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基于GIS的种植信息管理与服务系统设计与实现

日期:2020年10月13日 编辑:ad201107111759308692 作者:无忧论文网 点击次数:32
论文价格:50元 论文编号:lw202010062147489781 论文字数:41255 所属栏目:职称论文发表
论文地区:中国 论文语种:中文 论文用途:职称论文 Thesis for Title

本文是一篇职称论文发表,本论文围绕服务“三农”和“产业振兴”,依托诸城市乡村振兴“一张图”项目,面对涉农政府部门和农民的精准化服务需求,研究了基于 GIS 的种植信息管理与服务系统。主要成果如下:(1)提出了目前种植信息管理与服务存在的三个问题 一是种植信息来源于多业务部门从而导致汇聚难;二是种植信息缺乏挖掘分析导致支撑政府决策服务弱;三是农民获取信息难。(2)构建了种植信息服务专题数据库。将来源于农业农村局、自然资源局、农机局、水利局等 17 个业务部门的涉农异构数据使用数据源格式转换方法、结构化数据抽取技术、地名地址匹配技术、地理编码技术、空间关联技术以及 GIS 技术等进行快速融合与处理,构建了种植专题数据库,为种植信息服务提供数据支撑。


1 绪论


1.1 研究背景和意义

2016 年 1 月,《农业部关于推进农业农村大数据发展的实施意见》中指出要深刻认识农业农村大数据发展和应用的重要意义。我国农业农村数据历史长、数量大、类型多,但长期存在底数不清、核心数据缺失、数据质量不高、共享开放不足、开发利用不够等问题,无法满足农业农村发展需要。随着农村网络基础设施建设加快和网民人数的快速增长,农业农村数据载体和应用市场的优势逐步显现,各种类型的海量数据快速形成,发展农业农村大数据具备良好基础和现实条件,为解决我国农业农村大数据发展面临的困难和问题提供了有效途径。在夯实农业农村大数据发展和应用的基础中,加强顶层设计,以数据资源整合促进数据采集、带动数据开发利用,建立标准统一、共建共享的工作机制,推进数据共享开放,发挥各类数据的功能。

2016 年 7 月,中共中央办公厅、国务院办公厅发布的《国家信息化发展战略纲要》指出:加快推进农业现代化。把信息化作为农业现代化的制高点,推动信息技术和智能装备在农业生产经营中的应用,培育互联网农业,建立健全智能化、网络化农业生产经营体系,加快农业产业化进程。健全农业信息监测预警和服务体系,提高农业生产全过程信息管理服务能力,确保国家粮食安全和农产品质量安全。

习近平总书记在党的十九大报告中提出实施乡村振兴战略。2018 年中央一号文件——《中共中央、国务院关于实施乡村振兴战略的意见》中对实施乡村振兴战略进行了全面部署,提出按照“产业兴旺、生态宜居、乡风文明、治理有效、生活富裕”的总要求,加快推进农业农村现代化,走中国特色社会主义乡村振兴道路。2018 年,《政府工作报告》将“大力实施乡村振兴战略”列为需要扎实做好的 9 项工作之一。2018 年 3 月 8 日,习近平同志在参加山东代表团审议时强调:“要推动乡村产业振兴,紧紧围绕发展现代农业,围绕农村一二三产业融合发展,构建乡村产业体系,实现产业兴旺,把产业发展落到促进农民增收上来。”2018 年 6 月习近平总书记在山东考察时又强调“要打造乡村振兴齐鲁样板”。根据《中共中央、国务院关于实施乡村振兴战略的意见》,2018 年 9 月,中共中央国务院印发《乡村振兴战略规划(2018-2022年)》。规划指出:“加强农业信息化建设,积极推进信息进村入户,鼓励互联网企业建立产销衔接的农业服务平台,加强农业信息监测预警和发布,提高农业综合信息服务水平。” 

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1.2 国内外研究现状及分析

在当前信息技术创新日新月异的时代,新技术、新产品、新模式的产生不断推动者经济格局和产业形态的变革(毛薇等,2019)。将计算机技术、通信技术等相关的信息技术融合应用至农业中,以提升农业生产效率、改善农民生活的农业现代化、信息化建设通过改变农民获取信息的渠道,使得农业信息能够便捷快速的在更广范围内传播。借助信息化的农业服务平台,不但将国家层面的乡村振兴战略落到实处,并且能够促进农业现代化发展进程的进一步推进(黄志华,2018)。农业信息服务标准化平台的建设水平逐渐成为了评价农业现代化发展的标准,同时在现代农业发展中起到了至关重要的作用(潘晓盼,2018)。本文在大量阅读国内外相关文献的基础上,对比分析国内外农业信息管理与服务平台建设现状以及 GIS 在农业中的应用现状,并结合实际情况进行分析概述。

1.2.1 农业信息管理与服务平台建设现状

随着经济水平的发展和信息科技技术的提高,世界诸多国家的农业产业规模不断扩大,农业现代化的程度也跟随着不断提高。为满足农业信息化发展要求、不断提高农业综合竞争力,各国纷纷对农业信息服务体系建设进行了大量的研究、探索和实践,并结合实际情况构建了各具特色的农业信息服务系统。美国自 20 世纪 60 年代开始农业信息服务体系的建设,目前已经形成了较为完善、标准的农业信息服务体系,由内布拉斯加大学建立的世界最大的农业中心网络系统(AUNET)已经在美国较为广泛的应用;在政策和大量资金支持下构建的美国国家农业数据库(AGIUCOLA)等庞大的规模化的涉农信息数据库为美国农业信息服务体系的建设奠定了良好基础(贺文慧等,2006;Song,2006)。日本十分重视农业信息化的发展,早在 1994 年开始开发农业网络,并在每个县设立了农业信息分中心,利用大型计算机确保来自全国各地农业信息的迅速获取和及时交换。目前日本已将国立农业科研机构、地方农业研究机构以及地方农业改良普及中心全部联网,可通过互联网按照地区和品种进行农业相关信息的查询(张忠德,2009)。韩国农业信息化服务体系建设在韩国农业现代化中扮演重要角色,农业信息服务系统链接了政府、市场和生产者,为提高生产力和市场竞争力发挥了重要作用。例如韩国农村发展管理局联合相关部门共同开发的移动农业信息服务系统(MFISS)可为用户提供农业技术信息、市场价格、天气和实时疾病控制等相关的农业信息服务(官波等,2018;Xiang,2012)。

图 1 技术路线图

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2 种植信息管理与服务系统需求分析


2.1 研究区概况

山东省诸城市位于山东半岛东南部,总面积 2183 平方公里,其中耕地面积 160 万亩。诸城市地貌类型多样,地势南高北低,自南而东为起伏较大的山岭地带,间有若干谷状盆地,西部、中部及北部,系大片波状平原,其边缘有低缓山丘分布,主要土壤类型为棕壤、褐土、潮土和砂姜黑土。诸城是一个农业大市,农业基础雄厚,主要种植粮食、果品、蔬菜、黄烟等作物,是全国农业产业化的发源地(刘峰梅,2010)。诸城市高度重视农业发展,围绕产业振兴加快农村一二三产业深度融合,急需通过信息化手段推进种植业标准化、园区化、智能化。诸城市前期农业信息服务基础较好,农业服务相关信息数据资源丰富,相关信息数据来自于农业农村局、自然资源和规划局、农机局、畜牧局、水利局、科技局、财政局等 17 个部门,数据种类繁多且数据量巨大,但数据多数为文字、表格以及图片形式,且分散于各个部门,少数部门仅根据自有数据建设自用系统,统计分析及辅助决策功能薄弱,信息数据资源利用率较低,农民及其他部门无法获取相关信息。如何综合运用多源异构的大量数据为农民和农业管理部门提供直观有效的信息服务成为亟待解决的一大难题。

在实地调研及数据获取过程中发现诸城市农业信息服务存在以下问题。(1)服务内容多样。涉农信息服务包括内容土地流转、土壤信息、农资购买、农技指导、用工招聘、种植政策、农产品销售、市场供求等。(2)信息分散孤立。关于种植信息服务的相关数据分布在农业农村局、自然资源局、农机局、水利局、科技局、经管局、人社局、财政局等,没有统一的数据库,数据多为部门自用,数据利用率低,无法进行数据的综合运用分析。(3)数据来源和格式多样。相关数据形式包括相关部门原有系统服务接口、地理空间数据、大量未矢量化的文本、数据表格、图像、音频、视频等。(4)没有统一的信息服务平台。

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2.2 用户分析

通过在诸城市召开需求调研座谈会、入户调研以及发放调查问卷等形式,了解到系统面向的用户主要有三类。一类是农民;一类是农业管理部门工作人员,主要包括农业农村局、自然资源局、物价局等相关部门的工作人员;另一类是专门的运维人员,负责系统运行维护工作,系统操作流程如图 2 所示。

图 2 系统操作流程

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3 种植专题数据融合与处理 ··························· 16

3.1 数据分析 ······························ 16

3.1.1 空间数据分析 ····················· 16

3.1.2 非空间数据分析 ····························· 17

4 种植信息管理与服务系统设计与实现 ······························· 41

4.1 系统总体框架设计 ····························· 41

4.2 系统功能模块设计 ··························· 42

4.2.1 种植信息模块 ··························· 42

4.2.2 市场信息模块 ······················· 44

5 总结与展望 ························· 63

5.1 总结 ···························· 63

5.2 主要创新点 ······················· 64


4 种植信息管理与服务系统设计与实现


4.1 系统总体框架设计

基于 GIS 的种植信息管理与服务系统总体架构如图 22 所示。以县域政务云平台为基础,利用其提供的软硬件基础设施,

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