基于WebGIS的农作物地块管理系统

刘杰

(广西经济管理干部学院，广西 南宁 530007)

1 引言

甘蔗、玉米、水稻等经济作物是食品加工企业的重要原材料，这些原材料能否正常供应是食品加工企业能否完成年度生产计划和生产任务的关系保障。按照生产职能来看，食品加工企业应该只负责食品产品的加工和生产，但很多企业为了保证原材料的供应，都会对原材料的供应基地做大量的投资，以保证原材料的正常供应，同时还要根据供应情况制定本年度的生产任务计划和产值评估。但由于经济作物种植基地一般处于较为偏远的农村地区，农务人员平均素质不高，对其产量、产值的评估、地块管理、农务管理是长期以来较难解决的一个问题。

以甘蔗地为例，蔗糖企业制糖企业不仅需要及时把握甘蔗的品种、种植面积、作物生长状况等农务信息，还要对甘蔗的砍运流程、过磅、统计作进厂管理，甚至还涉及到蔗农扶贫款发放、蔗款结算、运费结算等繁杂的财务管理。目前这些食品加工企业还是采用人工或半人工方式，期间存在较大管理漏洞、比如企业高层无法及时了解甘蔗地块信息变化，信息流通不畅，地块产值估计不准、生产部门耗费大量人力管理统计各类数据，导致管理效率低、管理成本高、管理决策滞后等问题。

地理信息系统(Geographic Information System)是一种把计算机技术应用在地理方面的一门信息学科，涵盖了计算机、地理学以及相关方面的众多领域，并由此衍生出多个研究方向。目前众多应用领域需要借助GIS提供地理信息的可视化服务，在地理信息的表示、处理、信息数据的存取、分析等方面，GIS扮演着不可或缺的角色。随着GIS的快速发展，越来越多的应用对GIS提出的更高的要求和更为准确周到的可视化服务。目前，WebGIS系统已经可以与网络信息技术结合，并将地理信息表示在网页浏览器上展现，文献［1］大体介绍了WEB-gis所使用到的技术手段和具体表现;文献［2］使用该技术架构了桃园施肥系统;文献［3］利用该技术为数字化城市规划系统构建模型，并对该模型做了简单的测试，由此可见，WEBgis该类技术应用不仅可以为指导和辅助农业信息化提供了坚实的信息基础，还可以通过整合GPS卫星导航技术，架构农作物地块信息管理体系，以解决经济作物生长信息难以实时把控的难题，我们分别从地物信息收集和地物可视化展示的角度探讨该系统的主要功能。

2 地物信息收集

地物信息(农作物赖以生长的土地、灌溉水田、作物收集站、道路等)是构成农作物GIS的信息基础，如何丈量基础性的地物信息成为地块管理系统的首个关键性问题，以往对地物的测量需要比较专业的测量人员介入，并且测量工作是一个非常繁重而细致的工作。测量人员需要知晓很多专业性的知识，通过测量读数、数据录入等将地物信息描述记录，还要通过后期数据加工最后由专业的绘图人员把地物绘制到纸质地图上，这是一个周期性很长的、艰苦的工作。随着计算机网络技术、GIS、GPS技术的快速发展，GPS导航设备、电子地图和数据库服务器可以极大的简化地物丈量的工作流程、提高地物丈量的工作效率，数据丈量工作也不再需要懂得专业测绘知识的专业人员。在地物丈量过程中，丈量人员手持GPS终端，绕地行走一周，就可以将不规则地物边缘的基础地理信息(经纬度)记录下来，形成GPS文件，经过数据转换后形成GIS标准数据后可以录入GIS数据库，数据要经过企业农务科负责人审核。整个流程如下图所示:

Fig.1 GPS地物丈量流程

在以上的应用中，GPS终端缺乏与GIS数据库的交换能力，对与这个问题，可以在新的丈量体系应用中，将GPS设备功能设计到智能手机终端中去，这样一款看似普通的智能手机就具备了GPS数据丈量功能，并具有远程交互、可视化的功能，可以实时的将地物丈量的地理信息通过无线网络传输到GIS服务器上，更大程度的简化了地物丈量、数据加工、数量录入的流程。

对于一些不需要精确测量的地物信息，比如某个作物收集仓储站、灌溉水田、三级公路等，可以把信息的采集过程转移到网页上，在网页上完成这些地物的采集过程。通过网页电子地图区不停的标记地物的信息特征点，最后在电子地图上将地物准确标记出来并将数据更新到GIS数据库。

Fig2 网页端电子地图道路数据采集

3 地物可视化展示

一个食品加工企业会拥有非常多的原材料供应基地，而且这些原材料的地域分布、实时的生长状况、土地情况等关键信息，是食品加工企业需要实时掌握的重要的基本资料，是企业制定发展战略、实时性决策的重要依据。以往，农务科要掌握农作物的生长情况基本依靠地方的农民管理员，信息交互时间滞后，无法实时的掌握农作物生长的各种情况，比如农作物发生虫害问题，没有及时的监测到，结果导致生产的减产。现在，WebGIS可通过数据库、网络技术在网页浏览器端实时的展现作物的生长情况，并可以通过不同的颜色，区分出农作物的不同信息属性，包括作物种类、种植期间、是否盖膜、耕地类型等等。按不同的类型属性在网页电子地图上显示出来，下图是一个甘蔗地的植期情况分布图，非常直观的显示每个地块的植期属性以及和它周边其他地块农作物的区别。

从农作物的生长信息属性来看，影响生产产量估值的有那么以下几个属性:作物品种描述该地块种植的农作物种类，比如甘蔗、玉米、水稻;植期属性描述农作物的种植情况，虽然是相同的作物，比如水稻，对于不同地域，比如南方，作物一年两熟到四熟，但是在靠北地区可能一年才一熟;虫害属性描述农作物受到虫害的影响情况，以甘蔗地为例，在不同的季节会受到不同的虫害，比如夏天容易遭受黑穗病，冬天容易遭受凤梨病;盖膜属性描述该地块是否使用了盖膜的技术以及盖膜种类;机耕属性描述该土地的耕地类型，是牛耕地还是大马力耕地等等;最后系统还留有了可以自定义的其他属性。

在地块管理系统中，GIS电子地图区能够直观的向农务科和企业高层展示作物的各个属性，这样就可以非常方便的针对某个问题归类并集中观察分析，为实时性决策提供直观的展示依据。

4 农作物地块系统网络体系结构

整套管理系统需要WEB服务器、GIS服务器、数据库服务器同时支撑，WEB服务器负责解析网页程序，GIS服务器负责解析GIS的数据并将其坐标系转换到地图引擎，数据库服务器负责数据的保存。

整个系统网络拓扑结构大致如图Fig.4 所示，后台需要一个数据库服务器来做数据支撑，中间层部署GIS服务器提供海量空间GIS数据运算、存储功能，WEB服务器面向客户层提供网页界面服务接口，智能手机移动终端端具备地物数据采集，地物数据信息查询等功能，通过弱电设施、无线电信号接收器可将数据远程传输至GIS数据库，与传统的旧的数据采集方式相比，使用智能移动设备大大简化了数据采集的工作量。

Fig5 网络体系结构

5 结论与展望

本文提出了利用WEBGIS技术、GPS技术来设计了一套管理经济作物生产的信息系统，并探讨了该系统在农作物生长实时控制所能起到的辅助作用，该系统的部署可以使得企业花费更少的人力，节省大量的农作物地块信息采集时间，提高食品加工企业在第一原材料的生产采购上的农作物生长的管理水平，并可将农作物关键信息在网页上可视化，方便诸如制糖企业等食品加工企业对农作物整个生长周期的信息监控，为食品加工企业实时决策提供准确的信息数据依据。

［1］李源泰，李红波，赵俊三.开源GIS在WebGIS中的应用初探［J］.地理信息空间，Vol.8，No.2，Apr 2010

［2］严正娟，段增强，卢树昌，陈清.基于 GoogleMap和WebGIS的区域桃园施肥决策系统的建立与应用［J］.农业工程学报，Vol.26，No.5 May 2010

［3］曹先革，杨金铃，徐廷鹏.WebGIS技术在数字城市规划系统中的应用［J］.测绘工程，Vol.8 No.5，Oct2009