地理信息系統(tǒng)的發(fā)展歷程

1空間信息在實(shí)現(xiàn)和決策服務(wù)領(lǐng)域的功能geographicgevice，簡(jiǎn)稱(chēng)gis，是20世紀(jì)60年代迅速發(fā)展的一個(gè)結(jié)合地理空間數(shù)據(jù)處理和計(jì)算機(jī)科學(xué)的邊緣技術(shù)學(xué)科。它是一個(gè)圍繞計(jì)算機(jī)硬件的技術(shù)學(xué)科，用于收集、存儲(chǔ)、管理、處理、搜索、分析和顯示空間對(duì)象的地理分布以及其相關(guān)屬性的技術(shù)系統(tǒng)。它主要用于回答用戶問(wèn)題。自從60年代世界上第一個(gè)GIS誕生以來(lái),GIS如“星星之火”迅速發(fā)展,如今,GIS正形成完整的技術(shù)系統(tǒng)并逐漸建立起獨(dú)立的理論體系。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、空間技術(shù)的發(fā)展,地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛,到目前為止,已成功地應(yīng)用到100多個(gè)領(lǐng)域。世界上常用的GIS軟件已達(dá)400多種。國(guó)外較著名的有ARC/INFO,GENAMAP等;國(guó)內(nèi)較著名的有MAP/GIS,GEOSTAR等。概括地講,地理信息系統(tǒng)主要以地理空間數(shù)據(jù)庫(kù)為基礎(chǔ),能夠適時(shí)提供多種空間的和動(dòng)態(tài)的地理信息,用于決策服務(wù)。一般的地理信息系統(tǒng)應(yīng)具有如下幾個(gè)功能:①地理信息系統(tǒng)是一個(gè)空間型的信息系統(tǒng),具有采集、管理、分析和輸出多種地理空間信息的能力,具有空間性和動(dòng)態(tài)性;②以地理研究和地理決策為目的,以地理模型方法為手段,具有區(qū)域空間分析和動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)的能力;③在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)支持下,完成空間地理數(shù)據(jù)管理、地理分析、地理決策等。計(jì)算機(jī)支持是地理信息系統(tǒng)的重要特征,使地理信息系統(tǒng)能夠快速、精確、綜合地進(jìn)行地理定位及其過(guò)程的動(dòng)態(tài)分析。現(xiàn)代地理信息系統(tǒng)是具有地理圖形和空間定位的空間型數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)。④能夠?qū)臻g信息數(shù)據(jù)進(jìn)行圖形化輸出,形象表達(dá)直觀,便于決策應(yīng)用。由于它綜合地圖、表格、圖形、圖像、文字、聲音和符號(hào)于一體,所以用GIS來(lái)管理各種類(lèi)型的空間信息,比其它數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)更全面、更方便、更實(shí)用,也更受人們的歡迎。現(xiàn)在,一些地理信息系統(tǒng)除了具有以上的一些功能之外,還提供了和其他系統(tǒng)軟件的數(shù)據(jù)接口,實(shí)現(xiàn)和其他軟件的數(shù)據(jù)共享。有的系統(tǒng)還提供了用于二次開(kāi)發(fā)的GIS工具軟件和開(kāi)發(fā)語(yǔ)言(如MapInfo的MapBasic,Arcview的Avenue等),方便用戶進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)。2gis的生成和發(fā)展從20世紀(jì)60年代GIS概念的提出到現(xiàn)在,GIS的發(fā)展經(jīng)歷了40多年的發(fā)展歷史。概括起來(lái),大致經(jīng)歷了以下幾個(gè)階段。2.1第一次提出階段20世紀(jì)20年代1960年美國(guó)科學(xué)家諾基爾·湯姆林遜(R.F.Tomlinson)博士首先提出了要把地圖變成數(shù)字形式的地圖,以便利用計(jì)算機(jī)處理和分析,這個(gè)新穎的思想導(dǎo)致了地理信息系統(tǒng)的誕生。1965年,W.L.國(guó)瑞森(Garrison)在一次會(huì)議上第一次提出了“地理信息系統(tǒng)”這個(gè)術(shù)語(yǔ)。這一階段,首先,信息論、系統(tǒng)論和控制論等理論逐步深入人心,被地學(xué)界專(zhuān)家學(xué)者所接受,并應(yīng)用于地學(xué)研究中。同時(shí),計(jì)算機(jī)硬件和軟件技術(shù)的發(fā)展為GIS提供了技術(shù)支持。再有,隨著技術(shù)的發(fā)展,人類(lèi)對(duì)資源的大量需求,使得發(fā)達(dá)國(guó)家開(kāi)始注重自己國(guó)土資源的清查,這對(duì)GIS的產(chǎn)生和發(fā)展提出了客觀的需求。于是,1971年加拿大土地管理局開(kāi)發(fā)出第一個(gè)地理信息系統(tǒng)——加拿大地理信息系統(tǒng)(CGIS)。這個(gè)階段GIS并沒(méi)有被廣泛認(rèn)可,從事的人員有限,項(xiàng)目地理信息系統(tǒng)(GIS)在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用及其發(fā)展趨勢(shì)23的投資強(qiáng)度非常小,基本上是少數(shù)專(zhuān)家左右著GIS的發(fā)展。2.2地圖交互編輯技術(shù)的應(yīng)用20世紀(jì)70年代,西方國(guó)家環(huán)境保護(hù)運(yùn)動(dòng)的興起,致使各國(guó)政府迫切需要應(yīng)用地理信息系統(tǒng)解決自然資源開(kāi)發(fā)、環(huán)境保護(hù)及國(guó)土規(guī)劃等領(lǐng)域存在的問(wèn)題,為地理信息系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用和發(fā)展提供了機(jī)遇。這個(gè)時(shí)期,計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展也為地理信息的管理、分析和處理提供了強(qiáng)有利的硬件支持。地圖交互編輯技術(shù)得到應(yīng)用,地圖數(shù)字化過(guò)程可以通過(guò)屏幕監(jiān)視。同時(shí),在這個(gè)時(shí)期,成立了一些和GIS相關(guān)的組織,一些企業(yè)開(kāi)始涉足GIS市場(chǎng)。世界各國(guó)紛紛著手開(kāi)發(fā)適合自己應(yīng)用的GIS,各級(jí)政府及相關(guān)部門(mén)成為GIS的主要用戶或潛在用戶。在這個(gè)階段,GIS得到一定的發(fā)展,但是在理論和技術(shù)上沒(méi)有什么突破。2.3數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)的起步20世紀(jì)80年代是GIS迅速發(fā)展和應(yīng)用的年代。此時(shí),計(jì)算機(jī)的發(fā)展進(jìn)入了一個(gè)新的階段,計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)和軟件開(kāi)發(fā)工具的廣泛應(yīng)用和數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)的推廣,對(duì)地理信息系統(tǒng)的發(fā)展起到推動(dòng)作用。在這一階段,地理信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理能力、空間分析功能、人機(jī)交互對(duì)話、地圖的輸入、編輯和輸出技術(shù)均有了較大發(fā)展。人們對(duì)地理信息系統(tǒng)有了更為廣泛和深入的了解和認(rèn)識(shí),一些計(jì)算機(jī)公司開(kāi)始向用戶介紹和展示地理信息系統(tǒng),越來(lái)越多的專(zhuān)業(yè)雜志發(fā)表地理信息系統(tǒng)方面應(yīng)用和方法的文章。特別是80年代后期,以工作站為平臺(tái)的地理信息系統(tǒng)日益發(fā)展,出現(xiàn)了一大批作為商品的地理信息系統(tǒng)軟件。這些軟件為用戶提供了良好的用戶界面和多種數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換的接口,有的GIS軟件還可以在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)上使用,并為用戶提供了可用作二次開(kāi)發(fā)的工具。2.4系統(tǒng)。在泛進(jìn)入20世紀(jì)90年代,計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)發(fā)展迅速,這就給地理信息系統(tǒng)的發(fā)展和成熟帶來(lái)了機(jī)遇,此時(shí)的地理信息系統(tǒng)作為高技術(shù)產(chǎn)品廣泛應(yīng)用,地理信息系統(tǒng)已經(jīng)成為支持多種硬件平臺(tái)的高技術(shù)產(chǎn)品,并利用Windows開(kāi)發(fā)工具與多媒體技術(shù),為用戶提供了多窗口環(huán)境與更為良好用戶界面。90年代空間技術(shù)的發(fā)展也進(jìn)入了一個(gè)新階段,不但一系列地球資源衛(wèi)星成功發(fā)射,而且星載傳感器類(lèi)型增多、功能加強(qiáng)、地面分辨率提高,這使得遙感技術(shù)得以全面發(fā)展,如此多的數(shù)據(jù)源及其需求應(yīng)用,史無(wú)前例地推動(dòng)GIS的理論、方法和技術(shù)逐步走向成熟。2.5在其他方面的應(yīng)用20世紀(jì)90年代后期到21世紀(jì)初,GIS的應(yīng)用迅速普及。隨著地理信息系統(tǒng)理論、方法和技術(shù)的成熟,它的應(yīng)用也越來(lái)越普及。目前應(yīng)用GIS的領(lǐng)域已經(jīng)達(dá)到100多個(gè)。GIS系統(tǒng)的應(yīng)用也由狹義的土地資源利用、規(guī)劃向廣義的地理空間性質(zhì)的自然資源管理、國(guó)土整治及生態(tài)建設(shè)、土地及房地產(chǎn)管理、市政工程及城市管理等方面發(fā)展。此外,地理信息系統(tǒng)還在社會(huì)治安、消防、運(yùn)輸、商業(yè)網(wǎng)點(diǎn)、通訊、環(huán)境保護(hù)、石油、氣象、水利、地質(zhì)、農(nóng)業(yè)及林業(yè)等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。現(xiàn)在GIS系統(tǒng)的功能結(jié)構(gòu)的發(fā)展重點(diǎn)已由以往的側(cè)重于數(shù)據(jù)獲取、存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)檢索與統(tǒng)計(jì)分析及空間分析等操作逐步向模型模擬、預(yù)報(bào)與預(yù)測(cè)和智能化決策分析發(fā)展。3gis的應(yīng)用歷程及兩種主要研究工具隨著地理信息系統(tǒng)理論的產(chǎn)生發(fā)展以及方法和技術(shù)的成熟,在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用也逐步深入。從技術(shù)角度看,GIS在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用主要分四個(gè)層次:①作為農(nóng)業(yè)資源調(diào)查的工具:主要特點(diǎn)是建立農(nóng)業(yè)資源地理數(shù)據(jù)庫(kù),實(shí)現(xiàn)空間數(shù)據(jù)庫(kù)的瀏覽、檢索等,利用GIS繪制農(nóng)業(yè)資源分布圖和產(chǎn)生正規(guī)的報(bào)表。②作為農(nóng)業(yè)資源分析的工具:GIS已不限于制圖和空間數(shù)據(jù)庫(kù)的簡(jiǎn)單查詢,而是以圖形及數(shù)據(jù)的重新處理等分析工作為特征,用于各種目標(biāo)的分析和重新導(dǎo)出新的信息,產(chǎn)生專(zhuān)題地圖和進(jìn)行地圖數(shù)據(jù)的疊加分析等。③作為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理的工具:主要是建立各種模型和擬訂各種決策方案,直接用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。④作為農(nóng)業(yè)管理的輔助決策工具:主要利用了GIS的模型功能和空間動(dòng)態(tài)分析以及預(yù)測(cè)能力,并與專(zhuān)家系統(tǒng)、決策支持系統(tǒng)及其它的現(xiàn)代技術(shù)(如RS和GPS)有機(jī)結(jié)合,用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的管理和輔助決策。在國(guó)外,20世紀(jì)70年代GIS就開(kāi)始應(yīng)用于農(nóng)業(yè)領(lǐng)域,先后應(yīng)用在土地資源調(diào)查、土地資源評(píng)價(jià)、農(nóng)業(yè)資源信息的管理分析等方面。進(jìn)入90年代以后,GIS在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用不斷深入和普及,主要用于區(qū)域農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展研究,土地的農(nóng)作物適宜性評(píng)價(jià),農(nóng)業(yè)生產(chǎn)信息的管理,農(nóng)田土壤侵蝕與保護(hù)研究,土地的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)潛力研究,農(nóng)業(yè)系統(tǒng)模擬與仿真研究,集成現(xiàn)代高新技術(shù)的“精確農(nóng)業(yè)”的研究與應(yīng)用,農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)與定量研究,農(nóng)場(chǎng)的調(diào)查、規(guī)劃、管理及農(nóng)業(yè)投入產(chǎn)出效益與環(huán)境保護(hù)研究,森林病蟲(chóng)害控制等。可見(jiàn),國(guó)外GIS應(yīng)用于農(nóng)業(yè)的范圍廣、程度深、水平24中國(guó)農(nóng)業(yè)科技導(dǎo)報(bào)ReviewofChinaAgriculturalScienceandTechnology高,而且將GIS與GPS、RS、DSS、INTERNET等高新技術(shù)有機(jī)地結(jié)合在一起,發(fā)揮集成優(yōu)勢(shì),及時(shí)有效地解決農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和農(nóng)業(yè)管理中的實(shí)際問(wèn)題。在我國(guó),在20世紀(jì)80年代中期,開(kāi)始將GIS應(yīng)用于農(nóng)業(yè)領(lǐng)域,從國(guó)土資源決策管理、農(nóng)業(yè)資源信息、區(qū)域農(nóng)業(yè)規(guī)劃、糧食流通管理與糧食生產(chǎn)輔助決策到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)潛力研究、農(nóng)作物估產(chǎn)研究、區(qū)域農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展研究、農(nóng)用土地適宜性評(píng)價(jià)、農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)、基于GPS和GIS的精細(xì)農(nóng)業(yè)信息處理系統(tǒng)研究等,都取得了很大的成績(jī),一些研究成果直接應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn),取得了很大的經(jīng)濟(jì)效益。下面就GIS的具體應(yīng)用作一些簡(jiǎn)要介紹。3.1工養(yǎng)區(qū)劃圖法在利用GIS進(jìn)行農(nóng)業(yè)區(qū)劃以前,農(nóng)業(yè)區(qū)劃工作一直處于手工階段,農(nóng)業(yè)科技人員通過(guò)大量調(diào)查,得到關(guān)于農(nóng)業(yè)資源的大量數(shù)據(jù),然后對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理,并手工繪制區(qū)劃圖。這種方法不僅費(fèi)力費(fèi)時(shí),而且對(duì)大量數(shù)據(jù)的處理能力較差,很難對(duì)多因素的大量數(shù)據(jù)進(jìn)行規(guī)劃。利用GIS進(jìn)行農(nóng)業(yè)區(qū)劃,可以將現(xiàn)有的資源、經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)與GIS結(jié)合,很快形成各種農(nóng)業(yè)區(qū)劃統(tǒng)計(jì)圖件。也可以將遙感系統(tǒng)(RS)和GIS結(jié)合起來(lái),利用RS的遙感結(jié)果,結(jié)合GIS軟件中提供的各種評(píng)判方法和區(qū)劃建模進(jìn)行不同區(qū)劃方案的動(dòng)態(tài)模擬與評(píng)價(jià),編繪出綜合評(píng)價(jià)圖、區(qū)劃圖,直觀定量地顯示區(qū)劃結(jié)果。這樣,保證了區(qū)劃方法的科學(xué)性、針對(duì)性和先進(jìn)性。3.2利用gis進(jìn)行土地適宜性評(píng)價(jià)的方法土壤的適宜性評(píng)價(jià)的目的在于揭示土壤對(duì)不同農(nóng)業(yè)用途的適宜性和限制性,為確定最適宜的用地方式提供依據(jù)。利用GIS進(jìn)行土壤適宜性評(píng)價(jià)就是根據(jù)土壤類(lèi)型、質(zhì)地、有機(jī)質(zhì)含量、氮磷鉀等其它元素,依據(jù)各個(gè)元素對(duì)某種作物生長(zhǎng)的重要性賦予權(quán)重,在地理信息系統(tǒng)中分析運(yùn)算,生成土壤適宜性評(píng)價(jià)圖。也可以依據(jù)實(shí)際情況建立數(shù)學(xué)模型,進(jìn)行農(nóng)業(yè)土地適宜性的單因素評(píng)價(jià)和多因素綜合評(píng)價(jià),實(shí)現(xiàn)土地適宜性的分等定級(jí)。3.3區(qū)域?yàn)?zāi)害的估算利用遙感、GIS和計(jì)算機(jī)等技術(shù)對(duì)重大農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害進(jìn)行綜合測(cè)評(píng),為政府和有關(guān)部門(mén)提供及時(shí)有效和準(zhǔn)確可靠的決策信息,使減災(zāi)、防災(zāi)及救災(zāi)等有充分的科學(xué)依據(jù),是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和農(nóng)村經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定發(fā)展的保證。由于GIS具有較完備的空間屬性信息,如某一區(qū)域經(jīng)過(guò)多少河流,有多少鐵路線,有多少商業(yè)區(qū)等等。若該區(qū)域有災(zāi)害發(fā)生,如遭受一場(chǎng)洪災(zāi),可以根據(jù)GIS空間信息計(jì)算出大致的受災(zāi)面積,進(jìn)而估算該區(qū)域的經(jīng)濟(jì)損失;根據(jù)GIS的空間特性,對(duì)某一區(qū)域歷史數(shù)據(jù)的演變分析,對(duì)區(qū)域內(nèi)災(zāi)害發(fā)生的基本規(guī)律、時(shí)空分布、概率分布、危害程度等進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)和模擬,并對(duì)災(zāi)害發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行預(yù)測(cè),如對(duì)旱災(zāi)、澇災(zāi)、水災(zāi)、作物病蟲(chóng)害等農(nóng)業(yè)災(zāi)害的預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)、災(zāi)情的演變趨勢(shì)模擬和災(zāi)情的動(dòng)態(tài)變化,為防災(zāi)減災(zāi)提供分析對(duì)策。3.4區(qū)域經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)和生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的需要,應(yīng)采用gis來(lái)提高土地適宜性評(píng)價(jià)的技術(shù)措施作物種植適宜性評(píng)價(jià)是針對(duì)某種作物在特定地域種植的適宜程度作出的結(jié)論性評(píng)價(jià)。對(duì)具體作物在具體地域上能否適宜生長(zhǎng)做出定性、定量和定位的評(píng)價(jià),不僅能充分利用自然資源,開(kāi)發(fā)土地潛力,實(shí)現(xiàn)作物高產(chǎn),而且能夠在現(xiàn)有基礎(chǔ)上優(yōu)化作物種植的總體布局,使區(qū)域經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)和生態(tài)環(huán)境實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。GIS技術(shù)已經(jīng)在種植適宜性評(píng)價(jià)中開(kāi)始應(yīng)用。根據(jù)某一作物的生產(chǎn)與氣象條件的關(guān)系,確定出某一地區(qū)某一作物種植的農(nóng)業(yè)氣候區(qū)劃指標(biāo),進(jìn)而采用GIS技術(shù)對(duì)此地區(qū)某作物種植區(qū)進(jìn)行農(nóng)業(yè)氣候區(qū)劃,劃分適宜、次適宜和不適宜種植區(qū),為農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整及作物的合理布局提供科學(xué)依據(jù)。3.5利用遙感系統(tǒng)獲取農(nóng)業(yè)資源遙感的圖農(nóng)業(yè)資源是農(nóng)業(yè)持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)條件,在進(jìn)行農(nóng)業(yè)生產(chǎn)決策之前必須清查資源,包括自然資源和社會(huì)經(jīng)濟(jì)資源,這是一項(xiàng)復(fù)雜而費(fèi)時(shí)的工作。而利用GIS和RS結(jié)合,能夠快速、準(zhǔn)確地查清、核算、監(jiān)測(cè)某一區(qū)域的農(nóng)業(yè)資源。利用遙感系統(tǒng)可以快速地獲取研究區(qū)域內(nèi)的農(nóng)業(yè)資源的遙感圖象;將圖象信息傳遞給GIS,經(jīng)GIS的判讀解析,提取有用信息,建立區(qū)域農(nóng)業(yè)空間數(shù)據(jù)庫(kù);利用GIS的統(tǒng)計(jì)和覆蓋功能可以快速地實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)資源數(shù)據(jù)的再現(xiàn);利用GIS制作出所需的各種資源要素的圖件,如土地利用現(xiàn)狀圖、植被分布圖、水分利用圖、地形地貌圖等一系列社會(huì)經(jīng)濟(jì)條件統(tǒng)計(jì)圖等專(zhuān)題信息圖,還可以利用這些圖進(jìn)行疊加分析而獲得綜合信息圖;也可以結(jié)合一些模型對(duì)具有時(shí)空變化特點(diǎn)的資源進(jìn)行存量和價(jià)值量的估算。利用RS定期地對(duì)農(nóng)業(yè)資源的質(zhì)和量進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè),及時(shí)更新GIS空間數(shù)據(jù)庫(kù),從而使人們動(dòng)態(tài)地了解農(nóng)業(yè)資源的變化情況。3.6基于gis的作物生產(chǎn)預(yù)測(cè)農(nóng)作物估產(chǎn)和監(jiān)測(cè)對(duì)國(guó)家及時(shí)了解農(nóng)作物產(chǎn)量,制定糧食進(jìn)出口政策和價(jià)格至為重要,聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織(FAO)及大多數(shù)國(guó)家都將其作為頭等大事來(lái)抓。作物估產(chǎn)的內(nèi)容主要有兩方面,一是估算作物種植面地理信息系統(tǒng)(GIS)在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用及其發(fā)展趨勢(shì)25積;二是由單產(chǎn)模型、長(zhǎng)勢(shì)遙感監(jiān)測(cè)來(lái)確定估產(chǎn)模式。利用GIS完成這項(xiàng)任務(wù),而且能做到又快又準(zhǔn)又省。砸生產(chǎn)中,通過(guò)遙感方法獲得作物的長(zhǎng)相長(zhǎng)勢(shì)的遙感圖象,判讀解譯RS影像信息,在GIS中對(duì)各種空間數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分析,識(shí)別作物類(lèi)型,通過(guò)統(tǒng)計(jì)量算出播種面積;進(jìn)而分析出作物生長(zhǎng)過(guò)程中自身的態(tài)勢(shì)和環(huán)境的變化,再利用GIS系統(tǒng)的模型功能,構(gòu)建出不同條件下作物生長(zhǎng)模型和多種估產(chǎn)模式,把上述因素信息引入模型中便能估算出大面積的作物的產(chǎn)量和長(zhǎng)相長(zhǎng)勢(shì)。早在20世紀(jì)70年代,美國(guó)和蘇聯(lián)就利用這種方法進(jìn)行作物的估產(chǎn)。3.7生態(tài)環(huán)境分析地理信息系統(tǒng)在農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境研究中應(yīng)用廣泛,主要有環(huán)境監(jiān)測(cè)、生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)與環(huán)境影響評(píng)價(jià)、環(huán)境預(yù)測(cè)規(guī)劃與生態(tài)管理以及面源污染等。利用RS和GIS,將二者有機(jī)地結(jié)合起來(lái)對(duì)農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境質(zhì)量進(jìn)行監(jiān)測(cè)和分析是GIS在農(nóng)業(yè)中應(yīng)用的又一個(gè)新領(lǐng)域。通過(guò)遙感方法獲得生態(tài)環(huán)境的遙感圖象,將信息輸入GIS,在GIS中對(duì)各種空間數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分析、處理,及時(shí)發(fā)現(xiàn)情況并進(jìn)行預(yù)警;建立環(huán)境的空間數(shù)據(jù)庫(kù),對(duì)空間數(shù)據(jù)進(jìn)行管理和分析,作出某一指標(biāo)或多個(gè)指標(biāo)的專(zhuān)題地圖,直觀形象地表達(dá)生態(tài)環(huán)境的變化;利用GIS的模型功能,建立農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境的模型,模擬區(qū)域內(nèi)農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境的動(dòng)態(tài)變化和發(fā)展趨勢(shì),為決策和管理提供依據(jù)。3.8構(gòu)建精細(xì)農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)精細(xì)農(nóng)業(yè)是利用RS、GIS、GPS(全球衛(wèi)星定位系統(tǒng))、計(jì)算機(jī)技術(shù)等高新科技,對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)全過(guò)程中農(nóng)作物、土地、土壤從宏觀到微觀進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),通過(guò)診斷和決策,制定實(shí)施計(jì)劃,并進(jìn)行田間自動(dòng)作業(yè)的信息化現(xiàn)代農(nóng)業(yè)。GIS在精細(xì)農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用主要包括以下幾個(gè)方面:①GIS作為精確農(nóng)業(yè)中整個(gè)系統(tǒng)的承載運(yùn)作平臺(tái)和基礎(chǔ),起著大腦和神經(jīng)中樞的作用。精確農(nóng)業(yè)作為一個(gè)完整的大系統(tǒng),各種農(nóng)業(yè)資源數(shù)據(jù)的流入、決策控制信息的流出都要經(jīng)過(guò)GIS來(lái)執(zhí)行;GIS作為精確農(nóng)業(yè)的核心組件,將RS、GPS、專(zhuān)家系統(tǒng)、決策支持系統(tǒng)等組合起來(lái),起到“容器”的作用。②作為農(nóng)田空間數(shù)據(jù)庫(kù)的管理系統(tǒng)。在精確農(nóng)業(yè)中,GIS用于農(nóng)田土地?cái)?shù)據(jù)管理,查詢土壤、自然條件、作物苗情、作物產(chǎn)量等數(shù)據(jù),也能采集、編輯、統(tǒng)計(jì)分析不同類(lèi)型的空間數(shù)據(jù)。③繪制作物產(chǎn)量分布圖和農(nóng)業(yè)專(zhuān)題地圖分析。安裝GPS導(dǎo)航儀的聯(lián)合收割機(jī)在田間收割農(nóng)作物時(shí),每隔一定時(shí)間把小區(qū)的產(chǎn)量記錄在地理數(shù)據(jù)庫(kù)中。利用這些數(shù)據(jù),GIS就能制作農(nóng)作物產(chǎn)量分布圖;地理信息系統(tǒng)與傳統(tǒng)地圖相比最大優(yōu)點(diǎn)是能夠很快地將各種專(zhuān)題要素地圖組合在一起,產(chǎn)生出新的地圖。將不同專(zhuān)題要素地圖疊加在一起,可以分析出土地上各種限制因子對(duì)作物的相互作用與相互影響,從中可以發(fā)現(xiàn)它們之間的關(guān)系,如土壤pH值與產(chǎn)量的關(guān)系,這對(duì)于指導(dǎo)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)是很有意義的。4建立基于“3”的空間決策支持系統(tǒng)地理信息系統(tǒng)做為一項(xiàng)具有廣泛應(yīng)用前景和強(qiáng)大生命力的高新技術(shù)體系,在我國(guó)各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用開(kāi)始普及。隨著GIS的技術(shù)的不斷發(fā)展和成熟,其在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域內(nèi)應(yīng)用的范圍和程度將會(huì)擴(kuò)大和加深。其發(fā)展趨勢(shì)主要有以下幾個(gè)方面:●集成專(zhuān)家系統(tǒng)與地理信息系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)具有人工智能的GIS系統(tǒng)農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用。利用GIS理論,以GIS為平臺(tái)廣泛開(kāi)展農(nóng)業(yè)專(zhuān)家系統(tǒng)的研究,建立成熟的基于GIS的數(shù)據(jù)自動(dòng)采集和分析的專(zhuān)家系統(tǒng)和決策支持系統(tǒng)。利用這種智能型的地理信息系統(tǒng)來(lái)解決不能用算法解決的復(fù)雜問(wèn)題,將使GIS的應(yīng)用領(lǐng)域獲得更大的拓展。●將“3S”(GPS、GIS、RS)充分集成,建