地理信息系统(GIS)在农业上的应用及其发展趋势

胡雪

摘 要：最近三十年，地理信息系统所取得的进步是惊人的，不仅功能更加完善，在未来也有着非常广泛的应用前景，本文从发展阶段和成熟阶段两方面入手，探究地理信息系统的功能，思考地理信息系统的功能特征，研究地理信息系统在农业领域中的具体应用，并深入分析地理信息系统在农业上的发展趋势。希望本文的观点能为关注此话题的研究者提供参考意见。

关键词：地理信息系统;农用地评价;适宜性

引言：地理信息系统能显示与地理分布有关的数据信息，显示的信息有可能是对整个地球情况的反应，也有可能是对部分区域实际情况的反应。地理信息系统属于新兴的边缘学科，其中涉及到的知识包含多个学科领域，有地理、计算机、生态环境、城市空间，另外还有管理和信息。空间数据库在其中起到非常关键的支持作用，所提供的信息有空间性和动态性特征，能为农业活动的进行提供决策性意见。

一、地理信息系统功能探究

（一）发展阶段

与地理信息系统相关的理论有信息论、系统论和控制论，随着时间的推移，这些理论已经深入人心。地学界的专家和学者在展开各项研究工作时，会经常用到这些理论。计算机技术的发展为GIS的应用提供有力支撑。社会在不断发展进步，人类对资源的使用有了更大的需求，有很多发达国家已经开始清查自己国家现有的领土，为了良好完成这项工作，GIS技术的功能就需要满足更高的要求。地理信息系统具备地图交互编辑的功能，工作人员通过屏幕就能获得地图数字化信息。国家层面成立了一些与GIS技术相关的组织，为GIS技术的发展和应用奠定良好的基础。地理信息系统能处理数据，也能科学分析空间，实现人机交互，还能把地图信息输入系统。市面上的一些计算机公司对地理信息系统的研究非常深入，覆盖面也很宽泛。研发出了很多作为商品的地理信息系统软件。这些软件有用户界面，也有多种数据的格式转换接口。也有一些地理信息系统软件能联网使用，从而满足用户的二次开发要求[1]。

（二）成熟阶段

上世纪90年代，业内人士对计算机软件技术的研究获得了重大突破，这也为地理信息系统的发展带来了良好的机遇。GIS作为一种高科技产品被广泛应用。在多媒体技术和Windows开发工具的支持作用下，研发了多窗口工作环境，用户界面的功能也更加强大。上世纪90年代，人类成功发射了一系列的地球资源卫星，此时也出现了很多的星载传感器，强化了地理信息系统的功能，也明显提升了地面分辨率，这在很大程度上促进遥感技术获得良好发展。获得数据源的渠道在逐渐增加，功能开发对数据的需求也逐渐加大。在此条件下GIS技术的发展获得有效促进，不管是方法还是技术水平都获得了明显提高[2]。

二、地理信息系统在农业上的应用

（一）在农用地评价和利用中发挥关键作用

在评价农用地的价值时，需要经过一个非常复杂的过程，完成任务有很大的工作量，而且还要有大量农用地资料的支持。GIS强大的功能体现在空间信息管理方面，在评价农用地的价值时，应用GIS技术会大大减少工作量。另外GIS技术还在农用地经济、农用地适宜性方面发挥了非常关键的作用。收集土壤和土地空间信息，把这些信息调整为某一特殊格式，之后输入至GIS系统。发挥空间分析功能的优势，实现对空间叠置模型的有效利用。全面评估土壤的和土地的适应性，同时也实现对土壤质量的综合评估。这些评估信息在土地利用、规划和管理工作中能发挥十分关键的作用。比如在某地的土壤评估工作中，工作人员建立了土地资源评价信息系统，在完成这项工作时，网络数据格式在其中发挥了十分关键的作用。在希腊，研究者使用GIS系统完成土地评价工作，生成了土地适应性系列图，同时也生成了土地利用潜力图。利用GIS系统的空间分析功能优势，研发并推出土地定级空间分析软件，专门用于完成城市土地分等定级工作。

（二）以氣候和生产为基础的农业生产区域划分

目前社会经济水平在不断提高，农业的发展也取得进步。在国家政府和各级人民的共同努力下，农村地区的经济结构有了很大的改观。在规划农业气候区的工作中，需要达到的标准是及时、有效、准确、直观。要实现对农业生产和农村经济结构的有效调整。随着科技的进步，专业人士不仅能获得非常精确的基础地理信息资料，还能获得地理信息系统软件的支持作用。提高农业气候区域规划水平。能反应区域气候条件的指标主要有三个，分别是积温、地形情况和年降水量。对这三项指标进行量化需要用到地面网路系统和数学模式。对陆地卫星TM数据加以优化和压缩处理，在此条件下完成新体复合操作。比如某地展开农业气候区规划工作，在种植沙田柚的土地上划分区域，主要划分成三种，分别是适宜区、较适宜区和不适宜区。比如在某次区域的划分工作中，要起到优化沙田柚的种植效果的作用。在分析区划的工作中，结合了ARC/INFO系统和ISODA程序，从农业生产所需要的条件和农业经济状况两个角度出发，确定土壤、地形和气候这三大指标。

（三）评价土地种植农作物的适宜性

评价作物种植的适应性，是以特定地域的适宜程度为依据，从而给出结论性评价。评价的特征是定性、定量和定位。对作物种植的适宜性作出评价，不仅能实现对自然资源的充分利用，还能有效挖掘土壤的潜力。提高农作物的产量。保证能在目前已有的基础上实现对农作物总体布局的优化。增强区域经济结构的发展能力，也增强区域生态环境的可持续发展能力。在农作物种植适应性方面应用GIS技术，农作物的生产常常与某一气象条件有密切的关联，因此在确定农业气候区域的评价指标时，要以某一区域和某种植物为标准。充分发挥GIS技术的优势，科学划分农业气候区域，为农业结构的调整工作提供科学依据。农业在发展的过程中，农业资源在其中发挥基础作用。执行各种农业生产策略，要做好资源清查工作，这里所说的资源不仅有自然资源，还有社会资源，从实际的执行情况来看，这项工作要经过非常复杂的过程，需要把大量的时间和精力投入其中。有效结合GIS技术和RS技术，监测农业资源的数量和质量，以时空变化特征为依据，估算现有资源的有效价值。

三、地理信息系统在农业上的发展趋势分析

GIS技术蕴含鲜活的生命力，有着非常广阔的发展前景。在国内该技术的应用已经非常广泛。在未来农业技术的发展趋势主要有以下几个方面的表现，首先是建立集成性的专家系统，具备人工智能的优势，实现数据自动采集的目标。可以运用该系统解决一些算法复杂的问题，从而有效扩展GIS技术的应用领域。

其次，有效结合GPS、GIS、RS技术，实现对空间决策系统的科学建立。在获取和更新空间数据的工作中，RS技术能在其中发挥非常关键的作用。收集各种定位和定量信息，能保证这些信息实效性更强、准确度更高，此外该技术的监测范围也很大。尤其是在监测资源环境的动态情况时，能保证数据的及时更新。从当前的发展情况来看，信息技术的发展有着很高的实效性，各项分析活动的进行也对数据信息有着迫切的需求。

最后，把WEBGIS作为基础，成功建立应用系统。从当前的形式来看，GIS系统呈分布式结构，利用网络这一基础平台，建立完善的WEB GIS系统，将该系统成功运用在全球信息基础设施中。用户通过该系统能成功获得空间和属性信息，从而成功建立专门的课题图画[3]。加大研究力度，有效开发GIS应用模型。应用模型能成功连接GIS应用系统和常规的专业的研究纽带，丰富的专业知识是成功建立模型的基础条件。

总结：综上所述，地理信息系统在农业上的应用有三方面体现：在农用地评价和利用中发挥关键作用;以气候和生产为基础的农业生产区域划分;评价土地种植农作物的适宜性。目前中国农业的发展仍然处于信息落后的不良现状，应用GIS技术，不仅空间上的信息传输能力会有所增强，对农业信息的处理和分析也会更加可靠，有力促进我国农业发展快速走向现代化。

参考文献：

[1]范坤.地理信息系统在农业中的应用[J].农业工程，2018，8（10）：47-49.

[2]姜婧菲. 基于GIS的资源环境审计关键技术方法研究[D].南京审计大学，2018.

[3]李登峰.地理信息系统在地质勘察方面的应用[J].世界有色金属，2018（04）：187+189.