吉林省農(nóng)業(yè)資源管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)

本文運(yùn)用多種研究方法，從傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)信息資源管理模式入手，采用GIS等多種技術(shù)設(shè)計(jì)農(nóng)業(yè)資源實(shí)時管理的決策系統(tǒng)，并對系統(tǒng)各功能需求進(jìn)行了詳細(xì)介紹。

研究背景

“十二五”時期，我國農(nóng)業(yè)發(fā)展取得了豐富成果。然而，我國“三農(nóng)”工作面臨的難題和挑戰(zhàn)仍然很多。“十三五”時期，“三農(nóng)”問題被提到了更加重要的位置?！笆濉睍r期，是吉林省是率先實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的關(guān)鍵階段，農(nóng)業(yè)農(nóng)村工作任務(wù)艱巨、使命重大。省委、省政府出臺的率先實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化總體規(guī)劃，明確了當(dāng)前和今后十年全省農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化建設(shè)的目標(biāo)任務(wù)。農(nóng)業(yè)資源包括農(nóng)業(yè)自然資源和農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)資源。吉林省是全國農(nóng)業(yè)大省，2014年，全省糧食作物播種面積7501萬畝，農(nóng)業(yè)一直是我省重要產(chǎn)業(yè)，發(fā)展現(xiàn)代農(nóng)業(yè)優(yōu)勢明顯，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動是指人類利用土地的自然生產(chǎn)力，栽培植物或飼養(yǎng)動物，以獲得所需產(chǎn)品的過程。農(nóng)業(yè)是利用動植物的生長繁殖來獲得產(chǎn)品的物質(zhì)生產(chǎn)部門。農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)對象是動植物，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)必須依靠土地來進(jìn)行。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的主要特點(diǎn)表現(xiàn)在具有明顯的地域性、季節(jié)性與周期性。針對這個特點(diǎn)，在發(fā)展農(nóng)業(yè)生產(chǎn)時，要因地制宜。季節(jié)性和周期性是指農(nóng)業(yè)生產(chǎn)受自然因素影響較大。傳統(tǒng)的信息采集方式主要靠人工實(shí)地觀測，不能實(shí)時收集進(jìn)展情況，及時反應(yīng)生產(chǎn)環(huán)境和生產(chǎn)狀況的迅速變化，不能強(qiáng)有力的支撐政策和資源對農(nóng)業(yè)的及時支持和分配。

總體目標(biāo)

本文針對吉林省農(nóng)業(yè)資源管理效率較低、資源分散等問題，進(jìn)一步分析現(xiàn)有管理部門的工作內(nèi)容和流程，提出 “吉林省農(nóng)業(yè)資源管理系統(tǒng)”的設(shè)計(jì)方案。該系統(tǒng)以“3S”技術(shù)為基礎(chǔ)，即遙感技術(shù)（Remote Senescing RS）、地理信息系統(tǒng)（Geographical information System GIS）、全球定位系統(tǒng)（Global Positioning System GPS），利用SuperMapObjects的理論和組件，貫徹創(chuàng)新、協(xié)調(diào)、綠色、開放、共享的發(fā)展理念，在信息采集、數(shù)據(jù)挖掘、信息預(yù)警的整體框架下，結(jié)合吉林省農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的具體情況，推動農(nóng)業(yè)資源共享，發(fā)揮農(nóng)業(yè)資源效能。

“吉林省農(nóng)業(yè)資源管理系統(tǒng)”預(yù)計(jì)建設(shè)一個涵蓋農(nóng)業(yè)資源信息的基礎(chǔ)資源保障體系，通過Internet實(shí)現(xiàn)信息資源共享；服務(wù)于農(nóng)業(yè)管理與決策，提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程監(jiān)管水平，有效地服務(wù)于農(nóng)業(yè)管理、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、農(nóng)村經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和環(huán)境保護(hù)，提高吉林省農(nóng)業(yè)的科技水平，通過高新技術(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，推進(jìn)農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展和信息化進(jìn)程。

系統(tǒng)設(shè)計(jì)

吉林省農(nóng)業(yè)資源管理系統(tǒng)以GIS地理信系統(tǒng)為基礎(chǔ)平臺，實(shí)時采集、清洗、存儲和挖掘農(nóng)業(yè)資源信息，建立和完善數(shù)據(jù)庫，研究開發(fā)農(nóng)業(yè)資源地理信息系統(tǒng)，分析農(nóng)業(yè)資源信息實(shí)現(xiàn)對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實(shí)時狀態(tài)的動態(tài)展示，用以支持農(nóng)業(yè)決策。

為確保信息資源的真實(shí)、準(zhǔn)確，宏觀數(shù)據(jù)以國家統(tǒng)計(jì)年鑒和吉林省統(tǒng)計(jì)年鑒為依據(jù)， 微觀數(shù)據(jù)通過分布式采集信息系統(tǒng)，實(shí)時傳送至系統(tǒng)服務(wù)器，除此之外，科技特派員制度也將用來提供部分信息。根據(jù)軟件開發(fā)的特點(diǎn)，該系統(tǒng)設(shè)計(jì)了三個階段進(jìn)行開發(fā)：

第一階段，歷史數(shù)據(jù)清洗。歷史數(shù)據(jù)能反應(yīng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展舊貌，客觀的反應(yīng)資金、政策支持對于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)生的影響。把有價值的歷史數(shù)據(jù)收集起來，用于預(yù)測和驗(yàn)證結(jié)果具有很重要的意義。利用基于XML的面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫存儲和分析歷史數(shù)據(jù)。第二階段，系統(tǒng)開發(fā)階段，利用SuperMapGIS 的 object 開發(fā)組件，對數(shù)據(jù)進(jìn)行加工，實(shí)現(xiàn)基本的查詢、統(tǒng)計(jì)、分析功能。引入組織行為決策模型。第三階段，利用 SuperMapGIS 的SuperMap 及 WebGIS開發(fā)組件 SuperMapIS，開發(fā)的地理信息系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)移動終端設(shè)備接入。四、系統(tǒng)框架

吉林省農(nóng)業(yè)資源管理系統(tǒng)邏輯結(jié)構(gòu)分為三層：數(shù)據(jù)層、系統(tǒng)層和應(yīng)用層。應(yīng)用層：通過可視化、交互式用戶界面收集用戶輸入的內(nèi)容表單，是與用戶交互的唯一接口。用戶在訪問瀏覽器接口時，通過瀏覽查詢業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)；向服務(wù)器發(fā)出查詢、修改等請求，由服務(wù)器上的系統(tǒng)軟件處理和相應(yīng)。 系統(tǒng)層：系統(tǒng)層邏輯上是最關(guān)鍵部分，負(fù)責(zé)執(zhí)行程序。本層采用基于DLL（Dynamic Link Library）的組件封裝技術(shù)，將數(shù)據(jù)采集功能、 SOA架構(gòu)操作集合封裝在一個或多個COM組件中。數(shù)據(jù)層：建立支持廣泛互操作的傳感器網(wǎng)絡(luò)，其建立統(tǒng)一數(shù)據(jù)模型和建立語義信息架構(gòu)以及處理和推理傳感數(shù)據(jù)的語義服務(wù)集合，實(shí)現(xiàn)對大量的傳感器原始數(shù)據(jù)的規(guī)范化處理，從而實(shí)現(xiàn)多源數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換的實(shí)質(zhì)性統(tǒng)一以及快速地獲取與傳輸。建立基于本體技術(shù)和關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)的中英文跨語言知識庫，以及多種數(shù)據(jù)析模型、多源數(shù)據(jù)融合、數(shù)據(jù)內(nèi)在隱含知識挖掘等知識方法；構(gòu)建吉林省農(nóng)業(yè)資源管理系統(tǒng)，為政府決策、公共需求提供大數(shù)據(jù)分析服務(wù)。

需要突破的關(guān)鍵技術(shù)

1、 用面向?qū)ο蟮姆椒ㄔO(shè)計(jì)元數(shù)據(jù)，用RUP準(zhǔn)則進(jìn)行計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)分析、軟件設(shè)計(jì)、開發(fā)和文檔生成，以確保系統(tǒng)規(guī)范化、可移植性、和可靠性。采用UML建模語言。

2、海量影像組織管理技術(shù) 。 ArcGIS是Esri公司推出的完整的GIS平臺產(chǎn)品。 ArcGIS 10.3以用戶為中心（Named User）的授權(quán)模式，便捷桌面GIS應(yīng)用，可配置的服務(wù)器門戶，即拿即用的Apps，為構(gòu)建新一代Web GIS應(yīng)用提供了更強(qiáng)有力的支持。系統(tǒng)采用SOA體系架構(gòu)，以鑲嵌數(shù)據(jù)集作為后臺數(shù)據(jù)管理支撐，前端通過Silverlight 4實(shí)現(xiàn)影像的圖屬查詢。利用影像元數(shù)據(jù)信息進(jìn)行篩選檢索，提高了檢索效率與影像質(zhì)量。

3、 GIS技術(shù)的當(dāng)前發(fā)展是使用關(guān)系數(shù)據(jù)庫或?qū)ο箨P(guān)系數(shù)據(jù)庫管理空間數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)DB、元數(shù)據(jù)管理器、綜合包裝器、中介器、應(yīng)用層訪問統(tǒng)一接口、異構(gòu)數(shù)據(jù)庫統(tǒng)一接口；統(tǒng)一應(yīng)用層是異構(gòu)數(shù)據(jù)庫融合系統(tǒng)的使用者，可以通過融合中間層來訪問異構(gòu)數(shù)據(jù)庫的共享數(shù)據(jù)資源?？梢允褂没赬ML的SQL語言來操作空間和屬性數(shù)據(jù)。為了實(shí)現(xiàn)面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)庫系統(tǒng)數(shù)據(jù)的統(tǒng)一管理。

4、WebGIS 應(yīng)用隨著互聯(lián)網(wǎng)和GIS的結(jié)合，GIS可以通過WWW功能進(jìn)行擴(kuò)展，可以作為公共工具使用。 從任何節(jié)點(diǎn)，用戶可以瀏覽站點(diǎn)的空間數(shù)據(jù)，制作專題圖，空間分析。

總結(jié)

本文運(yùn)用多種研究方法，從傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)信息資源管理模式入手，明確資源的來源方向，通過對吉林省農(nóng)業(yè)信息資源的研究，結(jié)合農(nóng)業(yè)發(fā)展要求，著眼于農(nóng)業(yè)支援信息管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，并對系統(tǒng)各功能模塊以及開發(fā)方式進(jìn)行了詳細(xì)介紹。

吉林省農(nóng)業(yè)資源管理系統(tǒng)對農(nóng)業(yè)資源進(jìn)行了細(xì)化分類管理，能夠即時了解農(nóng)業(yè)生產(chǎn)情況，從而實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)政策制定、資金分配等能有效和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理相匹配，有效發(fā)揮政策指導(dǎo)作用和資金使用效率。

圖6 M0516LAN微控制器流程圖

結(jié)語

針對用電設(shè)備無人在場時仍處于開機(jī)狀態(tài)或待機(jī)狀態(tài)下的電能浪費(fèi)現(xiàn)象，基于GSM和單片機(jī)研發(fā)一種能自動監(jiān)測用電設(shè)備工作狀態(tài)并通過手機(jī)短信方式及時切斷電源的遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)，從個人、家庭、單位甚至整個國家來看都起到了很好的節(jié)能省電意義，符合我國能源現(xiàn)狀和節(jié)約用電的政策導(dǎo)向。而且本系統(tǒng)在短時間內(nèi)就能查出未關(guān)閉電源的電器，然后有針對性的切斷電源，這也為人們節(jié)約了大量時間。

10.3969/j.issn.1001- 8972.2016.21.008