基于3S的农业灾害应急系统设计与实现

文/王华 李雯雯

农业信息化成为未来农业发展的一个重要方向。随着物联网、云计算、人工智能及3S等现代信息技术的广泛应用，不仅改变人们的生活，而且推动传统农业朝向现代农业转变。

1 3S技术在农业灾害应急系统中的应用

1.1 3S技术在农业灾害应急系统中应用的重要意义

随着现代化信息技术的不断推进发展，在农业生产中引入遥感影像和地理信息系统，将有助于实现对农作物的定量估产，监测农作物生长过程中的病虫害。在农业生产中采用全球定位系统，有助于是吸纳定量播种、施肥、灌溉和喷洒农药，解放劳动力，提高效率。

随着3S技术的迅速发展，被广泛应用在各个领域行业，在农业生产领域涉及农用水污染处理、农业气象预报及农业病虫害预防等，3S技术的投入引进，极大的减少资源的投入，提高农产品的产量与质量，促进智能化农业的推进与发展。

1.2 3S技术中的关键技术

3S技术包括地理信息系统(GIS)、遥感技术（RS）和全球定位系统（GPS），被广泛应用在农业生产的各个环节，通过构建可靠、稳定的数据信息体系，为农业生产和发展提供一套完善的解决方案。

（1）GIS属于一种强大的技术工具，针对农业海量的信息数据，具有采集、存储、处理、分析、建模等功能，在农业灾害应急系统中的应用，搭建了一个全局总览的指挥平台，实现对空间数据及时进行可视化查询、分析和综合处理，对自然灾害进行预测和分析，为相关部门辅助决策提供方便，提高决策的效率和水平。此外，基于网络GIS不同机构之间共享信息数据，提高工作效率。

（2）遥感技术（RS）的应用。随着遥感技术的快速发展，促使卫星遥感图像空间、光谱及温度分辨率都显著提高。在GIS环境下对遥感影像进行遥感解译和信息提取，将相关信息直接导入GIS数据库，使得获取地物信息特征和变化的范围扩大，经由全球定位系统GPS，可以准确、快速的获取位置信息。

3S技术被广泛应用在农业中，特别是土地调查、土壤侵蚀监测、自然灾害预防与评估等领域的应用，已经取得显著成效，最终促进实现农业的精准化生产和管理，GPS对灾害定位，RS对灾害的识别及GIS对空间的分析，有效的帮助灾害管理部门针对农业灾害应急，制订切实可行的预防决策。

2 基于3S技术在农业灾害应急系统中的设计及问题

2.1 基于3S技术在农业灾害应急系统中的设计

3S技术中，由RS与GPS负责获取影像数据与空间定位信息，交由GIS对地测信息进行空间管理和快速分析，从而为研究和发展提供技术支持。

3S技术并不是单纯的GIS、RS及GPS的整合，未来随着信息技术的发展，还可以与其他技术学科结合构成更多的“S”。例如，与数字摄影测量系统DPS、专家系统ES结合。

3S技术只是集成技术的初级起步阶段，是GIS、RS及GPS三者之间一些功能的相互调用。3S技术的高级阶段，GIS、RS及GPS三者之间的关系是直接共同作用，形成一个有机统一的系统。通过采集分析不断更新的动态数据，快速准确的获取定位信息，实现现场实时查询、分析和判断。

在3S技术中，最核心的内容就是遥感与地理信息系统的集成，遥感技术为地理信息系统提供稳定可靠的数据资源，GIS为遥感影像提供区域背景信息，有助于提高影像的解译精度。GIS中的电子地图，之所以能为用户提供空间组合信息服务，前提是需要GPS提供实时的定位信息。GPS给出动态位置，GIS提供地物的静态位置，在同一坐标系统下，两者构成联系，从而基于电子地图，对农业灾害实时、准确、形象的展示和查询。GPS精确定位功能，有效解决RS定位难的问题，三者实现高度自动化、实时化、智能化，为农业科学研究提供依据和解决对策。

2.2 基于3S技术在农业灾害应急系统中存在的问题

当前3S技术在设计与实现中遇到的难题，我们主要从以下几个方面分析：

两组患者在护理前，焦虑评分差异无统计学意义（P＞0.05）。在护理后，两组患者的焦虑评分均有所好转，但实验组的改善情况更好，两组数据t值检验后，差异有统计学意义（P=0.004 0）（如表1所示）。

2.2.1 信息数据缺乏实用性

通常情况下，系统会采集海量数据信息，不过这些数据信息并不是农业灾害区域实时有效的数据，因而并不能够为灾害管理部门提供参考。

2.2.2 不同层次、不同部门间缺少数据传送通道

农业灾害管理机构亟待解决的难题，就是如何将精确的、实用的信息数据实时的传送到相关灾害管理部门，并对信息数据进行优化实现最大程度的利用。

2.2.3 缺乏一个用于数据元、数据交换的标准

各部门提供报送的数据内容和格式多样，无法加载到系统中直接使用，需要对数据不断筛选、提取，才得以应用。因此，制定数据交换标准，将不同格式的数据加载到同一平台上，方便后续数据信息的应用。

2.2.4 数据共享程度低

3 3S的农业灾害应急系统设计与实现

3.1 构建智慧农业一体化框架

智慧农业一体化框架包括五个层次，从上到下依次为用户层、应用层、技术层、数据层及软硬件设施层等，每个层次各有不同的功能作用。

用户层，为不同的用户提供与农业生产相关的信息数据；应用层，支撑用户层的使用，为智慧农业系统提供功能支持；技术层，是农业灾害应急系统的核心，具有承上启下的作用，是连接应用层和数据层的重要纽带。技术层为应用层提供技术服务，对数据层信息数据的传输、管理与分析提供服务。数据层将各类数据采集入库和管理，为上一层工作提供数据源。软硬件设施层是整个智慧农业体系的骨架，在整个框架中发挥一种支撑作用。

3.2 制订预案，常备不懈

在国家、省、市、区制订农业灾害的应急预案，不断演练，有效预防和减轻农业灾害。农业灾害应急预案机制，包括应急组织体系、职责、预测、预警、应急响应、应急处置、应急保障以及调查评估等，逐步构建一套成熟的工作运行机制。同时，通过培训和预案演练等方式，促使广大群众、灾害管理人员熟练的掌握预案，并在实际演练中预案进行完善。政府管理人员要居安思危，增强自身的忧患意识，紧抓农业生产管理，坚持预防与应急相结合，鼓励各地区结合本地农业实际情况制定防灾预案，开展救灾演练，积极做好装备、技术、人员的应急准备。

3.3 树立防灾减灾的科学发展观，依靠科技监测预警

农业灾害应急系统设计与实现中应当以人为本，将保障人民群众利益为首要任务，最大程度的减少灾害对农业生产的危害。

（1）科学防御，从早期的盲目抗灾转变为主动避灾，在防灾减灾中坚持预防为主的原则，将灾害的监测预警放在十分突出的位置，面向全社会和广大农民群众及时发布预警信息。

（2）依靠科技提高防灾减灾的综合素质，通过加强农业防灾减灾领域的科学研究与技术开发，积极引进和采用技术先进的监测、预测、预警及应急处置设施，充分发挥专家队伍的指导作用，提高工作人员的专业水平，提高应对农业灾害的科技水平和能力。

3.4 全民普及防灾意识，建立高效的应急响应机制

通过教育和宣传，提高农业多灾地区群众的防灾意识，定期开展农作物、洪水和地震灾害知识的普及教育；开展改善气候的实验，如人工增雨、消雾等实验；政府相关部门组织领导各个部门积极响应，加强水利、民政、农业、环境等部门的联动协作，建立高效的应急联动机制，充分发挥各个地区各部门的作用，依靠公众力量构建规范高效的灾害管理工作流程。

4 结论

基于3S的农业系统，其具有可视化特性，对于农业生产过程中的海量数据，能够进行有效精准的处理。系统基于云计算、物联网等技术，实现数据信息的快速传输，确保农业灾害管理部门做出快速有效的相应。本文介绍3S技术在农业灾害应急系统应用的重要意义，指出基于3S的农业灾害应急系统设计应用存在的问题，并就如何设计与实现提出相应的对策，以促进实现农业生产的智能化、数字化，以显著提高农业生产的科学化和定量化水平，保障我国农业种植的安全，从而创造巨大的社会经济效益。