基于WebGIS的農(nóng)業(yè)空間信息管理系統(tǒng)研究

1、1前言數(shù)字農(nóng)業(yè)空間信息管理平臺(tái)在數(shù)字農(nóng)業(yè)建設(shè)中處于核心地位,其開(kāi)發(fā)的目標(biāo)為:采用先進(jìn)的3S和空間數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù),以計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ),以數(shù)據(jù)庫(kù)為核心,建立一個(gè)集RS、GIS、GPS、MIS、ES等技術(shù)于一體,準(zhǔn)確、高效、快速、全面、規(guī)范的數(shù)字農(nóng)業(yè)空間信息管理平臺(tái)2,5。充分利用GIS的技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),使農(nóng)業(yè)資源信息采集、動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)、分析、管理、決策與空間信息管理融為一體,直觀、形象、動(dòng)態(tài)地顯示各種農(nóng)業(yè)資源的空間分布狀況以及變化趨勢(shì)等。分析農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展與各種農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)要素之間的內(nèi)在聯(lián)系,對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)行為和農(nóng)業(yè)布局做出科學(xué)合理的分析評(píng)價(jià),為農(nóng)業(yè)決策部門(mén)、管理部門(mén)和有關(guān)機(jī)構(gòu)提供農(nóng)業(yè)資源管理與決策支持的手段,為

2、社會(huì)提供全方位的農(nóng)業(yè)地理信息服務(wù),從整體上提高農(nóng)業(yè)工作的科學(xué)化、規(guī)范化水平。2國(guó)內(nèi)外WebGIS的應(yīng)用現(xiàn)狀GIS(Geographic Information System是在計(jì)算機(jī)支持下對(duì)空間和非空間信息進(jìn)行采集、輸出、存儲(chǔ)、分析、轉(zhuǎn)換、顯示、復(fù)合與分解等,并為用戶提供決策支持的綜合性技術(shù)3。WebGIS作為GIS的一種特殊應(yīng)用領(lǐng)域,它使全球范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)地理信息共享成為現(xiàn)實(shí)2。它可以讓Internet用戶不需要購(gòu)買(mǎi)GIS軟件,就可以通過(guò)WWW瀏覽器訪問(wèn)GIS應(yīng)用系統(tǒng)的各種功能;讓行政管理、教育、商業(yè)、公共服務(wù)等行業(yè)可以充分利用地理信息,在Internet上提供更加高質(zhì)量、高效率的服務(wù);還可以促

3、進(jìn)開(kāi)發(fā)利用地理信息,提供在線地理信息有償服務(wù)的商業(yè)活動(dòng);可以利用WebGIS實(shí)現(xiàn)跨地區(qū)大范圍的地理信息獲取與管理;甚至可以建立大范圍的實(shí)時(shí)GIS應(yīng)用系統(tǒng),如房地產(chǎn)、油氣管理、土地和地籍管理、水資源管理、環(huán)境監(jiān)測(cè)、資源合理利用、智能交通管理、跟蹤污染和疾病的傳播區(qū)域、商業(yè)選址、市場(chǎng)調(diào)查、移動(dòng)通訊、民用工程、城市管線管理、在線政府公共信息服務(wù)等。輸出、存儲(chǔ)、分析、轉(zhuǎn)換、顯示、復(fù)合與分解等,并為用戶提供決策支持的綜合性技術(shù)。WebGIS作為GIS的一種特殊應(yīng)用領(lǐng)域,它使全球范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)地理信息共享成為現(xiàn)實(shí)。它可以讓Internet用戶不需要購(gòu)買(mǎi)GIS軟件,就可以通過(guò)WWW瀏覽器訪問(wèn)GIS應(yīng)用系統(tǒng)的各基

4、于WebGIS的農(nóng)業(yè)空間信息管理系統(tǒng)研究馬健,謝能付(中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)信息研究所,北京100081摘要:面向農(nóng)業(yè)的WebGIS技術(shù)是當(dāng)前“數(shù)字農(nóng)業(yè)”研究的熱點(diǎn)。本文闡述了網(wǎng)絡(luò)地理信息系統(tǒng)應(yīng)用于農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的重要性,介紹了WebGIS系統(tǒng)的應(yīng)用以及在農(nóng)業(yè)方面的發(fā)展現(xiàn)狀。重點(diǎn)綜述了目前主流的WebGIS系統(tǒng)的特性以及如何選擇GIS產(chǎn)品。關(guān)鍵詞:WebGIS;農(nóng)業(yè)空間信息管理;數(shù)字農(nóng)業(yè)中圖分類(lèi)號(hào):S216文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編碼:1672-6251(200711-0039-03 Research on WebGis-based agriculture spatial information manage

5、ment systemMA Jian,XIE Neng-fu(Agricultural Information Institute,CAAS,Beijing100081,ChinaAbstract:Agriculture WebGIS technology is a hot topic in current digital agriculture research.The article describes the importance of Web geographical information system applied into agriculture domain,and WebG

6、IS application and its development in agriculture domain.Current WebGIS product and how to choose one is presented in more detail.Key words:WebGIS;Agriculture geographical information system;Digital agriculture收稿日期:2007-09-19基金項(xiàng)目:國(guó)家科技支撐計(jì)劃(2006BAD10A06;中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)信息研究所基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)專(zhuān)項(xiàng)項(xiàng)目(2007211作者簡(jiǎn)介:馬健(1981-,男

7、,研究實(shí)習(xí)員,研究方向:農(nóng)業(yè)信息技術(shù)。種功能;讓行政管理、教育、商業(yè)、公共服務(wù)等行業(yè)可以充分利用地理信息,在Internet上提供更加高質(zhì)量、高效率的服務(wù);還可以促進(jìn)開(kāi)發(fā)利用地理信息,提供在線地理信息有償服務(wù)的商業(yè)活動(dòng);可以利用WebGIS實(shí)現(xiàn)跨地區(qū)大范圍的地理信息獲取與管理4;甚至可以建立大范圍的實(shí)時(shí)GIS應(yīng)用系統(tǒng),如房地產(chǎn)、油氣管理、土地和地籍管理、水資源管理、環(huán)境監(jiān)測(cè)、資源合理利用、智能交通管理、跟蹤污染和疾病的傳播區(qū)域、商業(yè)選址、市場(chǎng)調(diào)查、移動(dòng)通訊、民用工程、城市管線管理、在線政府公共信息服務(wù)等。目前,互聯(lián)網(wǎng)上已經(jīng)出現(xiàn)了許多基于WebGIS的地理信息系統(tǒng)應(yīng)用實(shí)例。國(guó)外一些著名的GIS軟

8、件開(kāi)發(fā)商的網(wǎng)站上已經(jīng)使用了WebGIS技術(shù),如ESRI的網(wǎng)站以及Maplnfo的網(wǎng)站等。在國(guó)內(nèi),WebGIS的應(yīng)用主要體現(xiàn)在兩大領(lǐng)域:Internet和Intranet。近年來(lái),Internet 上的應(yīng)用發(fā)展得很迅速,例如上海市靜安區(qū)政府網(wǎng)站和徐匯區(qū)政府網(wǎng)站提供給市民的公共服務(wù)GIS系統(tǒng)2,包括了區(qū)內(nèi)的電子地圖、企事業(yè)單位信息、樓宇信息、交通路線等。北京靈圖公司的“51地圖”網(wǎng)站,北京圖行天下信息咨詢有限公司的“圖形天下”網(wǎng)站均提供了全國(guó)各大城市的數(shù)字地圖查詢、交通信息、旅游信息和購(gòu)物信息等功能。而各種專(zhuān)業(yè)信息網(wǎng)站例如房地產(chǎn)信息網(wǎng)等,都開(kāi)始應(yīng)用WebGIS來(lái)進(jìn)行信息動(dòng)態(tài)發(fā)布及交互查詢。農(nóng)業(yè)上,

9、如:種植資源土地利用規(guī)劃系統(tǒng)、重點(diǎn)產(chǎn)糧區(qū)主要農(nóng)作物估產(chǎn)系統(tǒng)6、農(nóng)業(yè)投資環(huán)境評(píng)估支持系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)化農(nóng)作物重大病蟲(chóng)害災(zāi)變預(yù)警系統(tǒng)、作物病蟲(chóng)害防治系統(tǒng)、重大自然災(zāi)害監(jiān)測(cè)與評(píng)估系統(tǒng)、農(nóng)業(yè)氣象信息服務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)、平衡施肥系統(tǒng)、水土流失監(jiān)測(cè)及提供治理決策系統(tǒng)、農(nóng)田水質(zhì)及環(huán)境影響評(píng)價(jià)系統(tǒng)、灌區(qū)自動(dòng)化監(jiān)控管理信息系統(tǒng)等。3主流WebGIS產(chǎn)品的技術(shù)特征目前國(guó)內(nèi)外桌面制圖GIS軟件層出不窮。就國(guó)外而言,占市場(chǎng)份額較大的有ESRI公司的ARCGIS,In-tergraph公司的GeoMedia,AutoDesk公司的Auto-CADMap,MapInfo公司的MapInfo等。國(guó)內(nèi)GIS領(lǐng)域的研究雖然起步較晚,但發(fā)展

10、非常迅猛,據(jù)國(guó)產(chǎn)GIS軟件測(cè)評(píng)工作報(bào)道,2005年國(guó)產(chǎn)GIS軟件在應(yīng)用工程和服務(wù)市場(chǎng)的份額己占一半以上。國(guó)內(nèi)的GIS軟件主要有北京超圖地理信息技術(shù)有限公司的SuperMap、武漢吉奧信息工程技術(shù)有限公司的Geostar、武漢中地?cái)?shù)碼科技有限公司的MapGIS等。隨著WebGIS技術(shù)的出現(xiàn)及流行,各廠家毫不示弱,紛紛推出了相應(yīng)的WebGIS解決方案。例如ESRI公司的ArcIMS和ArcGIS Server、Intergraph公司的GeoMediaWebMap、著名的CAD廠商AutoDesk公司的Autodesk MapGuide、Maplnfo公司的MapXtreme、Bently公司和M

11、apInfo公司又相繼推出的ModelServer/Discovery和MapXSite、國(guó)家遙感應(yīng)用工程技術(shù)研究中心的GeoBeans、武漢吉奧公司的Geosurf、北京超圖公司的SuperMapGIS等?，F(xiàn)就其中前四個(gè)WebGIS產(chǎn)品的技術(shù)特征進(jìn)行比較,見(jiàn)表1。表1主流WebGIS產(chǎn)品的技術(shù)特征進(jìn)3.1ESRI公司的Arc Internet Map Server(IMSArcIMS主要用于在Internet上提供GIS服務(wù), ArcIMS可以很容易地制作地圖服務(wù)(Map Services,開(kāi)發(fā)與地圖服務(wù)進(jìn)行通訊的Web頁(yè)面,并且進(jìn)行站點(diǎn)管理。ArcIMS是一個(gè)由客戶端部件和服務(wù)器端部件以及

12、數(shù)據(jù)管理部件組成的分布式系統(tǒng)。3.2Maplnfo公司的MapXtremeMapXtreme包括地圖服務(wù)器管理、基準(zhǔn)地圖數(shù)據(jù)管理、地圖對(duì)象管理幾部分。通過(guò)MapXtreme可以進(jìn)行專(zhuān)題制圖、數(shù)據(jù)綁定、地圖注記、圖層管理、自動(dòng)標(biāo)注、選擇以及地圖編輯、投影與坐標(biāo)轉(zhuǎn)換等?？梢辕B加背景圖像,可以更新或插入數(shù)據(jù)到運(yùn)行于Oracle或Informix 上的SpatialWare中。其中傳送到瀏覽器的地圖可以采用JPEC、GIF、WMF、BMP、TIFF等多種格式。3.3Intergraph公司的GeoMediaGeoMedia的基于Web的地圖可以連接數(shù)據(jù)庫(kù)動(dòng)態(tài)生成地圖。GeoMedia同時(shí)突破了向?yàn)g覽器

13、端發(fā)送GIF或JPEG圖像的傳統(tǒng)做法,開(kāi)創(chuàng)了一種WebGIS廣泛采用的技術(shù),它利用第三方技術(shù),向?yàn)g覽器傳送高度壓縮的、具智能特征的ActiveCGM文件(一種公開(kāi)的標(biāo)準(zhǔn),生成一幅可點(diǎn)擊的智能性的矢量地圖,同時(shí)附帶部分屬性信息,用戶通過(guò)ActiveCGM插件來(lái)實(shí)現(xiàn)地圖操作。同時(shí)GeoMedia WebMap所發(fā)布的矢量地圖直接來(lái)源于最新操作的GIS數(shù)據(jù)庫(kù)中以矢量為基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)。3.4AutoDesk公司的MapGuide包括MapGuide Server、MapGuide Author、MapGuide Viewer三部分。用MapGuideAuthor制作需要發(fā)布的地圖。MapGuide Ser

14、ver是一個(gè)可擴(kuò)充具有容錯(cuò)能力的32位多線程結(jié)構(gòu)的Windows NT服務(wù)。由它處理由瀏覽器端MapGuideViewe發(fā)來(lái)的請(qǐng)求,并返回請(qǐng)求的地圖數(shù)據(jù)。MapGuide Viewer是一個(gè)ActiveX控件,運(yùn)行于瀏覽器中,負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)對(duì)地圖數(shù)據(jù)的顯示、查詢、分析以及其它操作。3.5產(chǎn)品如何選擇由于各種GIS軟件相差迥異,不同產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)難度、適用領(lǐng)域各不相同,因此選擇合適的平臺(tái)是非常重要的。在選擇WebGIS實(shí)現(xiàn)技術(shù)時(shí),需要考慮以下幾個(gè)方面的問(wèn)題:盡管幾乎所有廠商都提供了數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換工具,但最好還是選用能直接發(fā)布己有數(shù)據(jù)格式的軟件。特別是對(duì)于己經(jīng)建立了空間數(shù)據(jù)庫(kù)的用戶,這是一個(gè)需要首先考慮的問(wèn)題

15、。如果要求較強(qiáng)的空間查詢功能,則ArcIMS、MapXtreme可以優(yōu)先考慮,因?yàn)檫@幾個(gè)軟件在服務(wù)器端都運(yùn)行著相應(yīng)的桌面GIS軟件,客戶端可以通過(guò)Inter-net直接向服務(wù)器端發(fā)送其桌面軟件支持的空間查詢命令。國(guó)內(nèi)Internet網(wǎng)的速度需要考慮,選擇何種技術(shù)才能較快地實(shí)現(xiàn)地圖生成和地圖傳輸。面對(duì)國(guó)內(nèi)外各種桌面GIS產(chǎn)品,選擇哪種作為基礎(chǔ)平臺(tái)更加便于開(kāi)發(fā)和維護(hù)。為實(shí)現(xiàn)地理信息真正走向干家萬(wàn)戶,如何才能讓W(xué)ebGIS服務(wù)器站點(diǎn)大眾化,而不需要為各個(gè)站點(diǎn)做單獨(dú)設(shè)計(jì),以免除大量重復(fù)的開(kāi)發(fā)和便于實(shí)現(xiàn)快速建站。4結(jié)語(yǔ)數(shù)字農(nóng)業(yè)空間信息管理平臺(tái)開(kāi)發(fā)是一項(xiàng)系統(tǒng)而復(fù)雜的工程,還有很多工作需要進(jìn)一步的研究和開(kāi)發(fā)。4.1數(shù)字農(nóng)業(yè)空間信息管理平臺(tái)的進(jìn)一步研究與開(kāi)發(fā)本文對(duì)數(shù)字農(nóng)業(yè)空間信息管理平臺(tái)開(kāi)發(fā)的關(guān)鍵技術(shù)、系統(tǒng)架構(gòu)、基本功能進(jìn)行了初步探討,實(shí)現(xiàn)數(shù)字農(nóng)業(yè)空間信息管理平臺(tái),今后要對(duì)各模塊進(jìn)行優(yōu)化,特別是在獲取農(nóng)業(yè)園區(qū)的詳細(xì)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上,應(yīng)該著重開(kāi)發(fā)與農(nóng)業(yè)管理業(yè)務(wù)聯(lián)系緊密的模塊。4.2農(nóng)業(yè)空間信息交換與共享的研究由于農(nóng)業(yè)空間數(shù)據(jù)獲取手段上的不同,如何對(duì)不同來(lái)源、不同數(shù)據(jù)組織形式的農(nóng)業(yè)空間信息進(jìn)行有效管理和綜合應(yīng)用是我們不得不面對(duì)的問(wèn)題,今后應(yīng)考慮在平臺(tái)上增加空間數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊,以便實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)空間