80年代中期,我國開始將GIS應(yīng)用于農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，從最初的國土資源決策管理、農(nóng)業(yè)資源信息管理、區(qū)域農(nóng)業(yè)規(guī)劃到現(xiàn)在的農(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)業(yè)生態(tài)環(huán)境監(jiān)測、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)潛力研究、“精確農(nóng)業(yè)”等方面。
1、農(nóng)業(yè)資源調(diào)查與管理
農(nóng)業(yè)資源是人們從事農(nóng)業(yè)生產(chǎn)或農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)活動所利用的各種物質(zhì)與能量。農(nóng)業(yè)資源調(diào)查就是針對農(nóng)業(yè)資源的屬性進(jìn)行清查。GIS建立這些屬性的空間和統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)庫，信息來源于土壤圖、氣候圖、各種統(tǒng)計(jì)報(bào)表等。GIS將圖形與數(shù)據(jù)庫有機(jī)結(jié)合，可實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)資源檔案的計(jì)算機(jī)一體化，為農(nóng)業(yè)資源自動化管理服務(wù)。利用GIS建成的信息系統(tǒng)較傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)查詢更科學(xué)、空間數(shù)據(jù)更及時(shí)，農(nóng)業(yè)資源統(tǒng)計(jì)表和圖形的同時(shí)輸出使得信息更直觀。
2、進(jìn)行農(nóng)業(yè)區(qū)劃
利用GIS進(jìn)行農(nóng)業(yè)區(qū)劃，可以將現(xiàn)在的自然資源、社會經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)庫與GIS結(jié)合，快速形成各種農(nóng)業(yè)區(qū)劃統(tǒng)計(jì)圖件。也可將遙感系統(tǒng)(RS)與GIS相結(jié)合，利用RS的遙感結(jié)果，借助GIS的先進(jìn)功能對不同區(qū)劃方案進(jìn)行動態(tài)模擬與評價(jià)，編繪出各種綜合評價(jià)圖、區(qū)劃圖等，直觀定量地顯示區(qū)劃結(jié)果。
3、開展農(nóng)業(yè)土地適宜性評價(jià)
農(nóng)業(yè)土地適宜性評價(jià)是通過對農(nóng)用土地自然屬性的綜合鑒定，將農(nóng)用土地按質(zhì)量差異分級，以闡明在一定科學(xué)技術(shù)水平下，農(nóng)用土地在各種利用方式中的優(yōu)劣及對農(nóng)作物的相對適宜程度，是農(nóng)業(yè)土地利用決策的一項(xiàng)重要基礎(chǔ)性工作。利用GIS進(jìn)行土壤適宜性評價(jià)就是將土壤類型、質(zhì)地、有機(jī)質(zhì)含量、氮磷鉀含量等土地空間和屬性數(shù)據(jù)進(jìn)行整合，依據(jù)各個(gè)因素對作物生長的重要性賦予權(quán)重，在地理信息系統(tǒng)中分析運(yùn)算，生成土壤適宜性評價(jià)圖，也可根據(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價(jià)和多因素綜合評價(jià)，實(shí)現(xiàn)土地適宜性的分級。
4、開展農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境研究
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、生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評價(jià)與環(huán)境影響評價(jià)、環(huán)境預(yù)測規(guī)劃與生態(tài)管理以及面源污染防治等。就環(huán)境監(jiān)測而言，依據(jù)GIS的模型功能，結(jié)合環(huán)境監(jiān)測日常工作需求，建立農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境模型，模擬區(qū)域內(nèi)農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境的動態(tài)變化和發(fā)展趨勢，為決策和管理提供依據(jù)；就環(huán)境質(zhì)量而言，由于污染源的區(qū)域性、污染物的流動性以及區(qū)域梯度變化，用GIS作為支持系統(tǒng)可使環(huán)境質(zhì)量評價(jià)結(jié)果更加科學(xué)和直觀。
5、進(jìn)行農(nóng)業(yè)災(zāi)害預(yù)測與控制
利用遙感、GIS和計(jì)算機(jī)等技術(shù)對重大農(nóng)業(yè)災(zāi)害進(jìn)行綜合測評，為政府和有關(guān)機(jī)構(gòu)提供及時(shí)有效、準(zhǔn)確可靠的決策信息，使減災(zāi)、防災(zāi)、救災(zāi)等有更充分的科學(xué)依據(jù)，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和農(nóng)村經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定發(fā)展提供有力保證。對有災(zāi)害發(fā)生的區(qū)域，可以根據(jù)GIS空間信息計(jì)算出的大致受災(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，對某一區(qū)域歷史數(shù)據(jù)的演變分析，對區(qū)域內(nèi)災(zāi)害發(fā)生的基本規(guī)律、時(shí)空分布、危害程度等進(jìn)行綜合評價(jià)和模擬，并對災(zāi)害發(fā)展趨勢進(jìn)行預(yù)測，為防災(zāi)、減災(zāi)提供分析對策。
6、進(jìn)行農(nóng)作物估產(chǎn)與監(jiān)測
農(nóng)作物估產(chǎn)和監(jiān)測對國家及時(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。其內(nèi)容主要包括兩方面:估算作物種植面積；由單產(chǎn)模型、長勢遙感監(jiān)測來確定估產(chǎn)模式?？茖W(xué)、準(zhǔn)確地估產(chǎn)，提供數(shù)字化、圖像化的農(nóng)情，對政府進(jìn)行科學(xué)、正確的決策具有重要意義。目前，由RS(遙感系統(tǒng)) 、GIS(地理信息系統(tǒng)) 、GPS(全球定位系統(tǒng))現(xiàn)代信息傳輸技術(shù)結(jié)合構(gòu)成的“3S”技術(shù)體系已被許多國家選用來進(jìn)行農(nóng)情監(jiān)測分析。我國農(nóng)作物遙感估產(chǎn)現(xiàn)已發(fā)展到小麥、水稻、玉米和牧草等多種農(nóng)作物。
7、在精確農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用
精確農(nóng)業(yè)是指運(yùn)用遙感、遙測(如氣溫、土壤溫度等的遙測) 、GPS、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、GIS等信息技術(shù)、土壤快速分析技術(shù)、自動滴灌技術(shù)、自動耕作與收獲技術(shù)、保存技術(shù)等定位到中、小尺度的農(nóng)田，在微觀尺度上直接與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動和管理相結(jié)合的高新技術(shù)系統(tǒng)。GIS在精確農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用主要包括以下幾個(gè)方面:
(1) GIS是精確農(nóng)業(yè)整個(gè)系統(tǒng)的承載動作平臺和基礎(chǔ)，各種農(nóng)業(yè)資源數(shù)據(jù)的流入、流出以及對信息的決策、管理都要經(jīng)過GIS來執(zhí)行。
(2) GIS作為精確農(nóng)業(yè)的核心組件，將RS、GPS、專家系統(tǒng)、決策支持系統(tǒng)等組合起來,起到“容器”的作用。
(3)在精確農(nóng)業(yè)中，GIS還用于各種農(nóng)田土地?cái)?shù)據(jù)，如土壤、自然條件、作物苗情、產(chǎn)量等的管理與查詢，也能采集、編輯、統(tǒng)計(jì)、分析不同類型的空間數(shù)據(jù)。
(4)作物產(chǎn)量分布圖等農(nóng)業(yè)專題地圖的繪制和分析也都由GIS來完成。
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