全年日照时数全年日照时数AL304000耕层厚度耕层厚度AL513000交换性钙交换性钙AL105000光能幅射总量光能幅射总量AL305000 腐殖层厚度腐殖层厚度AL514000交换性镁交换性镁AL106000无霜期无霜期AL306000田间持水量田间持水量障碍因素AL107000干燥度干燥度AL307000旱季地下水位旱季地下水位AL601000障碍层类型障碍

9、层类型立地条件AL308000潜水埋深潜水埋深AL602000障碍层出现位置障碍层出现位置AL201000经度经度AL309000水型水型AL603000障碍层厚度障碍层厚度AL202000纬度纬度耕层理化性状AL604000耕层含盐量耕层含盐量AL203000高程高程AL401000质地质地AL605000一米土层含盐量一米土层含盐量AL204000 地貌类型地貌类型AL402000容重容重AL606000盐化类型盐化类型AL205000地形部位地形部位AL403000PHAL607000地下水矿化度地下水矿化度AL206000坡度坡度AL404000CEC水分管理AL207000坡向坡向耕

10、层养分状况AL701000灌溉保证率灌溉保证率AL208000成土母质成土母质AL501000有机质有机质AL702000灌溉模数灌溉模数AL209000土壤侵蚀类型土壤侵蚀类型AL502000全氮全氮AL703000抗旱能力抗旱能力AL210000土壤侵蚀程度土壤侵蚀程度AL503000有效磷有效磷AL704000排涝能力排涝能力AL211000林地覆盖率林地覆盖率AL504000速效钾速效钾AL705000排涝模数排涝模数AL212000地面破碎情况地面破碎情况AL505000缓效钾缓效钾AL706000轮作制度轮作制度AL213000地表岩石露头状况地表岩石露头状况AL506000有效锌

11、有效锌AL707000梯田化水平梯田化水平AL214000地表砾石度地表砾石度AL507000水溶态硼水溶态硼AL708000设施类型（蔬菜地用）设施类型（蔬菜地用）AL215000田面坡度田面坡度AL508000有效钼有效钼全国耕地资源管理信息系统A层层B层层C层层全国耕地资源管理信息系统三、确定评价单元三、确定评价单元 耕地评价单元是具有专门特征的耕地单元，在评价系统耕地评价单元是具有专门特征的耕地单元，在评价系统中是用于制图的区域；在生产上用于实际的农事管理，是耕中是用于制图的区域；在生产上用于实际的农事管理，是耕地地力评价的基础。在确定评价单元时可以应用以下几种基地地力评价的基础。在确

12、定评价单元时可以应用以下几种基础图件：础图件：u 行政区划图行政区划图u 土壤图土壤图u 土地利用现状图土地利用现状图u （基本农田保护区现状图）（基本农田保护区现状图）全国耕地资源管理信息系统行政区划图：行政区划图：用乡、村的行政界限为评价单元，更细的可以划用乡、村的行政界限为评价单元，更细的可以划分到生产队。这样划分的优点是行政隶属关系明确，适分到生产队。这样划分的优点是行政隶属关系明确，适用于农业及农村经济管理。这样的评价单元内可能有两用于农业及农村经济管理。这样的评价单元内可能有两种或多种土壤类型；土地利用方式、管理方式都可能不种或多种土壤类型；土地利用方式、管理方式都可能不一致，不适

13、用于耕地地力的评价。一致，不适用于耕地地力的评价。全国耕地资源管理信息系统土壤图：土壤图：根据土壤类型划分评价单元可以在一定程度上反映耕地地力的根据土壤类型划分评价单元可以在一定程度上反映耕地地力的差异。这种方法的优点是能充分反映土壤在耕地地力中的主要矛盾，差异。这种方法的优点是能充分反映土壤在耕地地力中的主要矛盾，同时能够充分利用土壤普查中的资料，节省大量的野外调查工作量，同时能够充分利用土壤普查中的资料，节省大量的野外调查工作量，具有较好的土壤和耕地利用基础，只要将耕地评价地区的土壤图连具有较好的土壤和耕地利用基础，只要将耕地评价地区的土壤图连同土壤调查报告收集起来，就可以确定土地评价单元

14、、单元的数量同土壤调查报告收集起来，就可以确定土地评价单元、单元的数量及其位置。这样划分的评价单元主要问题是实地缺乏明显的界线，及其位置。这样划分的评价单元主要问题是实地缺乏明显的界线，而且往往和自然田块、行政界线不一致；另外，由于利用方式、耕而且往往和自然田块、行政界线不一致；另外，由于利用方式、耕作管理措施的差异，随着时间的推移，同一种土壤类型耕地地力会作管理措施的差异，随着时间的推移，同一种土壤类型耕地地力会发生较大的差异。发生较大的差异。全国耕地资源管理信息系统土地利用现状图：土地利用现状图：按土地利用现状图的基础制图单元（自然地块或耕按土地利用现状图的基础制图单元（自然地块或耕作规划

15、单元）作为耕地评价单元。这样的单元内地形、作规划单元）作为耕地评价单元。这样的单元内地形、水利状况基本一致，种植作物的种类、管理水平、常年水利状况基本一致，种植作物的种类、管理水平、常年产量也基本相同。不足之处是评价单元的区域较大，往产量也基本相同。不足之处是评价单元的区域较大，往往跨越乡界，另外同一单元内可能包含多种土壤类型。往跨越乡界，另外同一单元内可能包含多种土壤类型。全国耕地资源管理信息系统基本农田保护区现状图基本农田保护区现状图：基本农田保护区划定的保护块具有明确的空间四至，基本农田保护区划定的保护块具有明确的空间四至，有准确的面积数据，同一个保护块内的利用方式基本一有准确的面积数据

16、，同一个保护块内的利用方式基本一致，作为耕地地力评价的基础单元评价结果比较可靠，致，作为耕地地力评价的基础单元评价结果比较可靠，与我国的农业生产体制比较吻合，不足之处是同一个地与我国的农业生产体制比较吻合，不足之处是同一个地块内可能包含两种或多种土壤类型。块内可能包含两种或多种土壤类型。全国耕地资源管理信息系统 土壤图土壤图(土种土种)土地利用现状图（土地利用现状图（基本农田保护块图）基本农田保护块图）叠加产生的图斑作为耕地地力评价的评价单元。叠加产生的图斑作为耕地地力评价的评价单元。特点：特点：空间界线及行政隶属关系明确，有准确的面积（要注意与当空间界线及行政隶属关系明确，有准确的面积（要注

17、意与当地政府发布的耕地面积一致）；地政府发布的耕地面积一致）；地貌类型及土壤类型一致；地貌类型及土壤类型一致；利用方式及耕作方法基本相同。利用方式及耕作方法基本相同。优点：优点：为农业决策提供支持；为农业决策提供支持；指导实际的农事操作；指导实际的农事操作；实施精准农业奠定良好的基础。实施精准农业奠定良好的基础。推荐方法推荐方法:全国耕地资源管理信息系统四、田间调查点数量与调查点设置四、田间调查点数量与调查点设置调查点数量调查点数量调查点定位调查点定位全国耕地资源管理信息系统调查点数量调查点数量取样点数量设置原则：取样点数量设置原则：点位图转换成分布图后能真实地反应耕点位图转换成分布图后能真实

18、地反应耕地地力的变化。从满足这个条件出发，取样点越少越好。地地力的变化。从满足这个条件出发，取样点越少越好。耕地地力调查耕地地力调查：东部地区东部地区2000-3000亩、中部地区亩、中部地区3000-50000亩、西北地区和东北地区亩、西北地区和东北地区5000-10000亩取一个样点。优势农作亩取一个样点。优势农作物或经济作物种植区适当加大样点密度。物或经济作物种植区适当加大样点密度。蔬菜地地力调查：蔬菜地地力调查：500-1000亩取一个样点。亩取一个样点。土壤环境调查：土壤环境调查：1-3万亩取一个样点。万亩取一个样点。全国耕地资源管理信息系统调查点定位调查点定位 与第二次土壤普查相比

19、，本次调查技术上一个重大改进与第二次土壤普查相比，本次调查技术上一个重大改进是田间调查取样点定位。第二次土壤普查的调查点由取样人是田间调查取样点定位。第二次土壤普查的调查点由取样人员根据实地自定，调查点在图上没有准确的位置。本次调查员根据实地自定，调查点在图上没有准确的位置。本次调查是根据调查目的以及调查区域内评价要素空间变异的情况，是根据调查目的以及调查区域内评价要素空间变异的情况，事先在地形图上确定调查点的数量和位置，田间调查人员根事先在地形图上确定调查点的数量和位置，田间调查人员根据在图上确定的点位到田间应用据在图上确定的点位到田间应用GPS定位取样。定位取样。krigingkrigin

20、g空间插值法空间插值法 专家经验法专家经验法全国耕地资源管理信息系统kriging空间插值法空间插值法 这一方法的原理是用若干已知点来推测未知区域，这一方法的原理是用若干已知点来推测未知区域，将不连续的点状数据形成连续的面状区域，来描述整个将不连续的点状数据形成连续的面状区域，来描述整个研究区域的空间变异特征。不同的耕地指标具有不同的研究区域的空间变异特征。不同的耕地指标具有不同的空间变异及不同的统计特征，空间变异越大，取样数目空间变异及不同的统计特征，空间变异越大，取样数目应当越多。从理论上讲，在确定采样点数量时，应根据应当越多。从理论上讲，在确定采样点数量时，应根据空间变异最大的那个指标确

21、定采样点数量。但在实际应空间变异最大的那个指标确定采样点数量。但在实际应用时，应综合考虑各个指标对耕地地力的贡献以及其空用时，应综合考虑各个指标对耕地地力的贡献以及其空间变异，确定适当的取样点数量。间变异，确定适当的取样点数量。全国耕地资源管理信息系统专家经验法专家经验法 请当地有经验的专家根据土壤类型、农作物请当地有经验的专家根据土壤类型、农作物布局以及地形的变化在地形图上（万分之一或者布局以及地形的变化在地形图上（万分之一或者五万分之一）确定取样点点位。五万分之一）确定取样点点位。全国耕地资源管理信息系统五、建立县域耕地资源管理信息系统五、建立县域耕地资源管理信息系统五、建立县域耕地资源管

22、理信息系统五、建立县域耕地资源管理信息系统全国耕地资源管理信息系统六、评价单元获取数据六、评价单元获取数据 基本评价单元图的每个图斑都必须有参与评价指标的属性数基本评价单元图的每个图斑都必须有参与评价指标的属性数据。根据不同类型数据的特点，可采用以下几种途径为评价单元据。根据不同类型数据的特点，可采用以下几种途径为评价单元获取数据：获取数据：点位数据：点位数据：点分布图点分布图插值插值评价单元赋值。如土壤有效磷评价单元赋值。如土壤有效磷点位图、速效钾点位图等等。点位图、速效钾点位图等等。矢量图：矢量图：矢量图矢量图评价单元赋值。如土壤质地、容重等较稳评价单元赋值。如土壤质地、容重等较稳定的土壤

23、理化性状，可用一个乡范围内同一个土种的平均值直接定的土壤理化性状，可用一个乡范围内同一个土种的平均值直接为评价单元赋值。为评价单元赋值。等值线图等值线图：等值线图等值线图栅格图栅格图评价单元赋值。如等高线、评价单元赋值。如等高线、积温、降雨等。积温、降雨等。全国耕地资源管理信息系统七、计算单因素评价评语：模糊评价法七、计算单因素评价评语：模糊评价法模糊评价法基本原理模糊评价法基本原理建立隶属函数的方法建立隶属函数的方法 特尔斐法简介特尔斐法简介SPSS统计分析软件简介统计分析软件简介应用实例应用实例全国耕地资源管理信息系统模糊评价法基本原理模糊评价法基本原理 u模糊子集：模糊子集：一个模糊性概

24、念就是一个模糊子集，模糊子集取值一个模糊性概念就是一个模糊子集，模糊子集取值自自0101中间任一数值（包括两端的中间任一数值（包括两端的0 0与与1 1）。）。u隶属度：隶属度：元素符合这个模糊性概念的程度。完全符合时隶属度元素符合这个模糊性概念的程度。完全符合时隶属度为为1 1，完全不符合时为，完全不符合时为0 0，部分符合取，部分符合取0 0与与1 1之间一个中间值。之间一个中间值。u隶属函数：隶属函数：表示元素与隶属度之间的解析函数。根据隶属函数，表示元素与隶属度之间的解析函数。根据隶属函数，元素的每个值都可以算出其对应隶属度。元素的每个值都可以算出其对应隶属度。全国耕地资源管理信息系统

25、建立隶属函数的方法：最小二乘法建立隶属函数的方法：最小二乘法时间（小时）01234567土壤水分含量27.026.826.526.326.125.725.324.8 假设假设我们做了这样的实验：经过一定时间（如每隔一小时）我们做了这样的实验：经过一定时间（如每隔一小时），测量一次土壤水分含量，得到一组实验数据如下：，测量一次土壤水分含量，得到一组实验数据如下：全国耕地资源管理信息系统建立隶属函数的方法：最小二乘法建立隶属函数的方法：最小二乘法图图4 函数关系示意图函数关系示意图y=at+b全国耕地资源管理信息系统 常数常数a和和b如何确定呢？最理想的情形是选取这样的如何确定呢？最理想的情形是选

26、取这样的a和和b，能使直线，能使直线y=at+b经过图经过图812中所标出的各点，中所标出的各点，但在实际上这是不可能的。因为这些点本来就不在同一但在实际上这是不可能的。因为这些点本来就不在同一条直线上。因此，我们只能要求选取这样的条直线上。因此，我们只能要求选取这样的a、b，使得，使得f(t)=at+b在在t0，t1，t2，t7处的函数值与实验数处的函数值与实验数据据y0，y1，y2，y7相差都很小，就是要使偏差相差都很小，就是要使偏差 (i=0,1,2,，7)都很小都很小。建立隶属函数的方法：最小二乘法建立隶属函数的方法：最小二乘法全国耕地资源管理信息系统 由于任何由于任何个个偏差的偏差的

27、最小来保证每最小来保证每建立隶属函数的方法：最小二乘法建立隶属函数的方法：最小二乘法全国耕地资源管理信息系统应用实例应用实例 根据模糊数学的理论，我们将选定的评价指标与耕地生根据模糊数学的理论，我们将选定的评价指标与耕地生产能力的关系分为戒上型函数、戒下型函数、峰型函数、直产能力的关系分为戒上型函数、戒下型函数、峰型函数、直线型函数以及概念型线型函数以及概念型5 5种类型的隶属函数。对于前四种类型种类型的隶属函数。对于前四种类型,可以用特尔斐法对一组实测值评估出相应的一组隶属度，并可以用特尔斐法对一组实测值评估出相应的一组隶属度，并根据这两组数据拟合隶属函数，也可以根据唯一差异原则根据这两组数

28、据拟合隶属函数，也可以根据唯一差异原则,用田间试验的方法获得测试值与耕地生产能力的一组数据，用田间试验的方法获得测试值与耕地生产能力的一组数据，用这组数据直接拟合隶属函数。鉴于质地对耕地其它指标的用这组数据直接拟合隶属函数。鉴于质地对耕地其它指标的影响影响,有机质、阳离子代换量、速效钾等指标应按不同质地有机质、阳离子代换量、速效钾等指标应按不同质地类型分别拟合隶属函数。类型分别拟合隶属函数。全国耕地资源管理信息系统（1 1）戒上型函数模型（有效土层厚度、有机质含量等等）戒上型函数模型（有效土层厚度、有机质含量等等）戒上型函数模型（有效土层厚度、有机质含量等等）戒上型函数模型（有效土层厚度、有机

29、质含量等等）式中式中,yi为第为第i个因素评语个因素评语ui为样品观测为样品观测ci为标准指标为标准指标ai为系数为系数ut为指标下限值。为指标下限值。全国耕地资源管理信息系统（2 2）戒下型函数模型（坡度、土壤容重等）戒下型函数模型（坡度、土壤容重等）戒下型函数模型（坡度、土壤容重等）戒下型函数模型（坡度、土壤容重等）式中式中,ut为指标上限值。为指标上限值。全国耕地资源管理信息系统（3 3）峰型函数模型（）峰型函数模型（）峰型函数模型（）峰型函数模型（pHpH）式中式中,ut1、ut2分别为指标上、下限值。分别为指标上、下限值。全国耕地资源管理信息系统（4 4）直线型函数模型（灌溉模数）直

30、线型函数模型（灌溉模数）直线型函数模型（灌溉模数）直线型函数模型（灌溉模数）全国耕地资源管理信息系统（5 5）概念型指标（剖面构型、地貌类型、土壤质地等）概念型指标（剖面构型、地貌类型、土壤质地等）概念型指标（剖面构型、地貌类型、土壤质地等）概念型指标（剖面构型、地貌类型、土壤质地等）这类指标其性状是定性的、综合性的，与耕地生这类指标其性状是定性的、综合性的，与耕地生产能力之间是一种非线性的关系，如地貌类型、土壤产能力之间是一种非线性的关系，如地貌类型、土壤剖面构型、质地等。这类要素的评价可采用特尔菲法剖面构型、质地等。这类要素的评价可采用特尔菲法直接给出隶属度。直接给出隶属度。全国耕地资源管

31、理信息系统计算举例计算举例PH 专家评估专家评估pH9.108.808.508.207.907.607.307.006.806.506.205.905.605.305.004.704.40专家评估值.28.44.58.70.80.88.94.981.00.98.94.88.80.70.58.44.28全国耕地资源管理信息系统 特特尔尔斐法的基本步斐法的基本步确定提问的提纲意见反馈最后总结分析归纳 统计分别征询每个专家对问题的见解选择解答人选反 馈3-5次YESNO全国耕地资源管理信息系统一、确定提问的提纲一、确定提问的提纲列出的调查提纲应当用词准确，层次分明，集中于要判断和评列出的调查提纲应当

32、用词准确，层次分明，集中于要判断和评价的问题。为了使专家易于回答问题，通常还在调查提纲的同时价的问题。为了使专家易于回答问题，通常还在调查提纲的同时提供有关背景材料。提供有关背景材料。二、选择专家二、选择专家为了得到较好的评价结果，通常需要选择对问题了解较多的专为了得到较好的评价结果，通常需要选择对问题了解较多的专家家1050人，少数重大问题可选择人，少数重大问题可选择100人以上。人以上。特尔斐法的基本步骤特尔斐法的基本步骤全国耕地资源管理信息系统 三、调查结果的归纳、反馈和总结三、调查结果的归纳、反馈和总结收集到专家对问题的判断后，应作一归纳。定量判断收集到专家对问题的判断后，应作一归纳。

33、定量判断的归纳结果通常符合正态分布。在仔细听取了持极端意见的归纳结果通常符合正态分布。在仔细听取了持极端意见专家的理由后，去掉两端各专家的理由后，去掉两端各25的意见，寻找出意见最集的意见，寻找出意见最集中的范围，然后把归纳结果反馈给专家，让他们再次提出中的范围，然后把归纳结果反馈给专家，让他们再次提出自己的评价和判断。这样反复自己的评价和判断。这样反复34次后，专家的意见会逐次后，专家的意见会逐步趋近一致。这时就可作出最后的分析报告。步趋近一致。这时就可作出最后的分析报告。特尔斐法的基本步骤特尔斐法的基本步骤全国耕地资源管理信息系统SPSS 统计分析软件简介统计分析软件简介 SPSS(Sta

34、tistical Package for the Social Science)社会科学统计分析软件包是世界上著名的统计分析软件之一。社会科学统计分析软件包是世界上著名的统计分析软件之一。该软件名为社会科学软件包，实际上已广泛应用于经济学、医该软件名为社会科学软件包，实际上已广泛应用于经济学、医疗卫生、农业等各个领域。疗卫生、农业等各个领域。SPSS for Windows 是是SPSS软件软件的的Windows 版本。它是用版本。它是用Windows的窗口方式展示各种管理的窗口方式展示各种管理和分析数据的功能，使用对话框展示出各种功能选择项，只要和分析数据的功能，使用对话框展示出各种功能选择

35、项，只要掌握一定的掌握一定的Windows 操作技能，粗通统计分析原理，就可以操作技能，粗通统计分析原理，就可以使用该软件为实际工作服务。（参考文献：使用该软件为实际工作服务。（参考文献：SPSS for Windows 从入门到精通，从入门到精通，卢纹岱等编著，电子工业出版社）卢纹岱等编著，电子工业出版社）全国耕地资源管理信息系统全国耕地资源管理信息系统 PH隶属函数隶属函数 5 5.0 00 0y=1/(1+1.18(u-c)2)c=6.8 ut1=4 ut2=97.00u0 0.4 40 00 0.6 60 00 0.8 80 01 1.0 00 0y y6 6.0 00 07 7.0

36、00 08 8.0 00 09 9.0 00 0全国耕地资源管理信息系统容重隶属函数拟合容重隶属函数拟合容重（g/cm3）1.201.251.301.351.401.451.501.551.6专家评价值1.00.96.85.72.58.48.39.32.27全国耕地资源管理信息系统1.201.301.401.501.601.70u0.200.400.600.801.00y y容量隶属函数容量隶属函数 y=1/(1+17.23(u-c)2)c=1.2 Ut1.6全国耕地资源管理信息系统耕层厚度隶属函数拟合耕层厚度隶属函数拟合耕层厚度（cm）20.0018.0016.0014.0012.0010.

37、008.06.00专家评价值1.00.96.90.82.72.600.46.30全国耕地资源管理信息系统10.0012.5015.0017.5020.00u u0.500.600.700.800.901.00y yy=1/(1+0.0104(u-c)y=1/(1+0.0104(u-c)2 2)c=20 u)c=20 ut t55耕层厚度隶属函数耕层厚度隶属函数 全国耕地资源管理信息系统 仪征市耕地地力评价指标隶属函数仪征市耕地地力评价指标隶属函数标号函数类型项 目隶属函数CutA1戒上型戒上型有效锌有效锌(mg/kg)Y=1/(1+4.14(u-c)2)c=1.0ut0.2A2戒上型戒上型速效

38、钾速效钾(中壤中壤-紧砂紧砂)(mg/kg)Y=1/(1+7.3810-4(u-c)2)c=100ut10A2戒上型戒上型速效钾速效钾(重壤重壤-重粘重粘)(mg/kg)Y=1/(1+5.9410-4(u-c)2)c=120ut20A3戒上型戒上型有效磷有效磷(中壤中壤-紧砂紧砂)(mg/kg)Y=1/(1+0.0414(u-c)2)c=10ut2A3戒上型戒上型有效磷有效磷(重壤重壤-重粘重粘)(mg/kg)Y=1/(1+0.0414(u-c)2)c=12ut5A4峰峰 型型pHY=1/(1+1.18(u-c)2)c=6.8ut1=4,ut2=9A5概念型概念型质地质地（见表（见表7）A6戒

39、上型戒上型有机质有机质(中壤中壤-紧砂紧砂)(%)Y=1/(1+1.0357(u-c)2)c=2.0ut0.5A6戒上型戒上型有机质有机质(重壤重壤-重粘重粘)(%)Y=1/(1+1.0357(u-c)2)c=2.6ut1A7戒上型戒上型地下水位深度地下水位深度(cm)Y=1/(1+810-4(u-c)2)c=80ut10A8直线型直线型障碍层障碍层Y=0.01x c=100ut15A9戒上型戒上型耕层厚度耕层厚度(cm)Y=1/(1+0.024(u-c)2)c=20ut10124.5-9.90.834.50.6全国耕地资源管理信息系统八、计算单因素权重：层次分析法八、计算单因素权重：层次分析

40、法层次分析法基本原理层次分析法基本原理层次分析法基本步骤层次分析法基本步骤应用实例应用实例全国耕地资源管理信息系统层次分析法基本原理层次分析法基本原理 层次分析方法的基本原理是把复杂问题中的各个因层次分析方法的基本原理是把复杂问题中的各个因素按照相互之间的隶属关系排成从高到底的若干层次，素按照相互之间的隶属关系排成从高到底的若干层次，根据对一定客观现实的判断就同一层次相对重要性相互根据对一定客观现实的判断就同一层次相对重要性相互比较的结果，决定层次各元素重要性先后次序。比较的结果，决定层次各元素重要性先后次序。全国耕地资源管理信息系统判断矩阵一般形式：判断矩阵一般形式：B1 b11 b12 b

41、1nB2 b21 b22 b2nak B1 B2 BnBn bn1 bn2 bnnak B1 B2 Bnak B1 B2 Bn全国耕地资源管理信息系统判断矩判断矩标标度度 含含 1 表示两个因素相比，具有同样重要性 3 表示两个因素相比，一个因素比另一个因素稍微重要 5 表示两个因素相比，一个因素比另一个因素明显重要 7 表示两个因素相比，一个因素比另一个因素强烈重要 9 表示两个因素相比，一个因素比另一个因素极端重要2,4,6,8 上述两相邻判断的中值 倒数 因素i与j比较得判断bij，则因素j 与i比较的判断bji=1/bij全国耕地资源管理信息系统层次分析法基本步骤层次分析法基本步骤u建

42、立层次结构模型建立层次结构模型u构造判断矩阵构造判断矩阵u层次单排序及其一致性检验层次单排序及其一致性检验u层次总排序层次总排序u层次总排序一致性检验层次总排序一致性检验全国耕地资源管理信息系统应用实例应用实例(江苏省仪征市）江苏省仪征市）全国耕地资源管理信息系统仪征市耕地生产潜力评价要素层次结构图仪征市耕地生产潜力评价要素层次结构图仪征市耕地生产潜力评价要素层次结构图仪征市耕地生产潜力评价要素层次结构图 理化性状B2剖面组成B3土壤管理B5立地条件B4有效锌C1速效钾C2有效磷C3PHC4质地C5有机质C6潜水埋深C7障碍层深度C8耕层厚度C9坡向C10坡度C11地貌类型C12灌溉指数据C1

43、 耕地生产潜力 A 排涝能力C1确定指标体系及构造层次结构确定指标体系及构造层次结构养分B1全国耕地资源管理信息系统仪征耕地地力评价仪征耕地地力评价项目B1B2B3B4B5养分 B11.00000.25000.33330.22220.2857理化性状 B24.00001.00001.42860.66661.1764剖面组成 B33.00000.70001.00000.50000.8333立地条件 B44.50001.50002.00001.00002.0000土壤管理 B53.50000.85001.20000.50001.0000特征向量：特征向量：0.0615,0.2350,0.1697,

44、0.3379,0.1959最大特征根为：最大特征根为：5.0168CI=4.20552184252943E-03RI=1.12CR=CI/RI=0.00375493 0.1 一致性检验通过！一致性检验通过！目标层判别矩阵：目标层判别矩阵：目标层判别矩阵：目标层判别矩阵：全国耕地资源管理信息系统准准则层则层(1)(1)判判别别矩矩阵阵原始原始资资料：料：项目C1C2C3有效锌 C11.00000.16660.2500速效钾 C26.00001.00002.0000有效磷 C34.00000.50001.0000特征向量：特征向量：0.0893,0.5870,0.32380.0893,0.5870

45、,0.3238最大特征根最大特征根为为：3.00913.0091CI=4.5329986189464E-03CI=4.5329986189464E-03RI=.58RI=.58CR=CI/RI=0.00781551 0.1 CR=CI/RI=0.00781551 0.1 一致性一致性检验检验通通过过！全国耕地资源管理信息系统 准准则层则层(2)(2)判判别别矩矩阵阵原始原始资资料：料：项目C4C5C6PH C41.00000.22220.1666质地 C54.50001.00000.3333有机质 C66.00003.00001.0000特征向量：特征向量：0.0836,0.2835,0.63

46、300.0836,0.2835,0.6330最大特征根最大特征根为为：3.07403.0740RI=.58RI=.58CR=CI/RI=0.06382328 0.1 CR=CI/RI=0.06382328 0.1 一致性一致性检验检验通通过过！全国耕地资源管理信息系统准准则层则层(3)(3)判判别别矩矩阵阵原始原始资资料：料：项目C7C8C9潜水埋深 C71.00000.16660.3333障碍层深度 C86.00001.00005.0000耕层厚度 C93.00000.20001.0000特征向量：特征向量：0.0915,0.7071,0.20140.0915,0.7071,0.2014最大

47、特征根最大特征根为为：3.09563.0956CI=4.77997275813142E-02CI=4.77997275813142E-02RI=.58RI=.58CR=CI/RI=0.08241332 0.1 CR=CI/RI=0.08241332 0.1 一致性一致性检验检验通通过过！全国耕地资源管理信息系统准准则层则层（4 4）判）判别别矩矩阵阵原始原始资资料：料：项目C10C11C12坡向 C101.00000.33330.1200坡度 C113.00001.00000.1666地貌类型 C129.00006.00001.0000特征向量：特征向量：0.0719,0.1655,0.762

48、60.0719,0.1655,0.7626最大特征根最大特征根为为：3.08723.0872CI=4.35990378865192E-02CI=4.35990378865192E-02RI=.58RI=.58CR=CI/RI=0.07517075 0.1 CR=CI/RI=0.07517075 0.1 一致性一致性检验检验通通过过！全国耕地资源管理信息系统准准则层则层（5 5）判）判别别矩矩阵阵原始原始资资料：料：项目C13C14排涝能力 C131.00000.2500灌溉指数 C144.00001.0000特征向量：特征向量：0.2000,0.80000.2000,0.8000最大特征根最大

49、特征根为为：2.00002.0000CI=0CI=0RI=0RI=0CR=CI/RI=0.00000000 0.1 CR=CI/RI=0.00000000 0.1 一致性一致性检验检验通通过过！-层层次次总总排序一致性排序一致性检验检验：RI=.466363160095842RI=.466363160095842CR=CI/RI=0.06823230 0.1 CR=CI/RI=0.06823230 0.1 总总排序一致性排序一致性检验检验通通过过！全国耕地资源管理信息系统层次分析结果表层次分析结果表 准则层B指标C土壤养分B10.0615理化性状B20.2350剖面组成B30.1697立地条件

50、B40.3379土壤管理B50.1959组合权重CiAi有效锌 C10.08930.0055速效钾 C20.58700.0361有效磷C30.32380.0199PH C40.08360.0196质地 C50.28350.0666有机质 C60.63300.1488潜水埋深 C70.09150.0155障碍层深度 C80.70710.1200耕层厚度 C90.20140.0342坡向 C100.07190.0243坡度 C110.16550.0559地貌类型 C120.76260.2577排涝能力 C130.20000.0392灌溉指数 C140.80000.1567全国耕地资源管理信息系统九

51、、计算耕地生产性能综合指数九、计算耕地生产性能综合指数(IFI)加法模型加法模型 IFI=FiCi (i=1,2,3,n)式中式中:IFI(Integrated Fertility Index)代表耕地地力数代表耕地地力数;F=第第i个因素评语个因素评语;Ci=第第i个因素的组合权重。个因素的组合权重。乘法模型乘法模型 IFIM1 M2 M3Mn 式中：式中：M1F1 C1;=F2 C2;Mn=Fn Cn乘法与加法结合的模型乘法与加法结合的模型 IFIMj FiCi (i=1,2,3,nj)全国耕地资源管理信息系统十、确定地力综合指数分级方案十、确定地力综合指数分级方案-等距法等距法全国耕地资

52、源管理信息系统累积频率曲线法累积频率曲线法全国耕地资源管理信息系统全国耕地资源管理信息系统十一、评价结果检验十一、评价结果检验 在拟合隶属函数和评估各个要素对耕地地力的权重时，在拟合隶属函数和评估各个要素对耕地地力的权重时，都依赖于专家的经验。由于专家认识程度的分歧以及数学都依赖于专家的经验。由于专家认识程度的分歧以及数学方法的局限，第一轮评价结果与耕地的实际生产能力难免方法的局限，第一轮评价结果与耕地的实际生产能力难免会发生一定的偏差。第一轮评价工作完成后，应邀请参与会发生一定的偏差。第一轮评价工作完成后，应邀请参与制定隶属函数和层次分析判断矩阵的专家依据制定隶属函数和层次分析判断矩阵的专家

53、依据概念性产量对评价结果进行评估。如两者相差太大，则必须重新拟合对评价结果进行评估。如两者相差太大，则必须重新拟合隶属函数和评估各个要素对耕地地力的权重。如此经过若隶属函数和评估各个要素对耕地地力的权重。如此经过若干个回合，直至绝大多数专家对评价结果满意为止。干个回合，直至绝大多数专家对评价结果满意为止。全国耕地资源管理信息系统两种评价方法的比较两种评价方法的比较根据自然要素评价根据自然要素评价评价实质：耕地生产潜力，找出主导障碍因素评价实质：耕地生产潜力，找出主导障碍因素评价结果应用：开展中低产土壤的改良评价结果应用：开展中低产土壤的改良种植业结构调整种植业结构调整平衡施肥等平衡施肥等根据产

54、量评价（全国耕地类型区、耕地地力等级划分）根据产量评价（全国耕地类型区、耕地地力等级划分）评价实质：当前实际的生产能力评价实质：当前实际的生产能力评价结果应用：合理配置耕地资源评价结果应用：合理配置耕地资源制定国民经济发展总体战略等制定国民经济发展总体战略等全国耕地资源管理信息系统概念性产量：概念性产量：根据统计学原理，当调查点达到一定数量时，调查根据统计学原理，当调查点达到一定数量时，调查产量的统计值将逐渐趋近于某一个指定的辖区（如一个产量的统计值将逐渐趋近于某一个指定的辖区（如一个村、一个乡、一个县）或某一个特定的土壤类型平均地村、一个乡、一个县）或某一个特定的土壤类型平均地力等级，我们将

55、它定义为概念性产量。力等级，我们将它定义为概念性产量。全国耕地资源管理信息系统 在依据自然要素评价的每一个地力等级内随机选取在依据自然要素评价的每一个地力等级内随机选取10%的管理单元，调查近三年实际的年平均产量，经的管理单元，调查近三年实际的年平均产量，经济作物统一折算为谷类作物产量，将这两组数据进行济作物统一折算为谷类作物产量，将这两组数据进行相关分析，根据其对应关系，将用自然要素评价的耕相关分析，根据其对应关系，将用自然要素评价的耕地地力等级分别归入相应的概念型产量表示的地力等地地力等级分别归入相应的概念型产量表示的地力等级体系。级体系。十二、评价结果归入农业部地力等级体系十二、评价结果归入农业部地力等级体系全国耕地资源管理信息系统谢谢 谢谢 ！