GIS在农业方面的利用.doc

GIS在农业中的应用摘要：随着地理信息系统功能的不断完善，在国内许多方面的应用越来越广泛。本文从农业角度出发，梳理地理信息系统在农业方面的应用，探究GIS在未来实际的作用，并对未来地理信息系统的发展进行预测，以期为未来地理系统在农业方面的利用提供理论基础。关键词：GIS；农业；展望1 引言GIS，全称为Geographic Information System或 GeoInformation system，即为地理信息系统，又称地学信息系统。它是在计算机硬、软件系统支持下，结合地理学与地图学以及遥感和计算机科学，对整个或部分地球表层（包括大气层）空间中的有关地理分布数据进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统。它的特点是公共的地理定位基础；具有采集、管理、分析和输出多种地理空间信息的能力；系统以分析模型驱动，具有极强的空间综合分析和动态预测能力，并能产生高层次的地理信息；以地理研究和地理决策为目的，是一个人机交互式的空间决策支持系统。GIS首先于1968年在加拿大建成，并随着计算机硬件和软件技术的更新换代，其应用领域不断扩大。国外从20世纪70年代起，将GIS开始应用于农业领域，先后应用在土地资源调查、土地资源评价、农业资源信息管理等方面。进入90年代以后，在区域农业可持续发展、土地农作物适宜性评价、农业生产信息管理、土地农业生产潜力、农业系统模拟与仿真、精确农业、农业生态系统监测、农场规划、农业景观规划、农业环境保护等方面展开大量研究1。随着GIS的发展，在各方面的应用越来越广泛，就土地资源管理角度而言，它在农业管理和利用方面发挥了不可替代的作用。数据库、系统模拟、人工智能 、遥感、 地理信息系统和全球定位系统等单项技术在农业领域的应用已日趋成熟，而且多种信息技术的结合与集成越来越受到人们的关注，较为流行的是GIS与作物模型技术、遥感与GIS技术、决策支持系统与专家系统的集成，以及作物模型、专家系统、信息系统的三者结合等。因此， 国外GIS应用于农业的范围广泛，而且将GIS与GPS、RS、INTERNET等高新技术有机地结合在一起，发挥集成优势，及时有效地解决农业生产和农业管理中的实际问题。GIS在国内的开发和应用时间较短，研制与应用始于20世纪70年代末，80年代中期开始应用于农业方面。GIS正以其特有的空间信息分析与管理能力为我国农业的快速发展提供必要的技术支持，促进我国农业更好的增长。目前，GIS在国内农业方面的应用主要在农业区划、农业气候资源、水果种植区域评价、农业用地适宜性评价、生态环境的监测和分析、农作物估产、精准农业、区域农业经济发展评价等方面。而“3S”（RS、GIS、GPS）综合技术在农业方面也展开了研究与应用。随着我国农业集约化、规模化、现代化与数字化的发展，GIS 的应用领域将越来越广泛2。2 GIS在农业方面的应用GIS技术已经发展了50多年，在各行各业应用广泛在农业应用方面，国外应用方面较多，国内在逐渐推广与应用中。朱小燕从GIS技术角度出发，论述了其在农业领域中的应用现状，并结合GIS发展趋势展望了在该领域的应用前景3。在区域农业规划方面，GIS可以在现状分析、空间可行性分析、农业产业空间布局、基础设施规划、生态环境保护规划等方面进行应用，并利用空间数据库技术、空间分析技术、空间数据管理技术来为区域农业规划提供科学的规划依据和管理支撑。借助 GIS 的空间分析手段分析区域农业现状、发展优势、限制条件等，可使得区域农业规划更加科学合理，进而为区域农业发展、农村繁荣和农民增收提供决策支持。在区域农业规划的编制实施时，GIS以地理空间数据库为基础，对农业空间相关数据进行采集、管理、分析、模拟和显示4。针对GIS技术和计算机信息技术的发展在外来有害生物风险评估、种群空间格局分析、病虫害发生趋势预测预报以及病虫害遥感监测四个领域的应用和研究方法,对GIS在遥感、专家系统及WebGIS三个方面的应用前景进行了分析,并展望了其未来的发展趋势5。在农业非点源污染研究中，结合国内外GIS在农业非点源污染研究中的利用现状和实例,分析了GIS在农业非点源污染研究中应用的必要性,阐述了其应用的基本方法和形式并介绍了应用现状,探讨了GIS在此领域应用的未来发展趋势6。在农业干旱灾害区划方面，赵显富从区划角度出发，以降水距平作为连云港市农业干旱区划的主要指标，用反距离加权的内插方法，将气象要素推算至整个地域空间。此外，基于GIS平台，将气象要素与相应的地理因子和社会经济因子进行相关分析，从而对干旱区划指标进行修正。结果表明: 灌南县的大部分地区、灌云县南部及赣榆县外围地区干旱影响程度较高，东海县西部和市区中部次之，灌云县北部及东海县东部较低7。王绍云从国内、国外两个角度描述了 GIS 在农业领域的应用，包括国内在实时监测、精准农业、生态环境监测上的应用及国外在资源调查、区划、资源利用、生长情况监测、农业环境监测和管理、数字农业等的应用8。马晓群以霍山板栗区为例，基于GIS的农业气候区划是将GIS的空间分析功能和传统的区划方法结合,分析农业气候资源和空间地理条件对农作物布局的综合影响,可以得到客观精细的农业气候区划成果,给当地农业生产决策提供可靠依据9。冯加根在简要介绍了GIS技术在农业上应用现状的同时,分析了当前GlS技术在中国农业应用中面临的新问题,并对其发展对策进行了探讨10。郭兆夏根据陕西省气候背景及地形、地貌特点,分区域建立气候要素网格推算模型,将陕西省气候资源推算至0.5 km的地表网格单元上,利用GIS技术使与地理位置相关的气候资源信息在计算机上以图形的形式,得以精确地描述,从而实现气候资源的调查。在此基础上,并根据作物气候区划指标及每个区划因子不同分级的评分标准,进行多要素空间分析,完成综合评价,得到作物农业气候区划空间数据集合。对生成的各种资源空间数据,进行多种图形整饰和矢量化处理,制作出气候资源和作物农业气候区划矢量图产品11。GIS在林业上的应用过程大致分为3个阶段,即:(l)作为森林调查的工具,主要特点是建立地理信息库;利用GIS绘制森林分布图及产生正规报表。GIS的应用主要限于制图和简单查询。(2)作为资源分析的工具:已不再限于制图和简单查询。而是以图形及数据的重新处理等分析工作为特征,用于各种目标的分析和推导出新的信息。(3)作为森林经营管理的工具:主要在于建立各种模型和拟定经营方案等,直接用于决策过程。三个阶段反映了林业工作者GIS认识的逐步深入12。3 未来发展趋势与展望3.1 GIS与遥感技术的结合遥感技术起步较晚,但近年来发展迅猛。在今后的发展过程中可结合遥感卫星数据，利用ENVI等软件与地理信息系统结合，实现数据的实时监测和控制，为土地可持续利用做技术基础。但是，目前限制遥感技术发展的一个主要问题是使用成本较高,只有降低遥感数据的成本,才能推进遥感技术更为广泛的应用。3.2 GIS与专家系统的结合专家系统是一个具有大量的专门知识与经验的程序系统,它应用人工智能技术和计算机技术,根据某领域一个或多个专家提供的知识和经验,进行推理和判断,模拟人类专家的决策过程。目前，国内关于土地研究仍处于初级阶段，各方面有许多不完善的地方，制度也有诸多漏洞，面对各型各样的新问题，需要利用GIS和专家系统相结合，不但可以对各种问题进行统计分析，而且还可以及时反应各种问题的空间变化与专家系统预测所要求的前瞻性，可使结果更加直观，贴切实际。 3.3 WebGIS的发展WebGIS目前与桌面GIS系统相比,空间分析能力仍有差距,应用方面仍存在一些限制。随着未来WebGIS功能的不断发展,必将在农业方面发挥更大的作用。4 结论 随着GIS功能的扩展和技术的发展，在各方面的应用将会越来越广泛，在农业方面我们可以结合实际情况和已有理论基础利用GIS进行农业规划、害虫控制、气候资源调查等等，从而为未来农业发展提供基础。未来GIS的发展离不开与遥感的结合，也将会从人的角度为其内容进行丰富。参考文献 1黄金良,洪华生,张珞平,等.GIS在九龙江流域农业非点源污染信息数据库建立中的应用以五川小流域为例J.厦门大学学报(自然科学版),2004(01):93-97. 2方凡,马友华,丁文金,等.移动GIS在现代农业中的应用研究进展J.农学学报, 2014(05):86-89. 3朱小燕.浅谈GIS在农业领域中的应用现状及前景J.甘肃科技纵横,2011(04):60-62. 4刘序,肖广江,周灿芳,等.GIS技术在区域农业规划中的应用初探J.广东农业科学, 2013(01):204-206. 5洪波,张锋,李英梅,等.GIS在农业病虫害预警研究中的应用J.陕西农业科学, 2011(03):170-173. 6王少平,陈满荣,俞立中,等.GIS在农业非点源污染研究中的应用J.农业环境保护, 2000,19(5):289-292.7赵显富,沈东东,薛丰昌.GIS在农业干旱灾害区划中的应用以连云港地区为例J. 测绘科学,2013(05):40-42. 8王绍云,杨玉辉,张路平,等.GIS在农业领域的应用J.农村牧区机械化, 2011(01):32-33. 9马晓群,王效瑞,徐敏,等.GIS在农业气候区划中的应用J.安徽农业大学学报, 2