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50000字硕士毕业论文地理信息系统在作物和地理环境系统中的应用

论文类型:硕士毕业论文
论文字数:50000字
论点:作物,农业,数据
论文概述:

基于 GIS作物与环境信息系统的总体要求:系统具有广泛的可用性,用户可以通过简单操作即可满足对田间基本情况、历史数据的读取与查看,完成对图形编辑以及查询和维护等功能。

论文正文:

第一章引言

1.1选题的目的和意义
1.1.1选题的目的
信息科学技术是21世纪的领先技术之一。它已被应用于社会生产的各个领域,极大地促进和推动了相关产业的蓬勃发展。地理信息系统由计算机系统、地理数据库和用户组成。它通过收集、存储、管理、处理和检索地理数据来生成和输出各种地理信息。它是分析和处理海量地理数据的通用技术,为土地利用、资源管理、环境监测、交通运输、经济建设、城市规划、工程设计和规划等提供管理和决策服务。近年来,将地理信息系统技术应用于农业生产管理,利用先进的信息技术提升和改造传统农业,大力发展农业信息化,已成为我国现代农业发展的重要战略。用信息技术武装农业生产管理必须以获取各种作物和农业环境信息为基础,而农业决策支持系统和专家系统的开发可以实现农业生产效率的提高和资源的优化配置。农作物和环境信息主要包括地理环境、土壤环境、气候、水环境、作物生长状况等相关信息。准确获取这些信息对作物生长研究和管理者实施管理具有重要意义。在作物生长过程中,它必然受到大气、水、土壤、光和热等自然环境的影响。生长阶段的生理生态特征及其所处的环境因子参数构成了作物研究的信息范围。因此,为了研究作物的生长,首先需要获得准确及时的作物和环境信息。
此外,获取作物和环境信息是实施精细农业的先决条件,在精细农业中发挥着重要作用。由于精准农业是基于信息和先进技术的现代农田“集约耕作”技术(王茂华1999),精准农业的实施必须以农田信息采集为基础和支撑,准确感知田间小区的水肥信息、作物生长信息、病虫害信息等相关信息,最终通过专家知识分析判断确定小区所需肥料量、水量和药量,从而实现按需投入的目标。最后,作物和环境信息的获取对农业灾害的预防具有重要意义。例如,根据以前关于田间病虫害和杂草发生情况的信息,结合植保专家的知识和经验,可以提前预测灾害的发生并采取措施。随着农业信息化的发展,我们在科研和实际生产中获得了大量的农作物和环境信息,但现实情况是我们对这些农业信息的利用率很低,费时费力的数据价值无法得到充分发挥。造成这种情况的主要原因是作物类型、地理位置的差异,监测作物和环境信息的仪器使用的差异,以及在计算机上存储和访问所收集数据的方式不一致(Dukeming,2007年),这给作物和环境信息的有效存储和使用带来了困难。
因此,为了提高农业信息的利用效率,从纷繁复杂的农田监测信息中发现对农业决策具有指导意义的信息,必须构建支持决策分析的数据存储环境,统一存储作物生长图像信息、生理生态信息、气象和土壤信息。本文的目的是建立一个基于地理信息系统的作物与环境信息系统,实现作物与环境数据的统一存储和访问,建立统一的数据标准,并通过网络发布,从而建立一个作物与环境信息共享的数据平台。基于这样的平台,农业领域的专家可以方便地对数据进行深入分析,然后根据分析结论远程、实时、远程地指导耕作、灌溉、施肥、植保等耕作措施。
1.1.2主题的意义
中国是一个拥有13亿人口的发展中农业大国。长期以来,农业一直被中国视为确保世界和平与稳定的战略性产业。目前,我国土地资源的开发导致资源越来越少。与此同时,不可阻挡的人口增长率也使得与土地资源的矛盾越来越严重。只有提高我国农业的发展水平,才能缓解矛盾,促进经济发展和小康社会的实现。农业发展水平取决于生产效率和农业材料利用率等因素。为了减轻我国农业盲目发展带来的生态负荷,笔者认为,需要通过科学的农业管理,逐步将当前粗放农业改造为集约农业,实现我国农业发展水平的跨越,以更好地适应我国未来农产品带来的调整。当今发展农业的唯一途径是依靠高科技管理系统来实现科学的监测和管理,包括地理信息系统(GIS)和智能控制系统(ICS)。这些系统可以实现作物栽培管理、生长状况、作物生长环境特征监测的实时管理,为今后的决策提供参考建议。
考虑到农业生产过程中的巨大地理差异,为了快速有效地处理来自不同地理环境的大量农业数据,必须将地理信息系统应用到农业生产过程中,以确保收集到的农业基础数据的可靠性,并获得可靠的农田信息管理系统。如果不能及时获得可靠的农田数据,就无法做出准确的农业生产决策,更不用说农业生产管理的现代比率了。信息技术的发展使农田管理更加快捷方便,并向量化和精确化方向发展。本研究以农田基础数据的管理和服务为基础,研究信息技术在农田信息服务中的应用。面对复杂多变的环境数据,传统的数据管理系统已经无法应对时间空特异性和环境特异性等大量数据存储,地理信息系统的应用为此提供了强有力的技术支持(黄景峰2000)。作物与环境信息系统在日常监测活动中产生大量数据。其中一些数据以文档的形式存储,一些以数据文件的形式存储在硬盘或磁盘和其他介质上,一些存储在普通数据库中。
除了分布混乱之外,这些数据在数据组织上不统一,这必然给农业专家和农业管理者观察和分析作物和环境信息带来许多麻烦。然而,数据用户不得不在数据的统一集成上花费大量时间,这显然是浪费和误用宝贵的科学研究时间。从海量数据中提取农田环境和作物信息,并对分散在各处、不便于访问的各种农田监测数据进行处理,构建一个基于地理数据库、数据共享的地理信息系统,方便科研人员在线查询分析数据,利用这些信息判断当前农田环境状况和作物生长状况,预测各种营养缺乏状况、病虫害, 未来作物可能出现的果实品质和产量状况,为指导未来农田管理和防灾提供支持。 作者将其应用于空之间的数据采集和分析,实现了“作物-气象环境-预测”管理系统,同时实现了作物区域数据的图形化查询和制图。

1.2国内外研究进展
地理信息系统起源于20世纪60年代,在70年代得到巩固和发展,在80年代得到普及和应用,在90年代得到大力发展和广泛应用,并广泛应用于社会生产和生活的各个方面。地理信息系统现已实现地理、遥感、统计和其他学科的整合,以处理空信息数据,为农业的准确发展提供可靠的技术支持。

1.3研究内容和方法..............................14-16
第二章系统总体设计..............................16-19
2.1系统需求分析..............................16-17
2.1.1功能需求分析..............................16-17
2.1.2数据需求分析..............................17
2.2系统设计原则..............................17-18
2.3系统总体结构..............................18
2.4本章概述..............................18-19
第三章桌面二次开发..............................19-37
3.1数据访问协议..............................19-20
3.2推动成就的发展..............................20-29[/比尔/] 3.3工作空发展..............................29-32 [/BR/] 3.4菜单栏开发..............................32-33[/ Br/] 3.5功能区开发..............................33-35
3.6权利分配的发展..............................35-36
3.7本章概述..............................36-37
第四章网络侧Flex的二次开发..............................37-45
4.1灵活开发架构..............................37-38
4.2 MapGIS K9 IMS灵活环境配置..............................38
4.3地图显示实例开发..............................38-40
4.4地图查询实例开发..............................40-41
4.5地图编辑实例开发..............................41-43
4.6地图统计分析示例开发..............................43-44
4.7本章概述..............................44-45
第五章系统应用和测试..............................45-57
5.1初步准备..............................45-48
5.1.1创建地理数据库..............................45-47
5.1.2绘制实验区平面图..............................47
5.1.3数据输入..............................47-48
5.2系统功能模块显示..............................48-53
5.3网络终端秀..............................53-56
5 . 3 . 1 MAPPIS IG服务器配置..............................53-55
5.3.2网络侧功能..............................55-56
5.4本章概述..............................56-57

结论

本研究对地理信息系统技术在作物和环境信息管理中的应用进行了有益的探索和尝试。研究的主要结论和结果如下:
(1)基于地理信息系统的作物与环境信息系统的一般要求:该系统具有广泛的可用性,用户可以通过简单的操作读取和查看基本的田间条件和历史数据,完成图形编辑、查询和维护等功能。
(2)开发了基于MapGIS K9的作物与环境信息管理系统。该系统可以显示、漫游、缩放和定位地图。实现图与属的链接,根据图元找到属性,通过属性找到并定位图元;属性数据与地图元素的绑定;各种专题地图生成等功能。
(3)通过基于Flex的二次开发,完成了地图显示、查询、编辑和统计开发,使得不同用户可以通过互联网轻松访问地理数据库。
(4)建立了中国干旱地区农业节水研究所传感器网络测试区地理数据库。传感器和气象站收集的数据输入地理数据库,并在系统中绘制和验证试验区的平面图。实践证明,该系统能够方便地查询和管理数据,并通过网络实时共享数据。

参考

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