農(nóng)業(yè)綜合管理信息系統(tǒng)解決方案

農(nóng)業(yè)綜合管理信息系統(tǒng)解決方案一、 建設背景農(nóng)業(yè)是國民經(jīng)濟的基礎，也是我國國民經(jīng)濟鏈條中最薄弱的環(huán)節(jié)。為了在總體上加速和推進農(nóng)業(yè)信息化，“金農(nóng)工程”在1994年12月“國家經(jīng)濟信息化聯(lián)席會議”第三次會議上提出。作為國家電子政務建設的重要組成部分，“金農(nóng)工程”將以農(nóng)業(yè)電子政務為核心，以政府、農(nóng)戶、企業(yè)為服務對象，應用現(xiàn)代信息技術(shù)對現(xiàn)有的政府形態(tài)和結(jié)構(gòu)、管理和運作方式進行信息化改造，提高政府的宏觀決策能力、監(jiān)管和服務水平，縮小數(shù)字鴻溝，力求把涉農(nóng)信息及時準確地傳遞給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營者。自2001年9月《農(nóng)村市場服務行動計劃》實施以來，政府加大了對農(nóng)業(yè)信息化的投入與支持力度，在2003年召開的國家信息化領導小組第三次會議上，特別強調(diào)要加快農(nóng)業(yè)信息化建設步伐，我國農(nóng)業(yè)信息化建設必將進入一個高速發(fā)展的時期。2004年，“金農(nóng)”工程全面實施，國家科技部、農(nóng)業(yè)部、信息產(chǎn)業(yè)部、發(fā)改委、教育部等政府管理部門單獨或聯(lián)合出臺了一系列農(nóng)業(yè)信息化建設規(guī)劃，在全國范圍內(nèi)推進了一系列的重大農(nóng)業(yè)信息化工程，并在資金等方面給予全力的支持。在諸多利好因素推動下，我國農(nóng)業(yè)信息化建設掀起了一股熱潮。農(nóng)業(yè)綜合管理信息系統(tǒng)是結(jié)合省級、地市級和縣級農(nóng)業(yè)管理單位在農(nóng)業(yè)管理、農(nóng)村管理等方面的需求，設計的集信息采集、發(fā)布、處理、存儲、開發(fā)應用為一體的綜合應用系統(tǒng)，為農(nóng)業(yè)決策部門、管理部門、行業(yè)協(xié)會、普通農(nóng)戶和有關機構(gòu)提供農(nóng)業(yè)資源管理與決策支持手段，為社會提供全方位的農(nóng)業(yè)信息服務，從整體上提高農(nóng)業(yè)工作的科學化、規(guī)范化水平。二、 系統(tǒng)框架農(nóng)業(yè)綜合管理信息系統(tǒng)建設的總體目標是：采用先進的'3S“和空間數(shù)據(jù)庫技術(shù)，以計算機網(wǎng)絡為基礎，以數(shù)據(jù)庫為核心，建立一個集RS、GIS、GPS、MIS、ES等技術(shù)于一體，準確、高效、快速、全面、規(guī)范的農(nóng)業(yè)管理信息系統(tǒng)。充分利用SIS的技術(shù)特點和優(yōu)勢，使農(nóng)業(yè)資源信息采集、信息發(fā)布、動態(tài)監(jiān)測、分析、管理、決策與空間信息管理融為一體，直觀、形象、動態(tài)地顯示各種農(nóng)業(yè)資源的空間分布狀況以及變化趨勢等。1總體框架農(nóng)業(yè)綜合管理信息系統(tǒng)按照農(nóng)業(yè)管理需要設計，包含農(nóng)業(yè)信息采集、信息存儲、信息管理、服務、應用分析等內(nèi)容。系統(tǒng)總體框架結(jié)構(gòu)如圖1所示：

應用系統(tǒng)功能數(shù)據(jù)信息交換平臺綜合數(shù)據(jù)庫信息發(fā)布信息查詢信息上報網(wǎng)上點播公文流轉(zhuǎn)工作安排網(wǎng)上辦事郵件系統(tǒng)農(nóng)業(yè)信息采集農(nóng)業(yè)資源動態(tài)監(jiān)測農(nóng)業(yè)管理分析與決策支持?精準農(nóng)非示范圖1系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)圖應用系統(tǒng)功能數(shù)據(jù)信息交換平臺綜合數(shù)據(jù)庫信息發(fā)布信息查詢信息上報網(wǎng)上點播公文流轉(zhuǎn)工作安排網(wǎng)上辦事郵件系統(tǒng)農(nóng)業(yè)信息采集農(nóng)業(yè)資源動態(tài)監(jiān)測農(nóng)業(yè)管理分析與決策支持?精準農(nóng)非示范圖1系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)圖2邏輯結(jié)構(gòu)農(nóng)業(yè)綜合管理信息系統(tǒng)分為三個邏輯層次，自上向下依次為：信息表示層、系統(tǒng)功能層、系統(tǒng)支撐層。信息表示層主要完成用戶的各類請求，最終將結(jié)果輸出并顯示。系統(tǒng)功能層是整個系統(tǒng)的核心，完成整個系統(tǒng)的應用功能。系統(tǒng)支撐層提供支持系統(tǒng)運行的各種環(huán)境，如計算機網(wǎng)絡、通信設施、數(shù)據(jù)庫、模型庫、方法庫、知識庫、GIS系統(tǒng)以及各種開發(fā)工具等。

信息表示層系統(tǒng)維護管理農(nóng)業(yè)信息服務網(wǎng)站農(nóng)業(yè)辦公自動化系

統(tǒng)農(nóng)業(yè)地理信息系統(tǒng)系統(tǒng)功能層GIS通用功能庫 農(nóng)業(yè)特有功能庫 商用功能庫系統(tǒng)支撐層WEBGIS平臺數(shù)據(jù)庫平臺 開發(fā)運行平臺通信傳輸平臺計算機網(wǎng)絡平臺信息表示層系統(tǒng)維護管理農(nóng)業(yè)信息服務網(wǎng)站農(nóng)業(yè)辦公自動化系

統(tǒng)農(nóng)業(yè)地理信息系統(tǒng)系統(tǒng)功能層GIS通用功能庫 農(nóng)業(yè)特有功能庫 商用功能庫系統(tǒng)支撐層WEBGIS平臺數(shù)據(jù)庫平臺 開發(fā)運行平臺通信傳輸平臺計算機網(wǎng)絡平臺圖2系統(tǒng)邏輯結(jié)構(gòu)圖3數(shù)據(jù)庫架構(gòu)農(nóng)業(yè)綜合管理需要大量的數(shù)據(jù)做支撐，其中包含大量的實時監(jiān)控（測）數(shù)據(jù)、基礎農(nóng)業(yè)資源數(shù)據(jù)、地理信息數(shù)據(jù)和遙感影像數(shù)據(jù)等。根據(jù)數(shù)據(jù)不同來源及應用方式，將綜合數(shù)據(jù)庫從邏輯上劃分為空間數(shù)據(jù)庫、基礎業(yè)務數(shù)據(jù)庫、農(nóng)業(yè)管理業(yè)務數(shù)據(jù)庫、決策業(yè)務數(shù)據(jù)庫、模型庫、預案庫、專家知識庫?？臻g數(shù)據(jù)庫內(nèi)容分為：基礎電子地圖、農(nóng)業(yè)專題電子地圖?；A電子地圖主要包括：行政區(qū)劃圖、重點經(jīng)濟和政治目標分布圖、居民分布圖、道路交通圖、社會經(jīng)濟狀況分布圖、常規(guī)組織機構(gòu)分布圖、地形圖、DEM數(shù)字高程模型、土地利用圖、下墊面特征圖等；專題電子地圖則可劃分為：農(nóng)作物產(chǎn)量分布圖、農(nóng)作物分布圖、土壤養(yǎng)分分布圖、土壤水分分布圖、農(nóng)田規(guī)劃圖、氣候（降雨、氣溫）分布圖、植株養(yǎng)分含量（N、P、K等）分布圖等?；A業(yè)務數(shù)據(jù)庫由氣象數(shù)據(jù)庫、土壤數(shù)據(jù)庫、農(nóng)作物數(shù)據(jù)庫、農(nóng)村數(shù)據(jù)庫、水旱災害數(shù)據(jù)庫、病蟲害數(shù)據(jù)庫、土地利用數(shù)據(jù)庫、農(nóng)業(yè)科技數(shù)據(jù)庫等組成。氣象數(shù)據(jù)庫包括：天氣預報、災害天氣（高溫、臺風、暴雨、冰雹等）警示、衛(wèi)星云圖、降雨量等。土壤數(shù)據(jù)庫包括：土壤含水率、SOM含量、土壤耕作層深度、土壤結(jié)構(gòu)、土壤陽離子交換能力（CEC）等。農(nóng)作物數(shù)據(jù)庫包括：農(nóng)作物種植面積、長勢、產(chǎn)量、農(nóng)業(yè)產(chǎn)值等。農(nóng)村數(shù)據(jù)庫主要有農(nóng)村人口情況、勞動力情況等。水旱災害數(shù)據(jù)庫主要有歷次水旱災害受災情況、經(jīng)濟損失情況、人員傷亡情況、保險賠償情況等。病蟲害數(shù)據(jù)庫主要有病蟲害分布、病蟲種類、名稱、應對方法等。土地利用數(shù)據(jù)庫主要是土地利用規(guī)劃等信息。農(nóng)業(yè)科技數(shù)據(jù)庫主要有農(nóng)業(yè)新技術(shù)、新品種、新方法、新政策等。農(nóng)業(yè)管理業(yè)務數(shù)據(jù)庫主要存儲農(nóng)業(yè)管理單位日常辦公涉及相關的業(yè)務數(shù)據(jù)，包括：各類公報文檔、規(guī)劃成果、行政法規(guī)、行業(yè)知識、農(nóng)業(yè)事務管理等文字、圖片、圖表、影像數(shù)據(jù)。決策業(yè)務數(shù)據(jù)庫內(nèi)容包括：農(nóng)業(yè)資源評估數(shù)據(jù)庫、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)評估數(shù)據(jù)庫、病蟲害預測數(shù)據(jù)庫等。模型庫主要有土地評估模型、農(nóng)作物估產(chǎn)、長勢預測模型、病蟲害預測模型施肥決策模型、灌溉決策模型等；知識庫包括概念性知識、事實性知識、規(guī)則性知識和規(guī)律性知識4類。4系統(tǒng)架構(gòu)農(nóng)業(yè)綜合管理信息系統(tǒng)由農(nóng)業(yè)信息服務網(wǎng)站、農(nóng)業(yè)辦公自動化系統(tǒng)、農(nóng)業(yè)地理信息系統(tǒng)三部分組成。（1） 農(nóng)業(yè)信息服務網(wǎng)站農(nóng)業(yè)信息服務網(wǎng)站是農(nóng)業(yè)綜合信息對外發(fā)布的窗口，可為互聯(lián)網(wǎng)用戶提供農(nóng)業(yè)新聞、農(nóng)業(yè)政策、產(chǎn)品推薦、科技推廣等各方面的信息服務。（2） 農(nóng)業(yè)辦公自動化系統(tǒng)農(nóng)業(yè)辦公自動化系統(tǒng)是實現(xiàn)農(nóng)業(yè)辦公網(wǎng)絡化的平臺，可為農(nóng)業(yè)管理人員提供周到的工作安排、公文流轉(zhuǎn)與處理、網(wǎng)上辦事、郵件等服務。（3） 農(nóng)業(yè)地理信息系統(tǒng)農(nóng)業(yè)地理信息系統(tǒng)就是要將遙感、地理信息系統(tǒng)、全球定位系統(tǒng)、計算機、自動化、通信和網(wǎng)絡等技術(shù)與地理學、農(nóng)業(yè)、生態(tài)學、植物生理學、土壤學等基礎學科緊密地結(jié)合起來，形成一個包括對農(nóng)作物、土地、土壤從宏觀與微觀的監(jiān)測，農(nóng)作物生長發(fā)育狀況及其環(huán)境要素的現(xiàn)狀進行定期的信息獲取以及動態(tài)分析和診斷預測，耕作措施和管理方案在內(nèi)的信息系統(tǒng)。將傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理提高到一個以快速調(diào)查和監(jiān)測、適時診斷和分析、高效決策和管理為標志的全新的與信息時代相適應的現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)的新階段。包括：農(nóng)業(yè)信息采集、農(nóng)業(yè)資源動態(tài)監(jiān)測、農(nóng)業(yè)管理、分析與決策支持、“精準農(nóng)業(yè)”示范。

農(nóng)業(yè)信息采集GPS數(shù)據(jù)采集人工報送土地變化監(jiān)測種植面積和種類監(jiān)測農(nóng)業(yè)地理信息系統(tǒng)農(nóng)業(yè)信息資源動態(tài)監(jiān)測氣象監(jiān)測農(nóng)業(yè)信息采集GPS數(shù)據(jù)采集人工報送土地變化監(jiān)測種植面積和種類監(jiān)測農(nóng)業(yè)地理信息系統(tǒng)農(nóng)業(yè)信息資源動態(tài)監(jiān)測氣象監(jiān)測農(nóng)業(yè)資源信息農(nóng)業(yè)管理、分析與決策支持植保專家系統(tǒng)“精準農(nóng)業(yè)”示范植保專家系統(tǒng)圖3農(nóng)業(yè)地理信息系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)圖農(nóng)業(yè)信息采集用以實現(xiàn)農(nóng)業(yè)信息的實時采集。通過遙感系統(tǒng)（RS）、全球定位系統(tǒng)（GPS）和各種農(nóng)業(yè)土壤、作物測定儀器，采集土地利用現(xiàn)狀、植被分布、農(nóng)作物的生長情況、農(nóng)作物的災情分布、土壤肥力等多種信息，提高信息采集、傳輸水平，提升應急監(jiān)測能力。農(nóng)業(yè)資源動態(tài)監(jiān)測是定期對信息采集系統(tǒng)采集到的農(nóng)業(yè)資源數(shù)據(jù)進行處理、統(tǒng)計分析，使用戶能夠?qū)Ξ斍稗r(nóng)業(yè)現(xiàn)狀有一個全面了解，為宏觀決策農(nóng)業(yè)提供依據(jù)。農(nóng)業(yè)管理、分析與決策支持是在農(nóng)業(yè)資源綜合數(shù)據(jù)庫的基礎上，針對農(nóng)業(yè)管理需求，進行建設的以信息管理、決策支持為主要內(nèi)容的信息應用系統(tǒng)。主要包括四部分：農(nóng)業(yè)資源信息、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)信息、農(nóng)業(yè)災害信息、農(nóng)業(yè)管理信息。農(nóng)業(yè)資源信息，實現(xiàn)土地資源、水資源、氣候資料、肥料資料等農(nóng)業(yè)資源的評估與管理。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)信息，實現(xiàn)農(nóng)作物、經(jīng)濟作物長勢預測與估產(chǎn)。農(nóng)業(yè)災害信息，實現(xiàn)病蟲災害、環(huán)境災害、林火災害等的預測與應急反應。農(nóng)業(yè)管理信息，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)發(fā)展狀況、科技成果、基礎設施、農(nóng)業(yè)資源等信息的管理?！熬珳兽r(nóng)業(yè)”示范是把決策支持的功能應用到田間管理，對地塊小區(qū)的差異性進行定性和定量的分析。掌握作物生長狀況，為農(nóng)作物生產(chǎn)管理過程的各個環(huán)節(jié)提供科學的決策。主要包括四部分：平衡施肥專家系統(tǒng)、精準水分灌溉控制、植保專家系統(tǒng)、耕地地力調(diào)查。三、 系統(tǒng)功能1農(nóng)業(yè)信息服務網(wǎng)站?信息發(fā)布實現(xiàn)對涉農(nóng)信息的后臺管理、信息發(fā)布等功能。提供Office式的信息編輯后臺管理，便于操作。?信息查詢可通過網(wǎng)站實現(xiàn)對各種涉農(nóng)信息的查詢、檢索。?信息上報信息上報建立農(nóng)民、農(nóng)村、農(nóng)業(yè)基層管理單位與農(nóng)業(yè)主管單位的信息走廊，可通過該“信息走廊”上報農(nóng)業(yè)監(jiān)測信息、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)信息、災害信息等。?網(wǎng)上點播主要為農(nóng)民、農(nóng)業(yè)管理單位提供點播農(nóng)業(yè)科技、農(nóng)技講座、法律法規(guī)的網(wǎng)上點播服務。2農(nóng)業(yè)辦公自動化系統(tǒng)?公文流轉(zhuǎn)主要實現(xiàn)農(nóng)業(yè)部、省、市農(nóng)業(yè)機構(gòu)的公文流轉(zhuǎn)和處理，以處理流程為主線，實現(xiàn)對整個公文處理過程的記錄和規(guī)范。?工作安排包含通知、工作會議、工作任務、公務用車等安排。?網(wǎng)上辦事實現(xiàn)對農(nóng)藥、獸藥、飼料、農(nóng)機、無公害農(nóng)產(chǎn)品及綠色食品的認證審批等行政許可事項的網(wǎng)上申請與受理。具有網(wǎng)上咨詢、投訴、結(jié)果公告等基本功能。?郵件系統(tǒng)基于本應用單位的內(nèi)部郵件系統(tǒng)，便于郵件、短信等服務。3農(nóng)業(yè)地理信息系統(tǒng)?數(shù)據(jù)采集功能遙感數(shù)據(jù)采集模塊：主要用來對地面衛(wèi)星接收站傳回的遙感數(shù)據(jù)進行處理、入庫°GPS數(shù)據(jù)采集模塊：接受和處理GPS數(shù)據(jù)。人工報送模塊：接收和處理人工報送數(shù)據(jù)。?動態(tài)監(jiān)測功能土地變化監(jiān)測模塊：對數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)所收集到的數(shù)據(jù)進行處理、分析、分類，抽取出土地利用與變化的相關信息進行入庫。種植面積和種類監(jiān)測模塊：通過對數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采集到的數(shù)據(jù)進行處理、分析、分類，抽取出種植面積與種類的信息入庫。氣象監(jiān)測模塊：通過對數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采集到的數(shù)據(jù)進行處理、分析、分類，抽取出氣象信息入庫。農(nóng)作物生長情況監(jiān)測模塊：通過對數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采集到的數(shù)據(jù)進行處理、分析、分類，抽取農(nóng)作物生長情況入庫。農(nóng)作物災情分布監(jiān)測模塊：通過對數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采集到的數(shù)據(jù)進行處理、分析、分類，抽取農(nóng)作物災情分布入庫。土壤水分監(jiān)測模塊：通過對數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采集到的數(shù)據(jù)進行處理、分析、分類，抽取土壤水分信息入庫。?決策支持功能農(nóng)業(yè)資源核算、清查、評估模型：該模型的主要目的是按照市場經(jīng)濟的原則，配置農(nóng)業(yè)資源，追求效益的最大化。土地評估模型：對土地的利用現(xiàn)狀、土地生產(chǎn)潛力和土壤生態(tài)環(huán)境進行綜合評價。農(nóng)作物的估產(chǎn)、長勢監(jiān)測模型：農(nóng)作物的長勢及產(chǎn)量與作物的生化指標有關，結(jié)合從遙感圖像上提取相關的信息做出專題圖，可以對大面積的農(nóng)作物進行長勢監(jiān)測及估產(chǎn)。病蟲害預測、診斷及應急反應:通過地面觀測網(wǎng)和遙感圖像的多時相分析，可以獲取作物是否受到病蟲害的侵襲或缺素信息。?“精準農(nóng)業(yè)”示范功能平衡施肥專家系統(tǒng)：根據(jù)農(nóng)田地理信息系統(tǒng)中大量的土壤肥力空間分布信息、前茬作物產(chǎn)量分布信息，以及利用遙感等手段獲取的作物長勢與營養(yǎng)狀況等空間差異分布信息，實現(xiàn)地塊內(nèi)按實際空間差異分布進行定位、定量施肥。精準水分灌溉控制：根據(jù)土壤水分信息、植株含水量信息以及氣象信息，生成灌溉處方，自動調(diào)節(jié)水量，定點、定量控制某一地塊的水分含量。植保專家系統(tǒng)：以糧、棉、油、花、果、菜等經(jīng)濟作物為重點，以病、蟲、草、鼠、藥害為對象，進行鑒別、預測、防治工作。耕地地力調(diào)查：根據(jù)耕地綜合生產(chǎn)能力水平，土壤肥力水平及分布、土壤污染分布、農(nóng)業(yè)投入對耕地質(zhì)量的影響、耕地土壤適宜性等情況，為農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供重要依據(jù)。?可視化分析功能空間查詢：基于空間信息的查詢功能，并能將查詢結(jié)果以圖文一體化報表的方式輸出給用戶?；诳臻g信息的統(tǒng)計：通過設定時間、空間、屬性條件進行統(tǒng)計，并將統(tǒng)計結(jié)果以圖文一體的報表輸出。空間分析：對各種空間關系進行分析，并將分析結(jié)果以圖文一體化的報表方式輸出，為管理決策提供參考。制圖輸出：對專題符號庫進行增加、刪除與編輯，顯示農(nóng)業(yè)專題圖并打印農(nóng)業(yè)專題圖，農(nóng)業(yè)專題圖包括以矢量圖、影像圖和三維屬性高程模型為基礎的專題圖。綜合報表分析功能報表輸出：根據(jù)用戶的需求和提供的各種報表的格式設計出各種報表模板，以滿足用戶的不同要求。報表分析：主要是通過建立各種模型，對數(shù)據(jù)進行分析，輸出分析結(jié)果并對相關決策提供參考。四、 系統(tǒng)特點及優(yōu)勢本農(nóng)業(yè)信息化解決方案是綜合了國家“金農(nóng)”需要，分析和借鑒了各地已建農(nóng)業(yè)信息系統(tǒng)的模式和經(jīng)驗，設計的適合各級農(nóng)業(yè)管理機構(gòu)對農(nóng)業(yè)信息資源管理、