摘 要：論述了地理信息系統(tǒng)(GIS)在精確農(nóng)業(yè)、農(nóng)業(yè)災害預測與控制、農(nóng)業(yè)資源調(diào)查與管理、農(nóng)業(yè)區(qū)劃等主要農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應用以及在天津市農(nóng)業(yè)中的應用現(xiàn)狀，并對天津沿海都市農(nóng)業(yè)發(fā)展中GIS的應用前景做出展望。

關(guān)鍵詞：地理信息系統(tǒng)；農(nóng)業(yè)；精確農(nóng)業(yè)；天津

中圖分類號：S—O 文獻標識碼：A 文章編號：1006-6500(2008)05—0068-03

地理信息系統(tǒng)(Geographical Information Sys-tern，即GIS)是一種用于采集、存儲、管理、分析、顯示與應用地理信息的計算機系統(tǒng)。20世紀70年代后，由于計算機軟硬件技術(shù)的飛速進步，GIS系統(tǒng)技術(shù)不論在理論的縱深方向，還是在應用的廣度上，都獲得了前所未有的發(fā)展，如今，應用已遍及國防、城市規(guī)劃、資源保護、災害預測、精確農(nóng)業(yè)等眾多領(lǐng)域。

20世紀80年代后，我國也開始了地理信息系統(tǒng)的應用研究?！笆濉逼陂g，科技部通過“863”計劃對國產(chǎn)地理信息系統(tǒng)的發(fā)展給予了更大力度的支持，一是高度重視發(fā)展大型地理信息系統(tǒng)的開發(fā)和應用示范；二是重視地理信息系統(tǒng)標準規(guī)范的研究制定；三是進一步推動行業(yè)的應用示范。經(jīng)過多年的努力，我國的GIS軟件技術(shù)及產(chǎn)品取得了長足的進步，GIS已經(jīng)廣泛應用到多個學科領(lǐng)域，成為研究中的熱點方向。

1 GIS在農(nóng)業(yè)中的主要應用方向

1.1 地理信息系統(tǒng)(GIS)在精確農(nóng)業(yè)中的應用

地理信息系統(tǒng)可以用于農(nóng)田土地數(shù)據(jù)管理，能夠方便地繪制各種農(nóng)業(yè)專題地圖，也能采集、編輯、統(tǒng)計分析不同類型的空間數(shù)據(jù)。由于出色的處理空間數(shù)據(jù)能力和統(tǒng)計分析查詢能力，理所當然地成為精確農(nóng)業(yè)的“大腦”。 與全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)(GPS)結(jié)合，在進行田間作業(yè)和管理時，為科學種田提供所需要的定位和定量的技術(shù)手段，進行精細的播種、施肥、灌溉、噴藥等機械作業(yè)。

與遙感技術(shù)(Rs)結(jié)合，把GIS應用到農(nóng)作物估產(chǎn)和長勢研究中，可以進行遙感農(nóng)情監(jiān)測分析，并根據(jù)農(nóng)事變化，依據(jù)具體情況做出預警等。

與專家系統(tǒng)(ES)結(jié)合，根據(jù)獲得的輸入數(shù)據(jù)和知識庫中的知識，通過推理機對作物苗情、病蟲害、墑情的發(fā)生發(fā)展趨勢進行分析模擬，為分析農(nóng)田內(nèi)的自然條件、資源有效利用狀況、作物產(chǎn)量的時空差異性和實施調(diào)控提供決策處方。

1.2 GIS在農(nóng)業(yè)災害預測與控制中的應用

農(nóng)業(yè)病蟲害是農(nóng)作物極具破壞性的生物災害，它們的發(fā)生與危害總是與一定的地理空間相關(guān)。對有災害發(fā)生的區(qū)域，可以根據(jù)GIS空間信息計算出大致受災面積，進而估算該區(qū)域的經(jīng)濟損失。根據(jù)GIS的空間特性，對某一區(qū)域歷史數(shù)據(jù)的演變分析，對區(qū)域內(nèi)災害發(fā)生的基本規(guī)律、時空分布、危害程度等進行綜合評價和模擬，并對災害發(fā)展趨勢進行預測。

1.3 GIS在農(nóng)業(yè)資源調(diào)查與管理中的應用

農(nóng)業(yè)資源是農(nóng)業(yè)自然資源和農(nóng)業(yè)經(jīng)濟資源的總稱。包括土地資源、水資源信息、氣候資源、生物資源、海洋資源信息、旅游資源信息、農(nóng)業(yè)種植業(yè)結(jié)構(gòu)、農(nóng)業(yè)生態(tài)信息。利用GIS，以高時空分辨率，多層次、動態(tài)描述農(nóng)業(yè)資源的時空分布特征，描繪農(nóng)業(yè)資源的動態(tài)變化規(guī)律，研究和探索農(nóng)業(yè)資源在區(qū)域內(nèi)的空間分布狀況以及相應的時空演替規(guī)律，為科學合理地經(jīng)營管理、實現(xiàn)農(nóng)業(yè)資源的持續(xù)發(fā)展和分類經(jīng)營提供依據(jù)。運用GIS技術(shù)，將調(diào)查數(shù)據(jù)、基本地理要素、專業(yè)調(diào)查數(shù)據(jù)等有機地結(jié)合起來，大大增加了應用在農(nóng)業(yè)資源調(diào)查和管理工作的科學性、直觀性和便捷性。

1.4 GIS在農(nóng)業(yè)區(qū)劃中的應用

GIS在農(nóng)業(yè)區(qū)劃中的應用包括兩部分：數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)和GIS應用系統(tǒng)。數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)就是利用數(shù)據(jù)庫技術(shù)，建立起農(nóng)業(yè)資源信息與農(nóng)村經(jīng)濟信息數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)對數(shù)據(jù)庫中存儲信息的查詢、統(tǒng)計，而且提供對這些信息的分析功能，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和決策提供參考依據(jù)。GIS應用系統(tǒng)是利用圖形輸入設(shè)備數(shù)字化儀，將所選行政區(qū)劃底圖輸入到計算機中，以最小輸入斑塊為單位，結(jié)合現(xiàn)有的農(nóng)業(yè)區(qū)劃信息，建立起農(nóng)業(yè)綜合區(qū)劃的現(xiàn)狀綜合圖。功能上可以對輸出的圖素有選擇、有針對性地選取，復合成各種圖件，還可以利用現(xiàn)有的資源、經(jīng)濟數(shù)據(jù)庫與GIS結(jié)合，形成各種農(nóng)業(yè)區(qū)劃統(tǒng)計圖件。

應用GIS技術(shù)進行農(nóng)業(yè)區(qū)劃的優(yōu)勢在于可以快速地分析、確定各環(huán)境因素與作物生長的相關(guān)關(guān)系，減少區(qū)劃過程中的人為因素，較自然地區(qū)劃出作物適宜生長的環(huán)境區(qū)域，并統(tǒng)計其面積。

2 GIS在天津市農(nóng)業(yè)領(lǐng)域中的應用現(xiàn)狀

2.1 土壤鹽漬化現(xiàn)狀與敏感性評價研究

天津市環(huán)境保護科學研究院以GIS為基礎(chǔ)，用蒸發(fā)量邛輦雨量、地下水礦化度與地形等作為評價因子，建立圖形庫和屬性庫，分別進行了單因子敏感性評價，最終確定了土壤鹽漬化敏感性綜合評價及空間格局；并得出結(jié)論：天津土壤鹽漬化以中度敏感區(qū)為主，主要分布在天津中部廣大平原區(qū)。而高度敏感區(qū)及極敏感區(qū)則主要分布在濱海平原及大港區(qū)，不敏感區(qū)集中分布在北部薊縣山區(qū)。

2.2 主要糧食作物生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)研究

天津市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣站等單位在2000年承擔了天津市科委重點攻關(guān)項目“主要糧食作物生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)”的研制工作，以寧河縣水稻作物作為研究對象，依托“3s”(遙感、地理信息系統(tǒng)、全球衛(wèi)星定位系統(tǒng))技術(shù)，研制開發(fā)了一套基于地理信息系統(tǒng)下運行的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理綜合信息系統(tǒng)，包括農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)資源信息、農(nóng)業(yè)環(huán)境地理信息、生產(chǎn)信息管理以及種植適應性評估等，可實現(xiàn)查詢檢索、數(shù)據(jù)管理、統(tǒng)計分析、分析評估、產(chǎn)品制作等功能。

2.3 林業(yè)有害生物監(jiān)測信息管理研究

天津市林業(yè)局與中國林科院資源信息研究所合作，開發(fā)了“基于GIS的天津市林業(yè)有害生物監(jiān)測管理信息系統(tǒng)”，該系統(tǒng)具有可視化查詢功能，可以迅速檢索所需要的林木果樹蟲害資料，并對不知名的蟲害標本進行快速鑒定，可及時制定出合理的治理方案，通過互聯(lián)網(wǎng)為基層工作人員、林農(nóng)、果農(nóng)、領(lǐng)導部門提供服務，使得天津市林木病蟲害測報工作向科學化、規(guī)范化、自動化和現(xiàn)代化發(fā)展作好鋪墊。

2.4 天津市農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)研究

2001年，天津市農(nóng)業(yè)科學院信息研究所承擔了天津市科技重大項目——“天津市農(nóng)業(yè)信息化工程”，聯(lián)合天津市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣站，以GIS技術(shù)為核心，根據(jù)農(nóng)業(yè)資源信息的開放程度以及天津市各區(qū)縣農(nóng)業(yè)資源特色，研發(fā)了天津市農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)，共包含五大子系統(tǒng)：天津市農(nóng)業(yè)地理信息系統(tǒng)、天津市農(nóng)村經(jīng)濟管理系統(tǒng)、寧河縣水稻生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)、西青區(qū)農(nóng)業(yè)區(qū)劃管理信息系統(tǒng)、北辰區(qū)綜合農(nóng)業(yè)管理信息系統(tǒng)等，既有涉及農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)地理、土壤、水利、氣候、作物情況以及經(jīng)濟情況等各種資源的綜合應用系統(tǒng)，又有依據(jù)天津市不同區(qū)縣地域特色開發(fā)的專題應用系統(tǒng)；在發(fā)布類型上既有應用于單機的信息管理系統(tǒng)，又有基于Internemntranet的WebGIs網(wǎng)絡發(fā)布應用系統(tǒng)。其中的天津市農(nóng)業(yè)地理信息系統(tǒng)和寧河縣水稻生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)完成了軟件著作權(quán)登記并取得證書。

3 展望

近年來，地理信息系統(tǒng)(GIs)在世界范圍內(nèi)的研究和應用方興未艾，在各行各業(yè)中產(chǎn)生的各種產(chǎn)品和技術(shù)如雨后春筍般涌現(xiàn)。GIs在國內(nèi)農(nóng)業(yè)上的研究和應用也越來越多，天津市在這方面起步較晚，農(nóng)業(yè)領(lǐng)域?qū)＜液涂萍既藛T進行了一系列的研究和應用，但與先進省市相比，在研究深度和應用規(guī)模上稍顯遜色，急需加大力度，迎頭趕上。天津市作為沿海大都市，農(nóng)業(yè)具備其自身的特點?！短旖蚴形?007年工作意見》中提出，要按照沿海都市發(fā)展的方向來發(fā)展現(xiàn)代農(nóng)業(yè)，這對天津市農(nóng)業(yè)科技也提出了新的要求。同時，天津市是土地資源和水資源嚴重短缺的城市，農(nóng)業(yè)科技的開展也必須圍繞提高單位面積產(chǎn)量和水肥節(jié)約這兩個方面做文章，而要真正實現(xiàn)天津農(nóng)業(yè)的高效率，精準農(nóng)業(yè)正好大有用武之地，最有潛力的無疑是精準農(nóng)業(yè)所包含的精細量化的思想和技術(shù)手段。因此，重點開展以G1S、GPs、RS、ES為核心的精確農(nóng)業(yè)技術(shù)的研究和應用，是解決天津農(nóng)業(yè)水土資源問題的重要手段，需要天津市相關(guān)部門在財政和政策上給予重點考慮。相信在天津市委市政府的大力支持下，以GIs為核心的精確農(nóng)業(yè)在津沽大地上大放異彩的圖景在不久的將來得到實現(xiàn)。

參考文獻：

[1]王大晶，基于GIS的天津市林業(yè)有害生物監(jiān)測信息管理系統(tǒng)[J]，天津農(nóng)林科技，2007(6)：8—10，

[2]張征云，天津市土壤鹽漬倦現(xiàn)狀與敏感性評價[J]，農(nóng)業(yè)環(huán)境科學學報，2006，25(4)：954—957.

[3]馬享優(yōu)，精準農(nóng)業(yè)及其在天津市的應用前景分析[J]，農(nóng)業(yè)網(wǎng)絡信息，2006(1)：40—41.

[4]李覓，地理信息系統(tǒng)在農(nóng)業(yè)上的應用研究進展[J]西南農(nóng)業(yè)學報，2006，19(增)：564—568.

[5]孫成明，袁登榮，王余龍，地理信息系統(tǒng)的農(nóng)業(yè)應用與進展[J]，上海農(nóng)業(yè)學報，2004，20(3)：99—101.

[6]劉金銅，精準農(nóng)業(yè)概論[M]，北京：氣象出版社，2002.

[7]李杰，“GJs”在天津市農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理中的應用及開發(fā)前景[J]天津科技，2002，19(4)：33—34.

[8]胡存，田桂佳，GIs在農(nóng)業(yè)信息管理與農(nóng)業(yè)區(qū)劃中的應用[J]，天津農(nóng)業(yè)科學，1998(2)：34—38