基于3S技术的现代烟草农业信息综合管理系统

关键词：现代烟 草农业 ；地理信息系统；遥感 ：全球定位系统
Ｉ ｅ ｒ ｔ ｄ Ｉ ｏ ｍ ａ ｉ ｎ Ｍ ａ ｇ ｍ ｅ ｙ ｔ ｍ ｏ ｏ ｒ ｂ ｃ ｏＡｇ ｉ ｕｌｕｒ ｓ ｄ ｏ ｎｔ ｇ ａ ｅ ｎｆ ｒ ｔｏ ｎａ ｅ ｎｔＳ ｓ ｅ ｆ ｒＭ ｄｅ ｎ Ｔｏ ａ ｃ ｒ ｃ ｔ ｅＢａ ｅ ｎ ３Ｓ Ｔｅ ｈｎｏ ｏ ｉｓ ｃ ｌｇｅ
业相关数据的汇总、管理 、分析和决策；全球定位系统
是空间信息的定位基础，可通过传感器和 网络传输，用 于烟 田、土壤 、苗情、病虫害等位置信息的采集 。国内 外对 ３ Ｓ集成技术在烟叶种植、 生产 、 管理等领域开展 了
一
代 烟草农业的烟 叶生产管理业务流程 的各部分 ，重 点 在于为烟 叶生产提供分析、管理和 决策功能 （ １ 。 图 ）
计 算 机 系 统 应 用
ｈｔ： ｗ ｃＳ ． ｇｃ ｔ／ ｐ ／ ． ・ｏ ． ｗｗ － ａ ｒ ａ
２１ ０ ２年 第 ２ 卷 第 ２ 期 １
基于 ３ ｓ技术的现代烟草农业信息综合管理系
吕 鹏 ，王 拓 ，王云飞，邵小东
ｆ 中国科学院遥感应用研 究所 ，北京 １０ Ｏ ） ０ １１ （ 中国地质 图书馆 ，北京 １０ ８ ） ０ ０ ３
计 算 机 系 统 应 用
一
个 管理系统【。因此 ，信息 综合 管理是当前现代烟 ｌ Ｊ
３ 系 统功能设计 必须充分 理解现 代烟草农业 发展 的 Ｓ
这些新特 点、新 要求、新模式和新 内容 。本系统 的 目
草农业信息化 的重 点和难 点，也是影 响其科学发展 的
重要 因素 。
的是建立 一个服 务于烟 叶生产 的空间信息管理系统 。 基 于该系统，用 户可以实时获取动态信息 ，进行烟 田
轮 作管 理、烟 田动态监测 、烟基配套设施管理 ，也可 以更新发布和 管理烟 叶生产相 关各类 空间专题和统计
遥感、地理信息系统和全球卫星定位系统 （Ｓ ３ ）技 术是现代对地观测空间信息技术的三大支柱。遥 感技术
通过发挥其信息采集与动态监测的优势，可建立以地球
观测数据为基础的现代烟草动态监测体系，通过分析遥 感影像所包含的波谱特征 ，实时监测影响烤烟生长发育 及品质的农田生态环境、土壤理化特性、病虫害等外部 条件； 地理信息系统是一 门基于计算机科学 的新兴学科，
土壤特性 、 自然气候 、水利设施 、烤房 分布 、区域经 济等多方面 的信息和分析需求。另一方面 ，烟草行业 信息化又面临基础数据形式不一、 数据格式互不通用 、 资料精细化程 度差异显著等 问题 ，尚未能有机集成为
化管理” 目标的烟草行业信息化被 摆在突 出位置 ， 为 其 核心是用信息化技术改造传统烟 叶生产 ，带动现代烟 草农业的发展，并贯穿于种植管理、烟叶经营、物流
摘
要 ：应用遥感、地理信息系统和全球定位技术 ，通过讨 论面 向现代烟草农业 的 ３ Ｓ综合信息管理系统的系统
功能、架构设计 、数据组织、系统实现等关键问题 ，基 于面 向服务的系统架构和 Ａ ｃ Ｉ ｅｖｒ 台，提出通过 ｒＧ ＳＳｒｅ 平 收集整理 已有的土地利用和 烟草种植 规划 资料 ，对 烟叶生产 中的土地利 用、烟 田分布、水利 设施 、烤房分布等 进 行信息提取和数字化更新，开发面 向现代烟草农业的 ３ 综合管理信息系统，对烟叶生产过程 的海量空间数据 Ｓ 进 行管理和分析处理 ，应用于烟 田轮作管理、烟 田动态监测、烟基配套设施管理等烟 叶生产 与管理全过程 ，实 现对烟 叶种植 的科学 、综合、高效管理，达到现代烟 草农业增产 、增收、增效的 目的。
① 收稿时ｉ： １－ － ； ＇ ２ １ ６１ 收到修改稿时￣： １－ － Ｅ ０ ０ ６ ２ １８ ４ ０ ０２
３ ０系统 建设 Ｓｓ ｍ ｏｓ ｕｔ ｎ ｙｔ Ｃ ｎｔ ｃｏ ｅ ｒ ｉ
２１ 年 第 ２ ０２ １卷 第 ２期
ｈｔ：ｗ ． ｓ ． ｇｃ ｔ Ｈ ｗｗｅ － ｏ ． ｐ －ａ ｒ ｎ
ａ ｄ Ａ ｃ Ｓ Ｓ ｒ ｅ ｌｔ ｒ Ｔ ｉ ｓ ｓ ｍ ｏ ｌｃｓｌ ｄｕ ｅａ ｄ ｐ ａ ｎ ｎ ｆ ｒ ｔ ｎｏ ｂ ｃ ｏ ｃ ｌ ｖ ｔ ｎ ｅ ｔ ｃｓ ｄ ｎ ｒ ＧＩ ｅ ｖ ｒ ａ ｏ ｍ． ｈ ｓ ｙ ｔ ｃ ｌ ｔ ｓ ｎ ｌｎ ｉｇ ｉ ｏ ｍａｉ ｎｔ ａ ｃ ｕｔ ａｉ ， ｘ ｒ ｔ ａ ｐ ｆ ｅ ｅ ｎ ａ ｎ ｏ ｏ ｉ ｏ ａ ｎ ｄ ｇｔ ｌ ｅ ｅ ｅｉ ｆ ｒ ａｉ ｎ ｓ ｃ ｄｕ ｅ ｔｂ ｃ ｏ ｆ ｌ ｉ ｒ ｕ ｉ ｎ ｗａｅ ｃｌ ｉｓ ｂ ｒ ｉ ｒ ｕ ｉｎ Ｔｈ ｓ ｙ ｔｍ ｉ ｉ ｉ ｓｔ ｓ ｏ ａｚ ｈ ｎ ｍ ｔ ， ｕ ｈ ａ ｌ ｓ ， ｏ ａ ｃ ｅｄ ｄ ｓ ｉ ｔ ， ｔ ｒ ａ ｉ ｔ ， ａ ｎ ｄ ｓ ｉ ｔ ． ｉ ｓ ｓｅ ｏ ｓ ａ ｎ ｉ ｔｂ ｏ ｆ ｉｅ ｔｂ ｏ
ｄ ｓ ｕ ｓ ｄｔ ｅｓ ｓｅ ｆ ｎ ｔ ｎ ， ｒ ｈｔ ｃｕ ｅｄ ｓｇ ，ｄ ｔ ｒ ａ ｉａ ｏ ， ｙ ｔｍ ｍｐ ｅ ｎ ｔｏ ｄｏ ｅ ｅ ｓｕ ｓｏ ｅ ｉｃ ｓ ｅ ｙ ｔｍ ｕ ｃ ｉ ｓ ａ ｃ ｉ ｔ ｒ ｅ ｉ ｎ ａａｏ ｇ ｎ ｚ ｔ ｎ ｓ ｓｅ ｉ ｌ ｍｅ ｔ ｉ ｎａ ｔ ｒｋ ｙ ｉｓ ｅ ｆ ｈ ｈ ｏ ｅ ｉ ａ ｎ ｈ ｔ ｉｔ ｇ ａｅ ｎ ｏ ｍａ ｉｎ ｍａ ａ ｅ ｎ ｙ ｔ ｍ ｏ ｄ ｍ ｂ ｃ ｏａ ｉｕｔ ｒ ｉｈ ｂ ｓ ｄ ｏ ｅ ｖ ｃ －ｒｅ ｔｄ ａ ｃ ｉ ｃ ｒ ｎｅ ｔ ｄｉ ｆ ｒ ｔｏ ｎ ｇ ｍｅ ｔｓ ｓｅ ｆ ｒｍｏ ｅ ｔ ａ ｃ ｇ ｃ ｌ ｅｗｈ ｃ ａ ｅ ｎｓ ｒ ｉｅ ｏ ｉｎ ｅ ｒ ｈｔ ｔ ｅ ｒ ｏ ｒ ｕ ｅｕ
程 ，实现对烟叶种植的科学、综合、高效管理 ，达到 现代烟草农业增 产、增 收、增效的 目的。 ３ Ｓ系统按照应用平 台化、部署省集中化 、流程集
２ 系统功能分析与架构设计
其优势在于空间数据的采集与处理 ，可用于现代烟草农
数据 。系 统通过提供基本 空间分析功 能，如 图层叠加 分 析、空间测量 、专题 制图等 ，实现烟草生产过程 中
的分析和 决策业 务过程 ，成为面 向管理和决策 的综合
系 统。其 他功能模块还 包括 日志管理 、用户管理 、打
印导出等 。因此 ，３ Ｓ系统要将 ３ Ｓ信息和技术融入现
ｆ ｃｌ ｉｓ ｍａ ａ ｅ ｎ ，ｔ ｃ ｅ ｅ ｓ ｉｎ ｉ ｃ ｏ ｒ ｈ ｎ ｉ ｅ ａ ｄ ｅ ｃｅ ｔｔ ｂ ｃ ｏ ｃ ｌ ｖ ｔ ｎ ｍａ ａ ｅ ｎ ，ａ ｄ ｔ ａ ｉ ｔ ｎ ｇ ｍｅ ｔ ｏ ａ ｈ ｖ ｃｅ ｔ ，ｃ ｍｐ ｅ ｅ ｓｖ ｉｅ ｉ ｉ ｆ ｎ ｆ ｉｎ ｏ ａ ｃ ｕｔ ａｉ ｎ ｇ ｍｅ ｔ ｎ ｏ ｉ ｉ ｏ ｉ ｃ ｅ ｅｐ ｏ ｕ ｔ ｎ ｉ ｃ ｍｅ ａ ｄ ｅ ｃ ｅ ｃ ． ｎ ｒ ａ ｒ ｄ ｃｉ， ｎ ｏ ， ｎ ｆ ｉｎ ｙ ｓ ｏ ｉ Ｋｅ ｗｏ ｄ ：ｏ ａ ｃ ｇ ｉｕｔｒ ； ｅ ｇ ａ ｈ ｃｉ ｆ ｒ ａｉ ｎ ｓ ｓｅ ； ｅ ｔ ｅ ｓｎ ； ｌｂ ｌ ｏ ｉ ｏ ｎ ｓ ｍ ｙ ｒ ｓ ｔ ｂ ｃ ｏａ ｒ ｌ ｅ ｇ ｏ ｒ ｐ ｉ ｎ ｏ ｃ ｕ ｍ ｔ ｔｍｓ ｒ ｍｏ ｅｓ ｎ ｉ ｇ ｇ ｏ ａ ｓ ｉ ｎ ｇ ｓ ｔ ｏ ｙ ｐ ｔ ｉ ｙ ｅ
结合运用地理信息系统和全球定位技术 ，对烟叶生产 中的土地利用 、烟 田分布、水利设施、烤房分布等进
行信息提取和数字化更新 ，开发面 向现代烟草农业的 ３ 综 合管理信 息系统 ， 烟叶生产过程 的海量空间数 Ｓ 对 据 进行管理和分析处理 ，应用于烟 田轮作管理、烟 田 动态监测 、烟基配套设施管理等烟叶生产与管理全过
ｌ 引言
中国烤烟 面积和产 量居世 界第一 ，作为一种特殊 的经济作物 ，烤烟在 国民经济中 占有特殊 的地位 。 目 前，以“ 规模化种植 、集约化经营、专业 化分工 、信息
分销等烟草产业所有环节，为生产 、经营 、决策和管
理提供支撑 。烟叶种植和生产管理 是烟草农业现代化
的重要一环 ，涉及土地利用、烟 田分布 、轮 作倒 茬、
Ｃ ｅａ ｐｉｄ ｔ ｏ ａ ｃ ｅｄ ｃｏ ｏ ｔ ｎ ｍａ ａ ｅ ｎ，ｄ ｎ ｍｉ ｍｏ ｉ ｒ ｇ ｏ ｂ ｃ ｏ ｆ ｌｓ ｔｂ ｃ ｏｌａ－ａｅ ｎ ａ ｂ ｐ ｌ ｏｔｂ ｃｏ ｆ ｌ ｒｐ ｒｔ ｉ ｎ ｇ ｍｅ ｔ ｙ ａ ｃ ｅ ｉ ａ ｏ ｎｔ ｉ ｆｔ ａｃ ｅ ， ｏ ａ ｃ ｅ ｆ ｓ ｄ ｏｎ ｏ ｉ ｄ ｂ
本 文通过讨论面 向现代烟 草农业 的 ３ 综合信息 Ｓ
管 理系统的系统功能、架构设计、数据 组织、系统实
现 等关键 问题 ，提 出通过收集整理 已有的土地利用和 烟 草种植规划资料 ， 应用 高分辨率遥感影像进行解译，
烟 叶生 产经营 集约
化 分析
育葡 工场 供苗 范围分析 密集 烈烤 房查询 与展示 房烘 烤服 务覆荒 范围 分 专业化 服务 队查 询与展示
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ｂ ｓ ｇ ｒ ｍｏ ｅ ｓ ｎ ｉｇ ｅ ｇ ａ ｈｃ ｉ ｆ ｒ ｔ ｎ ｓ ｓ ｍｓ ａ ｄ ｇ ｏ ａ ｏ ｉ ｏ ｉ ｇ ｔｃ ｎ ｌ ｇｅ ， ｈ ｓ ｐ ｐ ｒ ｓｒ ｃ ： ｙ ｕ ｉ ｅ ｔ ｅ ｓ ，ｇ ｏ ｒｐ ｉ ｎ ｏ ｍａ ｉ ｙ ｔ ｎ ｌｂ ｌ ｓｔ ｎ ｎ ｅ ｈ ｏ ｏ ｉｓ ｔ ｉ ａ ｅ ｎ ｎ ｏ ｅ ｐ ｉ
Ｌ Ｐｅ ｇ ＷＡＮＧ ｏ ＷＡ Ｇ ｎ Ｆｅ， Ｕ ｎ ， Ｔｕ ， Ｎ Ｙｕ － ｉＳＨＡＯ ａ － ｎ Ｘｉｏ Ｄｏ ｇ
．
（ ｓ ｔｔｏ Ｒ ｍｏｅ ｅｓ ｇ ｐ ｌ ａｉ ｓＣ ｉｅｅ ａ ｅ ｙｏ Ｓ ｉ ｃｓＢ ｉｎ ０ １ １Ｃ ｉａ Ｉ ｔｕｅ ｆ ｅ ｔ Ｓ ｎｉ Ａ ｐｉ ｔ ｎ， ｈ ｓ Ａｃｄ ｍ ｆ ｃｅ ｅ， ｅ ｉｇ１０ ０ ， ｈ ） ｎｉ ｎ ｃ ｏ ｎ ｎ ｊ ｎ （ｈｎ ｏｏ ｉ ｌ ｉｒｒ， ｅ ｉｇ１０ ８ ， ｈ ａ Ｃ ｉａ Ｇｅ ｌ ｃ ｂａｙＢ ｉ ０ ０ ３ Ｃ ｉ ） ｇ ａＬ ｊ ｎ ｎ
烟 叶生 产种植 规模
化 分析 烟 田空间 查询与 展示
耕地 基本 空间特 征分析 土壤理 化信 息管理 与分析 烟 田与基础 设施 叠加分 析
连 片烟 田适宜耕 地提取 约化 育苗 工场查 询与展
空间分析 的技术体系 ，通过建立科学的数学模型 ，促使 烟草农业生产决策从定性主观到定量分析的转变 。
基本烟 田查询 与信 息展示
烟 叶生 产基础 设施 设旌空 间位最 谢询展 示 辫 自 皂 ＊
定的应用探索 。例如实现高精度、低成本、短周期的
分析 与管理
烟 田地块和面积监测 １ 、烤烟轮作规划［、区域性烟叶 ４ 】
重金属污染状况安全性评价【 、种植区海拔分析与规
划【 ６ 】 、烟草长势、病虫害、 自然灾害 的动态监测与预测 等，形成 了对烟草生产种植进行空间观测、空间定位、
烟叶 生产服 务专业
●＿－
。＿＾＿＿●
＿＿●●＿＿＿
＿＿＿＿＿
＿●－＿
－－
。＿－＿●
●。。。＾ຫໍສະໝຸດ Baidu
。－＿＾＿
＿＿＿＿＿
＿＿＿＿一
化 分析
专业 化服务 攫盖 范围分 析 专业化 服务 减工 效果评 估
图 １ 面 向烟 叶生产管理和 决策 的系统功能设计
２ ． 于Ｓ ２基 ＯＡ技术的系统架构