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浅谈地理信息系统及其在农业领域的应用

  摘 要:地理信息系统在城市规划、农林生产、交通运输以及生态环境保护等诸多领域都具有非常广阔的应用前景。文章首先介绍了地理信息系统的功能及组成,并讨论了地理信息系统在农业领域的几种典型应用。
  关键词:地理信息系统;农业领域;应用;农业区划
  前言
  地理信息系统(Geographic Information System,简称GIS)作为上世纪中后期的产物,其集合了计算机技术、通信技术、遥感技术、环境科学、地理学等诸多学科,通过调用地理空间数据库,根据实际需要建立起地理模型用于空间分析,得到科学的地理数据,从而为决策服务。目前,地理信息系统在城市规划、农林生产、交通运输以及生态环境保护等诸多领域均得到了广泛的应用,为生产和规划决策提供参考。
  1 地理信息系统的组成与功能
  地理信息系统功能的实现过程依次为:地理数据的采集、数据分析、地理决策和应用。一般来说,地理信息系统由计算机系统、地理数据库系统和人员三个基本部分构成,只有每个部分的功能得到充分发挥才能使地理信息系统高效运转。
  1.1 计算机系统
  计算机系统包括硬件部分和软件部分,其中硬件部分主要由存储器、中央处理器、显示器及其他用于数据存储和传输的介质,为系统的运行提供基础支撑,而软件部分则主要负责系统数据分析。
  1.2 地理数据库系统
  地理数据库系统的主要功能是地理数据的检索、查询等操作,同时提供数据维护的功能,为地理信息系统的运行提供资源支撑。
  1.3 人员
  在自动化高度发达的今天,人的作用依然不容忽视,在地理信息系统中,相关人员组要包括系统管理人员和用户两部分,其中系统管理人员是维持系统高效运行的关键所在,是系统工作方式而用户则决定着地理信息系统信息产品的发展方向。
  2 地理信息系统在农业领域的应用
  农业生产系统高度依赖于周围的资源和时空环境,为实现农业现代化同时促进农业发展与资源和环境的可持续发展,就必须做好农业生产管理、农业生态环境监测以及病虫害预防等工作。实际工作中,要达到以上的目的则需要大量的空间数据信息支撑,不但要完成数据的采集,还要对数据进行加工处理以便做出农业决策,因此传统的数据管理系统就显得捉襟见肘,地理信息系统的出现给农业生产管理信息化提供了有力支持。欧美发达国家将GIS用于农业生产在技术上已经较为成熟,为当地农业经济的发展和环保事业做出了巨大贡献,我国从上世纪八十年代开始在农业领域应用地理信息系统,主要应用方面包括:国土资源规划决策管理、农业资源调查管理、灾害预控、农业生态环境监测、土壤侵蚀监测、区域农业可持续发展研究、区域农业生产规划、农业估产、农业生产潜力分析等诸多方面,取得了可喜的进展。
  2.1 土地资源规划与决策
  土地资源本身的特性决定了其应用领域,因此不同使用功能的土地的地理定位等基础信息必须准确无误,并且实时性强,从而使土地规划管理工作向着信息化、可视化、科学化的方向发展。通过应用GIS可完成对基础地理数据信息的采集和存储,并按工作需要随时查询检索数据,通过软件分析为土地资源决策和发展方向预测提供客观依据。当前,我国耕地面积逐渐减小,违规占用耕地的行为比比皆是,为保护耕地,规范土地的使用,应用GIS势在必行。在传统土地资源管理中一般存在若干个规划土地信息系统,每个系统负责处理特定的数据信息,因而需要多个部门之间合作完成,而应用GIS后通过数据模型和数据交换框架的建立就可将多种数据信息存储在同一系统中,利用数据协同技术统一数据标准,从而为决策服务。
  2.2 农业区划
  农业区划是GIS在农业领域的典型应用,其应用方式是将GIS与现有的社会经济数据和自然资源数据有机结合起来,通过分析形成农业区划统计图件。另外,为使区划图更直观和定量化,可综合利用GIS和遥感技术,将遥感的结果呈现在GIS区划图中。
  2.3 农业资源调查
  对农业资源展开调查,建立农业资源统计数据库可为从事农业经济活动提供科学参考。通过地理信息系统一方面建立起由土壤图、气象图等组成的数据库,另一方面将图形与数据库有机结合起来,用计算机管理这些图形和数据,从而推动农业资源自动化管理。基于GIS的农业资源调查和管理系统可以使数据更新更加及时,查询检索速度更快,而且在数据图形使用时可以更直观地展现给客户。
  2.4 农业生态环境管理
  地理信息系统在农业生态环境管理上的应用主要包括环境监测、环境影响评价以及环境污染防治等。对环境监测来说,由于地理信息系统具有强大的建模功能,故可在实际工作中根据环境监测工作的需要有目的地建立起区域农业生态环境模型,对区域内农业生态环境的变化进行模拟,使农业生态环境模型呈现动态的变化,便于对其发展趋势进行预测。对环境影响评价和污染防治来说,由于污染源具有区域性、流动性和呈梯度变化等特征,用传统的方法使得结果可能会以偏概全,而应用地理信息系统使得反映出的信息量更加真实,从而有助于实际工作的顺利开展。
  2.5 农业灾害预测与治理
  对农业生产中可能出现的灾害进行预测和控制,对已经发生的农业灾害进行治理是提高农业生产产量的重要举措,通过将地理信息系统与遥感系统和计算机系统结合起来,对农业灾害进行评测,从而为政府及农业相关部门提供科学的决策依据。具体来说,通过地理信息系统的空间特性,经过对大量历史数据的演变分析可得出某种灾害在该区域内的演变规律和空间分布特点,同时可对灾害的发展趋势进行预测,有助于提前采取对应的预防措施,防止大面积受灾。另外,对于已经有灾害发生的区域,根据地理信息系统提供的空间信息数据可得到受灾区域面积和受灾程度,从而大概计算出受灾带来的经济损失。
  3 结束语
  我国是个农业大国,发展农业是解决十三亿人口吃饭问题的重中之重。毫无疑问,在农业领域应用地理信息系统有助于我国农业现代化进程的推进,除上述几点外,地理信息系统在农业领域的其他方面也有很大的应用潜力,这就需要人们不断开发,以使地理信息系统为农业生产提供全方位的服务。
  参考文献
  [1]王璐,翟义欣,王菲.地理信息系统(GIS)的发展及在农业领域的应用现状与展望[J].农业环境科学学报,2005,24(增刊).
  [2]王小兵,孙久运.地理信息系统综述[J].地理空间信息,2012(1).
  [3]饶卫民,章家恩,肖红生.地理信息系统(GIS)在农业上的应用现状概述[J].云南地理环境研究,2004(2).



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