农业地理信息系统基本要求

ICS 点击此处添加 ICS 号 点击此处添加中国标准文献分类号 中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准 GB/T XXXXXXXXX 农业地理信息系统基本要求 Basic requirements of agro-geographic information system 点击此处添加与国际标准一致性程度的标识 （征求意见稿） （本稿完成日期：2017 年 12 月 20 日） - XX - XX 发布 XXXX - XX - XX 实施 GB/T XXXXXXXXX I GB/T XXXXXXXXX 目 次 前言 . III 引言 . IV 1 范围 . 1 2 规范性引用文件 . 1 3 术语和定义 . 1 3.1 术语 . 1 3.2 缩略语 . 2 4 组成与分类 . 2 4.1 组成 . 2 4.2 分类 . 3 5 数据 . 3 5.1 数据组成 . 3 5.2 数学基础 . 3 5.3 数据质量 . 3 5.4 数据组织 . 4 5.5 数据安全 . 4 6 软件 . 4 6.1 功能 . 4 6.2 性能 . 5 7 互操作服务 . 6 7.1 数据互操作服务 . 6 7.2 功能互操作服务 . 6 8 测试与质量评价 . 6 8.1 概述 . 6 8.2 数据库质量测试与评价 . 7 8.3 软件测试与质量评价 . 7 8.4 文档测试 . 7 参考文献 . 8 II GB/T XXXXXXXXX 前 言 本标准按照GB/T 1.1给出的规则起草。 本标准由全国地理信息标准化技术委员会（SAC/TC 230）提出并归口。 本标准起草单位：北京农业信息技术研究中心、国家基础地理信息中心、中国农业科学院农业资源 与农业区划研究所、农业农村部信息中心、北京超图软件股份有限公司、贵州省农业信息中心。 本标准主要起草人： III GB/T XXXXXXXXX 引 言 为统一农业地理信息系统建设的技术要求，促进农业地理信息系统在数据内容、系统功能、互操作 服务、系统测试和质量评价的协调与衔接，推动农业地理信息共享和应用，制定本标准。 IV GB/T XXXXXXXXX 农业地理信息系统基本要求 1 范围 本标准规定了农业地理信息系统的数据、软件、服务及测试和质量评价的基本要求。 本标准适用于农业地理信息系统的开发、建设、应用、维护与管理。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。 凡是注日期的引用文件， 仅所注日期的版本适用于本文 件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改）适用于本文件。 GB/T 15532-2008 计算机软件测试规范 GB/T 16260.1-2006 软件工程 产品质量 第1部分：质量模型 GB/T 17278-2009 数字地形图产品基本要求 GB/T 17798-2007 地理空间数据交换格式 GB/T 18905.1-2002 软件工程 产品评价 第1部分:概述 GB/T 21336-2008 地理信息 质量评价过程 GB/T 21337-2008 地理信息 质量原则 GB/T 25597-2010 地理信息 万维网地图服务接口 GB/T 28452-2012 信息安全技术 应用软件系统通用安全技术要求 GB/T 30319-2013 基础地理信息数据库基本规定 GB/T 33447-2016 地理信息系统软件测试规范 CH/Z 9019-2012 地理信息元数据服务接口规范 3 术语和定义 3.1 术语 3.1.1 地理信息地理信息 geographic informationgeographic information 与地球上的地点直接或间接相关的现象的信息。 GB/T 17694-2009，定义B.211 3.1.2 地理信息系统地理信息系统 geographic information systemgeographic information system 处理与地球位置相关现象信息的信息系统。 GB/T 17694-2009，定义B.213 3.1.3 1 GB/T XXXXXXXXX 基础基础地地理信息数据理信息数据 fundamentalfundamental geographic information datageographic information data 作为统一的空间框架和空间分析基础的地理信息数据，该数据反映和描述了地球表面测量控制点、 水系、居民地及设施、交通、管线、境界与政区、地貌、植被与土质、地籍、地名等有关自然和社会要 素的位置、形态和属性等信息。 GB/T 21139-2007，定义3.1 3.1.4 农业地理信息农业地理信息 agriculture geographical informationagriculture geographical information 与地球上的地点直接或间接相关的表述农业的信息。 3.1.5 农业地理信息系统农业地理信息系统 agragriculture geographical information systemiculture geographical information system 农业地理信息采集、存储管理、处理分析、可视化输出与应用的信息系统。 3.1.6 元数据元数据 metadatametadata 关于数据的数据。 GB/T 19710-2005，定义4.5 3.2 缩略语 OGC：开放地理空间信息联盟（Open Geospatial Consortium） SOS：传感器观测服务 （Sensor Observation Service） WCS：网络覆盖服务 （Web Coverage Service） WCPS：网络覆盖处理服务 （Web Coverage Processing Service） WFS：网络要素服务 （Web Feature Service） WMS：网络地图服务 （Web Map Srevice） WPS：网络地理信息处理服务 （Web Processing Service） 4 组成与分类 4.1 组成 农业地理信息系统由数据、软件、模型及其支撑的硬件和人员组成。农业地理信息系统之间的共享 交换通过数据和软件的互操作服务实现。 数据是指农业地理信息数据，包括农业基础地理、农业自然资源、农业生态环境、农业生产、农业 社会经济、农业灾害、农业管理与农业服务等数据。 软件包括计算机系统软件、数据库软件、地理信息系统软件、农业地理信息处理分析软件、农业应 用分析软件等。 模型包括地理信息及应用系统模型、 农业专业应用模型等， 这些模型表现在数据存储管理与软件功 能中。 2 GB/T XXXXXXXXX 硬件包括数据获取设备（如便携式信息采集设备、 墒情监测设备、 气象监测设备、 无线传感网等） 、 数据处理和系统运行设备、 数据输出设备 （如外设存储设备、 农业自动灌溉设备、 农业精准作业设备等） 。 人员包括农业地理信息系统的设计开发者、系统使用者和运维管理者等。 4.2 分类 农业地理信息系统可按其主要功能、应用领域、主要技术特征进行分类。 a) 按主要功能可分为：农业地理信息数据采集系统、农业地理信息管理系统、农业地理信息应用 系统和农业地理信息服务系统。 b) 按应用领域可分为:农业专题地理信息系统和农业综合地理信息系统。农业专题地理信息系统 由农业地理信息系统的目标和应用服务领域决定， 例如农业资源地理信息系统、 农业生态环境 地理信息系统、农业生产地理信息系统、农业管理地理信息系统等。农业综合地理信息系统由 若干农业专题地理信息子系统组成， 例如某个区域的农业综合地理信息系统由基础地理信息子 系统、农业资源管理信息子系统、农业区划子系统等组成。 c) 可以按数据采集、 软件应用和服务等采用的主要技术特征进行分类， 如农田信息无人机遥感监 测系统、农业卫星数据云平台、农业全产业链大数据平台等。 上述分类在实际应用中可进行组合。 5 数据 5.1 数据组成 农业地理信息数据包括农业基础地理信息数据， 以及与地球上的地点直接或间接相关的农业自然资 源、农业生态环境、农业生产、农业社会经济、农业灾害、农业管理与农业服务等数据。 5.2 数学基础 农业地理信息数据应采用1985国家高程基准，2000国家大地坐标系（China Geodetic Coordinate System 2000，CGCS2000）。不具备条件的地区可采用当地测绘部门使用的坐标系，但应与CGCS2000 进行联测或建立转换关系。各比例尺数学基础要求应符合 GB/T 17278-2009 标准要求。 5.3 数据质量 5.3.1 空间精度 国家、省区和市（县）三级农业地理信息数据库的数据比例尺要求参照GB/T 30319-2013，位置精 度要求参照GB/T 17278-2009。其他级别的农业地理信息数据库数据比例尺和位置精度要求参照相关规 定执行。 5.3.2 时间精度 农业地理信息数据采集时效性要求应满足农业管理业务应用需要。 5.3.3 属性精度 3 GB/T XXXXXXXXX 农业地理信息数据属性精度要求包含定量的属性值精度、 要素分类和要素属性分类正确性及其逻辑 关系一致性。 数据属性精度应依据农业地理信息系统应用目标和业务需求确定， 并应满足相应的国家标 准，本标准不做特别规定。 5.4 数据组织 农业地理信息同级数据库中，各专题数据应依据其逻辑关系建立空间拓扑关系、语义等关系；现状 数据要与历史数据建立历史继承关系；不同级别数据库间的相关专题数据应建立数据尺度间的逻辑关 系，如汇总关系、综合关系等。 5.5 数据安全 农业地理信息数据安全遵循相关法律法规，数据安全技术参照GB/T 28452-2012。 6 软件 6.1 功能 6.1.1 概述 农业地理信息系统软件的功能包括通用功能以及以及农业地理信息采集、管理、应用、服务等系统 的特有功能。 6.1.2 通用功能 农业地理信息系统软件的通用功能包括： a) 地图浏览：按照当前窗口的大小显示一定范围的地图，并能够进行放大、缩小和漫游操作。 b) 定位功能：支持按照关键词进行位置查找定位，显示一定区域范围内的农业信息。 c) 图层控制：包括图层切换、图层叠加和查询图层属性表等功能。 d) 图层渲染： 可以设置图层按单值、 要素值和分级对图层进行渲染， 设置图层要素或符号的大小、 颜色、边框粗细。 e) 查询功能： 指从农业 GIS 数据库中找出满足属性约束条件和空间约束条件的地理对象或数据内 容，包括空间特征的查询、非空间属性的查询以及组合查询。 6.1.3 农业地理信息数据采集系统 农业地理信息数据采集系统软件主要实现农业地理信息的采集、 上报及数据库更新等功能。 依据传 感器、移动数据、遥感载入与计算及统计报送等数据采集方式，应具备如下功能： a) 传感器数据采集： 应实现传感器空间位置信息和传感器状态信息采集。 对于不同应用目标和不 同产商提供的传感器不一样情况，应能够支持多种传感器，实现不同产商传感器的无缝接入。 b) 移动数据采集： 应能够定期或实时接入移动监测数据， 实现监测数据空间位置信息的自动获取， 能够对移动数据的质量进行必要的检校，进行移动数据的变化分析。 c) 遥感影像载入与计算：应支持多种类型的遥感影像，对不同时期的遥感影像进行对比分析，能 够进行常用的栅格计算，如：植被指数、水指数等。 d) 统计数据报送。应能对采集的统计信息进行数据报送与审核。 6.1.4 农业地理信息管理系统 4 GB/T XXXXXXXXX 农业地理信息管理系统软件主要实现农业地理信息的数据库构建、数据处理、数据统计分析、数据 交换、数据制图、元数据维护等功能，实现农业地理信息元数据、矢量数据、栅格数据、影像数据、属 性数据、三维景观数据等的集中管理与交换。 a) 数据库构建：能够依据数据库模型创建数据库表结构，并进行数据库配置。 b) 数据处理：对采集的各类农业地理信息数据，应能按照不同的方法进行编辑运算，形成符合用 户要求的数据文件格式。 c) 统计分析：支持不同级别区域单元数据的汇总统计和分类统计，并能对统计结果进行统计表、 统计图及统计专题地图展示。 d) 数据交换共享：支持以共享交换文件方式导入和导出数据，并能提供农业网络地图服务、网络 要素服务和网络覆盖服务。 e) 数据制图：支持对输入农业地理信息数据进行制图，实现农业地理信息数据的可视化，并支持 统计表插入。 f) 元数据维护：具备元数据维护和版本控制功能，根据空间数据类型和应用需求建立各种目录。 在云环境中，应支持地理信息数据的云存储管理和功能的云服务化，供其他用户访问调用。 6.1.5 农业地理信息应用系统 农业地理信息应用系统是以农业地理信息为基础， 为农业管理和决策提供支撑的系统， 具体可包括 监测评价、布局规划，生产管理、智能控制和应急处置等各类应用系统。各类应用系统应具有的功能分 别如下： a) 监测评价类应用：应支持对农业资源、环境与生产资料等进行监测评价，支持监测指标的时空 动态分析与展示，支持指应标变化动态模拟。 b) 布局规划类应用：支持直观定量地显示规划图与区划图，包括规划指标预测模拟、情景模拟、 规划方案优化等功能。 c) 生产管理类应用：应能够实现农业地理信息数据的分析、建模和显示，支持精准农业和农业现 代化管理。 d) 智能控制类应用： 应能够依据监测指标状况和决策分析结果信息对现场设备操作进行控制。 对 于运动作业设备， 应能实现现场空间位置与系统操作指定位置的比对， 并依据比对结果进行设 备操作控制；对于固定作业设备，应能接收对当前设备的操作指令。 e) 应急处置决策类应用： 应能进行农业灾害耗损评估、 灾害发展预测模拟、 应急方案模拟与优选， 对于时效性强的应急决策，应能支持调度指挥决策分析。 6.1.6 农业地理信息服务系统 农业地理信息服务系统主要面向各类用户或第三方系统提供基础地理数据和农业地理信息的共享 交换与开放服务。服务系统软件应具备如下功能： a) 信息发布，应支持农业地理信息数据的分发，具备用户管理功能、数据准备与发布功能。 b) 农业地理信息共享服务，应提供目录服务、查询服务、在线制图、农业地理信息下载或网络地 理信息服务，支持 OGC 的 WMS、WFS、WCS 等标准的网络地图服务、地图应用服务、数据接口 服务。 6.2 性能 6.2.1 负载、压力和效率 5 GB/T XXXXXXXXX 农业地理信息系统的地图服务、查询与统计分析、模型计算等功能执行速度应满足用户需求；网络 系统支持的最大并发用户数和同时在线用户数应满足用户需求； 系统CPU、 内存和网络带宽等硬件资源 使用应充分合理。 6.2.2 可用性 农业地理信息系统可用性包括系统安全性、可靠性、易用性、可维护性和可移植性。 a) 安全性：应支持严格的数据库和系统用户权限管理、系统访问和重要数据变更的日志管理、用 户密码管理、非授权访问软件或数据防御。对于高安全级别系统安全应满足 GB/T 28452-2012 技术要求。 b) 可靠性：系统应成熟稳定，平均无故障时间及故障修复应满足用户需求，在出现操作错误、非 法数据时系统不会异常中断或程序损坏， 甚至导致数据破坏、 缺损等重大缺陷； 应具有容错性， 对重要数据输入提供有效性检查， 不符合要求或非法数据输入时有明确提示； 屏蔽用户常见的 误操作，并对重要数据进行删除或修改有警告及确认提示；应具有易恢复性，系统异常中断， 数据和系统不会损坏，有数据维护工具，对数据进行备份与恢复，可将损坏的数据恢复到上次 保存或自动保存以前的数据；软件运行能提供具有所需精度的正确或相符的结果或效果。 c) 易用性：系统易理解，应提供中文图形界面，界面简洁、实用、风格相对一致，有足够的提示 信息；系统操作简单易学，有简洁、清晰、易懂的联机帮助文档。 d) 可维护性：可实现指定的修改，局部修改不影响软件的整体运行。 e) 可移植性：应可适应不同运行环境的能力；依据安装手册，能在指定环境中成功安装；软件运 行不影响其它同时运行的软件。 7 互操作服务 7.1 数据互操作服务 农业地理信息系统互操作服务实现农业地理信息数据的共享和集成。服务应基于Web Service接口 方式，避免直接访问数据，并应遵循相应的Web Service接口标准规范。 矢量空间数据接口服务应按照GB/T 30169-2013的规定设计，栅格数据的接口服务建议按照OGC的 WCS接口规范设计。观测数据接口服务可按照OGC的SOS接口规范设计。元数据接口服务可按照CHZ 9019-2012设计。 矢量和栅格空间数据的交换格式应符合GB/T 17798-2007的规定。 7.2 功能互操作服务 农业地理信息系统互操作服务实现功能模块的共享和集成。服务应基于Web Service接口方式，并 遵循相应的Web Service接口标准规范。其中，地图制图服务应该按照 GBT25597-2010进行设计，地理 处理服务建议按照OGC的WPS规范设计，栅格数据处理可按照OGC的WCPS规范设计。 8 测试与质量评价 8.1 概述 农业地理信息系统测试是对系统包含的数据库、 软件和文档的测试， 对系统的质量和提供的服务能 力进行测量和评价。 6 GB/T XXXXXXXXX 8.2 数据库质量测试与评价 应对系统数据库作为独立的部分进行测试，包括数据质量和数据库质量评价。 8.2.1 数据质量评价 应对数据库包含的数据资源和符号资源进行质量评价。 8.2.1.1 数据资源质量评价 数据资源包括专题数据和元数据。专题数据质量评价内容主要包括完整性、逻辑一致性、位置准确 性、时间准确性和专题准确性；元数据的质量评价内容主要包括完整性、逻辑一致性和时间准确性。 可参照 CH/T 9007-2010、GB/T 21337-2008和GB/T 21336-2008要求进行评价。 8.2.1.2 符号资源质量评价 应对系统符号资源质量及其地图可视化进行评价。评价内容包括符号资源的完整性、逻辑一致性、 位置准确性和专题属性准确性。 对于地图可视化质量可以从地图图层完整性、 图层要素尺度间衔接一致 性，以及地图要素符号一致性、位置准确性、符号精确性等方面进行评价。可参照 CHT9007-2010，并 依据实际需求制