上海農業地理信息公共服務平臺應用探析

曹維 張向飛 戴俊 葉有燦 陳旭

摘要 ? ?隨著我國農業信息化建設的加速發展，原有農業專業信息系統已較難滿足現代精細化農業管理的需求。本文介紹了上海市農業地理信息公共服務平臺設計的總體思路、總體架構和功能，闡述了該平臺的創新點，包括農業信息標準體系建設、農業信息多級展示，最后結合案例簡述了該平臺的應用，以期為促進上海農業信息化建設提供參考。

關鍵詞 ? ?農業;地理信息公共服務平臺;信息化;應用;上海

中圖分類號 ? ?TP311.52;S126 ? ? ? ?文獻標識碼 ? ?A

文章編號 ? 1007-5739（2020）22-0247-03 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?開放科學（資源服務）標識碼（OSID）

Abstract ? ?With the accelerated development of agricultural information construction in our country， the original agricultural information system has been more difficult to meet the needs of modern sophisticated agricultural management. This paper introduced the overall idea， overall structure and functions of the Shanghai agricultural geographic information public service platform design， and explained the innovations of the platform， including the construction of agricultural information standard system and multi-level display of agricultural information， briefly described the application of the platform in combination with a case， in order to provide references for promoting the construction of agricultural informatization in Shanghai.

Keywords ? ?agricultural; geographic information public service platform; informatization; application; Shanghai

目前，大部分國家（地區）全面開展農業信息化建設，“互聯網+”現代農業初步進入產業化發展階段。日本、德國、荷蘭和美國等發達國家的產業發展和技術體系建設均處于領先地位，韓國和印度等國農業領域的互聯網應用創新雖然起步晚，但發展速度快，并結合自身農業發展需求開展了不同模式的農業互聯網實踐，形成了具有較高參考價值的模式與特色，對于我國在互聯網環境下加快形成具有中國特色的“互聯網+”現代農業產業新形態有重要意義[1]。20世紀90年代末以來，上海市農委一直致力于開展上海市農業信息化工作。從舊版“上海農業”上線到上海為農綜合信息服務平臺，再到如今的上海農業公共信息化平臺，在此期間，上海相繼被納入國家農業物聯網區域試驗工程和農業農村大數據試點[2]。

地理空間信息是社會信息化和國民經濟根本性的、基礎性的、不可或缺的信息資源。上海市農業地理信息公共服務平臺將依托基礎地理空間數據，結合農業專題數據，為全市及各區農業農村管理部門及應用單位提供農業地理信息資源及各類專題數據資源“一站式”網絡服務。

長期以來，農業地理信息應用缺少市區統一的標準，如農用地地塊編碼標準、共享交換標準、采集上圖標準等，呈現出了市區標準不統一、異構數據整合難的現象，在一定程度上制約了上海農業精細化管理。因而需要一個集成過往農業信息、涵蓋不同年份全市基礎GIS行政區劃圖、航拍影像、衛星遙感影像、無人機影像、農業專題等多種數據源結合多種展示方式的面向農業基礎地理信息公共服務平臺，將農業生產、經營、管理應用都集成到統一的“底版”上來，實現分建共享的“一張圖”。

本平臺構建以位置為基礎的上海農業基礎地理信息數據庫，編制上海農業地理信息空間數據資源目錄，逐步形成全市農業GIS數據資源聚合、共享和應用機制。

1 ? ?平臺設計

1.1 ? ?平臺總體思路

上海市農業地理信息公共服務平臺綜合上海市地理信息公共服務平臺中的地理數據，同時將永久基本農田、糧食功能區、蔬菜保護區、農用地現狀、特色農產品優勢區、規劃用地、畜禽養殖用地、漁業用地、休閑農業用地、農業服務體系、土壤環境、土壤質量、生態網絡規劃等農業專題數據進行建庫和更新維護，根據編制的農業地理信息資源目錄，將原有電子文件、圖表、圖則要素進行重新編碼整理，以電子地圖服務的方式進行直觀、可視的展示和總結，提升農業信息化管理水平，保證數據的直觀性、準確性、科學性和有效性，從而優化輔助決策，提升農業管理水平。

1.2 ? ?平臺總體架構

上海市農業地理信息公共服務平臺在信息安全和標準規范體系下，利用已有的基礎設施進行建設，系統滿足上海市農業農村委員會各部門、各區、鄉鎮、村不同角色人員的業務要求。公共服務子系統具有地圖瀏覽、申請服務（分析服務、要素服務、目錄服務、地圖服務）、數據低精度坐標轉換、開發幫助、服務查詢等功能。運維管理子系統具有服務發布、管理和授權訪問等功能，供平臺運維管理人員使用;平臺監控子系統提供系統監控、服務統計報表和分析、系統配置等功能，最終形成一個“松散耦合”的系統。整個系統可大致分為如下4層（圖1）。

1.2.1 ? ?基礎設施層。基礎設施層是整個平臺的基礎支撐，為平臺提供網絡環境、存儲設備、服務器，在平臺的建設和日常運行中發揮著至關重要的作用。

1.2.2 ? ?數據資源層。數據資源層為平臺提供數據基礎。通過對現有數據資源進行組織和整理，使之符合相關規范要求，建立農業地理信息數據庫數據體系。平臺還將配套建設數據庫管理系統，用于對各個庫體進行數據管理和維護的服務層架構于上海市地理信息公共服務平臺之上，是一個以面向服務架構（SOA）技術，將基礎GIS應用服務與基礎地理信息數據包裝成網絡服務，使之符合OGC標準，在統一的地理信息平臺中實現應用服務與數據的交換與共享[3]。

1.2.3 ? ?平臺服務層。服務平臺層是將數據成果轉化為Web服務，促進服務應用推廣和跨部門交換共享的關鍵部分。上海市農業地理信息公共服務平臺提供地理處理服務、遙感影像服務、網絡分析服務、要素服務、基礎地圖服務、地理編碼服務、OGC標準服務等基礎GIS服務能力。從管理層面，服務平臺層由運維管理后臺子系統支撐，面向平臺管理員，提供地理空間框架成果數據的注冊、發布、監控與日常管理。

1.2.4 ? ?業務應用層。業務應用層由平臺的上層各類業務應用系統和統一服務門戶系統構成。門戶系統是用戶訪問平臺、獲取資源、進行共享交換的統一入口，它由信息通告、電子地圖、二次開發中心、資源中心、用戶幫助、意見反饋等功能模塊構成[4]。

1.3 ? ?平臺功能設計

1.3.1 ? ?公共服務子系統。公共服務子系統是綜合資源中心和共享交換窗口，集地圖、服務、應用、數據等資源于一體。在公共服務平臺系統下，每個用戶既是資源的使用者，也是資源的發布者。各個區（縣）用戶可以申請自己的賬號，上傳、托管自己的專題數據資源，制作專題地圖共享給其他部門使用。在這種模式下，平臺的資源得以充分發揮作用及優勢，參與的各單位也能成為平臺的受益者和貢獻者，形成良性互動的“地理空間資源生態圈”，從而推動資源成果快速轉化為應用。公共服務子系統主要包括電子地圖、資源目錄、行業應用、規范標準等功能模塊。電子地圖對數據資源進行瀏覽，資源目錄進行展示、查詢、申請等操作，行業應用顯示已經完成的案例，規范標準提供農業的法律條文、農業信息標準規范細則和基于平臺地理空間信息服務的二次開發接口及幫助文檔，指導和幫助用戶快速發布資源和制作行業應用。

1.3.2 ? ?運維管理子系統。運維管理子系統提供公共服務的資源支撐，主要用于將數據發布為服務，并對服務的運行狀態進行管理、監控、維護和授權。系統主要包括服務管理、安全管理、統計分析等功能。服務管理提供對服務的開啟、關閉、編輯、刪除、更新等狀態的控制;安全管理可以實現對用戶、角色、權限、存儲等進行統一身份認證及授權分布管理，并對申請注冊的用戶進行審批;統計分析是在系統監控的基礎上，對平臺運維操作情況等進行了統計分析，并將這些統計內容輸出到綜合分析報告中，為管理員優化系統、了解系統運行情況、日常審計等提供參考。

1.3.3 ? ?平臺監控子系統。監控模塊主要保障平臺的安全服務與隱患處置，以拓撲圖的形式展示當前平臺監控結構，對監控組織、監控服務器、監控類型等進行邏輯上的展現，對服務請求時間、用戶名、用戶請求IP、服務器IP、服務器端口、服務名稱、服務類型、服務方法、請求URI、訪問時間、返回狀態等詳細內容進行處置，主要有服務請求列表展現、服務訪問日志展現與導出、監控日志展現與導出、異常報警記錄展現與處理、告警日志的展現與查詢以及批處理執行記錄的查詢與處置。

2 ? ?系統實現

整個系統采用B/S架構，符合基于SOA的多層體系架構思想，監控的后臺基于空間數據引擎，以完成整個系統的運行和維護工作[5]。目前，該系統在上海市農業地理信息公共服務系統中投入使用，并已在上海高標準農田工作統計、上海“美麗鄉村”展示中起到了非常重要的作用。

2.1 ? ?基于平臺農業信息展示

平臺數據體系主要包括鄉村振興數據、農業現狀數據、基礎地理信息數據、農業規劃數據、框架數據和農業生產管理數據，依托共享平臺實現發布和共享共用。如圖2所示，對地理數據和農業專題數據進行分類展示，對各類服務資源進行瀏覽查看和申請。

2.2 ? ?基于平臺農業案例分享

每個用戶都可以自主進行案例的制作和分享，在這種模式下，用戶可以使用資源，也可以發布資源的應用。用戶可以上傳、托管自己制作的專題數據，制作專題案例共享給其他部門使用，使得資源得以充分發揮作用。如圖3所示，制作的美麗鄉村的案例展示和各區（縣）高標準農田的案例展示。

3 ? ?平臺創新

3.1 ? ?農業信息標準體系建設

在現有國家、省、市相關法律法規和測繪、農業、計算機行業標準的基礎上，參考國家地理信息公共服務平臺建設、省級公共服務平臺建設相關標準體系，結合項目具體實際情況，制定出上海市農業地理信息公共服務平臺數據規范、服務規范、應用規范和運行維護規范等。數據標準規范體系在已有的國家/行業相關數據規范的基礎上，進行適當補充和細化，并按照上海市農業專題數據特點，編制上海市農業專題數據體系規范，形成相關規范性文件。服務規范規定了平臺提供的空間信息服務的類型、訪問接口、訪問方式、支持的操作等。通過訪問空間信息服務，可以實現對異構空間數據的訪問和操作[6-7]。平臺應用規范是為保證平臺的業務用戶順利使用平臺提供的各類服務資源以及各項平臺功能，從服務資源使用范圍、功能使用、審批管理、違規管理等方面規范用戶。運行維護規范指在平臺運維階段，規范平臺管理員的日常運維管理行為以及更便捷地處理平臺常見問題，如平臺用戶體系管理、服務發布與授權管理、信息通告發布、業務審批等相關管理辦法和流程。

3.2 ? ?農業信息多級展示

在對農業地塊進行編碼的基礎上，可以對農業現狀數據、農業規劃數據、土壤普查數據疊加上海境界圖、上海行政區劃圖、上海遙感影像圖、上海道路圖、上海水系圖，實現了基于某地塊的全要素信息展示，便于用戶了解相應地塊的信息和整體分布。在此基礎上，實現農業信息統計市、區、鎮的三級聯動。

4 ? ?結語

隨著上海精細化管理的不斷推進，對農業信息的整理與要求也越來越高。為了保證農業信息的高效性、客觀性和便捷性，本文提出了在統一農業信息編碼的基礎上，通過對各類專題信息的梳理，形成基礎地理信息數據庫、影像數據庫和農業專題數據庫多級多角度展示農業信息，提供了一套高效而又實用的平臺。最后成功應用于高標準農田建設、美麗鄉村、鄉村振興等項目中，后續將不斷完善建設，逐漸形成上海農業農村“一張圖”應用。

5 ? ?參考文獻

[1] 李瑾，馮獻，郭美榮，等.“互聯網+”現代農業發展模式的國際比較與借鑒[J].農業現代化研究，2018，39（2）：194-202.

[2] 汪旻琦，馮琰，顧星曄，等.上海市3維城市規劃輔助審批系統建設與應用研究[J].測繪與空間地理信息，2013，36（7）：97-100.

[3] 孫忠富，杜克明，尹首一.物聯網發展趨勢與農業應用展望[J].農業網絡信息，2010（5）：1-2.

[4] 曹維.消防戰評三維輔助系統應用研究[J].測繪與空間地理信息，2014，37（5）：120-122.

[5] 黎棟梁，陳行.智慧規劃下的協同編制信息資源平臺研究[J].測繪通報，2019（1）：149-154.

[6] 孫忠富，杜克明，鄭飛翔，等.大數據在智慧農業中研究與應用展望[J].中國農業科技導報，2013（5）：3-5.

[7] 李道亮.物聯網與智慧農業[J].農業工程，2012，2（1）：1-7.