基于天地图的糖业信息管理系统设计与实现

摘要：广西是全国最大的糖料蔗种植基地、最大的食糖主产区。针对糖业缺乏基础地理信息数据支撑、糖业数据更新慢、信息化程度低、精准化管理困难等问题，通过以天地图为基础的糖业一张图基座，充分利用自然资源部门的地理信息服务等数据资源，以及GIS技术、区块链技术等技术，结合广西糖业信息化实际需求，构建了糖业信息管理系统。该系统实现对糖业业务信息数据管理，为糖业业务工作精准化管理、决策分析提供支撑，有效促进广西糖业信息化监管能力和高质量发展。

关键词：糖业区块链糖料蔗订单农业信息管理系统

中图分类号：TP311.5

DesignandImplementationofSugarIndustryInformationManagementSystemBasedonMapWorld

YANGZhicai

NaturalResourcesInformationCenterofGuangxiZhuangAutonomousRegion，

Nanning，GuangxiZhuangAutonomousRegion，530028China

Abstract：GuangxiisthelargestsugarcaneplantingbaseandthelargestsugarproducingareainChina.Inresponsetothelackofbasicgeographicinformationdatasupport，slowdataupdates，lowlevelofinformatization，anddifficultiesinprecisemanagementinthesugarindustry，asugarindustryinformationmanagementsystemwasconstructedbyutilizingthegeographicinformationservicesandotherdataresourcesofthenaturalresourcesdepartment，aswellasGIStechnology，Blockchaintechnology，andothertechnologiesbasedontheMapWorldasthefoundationofasugarindustrymap，combinedwiththeactualneedsofGuangxi'ssugarindustryinformatization.Thesystemrealizesthemanagementofsugarindustrybusinessinformationanddata，providessupportfortheprecisemanagementanddecisionanalysisofsugarindustrybusinesswork，andeffectivelypromotestheinformationsupervisionabilityandhigh-qualitydevelopmentofGuangxisugarindustry.

KeyWords：Sugarindustry;Blockchain;Sugarcane;Contractfarming;Informationmanagementsystem

广西糖料蔗种植面积、食糖产量连续多年占全国总量60%左右，为广西实现脱贫攻坚、巩固民族团结和边疆稳定作出了重要贡献，是国家食糖安全战略的“主屏障”[1]。近年来，随着互联网、云计算、大数据、物联网、人工智能、区块链等新技术与糖业深度融合，但当前糖业信息化存在地理信息基准不统一、数据存在孤岛、缺乏基础地理信息数据支撑、糖业数据更新慢、监管手段单一、信息化程度差、精准化管理困难等问题依然存在[2]。

本文提出以天地图为基础，借助天地图提供覆盖广西的2000国家大地坐标系为统一基准的基础地理信息、遥感等数据基底，结合糖业专题数据，形成糖业信息数据一张图；采用测绘地理信息、区块链、大数据等技术，设计并实现了糖业信息管理系统，有效提供及时、高效、精准的全区糖料蔗补贴地块信息、订单农业信息、糖料蔗生产保护区动态监测数据等具有空间位置信息数据的糖业一张图，实现了统一数据、数据应用、数据分析、更新的糖业信息管理，为广西糖业主管部门提供日常监管、决策所需的地理信息空间信息数据，在糖业精细化管理、精准化决策方面取得良好的成效。

1总体设计思路

1.1总体设计

平台基于开放式、面向服务的架构体系，采用包括软硬件平台层、数据层、服务层、应用层、用户层的分层体系进行构建[3]。系统架构图如图1所示。

软硬件基础层是直接采用天地图中已有的网络设施、软硬件和网络环境等。

数据层是通过构建糖业信息数据一张图数据库，建立“统一平台”管理数据目录，基于“统一底图”展示数据内容，数据通过空间化处理和统一标准治理后，定期更新至糖业信息一张图数据库。

服务层主要由两个核心服务组成：统一门户集成和糖业一张图管理平台服务。统一集成门户服务包括用户管理、统一权限管理、身份认证管理等用户登录粗粒度的权限控制与管理，对各子系统实行细粒度控制与管理。糖业一张图管理平台服务，包括提供天地图的电子地图服务，基于天地图发布Web服务来实现调用电子地图服务；同时对图层管理、多屏展示、动态分析等功能管理[4]。

应用层主要分3个部分：一是糖业业务监管平台，主要对糖业专题数据进行管理，便于进行全区糖业的宏观和微观的监管；二是糖业一张图智能监测分析平台，主要对糖料蔗种植分布统计分析、糖料蔗良种补贴分析、订单农业签订统计分析、糖料蔗种植测土配方施肥建议等，实现糖料蔗耕、种、管、收全过程的图、表、数一体化展示；三是糖料蔗生产保护区决策分析，包括糖料蔗生产保护区坡度统计，项目占用保护区分析、保护区糖料蔗种植地类流入量统计，保护区糖料蔗种植地类流出量统计，保护区“桉退”“蔗进”统计等，实现对糖料蔗生产保护区从“划定”到“管护”的系统化管理。

用户层是系统的使用人员，主要包括各级糖业主管部门人员、糖厂人员、蔗管员、种植户等。

1.2数据库设计

1.2.1数据库建设

糖业信息管理系统的数据以天地图电子地图数据为基础数据，统一2000国家大地坐标系作为空间基准体系，建立统一的数据属性标准体系，形成糖业信息管理系统数据库建设[5]。数据库建设主要包括糖料蔗生产保护区划定数据、糖料蔗生产保护区动态监测数据、糖料蔗良种补贴地块数据等。

1.2.2数据处理技术路线

糖业数据包括各种结构化和非结构化数据等，数据量大、数据来源广、数据标准不统一等特点明显。因此，在建设数据库需要对各类数据进行提取、转换和融合处理[6]。

首先，收集、获取各类自然资源数据和各类糖业专题数据；在数据收集的基础上，按照统一坐标基准的要求，对不是2000国家大地坐标系的数据进行坐标转换，形成统一的坐标体系。通过对格式转换、数据整理、提取、空间位置与属性匹配等整合处理工作，形成空间统一、格式统一的各类糖业专题数据，通过数据重构、数据质检等工作后，形成标准的数据集。系统通过ArcGISServer软件来实现土壤数据的调用，通过天地图提供的网络地图瓦片服务（WebMapTileService，WMTS）服务实现电子地图、遥感影像等地理信息数据的调用，从而形成糖业数据全面、权威、标准化的糖业信息管理一张图数据库。数据处理流程如图2所示。

3.糖业信息管理系统的实现与应用

3.1糖业数据“一张图”管理

糖业数据“一张图”管理是基于天地图及糖业专题数据形成的数据库，在统一的坐标基准下，实现各类数据的空间位置与属性查询等功能。一张图展示实现各类数据图层管理，基于地理信息实现系统数据二、三维空间展示及多层级自由操作，实现糖料蔗种植演变推演、多期保护区监测数据多屏对比展示。多维度图形和报表展示，实现横比、纵比和环比等功能，实现对全区糖料蔗地块面积统计、糖料蔗生产保护区糖料蔗种植“流入”“流出”数据统计及糖料蔗年度对比统计图表等各类成果报表统计与输出，同时具备地图查勘的常用功能。

3.2糖料蔗种植管理

该模块是基于糖料蔗地块数据为基础，实现对每个地块的种植品种、种植时间、土壤信息、种植现状等管理，在种植的不同时期提供糖料蔗种植的配方施肥建议。糖料蔗生产所需的营养主要是氮（N）、磷（P）、钾（K）三要素，不同的糖料蔗品种、不同的种植时期所需的三要素的量不同，不同区域的地块土壤所含的三要素也不同。结合土壤信息数据，通过建立配方施肥模型，在糖料蔗种植的不同时期，基于模型设定的指标自动化生成施肥建议卡，可为种植户提供种植建议。通过糖料蔗种植管理提升糖料蔗田间生产信息化、精细化水平，为糖业发展降本增效提供支撑。

3.3糖料蔗生产保护区管理

该功能基于天地图高分辨率影像为底图，结合每季度糖料蔗生产保护区动态监测数据，监测保护区范围内包括糖料蔗、水田、园地、乔木林地（主要为桉树）、项目用地、其他林地、其他用地等地类的分布和变化。通过查询糖料蔗生产保护区内地块的地类信息，统计糖料蔗“流进”“流出”，及时从综合视角和宏观尺度分析，得出反映保护区空间分布整体状况、地域差异，以及糖料蔗生产保护区内糖料蔗和非糖料蔗种植土地空间分布及变化特征等，为糖业部门开展糖料蔗生产保护区内“桉退蔗进”“退果还蔗”专项行动提供“作战地图”，有效助力糖业主管部门提高糖料蔗生产保护区管护能力。

3.4糖料蔗良种补贴发放管理

该功能以高分辨率影像为底图，实现对每个糖料蔗种植地块精准定位管理，可以查询每个地块的种植补贴信息，全面、直观、真实地展示种植户姓名、申报补贴面积、种植时间、种苗来源、种植品种、补贴方式、电话号码等信息。在补贴申报过程中，在已有地块信息的情况下，种植户只需一键审核上报即可；如当年新增申报补贴，种植户可借助高分辨遥感影像进行地块勾画并填报相关信息后申报补贴，同时系统可自动分析是否存在重复申报并给予预警。

3.5双高基地管理

该功能实现了对广西已实施的500万亩糖料蔗双高基地项目分布情况及每个双高片区的名称、面积、建成年份、地块坡度、片区道路、水系设施、灌渠设施等信息的管理，通过建立缓冲区，可分析双高基地水利化覆盖水源范围；同时实现双高基地规模化、良种化、全程机械化、水肥一体化、水利化的展示与成效管理。此外，在糖料蔗生产保护区范围内建设高标准农田设施，全过程进行展示并对项目实施前后进行监管，实现对糖料蔗生产保护区建设项目的进度、成效进行管理、评价。

3.6糖料蔗订单合同管理

该功能依托糖料蔗种植地块，通过对订单合同编码、糖厂名称、订购方、供应方、签订面积、产量预估、种植品种、收购价格、签订时间、合同备案时间等订单信息管理，实现对制糖企业和种植户签订面积、备案进度、制糖企业签订合同量、总产量等进行实时全程监控。通过空间分析、自动化分析等对同一地块出现重复签订合同时，平台立即发出警报，从而避免了订单合同一户多签、一地多签等问题。该模块有效保障糖料蔗购销市场的平稳，构建糖料蔗订单农业失信惩戒机制以及风险预警防控机制，为维护广西蔗区的稳定提供支撑。

4结语

本文通过以天地图为基础的糖业一张图基座，充分利用GIS技术、区块链等技术，构建了糖业信息管理系统，提高广西糖业部门的决策水平，节约了管理效能。随着系统功能不断完善、数据不断更新，延伸糖业全产业链的信息化、精准化管理，为服务广西糖业高质量发展提供支撑，有效促进广西糖业信息化监管能力，保障国家食糖安全。

参考文献

[1] 李文斌.基于“天地图”的旅游地理信息服务系统建设研究[J].测绘与空间地理信息，2023，46（3）：135-137，141.

[2] 胡佳.基于GIS的种植信息管理与服务系统设计与实现[D].泰安：山东农业大学，2021.

[3] 黄晓东，孙冬梅.市县级国土空间规划管理平台设计与实现[J].测绘标准化，2022，38（4）：119-124.

[4] 唐清芸.农村全域土地综合整治项目管理信息系统研究[D].桂林：桂林理工大学，2023.

[5] 倪慧珠，万术海，司涵，等.结合空间位置和语义匹配的多源房屋灾害数据融合[J].测绘通报，2022（11）：118-122.

[6] 许自强.基于开源WebGIS的稻麦生长信息卫星遥感监测系统设计与实现[D].扬州：扬州大学，2021.