地理信息系統在天津市農業領域的應用現狀

摘 要：論述了地理信息系統(GIS)在精確農業、農業災害預測與控制、農業資源調查與管理、農業區劃等主要農業領域的應用以及在天津市農業中的應用現狀，并對天津沿海都市農業發展中GIS的應用前景做出展望。

關鍵詞：地理信息系統；農業；精確農業；天津

中圖分類號：S—O 文獻標識碼：A 文章編號：1006-6500(2008)05—0068-03

地理信息系統(Geographical Information Sys-tern，即GIS)是一種用于采集、存儲、管理、分析、顯示與應用地理信息的計算機系統。20世紀70年代后，由于計算機軟硬件技術的飛速進步，GIS系統技術不論在理論的縱深方向，還是在應用的廣度上，都獲得了前所未有的發展，如今，應用已遍及國防、城市規劃、資源保護、災害預測、精確農業等眾多領域。

20世紀80年代后，我國也開始了地理信息系統的應用研究?！笆濉逼陂g，科技部通過“863”計劃對國產地理信息系統的發展給予了更大力度的支持，一是高度重視發展大型地理信息系統的開發和應用示范；二是重視地理信息系統標準規范的研究制定；三是進一步推動行業的應用示范。經過多年的努力，我國的GIS軟件技術及產品取得了長足的進步，GIS已經廣泛應用到多個學科領域，成為研究中的熱點方向。

1 GIS在農業中的主要應用方向

1.1 地理信息系統(GIS)在精確農業中的應用

地理信息系統可以用于農田土地數據管理，能夠方便地繪制各種農業專題地圖，也能采集、編輯、統計分析不同類型的空間數據。由于出色的處理空間數據能力和統計分析查詢能力，理所當然地成為精確農業的“大腦”。 與全球衛星定位系統(GPS)結合，在進行田間作業和管理時，為科學種田提供所需要的定位和定量的技術手段，進行精細的播種、施肥、灌溉、噴藥等機械作業。

與遙感技術(Rs)結合，把GIS應用到農作物估產和長勢研究中，可以進行遙感農情監測分析，并根據農事變化，依據具體情況做出預警等。

與專家系統(ES)結合，根據獲得的輸入數據和知識庫中的知識，通過推理機對作物苗情、病蟲害、墑情的發生發展趨勢進行分析模擬，為分析農田內的自然條件、資源有效利用狀況、作物產量的時空差異性和實施調控提供決策處方。

1.2 GIS在農業災害預測與控制中的應用

農業病蟲害是農作物極具破壞性的生物災害，它們的發生與危害總是與一定的地理空間相關。對有災害發生的區域，可以根據GIS空間信息計算出大致受災面積，進而估算該區域的經濟損失。根據GIS的空間特性，對某一區域歷史數據的演變分析，對區域內災害發生的基本規律、時空分布、危害程度等進行綜合評價和模擬，并對災害發展趨勢進行預測。

1.3 GIS在農業資源調查與管理中的應用

農業資源是農業自然資源和農業經濟資源的總稱。包括土地資源、水資源信息、氣候資源、生物資源、海洋資源信息、旅游資源信息、農業種植業結構、農業生態信息。利用GIS，以高時空分辨率，多層次、動態描述農業資源的時空分布特征，描繪農業資源的動態變化規律，研究和探索農業資源在區域內的空間分布狀況以及相應的時空演替規律，為科學合理地經營管理、實現農業資源的持續發展和分類經營提供依據。運用GIS技術，將調查數據、基本地理要素、專業調查數據等有機地結合起來，大大增加了應用在農業資源調查和管理工作的科學性、直觀性和便捷性。

1.4 GIS在農業區劃中的應用

GIS在農業區劃中的應用包括兩部分：數據庫管理系統和GIS應用系統。數據庫管理系統就是利用數據庫技術，建立起農業資源信息與農村經濟信息數據庫，實現對數據庫中存儲信息的查詢、統計，而且提供對這些信息的分析功能，為農業生產和決策提供參考依據。GIS應用系統是利用圖形輸入設備數字化儀，將所選行政區劃底圖輸入到計算機中，以最小輸入斑塊為單位，結合現有的農業區劃信息，建立起農業綜合區劃的現狀綜合圖。功能上可以對輸出的圖素有選擇、有針對性地選取，復合成各種圖件，還可以利用現有的資源、經濟數據庫與GIS結合，形成各種農業區劃統計圖件。

應用GIS技術進行農業區劃的優勢在于可以快速地分析、確定各環境因素與作物生長的相關關系，減少區劃過程中的人為因素，較自然地區劃出作物適宜生長的環境區域，并統計其面積。

2 GIS在天津市農業領域中的應用現狀

2.1 土壤鹽漬化現狀與敏感性評價研究

天津市環境保護科學研究院以GIS為基礎，用蒸發量邛輦雨量、地下水礦化度與地形等作為評價因子，建立圖形庫和屬性庫，分別進行了單因子敏感性評價，最終確定了土壤鹽漬化敏感性綜合評價及空間格局；并得出結論：天津土壤鹽漬化以中度敏感區為主，主要分布在天津中部廣大平原區。而高度敏感區及極敏感區則主要分布在濱海平原及大港區，不敏感區集中分布在北部薊縣山區。

2.2 主要糧食作物生產管理信息系統研究

天津市農業技術推廣站等單位在2000年承擔了天津市科委重點攻關項目“主要糧食作物生產管理信息系統”的研制工作，以寧河縣水稻作物作為研究對象，依托“3s”(遙感、地理信息系統、全球衛星定位系統)技術，研制開發了一套基于地理信息系統下運行的農業生產管理綜合信息系統，包括農業基礎資源信息、農業環境地理信息、生產信息管理以及種植適應性評估等，可實現查詢檢索、數據管理、統計分析、分析評估、產品制作等功能。

2.3 林業有害生物監測信息管理研究

天津市林業局與中國林科院資源信息研究所合作，開發了“基于GIS的天津市林業有害生物監測管理信息系統”，該系統具有可視化查詢功能，可以迅速檢索所需要的林木果樹蟲害資料，并對不知名的蟲害標本進行快速鑒定，可及時制定出合理的治理方案，通過互聯網為基層工作人員、林農、果農、領導部門提供服務，使得天津市林木病蟲害測報工作向科學化、規范化、自動化和現代化發展作好鋪墊。

2.4 天津市農業基礎地理信息系統研究

2001年，天津市農業科學院信息研究所承擔了天津市科技重大項目——“天津市農業信息化工程”，聯合天津市農業技術推廣站，以GIS技術為核心，根據農業資源信息的開放程度以及天津市各區縣農業資源特色，研發了天津市農業基礎地理信息系統，共包含五大子系統：天津市農業地理信息系統、天津市農村經濟管理系統、寧河縣水稻生產管理信息系統、西青區農業區劃管理信息系統、北辰區綜合農業管理信息系統等，既有涉及農業基礎地理、土壤、水利、氣候、作物情況以及經濟情況等各種資源的綜合應用系統，又有依據天津市不同區縣地域特色開發的專題應用系統；在發布類型上既有應用于單機的信息管理系統，又有基于Internemntranet的WebGIs網絡發布應用系統。其中的天津市農業地理信息系統和寧河縣水稻生產管理信息系統完成了軟件著作權登記并取得證書。

3 展望

近年來，地理信息系統(GIs)在世界范圍內的研究和應用方興未艾，在各行各業中產生的各種產品和技術如雨后春筍般涌現。GIs在國內農業上的研究和應用也越來越多，天津市在這方面起步較晚，農業領域專家和科技人員進行了一系列的研究和應用，但與先進省市相比，在研究深度和應用規模上稍顯遜色，急需加大力度，迎頭趕上。天津市作為沿海大都市，農業具備其自身的特點。《天津市委2007年工作意見》中提出，要按照沿海都市發展的方向來發展現代農業，這對天津市農業科技也提出了新的要求。同時，天津市是土地資源和水資源嚴重短缺的城市，農業科技的開展也必須圍繞提高單位面積產量和水肥節約這兩個方面做文章，而要真正實現天津農業的高效率，精準農業正好大有用武之地，最有潛力的無疑是精準農業所包含的精細量化的思想和技術手段。因此，重點開展以G1S、GPs、RS、ES為核心的精確農業技術的研究和應用，是解決天津農業水土資源問題的重要手段，需要天津市相關部門在財政和政策上給予重點考慮。相信在天津市委市政府的大力支持下，以GIs為核心的精確農業在津沽大地上大放異彩的圖景在不久的將來得到實現。

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