簡析農業生態環境地理信息系統的設計與實現

何超

摘 要：隨著互聯網信息技術的推廣應用，現代農業生產及生態環境管理等各方面也朝著高效化、信息化、智能化的方向發展。將計算機技術和“3S”技術相結合，設計了針對農業生態環境綜合信息管理的地理信息系統，并闡述了系統設計目的、系統結構設計、系統功能以及系統在農業發展和生態環境管理中的應用實踐。

關鍵詞：農業生態環境；地理信息系統；系統結構設計；系統功能

中圖分類號：S127 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.19.084

地理信息系統是以計算機系統（包括硬件系統和軟件系統）為支撐，對包括大氣層在內的地球表層進行相關數據的采集、分析、存儲、管理等一些列活動的技術系統。農業生態環境指的是對農業生存發展有直接或間接影響作用的各類要素的統稱，包括水資源、土壤資源、生物資源、氣候資源等，是農業生存發展的重要基礎和前提。對此，應用先進的信息系統進行農業生態環境的監測管理對促進農業發展有十分重要的意義。

1 系統設計目的

近幾年，相關領域對農業生態環境方面的研究已取得十分顯著的成效，相關的論文、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，并以書面報告形式將研究成果展示出來。在信息技術高速發展的社會環境背景下，這樣單一的研究內容和研究形式已不能有效地滿足農業發展需求。而農業生態環境是由多種因素共同組成的一個較為復雜的動態系統，在空間域與時間域上均是動態變化的，進而導致農業生產呈現明顯的地域特征與季節特征，在很大程度上決定了農業生產空間布局與生產結構，也影響著農作物生產周期的長短、產量的高低與品質的優劣。當前，我國對農業生態環境信息系統的研究報道仍比較少，因此，為了順應農業信息化發展的趨勢，迫切需要建立農業生態環境地理信息系統，為農業管理的科學決策提供可靠的依據，以促進農業生產的健康可持續發展。

2 系統結構設計

系統設計主要根據系統的應用目的分為地理信息系統工具、專題地理信息系統和區域地理信息系統3個模塊，整個系統的工作模式為：應用遙感、GIS和空間數據庫技術進行某一個區域的農業生態環境信息數據的采集、儲存、分類管理、運算分析和描述等活動，從而了解該區域農業生態環境在空間、時間上的動態變化發展情況，為該區域農業生態環境的檢測評估、分析與管理提供科學、全面的數據支持。整個系統以GPS技術和RS技術為獲取信息的主要技術手段，同時以常規技術為輔，采集不同來源、尺度的環境屬性及空間要素信息，以GIS技術支持建立系統信息處理程序與用戶服務界面，建立具有數據檢索、運算分析等多種功能的農業生態環境信息數據庫，并提供服務于系統用戶的多個功能模塊。在考慮農業生態環境適宜度的基礎上進行系統業務流程設計、系統結構設計、功能模塊設計、數據安全設計和系統權限設計等。

3 系統功能分析

3.1 基礎地理信息功能

基礎地理信息功能（基礎功能）主要有遙感數據與地圖數據顯示功能，包括漫游、瀏覽、鷹眼導航、縮放、坐標查詢與顯示、區域選擇、面積量算、距離量算等；屬性數據查詢、瀏覽功能；柵格圖層和矢量圖層綜合管理功能；屬性數據和空間數據的聯動查詢功能；系統和數據庫的及時更新和日常維護功能等。

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，比如所選區域的土壤類型、歷年月積溫和降水情況信息查詢；還有生態環境評價評價功能，主要是結合該區域各種農業相關因素，以生態環境的模糊數據為評價模型，在此基礎上對該區域農業生態環境的適宜度進行評價分析，并及時修改、補充、更新相關的信息數據。

3.3 遠程協作功能

系統還具備實時對話、收發圖片等功能，方便戶外實地勘察人員與室內工作人員實時溝通和相互協作，提高數據采集、資源分析管理等相關工作的效率。

4 系統應用實踐

4.1 植被分析

通過系統獲取的遙感數據對所選區域的植被指數，包括覆蓋情況和分布情況等進行分析。

4.2 水文分析

首先通過數字制圖技術與遙感技術建立一個水流域模型，然后再根據遙感數據對該區域的河流與湖泊分布、水深等水文條件進行分析。

4.3 土壤分析

同樣是利用系統遙感技術對該區域的土壤水分、土壤鹽堿度和沙化情況以及土地利用等土壤條件進行分析。

4.4 生態適宜度評價

主要根據系統對該區域的水文條件、土壤條件、植被指數等多種數據進行綜合的分析，從而對該區域的生態適宜度進行合理的評價與劃分。例如傳統生態適宜度評價主要是根據經驗對土地自然屬性進行鑒定，再根據土地質量分級，在此基礎上分析各類農作物在不同等級農用地中種植的優勢和劣勢。利用地理信息系統進行土壤條件的適宜度評價則是對土壤類型、土質、含水量、有機物成分及含量、磷氮元素含量等屬性數據與空間數據進行整合分析，通過系統運算分析制成土壤適宜度評價分析圖，然后對農作物種植的優劣進行單因素和多因素的全方位評價，最后通過綜合比較法制訂最優的土地利用方案。

4.5 農作物品種分析

不同農作物均分為不同的品種，各品種的生長環境條件也各有差異，對此可結合該區域理念農作物種植經驗與系統生態適宜度評價數據為該區域的種子提供更加科學合理的品種選擇、種植搭配方案，提高該區域的農業生產效益。

4.6 自然災害監測與災情分析

利用地理信系統的計算機技術、地理信息技術對該區域的農業災害進行有效的監測、評估和分析，從而為政府及相關的組織部門提供科學可靠、及時、有效的災情信息，為災情的預防、急救和減少損失的有關措施的制訂提供科學的依據，最大限度地減少災情對農業生產的損害。

5 結束語

當今時代是信息化時代，信息技術更新換代的周期越來越短。只有緊跟時代發展的步伐，才能有效促進社會經濟的發展。農業生產發展是我國民經濟發展的重要支柱之一，積極引進信息科技對促進農業的現代化、信息化發展非常關鍵。農業生態環境地理信息系統具有多種功能，可應用在水文分析、土壤分析和農業生態適宜度分析等各方面，具有很高的應用價值。

參考文獻

[1]劉曼麗.淺談地理信息系統及其在農業領域的應用[J].科技創新與應用，2016（13）：297.

[2]李慧，蔡昭權.基于GIS的農業資源信息系統設計與實現[J].福建農業學報，2016（03）：308-313.

〔編輯：劉曉芳〕