GIS在农业资源中的应用

GIS在农业资源中的应用 GIS技术在农业资源管理中的应用 摘 要:本文主要对GIS技术在农业资源管理中的应用进行了一些介绍，并对农业地理信息系统存在的一些问题提出了相应的措施。 关键词:GIS 农业 地理信息系统GIS(Geographic Information System)是六十年代中期开始发展起来的新技术。它最初为解决地理问题而起，应用范围仅限于某些专业。随着信息技术的发展、遥感技术的推广、社会信息化进程的加速和计算机软硬件水平的提高, GIS的应用范围扩大到社会信息服务领域，被广泛应用于地质勘探、卫星遥感、军事地形、电力输油、旅游气象、GPS卫星定位、通讯、旅游、房地产等行业，在自然资源管理、规划和信息服务方面发挥了重大的作用。在农业上，地理信息系统也占有重要的位置。本文根据农业地理信息系统的作用和农业地理信息系统建设和完善，从建立农业信息库、农业资源动态监测、农业管理、分析与决策支持、精准农业示范等几方面描述，农业地理信息系统为农业的布局、生产，收获、管理等提供服务，为“三农”事业的发展，人民幸福，国家安定，世界和平做了重大的贡献。 1 农业地理信息系统概况 农业地理信息系统就是要将遥感、地理信息系统、全球定位系统、计算机、自动化、通信和网络等技术与地理学、农业、生态学、植物生理学、土壤学等基础学科紧密地结合起来，形成一个包括对农作物、土地、土壤从宏观与微观的监测，农作物生长发育状况及其环境要素的现状进行定期的信息获取以及动态分析和诊断预测，耕作措施和管理在内的信息系统。将传统的农业生产管理提高到一个以快速调查和监测、适时诊断和分析、高效决策和管理为标志的全新的与信息时代相适应的现代化农业的新阶段。它包括建立农业信息库、农业资源动态监测、农业管理、分析与决策支持、“精准农业”示范等几个部分 2 农业地理信息系统的作用 农业在中国的国民经济中起着举足轻重的作用,可是目前中国的农业还比较落后,而信息的缺乏是制约中国农业发展的瓶颈.信息农业是农业现代化的重要发展方向之一.Internet的迅速发展,给农业生产管理者和农民提供了一个广阔的信息资源空间. 农业地理信息系统以计算机技术为基础的，以遥感技术、地理信息技术、全球定位技术、人工智能技术和网络技术为支撑而建成的，集农业信息采集、发布、预告、决策为一体，建立农业数据库。以Internet为平台、以GIS和Web技术为手段,为农业管理部门和农业生产人员提供一个共享的of the enemy's attack. Troops, and troops were scattered, Qian Kangmin, Commander, Deputy Commander Ding Bingcheng and others heroic martyrdom. Turk foreign "resistance" members for the evacuation. Since then, Wujiang County Government District long Zhang Pinquan was killed by the Japanese. CPC jindapeng, Xiao Xin was trying to recommend thinking 农情信息窗口,对农业生产、经营和管理的信息化起到一定的推动作用.它可指导农业生产，促进农业现代化，推动农业的高产丰收，为“三农”服务，为社会贡献。 2.1建立农业信息库 利用农业地理信息系统，通过遥感数据采集信息，对地面卫星接收站传回的遥感数据进行处理、入库，接受和处理GPS数据，接收和处理人工报送数据，建立农业信息库。整理为土地利用、地形地貌、遥感影像等农业地图库，人口、农作物播种面积和产量、农业产值、农村基本情况等农业基本数据库，农作物长势、水旱灾害、病虫灾害等动态监测数据等。地理信息系统数据库在农业资源利用，水利资源设施建设，防洪抗旱等自然灾害，发挥着非常重要的作用。如防洪工程，具有空间特性，对这些复杂的工程进行管理是难度很大，常规的数据管理采用数据库及平面图形相结合的方式，这种方式只能表现工程的位置属性，不能显示工程的全貌，不够形象生动，缺少多媒体动画技术，如果运用先进的计算机地理信息技术及模拟现实技术，可把空间信息以三维立体模型的形式直观的表现出来给人以身临其境的感觉，同时把各种专题特征叠加到三维立体模型上，进行模型与特征属性的叠加分析，以空间图形为背景结合多媒体手段进行信息显示，就可真实、直观、动态地再现农业水利系统，河流河道及现状工程分布情况，将防洪工程在三维环境中精确地定位和描述，能够让人有一个全局的、明确的认识，有助于实现工程建设和管理的科学决策，这对于提高防洪工程管理水平，促进防洪决策科学化具有重要的意义。 2.2农业资源动态监测 利用农业地理信息系统，进行农业资源动态监测，主要有: 动态监测:对数据采集系统所收集到的数据进行处理、分析、分类，抽取出相关信息进行入库，如土地变化、种植面积和种类、农业气象监测:抽取出土地利用与变化、种植面积与种类、农业气象等信息入库。 可视化分析:通过空间查询，空间信息图文一体化报表等显示;通过设定时间、空间、属性条件进行统计，将空间信息统计结果以图文一体的报表输出;对各种空间关系进行分析，将分析结果以图文一体化的报表方式输出;专题图显示，提供多种样式的专题图显示，如点密度、等级符号、独立值、标签等，为管理决策提供参考。 of the enemy's attack. Troops, and troops were scattered, Qian Kangmin, Commander, Deputy Commander Ding Bingcheng and others heroic martyrdom. Turk foreign "resistance" members for the evacuation. Since then, Wujiang County Government District long Zhang Pinquan was killed by the Japanese. CPC jindapeng, Xiao Xin was trying to recommend thinking 通过信息系统，建立各种模型，对数据进行分析，输出分析结果，对农业资源核算、清查、评估，农作物的估产、长势，病虫害预测、诊断及应急，进行农业资源动态监测，决策分析，使农业生产向良性方面发展。 利用 GIS ， RS ， GPS 技术可在数字农业工程中发挥重要作用，采用 ArcGIS 和 ENVI 先进的技术，加上 GPS 技术，可在农业资源管理中实现如下领域的应用。 2.3精准农业示范 精准农业是当今世界农业发展的新潮流，也是面向21世纪高新技术农业发展的必然结果，目前还处于研究阶段。对农田信息采集、农业专家决策以及排灌、施肥控制方面进行示范点的建设。GIS平台的应用几乎可以贯穿农业应用的始终。目前国际上已经有85个国家在农业监测和管理中采用GIS软件产品，应用于管理作物生长、检测作物轮作工艺、设计水土保持等等方面。上海农委的GIS系统，应用在畜牧业管理、林业综合管理、化肥农药管理、农业气象动态监测等，在系统内建立同一的GIS信息交换平台。国内外对精准农业技术、地理信息系统技术有所深入研究，分析了精准农业地理信息系统，整合土壤采集、种植、管理、产量等，研究精准农业地理信息系统的技术体系，在此基础上进行土壤信息、种植信息、产量信息等相关信息的应用分析，为区域资源环境研究提供基础数据和变量决策等信息支持，以便资源合理配置，达到减低农业成本、增产、增收、保护环境的目的。 “精细农业”技术是用现代高新技术特别是信息技术来改造传统农业，在机械化的基础上，把地理信息系统( GIS )、定位系统( GPS )、决策支持系统、传感技术进行集成，定量获取农田小区作物产量和影响作物生长的环境因素(如土壤肥力、含水量、苗情、病虫草害等)实际存在的空间和时间差异性信息，分析影响小区产量差异的原因，采取技术上可行、经济上有效的调控措施，区别对待，按需实施定位调控的“处方农作”。在“精细农业”技术体系中， DGPS 的定位应用以及 GIS 的应用开发是实施“精细农业”实践的关键技术之一，即利用 DGPS 定位引导定量获取农田内作物产量和影响作物生长的环境因素的差异性信息，在 GIS 中利用各种空间分析方法生成差异性信息分布图，通过分析影响小区产量差异的原因，制定经济、合理的生产决策方案，生成作物管理处方图，指导农田定位作业。 山坡地的可持续发展研究关系当地的经济发展、环境保护，有着十分重要的意义。生态环境的好坏，直接影响着整个流域。流域的坡耕地分布状况与土地适宜性类型，区域内既有经济较发达的平原，也有经济欠发达的高原山区。目前在山坡地研究中，大多采用传统的实of the enemy's attack. Troops, and troops were scattered, Qian Kangmin, Commander, Deputy Commander Ding Bingcheng and others heroic martyrdom. Turk foreign "resistance" members for the evacuation. Since then, Wujiang County Government District long Zhang Pinquan was killed by the Japanese. CPC jindapeng, Xiao Xin was trying to recommend thinking 地丈量，手工圈绘等方法。在研究中针对这种情况，采用先进的地理信息系统( GIS )方法，通过空间分析、模型运算，对该地区的地理环境、土壤类型、土壤质地等进行了详细地分析研究，划分出该地区坡耕地分布范围，并对该地区进行土地适宜性评价，得到了较好的结果。 2.4农作物监测及估产 农作物的生长状况与产量是全社会都十分关注的问题，对每一种作物在生长过程中会发生什么问题，能取得什么样的收获，是国家管理部门和农民们在作物播种后到收获的一段时间内随时都想了解的。因此，长期以来对农作物产量的预测是农业系统的一项重要工作。随着科学技术的发展，预测的方法和手段逐步完善和提高，不但能较准确地估测出各种作物的最终产量，也能跟踪监测各类作物在不同生长期的长势，从而根据需要及时采取有效措施，对农作物的生长进行监控，保证当年产量的稳定增长。为了在农作物监测和估产中充分发挥和利用现代科学技术的成果，提高快速、准确、经济地获得监测和估产信息，为国家经济建设和农业生产服务，虽然农作物估产和监测技术与理论十分复杂，若干问题还有待进一步探索，但利用现有的遥感、地理信息技术和资料，从不同于传统的统计部门得到信息的途径，已经能够为决策部门提供辅助性的、快速的、客观的决策信息。 2.5农业气象服务 农业气象服务系统是在 GIS 和 RS 平台上开发的集农业气象、遥感应用于一体的业务运行系统。它集成了农业气象服务为城市“菜篮子、米袋子”服务的科研成果;建立了遥感、地学、气象、农情、社会经济统计等基础数据库;建立适应农业发展新需求的服务产品;将 GIS 分析功能应用于洪涝灾害监测、灾害损失评估、资源合理布局等领域，获取较好的服务效果。建立了下述分析模型。 1. 暴雨涝害和叶菜损失综合评估模型 2. 蔬菜生产资源综合评价模型 , 气候适宜性评价模型 , 土壤适宜性评价模型 , 暴雨承灾能力评价模型 , 区位优势评价模型 , 技术优势评价模型 of the enemy's attack. Troops, and troops were scattered, Qian Kangmin, Commander, Deputy Commander Ding Bingcheng and others heroic martyrdom. Turk foreign "resistance" members for the evacuation. Since then, Wujiang County Government District long Zhang Pinquan was killed by the Japanese. CPC jindapeng, Xiao Xin was trying to recommend thinking , 灌溉水污染评价模型 2.6农田监管 我国人多地少，耕地资源十分贫乏 , 人均耕地面积相当于世界平均数的四分只一，中低产田占三分之二。由于环境污染、水土流失等原因，耕地总体质量还在不断下降。随着国民经济持续高速增长，各项建设占用耕地的问题越来越突出，造成耕地、特别是优良耕地面积不断减少，人地矛盾不断加剧。因此，利用 GIS 和 RS 对基本农田进行特殊保护和监管刻不容缓。 2.7其他应用领域 绿色农业:进行绿色农业工程，对所有农田的土壤重金属含量进行 GIS 分析，对绿色农作物的生产进行决策。动物疫情管理:利用 GIS 技术，对重大动物疫情发生点进行直观有效的管理，并对动物疫情防扩散进行决策。植物病虫害分析:利用 GIS 和遥感技术，对植物病虫害进行分析，高光谱分析也是常用方法。土壤养分测定:利用遥感技术，进行土壤养分测定，为精确施肥服务。农田水淹没分析:利用 GIS 和遥感技术，实现农田水淹没分析，评估农田损失情况。 3 农业地理信息系统建设和完善 农业地理信息系统实际应用非常广泛，也非常重要，但目前技术水平和应用推广能力还很有限，需要进一步建设和完善。 目前，从研究和开发者的方面，需要提供尽可能完善的系统原型，使我们在应用中能够直观认识和体会到系统的功能和适应性。大多数研究和开发单位，在应用系统完成后，至多是做一个演示系统，并没有把它加以包装和完善，使其成为一个好的系统原型，提供参考应用。 发展我国GIS急需咨询业务。用户建立系统往往比较盲目，缺少咨询，缺少比较、缺少参考系统和系统建设经验。有必要尽快建立起我国的GIS咨询业务，为用户提供系统咨询和人员培训等服务。GIS与虚拟现实技术结合，提高了GIS图形显示的真实感和对图形的操作性。 民以食为天，食以农为本，发挥当代先进地理信息，遥感技术和发达的网络功能，推广应用地理信息系统，为农业现代化做出伟大的贡献。 of the enemy's attack. Troops, and troops were scattered, Qian Kangmin, Commander, Deputy Commander Ding Bingcheng and others heroic martyrdom. Turk foreign "resistance" members for the evacuation. Since then, Wujiang County Government District long Zhang Pinquan was killed by the Japanese. CPC jindapeng, Xiao Xin was trying to recommend thinking