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硕士论文-基于决策树的德惠市耕地地力等级评价研究，说明书共51页，33753字。
1 引 言
我国是一个农业大国，人多地少，耕地后备资源不足是我国基本国情之一[1]；长期以来，耕地的投入与产出比例失衡，土壤养分逐渐耗竭，物理性状恶化，土壤肥力退化是我国的又一基本国情。耕地数量的减少与人口的增长、耕地地力与环境质量的退化、土壤污染与食品安全已成为社会各界普遍关注的问题。在此背景下，农业部决定在“十五”期间组织开展全国耕地地力调查与质量评价工作。这项工作具有十分重要的现实意义[2]。
耕地地力评价的任务就是通过对耕地资源动态的管理，对耕地资源的现状、存在的问题给予实时、准确的报告[3]。对合理利用现有的耕地资源治理或修复退化、沙化以及受污染的土壤提供科学依据，为农业决策者、基层农业技术人员和农民提供决策支持，保障我国农业持续发展。
本文以德惠市为例，通过采用数据挖掘中的分类算法——决策树算法分析德惠市耕地地力等级问题，建立了吉林省德惠市耕地地力评价模型，在地力评价方法上进行了有益探索。
1.1研究目的及意义
近年来，随着人口的增长，社会经济的快速发展，“人口、资源、粮食、环境，结构性问题已成为全球性普遍的问题[4]。随着我国人口的进一步增长、国民收入水平的进一步提高，粮食需求总量将大幅度增长，而维系粮食生产的基本资源—耕地，将会在原本已趋紧张的情况下，随工业化、城市化进程进一步减少。据有关方面测算，我国土地对人口的合理承载量为8亿，最大理论承载量为15亿，我国现在已是突破合理界线向理论上线逼近的阶段。21世纪谁来养活中国一度成为人们议论的焦点[5]。我国人口众多，但人均土地少，特别是耕地更少，而且耕地后备资源严重不足，这是我国土地资源的基本情况。随着社会经济的高速发展，各项建设用地占用耕地的现象难以杜绝，我国的人地关系将更加紧张。如何以有限的农用土地资源保障我国新世纪的粮食安全，以及经济建设的可持续发展?这是摆在全中国人民面前的一道难题[6]。我国的国情决定了我国农业必须努力寻求一条人口、经济、社会、环境和资源相互协调的可持续发展的道路。1994年3月，国务院通过了“中国21世纪议程”发展纲要，1996年10月，又发表了“中国粮食状况”白皮书，二者都指出了将农业的可持续发展作为我国今后农业发展的重要内容[7]。农业的可持续发展，首先在于对资源的合理利用，后备资源的开发。而耕地是人类赖以生存的基础资源，耕地质量的合理评价为合理利用土地资源、防止土地退化创造条件，为土地规划、区域土地类型调整决策提供依据。
土地质量问题得到世界范围内的共同关注。土壤是人类赖以生存和发展的最根本的物质基础，是一切物质生产最基本的源泉，耕地是土壤的精华，耕地资源数量和质量对农业生产的发展、人类物质水平的提高、乃至对整个国民经济的发展都有巨大的影响。建国以来，我国先后开展了两次土壤普查，为我国国土资源的综合利用、改革施肥制度、满足粮食的需求做出了重大贡献。但是第二次土壤普查距今已有20年，我国的农村经营体制、耕作制度、作物品种、种植结构、产量水平、肥料和农药的使用均发生了巨大的变化。特别是进入新世纪，面临资源短缺、人口密集、生态环境破坏的巨大压力和加入WTO的机遇和挑战，对我国农业发展提出了更高的要求[8]。要使我国的农业生产保持持续增长，保障粮食安全，实现农业和农村经济的可持续发展，首先要摸清耕地底数，掌握耕地质量状况。为查清我国耕地质量状况，推进种植业结构调整和主要农产品生产优势区域集中，确保有限耕地资源的可持续利用，农业部计划“十五“期间开展耕地地力调查与质量评价工作。几十年来我国虽然做过几次土地资源调查，随着社会经济的发展，土地利用状况以及农业用地(特别是耕地)的质量、数量都发生了很大的变化，原有的资料己不能满足国家的需要。开展耕地地力调查和质量评价的科学研究和实践，快速有效地摸清全国范围的耕地的家底，即摸清农用地的数量，质量以及空间分布状况，查清我国耕地基础生产能力、土壤肥力状况、土壤障碍因素，分析研究耕地退化原因，为我国粮食安全发展规划、农业结构调整规划、耕地质量保护与建设、耕地改良利用、科学施肥以及退耕地还林还草、节水农业、生态建设提供科学依据，促进农业可持续发展。为科学、合理、高效地利用土地，提高农用地管理水平，培育完善土地市场，促进农地流转，土地利用规划，农业税制改革提供科学依据，是一项非常重要的基础性工作[9]。
历来，土地资源调查工作的劳动强度大，工作环节多，各个工作环节之间的衔接关系松散。耕地地力等级划分不仅强调耕地的质量研究，还要摸清其数量和空间分布状况，工作过程中涉及大量的图件处理和多种数值计算，传统手工方式难以保证空间位置的精确性，数值计算工作量大、且易出错，整个工作过程重复劳动较多。基于此问题，本研究是在充分借鉴前人土地评价工作的基础上，尝试找到数据挖掘技术及其他计算机技术与耕地地力等级划分的结合机制，充分利用计算机软硬件技术来提高耕地地力等级划分的精度，提高其工作效率。
1.2耕地地力概述
1.2.1耕地地力定义
耕地地力的研究，是一个古老而具有普遍现实意义的农业课题，然而耕地地力至今没有明确的定义，不同的学者有不同的看法。在生产中将其与土壤肥力等同起来，或者认为是农业生产力(产量)。但是，如果研究构成农业产量的诸多因素，就会发现，产量水平并不能直接等同于地力[10]。土壤养分状况也仅仅是地力的一个构成要素。这样一来就有研究者提出耕地地力的概念，认为耕地地力就是耕地的土壤肥力与生产力。耕地地力应该反映耕地内在的、基本素质的地力要素所构成的基础地力，因此耕地地力就是指在特定区域内的特定的土壤类型上，立足于耕地自身素质，针对地力建设与土壤改良目标，确定的地力要素的总和[11]。也就是耕地土壤的地形和地貌条件、成土母质特征、农田基础设施及培肥水平、土壤理化性状等综合构成的耕地生产力。
1.2.２耕地地力要素
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