GIS技術在基層畜牧工作中的應用初探

文│王尚明 劉麗（云南省耿馬傣族佤族自治縣畜牧技術推廣站）

科技與推廣

GIS技術在基層畜牧工作中的應用初探

文│王尚明 劉麗（云南省耿馬傣族佤族自治縣畜牧技術推廣站）

隨著計算機、地理信息、遙感等技術的迅速發展，畜牧業信息化管理已成為我國現代化畜牧業建設和發展的趨勢。進入21世紀，我國部分省市開展了將地理信息系統技術（GIS技術）應用到畜牧業管理如動物疫病防控、檢疫等工作中，極大地提高了畜牧業生產管理水平。在基層畜牧工作中運用好GIS技術，將極大地促進現代畜牧業生產方式的轉變，對基層畜牧工作起到促進作用。

目前基層大部分規劃中，畜禽養殖的空間布局及規模分配更多的是基于自然因素考量，缺乏足夠的科學依據，很難做到在保護環境資源的同時合理發展畜牧業。結合地理信息系統，可以直觀地看到全縣的畜牧產業發展情況，同時結合轄區內地形地貌，能對全縣畜禽養殖規劃有較大的促進作用，筆者經過多年的應用探索，與大家分享GIS技術在基層畜牧產業規劃中的使用心得。

一、GIS在畜牧產業規劃中的作用

1.建立轄區“畜牧產業地圖”。筆者利用GIS系統，通過GPS對轄區內畜禽養殖場進行打點、入庫，接收和處理數據，充分利用地形圖、國土二調圖層等地理信息數據，在ArcGIS軟件中錄入養殖戶、養殖場面積、畜禽存出欄數量、規模養殖場地理位置、畜牧業產值、村委會基本情況、養殖污染和疫情監測數據等大量畜牧產業數據初步建立云南省耿馬縣畜牧信息數據庫，暫命名為“耿馬縣畜牧產業地圖”。該數據庫在全縣畜牧業資源利用、畜牧產業規劃和養殖區域空間優化等方面中可以發揮著一定的作用。

目前因政策、人員、財政支持等原因限制，筆者難以將全縣所有畜禽養殖場納入GIS系統，同樣因上述原因難以充分運用GIS協助全縣畜牧產業規劃。筆者只將縣內部分較大的規模養殖場納入GIS系統，全縣規模養殖場的打點錄入工作還在不斷完善中；全縣畜禽養殖存出欄情況、養殖污染情況等也只是做到錄入到村委會一級，筆者目前做的“畜牧產業地圖”還很粗糙，在此僅作為拋磚引玉的作用（圖1、圖2）。

◎圖1 畜禽存欄密度分布圖

◎圖2 畜禽規模養殖場分布圖

2.全縣畜牧產業分布情況制圖分析。筆者初步完成的“耿馬縣畜牧產業地圖”，可以生成不同畜禽類別的產業分布直觀圖（圖3～圖6）。可以直觀地看出，目前耿馬縣生豬存欄較為密集的村主要分布在縣域北部地區南汀河、南捧河流域附近；肉牛存欄較為密集的村主要分布在縣域中部地區及東北部地區；肉羊存欄較為密集的村主要分布在縣域東北部交通沿線附近；家禽存欄較為密集的村主要分布在縣域中部、北部地區及南汀河流域附近。

◎圖3 生豬存欄分布圖

◎圖4 肉牛存欄分布圖

根據目前畜禽產業分布情況，可以相對科學的規劃全縣不同的養殖產業。例如：在羊耿線一帶涉及的勐永鎮、勐撒鎮、華僑管理區、耿馬鎮、賀派鄉、四排山鄉等甘蔗種植重點鄉鎮，選擇基礎條件好，常綠飼草飼料多，群眾積極性高，發展潛力較大的村組建立區域性草食畜生產區。在南汀河流域孟定鎮、勐撒鎮、勐永鎮及耿馬鎮、賀派鄉等鄉鎮選擇生豬存欄大，商品率及科技利用率高，飼料資源豐富且開發潛力大的村組，建設區域性肉豬生產區。在高海拔地區的大興鄉、芒洪鄉、四排山鄉和耿馬鎮、孟定鎮、勐撒鎮的部分區域積極扶持發展生態養殖和林下養殖，建立以山地雞為重點的地方特色家禽良種繁育體系，建設具有耿馬縣特色的禽品種生產區。并依托全縣各個畜禽養殖規模場輻射帶動周邊村組發展畜牧產業。

◎圖5 肉羊存欄分布圖

◎圖6 家禽存欄分布圖

二、GIS在畜牧項目中的應用

近幾年來，各級涉及草食畜的畜牧業項目，特別是像南方現代草地畜牧業發展項目、草原生態保護補助政策及退耕還草工程等項目，都需要有較大面積的草場和輪牧規劃，項目申報明確要求有項目牧草種植小班圖。這也充分體現了各級畜牧部門對GIS技術的要求，GIS技術在畜牧項目中的作用也將越來越被重視，所以基層畜牧部門也應加快推廣GIS技術在基層的應用和培養能夠熟練使用GIS技術的業務人員。

◎圖7 耿馬縣2016年南方現代草地畜牧業發展項目草地布局圖

1.GIS在“南方現代草地畜牧業發展項目”中的應用。耿馬縣2016年南方現代草地畜牧業發展項目，從選址、GPS打點和地塊小班圖規劃繪制等筆者均全程參與（圖7）。若業務人員能熟練使用GIS軟件，將大大提高工作效率。當然筆者也僅僅是從促進工作方面做了初步淺顯的工作，若該項目能與遙感等技術結合，通過遙感技術實時監測該草場的狀況，及時作出輪牧區域調整，將極大地促進該項目的實施和管理。

◎圖8 草原資源分布圖

◎圖9 2016年草原畜牧業生產方式轉變項目小班圖

2.GIS在“草原生態保護補助獎勵政策”中應用。

（1）全縣基本草原轉繪上圖。根據《關于加快推進草原上圖工作的通知》和《云南省基本草原轉繪上圖技術規程》等文件均要求將政策實施縣的基本草原轉繪上圖。該項工作業務量巨大，要求業務人員精通GIS軟件操作。全縣基本草原轉繪上圖工作由云南瀚哲科技有限公司完成，該公司繪制的基本草原圖斑，包含所有涉及草原生態保護補助獎勵政策實施的農戶承包草原的地塊、地塊面積、坡度、草原管理方式、草地類型及草食畜存出欄等數據，基本建立了全縣草原生態保護補助獎勵政策數據庫，成果明顯。其成果對全縣草原生態保護補助獎勵政策的落實和全縣草原監測工作的實施有很大幫助，并為全縣新一輪補助獎勵政策的制定和實施起重要參考作用（圖8）。然而據筆者了解，大部分項目縣拿到該縣成果后因不會使用GIS軟件，不能充分利用該縣上圖成果，致使該縣成果處于封存、閑置狀態，僅僅作為完成上級業務部門下達任務的依據，實在可惜。

◎圖10 草原類型分布及監測點小班圖

（2）在草原畜牧業發展方式轉變項目中的應用。該項目同樣要求申報材料中必須有項目實施小班圖，且小班圖中還要有項目實施地塊的拐點坐標，這就需要業務人員能較為熟練地使用GPS、GIS軟件。耿馬縣2014—2015年草原畜牧業發展方式轉變項目實施地塊小班圖均請林業部門幫忙繪制，工作程序復雜，效率較低。2016年耿馬縣草原畜牧業發展方式轉變項目實施小班圖全部由筆者繪制完成，該小班圖并不難繪制，其難點僅僅在于地塊的落實及主要拐點坐標的提取。實地GPS打點后，一般1～2個小時就能完成小班圖繪制，熟練度高的僅需要半個至1個小時，相對于請林業部門或其他部門協助繪制，可節省大量時間（圖9）。

（3）在草原監測中的應用。根據每年云南省農業廳辦公室下發的《云南省草原生態保護政策成效監測工作實施方案與云南省草原物候期監測及草原固定監測點監測工作實施方案的通知》等文件要求，每年的草原監測數據均要錄入到中國草原網“草原監測信息報送管理系統”中，該報送的數據中就有必填項：監測點（監測地塊）經緯度。當業務人員將監測點的坐標、監測數據錄入后可以直觀地看到監測點所在位置，這也是GIS的基層應用之一，屬于WebGIS的應用范圍。

然而，業務人員若在沒有網絡的情況下打開查看草原監測數據時，無法看到監測點的位置，這就需要業務人員除了在中國草原網上傳監測數據外，還需要建立線下轄區內的草原監測數據庫，以便隨時能查閱、調用數據。農業部也制作了“草原監測地面數據管理系統”軟件，該軟件應屬于行業內的GIS軟件，要求基層畜牧部門將監測數據錄入其中，但是該軟件并不完善，2016年已通知棄用。筆者主要運用ArcGIS軟件，結合云南瀚哲科技有限公司完成的全縣基本草原轉繪上圖成果，初步建立了“耿馬縣草原監測數據庫”，雖然還處于初級階段，尚未健全，但對于全縣草原監測成果直觀反映有一定的效果（圖10）。

3.GIS在“退耕還草工程”中的應用。根據國家《新一輪退耕還林還草總體方案》《云南省新一輪退耕還林還草實施方案》和《臨滄市新一輪退耕還林還草實施方案》的要求，該項目除了要求有還草地塊小班圖外，更是明確要求在25°以上非基本農田坡耕地實施，嚴重加大了農業部門小班圖制作難度。該項目雖是要求五個部門聯合實施，但到基層基本都是農業部門在做，耿馬縣2015年度新一輪退耕還草工程，應于2016年完成實施，但因地塊落實及小班圖繪制難度大，工程進度慢，直到2016年年底才完成。

該工程最大困難在于所選擇的地塊必須是國土二調圖層中25°以上非基本農田坡耕地，就是需要先將初步選擇的地塊GPS打點后，導入國土二調地形圖中，再看是否符合地塊選擇條件，若不符合將重新調整地塊，然而國土所用地形圖坐標系、軟件均和筆者所用地形圖不一致，且轉換麻煩。筆者所用地形圖沒有圖11中出現的“平田”、“坡地”等圖標（詳見國土二調土地分類圖例）以及基本農田地塊圖層，難以直觀了解是否符合地塊要求，只能請國土部門幫忙查看，很大程度上增加了地塊落實的工作量（圖11、圖12）。

◎圖11 MapGIS軟件截圖

◎圖12 2015年退耕還草工程小班圖

業務人員若能夠熟練轉換兩個地形圖，利用GlS技術可以快速有效地對退耕限制相關因子進行計算和分析，應用坡度、水系、土壤侵蝕強度等因素結合耿馬縣退耕還草配置分析，將極大促進還草配置落實到具體的地塊。

三、GIS在畜禽糞污處置上的應用

近幾年，生態環境問題越來越受到重視，基層在發展畜牧業的同時，也越來越要注重生態環境的保護和改善。建立健全畜禽養殖場對周圍生態環境影響分析模型、周圍生態環境對畜禽養殖場影響分析模型、農田承載力分析模型等，可以在全縣養殖環境影響評價方面提供輔助決策。

筆者根據各村畜禽存出欄情況估算出各村畜禽糞污年排放量，并將其錄入、整合到初步完成的“耿馬縣畜牧產業地圖”中，可以直觀地看到全縣畜禽糞污年排放量分布、污染情況（圖13）。從圖中直觀看出，勐永鎮、勐撒鎮是全縣畜禽養殖密度相對集中的鄉鎮，同樣也是畜禽糞污排放量最大的鄉鎮。該圖不斷更新完善，能為以后全縣畜牧產業規劃中禁養區劃定作一定的參考和為以后全縣畜禽糞污處理規劃提供一定的支持。

◎圖13 糞污年排放量分布圖

四、WebGIS的應用

從事畜牧工作的業務人員對WebGIS并不陌生，很早以前已經在基層畜牧工作中就有一定的應用，例如：草原生態保護補獎政策從2012年開始要求各縣將牧草良種補貼地塊、基本草原地塊信息錄到網站WebGIS中（圖14、圖15），草原監測同樣也要求錄入網站WebGIS。上述網站能為各Web用戶提供方便、有效的圖文查詢，使其便捷地訪問分布式的異構空間數據庫，并為各終端用戶提供均質、集成的時空數據服務。

◎圖14 牧草良種補貼WebGIS

◎圖15 基本草原地塊WebGIS

可以說，WebGIS已經逐步在基層畜牧工作使用，應該充分認識到GIS、WebGIS等技術的在基層畜牧工作中重要性，運用上述技術組合構建畜牧產業資源虛擬多維空間的方案切實可行，能夠為業界提供一個方便、快捷的信息查詢和空間分析共享平臺。

五、問題分析

1.軟件不會用。全球常用的GIS軟件已達400多種，它們大小不一，風格各異。國外較著名的有Arc／Info、Map Info、Gena Map、ArcGIS、Inter Graph、MGE等；國內較著名的有Map GIS、Geo Star和City Star等。目前，常用的桌面地理信息系統軟件是Map Info、ArcGIS、Map GIS等。然而GIS軟件專業性較強，需要一定的地理學知識，包括空間數據知識、地理坐標系知識、投影坐標系知識以及拓撲規則等。當地大部分農業系統業務人員對GIS不熟悉，不會用，不能充分利用GIS軟件對數據分析處理，不能建立本轄區的畜牧資源保護、分布、利用等地理數據庫，不利于對本轄區畜牧產業作科學規劃、決策和管理。

2.坐標系不統一，軟件不統一。目前國內主流坐標系為西安80坐標系和北京54坐標系，兩個坐標系轉換較為繁瑣，筆者所用的較老的北京54坐標系的地形圖需要ArcGIS軟件打開使用，而較新的西安80坐標系的國土二調地形圖需要使用Map GIS軟件打開。這就需要使用者有較高的GIS業務水平和專業知識才能夠勝任。

3.地形圖昂貴，獲取渠道單一。筆者所用的地形圖僅有林業部門提供的北京54坐標系地形圖以及國土部門提供的西安80坐標系國土二調地形圖。獲取以上兩個地形圖筆者均和林業、國土部門簽訂保密協議，故筆者文中涉及的除圖9、圖10和圖11能看見部分地形圖外，其他均不出現地形圖底圖。若另外購買地形圖，費用較為昂貴，僅推薦財力較為雄厚的單位或個人購買使用。對圖3到圖6中的道路、河流等圖層，因資金不足、渠道短缺等，都是筆者耗費大量時間及精力，使用各種辦法自行繪制而成。若想真正建立健全“耿馬縣畜牧產業地圖”還需要建立各村降雨量、溫濕度、農業人口、農業種植品種、種植面積、產量、土地性質、土地污染承載力、衛星影像圖等相關的圖層，這需要大量人力物力的投入。

4.“畜牧產業地圖”需要不斷更新。筆者目前制作的“耿馬縣畜牧產業地圖”是基于2015—2016年全縣畜牧產業數據，然而，養殖場戶數、畜禽存出欄等是不斷變化的，地形圖中道路、土地性質、各類用地情況等也是在不斷變化的，要精確掌握全縣畜牧產業地理布局，就需要隨時更新該數據。耿馬縣目前畜牧獸醫體系現狀，人員、經費、技術等方面都達不到條件，要做到隨時更新很難，還需要各級畜牧獸醫部門及社會各界共同關注、努力才能夠實現。