面向農(nóng)產(chǎn)品安全生產(chǎn)的空間決策系統(tǒng)研究與實現(xiàn)

 收稿日期：2007-11-24；

修回日期：2008-02-15

基金項目：國家“863”計劃資助項目（2006AA10Z201 2007AA10Z203）；北京市自然科學(xué)基金重點資助項目（4061002）；國家農(nóng)業(yè)部“948”資助項目（2006-G63）

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作者簡介：王燕（1982-），女，內(nèi)蒙古鄂爾多斯人，碩士，主要研究方向為地理信息系統(tǒng)與遙感應(yīng)用(yanwangnm@126.com)；潘瑜春（1971-），男，安徽歙縣人，副研究員，博士，主要研究方向為地理信息系統(tǒng)工程；李岸昀（1984-），男，湖北武漢人，碩士研究生，主要研究方向為地理信息系統(tǒng)與遙感應(yīng)用；王紀(jì)華（1958-），男，吉林人，研究員，博導(dǎo)，博士，主要研究方向為遙感農(nóng)業(yè)應(yīng)用、作物的生理生化.

（1.國家農(nóng)業(yè)信息化工程技術(shù)研究中心 北京 100097； 2.北京師范大學(xué) 地理學(xué)與遙感科學(xué)學(xué)院 北京 100875； 3.中國農(nóng)業(yè)大學(xué) 信息與電氣工程學(xué)院 北京 100083）

摘要：針對當(dāng)前存在的農(nóng)業(yè)園區(qū)資源管理低效以及盲目種植問題，基于WebGIS技術(shù)構(gòu)建了產(chǎn)地管理決策系統(tǒng)。采用面向?qū)ο蠹夹g(shù)建立了多用途數(shù)據(jù)庫，滿足了現(xiàn)時及將來多種業(yè)務(wù)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)需求；進(jìn)一步將知識模型與GIS集成，實現(xiàn)產(chǎn)地環(huán)境評價、種植適宜性決策以及環(huán)境污染趨勢預(yù)測等空間決策功能。實際應(yīng)用證明，該系統(tǒng)提高了對園區(qū)資源的整合利用效率，基本實現(xiàn)了科學(xué)安全的種植生產(chǎn)。

關(guān)鍵詞：安全生產(chǎn)； 空間決策； WebGIS； 多用途數(shù)據(jù)庫； 環(huán)境評價

中圖分類號：TP311

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號：1001-3695(2008)10-3158-03

Research and implementation of spatial decision-making system for

secure production of farm produce

WANG Yan1 2 PAN Yu-chun LI An-yun1 3 WANG Ji-hua1

(1.National Engineering Research Center for Information Technology in Agriculture Beijing 100097 China; 2.School of Geography Beijing Normal University Beijing 100875 China; 3.School of Information Electrical Engineering China Agricultural University Beijing 100083 China)

Abstract:To solve the present questions in administering resource of agricultural park inefficiently and planting blindly based on WebGIS technology this paper constructed management and decision-making system for producing area. First used object-oriented technologies to build multi-purpose database met the current and future data needs of a variety of operational systems. Further integrated knowledge model with GIS realized spatial decision-making function such as environmental estimation for producing area suitable planting decision-making and forecasting for the trend of environmental pollution. Practical application shows that the system advances the efficiency of integration and utilization for agricultural park’s resource and implementes scientific and safe planting basically.

Key words：secure production; spatial decision-making; WebGIS; multi-purpose database; environmental estimation

良好的產(chǎn)地環(huán)境是確保農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全的基礎(chǔ)，產(chǎn)地環(huán)境質(zhì)量的好壞直接決定著農(nóng)產(chǎn)品的安全水平。隨著農(nóng)業(yè)的高速發(fā)展，化肥、農(nóng)藥、飼料添加劑等農(nóng)用化學(xué)品起到了非常重要的作用，由此而引發(fā)的農(nóng)產(chǎn)品污染、土壤生產(chǎn)力下降、農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境破壞等，特別是農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全問題，成為制約新階段農(nóng)業(yè)生產(chǎn)持續(xù)高效發(fā)展的瓶頸[1]。利用空間信息技術(shù)對農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地進(jìn)行高效管理，并為農(nóng)產(chǎn)品安全生產(chǎn)的科學(xué)決策提供服務(wù)是保證農(nóng)產(chǎn)品高效安全生產(chǎn)的基礎(chǔ)。許多學(xué)者利用GIS技術(shù)構(gòu)建了一些用于產(chǎn)地智能化管理與決策的系統(tǒng)，并在小范圍內(nèi)應(yīng)用于實際生產(chǎn)，取得了一定的成效。但這些系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫只存儲了單時相產(chǎn)地數(shù)據(jù)，致使決策僅僅是現(xiàn)時狀況的一個反映，不能分析一個時間段內(nèi)產(chǎn)地環(huán)境的變化趨勢，系統(tǒng)的實用性大大降低；再者，只考慮了大塊的產(chǎn)地評價，對整個評價區(qū)域直接進(jìn)行網(wǎng)格化分區(qū)并分區(qū)評價，沒有按照實際中的種植地塊作對應(yīng)評價，這樣不利于指導(dǎo)整體農(nóng)業(yè)園區(qū)進(jìn)行有效的種植操作。當(dāng)前存在的問題包括：數(shù)據(jù)庫是靜態(tài)的，不能實時反映產(chǎn)地生產(chǎn)和環(huán)境狀況；數(shù)據(jù)庫設(shè)計考慮單一，基本上是單一用途數(shù)據(jù)庫，也沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，數(shù)據(jù)重用和共享性差；大部分系統(tǒng)是單機(jī)系統(tǒng)，數(shù)據(jù)共享差。

本文設(shè)計了一個統(tǒng)一的、可擴(kuò)展的、多用途的數(shù)據(jù)庫模型，以此為基礎(chǔ)提出基于WebGIS技術(shù)的產(chǎn)地管理與決策支持系統(tǒng)[2]。該系統(tǒng)可以在線更新數(shù)據(jù)庫，并將實時更新的數(shù)據(jù)用于產(chǎn)地環(huán)境評價、適宜性評價等決策分析中，保證整個決策是一個動態(tài)的過程，而不僅僅是對決策結(jié)果的歷史查詢。

1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

1.1技術(shù)構(gòu)架

系統(tǒng)技術(shù)構(gòu)架方案在系統(tǒng)設(shè)計和應(yīng)用中發(fā)揮著重大作用。為了較好地實現(xiàn)系統(tǒng)目標(biāo)，本系統(tǒng)采用B/S三層開發(fā)結(jié)構(gòu)模型。系統(tǒng)總體技術(shù)構(gòu)架由客戶端瀏覽器、Web服務(wù)器、GIS應(yīng)用服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫服務(wù)器等組成。

客戶端瀏覽器支持各類數(shù)據(jù)和信息的顯示并可與服務(wù)器進(jìn)行通信。Web服務(wù)器采用IIS（Internet information server）負(fù)責(zé)基本的網(wǎng)絡(luò)通信與協(xié)調(diào);GIS應(yīng)用服務(wù)器采用SuperMap IS，主要支持網(wǎng)絡(luò)GIS功能的實現(xiàn)。Web服務(wù)器與GIS應(yīng)用服務(wù)器通過TCP/IP通信[3]。數(shù)據(jù)庫服務(wù)器存儲系統(tǒng)中的空間數(shù)據(jù)、屬性數(shù)據(jù)、知識以及模型，采用空間數(shù)據(jù)引擎SuperMap SDX+5對空間數(shù)據(jù)庫進(jìn)行管理和操作，將空間數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)一體化地存儲到數(shù)據(jù)庫中。該數(shù)據(jù)引擎支持多種數(shù)據(jù)庫，可以在同一個數(shù)據(jù)源中同時存儲矢量數(shù)據(jù)和柵格數(shù)據(jù)，并且提供長事務(wù)處理能力，可以長時間地進(jìn)行事務(wù)處理而不會有任何影響。另外，SDX+5采用三級索引技術(shù)，數(shù)據(jù)訪問更加準(zhǔn)確快捷，編輯操作性能也有很大提升[4]。

1.2功能結(jié)構(gòu)

本系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)設(shè)計如圖1所示。

數(shù)據(jù)管理模塊將各種屬性的數(shù)據(jù)分類篩選并將數(shù)據(jù)集成到一起，利用數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)控制數(shù)據(jù)質(zhì)量、規(guī)范數(shù)據(jù)管理、方便數(shù)據(jù)采集與輸入/輸出。數(shù)據(jù)管理模塊是整個系統(tǒng)的基礎(chǔ)。地統(tǒng)計分析將離散采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行空間內(nèi)插，得到各要素在樣區(qū)內(nèi)的空間分布，整個插值過程可描述為判斷各要素的空間分布規(guī)律。環(huán)境質(zhì)量評價是根據(jù)國家環(huán)保總局的土壤質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，并綜合考慮無公害農(nóng)產(chǎn)品認(rèn)證的產(chǎn)地標(biāo)準(zhǔn)，對農(nóng)田環(huán)境質(zhì)量進(jìn)行評估、分級。更重要的是，環(huán)境因素錯綜復(fù)雜，各種因素對于植物生長的作用并非等量齊觀，亦遠(yuǎn)非如單因素判斷那么簡單。針對農(nóng)產(chǎn)品的生長特性，抓住影響產(chǎn)品產(chǎn)量和質(zhì)量的關(guān)鍵環(huán)境因素，利用模糊分析、權(quán)重分析等方法進(jìn)行綜合環(huán)境質(zhì)量評價。環(huán)境適宜性評價是根據(jù)單目標(biāo)和多目標(biāo)土地適宜性評價分析，實現(xiàn)以土壤、氣候、地貌等為主要因子的京郊農(nóng)業(yè)資源區(qū)劃，以及具體地塊的自然條件和農(nóng)藝措施條件等推薦適宜的作物和品種；針對某種農(nóng)產(chǎn)品種植的環(huán)境質(zhì)量適宜目標(biāo)和多目標(biāo)土地適宜性評價分析，為實現(xiàn)京郊農(nóng)產(chǎn)品基地建設(shè)決策提供科學(xué)依據(jù)。環(huán)境模型模擬是通過農(nóng)田環(huán)境中污染物的遷移轉(zhuǎn)換規(guī)律或環(huán)境模型，對已有的環(huán)境數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合，對農(nóng)業(yè)污染情況作出合理的預(yù)測。施肥決策是根據(jù)現(xiàn)有地塊肥力數(shù)據(jù)和作物本身需要的養(yǎng)分信息，因時因地給出施肥處方，利于作物生產(chǎn)和農(nóng)田環(huán)境的安全。

2多用途數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)模型的設(shè)計

信息共享與互操作是當(dāng)前信息領(lǐng)域亟待解決的熱點問題。本文通過設(shè)計多用途數(shù)據(jù)庫，使該數(shù)據(jù)庫不僅滿足農(nóng)業(yè)安全生產(chǎn)產(chǎn)地數(shù)字化管理決策的需要，而且將來也能夠為相關(guān)業(yè)務(wù)系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)接口。例如，對于綠色或無公害農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)基地申報業(yè)務(wù)系統(tǒng)，它可以提供相關(guān)的需要檢測的土壤、水質(zhì)金屬元素或養(yǎng)分?jǐn)?shù)據(jù)，并可以直接給出各個地塊以及不同時期產(chǎn)品的等級數(shù)據(jù)；再者，出于農(nóng)產(chǎn)品安全考慮，質(zhì)量安全追蹤是一個很重要的方面，那么相關(guān)的系統(tǒng)就可以從本系統(tǒng)中得到各個種植期各地塊的生產(chǎn)詳細(xì)記錄（包括負(fù)責(zé)人、種植作物類別和型號、種植以及收割日期、其間施肥的信息等）以及環(huán)境數(shù)據(jù)，若農(nóng)產(chǎn)品出現(xiàn)了質(zhì)量問題，可以依據(jù)這些信息去追蹤問題出現(xiàn)的環(huán)節(jié)以及原因。因而，構(gòu)建多用途數(shù)據(jù)庫有效地提高了資源的利用率，也避免了數(shù)據(jù)庫的重復(fù)建設(shè)[5]。

數(shù)據(jù)庫實現(xiàn)多用途，首先需要對數(shù)據(jù)進(jìn)行規(guī)范化，特別是來自不同部門的數(shù)據(jù)，必須要對其制定統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)、進(jìn)行相應(yīng)的規(guī)范化，從而達(dá)到多源數(shù)據(jù)融合與信息共享的目的。數(shù)據(jù)規(guī)范化在數(shù)據(jù)庫設(shè)計時主要表現(xiàn)在空間數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)時間上的一致性、度量單位的一致性、數(shù)據(jù)分類標(biāo)準(zhǔn)的一致性、為每一數(shù)據(jù)文件編號并為每一項數(shù)據(jù)進(jìn)行字段命名。建立數(shù)據(jù)庫元數(shù)據(jù)也是實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫多用途的重要手段。本文的元數(shù)據(jù)包括數(shù)據(jù)的獲取者、獲取時間、內(nèi)容、主題、轉(zhuǎn)換以及各種操作信息的描述等。例如利用空間數(shù)據(jù)的元數(shù)據(jù)用戶可以快速了解數(shù)據(jù)名稱、比例尺、坐標(biāo)系等描述信息，從而使不同用戶，特別是Web環(huán)境下使用異構(gòu)平臺的用戶能夠方便地使用已有數(shù)據(jù)[6]。面向?qū)ο蟮募夹g(shù)是當(dāng)今信息技術(shù)領(lǐng)域極具潛力的模型和系統(tǒng)構(gòu)造方法，面向?qū)ο蟮腉IS數(shù)據(jù)模型可以將空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)有效地融合在一起，對于處理復(fù)雜地理對象具有極大優(yōu)越性。本系統(tǒng)采用面向?qū)ο蠹夹g(shù)設(shè)計數(shù)據(jù)模型，圖2是本數(shù)據(jù)庫的UML模型圖。模型主要包括以下一些實體，地塊(landParcel)、采樣點（samplingPoint）、作物（crop）、工作人員（worker）；另外，管理員（manager）、采樣員（sampleWorker）繼承了工作人員(worker)實體，土壤（soil）、灌溉水（irrigationWater）、大氣（air）與采樣點實體也存在著繼承關(guān)系。

3決策原理與實現(xiàn)

本系統(tǒng)決策分析實現(xiàn)的框架如圖3所示。決策首先要對涉及到的模型知識進(jìn)行很好的組織，然后將離散環(huán)境采樣點進(jìn)行面插值分析得到grid數(shù)據(jù)，再將其他相關(guān)的矢量柵格數(shù)據(jù)與環(huán)境模型集成，最終得到矢量柵格一體化的決策分析結(jié)果。

3.1決策知識及模型的組織

實現(xiàn)本系統(tǒng)的分析決策功能將用到一些環(huán)境評價的知識和模型，這就涉及到對相關(guān)知識和模型的有效存儲和快速調(diào)用。

1）知識的組織

筆者通過建立知識庫對系統(tǒng)所需環(huán)境知識進(jìn)行組織，本系統(tǒng)的環(huán)境知識獲取主要來自用戶信息反饋和機(jī)器學(xué)習(xí)。用戶信息反饋即用戶可以根據(jù)自己的環(huán)境知識背景、操作需求對知識庫中的部分知識點進(jìn)行修改，并結(jié)合在日常實踐中得到的經(jīng)過驗證的知識不斷完善知識庫的知識。機(jī)器學(xué)習(xí)即系統(tǒng)根據(jù)操作信息呈現(xiàn)和反饋子系統(tǒng)提交的用戶行為分析結(jié)果，歸納出用戶在一段時間內(nèi)特別關(guān)注的某些環(huán)境信息，相應(yīng)地增加該知識點在知識庫中的權(quán)重。對用戶在一段時間內(nèi)沒有操作過的環(huán)境信息，則減少其在知識庫中的權(quán)重。也可以將新關(guān)注的相關(guān)信息存入相應(yīng)的位置，并賦予適當(dāng)?shù)臋?quán)重；將過期作廢的或者變更的環(huán)境信息從知識庫中刪除。這樣知識庫中的信息將會隨著用戶的行為而變化，從而實現(xiàn)對用戶信息需求的動態(tài)追蹤。

2）模型的組織

決策涉及到的模型利用模型庫管理，本系統(tǒng)提出基于元數(shù)據(jù)的模型庫管理。這一設(shè)計思想保證了模型庫具有動態(tài)的擴(kuò)充機(jī)制和較強(qiáng)的代碼重用性，使模型庫能夠及時被更新和擴(kuò)充。具體方法如下：a）提取并抽象決策模型的內(nèi)容、主題、基本參數(shù)、適用條件等建立元數(shù)據(jù)。b）創(chuàng)建對模型的元數(shù)據(jù)進(jìn)行管理的模塊，以便高效地聯(lián)系用戶、數(shù)據(jù)庫、知識庫和模型庫。該模塊主要完成以下幾方面功能：有效管理元數(shù)據(jù)；確定與用戶輸入的模型相匹配；數(shù)據(jù)的提取和格式轉(zhuǎn)換；調(diào)用相關(guān)的模型運(yùn)行；傳回運(yùn)行結(jié)果。

3.2決策信息提取過程

信息提取是決策中一個非常重要的環(huán)節(jié)，決策需要對數(shù)據(jù)庫中存儲的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行一定的篩選、運(yùn)算等，以便可以直接運(yùn)用知識或輸入模型進(jìn)行決策[7]。圖4是本系統(tǒng)決策中的決策信息提取流程。

1）查詢采樣點數(shù)據(jù)

本系統(tǒng)決策對象是農(nóng)田地塊，決策數(shù)據(jù)是采樣點數(shù)據(jù)，需要通過采樣點數(shù)據(jù)計算得到整個地塊的分布數(shù)據(jù)，然后依據(jù)決策模型分析得出決策結(jié)果。由于客觀條件所限，不可能每個地塊都分布有采樣點，對于有采樣點的地塊，可以直接利用本地塊內(nèi)部的采樣點數(shù)據(jù)進(jìn)行決策分析；對于無采樣點的地塊，需要從周圍搜索采樣點進(jìn)行決策。由于各個地塊的原始土質(zhì)以及后期人工施肥量的差異，導(dǎo)致地塊之間存在異質(zhì)性，需要對搜索到的點按照其所屬地塊的基本信息數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選，剔除差異較大地塊中的點，最后得到可用于插值的點集合。

2）獲取地塊數(shù)據(jù)分布

得到了采樣點數(shù)據(jù)后，通過點數(shù)據(jù)計算獲取地塊面數(shù)據(jù)。在農(nóng)業(yè)園區(qū)中，農(nóng)田地塊按面積大小又可以分為兩類：面積較大的，如大田；面積較小的，通常在1~2畝，如農(nóng)業(yè)設(shè)施（溫室或大棚）。對于兩類地塊，本文分別采用兩種不同的采樣點數(shù)據(jù)處理方法得到整個地塊的各項決策數(shù)據(jù)。

針對大面積地塊，本文采用反距離加權(quán)插值法得到地塊決策數(shù)據(jù)的空間分布。該方法是以插值點與樣本點之間的距離為權(quán)重的插值方法，越接近插值點的樣本點被賦予的權(quán)重越大，其權(quán)重貢獻(xiàn)與距離成反比。插值公式為

Z=∑ni=1Zi/(Di)P/∑ni=11/(Di)P (1)

其中：Z是插值點估計值；Zi（i=1，…，n）是實測樣本值；n為參與計算的實測樣本值；Di為待插值點與樣本點間的距離；P是距離的冪，用來控制權(quán)重隨距離變化的速度，P的取值一般為1~3，2最為常用[8]。具體算法如下：

a）將評價地塊按照一定的分辨率進(jìn)行網(wǎng)格化處理。

b）設(shè)定對采樣點的最大搜索半徑與最小搜索點數(shù)。

c）搜索采樣點，計算網(wǎng)格中各個節(jié)點相距各個采樣點的距離，本文取P=2，距離平方的倒數(shù)作為相應(yīng)采樣點值的權(quán)重。距離越近，權(quán)重越大；距離越遠(yuǎn)，權(quán)重越小。

d）依照式(1)即求得地塊內(nèi)部網(wǎng)格所有節(jié)點的估計值。

針對小面積地塊，由于面積較小，各種元素含量空間變異相對較小，可以假設(shè)整個地塊內(nèi)部均一。本文直接對所有采樣點值取平均值賦予整個地塊。

3.3決策的實現(xiàn)

本系統(tǒng)的決策分析主要指環(huán)境質(zhì)量評價、環(huán)境適宜性評價以及施肥決策三個方面。下面將以環(huán)境質(zhì)量評價為例，闡述決策實現(xiàn)的過程。

環(huán)境質(zhì)量評價需要依據(jù)國家環(huán)保總局發(fā)布的土壤環(huán)境質(zhì)量評價標(biāo)準(zhǔn)、灌溉水質(zhì)量評價標(biāo)準(zhǔn)和環(huán)境大氣質(zhì)量評價標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。考慮到實際情況，本系統(tǒng)選取了以下控制項目作為評價因子：土壤環(huán)境質(zhì)量評價因子分別是汞、鎘、鉛、砷、銅、pH值等；農(nóng)田灌溉水質(zhì)量評價因子分別是汞、砷、鉛、鎘、氯化物、氰化物等；大氣環(huán)境質(zhì)量評價因子分別是總懸浮顆粒物、二氧化硫、氮氧化物等[9]。首先從模型庫管理系統(tǒng)中取出環(huán)境質(zhì)量評價所要涉及的環(huán)境模型；再將決策信息提取得到的評價地塊的土壤、灌溉水和大氣網(wǎng)格環(huán)境數(shù)據(jù)依次輸入到對應(yīng)的模型中進(jìn)行運(yùn)算，輸出結(jié)果分別為地塊各個網(wǎng)格的土壤、灌溉水和大氣評價等級；最后從知識庫中取出環(huán)境質(zhì)量評價中土壤、灌溉水和大氣分別所占的權(quán)重這一知識，對上一步得到的三個格網(wǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行加權(quán)運(yùn)算，最終獲得所評價地塊的綜合環(huán)境質(zhì)量等級分布。

綜上，整個決策實現(xiàn)過程涉及到面插值得到的格網(wǎng)數(shù)據(jù)、環(huán)境模型以及評價知識。因而，實現(xiàn)決策重要的就是數(shù)據(jù)庫、模型庫和知識庫之間很好地耦合。

4系統(tǒng)的實現(xiàn)與應(yīng)用

系統(tǒng)架構(gòu)基于WebGIS技術(shù)，具體選用SuperMap IS.NET+自定義引擎+C#的開發(fā)模式，數(shù)據(jù)庫選用SQL Server 2000，借助Visual Studio.NET 2005開發(fā)平臺，實現(xiàn)分布式GIS的應(yīng)用。圖5為該系統(tǒng)實現(xiàn)的農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地環(huán)境評價功能。

本系統(tǒng)環(huán)境評價分為綜合評價與單項評價。若對地塊進(jìn)行綜合評價，結(jié)果直接以專題圖渲染方式顯示地塊等級分布圖。它共分為三個等級：a)保護(hù)區(qū)域自然生態(tài)、維持自然背景的標(biāo)準(zhǔn)，為土壤質(zhì)量的最優(yōu)等級；b)保障農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、維護(hù)人體健康的土壤的限制值；c)保障農(nóng)林業(yè)生產(chǎn)和植物正常生長的最低標(biāo)準(zhǔn)。若對地塊進(jìn)行單項評價，結(jié)果以表格的形式顯示，如圖5表格中顯示了所評價地塊的土壤質(zhì)量評價因子鎘、汞、砷、銅等的等級以及是否適合種植無公害蔬菜的決策結(jié)果。農(nóng)業(yè)園區(qū)決策者可以依據(jù)評價結(jié)果對地塊進(jìn)行生產(chǎn)前的規(guī)劃、考慮哪些地塊應(yīng)該種哪些作物、一些已經(jīng)有污染的地塊應(yīng)該采取何種措拖進(jìn)行恢復(fù)。

另外，在進(jìn)行兩種評價之前，首先要對地塊進(jìn)行面插值分析，如圖5中地塊被渲染為從淺色到深色漸變的就是該地塊土壤中所含鋅元素的空間分布狀況，顏色越淺的為鋅含量越低的區(qū)域，越深的則為含量越高的區(qū)域。這樣，通過樣點到地塊的面插值分析，決策者可以對整個園區(qū)所有地塊的土壤、灌溉水和大氣評價因子的空間分布狀況有直觀的認(rèn)識。

5結(jié)束語

本文提出利用WebGIS技術(shù)去構(gòu)建農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地管理決策系統(tǒng)。采用面向?qū)ο蠹夹g(shù)建立了統(tǒng)一的、可擴(kuò)展的、多用途的數(shù)據(jù)庫。該數(shù)據(jù)庫不僅能夠滿足農(nóng)業(yè)安全生產(chǎn)產(chǎn)地數(shù)字化管理的需要，而且將來也能夠為綠色或無公害農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)基地申報、安全生產(chǎn)的檔案管理（IC卡）、農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全追蹤等相關(guān)業(yè)務(wù)系統(tǒng)提供很好的數(shù)據(jù)接口。在此基礎(chǔ)上，通過構(gòu)建知識庫和模型庫將決策知識和模型有效地管理起來。以SuperMap IS.NET為GIS開發(fā)平臺，不僅實現(xiàn)了基本的地圖瀏覽查詢等功能，而且實現(xiàn)了遠(yuǎn)程實時在線數(shù)據(jù)更新，從而保證了產(chǎn)地決策是動態(tài)的、實時的。系統(tǒng)中最核心的就是可對農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地進(jìn)行環(huán)境評價和適宜性分析等決策，因而能為農(nóng)業(yè)園區(qū)的產(chǎn)前規(guī)劃以及產(chǎn)中施肥提供科學(xué)的指導(dǎo)。

參考文獻(xiàn)：

[1]戴小楓 趙秉強(qiáng).我國農(nóng)產(chǎn)品安全生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展的現(xiàn)狀與優(yōu)先領(lǐng)域[J] .科技導(dǎo)報，2002(3):46-49.

[2]劉小軍 朱艷 姚霞，等.基于WebGIS的農(nóng)業(yè)空間信息管理及輔助決策系統(tǒng)[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報，2006，22(5):125-126.

[3]馬金鋒 潘瑜春 沈濤，等.動物疫情應(yīng)急指揮空間決策系統(tǒng)[J].計算機(jī)應(yīng)用，2007，27(5):1289-1292.

[4]張明波 申排偉 陸鋒，等.空間數(shù)據(jù)引擎關(guān)鍵技術(shù)與應(yīng)用分析[J].地球信息科學(xué)，2004，36(4):80-83.

[5]羅明云.四川省南充市GIS土壤數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)設(shè)計的理論研究[J].土壤通報，2006，37(1):61-63.

[6]LI An-yun PAN Yu-chun WANG Yan， et al. Farm management and decision-making support to keep foodsafety under the support of Web-based spatial information service: remote-sensing and geographic information system in agriculture[C]//Proc of the 4th International Symposium on Intelligent Information Technology in Agriculture.Beijing: China Agricultural Science Technology Press 2007:788-793.

[7]李衛(wèi)江 吳永興 茅國芳.基于WebGIS的基本農(nóng)田土壤環(huán)境質(zhì)量評價系統(tǒng)[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報，2006，22(8):59-63.

[8]張圣微 雷玉平 鄭力，等.用空間數(shù)據(jù)庫及COM技術(shù)實現(xiàn)GIS空間插值運(yùn)算[J].哈爾賓工程大學(xué)學(xué)報，2006，27(6):858-865.

[9]國家環(huán)境保護(hù)總局.HJ 332-2006，食用農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地環(huán)境質(zhì)量評價標(biāo)準(zhǔn)[S].北京:中國環(huán)境科學(xué)出版社，2006.