【农业生产适宜性评价】:灾害单项综合评价
qq70552020
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2023年05月26日 10:15:22
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01  评价思路     各地应选择对当地农业生产有重要影响的气象灾种,包括干旱、雨涝、高温热害、低温冷害、大风灾害等。可根据评价区域气候特点增加台风、雷电、冰雹、沙尘暴、大雾、霾、雪灾等其它气象灾种。 收集整理各类气候要素和气象灾害历史资料,根据单项气象灾害指标每年发生情况,统计发生频率,然后进行危险性分级


01  评价思路

 

 
各地应选择对当地农业生产有重要影响的气象灾种,包括干旱、雨涝、高温热害、低温冷害、大风灾害等。可根据评价区域气候特点增加台风、雷电、冰雹、沙尘暴、大雾、霾、雪灾等其它气象灾种。
收集整理各类气候要素和气象灾害历史资料,根据单项气象灾害指标每年发生情况,统计发生频率,然后进行危险性分级     一般按照气象灾害的发生频率≤20%、20~40%、40~60%、60~80%、>80%,将气象灾害危险性划分为低、较低、中等、较高和高5级   。单项灾种危险性参考指标如下:
①干旱:   干旱统计指标依据国家标准《气象干旱等级》(GB/T20481-2017)。某地(站)一年中,出现累计干旱持续时间达3个月以上干旱过程为一个干旱年。
②雨涝:   某地(站)10天降水量达到或超过250mm(东北200mm,华南300mm)或20天降水量达到或超过350mm(东北300mm,华南400mm)统计为一次雨涝过程,一年中出现一次或以上雨涝过程为一个雨涝年。
③高温热害:   某地(站)日最高气温连续出现3天以上≥35℃或连续2天≥35℃并有一天≥38℃为一次高温过程。一年中出现3次以上高温过程或30天以上高温日为一个高温年。
④低温冷害:   当地农作物的发育时段气温低于其生长发育所需的环境温度,冷害发生,为一个低温冷害年,如:南方水稻春季低温冷害,南方水稻秋季寒露风,东北夏季低温冷害等。
⑤大风灾害:   某日出现瞬时风速达到或超过17.0m/s为大风日,瞬时风速达到或超过24.5m/s为狂风日。当一年中出现30天大风日或一个狂风日为一个风灾年。
采用区域综合方法、最大因子方法、专家评分法等确定综合气象灾害风险,将气象灾害风险划分为低、较低、中等、较高和高5级。



02  数据来源


  • 数字高程模型(DEM):

①自然资源部门   
②地理空间数据云(http://www.gscloud.cn/)  
  • 气候相关数据:      
自然资源部门、气象部门
中国气象数据网:(http://data.cma.cn/site/index.html)



 

03  操作步骤

 

 
(以昆明市为例)

 

 

、干旱灾害等级


降水量距平百分率干旱等级  

降水量距平百分率的计算方法  

1.1 数据处理

1、将带有经纬度的降水数据加载到ArcGIS中,并进行“显示XY数据”操作输入坐标系选择 CGCS 2000地理坐标系,然后在图层上右键单击【导出】-【导出数据】,将其转为*.Shp格式。转换完后需将上述的地理坐标系投影成为投影坐标。

2、利用【地理处理】-【 融合 】工具,将此时的站点降雨量数据转换为 月均降雨量 ,融合字段为“区站号”和“月”,统计字段选择“累计降水量”,统计类型选择“SUM”  

3、打开“站点月均降雨量”属性表新建一个“   月均降水量   ”的字段,字段属性类型为“双精度”,打开“字段计算器”将   “多年降水量”除“年份数”得到“月均降水量”   。(此处为:[SUM_日平均] /7);再新建一个“区站代码”的字段,字段属性类型为“文本”,打开“字段计算器”将“区站号”和“月份”相加得到“区站代码”。(此处为:[区站号] &" + " & [月])

4、同上述3操作,利用【地理处理】-【融合】工具计算“ 历年历月降水量 ”,融合字段为“区站号”“年”和“月”,统计字段选择“累计降水量”,统计类型选择“SUM”

5、打开“历年历月降水量”属性表,新建一个“区站代码”的字段,字段属性类型为“文本”,打开“字段计算器”将“区站号”和“月份”相加得到“区站代码”。(此处为:[区站号] &" + " & [月])  
6、打开“历年历月降雨量”图层的属性表,新建一个“P平均”和“PA”字段,字段属性类型都为“双精度”。将该图层与上述的“月均降雨量”图层的属性表进行连接后,在“P平均”处打开“字段计算器”输入:   [昆明站点月均降雨量.月均降水量]
在“PA”字段处打开“字段计算器”输入:   ([历年历月降雨量.SUM_F20_20时累计降水量] - [历年历月降雨量.P平均]) / [历年历月降雨量.P平均] *100

7、计算完后移除连接,在“历年历月降雨量”属性表内新建一个“干旱月”字段,字段属性类型为“短整型”。在属性表内按属性选择处输入: PA<=-40 ,对干旱月进行删选,并将其赋值为1。


8、干旱年统计:利用【地理处理】-【融合】工具计算“   干旱年统计   ”,融合字段为“区站号”和“年”,统计字段选择“干旱月”,统计类型选择“SUM”。
9、干旱年计算:新建一个“干旱年”字段,字段类型为“短整型”,在表-按属性选择处输入:   SUM_干旱月 >=3   筛选出干旱月大于等于3的年份并赋值为1。
10、干旱概率计算:利用【地理处理】-【融合】工具将   干旱年统计数据处理成为   干旱概率数据,融合字段为“区站号”,统计字段选择“干旱年”,统计类型选择“SUM”。之后打开“干旱概率”的属性表,新建一个“干旱概率”字段,类型为“浮点型”,打开“字段计算器”输入:   干旱年/年份   (此处演示为:[SUM_干旱年] /7)    


1.2干旱灾害等级评价

1、点击菜单栏【地理处理】下进行【环境】设置——设置“处理范围”及“栅格分析”。

2、借助“Spatial Analyst Tools:插值分析- 反距离权重法 ”计算出干旱概率分布。

3、按《指南》要求:发生频率≤20%、20~40%、40~60%、60~80%、>80%,将气象灾害危险性划分为低、较低、中等、较高和高5级。昆明市的灾害危险性可划分为3级。



 

 

二、 雨涝灾害等级评价

2.1 数据处理

1、在Excel中用SUM函数计算出“连续10天”和“连续20天的降水量。

 

2、然后在ArcMap中进行数据处理(步骤同上,此处不再赘述)。完成数据转换后,打开“站点降雨量”的属性表,新建一个“ 满足雨涝条件 ”的字段,字段类型为“短整型”。利用表按属性选择筛选出: 连续10 >=250或连续20 >=350 的数据并赋值为1。


 
 

2、雨涝统计年计算:利用【地理处理】-【融合】工具进行计算,融合字段为“区站号”和“年”,统计字段选择“满足雨涝条件”,统计类型选择“SUM”。


 
 

3、雨涝年计算:打开“雨涝年统计”属性表,新建一个“ 雨涝年 ”的字段,字段类型为“短整型”,按属性选择筛选出“ SUM_满足雨涝条件 ”>0的数据并赋值为1。


 
 

4、雨涝年概率计算:利用【地理处理】-【融合】工具进行计算,融合字段为“区站号”,统计字段选择“雨涝年”,统计类型选择“SUM”。


 
 

5、雨涝概率计算:打开“ 雨涝年概率 ”属性表,新建一个“ 雨涝年 ”的字段,字段类型为“浮点型”,打开“字段计算器”输入: [SUM_雨涝年] /年份数  (此处为[SUM_雨涝年] /7)


 
 

2.2  雨涝灾害等级评价分析


 

1、点击菜单栏【地理处理】下进行【环境】设置——设置“处理范围”及“栅格分析”。

 

 

2、借助“Spatial Analyst Tools:插值分析- 反距离权重法 ”计算出雨涝等级评价。


 
 

2、按《指南》要求:发生频率≤20%、20~40%、40~60%、60~80%、>80%,将气象灾害危险性划分为低、较低、中等、较高和高5级。昆明市的灾害危险性可划分为1级。

 

 

 

 

三、高温热害等级分布评价

3.1 数据处理

1、新建一个“最高日温摄氏度”,字段类型分别为“双精度”,打开字段计算器输入: [日最高气温] /10 (除以10是因为数据的单位是0.1摄氏度);再新建一个“高温天”字段,字段类型为“短整型”,按属性选择出“ 最高日温摄氏度 >=35 ”的数据,然后利用字段计算器对其赋值为1,其余的赋值为0。

2、高温年统计:利用【地理处理】-【融合】工具进行“ 高温年统计 ”的 计算 ,融合字段为“区站号”和“年”,统计字段选择“高温天”,统计类型选择“SUM”。之后打开“高温年统计”的属性表,新建一个“高温年”字段,类型为“短整型”,利用按属性选择筛选出“ SUM_高温天 >=30 ”的数据并赋值为1。

 
 

3、高温概率:利用【地理处理】-【融合】工具进行计算,融合字段为“区站号”,统计字段选择“高温年”,统计类型选择“SUM”。

4、高温概率计算:打开“ 高温概率 ”属性表,新建一个“ 高温概率 ”的字段,字段类型为“浮点型”,打开“字段计算器”输入: [SUM_高温年] /年份数  (此处为[SUM_高温年] /7)



3.2  高温热害等级评价分析



1、点击菜单栏【地理处理】下进行【环境】设置——设置“处理范围”及“栅格分析”。

2、借助“Spatial Analyst Tools:插值分析- 反距离权重法 ”计算出雨涝等级评价。

 
 

2、按《指南》要求:发生频率≤20%、20~40%、40~60%、60~80%、>80%,将气象灾害危险性划分为低、较低、中等、较高和高5级。昆明市的高温热害等级可划分为2级。

 
 
 

 
由于昆明并无低温冷害和 大风灾害的数据,所以在此就不做展示,但其操作思路和步骤与上同理。

 

 

     

四、 单项综合评价


   


采用区域综合方法、最大因子方法、专家评分法等确定综合气象灾害风险,将气象灾害风险划分为低、较低、中等、较高和高5级。

(此处采用简单的“ 镶嵌 ”工具或者“ 镶嵌至新栅格 ”工具进行处理)

1、 由于可能是 所使用数据的年份较短 的原因,昆明市雨涝灾害等级评价分析只有1级,所以按照“镶嵌”中的 MINIMUM—重叠区域的输出像元值为叠置像元的最小值的原则分析出的结果也没有意义。


2、为了更好的展示分析结果,对雨涝灾害等级发生的概率进行了调整,并重新进行了综合评价,结果如图所示。    

3、出图

声明:文章内容仅为个人学习笔记,所做评价并无任何实际的参考意义,水平有限,难免出现错讹,欢迎批评指正!

往期回顾

城镇建设适宜性评价    
(1)土地资源单项评价    

(2) 水资源单项评价

(3)气候单项评价

(4)环境评价-大气环境容量评价

(5) 环境评价-水环境容量评价

(6) 地质灾害单项评价

农业生产适宜性评价
(1) 土地资源单项评价
(2) 水资源单项评价
(3)气候单项评价
(4)环境单项评价

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