基于GIS的玉米生長及環(huán)境數(shù)據(jù)管理研究

崔慧慧（山東省東營市利津縣農(nóng)業(yè)農(nóng)村局農(nóng)業(yè)綜合服務(wù)中心，山東 東營 257400）

如今，糧食安全已經(jīng)成為國家戰(zhàn)略，事關(guān)民生問題和社會發(fā)展。為此，中國在農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)方面逐步加大投入，積極發(fā)揮智慧農(nóng)業(yè)的優(yōu)勢功能，使之實(shí)現(xiàn)由傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)向智慧農(nóng)業(yè)的跨越。玉米作為中國的主要農(nóng)業(yè)產(chǎn)品，具有悠久的種植歷史，在中國具有極為廣泛的分布，其屬于食品、養(yǎng)殖、畜牧等產(chǎn)業(yè)的主要原料，發(fā)揮著不可替代的作用。隨著市場需求的持續(xù)擴(kuò)大，玉米種植無論是規(guī)模上還是技術(shù)需求上，均達(dá)到了前所未有的高度，急需更為有效的技術(shù)給予支撐。為此，將GIS系統(tǒng)應(yīng)用其中，無疑將有助于智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。

1 GIS系統(tǒng)基本概述

地理信息系統(tǒng)（Geographic Information System，GIS）屬于現(xiàn)代信息技術(shù)的范疇，其主要利用計(jì)算機(jī)技術(shù)、地理科學(xué)、遙感技術(shù)及信息科學(xué)的整合，構(gòu)建起完整的信息技術(shù)應(yīng)用系統(tǒng)，可采取圖像數(shù)據(jù)的方式，為使用者提供明確的位置坐標(biāo)，利用各圖形之間的拓?fù)潢P(guān)系，獲取相關(guān)的管理信息，大幅提升測量的效率[1]。目前，GIS系統(tǒng)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用日益廣泛，可以利用GIS系統(tǒng)所采集的信息，實(shí)現(xiàn)對農(nóng)作物生長及環(huán)境數(shù)據(jù)的實(shí)時掌握，包括作物特征信息、土壤信息、氣象數(shù)據(jù)等。

在GIS系統(tǒng)的應(yīng)用中，主要涉及了Leaflet技術(shù)和Echarts技術(shù)等[2]。其中，Leaflet屬于一種開源的地圖庫，依托Map加載地圖，并以瓦片的形式加載圖層，并且可以在相關(guān)的圖層實(shí)施豐富的操作，其優(yōu)勢在于能夠保持信息的完整性，實(shí)現(xiàn)繪制點(diǎn)線面，測量面積等操作。Echarts技術(shù)也屬于開源的前端數(shù)據(jù)可視化圖表庫，其層利用的是矢量圖形庫ZRender，利用圖表容器及組件的形式加載圖表控件，展現(xiàn)出較強(qiáng)的兼容性，能夠形成全面且原始的數(shù)據(jù)，有效提升了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理的效率，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供充足的參考。

2 基于GIS的玉米生長及環(huán)境數(shù)據(jù)管理方法

2.1 種植區(qū)位生長信息數(shù)據(jù)管理

基于GIS系統(tǒng)，玉米種植區(qū)域以及生長信息均可以獲得有效的規(guī)劃和保障。如利用Leaflet前端渲染繪圖，以及衛(wèi)星繪制的地塊矢量圖層，實(shí)施相應(yīng)的函數(shù)處理，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)記錄與實(shí)際地圖間的整合，借助圖象獲得相關(guān)區(qū)域的玉米生長信息[3]。隨后，再利用Echarts動態(tài)制表展示，技術(shù)人員利用地圖控件實(shí)施點(diǎn)線面操作，用以測量圖形中的面積，達(dá)到準(zhǔn)確測量的結(jié)果。另外，在專題圖的應(yīng)用中，可以依據(jù)玉米在某一屬性時間及空間尺度上的變化，通過作物區(qū)域顏色的變化，建立相關(guān)的固定亮度（S）和飽和度（L）判斷模型，從而對玉米的生長信息進(jìn)行判斷[4]。

2.2 土壤水分溫度分布數(shù)據(jù)管理

玉米種植土壤結(jié)構(gòu)對于其產(chǎn)量和品質(zhì)具有顯著影響，因此需要對土壤水分、溫度等分布信息實(shí)施管理?；贕IS系統(tǒng)，可以建立土壤水分、土壤溫度等動態(tài)監(jiān)測模型，根據(jù)采集的數(shù)據(jù)分析，其土壤水分含量與土壤深度密切相關(guān)，會因其深度增加而增加。在不同的時間區(qū)間內(nèi)，其土壤水分含量、溫度等變化不一致，其會因深度的增加而降低。據(jù)此，為玉米種植管理提供了極大便利，可以實(shí)時實(shí)現(xiàn)對產(chǎn)區(qū)土壤水分、溫度的監(jiān)測，根據(jù)數(shù)據(jù)顯示，通常在6月份土壤水分較低，7月上旬水分含量較高；土壤溫度在6月上旬最低，7月上旬最高。

2.3 種植區(qū)域氣象數(shù)據(jù)分析管理

氣象條件對于玉米種植具有重要影響，在玉米的種植過程中需要依賴GIS系統(tǒng)，突出對氣象條件的監(jiān)測，以獲取玉米種植區(qū)域的氣候特征信息，為種植區(qū)域規(guī)劃提供支持和參考。實(shí)踐中主要利用統(tǒng)計(jì)分析方法，包括平均值、最大值、最小值、標(biāo)準(zhǔn)差、累計(jì)值線性回歸分析及時間序列分析等，用以預(yù)測氣象條件的變化特點(diǎn)及規(guī)律[5]?？梢越Y(jié)合全國742個基本氣象站點(diǎn)的信息，實(shí)施準(zhǔn)確地分析和判斷，利用氣象數(shù)據(jù)的有效監(jiān)測，保證玉米種植區(qū)域的安全，降低災(zāi)害性氣候所帶來的影響，滿足玉米種植需求。

3 結(jié)語

總體而言，伴隨玉米種植需求的增加，應(yīng)用現(xiàn)代信息技術(shù)實(shí)施種植管理，已經(jīng)成為智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展的新特征。因此，在玉米種植中運(yùn)用GIS系統(tǒng)實(shí)施輔助，能夠大幅提升玉米種植的保障功能，優(yōu)化和彌補(bǔ)傳統(tǒng)的生產(chǎn)管理方式，實(shí)時掌握玉米種植的動態(tài)信息，全方位地實(shí)施科學(xué)監(jiān)測，實(shí)現(xiàn)種植效率和質(zhì)量的提升。