在国家粮食安全保障的重大需求背景下，优化主粮作物种植格局已成为适应气候变化与促进农业可持续发展的重要途径。尽管气候变化对农作物生产的影响已引起广泛关注，但农作物空间格局变化及其受气候变化与社会经济发展影响的机理尚缺乏系统的理论梳理与方法探讨。针对上述问题，本书以水稻、小麦和玉米三大主要粮食作物为研究对象，重点围绕其种植的时空分布特征与动态演变，深入揭示我国农作物种植格局的演变规律和影响机理，以期为国家层面优化农作物种植格局、调整种植制度、保障粮食安全提供理论支撑。

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1992/09–1996/07，武汉大学环境科学系，环境规划与管理专业，理学学士 1998/09–2000/07，中国农业科学院研究生院，环境工程专业，工学硕士 2002/10–2005/09，日本东京大学，土木工程（遥感）专业，工学博士2000/07–2002/09，中国农业科学院农业自然资源和农业区划研究所，助研 2005/10–2007/09，日本东京大学，气候系统研究中心，博士后研究员 2007/10– 中国农业科学院农业资源与农业区划研究所，副研究员/研究员农业遥感与全球变化发表学术论文100余篇，其中以第一或通讯作者在国际摄影测量与遥感ISPRS、国际地球科学与遥感IEEE TGRS、地理学报和生态学报等国内外知名期刊发表论文40余篇。中国农业绿色发展研究会副理事长、中国农学会农业信息分会副主任委员

目录
第1章 绪论 1
1.1 问题提出 1
1.2 国内外研究进展 2
1.2.1 农作物空间格局演变规律研究 2
1.2.2 农作物空间格局影响机理研究 6
1.3 研究趋势与重点 7
1.3.1 农作物空间格局演变规律 7
1.3.2 农作物空间格局影响机理 8
参考文献 9
第2章 水稻空间格局 13
2.1 水稻区划概述 13
2.2 中国水稻种植区域与产量时空变化分析 15
2.2.1 数据和方法 16
2.2.2 模型结果输出及精度检验 19
2.2.3 水稻种植面积分布的时空变化特征 20
2.2.4 水稻总产分布的时空变化特征 21
2.2.5 水稻种植面积变化对总产影响的空间特征 22
2.2.6 主要结论 22
2.3 中国水稻种植重心迁移及其对气候变化的响应 23
2.3.1 数据与方法 24
2.3.2 水稻种植重心的时空迁移 28
2.3.3 影响重心迁移的关键因素 30
2.3.4 重心迁移对气候变化的响应 31
2.3.5 主要结论 33
2.4 中国水稻种植北界时空迁移及其影响机理 33
2.4.1 水稻种植北界研究数据和主要方法 34
2.4.2 基于遥感解译的水稻种植北界分布 39
2.4.3 水稻种植北界的时空迁移特征 41
2.4.4 影响北界迁移的关键因素解析 43
2.4.5 水稻种植北界时空迁移的影响机理 45
2.4.6 主要结论 48
参考文献 49
第3章 小麦空间格局 54
3.1 小麦区划概述 54
3.1.1 中国小麦种植区划 54
3.1.2 小麦空间格局演变 55
3.2 中国小麦种植面积与产量时空变化分析 56
3.2.1 小麦面积与产量时空分析方法 56
3.2.2 小麦产量时空波动特征 57
3.2.3 小麦面积时空演变特征 62
3.3 中国小麦种植重心迁移及其对气候变化的响应 66
3.3.1 小麦重心迁移及气候响应机理分析方法 66
3.3.2 小麦重心时空迁移规律及气候响应机制 68
3.4 中国冬小麦种植北界时空迁移及其影响机理 75
3.4.1 基于MODIS和Landsat数据的冬小麦制图与分析 75
3.4.2 基于遥感解译的冬小麦制图及时空分析 85
3.4.3 冬小麦种植北界的时空迁移 88
3.4.4 影响冬小麦种植北界迁移的关键因素 92
3.4.5 冬小麦种植北界迁移及其影响机理讨论 98
参考文献 99
第4章 东北地区农作物空间格局 101
4.1 东北水稻产量时空分布及其对气候变化的响应 101
4.1.1 数据和方法 102
4.1.2 水稻产量重心的空间动态变化 107
4.1.3 气候因子对水稻产量的影响 107
4.1.4 气候因子对水稻产量重心迁移的影响 108
4.1.5 研究总结与未来展望 108
4.2 东北玉米种植时空分布及其对热量变化的响应 110
4.2.1 研究区域与数据方法 112
4.2.2 模型结果输出及精度检验 117
4.2.3 玉米空间分布的地理分异特征 119
4.2.4 玉米时空分布对热量条件响应 124
4.2.5 研究总结与展望 126
4.3 东北地区种植结构时空变化特征 129
4.3.1 数据与方法 129
4.3.2 四大作物时序变化特征 130
4.3.3 种植面积比例的分布信息 130
4.3.4 种植结构类型的空间分布 132
4.3.5 种植结构类型的变化特征 134
4.3.6 研究总结与展望 137
参考文献 139
第5章 农作物种植格局比较研究 144
5.1 中国农作物种植结构时空变化 145
5.1.1 数据和方法 145
5.1.2 种植结构类型的年际变化 146
5.1.3 种植结构类型的区域分异 147
5.1.4 作物种植比例变化的分布 149
5.1.5 种植结构变化的空间集聚 151
5.1.6 关于种植结构驱动因素的讨论 153
5.1.7 研究小结 153
5.2 中国农作物多样性格局变化的驱动机制 154
5.2.1 作物多样性指数 154
5.2.2 地理加权回归分析 155
5.2.3 作物多样性时空格局 155
5.2.4 作物多样性格局的驱动机制 157
5.3 三大主粮作物生产重心时空迁移比较分析 160
5.3.1 作物生产重心时空迁移分析方法 160
5.3.2 水稻面积和产量种植重心迁移分析 161
5.3.3 玉米面积和产量种植重心迁移分析 163
5.3.4 小麦面积和产量种植重心迁移分析 164
5.3.5 三大主粮作物生产重心时空迁移规律 165
参考文献 166
第6章 农作物种植格局遥感识别研究 170
6.1 多分辨率特征融合的语义分割水稻制图研究 171
6.1.1 数据和方法 172
6.1.2 FR？Net水稻制图模型 175
6.1.3 水稻制图模型精度验证 177
6.1.4 水稻制图模型精度对比 179
6.1.5 水稻制图模型精度效率对比 182
6.1.6 水稻制图模型潜力分析 183
6.1.7 主要结论 183
6.2 耦合深度学习时空模型的高精度冬小麦制图 184
6.2.1 基于深度学习的高精度小麦制图数据基础 185
6.2.2 基于时空特征融合的冬小麦制图框架 186
6.2.3 时空特征融合模型实验实施 190
6.2.4 时空融合模型分类性能测试 191
6.2.5 时序深度模型性能对比实验 193
6.2.6 时空融合模型模块消融实验 193
6.2.7 深度时空融合模型性能评估 196
6.2.8 耦合深度学习时空模型的冬小麦制图结论 202
6.3 基于作物模型遥感数据同化的冬小麦产量制图 202
6.3.1 研究区和数据 203
6.3.2 研究方法 207
6.3.3 WOFOST作物模型的校准 212
6.3.4 单点尺度的产量模拟 216
6.3.5 典型试验区的产量模拟 217
6.3.6 衡水市的产量模拟 218
6.3.7 结论与讨论 220
参考文献 221