六盘水市喀斯特山区特色农业三维综合信息系统
2014-03-28马云强张洪亮
马云强，张 军，张洪亮
(1.西南林业大学，云南 昆明 650224；2.云南大学 资源环境与地球科学学院，云南 昆明 650091) 3.贵州科学院，贵州 贵阳 550001)
农业是国民经济的基础产业。农业信息化(数字农业)是一个含义广阔的概念，是指农业全过程的信息化，涉及到农业生产、市场、消费以及农村社会、经济、技术等各个环节。其基于GIS的综合信息系统是数字农业的重要组成部分。数字农业在构建过程中，面临的首要问题就是要采集、存储、管理和处理海量的农业信息，GIS技术、遥感技术、信息技术为此提供了强大支持[1]。
贵州是喀斯特强烈发育的高原山区，是中国喀斯特分布面积最大、发育最复杂的一个省区，而且处于世界喀斯特集中分布的亚洲片区中心，喀斯特分布面积占全省面积的85%[2]。喀斯特山区特色农业是结合喀斯特山区的生态环境优势，发展与市场经济相适应的具有一定规模的特色农业产品，形成具有很强市场竞争力和显著经济效益的、产业化程度高的农业生产体系。六盘水是贵州省典型的喀斯特山区，特色农业的发展对六盘水市的农业具有相当重要的作用。本文基于地理信息系统的功能和特点，结合信息技术和遥感技术，初步构建了六盘水市喀斯特山区特色农业三维综合信息系统。
1 六盘水市喀斯特山区特色农业概况及特点
六盘水市位于贵州省西部、云贵高原一、二级台地斜坡上，地跨北纬25°19′44″～26°55′33″、东经104°18′20″～105°42′50″，总面积9 926km2；最高海拔2 900.6m，最低海拔586m，属于典型的喀斯特地貌，地势西高东低，北高南低，中部因北盘江的强烈切割侵蚀，起伏剧烈；土壤类型主要有黄壤土类、山地黄棕壤土类、山地灌木丛草甸土类、石灰土土类、紫色土土类、水稻土土类、潮土土类、沼泽土土类8种，土壤面积约622 020hm2(933.03万亩)，占土地总面积的62.74%；属北亚热带季风湿润气候区，受低纬度高海拔的影响，冬暖夏凉，气候宜人，年均温13～14℃；年降水量1 200～1 500mm，无霜期200～300天，由于地形起伏较大，局部地区气候差异明显。
六盘水是典型的喀斯特山区，山区石灰岩成土艰难、土层薄、水土流失严重，石漠化突出，山区经济发展缓慢，群众贫困面较大[3]。调整农业产业结构，着力发展特色农业，在加快工业化、城镇化的同时强力推进农业现代化，农业农村经济健康发展是目前六盘水市农业工作重点。为了科学合理规划、发展特色农业，充分利用特色农业资源，以及增强公众的参与，特色农业的招商引资的网络推广宣传，利用先进的GIS、互联网，及多媒体技术进行特色农业产业的适宜性评价、规划、以及展示平台；科学合理地进行主要特色农业产业(十大特色产业)的种植现状、适宜性评价、产业规划的多维显示，查询、分析[4]。
2 系统建设目标及意义
构建六盘水喀斯特山区特色农业三维综合信息系统主要实现以下目标：
(1)为六盘水市主要特色农业产业提供了科学、快捷、动态、多维的管理工具。
(2)在基于B/S架构的二维系统中对主要特色农业种植现状、适宜性评价、产业规划等信息进行了专题显示和动态交互查询，使其更具直观性、科学性、准确性[5]。
(3)在三维系统中利用三维地形和遥感影像反映真实地理特征，做到真三维的效果，在虚拟的三维地理环境中对主要特色农业种植现状、适宜性评价、产业规划的信息进行快速、直观地显示；可以使各级主管部门动态了解六盘水市喀斯特特色农业产业的真实情况，为六盘水市喀斯特特色农业产业调整提供决策支持，对产业进度进行有效地监督；同时加强六盘水市特色农业产业的对外宣传，大力推进六盘水市农业构建特色农业发展。
其主要意义体现在：其一，各级主管部门动态了解六盘水市喀斯特特色农业产业的真实情况，对产业进度进行有效地监督，有利于特色农业生产管理决策的科学化；其二，加强六盘水市特色农业产业的对外宣传和招商引资，有利于提高六盘水市特色农产品的竞争力；其三，有利于六盘水数字农业的推进。
3 系统设计技术路线
六盘水市喀斯特山区特色农业三维综合信息系统是采用3S技术、网络技术、多媒体技术、数据库技术等相结合的方式，将先进的信息技术(包括数据通信、计算机、地理信息系统等)有效地综合运用于六盘水市喀斯特特色农业的建设中。从而形成的一种精确、敏捷、高效、全方位覆盖的新模式，最终使主要特色产业更加规范化、科学化，促进“三农”的发展[6]。
根据系统的实际需求，系统设计和建设需要多项高新关键技术支持，以实现数据采集、数据传输、数据管理、数据分析及应用等。关键技术主要有：信息采集与处理技术、地理信息系统技术(GIS)、GPS卫星定位技术、RS遥感技术、大型空间数据存储和管理技术、中间件技术(MiddleWare)、数据融合技术(DataFusion)等。
系统是基于C#语言开发的，软件开发采用B/S架构，结合微软最新Silverlight5.0、ArcgisforSilverlight3.0API、GEPlugin技术。 采用ArcSDEPersonal、SQLServer2008数据库进行空间、属性数据的存储和开发，其核心技术路线如图1所示。
图1 系统设计技术路线图
Fig.1Technologyroadmapofsystemdesign
4 功能设计及实现
平台运用二维地图、三维地图、多媒体的形式，实现了猕猴桃产业、核桃产业、茶叶产业、油茶产业、中草药产业五大产业的产业现状、适宜性评价、产业规划数据的可视化、数据实时查询、统计、分析。
4.1 二维地图平台功能
以Silverlight富客户端的形式进行了软件功能的开发，以猕猴桃产业为例，数据主要包括猕猴桃产业的种植现状矢量图、适宜性评价矢量图、产业规划矢量图；六盘水市Alos卫星影像数据及六盘水的县区、乡镇行政区域图；属性数据包括县区、乡镇的猕猴桃统计结果数据，每一个图斑的类别、面积、所属乡镇以及现在的土地类型信息。功能主要实现了地图缩放、平移、导航工具、缩略图、图层控制、图例显示等基本功能以及种植现状、适宜性评价、产业规划的浏览、动态查询、地名定位、数据分析。
图2 专题主界面
Fig.2Thematicmaininterface
地图服务器端采用ArcGISServer10.1，Alos影像数据、以及各专题数据信息以FileGeodatabase格式存储，进行地图的发布。地图属性查询代码为：
ESRI.ArcGIS.Client.Tasks.FeatureSetFtset=e.FeatureSet；
this.myMapWindow.myMapTips.GraphicsLayer=MyGraphLayer；
System.Windows.Data.Bindingbinding=newSystem.Windows.Data.Binding()；
binding.Source=this.myMapWindow.MainMap；
binding.Path=newPropertyPath("[Name]")；
this.myMapWindow.myMapTips.SetBinding(ESRI.ArcGIS.Client.Toolkit.MapTip.TitleProperty，binding)；
if(Ftset.Features!=null&&Ftset.Features.Count> 0)
{
ESRI.ArcGIS.Client.Symbols.SimpleMarkerSymbolpMarkerSymbol=newESRI.ArcGIS.Client.Symbols.SimpleMarkerSymbol()；
SolidColorBrushmySolidColrBrush=newSolidColorBrush(Colors.Green)；
pMarkerSymbol.Color=mySolidColrBrush；
foreach(GraphicginFtset)
{
g.Symbol=pMarkerSymbol；
MyGraphLayer.Graphics.Add(g)；
}
4.2 成果展示功能
成果展示主要包括：全市概况，领导视察，产业信息，招商引资及相应专题的招商项目五大功能。
(1)全市概况主要包括全市的农业文字概况简介及产业数据表格；产业数据表格包含五大产业的种植现状、适宜性评价、产业规划3种类型的分乡镇、分县区和全市汇总表，其中适宜性评价数据又分为最适宜区域和适宜区域两种类型，双击统计表信息可以查看对比的柱状图和饼状图，直观地显现相应数据信息。
(2)领导视察及产业信息功能主要是对领导视察及相应专题的照片和视频进行展示，实现对外宣传的窗口。
(3)招商引资主要是进行六盘水市整体概况进行介绍包括自然环境，经济发展状况以及特色农业招商项目的展示，招商图片和招商视频等信息。
图3 成果展示功能
Fig.3Achievementfunctiondisplay
4.3 三维平台功能
三维地图服务平台基于GoogleEarthPlugin，建立了map3d.aspx的页面来进行三维地球的加载。具体代码如下：