地理信息系統(GIS)在農業上的應用及其發展趨勢

胡雪

摘 要：最近三十年，地理信息系統所取得的進步是驚人的，不僅功能更加完善，在未來也有著非常廣泛的應用前景，本文從發展階段和成熟階段兩方面入手，探究地理信息系統的功能，思考地理信息系統的功能特征，研究地理信息系統在農業領域中的具體應用，并深入分析地理信息系統在農業上的發展趨勢。希望本文的觀點能為關注此話題的研究者提供參考意見。

關鍵詞：地理信息系統;農用地評價;適宜性

引言：地理信息系統能顯示與地理分布有關的數據信息，顯示的信息有可能是對整個地球情況的反應，也有可能是對部分區域實際情況的反應。地理信息系統屬于新興的邊緣學科，其中涉及到的知識包含多個學科領域，有地理、計算機、生態環境、城市空間，另外還有管理和信息?？臻g數據庫在其中起到非常關鍵的支持作用，所提供的信息有空間性和動態性特征，能為農業活動的進行提供決策性意見。

一、地理信息系統功能探究

（一）發展階段

與地理信息系統相關的理論有信息論、系統論和控制論，隨著時間的推移，這些理論已經深入人心。地學界的專家和學者在展開各項研究工作時，會經常用到這些理論。計算機技術的發展為GIS的應用提供有力支撐。社會在不斷發展進步，人類對資源的使用有了更大的需求，有很多發達國家已經開始清查自己國家現有的領土，為了良好完成這項工作，GIS技術的功能就需要滿足更高的要求。地理信息系統具備地圖交互編輯的功能，工作人員通過屏幕就能獲得地圖數字化信息。國家層面成立了一些與GIS技術相關的組織，為GIS技術的發展和應用奠定良好的基礎。地理信息系統能處理數據，也能科學分析空間，實現人機交互，還能把地圖信息輸入系統。市面上的一些計算機公司對地理信息系統的研究非常深入，覆蓋面也很寬泛。研發出了很多作為商品的地理信息系統軟件。這些軟件有用戶界面，也有多種數據的格式轉換接口。也有一些地理信息系統軟件能聯網使用，從而滿足用戶的二次開發要求[1]。

（二）成熟階段

上世紀90年代，業內人士對計算機軟件技術的研究獲得了重大突破，這也為地理信息系統的發展帶來了良好的機遇。GIS作為一種高科技產品被廣泛應用。在多媒體技術和Windows開發工具的支持作用下，研發了多窗口工作環境，用戶界面的功能也更加強大。上世紀90年代，人類成功發射了一系列的地球資源衛星，此時也出現了很多的星載傳感器，強化了地理信息系統的功能，也明顯提升了地面分辨率，這在很大程度上促進遙感技術獲得良好發展。獲得數據源的渠道在逐漸增加，功能開發對數據的需求也逐漸加大。在此條件下GIS技術的發展獲得有效促進，不管是方法還是技術水平都獲得了明顯提高[2]。

二、地理信息系統在農業上的應用

（一）在農用地評價和利用中發揮關鍵作用

在評價農用地的價值時，需要經過一個非常復雜的過程，完成任務有很大的工作量，而且還要有大量農用地資料的支持。GIS強大的功能體現在空間信息管理方面，在評價農用地的價值時，應用GIS技術會大大減少工作量。另外GIS技術還在農用地經濟、農用地適宜性方面發揮了非常關鍵的作用。收集土壤和土地空間信息，把這些信息調整為某一特殊格式，之后輸入至GIS系統。發揮空間分析功能的優勢，實現對空間疊置模型的有效利用。全面評估土壤的和土地的適應性，同時也實現對土壤質量的綜合評估。這些評估信息在土地利用、規劃和管理工作中能發揮十分關鍵的作用。比如在某地的土壤評估工作中，工作人員建立了土地資源評價信息系統，在完成這項工作時，網絡數據格式在其中發揮了十分關鍵的作用。在希臘，研究者使用GIS系統完成土地評價工作，生成了土地適應性系列圖，同時也生成了土地利用潛力圖。利用GIS系統的空間分析功能優勢，研發并推出土地定級空間分析軟件，專門用于完成城市土地分等定級工作。

（二）以氣候和生產為基礎的農業生產區域劃分

目前社會經濟水平在不斷提高，農業的發展也取得進步。在國家政府和各級人民的共同努力下，農村地區的經濟結構有了很大的改觀。在規劃農業氣候區的工作中，需要達到的標準是及時、有效、準確、直觀。要實現對農業生產和農村經濟結構的有效調整。隨著科技的進步，專業人士不僅能獲得非常精確的基礎地理信息資料，還能獲得地理信息系統軟件的支持作用。提高農業氣候區域規劃水平。能反應區域氣候條件的指標主要有三個，分別是積溫、地形情況和年降水量。對這三項指標進行量化需要用到地面網路系統和數學模式。對陸地衛星TM數據加以優化和壓縮處理，在此條件下完成新體復合操作。比如某地展開農業氣候區規劃工作，在種植沙田柚的土地上劃分區域，主要劃分成三種，分別是適宜區、較適宜區和不適宜區。比如在某次區域的劃分工作中，要起到優化沙田柚的種植效果的作用。在分析區劃的工作中，結合了ARC/INFO系統和ISODA程序，從農業生產所需要的條件和農業經濟狀況兩個角度出發，確定土壤、地形和氣候這三大指標。

（三）評價土地種植農作物的適宜性

評價作物種植的適應性，是以特定地域的適宜程度為依據，從而給出結論性評價。評價的特征是定性、定量和定位。對作物種植的適宜性作出評價，不僅能實現對自然資源的充分利用，還能有效挖掘土壤的潛力。提高農作物的產量。保證能在目前已有的基礎上實現對農作物總體布局的優化。增強區域經濟結構的發展能力，也增強區域生態環境的可持續發展能力。在農作物種植適應性方面應用GIS技術，農作物的生產常常與某一氣象條件有密切的關聯，因此在確定農業氣候區域的評價指標時，要以某一區域和某種植物為標準。充分發揮GIS技術的優勢，科學劃分農業氣候區域，為農業結構的調整工作提供科學依據。農業在發展的過程中，農業資源在其中發揮基礎作用。執行各種農業生產策略，要做好資源清查工作，這里所說的資源不僅有自然資源，還有社會資源，從實際的執行情況來看，這項工作要經過非常復雜的過程，需要把大量的時間和精力投入其中。有效結合GIS技術和RS技術，監測農業資源的數量和質量，以時空變化特征為依據，估算現有資源的有效價值。

三、地理信息系統在農業上的發展趨勢分析

GIS技術蘊含鮮活的生命力，有著非常廣闊的發展前景。在國內該技術的應用已經非常廣泛。在未來農業技術的發展趨勢主要有以下幾個方面的表現，首先是建立集成性的專家系統，具備人工智能的優勢，實現數據自動采集的目標?？梢赃\用該系統解決一些算法復雜的問題，從而有效擴展GIS技術的應用領域。

其次，有效結合GPS、GIS、RS技術，實現對空間決策系統的科學建立。在獲取和更新空間數據的工作中，RS技術能在其中發揮非常關鍵的作用。收集各種定位和定量信息，能保證這些信息實效性更強、準確度更高，此外該技術的監測范圍也很大。尤其是在監測資源環境的動態情況時，能保證數據的及時更新。從當前的發展情況來看，信息技術的發展有著很高的實效性，各項分析活動的進行也對數據信息有著迫切的需求。

最后，把WEBGIS作為基礎，成功建立應用系統。從當前的形式來看，GIS系統呈分布式結構，利用網絡這一基礎平臺，建立完善的WEB GIS系統，將該系統成功運用在全球信息基礎設施中。用戶通過該系統能成功獲得空間和屬性信息，從而成功建立專門的課題圖畫[3]。加大研究力度，有效開發GIS應用模型。應用模型能成功連接GIS應用系統和常規的專業的研究紐帶，豐富的專業知識是成功建立模型的基礎條件。

總結：綜上所述，地理信息系統在農業上的應用有三方面體現：在農用地評價和利用中發揮關鍵作用;以氣候和生產為基礎的農業生產區域劃分;評價土地種植農作物的適宜性。目前中國農業的發展仍然處于信息落后的不良現狀，應用GIS技術，不僅空間上的信息傳輸能力會有所增強，對農業信息的處理和分析也會更加可靠，有力促進我國農業發展快速走向現代化。

參考文獻：

[1]范坤.地理信息系統在農業中的應用[J].農業工程，2018，8（10）：47-49.

[2]姜婧菲. 基于GIS的資源環境審計關鍵技術方法研究[D].南京審計大學，2018.

[3]李登峰.地理信息系統在地質勘察方面的應用[J].世界有色金屬，2018（04）：187+189.