農業(yè)資源地理信息系統(tǒng)平臺設計與開發(fā).pdf

1、農業(yè)資源是人們從事農業(yè)生產或農業(yè)經濟活動所利用或可利用的各種資源，是經濟再生產和自然再生產相互交織的物質生產部門，是社會經濟發(fā)展的前提與基礎。隨著社會經濟的高速發(fā)展及人口的劇增，農業(yè)資源的人均占有量在逐年減少，同時環(huán)境在逐年惡化，如何優(yōu)化配置和合理利用農業(yè)資源是解決環(huán)境、資源、災害、人口四大問題的焦點。但是由于環(huán)境資源是廣布于地球表面，時空變化莫測等特點，運用常規(guī)技術是很難獲取現(xiàn)勢性資料的，更不可能對其進行預測與實時監(jiān)測，造成了農業(yè)生產

2、在很大程度靠天的被動局面。而運用農業(yè)信息技術就有可能獲取環(huán)境資源的現(xiàn)勢性資料，并可實施時空變化預報和動態(tài)監(jiān)測，有可能較大程度地改變農業(yè)生產的被動局面。 現(xiàn)階段在農業(yè)信息技術方面的進展最突出的就是農業(yè)資源信息系統(tǒng)的建立，它以地理信息技術為基礎平臺，并借用全球定位技術和遙感技術生成數(shù)據(jù)源的一個功能強大的系統(tǒng)，是現(xiàn)階段解決農業(yè)的生產分散性、時空變異性、災害突發(fā)性等困難的最佳技術手段。近年來，農業(yè)資源信息系統(tǒng)在農業(yè)上的應用發(fā)展速度較快，

3、并取得了可喜的成績。但我國與國外相比有一定的差距。表現(xiàn)在研究深度不夠，而應用方法上大部分是初級應用，基本上是在其它平臺上作二次開發(fā)。針對以上情況，本研究深入地探討了如何開發(fā)一個適合農業(yè)資源管理與研究的地理信息系統(tǒng)。在本次研究中基于面向對象的思想，在VC環(huán)境下開發(fā)農業(yè)資源環(huán)璄地理信息系統(tǒng)平臺，該平臺的關鍵是GIS底層模塊的開發(fā)，它是整個農業(yè)環(huán)境資源信息平臺的支撐。該模塊實現(xiàn)了基本的地圖操作(縮放、移動、全圖以及查看等)、地圖數(shù)據(jù)的導入與導

4、出、地圖的高級修飾以及地理數(shù)據(jù)的投影轉換等功能。并在底層模塊的基礎上作了一些農業(yè)上的應用，如土壤地統(tǒng)計制圖(實現(xiàn)了逆距離、單克里格、協(xié)克里格插值算法)、數(shù)據(jù)分類(C-均值、模糊聚類等)以及采樣策略指導等。通過本系統(tǒng)能為深入研究農業(yè)資源信息的理論、方法及相關應用提供了方便。 本次主要研究內容及其結果如下： 1、本研究基于面向對象的思想，對系統(tǒng)需求采用用例圖的方式給予表達，并對系統(tǒng)中的各用例進行了較為詳細地分析。通過用例圖進

5、行需求分析，首先，較準確地了解了系統(tǒng)中每一類用戶的要求和愿望，從而確保整個開發(fā)過程不會在需求上偏離方向：其次，用例為設計軟件構架提供了方便，在最初的幾次迭代中，通過選擇來實現(xiàn)適當?shù)南到y(tǒng)構架，從而能夠保證建起一個較為健壯穩(wěn)定的構架，提高整個系統(tǒng)的穩(wěn)定性及可擴展性。根據(jù)已建立的用例圖劃分出系統(tǒng)中的各個概念，并建立起各概念之間的相互關系，形成概念模型，并采用契約圖的方式，繪出了各種操作在各概念中的傳遞過程。通過對概念模型的分析，理清了各個概念

6、之間的相互調用關系，為系統(tǒng)中類的設計打下良好的基礎。 2、本系統(tǒng)基于面向對象思想，把各個失量圖形及柵格圖像作為一個對象，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)對象的封裝。并采用了完全面向對象的文檔組織機制，把每個圖形圖像元素對象作為一個整體來組織存儲空間的分配、保存及記取等各種管理功能，通過這種存儲機制，來管理指向所有圖形圖像元素對象的指針，達到管理所有圖形元素對象的目的。采用這種方式，提高了數(shù)據(jù)的安全性、程序的結構化、系統(tǒng)的可移植性以及程序的可擴展性。

7、 3、通過對ESRI公司公布的重要地理數(shù)據(jù)文件(SHP文件)格式及Ascii柵格文件格式的分析，在本系統(tǒng)中實現(xiàn)了該文件格式的讀取及寫入功能，為開發(fā)的系統(tǒng)提供了重要的失量及柵格數(shù)據(jù)源，同時為各種地理信息系統(tǒng)軟件間地理數(shù)據(jù)的共享提供了方便。 4、本系統(tǒng)充分利用VC自身的消息傳遞機制，并給合相關的幾何數(shù)學理論，實現(xiàn)了從圖形到屬性的查看功能。用戶只要在圖形圖像顯示區(qū)點擊相關對象，就能在對話框中看到該對象的詳細屬性信息。該功能為以后

8、在GIS系統(tǒng)中實現(xiàn)空間統(tǒng)計和分析功能等操作提供接口。 5、根據(jù)地理投影相關理論，并結合C語言的相關函數(shù)庫，在本系統(tǒng)中實現(xiàn)了我國常用的高斯－克里格的投影轉換功能。用戶向系統(tǒng)導入數(shù)據(jù)時，系統(tǒng)首先判斷地理數(shù)據(jù)是否己作投影，若沒有，系統(tǒng)自動根據(jù)用戶設定的中央經線進行投影轉換。 6、基于已開發(fā)的地理信息平臺，并結合相關專業(yè)模型，實現(xiàn)了地統(tǒng)計制圖、采樣設計以及農業(yè)管理分區(qū)模型的應用。用實踐證明了底層平臺的可擴展性，并為后繼專業(yè)模型的