WebGIS的生态农业数字化管理系统架构.docVIP

基于 Web- GIS的生态农业数字化管理系统架构 现代生态农业是我国农业的发展方向已成为人们的共识。随着信息技术，网络技术等现代科技的发展和对农业的日益渗透，生态农业生产的管理正在进入数字化管理的时代，这也正是以地学空间和信息技术为支撑的数字农业发展的具体体现。农业生产是一个复杂的大系统，涉及因素多，来源各不相同；农业数据的表达、农业知识的挖掘往往需要依靠一套甚至几套专业的软件才能完成，目前虽然数字农业标准数据已经问世，但其数据量庞大，数据库整合结构复杂，一般只是被部分地采用。 如何将信息技术与生态农业实现有机结合，真正实现生态农业的数字化、信息化管理，成为托普物联网愈来愈关注的焦点。在生态农业数字化管理方面，我国的发展晚于发达国家，现也有一些资源、环境、农业、生态数字化系统方面的研究及成果，比如区域资源生态系统数字化管理，中国生态农业模式管理信息及决策支持系统等，这些都侧重于生态农业模式的研究和决策。还有一些专题专家系统主要集中于蔬菜、柑橘或水稻病虫害的研制，基于生态农业特点的数字化管理软件还鲜见报道。 农业生产的一个显著特点是区（地）域性，我国生态农业的特点是把农业生产、农村经济发展和保护环境，高效利用资源融为一体的新型综合农业体系。因而，网络地理信息系统（Web- GIS）和分布式管理系统（DMIS）或决策支持系统（DSS）的集成为应对生态农业的数字化，信息化这种挑战提供了可能，也是进行生态农业数字化管理的最佳选择。Web- GIS技术不仅能提供空间数据的存储、分析、统计、模拟等功能，而且兼具计算机网络的其它优点，生态农业产地环境，生产过程以及产品档案等图文并茂的数字化信息可以通过网络浏览，也可以通过网络进行加工和发布；DMIS可以实现农业生产过程的数字化，通过网络传达各种相关信息；DSS 可以实现对农学知识的智能化和“数字化”管理，通过计算机分析挖掘有用数据，为决策提供可靠依据。 托普物联网基于上海生态农业的特点，以上海星辉奉贤农场为例，借助 Web- GIS 构建了生态农业数字化管理软件，并围绕基于 Web- GIS 技术开发的生态农业数字化管理系统的结构，探讨了在数据组织、数据共享、动态数据服务等方面的技术要点和实现方法，旨在使生态农业数字化管理系统中的各类不同源数据与各种分析手段能通过网络协同合作，完善其在各生产要素间的管理功能。 1 系统架构 1.1 生态农生数字化管理系统中数据的管理需求 在生态农业数字化管理系统中，要求提供同时管理多种类型数据的功能，这些数据按照其在时间与空间尺度上的相对动态性，可分为如表1中所示的4类，它们的管理和控制是整个系统是否高效的关键。其中，由于农业的生产对象和土地相对是静态的，在整合时，主要考虑如何作为动态信息参考背景、载体、引用和补充说明，使用户立即找到特定时刻、特定对象的状态及其参考标准。动态数据及其关系的表现往往是关系中最难解决的问题，但又是最具价值的农业管理信息。 表 1 生态农业数据类型 这些信息的控制主要分为3种途径：一次性开发、网络控制、本地控制。其中静态数据中一部分（特别是空间信息）开发完成后，还要通过网络搜集各方资 料不断扩充；网络控制，主要以程序形式实现对资料（包括简单的空间模型）的筛选、查看、增加、删除、修改和权限管理；本地控制主要是对相对复杂的动态空间的模型管理。 从表现上，为了使系统结构更符合生产实际，应该由每个部门管理各自的数据库，然后在网上共享。无论采用哪种信息的控制途径在建立生产过程管理系统之前，都需要建立如下的数据库组： * 空间数据库：产地地形数据库、产地环境监测点数据库、灌溉水道网络数据库； * 属性数据库：生产资料（如种苗、农用化学品、农用建材物资）数据库，生产资料库存数据库，生产标准数据库。 在建立系统时，也对应这些数据库分子系统，以方便管理。可以通过浏览器/服务器模式（B/S 模式）实现数据发布和属性数据管理，也可以通过客户端服务器端模式（C/S 模式）实现复杂的属性，甚至空间数据的管理，也可以通过这两种模式的组合实现跨部门的资源调配和管理及信息发布过程。在功能上，既要以可视化的方式表达空间信息，程序化的方式管理生产信息，又要使用户在最短时间内得到共享数据。这就需要这四类信息的互相融合，尤其是空间信息与属性信息的结合，这可以使用户使用更方便，提高实际的管理效率。 1.2 逻辑架构与物理架构 生态农业数字化管理系统要以一定物理模式和逻辑模式的形式进行架设，前者的选择取决于后者，而后者取决于需求。物理模式是指系统的硬件网络的组织模式，而逻辑模式是指系统的软件工作的分配模式。 逻辑构架是由生态农业的管理对象和方式决定的，具体涉及的有： 1.遥感