简析农业生态环境地理信息系统的设计与实现

何超

摘 要：随着互联网信息技术的推广应用，现代农业生产及生态环境管理等各方面也朝着高效化、信息化、智能化的方向发展。将计算机技术和“3S”技术相结合，设计了针对农业生态环境综合信息管理的地理信息系统，并阐述了系统设计目的、系统结构设计、系统功能以及系统在农业发展和生态环境管理中的应用实践。

关键词：农业生态环境；地理信息系统；系统结构设计；系统功能

中图分类号：S127 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.19.084

地理信息系统是以计算机系统（包括硬件系统和软件系统）为支撑，对包括大气层在内的地球表层进行相关数据的采集、分析、存储、管理等一些列活动的技术系统。农业生态环境指的是对农业生存发展有直接或间接影响作用的各类要素的统称，包括水资源、土壤资源、生物资源、气候资源等，是农业生存发展的重要基础和前提。对此，应用先进的信息系统进行农业生态环境的监测管理对促进农业发展有十分重要的意义。

1 系统设计目的

近几年，相关领域对农业生态环境方面的研究已取得十分显著的成效，相关的论文、著作也有很多，但是绝大部分是针对水文、植被覆盖、土壤等单因素的研究，并以书面报告形式将研究成果展示出来。在信息技术高速发展的社会环境背景下，这样单一的研究内容和研究形式已不能有效地满足农业发展需求。而农业生态环境是由多种因素共同组成的一个较为复杂的动态系统，在空间域与时间域上均是动态变化的，进而导致农业生产呈现明显的地域特征与季节特征，在很大程度上决定了农业生产空间布局与生产结构，也影响着农作物生产周期的长短、产量的高低与品质的优劣。当前，我国对农业生态环境信息系统的研究报道仍比较少，因此，为了顺应农业信息化发展的趋势，迫切需要建立农业生态环境地理信息系统，为农业管理的科学决策提供可靠的依据，以促进农业生产的健康可持续发展。

2 系统结构设计

系统设计主要根据系统的应用目的分为地理信息系统工具、专题地理信息系统和区域地理信息系统3个模块，整个系统的工作模式为：应用遥感、GIS和空间数据库技术进行某一个区域的农业生态环境信息数据的采集、储存、分类管理、运算分析和描述等活动，从而了解该区域农业生态环境在空间、时间上的动态变化发展情况，为该区域农业生态环境的检测评估、分析与管理提供科学、全面的数据支持。整个系统以GPS技术和RS技术为获取信息的主要技术手段，同时以常规技术为辅，采集不同来源、尺度的环境属性及空间要素信息，以GIS技术支持建立系统信息处理程序与用户服务界面，建立具有数据检索、运算分析等多种功能的农业生态环境信息数据库，并提供服务于系统用户的多个功能模块。在考虑农业生态环境适宜度的基础上进行系统业务流程设计、系统结构设计、功能模块设计、数据安全设计和系统权限设计等。

3 系统功能分析

3.1 基础地理信息功能

基础地理信息功能（基础功能）主要有遥感数据与地图数据显示功能，包括漫游、浏览、鹰眼导航、缩放、坐标查询与显示、区域选择、面积量算、距离量算等；属性数据查询、浏览功能；栅格图层和矢量图层综合管理功能；属性数据和空间数据的联动查询功能；系统和数据库的及时更新和日常维护功能等。

3.2 专题地理信息功能

专题地理信息功能主要有各类信息的查询功能，比如所选区域的土壤类型、历年月积温和降水情况信息查询；还有生态环境评价评价功能，主要是结合该区域各种农业相关因素，以生态环境的模糊数据为评价模型，在此基础上对该区域农业生态环境的适宜度进行评价分析，并及时修改、补充、更新相关的信息数据。

3.3 远程协作功能

系统还具备实时对话、收发图片等功能，方便户外实地勘察人员与室内工作人员实时沟通和相互协作，提高数据采集、资源分析管理等相关工作的效率。

4 系统应用实践

4.1 植被分析

通过系统获取的遥感数据对所选区域的植被指数，包括覆盖情况和分布情况等进行分析。

4.2 水文分析

首先通过数字制图技术与遥感技术建立一个水流域模型，然后再根据遥感数据对该区域的河流与湖泊分布、水深等水文条件进行分析。

4.3 土壤分析

同样是利用系统遥感技术对该区域的土壤水分、土壤盐碱度和沙化情况以及土地利用等土壤条件进行分析。

4.4 生态适宜度评价

主要根据系统对该区域的水文条件、土壤条件、植被指数等多种数据进行综合的分析，从而对该区域的生态适宜度进行合理的评价与划分。例如传统生态适宜度评价主要是根据经验对土地自然属性进行鉴定，再根据土地质量分级，在此基础上分析各类农作物在不同等级农用地中种植的优势和劣势。利用地理信息系统进行土壤条件的适宜度评价则是对土壤类型、土质、含水量、有机物成分及含量、磷氮元素含量等属性数据与空间数据进行整合分析，通过系统运算分析制成土壤适宜度评价分析图，然后对农作物种植的优劣进行单因素和多因素的全方位评价，最后通过综合比较法制订最优的土地利用方案。

4.5 农作物品种分析

不同农作物均分为不同的品种，各品种的生长环境条件也各有差异，对此可结合该区域理念农作物种植经验与系统生态适宜度评价数据为该区域的种子提供更加科学合理的品种选择、种植搭配方案，提高该区域的农业生产效益。

4.6 自然灾害监测与灾情分析

利用地理信系统的计算机技术、地理信息技术对该区域的农业灾害进行有效的监测、评估和分析，从而为政府及相关的组织部门提供科学可靠、及时、有效的灾情信息，为灾情的预防、急救和减少损失的有关措施的制订提供科学的依据，最大限度地减少灾情对农业生产的损害。

5 结束语

当今时代是信息化时代，信息技术更新换代的周期越来越短。只有紧跟时代发展的步伐，才能有效促进社会经济的发展。农业生产发展是我国民经济发展的重要支柱之一，积极引进信息科技对促进农业的现代化、信息化发展非常关键。农业生态环境地理信息系统具有多种功能，可应用在水文分析、土壤分析和农业生态适宜度分析等各方面，具有很高的应用价值。

参考文献

[1]刘曼丽.浅谈地理信息系统及其在农业领域的应用[J].科技创新与应用，2016（13）：297.

[2]李慧，蔡昭权.基于GIS的农业资源信息系统设计与实现[J].福建农业学报，2016（03）：308-313.

〔编辑：刘晓芳〕