基于天地圖的糖業信息管理系統設計與實現

摘要：廣西是全國最大的糖料蔗種植基地、最大的食糖主產區。針對糖業缺乏基礎地理信息數據支撐、糖業數據更新慢、信息化程度低、精準化管理困難等問題，通過以天地圖為基礎的糖業一張圖基座，充分利用自然資源部門的地理信息服務等數據資源，以及GIS技術、區塊鏈技術等技術，結合廣西糖業信息化實際需求，構建了糖業信息管理系統。該系統實現對糖業業務信息數據管理，為糖業業務工作精準化管理、決策分析提供支撐，有效促進廣西糖業信息化監管能力和高質量發展。

關鍵詞：糖業區塊鏈糖料蔗訂單農業信息管理系統

中圖分類號：TP311.5

DesignandImplementationofSugarIndustryInformationManagementSystemBasedonMapWorld

YANGZhicai

NaturalResourcesInformationCenterofGuangxiZhuangAutonomousRegion，

Nanning，GuangxiZhuangAutonomousRegion，530028China

Abstract：GuangxiisthelargestsugarcaneplantingbaseandthelargestsugarproducingareainChina.Inresponsetothelackofbasicgeographicinformationdatasupport，slowdataupdates，lowlevelofinformatization，anddifficultiesinprecisemanagementinthesugarindustry，asugarindustryinformationmanagementsystemwasconstructedbyutilizingthegeographicinformationservicesandotherdataresourcesofthenaturalresourcesdepartment，aswellasGIStechnology，Blockchaintechnology，andothertechnologiesbasedontheMapWorldasthefoundationofasugarindustrymap，combinedwiththeactualneedsofGuangxi'ssugarindustryinformatization.Thesystemrealizesthemanagementofsugarindustrybusinessinformationanddata，providessupportfortheprecisemanagementanddecisionanalysisofsugarindustrybusinesswork，andeffectivelypromotestheinformationsupervisionabilityandhigh-qualitydevelopmentofGuangxisugarindustry.

KeyWords：Sugarindustry;Blockchain;Sugarcane;Contractfarming;Informationmanagementsystem

廣西糖料蔗種植面積、食糖產量連續多年占全國總量60%左右，為廣西實現脫貧攻堅、鞏固民族團結和邊疆穩定作出了重要貢獻，是國家食糖安全戰略的“主屏障”[1]。近年來，隨著互聯網、云計算、大數據、物聯網、人工智能、區塊鏈等新技術與糖業深度融合，但當前糖業信息化存在地理信息基準不統一、數據存在孤島、缺乏基礎地理信息數據支撐、糖業數據更新慢、監管手段單一、信息化程度差、精準化管理困難等問題依然存在[2]。

本文提出以天地圖為基礎，借助天地圖提供覆蓋廣西的2000國家大地坐標系為統一基準的基礎地理信息、遙感等數據基底，結合糖業專題數據，形成糖業信息數據一張圖；采用測繪地理信息、區塊鏈、大數據等技術，設計并實現了糖業信息管理系統，有效提供及時、高效、精準的全區糖料蔗補貼地塊信息、訂單農業信息、糖料蔗生產保護區動態監測數據等具有空間位置信息數據的糖業一張圖，實現了統一數據、數據應用、數據分析、更新的糖業信息管理，為廣西糖業主管部門提供日常監管、決策所需的地理信息空間信息數據，在糖業精細化管理、精準化決策方面取得良好的成效。

1總體設計思路

1.1總體設計

平臺基于開放式、面向服務的架構體系，采用包括軟硬件平臺層、數據層、服務層、應用層、用戶層的分層體系進行構建[3]。系統架構圖如圖1所示。

軟硬件基礎層是直接采用天地圖中已有的網絡設施、軟硬件和網絡環境等。

數據層是通過構建糖業信息數據一張圖數據庫，建立“統一平臺”管理數據目錄，基于“統一底圖”展示數據內容，數據通過空間化處理和統一標準治理后，定期更新至糖業信息一張圖數據庫。

服務層主要由兩個核心服務組成：統一門戶集成和糖業一張圖管理平臺服務。統一集成門戶服務包括用戶管理、統一權限管理、身份認證管理等用戶登錄粗粒度的權限控制與管理，對各子系統實行細粒度控制與管理。糖業一張圖管理平臺服務，包括提供天地圖的電子地圖服務，基于天地圖發布Web服務來實現調用電子地圖服務；同時對圖層管理、多屏展示、動態分析等功能管理[4]。

應用層主要分3個部分：一是糖業業務監管平臺，主要對糖業專題數據進行管理，便于進行全區糖業的宏觀和微觀的監管；二是糖業一張圖智能監測分析平臺，主要對糖料蔗種植分布統計分析、糖料蔗良種補貼分析、訂單農業簽訂統計分析、糖料蔗種植測土配方施肥建議等，實現糖料蔗耕、種、管、收全過程的圖、表、數一體化展示；三是糖料蔗生產保護區決策分析，包括糖料蔗生產保護區坡度統計，項目占用保護區分析、保護區糖料蔗種植地類流入量統計，保護區糖料蔗種植地類流出量統計，保護區“桉退”“蔗進”統計等，實現對糖料蔗生產保護區從“劃定”到“管護”的系統化管理。

用戶層是系統的使用人員，主要包括各級糖業主管部門人員、糖廠人員、蔗管員、種植戶等。

1.2數據庫設計

1.2.1數據庫建設

糖業信息管理系統的數據以天地圖電子地圖數據為基礎數據，統一2000國家大地坐標系作為空間基準體系，建立統一的數據屬性標準體系，形成糖業信息管理系統數據庫建設[5]。數據庫建設主要包括糖料蔗生產保護區劃定數據、糖料蔗生產保護區動態監測數據、糖料蔗良種補貼地塊數據等。

1.2.2數據處理技術路線

糖業數據包括各種結構化和非結構化數據等，數據量大、數據來源廣、數據標準不統一等特點明顯。因此，在建設數據庫需要對各類數據進行提取、轉換和融合處理[6]。

首先，收集、獲取各類自然資源數據和各類糖業專題數據；在數據收集的基礎上，按照統一坐標基準的要求，對不是2000國家大地坐標系的數據進行坐標轉換，形成統一的坐標體系。通過對格式轉換、數據整理、提取、空間位置與屬性匹配等整合處理工作，形成空間統一、格式統一的各類糖業專題數據，通過數據重構、數據質檢等工作后，形成標準的數據集。系統通過ArcGISServer軟件來實現土壤數據的調用，通過天地圖提供的網絡地圖瓦片服務（WebMapTileService，WMTS）服務實現電子地圖、遙感影像等地理信息數據的調用，從而形成糖業數據全面、權威、標準化的糖業信息管理一張圖數據庫。數據處理流程如圖2所示。

3.糖業信息管理系統的實現與應用

3.1糖業數據“一張圖”管理

糖業數據“一張圖”管理是基于天地圖及糖業專題數據形成的數據庫，在統一的坐標基準下，實現各類數據的空間位置與屬性查詢等功能。一張圖展示實現各類數據圖層管理，基于地理信息實現系統數據二、三維空間展示及多層級自由操作，實現糖料蔗種植演變推演、多期保護區監測數據多屏對比展示。多維度圖形和報表展示，實現橫比、縱比和環比等功能，實現對全區糖料蔗地塊面積統計、糖料蔗生產保護區糖料蔗種植“流入”“流出”數據統計及糖料蔗年度對比統計圖表等各類成果報表統計與輸出，同時具備地圖查勘的常用功能。

3.2糖料蔗種植管理

該模塊是基于糖料蔗地塊數據為基礎，實現對每個地塊的種植品種、種植時間、土壤信息、種植現狀等管理，在種植的不同時期提供糖料蔗種植的配方施肥建議。糖料蔗生產所需的營養主要是氮（N）、磷（P）、鉀（K）三要素，不同的糖料蔗品種、不同的種植時期所需的三要素的量不同，不同區域的地塊土壤所含的三要素也不同。結合土壤信息數據，通過建立配方施肥模型，在糖料蔗種植的不同時期，基于模型設定的指標自動化生成施肥建議卡，可為種植戶提供種植建議。通過糖料蔗種植管理提升糖料蔗田間生產信息化、精細化水平，為糖業發展降本增效提供支撐。

3.3糖料蔗生產保護區管理

該功能基于天地圖高分辨率影像為底圖，結合每季度糖料蔗生產保護區動態監測數據，監測保護區范圍內包括糖料蔗、水田、園地、喬木林地（主要為桉樹）、項目用地、其他林地、其他用地等地類的分布和變化。通過查詢糖料蔗生產保護區內地塊的地類信息，統計糖料蔗“流進”“流出”，及時從綜合視角和宏觀尺度分析，得出反映保護區空間分布整體狀況、地域差異，以及糖料蔗生產保護區內糖料蔗和非糖料蔗種植土地空間分布及變化特征等，為糖業部門開展糖料蔗生產保護區內“桉退蔗進”“退果還蔗”專項行動提供“作戰地圖”，有效助力糖業主管部門提高糖料蔗生產保護區管護能力。

3.4糖料蔗良種補貼發放管理

該功能以高分辨率影像為底圖，實現對每個糖料蔗種植地塊精準定位管理，可以查詢每個地塊的種植補貼信息，全面、直觀、真實地展示種植戶姓名、申報補貼面積、種植時間、種苗來源、種植品種、補貼方式、電話號碼等信息。在補貼申報過程中，在已有地塊信息的情況下，種植戶只需一鍵審核上報即可；如當年新增申報補貼，種植戶可借助高分辨遙感影像進行地塊勾畫并填報相關信息后申報補貼，同時系統可自動分析是否存在重復申報并給予預警。

3.5雙高基地管理

該功能實現了對廣西已實施的500萬畝糖料蔗雙高基地項目分布情況及每個雙高片區的名稱、面積、建成年份、地塊坡度、片區道路、水系設施、灌渠設施等信息的管理，通過建立緩沖區，可分析雙高基地水利化覆蓋水源范圍；同時實現雙高基地規模化、良種化、全程機械化、水肥一體化、水利化的展示與成效管理。此外，在糖料蔗生產保護區范圍內建設高標準農田設施，全過程進行展示并對項目實施前后進行監管，實現對糖料蔗生產保護區建設項目的進度、成效進行管理、評價。

3.6糖料蔗訂單合同管理

該功能依托糖料蔗種植地塊，通過對訂單合同編碼、糖廠名稱、訂購方、供應方、簽訂面積、產量預估、種植品種、收購價格、簽訂時間、合同備案時間等訂單信息管理，實現對制糖企業和種植戶簽訂面積、備案進度、制糖企業簽訂合同量、總產量等進行實時全程監控。通過空間分析、自動化分析等對同一地塊出現重復簽訂合同時，平臺立即發出警報，從而避免了訂單合同一戶多簽、一地多簽等問題。該模塊有效保障糖料蔗購銷市場的平穩，構建糖料蔗訂單農業失信懲戒機制以及風險預警防控機制，為維護廣西蔗區的穩定提供支撐。

4結語

本文通過以天地圖為基礎的糖業一張圖基座，充分利用GIS技術、區塊鏈等技術，構建了糖業信息管理系統，提高廣西糖業部門的決策水平，節約了管理效能。隨著系統功能不斷完善、數據不斷更新，延伸糖業全產業鏈的信息化、精準化管理，為服務廣西糖業高質量發展提供支撐，有效促進廣西糖業信息化監管能力，保障國家食糖安全。

參考文獻

[1] 李文斌.基于“天地圖”的旅游地理信息服務系統建設研究[J].測繪與空間地理信息，2023，46（3）：135-137，141.

[2] 胡佳.基于GIS的種植信息管理與服務系統設計與實現[D].泰安：山東農業大學，2021.

[3] 黃曉東，孫冬梅.市縣級國土空間規劃管理平臺設計與實現[J].測繪標準化，2022，38（4）：119-124.

[4] 唐清蕓.農村全域土地綜合整治項目管理信息系統研究[D].桂林：桂林理工大學，2023.

[5] 倪慧珠，萬術海，司涵，等.結合空間位置和語義匹配的多源房屋災害數據融合[J].測繪通報，2022（11）：118-122.

[6] 許自強.基于開源WebGIS的稻麥生長信息衛星遙感監測系統設計與實現[D].揚州：揚州大學，2021.