地理信息系统在乡村振兴中的应用研究

韩舒婷

辽宁师范大学地理科学学院，辽宁 大连 116000

0 引言

随着我国社会经济的快速发展，乡村振兴战略成为我国重要的发展战略之一［1］。实施乡村振兴战略旨在完善乡村基础设施建设、提高农民收入水平、提升乡村公共服务水平，进而促进乡村经济持续增长，实现城乡协调发展［2］。地理信息系统（Geographic Information System，GIS）作为一种集地理空间数据采集、存储、管理、分析及展示于一体的技术工具，具有数字化、系统化、科学化等特点，是一种契合乡村建设需求的重要工具［3］。因此，简要介绍GIS 的基本应用原理，阐述GIS 应用于乡村振兴的积极意义，并重点分析GIS 在乡村振兴中的重要应用。

1 GIS的基本应用原理

GIS 主要是通过整合地理信息，并以可视化的方式展示地理空间关系，从而提供深入的空间分析、有效的决策支持和科学的问题解决方法［4］。

第一，GIS 的核心是对相关数据进行整合，包括地理空间数据（卫星影像、地图、GPS轨迹等）和属性数据（人口统计、土地用途等），并利用数据库管理系统存储和检索数据，以确保数据的一致性和可靠性［5］。第二，GIS 是基于空间分析（缓冲区分析、叠加分析、路径分析等）来揭示不同地理要素之间的空间关系，包括距离、方向、相对位置等。这些工具使规划者能够对地理数据进行深度挖掘，了解地理表象之下的本质［6］。第三，GIS 主要通过地图的形式将地理信息以可视化的方式呈现出来，涉及地图投影、符号学、图层管理等技术，以确保地图表达清晰、准确。地图是GIS最直观的表达形式，其将复杂的地理数据简化成易于理解的图形，帮助规划者更好地理解地理现象。

总体而言，GIS 作为一种跨学科的技术系统，其核心在于整合地理空间数据、进行空间分析，并通过地图展示分析结果。在乡村振兴的进程中，GIS 在多个方面显现出积极意义，突破了传统乡村建设的部分局限，为人们在乡村建设中更好地理解和利用地理信息提供了强大的工具和方法。

2 GIS在乡村振兴中的应用意义

2.1 提高乡村振兴工作的精准性与高效性

利用GIS的地理空间数据采集、整合和分析功能，可为乡村建设提供精准的地理信息。该技术不仅在数据采集方面具有显著优势，而且在很大程度上改善了以往在数据处理、分析和可视化方面的某些局限，提高了乡村振兴工作的高效性。

第一，在数据采集方面，相对于传统的手工测量和绘制地图的方法，GIS 采用卫星遥感、航拍等先进技术，大幅度提高了数据采集的速度和精度［7］。同时，传感器技术的进步促使GIS 能够更全面、迅速地获取地理信息，且不再受传统数据采集中人为误差的影响。这表明GIS可以帮助规划者可以更准确地了解乡村的地理特征，从而为其决策提供更加精确、可靠的基础数据。

第二，在数据整合方面，GIS 有效破解了以往存在的数据孤岛问题。在传统的乡村数据管理中，各部门、各类数据往往相互独立，难以形成一个全面的地理信息系统。然而，GIS 可将不同来源的数据整合到一个统一的平台上，形成一体化的地理信息数据库。这种整合不仅节省了数据管理成本，而且极大地提高了数据的综合利用价值，使规划者能够更为透彻地用整体与联系的观念解决乡村建设中的要点问题，达到精准高效建设。

第三，在空间数据分析方面，GIS 不仅通过高级的空间分析工具改变了以往的某些局限，更提供了传统手段无法匹敌的效率［8］。传统的数据处理和分析可能受限于数据量庞大时的效率问题，而GIS可以更快速地进行空间分析，从而加速规划者对乡村建设中各种复杂问题的理解，为其决策提供及时的支持。

2.2 降低乡村建设成本

在乡村振兴的进程中，GIS 可在多方面实现人力、物力、财力等成本的减少。第一，人力成本方面。传统的地理信息收集和处理需要大量的人力投入，而GIS可简化这一过程，其可利用卫星遥感、航拍等技术迅速、自动地采集大量的地理信息，具有自动化和高效性等优势。第二，物力成本方面。传统的数据处理和绘图需要大量物质资源保证，而GIS 利用计算机完成信息处理，同时数字化的地理信息又可在计算机中进行存储、传输和分析，极大地减少了对传统物质资源的依赖。第三，财力成本方面。通过利用GIS 空间分析工具，人们能够更精准地制定乡村振兴策略，最大限度地避免无效、低效的资金投入，实现财政的有效投入和有效利用。综上，GIS 的应用不仅可缓解部分乡村地区由于特殊环境与物质条件而受到的局限，而且可在实际层面上为乡村建设提供更经济、高效的工作方式。

2.3 优化乡村振兴产业布局

在乡村振兴战略实施中，GIS 的应用并不只限于乡村地理信息浅层收集分析，更是可优化乡村产业布局，促使农村产业链更为完善，最终实现协同发展［9］。第一，利用GIS空间数据采集功能，可以帮助规划者更加清楚地了解乡村的资源分布、土地利用状况及农业结构等关键信息［10］，从而帮助其制订更加科学合理的产业发展规划。例如，规划者可根据村庄土地利用情况，合理规划农田分布，提高农业生产效益。第二，利用GIS 空间分析功能，可以帮助决策者确定新兴产业发展的最佳区域，推动农村经济多元化发展等［11］。总之，GIS 逐渐成为实施乡村振兴战略不可或缺的有力工具，在建设宜居宜业和美乡村中发挥了不可或缺的作用。

3 GIS在乡村振兴中的应用领域

GIS 作为一种集成地理信息采集、空间分析和数据可视化于一体的技术，在乡村振兴的多个领域中发挥着重要作用，为乡村振兴注入了新的活力与智慧。

3.1 基础设施规划与建设

随着乡村振兴战略的推进，GIS 正成为乡村基础设施规划与建设中不可或缺的利器。

在乡村振兴过程中，开展合理的基础设施规划与布局至关重要。利用GIS 可以整合地理数据，包括地形、土地利用、人口分布等信息，并有助于分析识别出适合建设道路、桥梁、交通枢纽等基础设施的最合理位置。通过对地理数据图层叠加和分析，规划者可以在地图上展示不同要素的关系，从而更好地规划基础设施的布局，确保乡村社区的连通性和便利性。

乡村建设规划过程中需要合理配置有限的资源，包括土地、资金和劳动力等资源。利用GIS 可以集成各类资源数据，如土地类型、土地利用现状、农田质量等，帮助规划者了解每一块土地的潜力和限制，以便其在农业用地、居住建设用地等之间进行科学的资源配置［12］。同时，规划者可以利用GIS合理确定农业用地、产业用地和生态用地的分布，促进乡村可持续发展。

在乡村建设过程中，自然灾害可能对基础设施造成威胁，因此需要进行风险评估和应急规划。利用GIS 可以整合历史自然灾害数据、地形、气象等信息，创建风险地图和潜在灾害影响区域，帮助决策者了解哪些区域更容易受到自然灾害的影响。基于这些数据，可以进一步规划安全区域、应急避难所，并制订相应的应急计划，以减轻灾害对基础设施和社区的损害。

GIS 在基础设施规划与建设方面有广阔应用前景。利用空间分析、资源优化和风险评估等手段，政府部门能更加智能、科学地规划乡村基础设施，优化资源配置，提前预防自然灾害的影响，从而为乡村振兴提供坚实的基础支持。

3.2 农业现代化

GIS 以其技术优势在农业现代化建设中扮演重要角色。第一，利用GIS可以实现精准收集数据。例如，利用卫星遥感、无人机图像及地面传感器可以获取关于土壤特性、植物生长状态和水分状况的详细信息，这些数据被整合到GIS 系统中，可以创建出精确的农田地图。基于这些地图，农户可以制订精准的施肥和灌溉计划，确保资源得到合理利用。第二，利用GIS能够实时监测农作物的生长情况。通过与历史数据对比，农户可以了解作物的生长趋势，及早发现异常情况。如果某个地区的作物生长远远低于预期，农户可以立即采取措施，如调整灌溉、施肥方案或进行病虫害防治，以最大限度地减少产量损失。第三，利用GIS有助于农产品供应链可视化管理。现代农业中农产品的流通渠道非常复杂，从农田到消费者的餐桌，涉及多个环节，如收获、运输、加工和分销。而利用GIS 可以实现供应链的可视化管理，帮助各个环节更好地协调合作，提高效率。例如，利用GIS 可以追踪和记录农产品的来源和去向，有助于食品安全和质量控制。同时，利用GIS 可以优化配送路线，降低运输成本，减少对环境造成的影响，确保农产品能够高效地送达市场，满足消费者需求［13］。

GIS 在农业现代化中的应用具有深远影响。通过精准农业生产管理和供应链管理，GIS 可以在乡村振兴中发挥关键作用，提升农业效益，助力农村经济可持续发展。

3.3 生态环境保护与治理

GIS 在乡村生态环境保护与治理方面，也扮演着关键角色，为实现可持续发展提供了全面而深入的支持。

3.3.1 自然资源管理

利用GIS可整合多种地理数据，如土地类型、地形地貌、水资源分布等，形成准确且高分辨率的地图，将乡村地区的自然特征以可视化的形式呈现。这些地图提供了宝贵的信息，可帮助规划者更好地了解土地的潜力、限制及自然资源的分布情况。例如，利用GIS可以分析土地的适宜性和可利用性，进而引导规划者进行合理的土地利用规划，将农田、生态保护区和工业用地合理分布，以保障生态平衡和可持续发展。

3.3.2 环境监测与评估

乡村居民的健康和生活质量与当地的环境质量息息相关。利用GIS可以获取环境监测站点的数据和卫星遥感信息，能够实时监测空气质量、水质情况、噪声水平等环境参数。而后，可将这些数据整合到GIS 系统中，生成环境状况的热力图和分布图，为决策者呈现问题的空间分布趋势。同时，政府可以借助这些数据科学制订相应的环境保护策略，监管排污源，减轻环境污染对居民和生态系统造成的影响。

3.3.3 生态修复规划

在绿色乡村建设中，生态环境的恢复与修复至关重要。利用GIS可以对土壤质量、植被覆盖、地形地貌等数据进行综合分析，为决策者制订生态修复方案提供科学依据［14］。例如，在湿地保护方面，可以利用GIS描绘湿地分布图，并结合地区水文数据，提出合理的湿地恢复策略，如人工湿地建设、植被恢复等，进而促进生态系统健康发展。

GIS 可以在生态环境保护与治理方面为乡村振兴提供深入而全面的支持。规划者利用GIS可以更好地了解乡村地区的自然状况，制订可持续的土地利用、环境保护和生态修复措施，从而实现乡村振兴与生态文明建设的双重目标。

3.4 巩固脱贫攻坚成果

在乡村振兴中，巩固脱贫攻坚成果是十分重要的一环。GIS 作为一个强大的空间信息技术工具，可通过精准数据采集、综合分析和智能展示，实现对返贫地区和困难户的准确识别，为防止返贫动态监测提供科学支撑［15］。利用GIS可以对农村地区的空间数据进行深入分析，识别出返贫地区的特征和问题，如自然环境、交通条件、产业结构等，有针对性地制定政策，从而进行常态化帮扶。同时，利用GIS 可实现对返贫地区资源和资产的全面管理。利用GIS 的存储和管理功能，政府可以建立起覆盖贫困地区的地理信息数据库，收集和整合各类资源信息，包括土地资源、水资源、人力资源等。同时，利用GIS可以将困难户的家庭信息、收入情况等纳入数据库，帮助政府全面了解返贫地区的资源状况和贫困户的实际情况，为制订更加精准的措施提供依据。未来，还可以将GIS 与其他信息技术手段相结合，如人工智能和大数据分析，对脱贫地区的发展潜力进行预测和评估。利用GIS 开展智能分析，还可以识别出哪些产业对促进经济欠发达地区发展具有潜力，为培育特色产业等提供指导［16］。

4 展望

GIS 在乡村振兴的各领域都具有极高应用价值。通过广泛应用GIS，政府部门可以更好地把控全局，制定科学的决策，推动乡村振兴战略落地生根。未来，GIS 在乡村振兴中的应用还有很大的潜力，也具有更多的应用空间。

第一，加强地理信息采集工作。随着技术的不断进步，GIS 数据获取将变得更加精准和高效。政府可以利用无人机等技术手段，实现对农村地区更全面、多角度的监测和调查，为乡村振兴战略实施提供更精准的数据支持。在未来的GIS 应用中，政府可以通过进一步完善地理信息数据库，建立覆盖全国各地的乡村信息网络。这将有助于政府及时掌握各地乡村的发展状况和需求，制定更加科学的政策。

第二，加强GIS 与其他信息技术的融合应用。例如，可将人工智能和大数据技术相结合，通过对海量数据的智能分析，实现对农村经济、农产品市场需求、农民收入等方面的深入研究和预测，帮助规划者制定科学的规划［17］。这将有助于提高决策的科学性和针对性，推动乡村振兴战略更好地适应市场需求和农民期望。这些技术的应用可以高效推动乡村建设的现代化步伐，为乡村振兴战略的实施提供更加科学、精准的支持。

GIS 在乡村振兴中的应用具有广泛的前景和巨大的潜力。随着技术的发展和应用水平的提升，GIS将在乡村振兴中扮演更加重要的角色。各地政府可以鼓励社会各界参与GIS 的应用和创新，提供技术支持，共同推进乡村振兴战略的实施。此外，有关GIS应用的法律和政策保障仍有待完善。政府需要持续完善相关的政策法规，明确地理信息数据的获取、使用和保护规范，保障信息安全和隐私保护。同时，要加强GIS 相关人才的培养和队伍建设，提高相关从业人员的专业技能和水平，保障GIS 在乡村振兴中的合理高效利用。

5 结束语

GIS 在乡村振兴中具有重要的应用价值。通过加强GIS 在乡村振兴中的应用，规划者可以更高效制定科学的决策，推动乡村振兴向着全面建设社会主义现代化国家目标不断迈进。随着技术的不断发展和创新，相信GIS在乡村振兴中的应用领域将越来越广泛，为建设美丽乡村、实现全面小康、全面建设社会主义现代化强国贡献更大的力量。