地理信息系统在济南农业信息化中的应用研究.pdf

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1、山东大学硕士学位论文地理信息系统在济南农业信息化中的应用研究姓名：宋万强申请学位级别：硕士专业：计算机技术指导教师：郝兴伟20071015山东大学硕士学位论文摘要地理信息系统有时又称为“地学信息系统”或“资源与环境信息系统”。它是一种特定的十分重要的空间信息系统。它是在计算机硬、软件系统支持下，对整个或部分地球表层(包括大气层)空间中的有关地理分布数据进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统。地理信息系统处理、管理的对象是多种地理空间实体数据及其关系，包括空间定位数据、图形数据、遥感图像数据、属性数据等，用于分析和处理在一定地理区域内分布的各种现象和过程，解决复杂的规划、决策和管

2、理问题。地理信息系统是目前信息时代正在兴起的用于存储管理和分析空间信息的新技术，目前在各行各业正在逐步开始尝试使用这项技术来提高传统的应用能力。我国是一个人口多、耕地少的国家，仅有全球7 的耕地，却有全球五分之一的人口要吃饭。因此，农业的发展在国民经济发展中占有重要的地位。本文的目的是探讨如何使用地理信息系统这个工具应用在农业方面，提高农业信息化水平，促进农业信息的现代化，这具有重要意义。目前这项技术在农业方面应用还很有限，如何使用地理信息系统为农业服务，是目前函待解决的一个课题。现在农业信息化方面还依靠传统的方式收集资料，由于收集渠道曲折，手段比较落后，信息发布不直观，存在着数据误差大，检索

3、困难，直观性差，分析数据落后等问题。现在农业信息化方面的应用很有限，仅限于资料的简单收集，发布，对数据的分析很少，所以很难对整个农业有个准确的认识，决策部门也很难掌握准确可靠的信息，从而做出科学的决策。针对这些问题，本文应用地理信息系统在农业信息化中，建立济南市农业信息化地理信息系统，应用G I s 模型。采用W E B G I s发布信息，分析农业数据，对农业资源进行统计，提高了农业资源数据的准确性，完整性和可用性。运用o R A c L E l O G 数据库进行数据的网格处理，提高了合理处理数据能力。本文首先讨论了地理信息系统的理论基础，在土地资源，林业资源和水资源等方面的探讨统计，分析

4、、查询等的应用。关键词地理信息系统，盹B G I S，网格，农业信息山东大学硕士学位论文A B S T R A C TG e o g r a p h i cI n f o r m a t i o nS y s t e mi sa l s on a m e dG e o s c i e n c eI n f o m a t i o nS y s t e mo rR e s o u r c ea n dE n v i r o 衄e n tI n f o r m a t i o nS y s t e m I t i so n ek i n do fs p e c i a la n di m p o

5、r t 8 n ts p a c ei n f o r m a t i o ns y s t 伽S u p p o r t e db yc 锄p u t e rh a r d w a r es y s t e ma n ds o f t 髓r es y s t e m，i t i sat e c h n 0 1 0 9 i c a ls y s t e mg a t h e r i n g，s t o r i n g，a n dm a n a g i n g，c a l c u l a t i n g，a n a l y z i n g，d i s p l a y i n ga n dd e

6、s c r i b i n gc o n c e r n e dd a t ao fg e o g r a p h i cd i s t r i b u t i o ni nt h e 曲0 1 eo rp a r to fe a r t hs u r f a c e1 a y e r(i n c l u d i n ga e r o s p h e r e)T h eo b j e c tp r o c e s s e da n dm a l l a g e db yG e o g r a p h i cI n f o r 玎1 a t i o nS y s t e mi sm a n yk

7、 i n d so fg e o g r a p h i cs p a c ed a t aa n dt h e i rr e l a t i o n s，i n c l u d i n gs p a c eo r i e n t a t i o nd a t a，g r a p hd a t a，r 锄o t es e n s i n gg r a p hd a t aa n da t t r i b u t ed a t a，e t c I ti su s e dt oa n a l y z ea n dd e a l 霄i t ha l lk i n d so fp h e n o m

8、e n aa n dp r o c e s s e si no r d e rt os o l v ec o m p l i c a t e dp r o b l e m so fp r e p l a n n i n g，d e c i s i o n 1 a k i n ga n dm a n a g i n g G e o g r a p h i cI n f o 瑚a t i o nS y s t 锄i san e wa r i s e nt e c h n 0 1 0 9 yu s e dt os t o r e，m 8 n a g ea n da n a l y z es p a

9、c ei n f o m a t i o ni nt h ei n f o r m a t i o na g e A tp r e s e n t，e v e r yw a l ko f1i f ei st r y i n gt ou s et h i st e c h n 0 1 0 9 yt oi 叫)r o v et r a d i t i o n a la p p l i c a t i o na b i l i ty a l i n ai sac o u n t r yw i t ha1 a r g ep o p u l a t i o na n d1i m i t e dp l a

10、 n t a t i o n，o n l yo c c u p y i n g7 o fp l a n t a t i o ni nt h e 讲1 0 l ew o r l db u tn e e d i n gt os u p p o r t2 0 o fp o p u l a t i o no ft h eW h o l e 即r l d S oi t sa g r i c u l t u r 8 1d e v e l o p 皿e n tj sv e r yi m p o r t a n ti nt h ew h o l en a t i o n a le c o n o m yd e

11、 v e l o p m e n t T h ep u r p o s eo ft h i sa r t i c l ei st od i s c u s sh o wt ou s eG e o g r a p h i cI n f o r m a t i o nS y s t e mi na g r i c u l t u r ei no r d e rt oi m p r o v ea g r i c u l t u r a li n f o r m a t i z a t i o na n dh a s t e na g r i c u l t u r a li n f o r m a

12、t i o nm o d e r n i z a t i o n，W】1 i c hi sv e r yi p o r t a n t P r e s e n t l y，t h ea p p l i c a t i o no ft h i st e c h n o l o g yi ss t i l lv e r yl i m i t e d H 湃t ou s eG e o g r a p h i cI n f o r m a t i o nS y s t e mt os e r v ea g r i c u l t u r ei ss t i l laq u e s t i o nf o

13、 rd i s c u s s P r e s e n ta g r i c u l t u r a li n f o r 衄a t i o ns t i l ld e p e n d so n原创性声明和关于论文使用授权的说明原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法律责任由本人承担。论文作者签名：置五!1日期：j 丝关于学位论文使用授权的声明本人完全了解山东大学有关保留、使用学位论文的

14、规定，同意学校保留或向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅；本人授权山东大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文和汇编本学位论文。(保密论文在解密后应遵守此规定)论文作者签名：望鱼堡导师签名彭臣础期啦!：乡山东大学硕士学位论文1 2 2 信息系统及其类型系统(s y s t 锄)是具有特定功能的、相互有机联系的许多要素所构成的一个整体。对计算机而言，系统是为实现某些特定的功能，由必要的人、机器、方法或程序按一定的相关关系联系起来进行工作的集合体，内部要素之间的相互联系通过信息流实现。系统的特征由构成系统的要

15、素及其相互之间的联系方式所决定。(一)信息系统信息系统是具有数据采集、管理、分析和表达数据能力的系统，它能够为单一的或有组织的决策过程提供有用的信息。在计算机时代，信息系统都部分或全部由计算机系统支持，人们常常使用计算机收集数据并将数据处理成信息，计算机的使用导致了一场信息革命，目前，计算机已经渗透到各个领域。一个基于计算机的信息系统包括计算机硬件、软件、数据和用户四大要素。1)计算机硬件包括各类计算机处理及终端设备，它帮助人们在非常短的时间内处理大量数据、存储信息和快速获得帮助；2)软件是支持数据信息的采集、存储加工、再现和回答用户问题的计算机程序系统，它接受有效数据，并正确地处理数据：在一

16、定的时间内提供适用的、正确的信息；并存储信息为将来所用；3)数据是系统分析与处理的对象，构成系统的应用基础：4)用户是信息系统所服务的对象。由于信息系统并不是完全自动化的，在系统中总是包含一些人的复杂因素，入的作用是输入数据、使用信息和操作信息系统，建立信息系统也需要人的参与。在基于计算机的信息系统中，处理过程的作用是告诉人们各部分间的相互关系。(二)信息系统的类型信息的需要完全取决于管理的层次，设计一个系统要满足组织中所有层次人员的信息需要，这种系统是很复杂的，因为组织中使用的信息在数量、状态和类型上都是易变和不可预知的。在组织中将信息系统分成三个管理层次：操作层(底层)、战术层(中间层)和

17、战略层(项层)。操作层包括的人员如会计师、销售人员和商店监理，他们执行日常工作和上级管理所做的计划；战术层包括组织中山东大学硕士学位论文的高级管理人员和参与最高管理的中层管理人员：而管理层负责决定组织的发展方向。为了解决系统复杂性这一问题，大多数组织建立不同类型的系统来满足他们的需要，见信息系统类型图(图卜1)：图卜1：信息系统的类型上图中综合事务处理，外部信息，模型分析，决策支持，专家系统，管理信息系统等元素进行信息的处理。1)事物处理系统(T r a n s a c t i o nP r o c e s ss y s t e m，T P s)主要用以支持操作层人员的日常活动。它主要负责处理

18、日常事务。2)管理信息系统(M a n a g e m e n tI n f o m a t i o ns y s t e m，M I s)需要包含组织中的事务处理系统，并提供了内部综合形式的数据，以及外部组织的一般范围和大范围的数据。许多战术层提供的信息能按照该层管理者希望的那样以熟悉的和喜欢的形式提供。但是，为战术层管理者提供的另外一部分信息和大多数为战略层管理者提供的信息是不可能事先确定的。这些不确定性对管理信息系统的设计者来说是个很大的挑战。3)决策支持系统(D e c i s i o ns u p p o r ts y s t 印，D s s)能从管理信息系统中获得信息，帮助管理者制

19、定好的决策。该系统是一组处理数据和进行推测的分析程序，用以支持管理者制定决策。它是基于计算机的交互式的信息系统，由分析决策模型、管理信息系统中的信息、决策者的推测三者相组合达到好的决策效果。4)人工智能和专家系统是能模仿人工决策处理过程的基于计算机的信息系4山东大学硕士学位论文有数据组合在一起，能更好地说明正在发生什么，找出发生事件与哪些数据有关。首先，确定模式，模式的确定通常需要长期的观察、熟悉现有数据、了解数据间的潜在关系。其次，模式确定后，可获得一份报告，说明该事件发生在何时何地、显示事件发生的系列图件。例如，机动车辆事故常常符合特定模式，该模式(即事故)发生在何处?发生地点与时间有关吗

20、?是不是在某种特定的交叉处?在这些交叉处又具有什么条件?5)模型(M o d e l s)该类问题的解决需要建立新的数据关系以产生解决方案。首先，建立模型，如选择标准、检验方法等。其次，建立了一个或多个模型后，能产生满足特定的所有特征的列表，并着重显示被选择特征的地图，而且提供一个有关所选择的特征详细描述的报表。例如要兴建一个儿童书店，用来选址的评价指标可能包括l O、1 5、2 0 分钟可到达的空间区域。附近居住的1 0 岁或1 0 岁以下的儿童的人数、附近家庭的收入情况、周围潜在竞争的情况。为了完成上述的地理信息系统的核心任务，需要采用不同的功能来实现它们。尽管目前商用G I s 软件包的

21、优缺点是不同的，而且它们在实现这些功能所采用的技术也是不一样的，但是大多数商用G I s 软件包都提供了如下功能：数据的获取(D a t aA c q u i s i t i o n)、数据的初步处理(P r e l i m i n a r yd a t aP r o c e s s i n g)、数据的存储及检索(s t o r a g ea I l dR e t r i e v a l)、数据的查询与分析(s e a r c ha n dA n a l y s i s)、图形的显示与交互(D i s p l a ya n dI n t e r a c t i o n)。图卜4 说明了这些功

22、能之间的关系，以及它们操作(妇n i p u l a t i o n)数据的不同表现。从图1-4 中可以看出，数据获取是从现实世界的观测、以及从现存文件、地图中获取数据。有些数据已经是数字化的形式，但是往往需要进行数据预处理，将原始数据转换为结构化的数据，以使其能够被系统查询和分析。查询分析是求取数据的子集或对其进行转换，并交互现实结果。在整个处理过程中，都需要数据存储检索以及交互表现的支持，换言之，这两项功能贯穿了地理信息系统数据处理的始终。山东大学硕士学位论文图1 _ 4G I S 功能概述1 5 数据采集、监测与编辑主要用于获取数据，保证地理信息系统数据库中的数据在内容与空间上的完整性、

23、数值逻辑一致性与正确性等。一般而论，地理信息系统数据库的建设占整个系统建设投资的7 0 或更多，并且这种比例在近期内不会有明显的改变。因此，信息共享与自动化数据输入成为地理信息系统研究的重要内容。目前可用于地理信息系统数据采集的方法与技术很多，有些仅用于地理信息系统，如手扶跟踪数字化仪；目前，自动化扫描输入与遥感数据集成最为人们所关注。扫描技术的应用与改进，实现扫描数据的自动化编辑与处理仍是地理信息系统数据获取研究的主要技术关键。9山东大学硕士学位论文1 5 1 数据处理初步的数据处理主要包括数据格式化、转换、概括。数据的格式化是指不同数据结构的数据间变换，是一种耗时、易错、需要大量计算量的工

24、作，应尽可能避免；数据转换包括数据格式转化、数据比例尺的变化等。在数据格式的转换方式上，矢量到栅格的转换要比其逆运算快速、简单。数据比例尺的变换涉及到数据比例尺缩放、平移、旋转等方面，其中最为重要的是投影变换：制图综合(G e n e r a l i z a t i o n)包括数据平滑、特征集结等。目前地理信息系统所提供的数据概括功能极弱，与地图综合的要求还有很大差距，需要进一步发展。1 5 2 数据存储与组织这是建立地理信息系统数据库的关键步骤，涉及到空间数据和属性数据的组织。栅格模型、矢量模型或栅格矢量混合模型是常用的空间数据组织方法。空间数据结构的选择在一定程度上决定了系统所能执行的数

25、据与分析的功能；在地理数据组织与管理中，最为关键的是如何将空间数据与属性数据融合为一体。目前大多数系统都是将二者分开存储，通过公共项(一般定义为地物标识码)来连接。这种组织方式的缺点是数据的定义与数据操作相分离，无法有效记录地物在时间域上的变化属性。1 6 空间查询与分析空间查询是地理信息系统以及许多其它自动化地理数据处理系统应具备的最基本的分析功能；而空间分析是地理信息系统的核心功能，也是地理信息系统与其它计算机系统的根本区别，模型分析是在地理信息系统支持下，分析和解决现实世界中与空间相关的问题，它是地理信息系统应用深化的重要标志。地理信息系统的空间分析可分为三个不同的层次。1 6 1 空间

26、检索包括从空间位置检索空间物体及其属性和从属性条件集检索空间物体。“空间索引”是空间检索的关键技术，如何有效地从大型的地理信息系统数据库中检山东大学硕士学位论文索出所需信息，将影响地理信息系统的分析能力；另一方面，空间物体的图形表达也是空间检索的重要部分。1 6 2 空间拓扑叠加分析空闻拓扑叠加实现了输入要素属性的合并(U n i o n)以及要素属性在空间上的连接(J o i n)。空间拓扑叠加本质是空间意义上的布尔运算。1 6 3 空间模型分析在空间模型分析方面，目前多数研究工作着重于如何将地理信息系统与空间模型分析相结合。其研究可分三类：第一类是地理信息系统外部的空间模型分析，将地理信息

27、系统当作一个通用的空间数据库，而空间模型分析功能则借助于其它软件：第二类是地理信息系统内部的空间模型分析，试图利用地理信息系统软件来提供空间分析模块以及发展适用于问题解决模型的宏语言，这种方法一般基于空间分析的复杂性与多样性，易于理解和应用，但由于地理信息系统软件所能提供空间分析功能极为有限，这种紧密结合的空间模型分析方法在实际地理信息系统的设计中较少使用；第三类是混合型的空间模型分析，其宗旨在于尽可能地利用地理信息系统所提供的功能，同时也充分发挥地理信息系统使用者的能动性。1 6，4 图形与交互显示地理信息系统为用户提供了许多用于地理数据表现的工具，其形式既可以是计算机屏幕显示，也可以是诸如

28、报告、表格、地图等硬拷贝图件，尤其要强调的是地理信息系统的地图输出功能。一个好的地理信息系统应能提供一种良好的、交互式的制图环境，以供地理信息系统的使用者能够设计和制作出高质量的地图。山东大学硕士学位论文础上研制成滚筒式绘图仪；1 9 6 2 年，麻省理工学院的一名研究生在其博士学位论文中，首次提出了计算机图形学的术语，并论证了交互式计算机图形学是一个可行的、有用的研究领域，从而确立了这一科学分支的独立地位。在此基础上，地理信息系统发展起来。开拓发展阶段六十年代初，计算机技术开始用于地图量算、分析和制作，由于机助制图具有快速、廉价、灵活多样、易于更新、操作简便、质量可靠、便于存储、量测、分类、

29、合并和覆盖分析等优点而迅速发展起来。六十年代中期，由于对于自然资源和环境的规划管理和应用加速增长的需要，对大量空间环境数据存储、分析和显示技术方法改进的要求，以及计算机技术及其在自然资源和环境数据处理中应用的迅速发展，促使对地图进行综合分析和输出的系统日益增多。六十年代中后期，许多与G I s 有关的组织和机构纷纷建立并开展工作，如美国城市和区域系统协会(U R I s A)在1 9 6 6 年成立，美国州信息系统全国协会(N A s I s)在1 9 6 9 年成立，城市信息系统跨机构委员会(u A A c)在1 9 6 8 年成立，国际地理联合会(I G U)的地理数据遥感和处理小组委员会

30、在1 9 6 8 年成立等。这些组织和机构相继组织了一系列地理信息系统的国际讨论会。最初的系统主要是关于城市和土地利用的，如加拿大地理信息系统(c G I s)就是为处理加拿大土地调查获得的大量数据建立的。该系统由加拿大政府组织于1 9 6 3 年开始研制实施，到1 9 7 1 年投入E 戈运行，被认为是国际上最早建立的、较为完善的大型使用的地理信息系统。由于计算机硬件系统功能较弱，限制了软件技术的发展。这一时期地理信息系统软件的研制主要是针对具体的G I s 应用进行的，到六十年代末期，针对G I s一些具体功能的软件技术有了较大进展。第一，栅格矢量转换技术、自动拓扑编码以及多边形中拓扑误差

31、检测等方法得以发展，开辟了分别处理图形和属性数据的途径：第二，具属性数据的单张或部分图幅可以与其他图幅或部分在图边自动拼接，从而构成一幅更大的图件，使小型计算机能够分块处理较大空间范围(或图幅)的数据文件：第三，采用命令语言建立空间数据管理系统，对属性再分类、分解线段、合山东大学硕士学位论文并多边形、改变比例尺、测量面积、产生图和新的多边形、按属性搜索、输出表格和报告以及多边形的叠加处理等。这一时期的软件主要针对当时的主机和外设开发的，算法尚嫌粗糙，图形功能有限。巩固阶段进入七十年代以后，由于计算机硬件和软件技术的飞速发展，尤其是大容量存取设备硬盘的使用，为空间数据的录入、存储、检索和输出提供

32、了强有力的手段。用户屏幕和图形、图像卡的发展增强了人机对话和高质量图形显示功能，促使G I s 朝着使用方向迅速发展。一些发达国家先后建立了许多不同专题、不同规模、不同类型的各具特色的地理信息系统。如美国森林调查局发展了全国林业统使用的资源信息显示系统；美国地质调查所发展了多个地理信息系统用于获取和处理地质、地理、地形和水资源信息较典型的有G I R A s；日本国土地理院从1 9 7 4 年开始建立数字国土信息系统，存储、处理和检索测量数据、航空像片信息、行政区划、土地利用、地形地质等信息，为国家和地区土地规划服务；瑞典在中央、区域和市三级上建立了许多信息系统，比较典型的如区域统计数据库、道

33、路数据库、土地测量信息系统、斯德哥尔摩地理信息系统、城市规划信息系统等；法国建立了地理数据库G I T A N 系统和深部地球物理信息系统等。此外，探讨以遥感数据为基础的地理信息系统逐渐受到重视，如将遥感纳入地理信息系统的可能性、接口问题以及遥感支持的信息系统的结构和构成等问题：美国喷气推动实验室(J P L)在1 9 7 6 年研制成功兼具影像数据处理和地理信息系统功能的影像信息系统I B I s(I m a g eB a s e dI n f o m a t i o ns y s t e m)，可以处理L a n d s a t 影像多光谱数据：N A s A 的地球资源实验室在1 9 7

34、 9 年至1 9 8 0 年发展了一个名为E L A s 的地理信息系统，该系统可以接受L a n d s a tM S s 影像数据、数字化地图数据、机载热红外多波段扫描仪以及海洋卫星合成孔径雷达的数据等，产生地面覆盖专题图。由于这一时期G I s 的需求增加，许多团体、机构和公司开展了G I s 的研制工作，推动G I s 软件的发展。据I G U 地理数据遥测和处理小组委员会1 9 7 6 年的调查，处理空间数据的软件已有6 0 0 多个，完整的G I s 有8 0 多个。这一时期地图数字化输入技术有了一定的进展，采用人机交互方式，易于编辑修改，提高了工山东大学硕士学位论文作效率，扫描输

35、入技术系统出现。图形功能扩展不大，数据管理能力也较小。这一时期软件最重要的进展是人机图形交互技术的发展。突破阶段由于计算机的发展，推出了图形工作站和个人计算机等性能价格比大为提高的新一代计算机，计算机和空间信息系统在许多部门广泛应用。随着计算机软、硬件技术的发展和普及，地理信息系统也逐渐走向成熟。这一时期是地理信息系统发展的重要时期。计算机价格的大幅度下降，功能较强的微型计算机系统的普及和图形输入、输出和存储设备的快速发展，大大推动了地理信息系统软件的发展，并研制了大量的微机G I s 软件系统。由于微机系统的软件环境限制较严，使得在微机G I s 中发展的许多算法和软件技术具有很高的效率，G

36、 I s 软件技术在以下几个方面有了很大的突破。在栅格扫描输入的数据处理方面，尽管扫描数据的处理要花费很长的机时(与扫描时间相比为1 0：1)，但是仍可大大提高数据输入的效率；在数据存储和运算方面，随着硬件技术的发展，G I s 软件处理的数据量和复杂程度大大提高，许多软件技术固化到专用的处理器中：而且遥感影像的自动校正、实体识别、影像增强和专家系统分析软件也明显增加；在数据输出方面，与硬件技术相配合，G I s 软件可支持多种形式的地图输出；在地理信息管理方面，除了D B M S 技术已发展到支持大型地图数据库的水平外，专门研制的适合G I s 空间关系表达和分析的空间数据库管理系统也有了很

37、大的发展。总之，这一时期的地理信息系统的发展有如下特点：第一，在七十年代技术开发的基础上，地理信息系统技术全面推向应用：第二，开展工作的国家和地区更为广泛，国际合作日益加强，开始探讨建立国际性的地理信息系统，地理信息系统由发达国家推向发展中国家，如中国；第三，地理信息系统技术进入多种学科领域，从比较简单的、单一功能的、分散的系统发展到多功能的、共享的综合性信息系统，并向智能化发展，新型的地理信息系统将运用专家系统知识，进行分析、预报和决策：第四，微机地理信息系统蓬勃发展，并得到广泛应用。在地理信息系统理论指导下研制的地理信息系统工具具有高效率和更强的独立性和通用性，更少依赖于应用领域和计算机硬

38、件环境，为地理信息系统的建立和应用开辟了新的途径。我国地理信息系统方面的工作自八十年代初开始。以1 9 8 0 年中国科学院遥山东大学硕士学位论文第二章济南市农业信息化地理信息系统总体设计规划2 1 系统建设目标本系统将从全市的角度，为农业系统构造一个统一的立体的信息集成系统。在这个系统内，以农业空问信息为主线，嵌入其它各类信息。在本系统中，各种信息相互关联、叠加和相互作用，可以将农业信息以数字化的形式一目了然地呈现在人们面前，为农业信息化建设提供一个更加广泛、更加形象化的信息处理环境及其支撑工具，可以构造各种以农业空间信息为基础的应用，推动农业行业相应业务活动的发展。2 2 系统的数据流程本

39、系统既是信息的管理者，又是信息的使用者，同时又也是信息的输出者，程序的流程概括起来可以分为以下四个方面。数图据分G I Sl。形属析数管性模据l7理管型库理图2 1 系统的总体结构图(1)通过图形编辑功能实现空间数据和属性数据的采集；(2)利用属性数据可以自动生成新的图形：(3)通过空间分析功能利用己有数据生成新的成果图形；(4)通过对空间数据库和属性数据库的检索操作，生成新的数据系列用于数据输出。1 7山东大学硕士学位论文以上：(2)由于系统要求显示图形和影像，计算机显示器配置适当高一些，建议使用1 7 英寸以上的显示器，分辨率不低于1 0 2 4 7 6 8：(3)计算机外围设各包括激光打

40、印机或者彩色喷墨打印机等。2 4 系统设计方案济南市农业信息化地理信息系统在总体上分为综合信息查询及其维护和专项信息查询及其维护具体结构如图2 3 图中所示结构在系统主界面菜单反映出来系统管理菜单中的口令管理实际是用户管理为了系统的安全性系统特别设立了三级口令系统管理员主要负责系统维护数据管理与维护一般用户可以进行所有数据的浏览查询对各项经济指标的统计分析等访问者可以对有限的数据进行浏览及查询操作。综合经济信息查询主要对整体的经济指标进行查询统计它有三个子菜单全市土地资源，济南森林资源，水资源信息，主要目的是从行政级别上由大到小全面反映全市资源分布情况所选用的指标主要根据济南市农业局提供的指标

41、年份收集了从1 9 8 0 一2 0 0 5 年的数据这一部分。主要完成1 按年份指标查询具体数值2 进行数据汇总工作3 进行统计图分析4 对市县乡镇进行地理查询综合经济信息维护有它有三个子菜单，全市土地资源，济南森林资源，水资源信息，主要完成对数据库的添加修改删除等维护操作专项信息查询。山东大学硕士学位论文第三章电子地图制作及数据准备本章对电子地图及数据库设计做一说明。3 1 电子地图设计制作(一)电子地图制作方法需要制作的电子地图包括济南市的行政区划，交通道路，大小河流与湖泊林业资源分布等其中行政区划，交通道路，大小河流与湖泊，林业资源分布采用中科院卫星地面接收站提供的3 0 米分辨率的L

42、 a n d s a t T M 卫星遥感影像，经过遥感影像判读解译，提取济南市土地资源、林业资源、水资源信息，结合土地资源调查、森林二类调查等地面普查数据，建立济南市土地资源地理信息数据库、林业资源地理信息数据库、水资源地理信息数据库，然后通过开发的W E B G I s 系统，进行资源管理。(二)电子地图的分层处理为了地图管理和系统的功能实现的方便对电子地图进行了分层处理。全市总体电子地图分如下几层1 市区划2 县区区划3 乡镇区划4 各级政府驻地5 道路6 河流7 湖泊。土地的分布图分以下几层1 耕地2 园地3 林地4 牧草地5 居民点及工矿用地6 交通用地7 水域8 未利用土地。林业资

43、源有入工林，山区，天然林，河滩灌木林，灌木林组成由于林业。水资源系统可以分为：1 地表水资源系统2 地下水资源系统3 土壤水资源系统4 非常规水资源系统。3 2 地图数据库设计建立地理信息系统的关键技术之一是解决数据的组织和存储问题，如何解决这一问题关系到系统的效率甚至成败，而系统数据库的设计是其中至关重要的一环。设计的地质灾害环境空间数据库必须具有以下特征：(1)不同类型、不同业务的数据分图层存放和管理；山东大学硕士学位论文(2)图形数据和属性数据之间必须建立联系；(3)减少数据冗余，保证数据的完整性和准确性；(一)与系统集成有关的地图数据库有各级行政区划数据库和资源数据库，各级行政区划数据

44、库中包括两个字段n 锄e 和i d，n 蛆e 字段为区划名。i d 为区划编号，区划编号与o r a c l e l o g 数据库中的区划编号是统一的，以便在程序中地理查询功能的实现。表结构如下：字段说明类型长度索引I D索引号整型是N a m e土地类型字符型3 0否T y p e c o d e类型代码短整型否C o u n t y所属市县代码字符型1否X i a n g z h e n所属乡镇代码字符型4否其中I D 含义如下ABCCCBC C CA 代表所属市县编号B 代表土地编号C c c 代表类型说明：市县代码：1 市中区2 槐荫区3 天桥区4 历下区5 历城区6 长清区7 章丘

45、市8 济阳县9 平阴县1 0 商河县土地类型代码：1 耕地2 园地3 林地4 牧草地5 居民点及工矿用地6 交通用地7 水域8 未利用土地这个表中字段I D 与O R A c L E l o G 数据库中土地资源表中编号字段是对应的。其它表结构如下：山东大学硕士学位论文表4 1 土地面积表1T D L Y L x字符型2 0土地利用类型土地面2D W字符型2 0单位积表3S L数值型1 0数量4Z Z M J B L数值型l O占总面积表4 2 耕地面积和粮食产量表1X Z D M字符型1 0行政区划代码耕地面2S M字符型2 0省(自治区、直辖市)名积和粮3瑚字符型2 0县名食产量4G 蛳J

46、数值型l O耕地面积公顷表5L S C L数值型1 0粮食产量吨表4 3 畜牧业生产情况表1X Z D M字符型1 0行政区划代码2S M字符型2 0省(自治区、直辖市)名3X M字符型2 0县名4R L Z C L数值型1 0肉类总产量吨畜牧5Q D C L数值型1 0禽蛋产量吨业生6N L数值型1 0奶类吨产情7姬t P L数值型l O毛绒皮类吨况表8D S X N M C L数值型1 0大牲畜年末存栏万头9Z N M c L数值型l O猪年末存栏万头l OY N M C L数值型1 0羊年末存栏万头1 1J Q N M C L数值型1 0家禽年末存栏万只山东大学硕士学位论文表4 1 1

47、迹地更新、育林、育苗及森林抚育面积表迹地1X Z D M字符型l O行政区划代码更新、2D Q M字符型2 0地区育林、3J D G X M J数值型1 0迹地更新面积公顷育苗4D C L G Z M J数值型1 0低产林改造面积公顷及森5N M S Y F S Y L M J数值型l O年末实有封山育林面积公顷林抚6Y 删J数值型1 0育苗面积公顷育面7Z Y L L F Y M J数值型1 0中、幼龄林抚育面积公顷积表(二)数据库表结构生成命令：(以土地资源数据表为例)c R E A T ET A B L E”t u d i”j i n a n”(”I D”N U M B E R(1 1)

48、N O TN u L L，“n 础e”v A R C I l A R 2(3 0)N C r rN U L L，“t y p e c o d e”N U M B E R(1 1)N O TN U L L，”c o t I n t y”V A R 伽A R 2(1)N o TN U L L，”x i a n g z h e n”V A R C H A R 2(4)，N c r rN U L L，P R I M A R YK E Y(”I D”)T A B L E s P A c E”J N K X”3。3 空间数据库与属性数据库的连接图形数据库和属性数据库以不同的形式分开存放在数据库中，但它们并

49、不是孤立的，彼此间存在着一定的联系。每一幅基本图形都对应着一个属性数据文件，用以完成对图层地理要素的属性描述，图形中的每一个基本元素对应着数据文件的一个记录，图形单元标示码是要素属性表中的一个关键字段，空间数据与属性数据以此字段形成关联，这种关联使两种数据连成一体。这样可以方便地通过图形可以检索，调用属性数据，同样由属性数据也可以显示、检查图形，实现空间数据与属性数据的双向查询。山东大学硕士学位论文4 3 3 林业专项维护子项图4 1 数据查询菜单数据维护是对即林业资源面积情况，林业生产情况等进行维护，通过各个表对应的文件进行插入，删除，修改操作。附图：4，4 功能代码实现1 数据库连接：p

50、u b l i cc l a s sI n d e x B e a l l S t r i n gu r l=”j d b c：o r a c l e：t h i n：0 2 1 1 9 9 1 2 2 1 9 7：1 5 2 l：o r a 8 1 5”S t r i n gu s e r：”s d j n d a t 8”：S t r i n gp a s s r o r d=”j n x x W _ 0 k 8”：R e s u l t S e tr s=n u l l：S t a t e m e n ts t m t=眦l l：C o n n e c t i o 咀c o t l r