基于ＧＩＳ的農產品商務平臺開發研究

趙　英　鄧啟輝

摘要:農產品信息流通不暢、損耗大和交易成本高等問題,是我國農業發展的嚴重障礙。搭建基于GIS的農產品商務平臺,研究其系統設計、GIS數據組織和集成、功能實現和其開發方法等問題,目的是為了利用GIS的存儲和處理地理信息的強大能力,共享農產品流通各主體信息、協調各方行為,從整體上優化農產品流通領域的資源配置,提高我國農產品流通的效益。

關鍵詞:地理信息系統; 農產品流通; 農產品商務平臺

中圖分類號:F304.3 文獻標識碼:A

Research on the Development of GIS-based Agricultural Products Business Platform

ZHAO Ying1, DENG Qi-hui2

(1.School of Economics and Management, Southwest Jiaotong University, Chengdu 610031,China;

2.School of Public Administration, Sichuan University, Chengdu 610064,China)

Abstract:The problem such as poor information flow, loss of large, higher transaction costs that exist in the circulation of agricultural products seriously constrains China′s agricultural development. In view of this question, this article proposes building the GIS-based agricultural products business platform ,studying its system design, the GIS Data organization and the integration, the functions, the method of exploitation and so on, aiming at enhancing the effectiveness of the circulation of agricultural products in China by using formidable ability of memory and processing geography information of GIS ,which can realize information sharing among the different bodies of circulation of agricultural products, all actions coordination, the allocation of resources optimization of circulation of agricultural products.

Key words:geographic information system;circulation of agricultural products; agricultural products business platform

新中國成立以來,我國農業生產長足發展,現已成為鮮活農產品的生產和消費大國。但是,高效暢通的生鮮農產品流通體系尚未形成,在采摘、運輸、儲存等環節的損失率高,信息流通不暢、損耗大、交易成本高等問題非常嚴重。據統計,我國水果蔬菜等生鮮農產品在采摘、運輸、儲存等環節的損失率達25%-30%。相比之下,發達國家損失率不超過5%,而美國僅為1%。如何實現信息高效流通,建立暢通的鮮活農產品流通體系,實現生產者、供應商、零售商和消費者的多方共贏是當前提高我國農業生產效益、增加農民收入的關鍵。對協調農產品流通主體間的行為、減少損耗、提高流通速度和效益的探索成為人們關注的重點。[1]

GIS(geography information system,地理信息系統)具有強大的空間數據管理、地理分析和空間分析的能力,能把地理位置和相關屬性有機地結合起來,根據不同用戶的需要,將空間信息及其屬性信息準確真實、圖文并茂地輸出給用戶,借助其獨有的空間分析功能和可視化表達功能進行各種輔助決策。

近年來,GIS已經在現代物流中廣泛地應用,物流企業紛紛基于GIS和結合GPS、射頻標識等技術建立物流管理系統,實現對物流的可視化、實時動態管理和輔助。由于農產品(特別是鮮活農產品)新鮮度對地理空間具有很大依賴性,具有空間尺度和空間特征,把GIS技術融入到農產品物流配送的過程中,能更容易地根據農產品的供求情況和保質期限等處理配送中的運輸、倉儲、裝卸等各個環節,并對其中涉及的問題如運輸路線的選擇、倉庫位置的選擇,倉庫容量的設計、合理的裝卸策略、運輸車輛的調度和行走路線的選擇進行有效的管理和決策分析,支持配送方有效利用現有資源,提高配送效率,降低配送消耗。這里利用GIS的相關原理,結合我國農產品流通的現狀,搭建基于GIS的農產品商務平臺、并實現其功能設計和開發方法。

二、GIS及其在農產品流通中的利用現狀

農產品流通也是物流的一種,具有物流的基本特征,是農產品在時間和空間上的位移。但是,農產品(特別是鮮活農產品)新鮮度是其重要標準,準時快速是農產品物流的重要要求。農產品物流對地理空間具有很大依賴性,具有空間尺度和空間特征,這種特征為GIS技術與農產品物流管理技術的集成提供了基礎,使得二者集成成為其發展的必然趨勢。國外發達國家廣泛地利用GIS等技術改善其農產品流通情況,提高效率,減少損耗,而我國在這方面還有待提高。目前,我國GIS在農產品流通中的應用具有以下特點:

(一)企業各自建立商務平臺,信息共享程度低

一些物流企業,特別是一些第三方的農產品物流公司,利用GIS建立物流管理系統,希望解決農產品物流中耗時、損耗大的問題,然而效果卻不大明顯,這是因為我國的農產品流通參與者具有其特征。雖然當前我國農產品流通存在多種流通模式,包括自營配送、農民加企業配送模式、現代農村供銷社配送模式、農產品的共同配送與第三方配送等,但是我國的農產品流通的主要參與者主要有農產品生產者、運銷商、產地批發市場,銷地批發市場、農貿市場、超市、普通消費者等。現有的一些農產品物流管理系統的參與者一般是運銷商、批發市場或者超市中的一個或者幾個企業實體建立的,這些物流管理系統的數據僅僅限于此一個或者幾個企業所掌握的信息,其服務的對象理所當然地也僅限于此一個或者多個企業。當前,我國農產品物流問題的根源在于眾多的參與主體之間信息不能共享,無法形成有效的穩定的戰略合作關系,并由此造成的交易成本高,流通效率低。[2]

當前,我國農產品流通的問題是個整體的問題,不能通過局部幾個企業內部的物流管理系統而得到根本的解決。要很好的解決當前農產品流通的問題,需要從整體的角度出發,建立一個統一的農產品商務平臺,幫助各個參與主體的信息共享,協調各個參與主體的活動,促進交流合作,促進統一穩定的戰略合作關系的形成。基于農產品的鮮活性,生產上的區域性、季節性、分散性等特點,把GIS技術和農產品交易平臺結合,搭建基于GIS的農產品商務平臺成為必然需要。

(二)農產品物流配送的GIS技術尚未完全形成

從1991年開始,就已經出版了相關的GIS標準,包括國家土地信息的地理柵格、分類和編碼,森林資源的分類和編碼,中國河流名稱編碼系統,地形特征分類和編碼,城市地理特征編碼規則等;技術標準也由國家測繪局編寫,如質量控制與評估,數字領域測量數據計錄格式,數字化照相測量法和地籍薄,數據交換格式,數據更新規則,數字化繪圖符號系統和測繪信息數據字典。可以說,GIS技術日趨成熟。然而,現在GIS研究的是一般適用的地理信息,而農產品物流配送的GIS技術有其特殊性,需要在一般適用的GIS技術上進行改進,在數據上添加更多專門針對農產品的相關信息,在分析模型上增加相應的專門用于農產品供需情況分析預測的模型。因此,農產品物流配送的GIS技術還有待完善。

三、基于GIS農產品商務平臺的框架設計

農產品流通中主要涉及物流、商流、資金流、信息流。隨著現代信息技術的發展,信息流的地位得到了前所未有的提高。信息獲取和處理的準確性和實時性被一致認為是成敗的關鍵。搭建基于GIS的農產品商務平臺,是搭建一個信息共享交流的平臺,通過商務信息平臺把農產品流通中的各個參與主體連接起來,讓他們發布自己的信息,共享他人信息,發揚信息時代“我為人人、人人為我、你我合作”的思想,對各個參與主體的信息進行組織處理,確保信息流正確、及時、高效、通暢,以達到協調各方活動,建立穩定戰略合作關系,提高我國農產品流通的速度和效率。

基于GIS的農產品商務平臺是在GIS技術支撐下,對農產品流通各個參與主體的數據信息進行采集、發布、共享、處理、分析的平臺,平臺系統在縱向上分為數據層、功能層和用戶層三個層次。[3]

(一)數據層

數據層是商務平臺的基礎,主要是通過各種接口從所參與到此平臺的各個參與主體的信息系統中采集數據,通過外部GIS系統的應用接口獲取需要的GIS數據信息,對所得到的信息進行集成,為上層功能層提供信息數據支持。系統中的數據分為與地理信息有關的數據和與地理信息無關的數據,在數據組織方面采用關系數據庫作為系統的數據組織平臺,將空間信息數據與非空間信息分開管理的方式。對于與地理信息有關的數據, 直接在所使用的GIS軟件提供的圖層中進行存儲管理,便于地理信息和地圖對象緊密結合。非空間數據則保存在關系數據庫中,在空間數據與非空間數據間建立關聯。[4]

1.圖層劃分

GIS數據庫由一些被稱為“圖層”的信息集合組成。每一層代表一個特殊類別的地理數據集。這種將地球表面信息分類分層表達和存儲的方法,有助于GIS用戶在需要時將需要的圖層疊置分析,或進行其他更復雜的空間分析。同樣,在構建基于GIS的農產品商務平臺中需要對平臺用到的地理信息進行專業圖層的劃分,根據圖層信息更新頻率的高低,將農產品流通的專業圖層分為動態圖層和靜態圖層兩大類:[5]

第一,靜態圖層。平臺中的靜態圖層包括三個:(1)通用地理信息圖層。它是GIS的基礎,在農產品流通中的配送中心選址,最優配送路線選擇時發揮巨大作用。其主要包括道路網信息、城市信息等,具體包括道路名稱、位置、通行屬性等信息,還包括城市邊界線、水域等非道路信息。(2)農產品信息圖層在分析農產品的供需趨勢、輔助決策中發揮重要作用,主要包括氣候信息,農產品生產分布信息,農產品消費分布信息。此圖層的農產品生產和消費分布信息并不是指單個的農產品生產基地和農產品貿易市場,而是指農產品生產和消費的區域,作為面的形式呈現。(3)農產品流通節點圖層是整個平臺系統的主體信息支持,數據采集和組織的質量直接影響到系統平臺的效率。此圖層包括農產品流通中的所有參與主體:農產品生產基地、大型超市、批發市場、酒店、第三方物流企業等等,所有的主體以點的形式呈現在圖層上。這些主體的規模、議價能力、提供的農產品種類和數量(農產品生產基地)、需要的農產品種類和數量(農產品需求方)等,均作為主體的屬性被保存在關系數據庫,并與主體發生關聯。

第二,動態圖層。為了實現產品流通的可控性,保障配送的順利進行,需要建立動態圖層。動態圖層包括兩部分:(1)運動車輛信息圖層,該圖層使用“點”對象描述運輸車輛,把駕駛員聯系方式、車輛運行狀況、裝載情況作為“點”的屬性;(2)農產品位置信息圖層,該圖層使用“點”的對象描述具體的農產品,把具體農產品的產地、出產時間等信息作為“點”的屬性。動態圖層中的信息結合車載GPS技術、RFID技術等,可實時監控農產品的配送過程,實現農產品流通的可追溯性,一旦出現安全和質量問題能方便及時地對其溯源求根。

2.數據集成[6]

它是指通過GIS技術將不同類型信息系統中的信息進行集成,從中獲取有用數據,再結合GIS軟件提供的地理信息對信息資源進行整理、組織和利用。要構建基于農產品的商務平臺,就必須對加入到此平臺的各個不同流通主體的數據進行有效地集成和利用。不同流通主體的數據被放在不同的信息系統,從不同企業的不同信息系統獲取并處理所需要的數據信息尤為重要。

GIS 使用的數據大多為空間數據,由點(Point)、線(Line)、面(Polygon)、復雜物體(Complex Object)等組成,以空間數據庫的形式進行數據組織,空間實體的屬性信息作為屬性項進行存儲和管理。傳統流通主體采用的數據大多是非空間數據,通常可以二維表格的形式進行數據組織,存放在關系數據庫,構成非空間數據庫。GIS的數據基礎與傳統物流管理信息系統的數據基礎具有明顯的差異,構建基于GIS 的農產品商務平臺的關鍵問題之一是對異構數據的處理,數據集成需要將異構數據規劃為同構數據。具體的方法有:基于元數據的系統集成;基于RDBMS的集成。另外,也可將異構數據規劃為同構的過渡數據,如基于SQL和DLL的集成等。數據集成的目的在于形成的數據或過渡數據可以直接被系統所使用。本平臺可采用基于RDBMS的集成方式,在同一數據庫中采用同構的方式同時存儲空間數據、非空間數據、影象數據等,采用標準SQL語言可以實現DB與DBMS的分離,Oracle、DB2、Informix等均支持上述操作。

(二)功能層

功能層包括GIS基本功能和應用模型庫。GIS基本功能包括對圖層和屬性表的操作、電子地圖的制作和投影等。應用模型庫主要是利用數據層提供的數據根據一定的模型和算法進行統計、分析、預測和決策支持。應用模型庫分為分析模型庫、預測模型庫和決策模型庫。功能層中的應用模型庫的設計直接影響系統最終的功能實現。

(三)用戶層

用戶層是指生產基地、批發市場、超市等不同的用戶在平臺上通過不同的應用接口獲取各自對應的服務支持。用戶層是用戶與平臺系統接觸的窗口,用戶根據權限身份的不同可以對相對應的圖層、屬性表進行操作,訪問不同的功能模塊,獲取所需要的信息服務。用戶層是平臺的使用形式和對外表現形式。

四、基于GIS農產品商務平臺的功能設計

基于GIS的農產品商務平臺的功能,根據內容的不同可以分為供需信息提供、物流作業管理、輔助決策支持三大部分。各部分根據不同的主體在農產品流通中所扮演角色的不同而提供不同的功能服務。我國農產品流通中參與主體眾多,為了更清楚的論述,只挑選了生產基地、批發市場、超級市場和第三方物流企業四個具有代表性的參與主體進行論述。

(一)信息提供功能設計

基于GIS的農產品商務平臺向各個參與主體提供各類供需信息,各個參與主體把供給信息等相關信息在平臺上公布,同時通過平臺獲取相對應的需求信息。對整個行業而言,市場供需信息、市場信息趨于透明化,使得市場各方在選擇合作伙伴時更快捷、高效。對于單個企業內部而言,可實現企業在不同地理位置網點之間的交流和協作;實現倉庫的可視化管理、最小化庫存;實現企業同用戶之間的緊密聯系,及時根據用戶需要調整物流方案。[3,7]

在GIS技術的支持下,用戶可以根據各種相關地理信息查看相關供求信息。地理信息對于工業產品的供求影響不大,但是對于具有明顯的地理氣候特性的農產品來說,其影響卻不容忽視,如氣候類型、海拔可影響農產品質量,地理位置可影響運費,天氣可影響需求變動(例如天氣熱了西瓜的需求會大增)等。在供需分析中加入GIS的支持,更符合農產品的特性,使得農產品在流通中各方對供需關系的掌握更準確,從局部上改善單個流通主體的決策,從全局上促進農產品流通領域資源的優化配置。

(二)物流作業管理功能設計

基于GIS的農產品商務平臺為農產品流通主體提供物流作業管理支持,主要包括:(1)運用設施定位模型確定一個或多個設施的位置;(2)運用車輛路線模型解決一個起始點、多個終點的農產品運輸中如何降低物流作業費用,并保證服務質量的問題;(3)運用網絡物流模型解決尋求最有效的分配農產品路徑問題;(4)運用配送區域劃分模型,根據各個要素的相似點把同一層上的所有或部分要素分為幾個組,用以解決確定服務范圍和銷售市場范圍等問題;(5)運用空間查詢模型查詢以某一商業網點為圓心某半徑內配送點的數目,以此判斷哪一個配送中心距離最近,為安排配送做準備。[8-10]

(三)輔助決策功能設計

輔助決策功能可對數據信息進行研究、分析、預測并指導決策,從整體上優化農產品流通的資源配置和產業結構,此功能是搭建基于GIS的農產品商務平臺的最大意義所在。平臺綜合農產品流通中多方的供需、規模等信息,可對未來一段時間的局部或者整體市場情況進行預測,輔助企業進行業務性決策,指導企業行為。共享農產品流通主體供需信息能很好地把握市場的現狀和走向,優化資源配置,提高我國農業生產的效益。另外,以GIS技術提供的氣候、天氣、海拔等地理信息為基礎,結合相關農產品的地理屬性,再輔以生活習慣、人口密度等可指導農產品流通企業的發展方向與方針等戰略性決策,如指導生產基地生產產品的主要方向、指導超級市場的農產品銷售的主要方向。

五、基于GIS農產品商務平臺的開發方法

目前,地理信息系統按照內容可分為兩大基本類型:應用型地理信息系統和工具型地理信息系統,本平臺屬于前者。應用型地理信息系統的開發方法主要有三種:獨立開發、單純二次開發、集成二次開發,其中集成二次開發包括OLE/DDE和GIS控件兩種方式。OLE/DDE是指采用OLEAutomation技術或利用DDE技術,使用可視化語言實現前臺顯示,通過OLE/DDE控制GIS工具在后臺運作,從而在實現所需要的地理信息系統功能基礎上,同時實現界面美觀和數據庫功能完整。不足是因為系統需要運行在相應的地理信息系統平臺,應用系統過于龐大。GIS控件方式是指利用GIS工具軟件生產廠家提供的建立在OCX基礎上的GIS功能組件,如ERSI公司的MapObject等,嵌入到可視化語言中,實現地理信息系統功能。

綜合比較分析三種開發方法,針對基于GIS的農產品商務平臺的地理信息繁多,外觀效果要求好,數據庫功能要求較強的特點,本平臺的搭建采用結合GIS工具軟件和當前流行的可視化開發語言進行集成二次開發的方式。優點是既可以利用GIS工具軟件對地理空間信息的強大管理分析功能,又可以利用可視化開發語言的高效、方便、可視化效果好、便于維護和方便移植的優勢。

為了協調和統一農產品流通領域與其他領域的關系,使得農產品商務平臺結構更完整,平臺還應包括一些對外的接口,如與銀行機構的接口;與誠信管理機構的接口;與農產品質量控制機構的接口等。與銀行機構的接口為平臺中不同的主體進行交易,滿足電子商務的需要提供支持;與誠信管理機構的接口可對平臺中各個主體的誠信度進行記錄與查詢,有助于不同主體之間建立長期穩定的合作關系;與農產品質量控制機構的接口可為農產品建立來源追溯體系,對農產品質量進行控制管理提供支持,有利于提高我國農產品的整體質量。

六、結論

綜上述,農產品是一種保質期短且時令性強,而且與地理信息聯系緊密的商品,針對我國農產品流通領域現在存在的信息流通不暢、損耗大、交易成本高等問題,引入GIS技術,搭建農產品流通商務平臺可共享流通各方的供需信息,管理農產品物流作業,支持流通各方業務決策、戰略決策,從而達到加強信息流通,協調流通各方行為,促進長期穩定的戰略合作關系的建立,優化我國農產品流通領域的產業結構的目標。

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(責任編輯:關立新)