【摘 要】本文介紹了地理信息系統(tǒng)技術(shù)與中藥材數(shù)據(jù)相結(jié)合，以實現(xiàn)中藥材資源的合理管理與規(guī)劃種植。闡述了基于GIS的中藥材資源管理與輔助規(guī)劃系統(tǒng)的框架和基本內(nèi)容。以及利用層次分析法對中藥材的適宜區(qū)進行合理分析并通過GIS系統(tǒng)加以顯示規(guī)劃和決策的基本原理和方法。

【關(guān)鍵詞】地理信息系統(tǒng) 中藥材適宜性 層次分析法 輔助規(guī)劃

1 引言

地理信息系統(tǒng)（GIS）技術(shù)是集計算機科學(xué)、地理學(xué)、測繪遙感學(xué)、環(huán)境科學(xué)、城市科學(xué)、空間科學(xué)、信息科學(xué)為一體的新興學(xué)科，是在計算機硬件和軟件支持下，運用系統(tǒng)工程和信息科學(xué)的理論，科學(xué)管理和綜合分析具有空間內(nèi)涵的地理數(shù)據(jù)以提供對規(guī)劃、管理、決策和研究所需信息的空間信息系統(tǒng)。

層次分析法（Analytic Hierarchy Process，簡稱AHP）是一種對定性問題進行定量化分析的比較實用的多準則決策方法。應(yīng)用這種方法，決策者通過將復(fù)雜問題分解為若干層次和若干因素，在各因素之間進行簡單的比較和計算，就可以得出不同方案的權(quán)重，為最佳方案的選擇提供依據(jù)。

而中藥材的生長受到溫度、日照長度、降雨量、地理位置等環(huán)境因素的影響。中藥材資源進行科學(xué)規(guī)劃和合理管理需要將中藥材數(shù)據(jù)與影響他的空間因素數(shù)據(jù)結(jié)合起來，通過GIS系統(tǒng)利用層次分析法進行計算分析。通過模型得出的結(jié)論為主要參考進行中藥材資源的合理管理、規(guī)劃。

2 系統(tǒng)總體設(shè)計

下圖為系統(tǒng)總體設(shè)計圖：

3 系統(tǒng)基本功能

1）文檔基本操作：文檔的新建、打開、保存、另存為、添加地圖、刪除地圖等。2）地圖編輯功能：啟動編輯、終止編輯、撤銷、重做、選擇、輸入點、輸入線、 輸入?yún)^(qū)、輸入標記、圖元參數(shù)、圖元移動、圖元縮放、旋轉(zhuǎn)圖元和量算等。3）視圖管理功能：屬性視窗及地圖操作窗口、更換皮膚、鷹眼瀏覽、地圖操作窗口的放大、縮小、移動、復(fù)位、更新等功能。4）查詢功能：查詢包括圖層屬性瀏覽、藥材分布查詢、空間查詢、其他查詢。5）要素分析功能：有緩沖區(qū)分析，在藥材區(qū)域擴建上會給出重要幫助。6）輔助擬合規(guī)劃：通過層次分析法結(jié)合相應(yīng)數(shù)據(jù)后臺進行性模型求解運算分析得出初步規(guī)劃建議。7）圖檔輸出：通過對藥材數(shù)據(jù)以及相關(guān)圖層的修飾美化后以各種專題圖形式輸出藥材分布及規(guī)劃后專題圖。

4 系統(tǒng)核心功能實現(xiàn)

4.1 建立層次結(jié)構(gòu)模型

根據(jù)影響因素建立以下層次結(jié)構(gòu)模型如圖所示：

4.2 建立兩兩比較的判斷矩陣

針對圖中準則層中的各影響因素，根據(jù)目標層作年平均溫度與年平均降雨量，年平均溫度與日照強度……PH值與年積溫，PH與年平均降雨量……等兩兩間比較建立準則層判斷矩陣，再根據(jù)準則層的影響因素對方案層的影響做方案層藥材1 與藥材2，藥材1與藥材3，……，藥材1與方案n，藥材2與藥材3，……，藥材n-1與藥材n等比較，從而得到判斷矩陣，……。

4.3 進行層次單排序及一致性檢驗

對準則層矩陣求最大特征值對應(yīng)的特征向量W歸一化后從而得到排序后的各權(quán)值和。

（1）計算一致性指標：

（2）查找相應(yīng)的平均隨機一致性指標然后計算一致性比例：

同樣的方法對矩陣進行一致性檢驗。

當 時，認為判斷矩陣的一致性是可以接受的，否則應(yīng)對判斷矩陣作適當修正。

4.4 層次總排序及一致性檢驗

總排序權(quán)重要自上而下地將單準則下的權(quán)重進行合成。那么經(jīng)過系統(tǒng)后臺計算將單準則下的權(quán)重進行合成，然后進行排序得到總排序權(quán)。最后通過系統(tǒng)從中選出對應(yīng)的藥材即為該區(qū)域最適宜種植的藥材。

4.5 將結(jié)果顯示在地圖

通過上面的計算可以批量計算幾個地點各自適宜那種藥材，最后將所的結(jié)果通過GIS模塊顯示到地圖上對應(yīng)的區(qū)域。而系統(tǒng)提供的緩沖區(qū)功能可以根據(jù)地域一定范圍內(nèi)的環(huán)境因素相似性進行緩沖區(qū)分析從而能擴大某一藥材的種植區(qū)域。

最后將所得地圖添加各地圖要素，最后以專題圖輸出。

5 系統(tǒng)的資源管理功能

系統(tǒng)的管理功能主要集中在查詢功能等其他模塊。通過查詢可以很清楚的知道哪些區(qū)域有哪些藥材，以及某些藥材的分布規(guī)律。以及藥材的大致產(chǎn)量等，地圖編輯功能模塊也方便了用戶在地圖上直接對藥材資源分布的標記，查看等功能。

參考文獻：

[1]鄔倫，劉瑜，等.地理信息系統(tǒng)—原理、方法和應(yīng)用，北京：科學(xué)出版社，2001.1.

作者簡介：韓彥生（1992- ），男，山西陽泉人，鄭州大學(xué)水利與環(huán)境學(xué)院地理信息系統(tǒng)本科生，研究方向：WebGIS，地理信息系統(tǒng)。