農(nóng)業(yè)地理信息系統(tǒng)綜合解決方案

農(nóng)業(yè)地理信息系統(tǒng)綜合解決方案

前言

我國是一個有著悠久農(nóng)業(yè)傳統(tǒng)的國家，農(nóng)業(yè)也一直是關(guān)乎國計民生

的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)。

建國初期，~農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化a即成為建設(shè)社會主義強國的

主要任務(wù)之一，成為新中國幾代人共同的奮斗目標。

什么是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)？

現(xiàn)代農(nóng)業(yè)有著豐富內(nèi)涵，并隨著實踐的發(fā)展而不斷深化。

在上世紀50-70年代，現(xiàn)代農(nóng)業(yè)強調(diào)農(nóng)業(yè)裝備技術(shù)水平：人們認為

現(xiàn)代農(nóng)業(yè)是機械化、電氣化、水利化、化學(xué)化。80年代后，則更多地

是強調(diào)生產(chǎn)經(jīng)營方式的變化：科學(xué)化、集約化、商品化、社會化、產(chǎn)

業(yè)化。新世紀后，對現(xiàn)代農(nóng)業(yè)較為普遍的理解是：通過現(xiàn)代信息技術(shù)

的促進，加快轉(zhuǎn)變農(nóng)業(yè)增長方式，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)高效、可持續(xù)發(fā)展。

2007年中央1號文件對現(xiàn)代農(nóng)業(yè)做出了科學(xué)的表述和概括：用現(xiàn)代

物質(zhì)條件裝備農(nóng)業(yè)，用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)改造農(nóng)業(yè)，用現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)體系提升

農(nóng)業(yè)，用現(xiàn)代經(jīng)營形式推進農(nóng)業(yè)，用現(xiàn)代發(fā)展理念引領(lǐng)農(nóng)業(yè)，用培育

新型農(nóng)民發(fā)展農(nóng)業(yè)，提高農(nóng)業(yè)水利化、機械化和信息化水平，提高土

農(nóng)業(yè)地理信息系統(tǒng)解決方案

地產(chǎn)出率、資源利用率和農(nóng)業(yè)勞動生產(chǎn)率，提高農(nóng)業(yè)素質(zhì)、效益和競

爭力。

目前，網(wǎng)絡(luò)通訊、信息電子、自動控制等技術(shù)已經(jīng)覆蓋到所有支

撐農(nóng)業(yè)發(fā)展的技術(shù)裝備和設(shè)施中，在宏觀決策、生產(chǎn)經(jīng)營、公眾服

務(wù)等多個領(lǐng)域發(fā)揮了不可替代的作用——農(nóng)業(yè)信息化已成為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)

的重要標志。

在波瀾壯闊的信息化浪潮中，地理信息系統(tǒng)(Geographic

InformationSystem,簡稱GIS)無疑是一道獨特的風景。

以空間信息為核心的GIS,通過直觀的圖形界面，幫助用戶便捷地

完成數(shù)據(jù)處理、存貯、檢索、分析。甫一出世，便倍受歡迎。在不到40

年的時間里，GIS便由一門科學(xué)技術(shù)迅速發(fā)展為一個全球性的龐大產(chǎn)

業(yè)。

我國GIS應(yīng)用起步較早，上世紀七十年代末，聯(lián)合國FAO、UNDP

等機構(gòu)在中國建立了一個遙感應(yīng)用培訓(xùn)中心，開始了3s技術(shù)的研究。

三十年來，GIS技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用逐步深入：從農(nóng)業(yè)資源調(diào)查、

區(qū)劃，到作物長勢估產(chǎn)、防災(zāi)減災(zāi)；從耕地質(zhì)量分析、病蟲害防治，

到農(nóng)產(chǎn)品安全追溯，農(nóng)業(yè)經(jīng)濟形勢監(jiān)測，GIS無不發(fā)揮著重要的作用。

ArcGIS作為全球領(lǐng)先的GIS平臺軟件，在我國種植業(yè)、畜牧業(yè)、漁業(yè)等

各專業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用，成為各核心業(yè)務(wù)的支撐平臺。如農(nóng)業(yè)部

遙感中心“全國農(nóng)業(yè)資源與區(qū)劃基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫信息共享系統(tǒng)a、農(nóng)

業(yè)部種植業(yè)司的“縣域耕地資源管理信息系統(tǒng)a（全國推廣

到縣）、全國畜牧總站的“草原工程區(qū)上圖制圖系統(tǒng)a（全

國推廣到縣）、北京市農(nóng)業(yè)局的~3s農(nóng)業(yè)宏觀決策支持系

統(tǒng)a、上海市農(nóng)委的“應(yīng)急指揮系統(tǒng)”、廣州市農(nóng)業(yè)局“農(nóng)

業(yè)地理信息系統(tǒng)”等等。

當前，我國正處于傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)向現(xiàn)代農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)變的重要歷史階段，黨

的十七大報告就旗幟鮮明地提出：“加強農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)地位，走中國

特色農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化道路ao這將是一項長期而重大的任務(wù)，同時

也是一項開創(chuàng)性的偉大事業(yè)。

我們有理由相信：方興未艾的GIS必將迎來一個更為廣闊的發(fā)展空

間！

我們也有理由相信：性能卓越的ArcGIS必將成為我國建設(shè)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的

重要推手！

目錄

農(nóng)業(yè)地理信息系統(tǒng)解決方案

1.概述................................................................1

2.應(yīng)用總體架構(gòu).......................................................2

2.1.數(shù)據(jù)層..........................................................2

2.2.邏輯層.........................................................4

2.3.應(yīng)用層..........................................................5

3.ArcGIS在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用..............................................6

3.1.農(nóng)業(yè)資源與區(qū)劃.................................................6

3.2.種植業(yè)管理.....................................................8

33畜牧、草原......................................................10

3.4.漁業(yè)水產(chǎn)......................................................11

3.5.精準農(nóng)業(yè)......................................................12

3.6.環(huán)境監(jiān)測、農(nóng)產(chǎn)品安全.........................................14

3.7.農(nóng)業(yè)災(zāi)害預(yù)防..................................................15

3.8.其他領(lǐng)域......................................................16

4、ArcGIS與ENVI一體化.............................................17

4.1.遙感在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用.............................................17

42農(nóng)業(yè)遙感中的技術(shù)需求分析.......................................18

4.3.ENVI與ArcGIS一體化集成方案...................................19

5.關(guān)鍵技術(shù)............................................................21

5.1.分布式海量空間數(shù)據(jù)庫管理.......................................21

52基于SOA架構(gòu)的完整的ArcGIS技術(shù)支撐............................23

5.3.基于ArcGISServer構(gòu)筑農(nóng)業(yè)空間信息服務(wù)平臺.....................24

5.4.基于混合架構(gòu)的農(nóng)業(yè)GIS應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)...........................24

農(nóng)業(yè)地理信息系統(tǒng)解決方案

5.5.基于移動GIS的農(nóng)業(yè)田間數(shù)據(jù)采集.................................25

5.6.遙感、GIS一體化集成技術(shù)......................................26

6.典型案例..........................................................28

6.1.國內(nèi)案例......................................................28

62國外案例........................................................48

7.可用資源...........................................................57

7.1.Esri用戶大會...................................................57

7.2.專業(yè)網(wǎng)站和社區(qū)................................................57

7.3.專業(yè)化培訓(xùn)....................................................57

74齊備的期刊資料.................................................58

7.5.UserGroup..................................................................................................................58

76專業(yè)技術(shù)支持....................................................58

1.概述

農(nóng)業(yè)地理信息系統(tǒng)（簡稱農(nóng)業(yè)GIS）也稱為農(nóng)業(yè)GIS應(yīng)用系統(tǒng)，數(shù)字農(nóng)業(yè)

空間信息平臺等，是將地理信息系統(tǒng)（GIS）、遙感（RS）、全球定位

系統(tǒng)（GPS）、計算機、自動化、通信和網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)與地理學(xué)、農(nóng)學(xué)、

生態(tài)學(xué)、植物生理學(xué)、土壤學(xué)等基礎(chǔ)學(xué)科緊密地結(jié)合起來，形成一個包

括對農(nóng)作物、土地、土壤從宏觀與微觀的監(jiān)測，農(nóng)作物生長發(fā)育狀況及

其環(huán)境要素的現(xiàn)狀進行定期的信息獲取以及動態(tài)分析和診斷預(yù)測，耕作

措施和管理方案等在內(nèi)的信息系統(tǒng)。目標是將傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理提高

到一個以快速調(diào)查和監(jiān)測、適時診斷和分析、高效決策和管理為標志的

全新的與信息時代相適應(yīng)的現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)的新階段。

20世紀70年代GIS開始應(yīng)用

于農(nóng)業(yè)，在土地資源調(diào)查、土

地資源評價和農(nóng)業(yè)資源管理、

規(guī)劃等方面取得重大進展，隨

著90年代計算機技術(shù)的發(fā)展和

農(nóng)業(yè)信息化程度的提高，G1S

在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用不斷普及和

深入，廣泛應(yīng)用于區(qū)域農(nóng)業(yè)可

持續(xù)發(fā)展研究、土地的農(nóng)作物

適宜性評價、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理、

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農(nóng)業(yè)地理信息系統(tǒng)解決方案

農(nóng)田土壤侵蝕與保護研究、農(nóng)

業(yè)生產(chǎn)潛力研

究、農(nóng)業(yè)系統(tǒng)模擬與仿真研究，農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)監(jiān)測、區(qū)域農(nóng)業(yè)資源調(diào)查、

規(guī)劃、管理及農(nóng)業(yè)投入產(chǎn)出效益與環(huán)境保護、病蟲害防治。近年來，以

信息技術(shù)與農(nóng)業(yè)技術(shù)有機結(jié)合為特征的“數(shù)字農(nóng)業(yè)”得到了迅速發(fā)展，

GIS與GPS、RS、DSS（決策支持系統(tǒng)）、Internet等高新技術(shù)結(jié)合，成為

數(shù)字農(nóng)業(yè)技術(shù)體系的核心技術(shù)，尤其在“精準農(nóng)業(yè)”中得到了廣泛應(yīng)

用。

世界范圍內(nèi)，很多國家的農(nóng)業(yè)部

門都在使用Esri公司的ArcGIS技術(shù)，共

享農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)，提高作物產(chǎn)量，準確作

物估產(chǎn)等。通過在他們的業(yè)務(wù)中應(yīng)用

丑S技術(shù)，可以更有效的管理資源,

開放數(shù)據(jù)服務(wù)，傳播農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)和交互

式地圖。

農(nóng)民和農(nóng)業(yè)技術(shù)人員使用GIS,

通過創(chuàng)建農(nóng)田信息報告和地圖來更好

地管理農(nóng)田，能夠從空間思維的角

度來審視自己的業(yè)務(wù)流程。另外

ArcGIS強大的地理分析功能也為農(nóng)

業(yè)科研人員提供了一個可視化的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件模擬環(huán)境，可以從測量和

監(jiān)測數(shù)據(jù)快速分析問題原因。

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2.應(yīng)用總體架構(gòu)

根據(jù)“數(shù)字農(nóng)業(yè)”建設(shè)的總體要求，信息系統(tǒng)的規(guī)劃和設(shè)計首先必須

統(tǒng)籌考慮，長遠規(guī)劃，建立統(tǒng)一的農(nóng)業(yè)信息資源采集、應(yīng)用和管理平

臺，防止重復(fù)建設(shè)和資源浪費，杜絕產(chǎn)生新的信息孤島；其次是以資

源整合為基礎(chǔ)，分階段進行，逐步完善。

基于ArcGIS的農(nóng)業(yè)地理信息系統(tǒng)整體設(shè)計遵從三層架構(gòu)，數(shù)據(jù)層是核

心、邏輯層是支撐、應(yīng)用層是關(guān)鍵，同時還兼顧與其他信息系統(tǒng)的集成

接口。

天

農(nóng)

業(yè)

精

其

資

產(chǎn)

災(zāi)

準

他

源

品

害

農(nóng)

M業(yè)

安

業(yè)

預(yù)

務(wù)

應(yīng)用層劃

個

防

外

部

系

統(tǒng)

集

邏輯層成

接

口

—\rc麗E技術(shù)J

0

基曲麗數(shù)據(jù)庫

數(shù)據(jù)層庫

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農(nóng)業(yè)地理信息系統(tǒng)解決方案

注：M/S結(jié)構(gòu)是Mobilc/Scrvcr,即移動端/服

務(wù)器端結(jié)構(gòu)2-1基于ArcGIS的農(nóng)業(yè)地理信息

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖

21.數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)庫設(shè)計是農(nóng)業(yè)地理信息系統(tǒng)有效運行和功能發(fā)揮的關(guān)鍵，除了系

層統(tǒng)控制結(jié)構(gòu)、元數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等與軟件開發(fā)相關(guān)的設(shè)計遵從整個數(shù)字農(nóng)業(yè)基

礎(chǔ)平臺數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的設(shè)計外，系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫設(shè)計主要包括基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)

庫、影像數(shù)據(jù)庫和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫三方面，其中業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫的內(nèi)容分類與結(jié)

構(gòu)設(shè)計非常關(guān)鍵。

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2.1.1.基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)庫

基于關(guān)系型數(shù)據(jù)庫（RDBMS）來進行空

間數(shù)據(jù)的存儲和管理，已經(jīng)成為構(gòu)建空間

數(shù)據(jù)庫的主流技術(shù)，ArcSDE技術(shù)是Esri公

司開發(fā)的，面向關(guān)系型數(shù)據(jù)庫的空間數(shù)據(jù)

存儲中間件，提供了矢量、柵格和屬性數(shù)

據(jù)的一體化數(shù)據(jù)庫存儲和管理，具有高效

率和可伸縮性、與IT系統(tǒng)集成、版本和非

版本編輯、支持跨平臺和跨數(shù)據(jù)庫等優(yōu)點。

ArcSDE將地理特征數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)統(tǒng)一地

集成在關(guān)系型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)

（RDBMS）中，如Oracle,SQLServer等，利用從

關(guān)系型數(shù)據(jù)庫環(huán)境中繼承的強大數(shù)據(jù)庫管理功能對空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)

進行統(tǒng)一而有效的管理。

空間數(shù)據(jù)庫內(nèi)容主要包括：數(shù)字線劃圖（DLG）、數(shù)字柵格地圖

（DRG）,以及地名數(shù)據(jù)（GN）、土地利用現(xiàn)狀圖、基本農(nóng)田保護圖、

標準農(nóng)田圖、耕地地力調(diào)查和質(zhì)量評價的系統(tǒng)成果圖等。

2.12影像數(shù)據(jù)庫

影像數(shù)據(jù)作為空間數(shù)據(jù)的一種載體，在地理信息領(lǐng)域中的地位變得越

來越重要。正射影像本身具有多分辨率、多數(shù)據(jù)源和數(shù)據(jù)量巨大等特點,

是國家空間數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施和數(shù)字地球的重要組成部分。

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農(nóng)業(yè)地理信息系統(tǒng)解決方案

ArcGIS存儲影像和柵格數(shù)據(jù)主要有3種方式：作為文件系統(tǒng)中的文件

存儲；以GeoDatabase形式存儲；或者在GeoDatabase中管理而在文件系統(tǒng)

中存儲。在ArcGIS10中，推薦2種管理影像和柵格數(shù)據(jù)的模型：柵格數(shù)據(jù)

集(Rasterdataset)和鑲嵌數(shù)據(jù)集(Mosaicdataset),其中鑲嵌數(shù)據(jù)集是

柵格數(shù)據(jù)的集合，支持影像的動態(tài)鑲嵌，動態(tài)處理，輕松實現(xiàn)一種數(shù)據(jù)

多種影像產(chǎn)品。

2.1.3.業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫

業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)主要是以縣、鄉(xiāng)為行政單元的土地、水、氣候、人口和農(nóng)業(yè)

經(jīng)濟等農(nóng)業(yè)資源數(shù)據(jù)，以及基本農(nóng)田劃區(qū)定界、標準農(nóng)田、土地二輪承

包、農(nóng)業(yè)決策專家知識庫、耕地地力調(diào)查與質(zhì)量評價研究中的土壤養(yǎng)分、

重金屬和農(nóng)藥殘留等。

制定元數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)字典和數(shù)據(jù)表結(jié)構(gòu)系列，同時制訂配套的屬性數(shù)

據(jù)采集標準與規(guī)范，并以此為基礎(chǔ)設(shè)計屬性數(shù)據(jù)庫。

系統(tǒng)維護數(shù)據(jù)庫主要是初始化參數(shù)的設(shè)置，用戶信息、日志信息的存

儲等。

通過ArcGIS,外業(yè)調(diào)查人員很容易結(jié)合遙感數(shù)據(jù)和GPS定位信息來采

集和更新數(shù)

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據(jù)，數(shù)據(jù)豐富的農(nóng)業(yè)信息數(shù)據(jù)庫在農(nóng)業(yè)資源利用，水利資源設(shè)施建設(shè),

防洪抗旱等都發(fā)揮著非常重要的作用。

2-2農(nóng)業(yè)地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫構(gòu)成示意圖

22邏輯系統(tǒng)在設(shè)計上采用了C/S（客戶端/服務(wù)器），B/S（瀏覽器/服務(wù)器）和

層M/S（移動端/服務(wù)器）的一體化設(shè)計，將三種體系進行有機整合，基

于統(tǒng)一數(shù)據(jù)源，提供共享的數(shù)據(jù)通道，在不同應(yīng)用場合發(fā)揮三種結(jié)構(gòu)各

自的技術(shù)優(yōu)勢，使系統(tǒng)的整體優(yōu)勢明顯，而且在保證系統(tǒng)較高的技術(shù)水

準的同時增加了表現(xiàn)性和實用性。

基于ArcGISDesktop和ArcGISEngine構(gòu)建的C/S結(jié)構(gòu)下的桌面GIS應(yīng)用

系統(tǒng)，具備信息查詢、信息分析、專題制圖、輔助決策等功能，主要運

行在農(nóng)業(yè)部門內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)上，為各級管理部門及指揮中心提供專業(yè)、強大

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的G1S應(yīng)眾提供相關(guān)的農(nóng)業(yè)專題信息，包括與地圖結(jié)合的農(nóng)產(chǎn)品信息的顯示、查

用服務(wù)。詢、統(tǒng)計、分析、打印出圖等應(yīng)用。農(nóng)業(yè)地理信息系統(tǒng)解決方案

利建立在M/S結(jié)構(gòu)下的移動GIS應(yīng)用系統(tǒng)，可以選擇ArcPad或ArcGIS

用Mobile作為GIS支持模塊，結(jié)合業(yè)務(wù)進行定制后實現(xiàn)以下功能：一、在野

ArcGIS外工作現(xiàn)場可以通過手持移動終端進行信息采集、錄入、并及時通過網(wǎng)

Server構(gòu)絡(luò)與指揮中心進行數(shù)據(jù)同步；二、在野外直接查詢檢索服務(wù)器上的數(shù)據(jù),

建的B/S把豐富的室內(nèi)GIS信息帶到野外，建立起室內(nèi)外信息的交互；三、在面對

結(jié)構(gòu)下突發(fā)災(zāi)害時，移動GIS系統(tǒng)有力的支撐了事件快速響應(yīng)、分析、處理預(yù)

的服務(wù)

器G1S應(yīng)

用系統(tǒng)，

可以部

署在政

務(wù)網(wǎng)上，

為各個

農(nóng)業(yè)部

門和相

關(guān)單位

提供專

題服務(wù)；

還可以

部署在

互聯(lián)網(wǎng)

上，通

過互聯(lián)

網(wǎng)和瀏

覽器向

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案，應(yīng)急指揮中心根據(jù)移動終端的上傳信息，及時采取有效措施，通過

建立有現(xiàn)場的有效信息連接，控制事態(tài)發(fā)展，提供信息化整體管理水平。

2.3.應(yīng)用應(yīng)用層主要由各個應(yīng)用子系統(tǒng)組成，對于每個子系統(tǒng)都是結(jié)合統(tǒng)一的

層地理空間數(shù)據(jù)和軟件開發(fā)平臺，方便實現(xiàn)與大系統(tǒng)的無縫集成。

ArcGIS實際應(yīng)用非常廣泛，也非常重要，這就需要軟件支撐平臺具

有一流的系統(tǒng)穩(wěn)定性和技術(shù)先進性，根據(jù)當前GIS以及IT技術(shù)發(fā)展的趨勢

ArcGIS創(chuàng)新性的提出了5大飛躍：

華辦同G1S:Web2.()時代GIS由共享到協(xié)同的飛躍

W維GIS:真正3D建模、編輯、分析能力的飛躍

?一體化GIS:影像和GIS雙劍合璧，RS+GIS價值整合的飛躍

?時空GIS:由三維空間向四維空間的飛躍

?云GIS:全球唯一支持云架構(gòu)的平臺，GIS向云端的飛躍

在這里我們把ArcGIS的應(yīng)用歸納為以下幾個方面：農(nóng)業(yè)資源與區(qū)劃、

種植業(yè)管理、畜牧草原、漁業(yè)水產(chǎn)、精準農(nóng)業(yè)、農(nóng)產(chǎn)品安全、農(nóng)業(yè)災(zāi)害

預(yù)防等，應(yīng)用的具體介紹見下一章。

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農(nóng)業(yè)地理信息系統(tǒng)解決方案

3.ArcGIS在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用

ArcGIS在農(nóng)業(yè)的應(yīng)用不是固定不變的，可以隨著應(yīng)用的深入而不斷擴

展，由于農(nóng)業(yè)地理信息系統(tǒng)整體功能設(shè)計采用模塊化結(jié)構(gòu)，未來新增加

應(yīng)用也方便快捷。

3.1.農(nóng)業(yè)資源與區(qū)農(nóng)業(yè)資源包括自然資源和社會經(jīng)濟資源，可分成土地、水、氣候、人

劃口和農(nóng)業(yè)經(jīng)濟資源五大類，通過ArcGIS可以對指定區(qū)域的農(nóng)業(yè)資源實現(xiàn)

可視化管理，包括報表定制、查詢、專題圖顯示與打印輸出、基本統(tǒng)計

與趨勢模型分析和基本輔助決策等功能。

3.1.1.資源調(diào)查評價

農(nóng)業(yè)資源具有自然性、社會性、區(qū)域性、多源性、多時態(tài)性等特征，

現(xiàn)階段應(yīng)用G1S進行的主要資源調(diào)查包括：土地資源調(diào)查，糧食生產(chǎn)潛力

的調(diào)查，遙感地面監(jiān)測等。

資源調(diào)查是一項技術(shù)性較強的工作，具有嚴格的工作程序和方法，一

般可以分為四個階段：準備工作、外業(yè)調(diào)繪、內(nèi)業(yè)工作和檢查驗收。

?準備工作階段，利用ArcGIS,通過行政區(qū)劃或空間查詢快速整理

出調(diào)查地區(qū)的工作底圖（地形圖、遙感影像等）、各種專業(yè)圖件和文字

資料，提高準備工作的效率，另外通過ArcGISServer的使用還能減少紙

質(zhì)圖件的制作、傳輸和分發(fā)；

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圖3-1農(nóng)業(yè)資源調(diào)查野外作業(yè)數(shù)據(jù)提交和驗收

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?外業(yè)調(diào)繪階段，首先在圖上進行路線勘察，結(jié)合手持移動設(shè)備現(xiàn)

場確定驗證樣區(qū)，采樣點，進行空間位置和屬性信息的采集；

?內(nèi)業(yè)階段工作一般都可以利用ArcGIS完成，包括野外調(diào)查數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)

繪到地形底圖上，面積量算、編圖與圖面整飾、成果整理；

?檢查驗收階段，利用ArcGIS創(chuàng)建拓撲規(guī)則，進行拓撲錯誤的檢查,

其中部分規(guī)則可以在容限內(nèi)對數(shù)據(jù)進行一些修改調(diào)整。

3.1.2.產(chǎn)業(yè)布局劃分

農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)布局要堅持以市場為導(dǎo)向，以農(nóng)業(yè)增效、農(nóng)民增收和農(nóng)村和

諧發(fā)展為目標，以提高農(nóng)業(yè)綜合生產(chǎn)能力為基礎(chǔ)，以基地建設(shè)為重點，

積極推進農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化，引導(dǎo)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整。

根據(jù)區(qū)域農(nóng)業(yè)資源特點，在環(huán)境調(diào)查與監(jiān)測積累的大量農(nóng)業(yè)環(huán)境和資

源數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，進行作物種植的適宜性評價和土壤適宜性等評價，實

現(xiàn)農(nóng)用地分級信息管理，土壤適宜性分析，作物種植分析，農(nóng)田變更監(jiān)

控、統(tǒng)計、查詢等功能，并在此基礎(chǔ)上顯示與打印輸出農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)布局現(xiàn)

狀圖，農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)布局規(guī)劃圖。

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ArcGIS具有強大的專題圖制作功能，通過關(guān)聯(lián)的方法實現(xiàn)專題數(shù)據(jù)圖

形化，疊加地理地圖直觀、快速的顯示；提供了點密度圖、分級色彩圖、

種業(yè)規(guī)劃布局圖

分級符號圖和統(tǒng)計圖（直方圖、餅狀圖等）；提供了極其豐富的，符合

行業(yè)標準的符號庫文件；能夠添加圖幅框、圖例、圖名、比例尺、指北

針等要素完成地圖整飾；制作好的專題圖可以選擇保存成PDF文件或直接

打印輸出。

圖3-2北京市優(yōu)良種業(yè)規(guī)劃布局圖

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3.2.種植業(yè)管ArcGIS強大的海量空間數(shù)據(jù)管理能力可以實現(xiàn)糧食、棉花、油料、糖

理料、水果、蔬菜、茶葉、蠶桑、花卉、麻類、中藥材、煙葉、食用菌等

種植業(yè)信息的管理。此外還可以實現(xiàn)耕地質(zhì)量管理，指導(dǎo)科學(xué)施肥，監(jiān)

測植物疫情，種植業(yè)產(chǎn)品供求信息分析與發(fā)布等。

321.耕地質(zhì)量管理

耕地質(zhì)量管理主要包括了基礎(chǔ)空間數(shù)據(jù)和耕地質(zhì)量業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，通過集

成GIS地圖應(yīng)用到業(yè)務(wù)系統(tǒng)，輕松的實現(xiàn)耕地信息數(shù)據(jù)瀏覽，數(shù)據(jù)的上傳

下載，圖屬一體化查詢等功能，質(zhì)量管理成果主要以質(zhì)量評價專題圖的

形式發(fā)布。

321.1.研究土壤養(yǎng)分空間分布規(guī)律

運用ArcGIS和地統(tǒng)計分析擴展，對研究區(qū)域或試點的樣本數(shù)據(jù)進行探

索性空間數(shù)據(jù)分析，歸納樣點土壤的有機質(zhì)、全氮、有效磷、速效鉀存

在空間自相關(guān)，然后采用克里金模型插值，輸出土壤養(yǎng)分空間分布圖，

據(jù)此分析土壤養(yǎng)分空間分布特征。

321.2.進行耕地地力評價

通過選取排澇能力、輪作制度、成土母質(zhì)、土壤侵蝕類型、pH、有

機質(zhì)、全氮、有效磷、速效鉀、交換性鎂、耕層厚度、障礙層狀況等要

素作為評價指標。利用土壤圖、基本農(nóng)田保護塊圖或土地利用現(xiàn)狀圖進

行疊加分析，得到數(shù)個評價單元。根據(jù)模糊數(shù)學(xué)理論，采用特爾菲法、

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層次分析法壤、地形等數(shù)據(jù)的土地管理

和加法模型

計算出耕地

地力綜合指

數(shù)，運用等

距分級法形

成耕地地力

等級。

.制

作耕地

資源專

題圖

SoiM

圖

3-3

綜

合

氣

象、

水

文、

土

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在ArcGIS中組織點、線、面圖層的順序，通過符號化和高級制圖技術(shù)

編繪出《土壤有機質(zhì)含量分布圖》、《土壤全氮含量分布圖》、《土壤

有效磷含量分布圖》、《土壤速效鉀含量分布圖》、《耕地地力等級

圖》、《土地利用現(xiàn)狀圖》、《土壤類型分布圖》等一系列專題圖。

3.22作物監(jiān)測與估產(chǎn)

農(nóng)情及農(nóng)作物動態(tài)監(jiān)測主

要針對社會關(guān)心的農(nóng)田水肥、

農(nóng)業(yè)自然災(zāi)害、農(nóng)作物長勢

等進行實時跟蹤，每類監(jiān)測

內(nèi)容又可以分為若干子項目，

可以選擇任意監(jiān)測項目、監(jiān)

測子項目及監(jiān)測時間、監(jiān)測

區(qū)域進行監(jiān)測。

農(nóng)情動態(tài)監(jiān)測通過預(yù)設(shè)

一個監(jiān)測項目參數(shù)的閾值范

圍，當特定農(nóng)田地塊的監(jiān)測

項目值處于此范圍時，在農(nóng)

田專題圖上以特殊顏色顯示;

同時，還提供了按區(qū)域和時

間輸出動態(tài)監(jiān)測專題報告的

功能。

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圖3-4農(nóng)作物監(jiān)測及估產(chǎn)

3.23病蟲草害防治

在植物保護領(lǐng)域，ArcGIS的主要作

用包括分析病蟲草害發(fā)生的空間動態(tài)、

評估其發(fā)生的適宜環(huán)境及影響因子，監(jiān)

測、預(yù)測病蟲害，進行風險分析等。

GIS應(yīng)用于病蟲害管理：進行害蟲的風

險性預(yù)測預(yù)報。一、將病蟲危害的歷史

圖片數(shù)字化，進行疊加分析，得到病蟲

害發(fā)生頻率分布圖，再把此圖與植被類

型及生物地理氣候圖疊加，找出最易暴

發(fā)成災(zāi)的區(qū)域和氣候，用于將來的暴發(fā)

預(yù)測；二、進行病蟲害空間分布動態(tài)監(jiān)

測，用GIS可對同一區(qū)域或相鄰區(qū)域進

行害蟲空間分布和種群動態(tài)監(jiān)測；三、

進行害蟲發(fā)生趨勢預(yù)測，用害蟲的歷史

發(fā)生資料在GIS系統(tǒng)上建立回歸模型，

進行地區(qū)性種

群發(fā)生趨勢預(yù)測。圖3-5使用地圖可以很

容易的監(jiān)測病蟲害

的范圍

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3.3.畜牧、草中國是草原大國，目前草原退化、沙化問題嚴重，保護和科學(xué)管理草

原原首先要及時掌握和監(jiān)測我國草原植被狀況。ArcGIS應(yīng)用于草原研究以

草原植被產(chǎn)草量、長勢、返青、草畜平衡等為主要研究內(nèi)容，針對宏觀

高精度草地遙感測產(chǎn)模型的構(gòu)建、合理載畜量計算方法中補飼參數(shù)的測

算、草原植被長勢和返青遙感等級標準（閾值）的試驗研究和檢驗，以

及不同數(shù)據(jù)、不同技術(shù)的耦合、集成、標準化等基礎(chǔ)和關(guān)鍵技術(shù)問題為

突破口，開展了多學(xué)科、多部門的綜合研究。

331.畜禽養(yǎng)殖管理

基于ArcGIS的畜牧業(yè)和畜禽養(yǎng)殖管理系統(tǒng)不僅要從空間上全面、準

確掌握規(guī)?；笄蒺B(yǎng)殖場基本情況、地理環(huán)境、防疫狀況，直觀了解畜

禽養(yǎng)殖場分布現(xiàn)狀、畜牧生產(chǎn)規(guī)劃和變化趨勢，還要實現(xiàn)對畜牧業(yè)進行

動態(tài)管理，對畜禽場與周圍生態(tài)環(huán)境的影響進行深度分析，準確反映各畜

禽養(yǎng)殖場詳細數(shù)據(jù)以及監(jiān)控數(shù)據(jù)，以下是主要GIS分析內(nèi)容：

331.1.規(guī)模化養(yǎng)殖場GIS分析

利用手持移動GIS技術(shù)，現(xiàn)場采集規(guī)模化畜禽養(yǎng)殖場的空間位置信息

和基本信息

（畜牧生產(chǎn)信息、畜牧免疫信息等），上傳到中心服務(wù)器后結(jié)合航空影

像進行養(yǎng)殖場分布分析。

331.2.畜牧環(huán)保GIS分析

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在畜牧規(guī)劃、行業(yè)高效管理、規(guī)?；笄蒺B(yǎng)殖場生態(tài)建設(shè)和畜禽食品安全生產(chǎn)

業(yè)管理工作提供一個較為可靠、完整、直觀、動態(tài)的決策管理平臺。

中，需要高

度重視生態(tài)3.32動物防疫

環(huán)境問題，動物傳染病的監(jiān)控防治也是目前我國

在發(fā)展畜牧農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中急需解決的問題，疫情信息采

業(yè)的同時還集、統(tǒng)計、傳輸、通報以及緊急防治手段

要保護生態(tài)需要以先進的信息系統(tǒng)來支撐。作為生物

環(huán)境，利用科技信息化領(lǐng)域的一項基礎(chǔ)性建設(shè)，基于圖3-6疫情處理項集

ArcGIS建立

ArcGIS的動物疫情管理信息系統(tǒng)將使各級

畜禽場對周獸醫(yī)站及其相關(guān)部門、機構(gòu)互聯(lián)互通、資

圍生態(tài)環(huán)境源共享，把疫情監(jiān)測、預(yù)警、通報、應(yīng)急

的相互影響應(yīng)變信息化工作推上一個新臺階。

分析模型、

農(nóng)田承受力

分析模型等,

在環(huán)境評價

方面提供輔

助決策。

對規(guī)模

化畜禽養(yǎng)殖

場生產(chǎn)數(shù)據(jù)

與生態(tài)環(huán)境

信息的可視

化分析和高

效智能化動

態(tài)管理，為

畜牧業(yè)宏觀

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ArcGIS還提供先進的手持移動GIS技術(shù)，通過便攜式終端設(shè)備和GPS,

能第一時間確定疫病傳播的速度和范圍并采取相應(yīng)的隔離措施，同時將

相關(guān)的指揮命令和調(diào)度指令發(fā)送到移動終端，及時采取有效措施，控制

疫情的擴散和蔓延。

3.3.3.草原建設(shè)

ArcGIS應(yīng)用在草原建設(shè)，主要包括

牧草種質(zhì)資源管理、退化草地改良、

草原機械、草原重大自然災(zāi)害監(jiān)測預(yù)

警、草原鼠蟲害監(jiān)測與綜合防治、數(shù)

字草原、草原區(qū)氣候變化適應(yīng)性等。

采用ArcGIS建立草原植被遙感監(jiān)測

的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫、相關(guān)業(yè)務(wù)化運行規(guī)范

及成套技術(shù)方法，開發(fā)了可滿足行業(yè)

主管部門需求的業(yè)務(wù)化運行系統(tǒng)，實

現(xiàn)了對草原植被的快速監(jiān)測和自

動化數(shù)據(jù)處理。融合MODIS數(shù)據(jù)與大量地面調(diào)查資料，構(gòu)建基于分區(qū)域、分

草地類型的草原產(chǎn)草量宏觀高精度遙感監(jiān)測模型，實現(xiàn)了對草原產(chǎn)草量

的全面監(jiān)測。

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基于草原植被產(chǎn)草量監(jiān)測結(jié)果，結(jié)合大量的調(diào)查數(shù)據(jù)和畜牧業(yè)統(tǒng)計數(shù)

.漁業(yè)水

3.4據(jù)，構(gòu)建了以縣為基本單元的宏觀草畜平衡估算模型，實現(xiàn)了牧區(qū)和半

產(chǎn)

牧區(qū)草畜平衡狀況監(jiān)測的業(yè)務(wù)化運行，監(jiān)測結(jié)果得到農(nóng)業(yè)部和地方相關(guān)

部門的采用，對草畜平衡的管理實踐提供了科學(xué)依據(jù)。

在傳統(tǒng)的漁業(yè)資源管理中，監(jiān)測、調(diào)查的數(shù)據(jù)在記錄、描述和匯總分

析時常常與地理位置聯(lián)系不緊密，對諸如洞游路線、產(chǎn)卵場等多以其抽

象的經(jīng)、緯度數(shù)值加以描述，難以給人一種直觀、清楚的認識。加之數(shù)

據(jù)繁多，缺乏一個空間地理數(shù)據(jù)和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)為

一體的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，對這些數(shù)據(jù)的綜合

分析利用也極為有限。

漁業(yè)及水產(chǎn)養(yǎng)殖涉及的所有信息均涉及

地理范圍這一關(guān)鍵成分，如國家、捕撈區(qū)、

區(qū)域漁業(yè)組織等，鑒于漁業(yè)和水產(chǎn)養(yǎng)殖從根

本上是空間的分配，因此負責任的管理需要

對潛在的空間問題有深入的認識。GIS和遙

感提供了水生資源及其環(huán)境、漁業(yè)管理單位、

生產(chǎn)系統(tǒng)等的繪圖技術(shù)，可以支持決策過程。

目前，GIS和遙感技術(shù)主要應(yīng)用在漁業(yè)資

源動態(tài)變化的監(jiān)測、漁業(yè)資源管理、海洋生

態(tài)與環(huán)境、漁情

農(nóng)業(yè)地理信息系統(tǒng)解決方案

預(yù)報和水產(chǎn)養(yǎng)殖