基于WebGIS Service构建农业辅助决策支持系统

<P>1 农业信息化的发展</P>
<P>近十 年 来 ，信息技术、生物技术等高新技术在农业领域的开发应用，使世界农业酝酿着新的突破。信息化是当代农业现代化的标志和关键，它主导着未来一个时期农业现代化的方向。在我国经济迅速发展的关键时期，有必要认真研究农业信息化发展规律，以抓住历史机遇，迎接新技术革命的挑战。农业信息化是指利用现代信息技术和信息系统为农业产供销及相关的管理和服务提供有效的信息支持，并提高农业的综合生产力和经营管理效率的相关产业的总称。从20世纪80年代以来，我国开展了系统工程、数据库与信息管理系统、遥感、专家系统、决策支持系统、地理信息系统等技术应用于农业、资源、环境和灾害方面的研究，取得了一批重要成果。1994年12月在“国家经济信息化联席会议”第三次会议上提出了建设金农工程，目的是加速和推进农业和农村信息化，建立“农业综合<BR>管理和服务信息系统”。农业是高风险行业，除了市场风险之外还有自然风险。现代信息技术可以通过信息的有效传递，使农业经营的风险系数大大降低。当今信息化迅猛发展的态势给中国农业提供了难得的发展机遇。我国是在农业基础还不稳固、工业化尚处于中期阶段时拉开信息化序幕的。信息技术的进步是从技术开发延伸到信息资源开发，信息化管理也是从信息技术管理过渡到信息资源管理。信息基础设施初步建成之后，资源建设就是方向。如果能不失时机地利用当今信息网络技术抓好农业信息资源建设，便有希望在信息基础设施利用方面先走一步，抓住今后发展的契机。<BR>2 GIS技术在农业信息化中的作用<BR>地理 信 息 系统(GIS) 是用于获取、储存、查询、综合、处理、分析和显示地理空间数据及其与之相关信息的计算机信息系统。地理信息系统脱胎于地图，是地理信息的载体，具有获得、存储、编辑、处理、分析与显示地理数据的功能。它也成为当今3S(GIS、全球定位系统(GPS)、遥感技术(RS)集成应用的主要整合平台。<BR>GIS 具 有 强大的数据分析统计功能，能对空间或非空间信息进行高效处理，使农作物区划工作者可以从更为宏观的角度分析区域农业的差异规律，为区划提供丰富、有效的信息。通过构建区划模型，可以在地理信息系统中进行不同区划方案空间过程的动态模拟与评价，编绘出综合评价图、区划图，直观、定量化地再现不同区划方案的行为结果和时空效果，为管理者提供可靠的决策。利用GIS技术可以协调利用各种生产要素，进行农业资源优化配置和综合规划，提供特定区域内降低成本、增加产出、提高效益的作物生产管理方案。利用GIS以及全球定位系统(GPS)、遥感技术(RS)技术可以组建3S集成的地理信息<BR>系统数据库、分析病虫害发生的时空动态及规律性、评估病虫害发生的适宜生境及影响因子、预测病虫害的发生趋势等，从而可给出农作物病虫害的发生图、分布图及可能蔓延图，为防止病虫害提供及时、准确、直观的决策依据。精准农业己是当今国际农业技术发展的新潮流。精准农业是指在信息技术支持下，根据空间差异，实施定位、定时、定量控制的一整套现代化农事操作和农业管理系统。精准农业是20世纪90年代基于GPS,RS和GIS技术的发展而产生的集约化农业生产方式，正由试验阶段向应用阶段发展，成为农业可持续发展的热门领域。随着网络技术的发展，基于网络的WebGIS也将在农业辅助决策领域发挥其分布式信息获取与管理的能力，及时有效地提供相关信息，保障决策的科学性。<BR>3 基于WebGIS Service系统框架<BR>We bG IS 是采用先进的WWW技术、GIS技术和数据库技术，建立在基于Internet上的用户界面友好的网络化GIS, WebGIS Service是提供GIS服务的Web Service定义。WebService是一套正在产生的标准，它描述了一个面向服务的、基于组件的应用体系结构，从而使标准的服务提供者在注册中心登记和发布他们的服务，使服务使用者能够发现和调用这些服务。其具有分布式、跨平台等特点。<BR><BR>根 据农 业 局业务需求，大致可分出以下几个常用的系统模块:畜牧生产与免疫信息管理、动物疫病预警与预防决策、农业基础信息与种植业管理、农业环境质量与农产品监测、土壤肥力监测，工作中可根据需求扩充和完善。各应用单位或部门可依据业务工作和管理的流程选择不同的模块或组件进行组合，可以分布式调用，实现资源共享，这样有助于提高软件的可靠性、可继承性、可维护性和可扩充性。</P>
<P>基于 W e bGISS ervice的农业辅助决策支持系统是一个可伸缩的应用系统，其各个系统服务模块均由一个WebGIS Service服务模块构成，如以上功能模块均为一个服务节点，其系统结构如下:</P>
<P>4 系统服务模块功能设计<BR>农业 辅 助 决策支持系统前端采用B/S架构，该系统构架具有分布式计算的特点，功能整合方便灵活。在功能实现中，充分挖掘和使用了当今成熟的WebGIS软件如:美国ESRI公司的ArcGIS和ArcIMS、超图公司的SuperMapIS.NET等产品提供的功能和开发包，对农业各项管理业务和进行整合，为相关业务部门的日常工作和各级领导的管理工作提供一个高效、直观、便捷的WebGIS平台。主要服务功能设计情况:<BR>4.1 畜牧生产与免疫信息管理服务模块养殖场信息，屠宰企业信息，畜牧生产信息，畜牧免疫信息，免疫物质储备信息，路口信息等基本信息管理。同时在此基础上结合信息统计和专题图以及图表互查等功能为畜牧生成和免疫提供领导决策支持。<BR>4.2 动物疫病预警与预防决策服务模块结合动物生产、免疫和疫病情况，实现疫病防控的多级缓冲分析和相关数据统计。通过对动物种类、数量、分布、疫情历史、疫病现状等数据进行采集、处理、分析，结合地理、地面交通、物资药品储备等情况，对动物疫病进行动态监测。为领导决策疫病治理、疫情评估、物资储备分布与使用等提供决策依据。<BR>4.3 农业基础信息与种植业管理服务模块在实现对农业人口、设施、生产条件、耕地面积、产值、农作物种植生长情况、种植业结构布局、农业气象信息、新农村建设、地块<BR>信息等多种空间和属性信息管理的基础上，通过以上信息组织管理，结合种植业布局相关的病虫害评估，对农村经济进行风险评估等。为领导决策种植业布局、精准农业示范与推广、农村经济建设等提供决策依据。<BR>4.4 农业环境质量与农产品监测服务模块对全市农业基础环境的土壤、水、大气环境进行管理和分析。结合气候、污染源、水资源等情况，对农业产品进行检测与管理，从而实现食品安全定量、自动化管理。为领导决策环境污染治理、环境质量评估、农产品质量监控、食品安全控制等提供决策依据。<BR>4.5 土壤肥力监测与评价服务模块结合调查、统计、典型监测等手段，通过对京郊耕地土壤肥力长期定位监测，对经营过程的施肥、农药、灌溉、病虫害等信息进行管理。利用以上信息对全市农业土壤养分进行自动评价，预测农田质量变化趋势，从而为领导决策土壤肥力监控、种植投人产出效益控制、土壤养分评价、农田质量变化趋势等提供决策依据。<BR>5 结束语<BR>基于 W e bGISS ervice构建的农业辅助决策支持系统以3S技术、空间数据库技术、计算机网络技术、现代化农业信息技术为依托，采用WebGIS Service标准的空间数据库引擎和农业信息分布式服务模式，实现了农业环境动态监测与管理、土壤动态监测与评价、动物疾病监测与预防决策、作物病虫害监测与防治决策、农业食品安全管理等业务的科学化、信息化管理，进一步提高了管理与决策水平，为促进农业快速、高效发展，逐步实现数字农业建设的目标奠定了一个良好的基础。<BR></P>