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基于GIS的種植信息管理與服務系統設計與實現

日期:2020年10月13日 編輯:ad201107111759308692 作者:無憂論文網 點擊次數:404
論文價格:50元 論文編號:lw202010062147489781 論文字數:41255 所屬欄目:職稱論文發表
論文地區:中國 論文語種:中文 論文用途:職稱論文 Thesis for Title

本文是一篇職稱論文發表,本論文圍繞服務“三農”和“產業振興”,依托諸城市鄉村振興“一張圖”項目,面對涉農政府部門和農民的精準化服務需求,研究了基于 GIS 的種植信息管理與服務系統。主要成果如下:(1)提出了目前種植信息管理與服務存在的三個問題 一是種植信息來源于多業務部門從而導致匯聚難;二是種植信息缺乏挖掘分析導致支撐政府決策服務弱;三是農民獲取信息難。(2)構建了種植信息服務專題數據庫。將來源于農業農村局、自然資源局、農機局、水利局等 17 個業務部門的涉農異構數據使用數據源格式轉換方法、結構化數據抽取技術、地名地址匹配技術、地理編碼技術、空間關聯技術以及 GIS 技術等進行快速融合與處理,構建了種植專題數據庫,為種植信息服務提供數據支撐。


1 緒論


1.1 研究背景和意義

2016 年 1 月,《農業部關于推進農業農村大數據發展的實施意見》中指出要深刻認識農業農村大數據發展和應用的重要意義。我國農業農村數據歷史長、數量大、類型多,但長期存在底數不清、核心數據缺失、數據質量不高、共享開放不足、開發利用不夠等問題,無法滿足農業農村發展需要。隨著農村網絡基礎設施建設加快和網民人數的快速增長,農業農村數據載體和應用市場的優勢逐步顯現,各種類型的海量數據快速形成,發展農業農村大數據具備良好基礎和現實條件,為解決我國農業農村大數據發展面臨的困難和問題提供了有效途徑。在夯實農業農村大數據發展和應用的基礎中,加強頂層設計,以數據資源整合促進數據采集、帶動數據開發利用,建立標準統一、共建共享的工作機制,推進數據共享開放,發揮各類數據的功能。

2016 年 7 月,中共中央辦公廳、國務院辦公廳發布的《國家信息化發展戰略綱要》指出:加快推進農業現代化。把信息化作為農業現代化的制高點,推動信息技術和智能裝備在農業生產經營中的應用,培育互聯網農業,建立健全智能化、網絡化農業生產經營體系,加快農業產業化進程。健全農業信息監測預警和服務體系,提高農業生產全過程信息管理服務能力,確保國家糧食安全和農產品質量安全。

習近平總書記在黨的十九大報告中提出實施鄉村振興戰略。2018 年中央一號文件——《中共中央、國務院關于實施鄉村振興戰略的意見》中對實施鄉村振興戰略進行了全面部署,提出按照“產業興旺、生態宜居、鄉風文明、治理有效、生活富?!钡目傄?,加快推進農業農村現代化,走中國特色社會主義鄉村振興道路。2018 年,《政府工作報告》將“大力實施鄉村振興戰略”列為需要扎實做好的 9 項工作之一。2018 年 3 月 8 日,習近平同志在參加山東代表團審議時強調:“要推動鄉村產業振興,緊緊圍繞發展現代農業,圍繞農村一二三產業融合發展,構建鄉村產業體系,實現產業興旺,把產業發展落到促進農民增收上來?!?018 年 6 月習近平總書記在山東考察時又強調“要打造鄉村振興齊魯樣板”。根據《中共中央、國務院關于實施鄉村振興戰略的意見》,2018 年 9 月,中共中央國務院印發《鄉村振興戰略規劃(2018-2022年)》。規劃指出:“加強農業信息化建設,積極推進信息進村入戶,鼓勵互聯網企業建立產銷銜接的農業服務平臺,加強農業信息監測預警和發布,提高農業綜合信息服務水平?!?nbsp;

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1.2 國內外研究現狀及分析

在當前信息技術創新日新月異的時代,新技術、新產品、新模式的產生不斷推動者經濟格局和產業形態的變革(毛薇等,2019)。將計算機技術、通信技術等相關的信息技術融合應用至農業中,以提升農業生產效率、改善農民生活的農業現代化、信息化建設通過改變農民獲取信息的渠道,使得農業信息能夠便捷快速的在更廣范圍內傳播。借助信息化的農業服務平臺,不但將國家層面的鄉村振興戰略落到實處,并且能夠促進農業現代化發展進程的進一步推進(黃志華,2018)。農業信息服務標準化平臺的建設水平逐漸成為了評價農業現代化發展的標準,同時在現代農業發展中起到了至關重要的作用(潘曉盼,2018)。本文在大量閱讀國內外相關文獻的基礎上,對比分析國內外農業信息管理與服務平臺建設現狀以及 GIS 在農業中的應用現狀,并結合實際情況進行分析概述。

1.2.1 農業信息管理與服務平臺建設現狀

隨著經濟水平的發展和信息科技技術的提高,世界諸多國家的農業產業規模不斷擴大,農業現代化的程度也跟隨著不斷提高。為滿足農業信息化發展要求、不斷提高農業綜合競爭力,各國紛紛對農業信息服務體系建設進行了大量的研究、探索和實踐,并結合實際情況構建了各具特色的農業信息服務系統。美國自 20 世紀 60 年代開始農業信息服務體系的建設,目前已經形成了較為完善、標準的農業信息服務體系,由內布拉斯加大學建立的世界最大的農業中心網絡系統(AUNET)已經在美國較為廣泛的應用;在政策和大量資金支持下構建的美國國家農業數據庫(AGIUCOLA)等龐大的規?;纳孓r信息數據庫為美國農業信息服務體系的建設奠定了良好基礎(賀文慧等,2006;Song,2006)。日本十分重視農業信息化的發展,早在 1994 年開始開發農業網絡,并在每個縣設立了農業信息分中心,利用大型計算機確保來自全國各地農業信息的迅速獲取和及時交換。目前日本已將國立農業科研機構、地方農業研究機構以及地方農業改良普及中心全部聯網,可通過互聯網按照地區和品種進行農業相關信息的查詢(張忠德,2009)。韓國農業信息化服務體系建設在韓國農業現代化中扮演重要角色,農業信息服務系統鏈接了政府、市場和生產者,為提高生產力和市場競爭力發揮了重要作用。例如韓國農村發展管理局聯合相關部門共同開發的移動農業信息服務系統(MFISS)可為用戶提供農業技術信息、市場價格、天氣和實時疾病控制等相關的農業信息服務(官波等,2018;Xiang,2012)。

圖 1 技術路線圖

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2 種植信息管理與服務系統需求分析


2.1 研究區概況

山東省諸城市位于山東半島東南部,總面積 2183 平方公里,其中耕地面積 160 萬畝。諸城市地貌類型多樣,地勢南高北低,自南而東為起伏較大的山嶺地帶,間有若干谷狀盆地,西部、中部及北部,系大片波狀平原,其邊緣有低緩山丘分布,主要土壤類型為棕壤、褐土、潮土和砂姜黑土。諸城是一個農業大市,農業基礎雄厚,主要種植糧食、果品、蔬菜、黃煙等作物,是全國農業產業化的發源地(劉峰梅,2010)。諸城市高度重視農業發展,圍繞產業振興加快農村一二三產業深度融合,急需通過信息化手段推進種植業標準化、園區化、智能化。諸城市前期農業信息服務基礎較好,農業服務相關信息數據資源豐富,相關信息數據來自于農業農村局、自然資源和規劃局、農機局、畜牧局、水利局、科技局、財政局等 17 個部門,數據種類繁多且數據量巨大,但數據多數為文字、表格以及圖片形式,且分散于各個部門,少數部門僅根據自有數據建設自用系統,統計分析及輔助決策功能薄弱,信息數據資源利用率較低,農民及其他部門無法獲取相關信息。如何綜合運用多源異構的大量數據為農民和農業管理部門提供直觀有效的信息服務成為亟待解決的一大難題。

在實地調研及數據獲取過程中發現諸城市農業信息服務存在以下問題。(1)服務內容多樣。涉農信息服務包括內容土地流轉、土壤信息、農資購買、農技指導、用工招聘、種植政策、農產品銷售、市場供求等。(2)信息分散孤立。關于種植信息服務的相關數據分布在農業農村局、自然資源局、農機局、水利局、科技局、經管局、人社局、財政局等,沒有統一的數據庫,數據多為部門自用,數據利用率低,無法進行數據的綜合運用分析。(3)數據來源和格式多樣。相關數據形式包括相關部門原有系統服務接口、地理空間數據、大量未矢量化的文本、數據表格、圖像、音頻、視頻等。(4)沒有統一的信息服務平臺。

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2.2 用戶分析

通過在諸城市召開需求調研座談會、入戶調研以及發放調查問卷等形式,了解到系統面向的用戶主要有三類。一類是農民;一類是農業管理部門工作人員,主要包括農業農村局、自然資源局、物價局等相關部門的工作人員;另一類是專門的運維人員,負責系統運行維護工作,系統操作流程如圖 2 所示。

圖 2 系統操作流程

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3 種植專題數據融合與處理 ··························· 16

3.1 數據分析 ······························ 16

3.1.1 空間數據分析 ····················· 16

3.1.2 非空間數據分析 ····························· 17

4 種植信息管理與服務系統設計與實現 ······························· 41

4.1 系統總體框架設計 ····························· 41

4.2 系統功能模塊設計 ··························· 42

4.2.1 種植信息模塊 ··························· 42

4.2.2 市場信息模塊 ······················· 44

5 總結與展望 ························· 63

5.1 總結 ···························· 63

5.2 主要創新點 ······················· 64


4 種植信息管理與服務系統設計與實現


4.1 系統總體框架設計

基于 GIS 的種植信息管理與服務系統總體架構如圖 22 所示。以縣域政務云平臺為基礎,利用其提供的軟硬件基礎設施,

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