淺談地理信息系統(tǒng)及其在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用

摘 要：地理信息系統(tǒng)在城市規(guī)劃、農(nóng)林生產(chǎn)、交通運輸以及生態(tài)環(huán)境保護等諸多領(lǐng)域都具有非常廣闊的應(yīng)用前景。文章首先介紹了地理信息系統(tǒng)的功能及組成，并討論了地理信息系統(tǒng)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的幾種典型應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：地理信息系統(tǒng)；農(nóng)業(yè)領(lǐng)域；應(yīng)用；農(nóng)業(yè)區(qū)劃

前言

地理信息系統(tǒng)（Geographic Information System，簡稱GIS）作為上世紀中后期的產(chǎn)物，其集合了計算機技術(shù)、通信技術(shù)、遙感技術(shù)、環(huán)境科學(xué)、地理學(xué)等諸多學(xué)科，通過調(diào)用地理空間數(shù)據(jù)庫，根據(jù)實際需要建立起地理模型用于空間分析，得到科學(xué)的地理數(shù)據(jù)，從而為決策服務(wù)。目前，地理信息系統(tǒng)在城市規(guī)劃、農(nóng)林生產(chǎn)、交通運輸以及生態(tài)環(huán)境保護等諸多領(lǐng)域均得到了廣泛的應(yīng)用，為生產(chǎn)和規(guī)劃決策提供參考。

1 地理信息系統(tǒng)的組成與功能

地理信息系統(tǒng)功能的實現(xiàn)過程依次為：地理數(shù)據(jù)的采集、數(shù)據(jù)分析、地理決策和應(yīng)用。一般來說，地理信息系統(tǒng)由計算機系統(tǒng)、地理數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)和人員三個基本部分構(gòu)成，只有每個部分的功能得到充分發(fā)揮才能使地理信息系統(tǒng)高效運轉(zhuǎn)。

1.1 計算機系統(tǒng)

計算機系統(tǒng)包括硬件部分和軟件部分，其中硬件部分主要由存儲器、中央處理器、顯示器及其他用于數(shù)據(jù)存儲和傳輸?shù)慕橘|(zhì)，為系統(tǒng)的運行提供基礎(chǔ)支撐，而軟件部分則主要負責(zé)系統(tǒng)數(shù)據(jù)分析。

1.2 地理數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)

地理數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的主要功能是地理數(shù)據(jù)的檢索、查詢等操作，同時提供數(shù)據(jù)維護的功能，為地理信息系統(tǒng)的運行提供資源支撐。

1.3 人員

在自動化高度發(fā)達的今天，人的作用依然不容忽視，在地理信息系統(tǒng)中，相關(guān)人員組要包括系統(tǒng)管理人員和用戶兩部分，其中系統(tǒng)管理人員是維持系統(tǒng)高效運行的關(guān)鍵所在，是系統(tǒng)工作方式而用戶則決定著地理信息系統(tǒng)信息產(chǎn)品的發(fā)展方向。

2 地理信息系統(tǒng)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用

農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)高度依賴于周圍的資源和時空環(huán)境，為實現(xiàn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化同時促進農(nóng)業(yè)發(fā)展與資源和環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展，就必須做好農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理、農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境監(jiān)測以及病蟲害預(yù)防等工作。實際工作中，要達到以上的目的則需要大量的空間數(shù)據(jù)信息支撐，不但要完成數(shù)據(jù)的采集，還要對數(shù)據(jù)進行加工處理以便做出農(nóng)業(yè)決策，因此傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)就顯得捉襟見肘，地理信息系統(tǒng)的出現(xiàn)給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理信息化提供了有力支持。歐美發(fā)達國家將GIS用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)在技術(shù)上已經(jīng)較為成熟，為當?shù)剞r(nóng)業(yè)經(jīng)濟的發(fā)展和環(huán)保事業(yè)做出了巨大貢獻，我國從上世紀八十年代開始在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用地理信息系統(tǒng)，主要應(yīng)用方面包括：國土資源規(guī)劃決策管理、農(nóng)業(yè)資源調(diào)查管理、災(zāi)害預(yù)控、農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境監(jiān)測、土壤侵蝕監(jiān)測、區(qū)域農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展研究、區(qū)域農(nóng)業(yè)生產(chǎn)規(guī)劃、農(nóng)業(yè)估產(chǎn)、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)潛力分析等諸多方面，取得了可喜的進展。

2.1 土地資源規(guī)劃與決策

土地資源本身的特性決定了其應(yīng)用領(lǐng)域，因此不同使用功能的土地的地理定位等基礎(chǔ)信息必須準確無誤，并且實時性強，從而使土地規(guī)劃管理工作向著信息化、可視化、科學(xué)化的方向發(fā)展。通過應(yīng)用GIS可完成對基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)信息的采集和存儲，并按工作需要隨時查詢檢索數(shù)據(jù)，通過軟件分析為土地資源決策和發(fā)展方向預(yù)測提供客觀依據(jù)。當前，我國耕地面積逐漸減小，違規(guī)占用耕地的行為比比皆是，為保護耕地，規(guī)范土地的使用，應(yīng)用GIS勢在必行。在傳統(tǒng)土地資源管理中一般存在若干個規(guī)劃土地信息系統(tǒng)，每個系統(tǒng)負責(zé)處理特定的數(shù)據(jù)信息，因而需要多個部門之間合作完成，而應(yīng)用GIS后通過數(shù)據(jù)模型和數(shù)據(jù)交換框架的建立就可將多種數(shù)據(jù)信息存儲在同一系統(tǒng)中，利用數(shù)據(jù)協(xié)同技術(shù)統(tǒng)一數(shù)據(jù)標準，從而為決策服務(wù)。

2.2 農(nóng)業(yè)區(qū)劃

農(nóng)業(yè)區(qū)劃是GIS在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的典型應(yīng)用，其應(yīng)用方式是將GIS與現(xiàn)有的社會經(jīng)濟數(shù)據(jù)和自然資源數(shù)據(jù)有機結(jié)合起來，通過分析形成農(nóng)業(yè)區(qū)劃統(tǒng)計圖件。另外，為使區(qū)劃圖更直觀和定量化，可綜合利用GIS和遙感技術(shù)，將遙感的結(jié)果呈現(xiàn)在GIS區(qū)劃圖中。

2.3 農(nóng)業(yè)資源調(diào)查

對農(nóng)業(yè)資源展開調(diào)查，建立農(nóng)業(yè)資源統(tǒng)計數(shù)據(jù)庫可為從事農(nóng)業(yè)經(jīng)濟活動提供科學(xué)參考。通過地理信息系統(tǒng)一方面建立起由土壤圖、氣象圖等組成的數(shù)據(jù)庫，另一方面將圖形與數(shù)據(jù)庫有機結(jié)合起來，用計算機管理這些圖形和數(shù)據(jù)，從而推動農(nóng)業(yè)資源自動化管理。基于GIS的農(nóng)業(yè)資源調(diào)查和管理系統(tǒng)可以使數(shù)據(jù)更新更加及時，查詢檢索速度更快，而且在數(shù)據(jù)圖形使用時可以更直觀地展現(xiàn)給客戶。

2.4 農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境管理

地理信息系統(tǒng)在農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境管理上的應(yīng)用主要包括環(huán)境監(jiān)測、環(huán)境影響評價以及環(huán)境污染防治等。對環(huán)境監(jiān)測來說，由于地理信息系統(tǒng)具有強大的建模功能，故可在實際工作中根據(jù)環(huán)境監(jiān)測工作的需要有目的地建立起區(qū)域農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境模型，對區(qū)域內(nèi)農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境的變化進行模擬，使農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境模型呈現(xiàn)動態(tài)的變化，便于對其發(fā)展趨勢進行預(yù)測。對環(huán)境影響評價和污染防治來說，由于污染源具有區(qū)域性、流動性和呈梯度變化等特征，用傳統(tǒng)的方法使得結(jié)果可能會以偏概全，而應(yīng)用地理信息系統(tǒng)使得反映出的信息量更加真實，從而有助于實際工作的順利開展。

2.5 農(nóng)業(yè)災(zāi)害預(yù)測與治理

對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中可能出現(xiàn)的災(zāi)害進行預(yù)測和控制，對已經(jīng)發(fā)生的農(nóng)業(yè)災(zāi)害進行治理是提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)量的重要舉措，通過將地理信息系統(tǒng)與遙感系統(tǒng)和計算機系統(tǒng)結(jié)合起來，對農(nóng)業(yè)災(zāi)害進行評測，從而為政府及農(nóng)業(yè)相關(guān)部門提供科學(xué)的決策依據(jù)。具體來說，通過地理信息系統(tǒng)的空間特性，經(jīng)過對大量歷史數(shù)據(jù)的演變分析可得出某種災(zāi)害在該區(qū)域內(nèi)的演變規(guī)律和空間分布特點，同時可對災(zāi)害的發(fā)展趨勢進行預(yù)測，有助于提前采取對應(yīng)的預(yù)防措施，防止大面積受災(zāi)。另外，對于已經(jīng)有災(zāi)害發(fā)生的區(qū)域，根據(jù)地理信息系統(tǒng)提供的空間信息數(shù)據(jù)可得到受災(zāi)區(qū)域面積和受災(zāi)程度，從而大概計算出受災(zāi)帶來的經(jīng)濟損失。

3 結(jié)束語

我國是個農(nóng)業(yè)大國，發(fā)展農(nóng)業(yè)是解決十三億人口吃飯問題的重中之重。毫無疑問，在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用地理信息系統(tǒng)有助于我國農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化進程的推進，除上述幾點外，地理信息系統(tǒng)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的其他方面也有很大的應(yīng)用潛力，這就需要人們不斷開發(fā)，以使地理信息系統(tǒng)為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供全方位的服務(wù)。

參考文獻

[1]王璐，翟義欣，王菲.地理信息系統(tǒng)（GIS）的發(fā)展及在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用現(xiàn)狀與展望[J].農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報，2005，24（增刊）.

[2]王小兵，孫久運.地理信息系統(tǒng)綜述[J].地理空間信息，2012（1）.

[3]饒衛(wèi)民，章家恩，肖紅生.地理信息系統(tǒng)（GIS）在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用現(xiàn)狀概述[J].云南地理環(huán)境研究，2004（2）.