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（青海省第二测绘院青海西宁810001）

基于3S技术的农业地理信息系统设计与实现

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（青海省第二测绘院青海西宁810001）

本文基于对农业信息化及3S（GIS、GPS、RS）技术研究与实践的基础上，提出了建设基于3S技术的农业地理信息系统的技术路线和实现方案，具有广泛适用的实践参考价值。

3S技术农业地理信息系统设计实现

我国是世界农业大国，建设现代农业、提高综合生产能力是当今农业可持续发展的要求。基于现代农业生产对加快实现全行业数字化、信息化的迫切需要及3S（GIS、GPS、RS）技术研究发展与实践的基础上，提出了建设基于3S技术并应用于现代农业种植生产的农业地理信息系统的技术路线与实现方案的初步设计，为农业更好地利用3S技术，加快推进行业数字化、信息化提供参考和依据。

1　系统建设目标

为达到建立农业地理资源信息采集、发布、预告、决策系统的目标，利用计算机技术和3S技术，并结合数据仓库、数据挖掘等数据库技术，基于现今最流行的BS结构，建立动态的、多元化的农业地理信息系统。通过地理信息采集点及遥感系统（RS）和全球定位系统（GPS）收集土地利用现状、植被分布、农作物的生长情况、农作物的灾情分布、土壤肥力等多种信息。在GIS平台上建立完善、权威的农业信息多要素矢量资源库，实现农业监测与速报系统、统计预测分析、精准农业等功能。从总体上来说，系统将实现以下几个主要目标:

1.1建立覆盖农业信息采集与监测系统

应用遥感技术、全球定位系统技术、人工监测技术建立完善、权威的农业信息采集体系，实现对土地变化及分布、种植面积及种类的变化、土壤水分、病虫害、农作物长势等内容的动态监测。

1.2在GIS平台上建立完善、权威的农业信息库

农业信息库的内容包括基础地形图数据；土地利用、地形地貌、遥感影像等农业空间信息；农作物播种面积和产量、农业产值、农村基本情况等农业基本数据；农作物长势、水旱灾害、病虫灾害等动态监测数据。

1.3完善的管理、分析、决策支持系统

实现对具有空间属性的各种农业资源信息的有效管理，对农业管理和实践模式进行快速和重复的分析测试，达到科学准确地评价与决策；农业资源的管理、清查与核算；在强大的统计分析功能基础上对农作物产量进行评估；对土地资源及土地价值进行评估。

1.4“精准农业”示范田。

“精准农业”是未来农业发展的趋势，是21世纪的农业领先技术，也是农业可持续发展的重要途径。

1.5上述四个方面构造成一个综合的农业地理信息系统

将数据采集、建库、空间分析和决策过程综合为一个共同的信息流。整个系统采用B/S（浏览器服务器）结构，必须保证系统具有较高的安全性和稳定性。

2　系统总体结构设计

系统主要由数据采集与检测、统计分析系统、支持决策系统以及精准农业示范组成，在应用和数据中心之间有专门的数据处理中心（即数据查询统计引擎、数据分析引擎和信息发布引擎），数据处理中心通过数据采集接口和数据输出接口完成采集检测与信息管理之间的联系。

根据相关数学模型，对采集到的数据和统计数据进行分析，并最后为农业的决策支持提供服务。数据分析是为决策支持服务的，O-racle提供了很强大的数据分析功能，而且ESRI产品ArcInfo也提供了很强的空间。

通过对地理信息系统（WebGIS）和专家系统（ES）进行集成，建立智能化决策支持系统，一方面具有地理信息系统的功能，可以有效地管理具有空间属性的各种农业资源信息，具有高效的空间数据管理和灵活的空间数据综合分析能力；另一方面具有智能决策的功能，可以为用户播种、施肥、灌溉、病虫草害防治等实现精确管理提供技术支持。根据精确农业研究发展水平的现状，精确农业示范点重点实现两个方面的功能:（1）实现精准灌溉，提高水资源利用率；（2）实施精准施肥，提高化肥资源利用率。

3　方案实现分析

3.1信息采集监测子系统实现

信息采集与监测是结合多种数据采集手段构建完整的数据采集体系，以及合理的数据处理手段，获取农业信息系统所需的数据，并通过先进的空间数据建库技术对所有的农业数据进行统一、安全的管理，并实现对土地变化及分布、种植面积及种类的变化、土壤水分、病虫害、农作物长势等信息内容的动态监测。

3.2空间数据库子系统实现

建立整个农业地理信息系统的数据来源途径多、类型复杂、数量大，因此如何有效的存储、管理和使用这些数据，是数据建库的核心和功能，也是关系到整个系统成败的关键。另外，如何把空间数据和非空间数据集成起来，也是数据库建立的重点和关键技术。数据库设计的主导思想是采用“数据库管理系统+空间数据库引擎”共同对农业地理信息系统中的数据进行管理，利用SDE技术提供的MultiUser GeoDatabase模型组织复杂的空间数据，用二维关系型表格组织非空间数据，统一存储在本次项目选定的商业数据库Oracle中，通过内部关联码来关联这两种数据，建立一个开放的、灵活的农业信息数据库。

3.3统计分析子系统实现

统计分析子系统可以建立一套完善的管理、分析、决策系统。实现对具有空间属性的各种农业资源信息的有效管理，对农业管理和实践模式进行快速和重复的分析测试，达到科学准确的评价与决策。

4　结语

农业现代化是相对于传统农业而言的，其实质体现了当代科学技术在农业上的综合应用，它是一个历史的、动态的概念。在经历了原始农业、传统农业、工业化农业（石油农业或机械化农业）后，农业正在进入以知识高度密集为主要特点的知识农业发展阶段，将现代信息技术、生物技术和工程装备技术应用于农业生产，已成为发达国家面向21世纪的现代知识农业的重要生产形式。

［1］杨正伟.基于GIS的国土执法监察信息系统设计与实现 ［D］.电子科技大学，2012.

［2］吕贤军.城乡一体化空间发展规划方法与技术创新研究 ［D］.中南大学，2013.

［3］张少利.基于3S技术的突发公共事件应急处理与指挥系统 ［D］.电子科技大学，2014.

P2［文献码］ B

1000-405X（2016）-8-213-1