地理信息系統(tǒng)(GIS)集合了計算機技術、通信技術、遙感技術、環(huán)境科學地理學等諸多學科,通過調用地理空間數(shù)據(jù)庫,根據(jù)實際需要建立地理模型用于空間分析,獲取科學的地理數(shù)據(jù),從而為決策服務。
目前,地理信息系統(tǒng)在城市規(guī)劃、農林生產(chǎn)、交通運輸以及生態(tài)環(huán)境保護等諸多領域均得到了廣泛的應用,為生產(chǎn)和規(guī)劃決策提供參考。
一、地理信息系統(tǒng)(GIS)的特點
地理信息系統(tǒng)集成了遙感技術、GPS技術、GIS技術、信息處理技術、智能控制技術、通信技術,能快速、高效獲取地理空間信息,對地理信息進行分析、顯示、描述、運算,為生產(chǎn)與決策規(guī)劃提供完整、可靠地理信息數(shù)據(jù)。
地理信息系統(tǒng)基本構成要素是:人員、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、計算機系統(tǒng)。其中計算機系統(tǒng)由軟件系統(tǒng)與硬件系統(tǒng)組成,是信息存儲、傳輸、處理、加工、分析的平臺和基礎支撐。而數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)則負責地理信息數(shù)據(jù)的查詢與索引,對數(shù)據(jù)進行歸類、整理、維護,為系統(tǒng)提供資源庫。
雖然地理信息系統(tǒng)自動化與智能化程度較高,很多操作無需人工完成,但人的作用依然不容忽視,系統(tǒng)管理人員是系統(tǒng)維護與功能實現(xiàn)的關鍵要素。地理信息系統(tǒng)的核心是LBS,采集地理信息可視性強,采用矢量數(shù)據(jù)表示形式,而且應用了ZIP碼,任何定位存放變量都能反饋到系統(tǒng)中。例如,基于開源的GRASS系統(tǒng)VirtuslEarth。
目前大多地理信息系統(tǒng)編程界面利用了VBA技術或JavasScript技術,界面簡潔友好,視覺效果好,操作難度小,能運行在Windows和Linux平臺上,符合GNU/GPL標準。此外,需傳輸即時地理信息的系統(tǒng)則會加裝GPS設備和PDA設備,能實現(xiàn)對GDF、GML、DXF、ECW等文件進行傳輸,而且能通過WCS、WFC進行本地數(shù)據(jù)遠程讀取。在協(xié)議與接口方面,采用OGC標準,系統(tǒng)兼容性和穩(wěn)定性好,結構靈活性強。
二、農業(yè)領域運用地理信息系統(tǒng)
地理信息系統(tǒng)(GIS)具有非常強的應用優(yōu)勢,能有效降低地理信息采集與處理難度和成本,為農業(yè)信息化發(fā)展提供技術支持,所以農業(yè)生產(chǎn)活動中應積極運用地理信息系統(tǒng)。下面通過幾點來分析地理信息系統(tǒng)在農業(yè)領域的應用。
1、農業(yè)資源調查與管理中的應用
農業(yè)生產(chǎn)對農業(yè)資源有很大依賴性,查清農業(yè)資源情況,進行合理管理與配置非常重要。通過地理信息系統(tǒng)進行農業(yè)資源調查與管理,要根據(jù)農業(yè)資源屬性建立統(tǒng)計和空間數(shù)據(jù)庫,將數(shù)據(jù)庫信息與GIS圖形結合起來進行資源狀態(tài)分析,信息主要來自統(tǒng)計報表、氣象圖、土壤圖。
數(shù)據(jù)獲取中,空間數(shù)據(jù)要及時更新,要利用RS來提升采集效率,借助GIS對勘測區(qū)域進行動態(tài)模擬,從而編繪綜合評價圖和區(qū)劃圖,采集清晰圖像信息,進行精準圖像定位,獲得農業(yè)資源實況信息,提高信息真實性與準確性。
2、土地適宜性檢測中的應用
土地適宜性檢測的目的是判斷,農田對農作物的適宜程度,從而科學規(guī)劃土地利用,提高農田產(chǎn)量,進行科學農業(yè)生產(chǎn)規(guī)劃。傳統(tǒng)土地適應性檢測多通過試驗法,這類檢測方式成本高耗時長,且測試準確性并不高。
地理信息系統(tǒng)是一種數(shù)字化檢測方式,檢測效率高,能將土壤類型、氮磷鉀含量等多方面信息進行整合分析,權衡土壤因素對各類農作物生產(chǎn)的影響,能生成土壤適宜性評價圖,對土地適宜性進行分級,能對農作物產(chǎn)量進行評估,對作物面積進行測繪,準確估產(chǎn),提供圖形化農情。具體評估中通常以LandsatTM/ETM遙感影像為主要數(shù)據(jù),運用Erdas軟件,通過回歸模型對耕地產(chǎn)能進行分析評估。
3、農業(yè)災情預測
農業(yè)生產(chǎn)會受到很多自然條件限制,病蟲害、自然災害都會導致減產(chǎn),甚至絕收。傳統(tǒng)農業(yè)災情預測具有滯后性,且預測有效性和可靠性差?;诘乩硇畔⑾到y(tǒng)的農業(yè)災情預測,通過GIS、GPS、RS技術來實現(xiàn),能把分析檢測區(qū)域內的農作物的長勢情況,分析出病蟲害傳播、遷移、擴散規(guī)律,為病蟲害防治、救災提供依據(jù)。
圖像數(shù)據(jù)在進行災情顯示時,會以顏色來區(qū)別災害的嚴重性,反映危害程度,使預測結果更加直觀,根據(jù)預測數(shù)據(jù)結果,便可采取具有針對性的預防措施,降低災害帶來的損失。另外,通過GIS空間信息,能計算受災面積,從而來判斷經(jīng)濟損失。
總之,在農業(yè)領域應用地理信息系統(tǒng)有助于我國農業(yè)現(xiàn)代化進程的推進,除上述幾點外,地理信息系統(tǒng)在農業(yè)領域的其他方面也有很大的應用潛力,這就需要人們不斷開發(fā),以使地理信息系統(tǒng)為農業(yè)生產(chǎn)提供全方位的服務。
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