何超

摘 要：隨著互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)的推廣應(yīng)用，現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及生態(tài)環(huán)境管理等各方面也朝著高效化、信息化、智能化的方向發(fā)展。將計(jì)算機(jī)技術(shù)和“3S”技術(shù)相結(jié)合，設(shè)計(jì)了針對農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境綜合信息管理的地理信息系統(tǒng)，并闡述了系統(tǒng)設(shè)計(jì)目的、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、系統(tǒng)功能以及系統(tǒng)在農(nóng)業(yè)發(fā)展和生態(tài)環(huán)境管理中的應(yīng)用實(shí)踐。

關(guān)鍵詞：農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境；地理信息系統(tǒng)；系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；系統(tǒng)功能

中圖分類號：S127 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.19.084

地理信息系統(tǒng)是以計(jì)算機(jī)系統(tǒng)（包括硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)）為支撐，對包括大氣層在內(nèi)的地球表層進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)的采集、分析、存儲、管理等一些列活動(dòng)的技術(shù)系統(tǒng)。農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境指的是對農(nóng)業(yè)生存發(fā)展有直接或間接影響作用的各類要素的統(tǒng)稱，包括水資源、土壤資源、生物資源、氣候資源等，是農(nóng)業(yè)生存發(fā)展的重要基礎(chǔ)和前提。對此，應(yīng)用先進(jìn)的信息系統(tǒng)進(jìn)行農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境的監(jiān)測管理對促進(jìn)農(nóng)業(yè)發(fā)展有十分重要的意義。

1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)目的

近幾年，相關(guān)領(lǐng)域?qū)r(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境方面的研究已取得十分顯著的成效，相關(guān)的論文、著作也有很多，但是絕大部分是針對水文、植被覆蓋、土壤等單因素的研究，并以書面報(bào)告形式將研究成果展示出來。在信息技術(shù)高速發(fā)展的社會(huì)環(huán)境背景下，這樣單一的研究內(nèi)容和研究形式已不能有效地滿足農(nóng)業(yè)發(fā)展需求。而農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境是由多種因素共同組成的一個(gè)較為復(fù)雜的動(dòng)態(tài)系統(tǒng)，在空間域與時(shí)間域上均是動(dòng)態(tài)變化的，進(jìn)而導(dǎo)致農(nóng)業(yè)生產(chǎn)呈現(xiàn)明顯的地域特征與季節(jié)特征，在很大程度上決定了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)空間布局與生產(chǎn)結(jié)構(gòu)，也影響著農(nóng)作物生產(chǎn)周期的長短、產(chǎn)量的高低與品質(zhì)的優(yōu)劣。當(dāng)前，我國對農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境信息系統(tǒng)的研究報(bào)道仍比較少，因此，為了順應(yīng)農(nóng)業(yè)信息化發(fā)展的趨勢，迫切需要建立農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境地理信息系統(tǒng)，為農(nóng)業(yè)管理的科學(xué)決策提供可靠的依據(jù)，以促進(jìn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的健康可持續(xù)發(fā)展。

2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要根據(jù)系統(tǒng)的應(yīng)用目的分為地理信息系統(tǒng)工具、專題地理信息系統(tǒng)和區(qū)域地理信息系統(tǒng)3個(gè)模塊，整個(gè)系統(tǒng)的工作模式為：應(yīng)用遙感、GIS和空間數(shù)據(jù)庫技術(shù)進(jìn)行某一個(gè)區(qū)域的農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境信息數(shù)據(jù)的采集、儲存、分類管理、運(yùn)算分析和描述等活動(dòng)，從而了解該區(qū)域農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境在空間、時(shí)間上的動(dòng)態(tài)變化發(fā)展情況，為該區(qū)域農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境的檢測評估、分析與管理提供科學(xué)、全面的數(shù)據(jù)支持。整個(gè)系統(tǒng)以GPS技術(shù)和RS技術(shù)為獲取信息的主要技術(shù)手段，同時(shí)以常規(guī)技術(shù)為輔，采集不同來源、尺度的環(huán)境屬性及空間要素信息，以GIS技術(shù)支持建立系統(tǒng)信息處理程序與用戶服務(wù)界面，建立具有數(shù)據(jù)檢索、運(yùn)算分析等多種功能的農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境信息數(shù)據(jù)庫，并提供服務(wù)于系統(tǒng)用戶的多個(gè)功能模塊。在考慮農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境適宜度的基礎(chǔ)上進(jìn)行系統(tǒng)業(yè)務(wù)流程設(shè)計(jì)、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、功能模塊設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)安全設(shè)計(jì)和系統(tǒng)權(quán)限設(shè)計(jì)等。

3 系統(tǒng)功能分析

3.1 基礎(chǔ)地理信息功能

基礎(chǔ)地理信息功能（基礎(chǔ)功能）主要有遙感數(shù)據(jù)與地圖數(shù)據(jù)顯示功能，包括漫游、瀏覽、鷹眼導(dǎo)航、縮放、坐標(biāo)查詢與顯示、區(qū)域選擇、面積量算、距離量算等；屬性數(shù)據(jù)查詢、瀏覽功能；柵格圖層和矢量圖層綜合管理功能；屬性數(shù)據(jù)和空間數(shù)據(jù)的聯(lián)動(dòng)查詢功能；系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫的及時(shí)更新和日常維護(hù)功能等。

3.2 專題地理信息功能

專題地理信息功能主要有各類信息的查詢功能，比如所選區(qū)域的土壤類型、歷年月積溫和降水情況信息查詢；還有生態(tài)環(huán)境評價(jià)評價(jià)功能，主要是結(jié)合該區(qū)域各種農(nóng)業(yè)相關(guān)因素，以生態(tài)環(huán)境的模糊數(shù)據(jù)為評價(jià)模型，在此基礎(chǔ)上對該區(qū)域農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境的適宜度進(jìn)行評價(jià)分析，并及時(shí)修改、補(bǔ)充、更新相關(guān)的信息數(shù)據(jù)。

3.3 遠(yuǎn)程協(xié)作功能

系統(tǒng)還具備實(shí)時(shí)對話、收發(fā)圖片等功能，方便戶外實(shí)地勘察人員與室內(nèi)工作人員實(shí)時(shí)溝通和相互協(xié)作，提高數(shù)據(jù)采集、資源分析管理等相關(guān)工作的效率。

4 系統(tǒng)應(yīng)用實(shí)踐

4.1 植被分析

通過系統(tǒng)獲取的遙感數(shù)據(jù)對所選區(qū)域的植被指數(shù)，包括覆蓋情況和分布情況等進(jìn)行分析。

4.2 水文分析

首先通過數(shù)字制圖技術(shù)與遙感技術(shù)建立一個(gè)水流域模型，然后再根據(jù)遙感數(shù)據(jù)對該區(qū)域的河流與湖泊分布、水深等水文條件進(jìn)行分析。

4.3 土壤分析

同樣是利用系統(tǒng)遙感技術(shù)對該區(qū)域的土壤水分、土壤鹽堿度和沙化情況以及土地利用等土壤條件進(jìn)行分析。

4.4 生態(tài)適宜度評價(jià)

主要根據(jù)系統(tǒng)對該區(qū)域的水文條件、土壤條件、植被指數(shù)等多種數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合的分析，從而對該區(qū)域的生態(tài)適宜度進(jìn)行合理的評價(jià)與劃分。例如傳統(tǒng)生態(tài)適宜度評價(jià)主要是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)對土地自然屬性進(jìn)行鑒定，再根據(jù)土地質(zhì)量分級，在此基礎(chǔ)上分析各類農(nóng)作物在不同等級農(nóng)用地中種植的優(yōu)勢和劣勢。利用地理信息系統(tǒng)進(jìn)行土壤條件的適宜度評價(jià)則是對土壤類型、土質(zhì)、含水量、有機(jī)物成分及含量、磷氮元素含量等屬性數(shù)據(jù)與空間數(shù)據(jù)進(jìn)行整合分析，通過系統(tǒng)運(yùn)算分析制成土壤適宜度評價(jià)分析圖，然后對農(nóng)作物種植的優(yōu)劣進(jìn)行單因素和多因素的全方位評價(jià)，最后通過綜合比較法制訂最優(yōu)的土地利用方案。

4.5 農(nóng)作物品種分析

不同農(nóng)作物均分為不同的品種，各品種的生長環(huán)境條件也各有差異，對此可結(jié)合該區(qū)域理念農(nóng)作物種植經(jīng)驗(yàn)與系統(tǒng)生態(tài)適宜度評價(jià)數(shù)據(jù)為該區(qū)域的種子提供更加科學(xué)合理的品種選擇、種植搭配方案，提高該區(qū)域的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效益。

4.6 自然災(zāi)害監(jiān)測與災(zāi)情分析

利用地理信系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)技術(shù)、地理信息技術(shù)對該區(qū)域的農(nóng)業(yè)災(zāi)害進(jìn)行有效的監(jiān)測、評估和分析，從而為政府及相關(guān)的組織部門提供科學(xué)可靠、及時(shí)、有效的災(zāi)情信息，為災(zāi)情的預(yù)防、急救和減少損失的有關(guān)措施的制訂提供科學(xué)的依據(jù)，最大限度地減少災(zāi)情對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的損害。

5 結(jié)束語

當(dāng)今時(shí)代是信息化時(shí)代，信息技術(shù)更新?lián)Q代的周期越來越短。只有緊跟時(shí)代發(fā)展的步伐，才能有效促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展是我國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要支柱之一，積極引進(jìn)信息科技對促進(jìn)農(nóng)業(yè)的現(xiàn)代化、信息化發(fā)展非常關(guān)鍵。農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境地理信息系統(tǒng)具有多種功能，可應(yīng)用在水文分析、土壤分析和農(nóng)業(yè)生態(tài)適宜度分析等各方面，具有很高的應(yīng)用價(jià)值。

參考文獻(xiàn)

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[2]李慧，蔡昭權(quán).基于GIS的農(nóng)業(yè)資源信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].福建農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2016（03）：308-313.

〔編輯：劉曉芳〕