黑龙江省水稻种植时空分布演变遥感监测研究
摘 要：粮食安全是影响人民生活、社会稳定和国家可持续发展的关键问题。中国作为世界上最大的水稻生产国、消费国，明晰水稻种植的时空分布特征，是保障我国粮食食品安全的重要前提。而位于祖国东北地区的黑龙江省，作为全国水稻产量第一的省份，更应开展对该省水稻时空分布演变的研究，明确水稻动态变化的机理机制，调整优化黑龙江省的农业产业结构，保障我国粮食安全。本研究拟以黑龙江省作为研究区域，以1980-2017年的遥感影像数据为数据源，以同等年份的农业统计数据作为验证数据、运用统计以及GIS空间分析等方法，分析研究区水稻种植在时间维度和空间维度上发生的变化。
关键词：黑龙江；水稻分布；空间分布；
一、前言
气候变化和粮食安全是人类在21世纪面临的主要挑战。人口的不断激增，导致人类对于粮食的需求越来越大，如何确保世界人口的粮食供应，是农业在未来四十年面临着的前所未有的压力。同时，水稻生产也是温室气体的主要排放源之一，因此农业生产不仅要应对全球气候变暖带来的温度升高、江水变化和极端灾害天气带来的直接影响，而且也将面对温室气体减排的实施所带来的巨大压力。因此，研究过去与现在的水稻种植的时空分布显得意义重大。
黑龙江省是中国最大的粳稻生产区，20 世纪 90 年代以来水稻生产面积大幅增加，据 统计 1990-2015 年黑龙江省水稻种植面积就增加了 249%，达 314.78 万 hm2，占东北地区 的 71%。水稻是生长发育过程中受积温、降水、光照等气候条件限制的作物之一，尤其对于积温的条件极为敏感，黑龙江省有我国最高的稻作区域（图一），并且近年来此区域面积在逐年增加，因此研究黑龙江省的水稻种植分布显得意义重大。自建国以来，对黑龙江省的粮食作物研究一直在不断进行，方法也一直在不断更新，从最早期的人工统计从而得到统计年鉴的原始方法，逐渐过渡到现在的依靠大面积影像为主的便捷统计方法，而遥感影像恰好为研究水稻种植面积的变化提供了优质快捷准确的解决方案。
遥感的优势主要在于，1.范围大，黑龙江地广人稀，农业种植面积巨大，传统的手工测量明显达不到时间上的精确度，而一张遥感图像所提供的信息却很广泛。2.能够保存历史数据，利用遥感影像进行研究，可以将往年的影像图全部以图片形式进行保存，而不是类似统计年鉴只有相对应的数据，这样的表达方式会使得信息更加立体，更便于理解，调用。3.受人为干扰较少，精度较高。传统的统计方式因为人为因素影响所测得的人为误差较大，而遥感数据的信息量源于实地，却比传统方法更加宏观，更便于统计人员进行精确就算。同时，工作量大幅度减少，也提升了统计人员的工作质量。
图一、全球稻谷单位面积产量分布图
