农业综合管理信息系统解决方案

农业综合管理信息系统解决方案一、建设背景农业是国民经济的基础，也是我国国民经济链条中最薄弱的环节。为了在总体上加速和推进农业信息化，“金农工程”在1994年12月“国家经济信息化联席会议”第三次会议上提出。作为国家电子政务建设的重要组成部分，“金农工程”将以农业电子政务为核心，以政府、农户、企业为服务对象，应用现代信息技术对现有的政府形态和结构、管理和运作方式进行信息化改造，提高政府的宏观决策能力、监管和服务水平，缩小数字鸿沟，力求把涉农信息及时准确地传递给农业生产经营者。自2001年9月《农村市场服务行动计划》实施以来，政府加大了对农业信息化的投入与支持力度，在2003年召开的国家信息化领导小组第三次会议上，特别强调要加快农业信息化建设步伐，我国农业信息化建设必将进入一个高速发展的时期。2004年，“金农”工程全面实施，国家科技部、农业部、信息产业部、发改委、教育部等政府管理部门单独或联合出台了一系列农业信息化建设规划，在全国范围内推进了一系列的重大农业信息化工程，并在资金等方面给予全力的支持。在诸多利好因素推动下，我国农业信息化建设掀起了一股热潮。农业综合管理信息系统是结合省级、地市级和县级农业管理单位在农业管理、农村管理等方面的需求，设计的集信息采集、发布、处理、存储、开发应用为一体的综合应用系统，为农业决策部门、管理部门、行业协会、普通农户和有关机构提供农业资源管理与决策支持手段，为社会提供全方位的农业信息服务，从整体上提高农业工作的科学化、规范化水平。二、系统框架农业综合管理信息系统建设的总体目标是：采用先进的“3S“和空间数据库技术，以计算机网络为基础，以数据库为核心，建立一个集RS、GIS、GPS、MIS、ES等技术于一体，准确、高效、快速、全面、规范的农业管理信息系统。充分利用GIS的技术特点和优势，使农业资源信息采集、信息发布、动态监测、分析、管理、决策与空间信息管理融为一体，直观、形象、动态地显示各种农业资源的空间分布状况以及变化趋势等。1总体框架农业综合管理信息系统按照农业管理需要设计，包含农业信息采集、信息存储、信息管理、服务、应用分析等内容。系统总体框架结构如图1所示：空空空空空空空空空空空空空空空空空空空空空空空空空空空空空空空空空空空空空空空空空空空空空空空空空空已有应用系统统一门户/用户界面门户应用系统功能综合数据库网上点播公文流转数据访问控制/数据交换平台工作安排网上办事邮件系统农业资源动态监测农业管理分析与决策支持农业办公自动化系统农业地理信息系统数据信息交换平台农业信息采集农业信息服务网站信息发布信息查询信息上报农业资源综合数据库“精准农业”示范图1系统总体结构图2逻辑结构农业综合管理信息系统分为三个逻辑层次，自上向下依次为：信息表示层、系统功能层、系统支撑层。信息表示层主要完成用户的各类请求，最终将结果输出并显示。系统功能层是整个系统的核心，完成整个系统的应用功能。系统支撑层提供支持系统运行的各种环境，如计算机网络、通信设施、数据库、模型库、方法库、知识库、GIS系统以及各种开发工具等。局内用户监测点用户系统维护人员普通Internet用户农业信息服务网站农业办公自动化系统农业地理信息系统系统维护管理各GIS服务程序通用功能服务程序GIS通用功能库农业特有功能库商用功能库功能组成信息表示层系统功能层系统支撑层通信传输平台计算机网络平台数据库、模型库、方法库、知识库WEBGIS平台数据库平台开发运行平台图2系统逻辑结构图3数据库架构农业综合管理需要大量的数据做支撑，其中包含大量的实时监控（测）数据、基础农业资源数据、地理信息数据和遥感影像数据等。根据数据不同来源及应用方式，将综合数据库从逻辑上划分为空间数据库、基础业务数据库、农业管理业务数据库、决策业务数据库、模型库、预案库、专家知识库。空间数据库内容分为：基础电子地图、农业专题电子地图。基础电子地图主要包括：行政区划图、重点经济和政治目标分布图、居民分布图、道路交通图、社会经济状况分布图、常规组织机构分布图、地形图、DEM数字高程模型、土地利用图、下垫面特征图等；专题电子地图则可划分为：农作物产量分布图、农作物分布图、土壤养分分布图、土壤水分分布图、农田规划图、气候（降雨、气温）分布图、植株养分含量（N、P、K等）分布图等。基础业务数据库由气象数据库、土壤数据库、农作物数据库、农村数据库、水旱灾害数据库、病虫害数据库、土地利用数据库、农业科技数据库等组成。气象数据库包括：天气预报、灾害天气（高温、台风、暴雨、冰雹等）警示、卫星云图、降雨量等。土壤数据库包括：土壤含水率、SOM含量、土壤耕作层深度、土壤结构、土壤阳离子交换能力（CEC）等。农作物数据库包括：农作物种植面积、长势、产量、农业产值等。农村数据库主要有农村人口情况、劳动力情况等。水旱灾害数据库主要有历次水旱灾害受灾情况、经济损失情况、人员伤亡情况、保险赔偿情况等。病虫害数据库主要有病虫害分布、病虫种类、名称、应对方法等。土地利用数据库主要是土地利用规划等信息。农业科技数据库主要有农业新技术、新品种、新方法、新政策等。农业管理业务数据库主要存储农业管理单位日常办公涉及相关的业务数据，包括：各类公报文档、规划成果、行政法规、行业知识、农业事务管理等文字、图片、图表、影像数据。决策业务数据库内容包括：农业资源评估数据库、农业生产评估数据库、病虫害预测数据库等。模型库主要有土地评估模型、农作物估产、长势预测模型、病虫害预测模型施肥决策模型、灌溉决策模型等；知识库包括概念性知识、事实性知识、规则性知识和规律性知识4类。4系统架构农业综合管理信息系统由农业信息服务网站、农业办公自动化系统、农业地理信息系统三部分组成。（1）农业信息服务网站农业信息服务网站是农业综合信息对外发布的窗口，可为互联网用户提供农业新闻、农业政策、产品推荐、科技推广等各方面的信息服务。（2）农业办公自动化系统农业办公自动化系统是实现农业办公网络化的平台，可为农业管理人员提供周到的工作安排、公文流转与处理、网上办事、邮件等服务。（3）农业地理信息系统农业地理信息系统就是要将遥感、地理信息系统、全球定位系统、计算机、自动化、通信和网络等技术与地理学、农业、生态学、植物生理学、土壤学等基础学科紧密地结合起来，形成一个包括对农作物、土地、土壤从宏观与微观的监测，农作物生长发育状况及其环境要素的现状进行定期的信息获取以及动态分析和诊断预测，耕作措施和管理方案在内的信息系统。将传统的农业生产管理提高到一个以快速调查和监测、适时诊断和分析、高效决策和管理为标志的全新的与信息时代相适应的现代化农业的新阶段。包括：农业信息采集、农业资源动态监测、农业管理、分析与决策支持、“精准农业”示范。农业地理信息系统农业信息采集农业信息资源动态监测农业管理、分析与决策支持“精准农业”示范遥感信息采集GPS数据采集人工报送土地变化监测种植面积和种类监测气象监测农作物生长情况监测农作物灾情分布监测农业资源信息农业生产信息农业灾害信息农业管理信息平衡施肥专家系统精准水分灌溉控制植保专家系统耕地地力调查图3农业地理信息系统组成结构图农业信息采集用以实现农业信息的实时采集。通过遥感系统（RS）、全球定位系统（GPS）和各种农业土壤、作物测定仪器，采集土地利用现状、植被分布、农作物的生长情况、农作物的灾情分布、土壤肥力等多种信息，提高信息采集、传输水平，提升应急监测能力。农业资源动态监测是定期对信息采集系统采集到的农业资源数据进行处理、统计分析，使用户能够对当前农业现状有一个全面了解，为宏观决策农业提供依据。农业管理、分析与决策支持是在农业资源综合数据库的基础上，针对农业管理需求，进行建设的以信息管理、决策支持为主要内容的信息应用系统。主要包括四部分：农业资源信息、农业生产信息、农业灾害信息、农业管理信息。农业资源信息，实现土地资源、水资源、气候资料、肥料资料等农业资源的评估与管理。农业生产信息，实现农作物、经济作物长势预测与估产。农业灾害信息，实现病虫灾害、环境灾害、林火灾害等的预测与应急反应。农业管理信息，实现农业发展状况、科技成果、基础设施、农业资源等信息的管理。“精准农业”示范是把决策支持的功能应用到田间管理，对地块小区的差异性进行定性和定量的分析。掌握作物生长状况，为农作物生产管理过程的各个环节提供科学的决策。主要包括四部分：平衡施肥专家系统、精准水分灌溉控制、植保专家系统、耕地地力调查。三、系统功能1农业信息服务网站信息发布实现对涉农信息的后台管理、信息发布等功能。提供Office式的信息编辑后台管理，便于操作。信息查询可通过网站实现对各种涉农信息的查询、检索。信息上报信息上报建立农民、农村、农业基层管理单位与农业主管单位的信息走廊，可通过该“信息走廊”上报农业监测信息、农业生产信息、灾害信息等。网上点播主要为农民、农业管理单位提供点播农业科技、农技讲座、法律法规的网上点播服务。2农业办公自动化系统公文流转主要实现农业部、省、市农业机构的公文流转和处理，以处理流程为主线，实现对整个公文处理过程的记录和规范。工作安排包含通知、工作会议、工作任务、公务用车等安排。网上办事实现对农药、兽药、饲料、农机、无公害农产品及绿色食品的认证审批等行政许可事项的网上申请与受理。具有网上咨询、投诉、结果公告等基本功能。邮件系统基于本应用单位的内部邮件系统，便于邮件、短信等服务。3农业地理信息系统数据采集功能遥感数据采集模块：主要用来对地面卫星接收站传回的遥感数据进行处理、入库。GPS数据采集模块：接受和处理GPS数据。人工报送模块：接收和处理人工报送数据。动态监测功能土地变化监测模块：对数据采集系统所收集到的数据进行处理、分析、分类，抽取出土地利用与变化的相关信息进行入库。种植面积和种类监测模块：通过对数据采集系统采集到的数据进行处理、分析、分类，抽取出种植面积与种类的信息入库。气象监测模块：通过对数据采集系统采集到的数据进行处理、分析、分类，抽取出气象信息入库。农作物生长情况监测模块：通过对数据采集系统采集到的数据进行处理、分析、分类，抽取农作物生长情况入库。农作物灾情分布监测模块：通过对数据采集系统采集到的数据进行处理、分析、分类，抽取农作物灾情分布入库。土壤水分监测模块：通过对数据采集系统采集到的数据进行处理、分析、分类，抽取土壤水分信息入库。决策支持功能农业资源核算、清查、评估模型：该模型的主要目的是按照市场经济的原则，配置农业资源，追求效益的最大化。土地评估模型：对土地的利用现状、土地生产潜力和土壤生态环境进行综合评价。农作物的估产、长势监测模型：农作物的长势及产量与作物的生化指标有关，结合从遥感图像上提取相关的信息做出专题图，可以对大面积的农作物进行长势监测及估产。病虫害预测、诊断及应急反应：通过地面观测网和遥感图像的多时相分析，可以获取作物是否受到病虫害的侵袭或缺素信息。“精准农业”示范功能平衡施肥专家系统：根据农田地理信息系统中大量的土壤肥力空间分布信息、前茬作物产量分布信息，以及利用遥感等手段获取的作物长势与营养状况等空间差异分布信息，实现地块内按实际空间差异分布进行定位、定量施肥。精准水分灌溉控制：根据土壤水分信息、植株含水量信息以及气象信息，生成灌溉处方，自动调节水量，定点、定量控制某一地块的水分含量。植保专家系统：以粮、棉、油、花、果、菜等经济作物为重点，以病、虫、草、鼠、药害为对象，进行鉴别、预测、防治工作。耕地地力调查：根据耕地综合生产能力水平，土壤肥力水平及分布、土壤污染分布、农业投入对耕地质量的影响、耕地土壤适宜性等情况，为农业结构调整、农业生产提供重要依据。可视化分析功能空间查询：基于空间信息的查询功能，并能将查询结果以图文一体化报表的方式输出给用户。基于空间信息的统计：通过设定时间、空间、属性条件进行统计，并将统计结果以图文一体的报表输出。空间分析：对各种空间关系进行分析，并将分析结果以图文一体化的报表方式输出，为管理决策提供参考。制图输出：对专题符号库进行增加、删除与编辑，显示农业专题