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1.1基于統(tǒng)一建模語言的數(shù)據(jù)調(diào)查與數(shù)據(jù)建庫一體化關(guān)鍵技術(shù)及實(shí)現(xiàn)要實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)調(diào)查與數(shù)據(jù)建庫的一體化,必須針對(duì)便攜式應(yīng)用、大數(shù)據(jù)分析等不同應(yīng)用場景,構(gòu)建統(tǒng)一的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)并建立適應(yīng)性強(qiáng)的空間數(shù)據(jù)庫,使其既滿足數(shù)據(jù)調(diào)查整理應(yīng)用,又滿足數(shù)據(jù)建庫分析應(yīng)用。本次研究中,我們運(yùn)用UML(統(tǒng)一建模語言),根據(jù)空間數(shù)據(jù)的分類原則和面向?qū)ο蟮睦^承特性,將園林資源數(shù)據(jù)進(jìn)行分類抽象,然后根據(jù)空間數(shù)據(jù)的不同特性將園林資源數(shù)據(jù)劃分為點(diǎn)、線、面等圖層,最后根據(jù)對(duì)象的相關(guān)信息,劃分出各個(gè)對(duì)象的屬性。在建立數(shù)據(jù)庫物理結(jié)構(gòu)時(shí),根據(jù)應(yīng)用需求,數(shù)據(jù)調(diào)查整理場景下生成SQLite格式數(shù)據(jù)庫,數(shù)據(jù)建庫分析場景下生成Oracle格式數(shù)據(jù)庫,由于兩種場景數(shù)據(jù)庫的分層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一致,因此使用過程中能無縫轉(zhuǎn)換,從而實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)調(diào)查與數(shù)據(jù)建庫的一體化。
1.2基于遙感影像和實(shí)景影像的圖形信息和屬性信息一體化關(guān)鍵技術(shù)及實(shí)現(xiàn)
1.2.1基于多尺度分割的城市園林綠化資源提取技術(shù)傳統(tǒng)的基于像元的遙感影像分析方法對(duì)于低分辨率的遙感影像具有較強(qiáng)的適用性,但對(duì)于高分辨率的遙感影像,隨著空間分辨率的提高,單個(gè)像元所包含的語義信息更多,更多像元呈現(xiàn)混合像元特性,影像上單個(gè)像元所表示的信息大部分來自周圍地物,采用基于像元分析的傳統(tǒng)分類算法難以提取所需信息。本次研究中,我們采用了基于面向?qū)ο蟮挠跋穹治龇椒ǎ槍?duì)高分辨率遙感影像中地表物體的形狀、色調(diào)、紋理和鄰域關(guān)系等復(fù)合空間特征,采用閾值分割法、區(qū)域分割法等手段,對(duì)多波段遙感數(shù)據(jù)進(jìn)行多尺度分割,生成不同尺度的對(duì)象層,形成對(duì)象層次網(wǎng)絡(luò)體系。多尺度分割后影像的基本單元已不是單個(gè)像元,而是由同質(zhì)像元組成的多邊形對(duì)象,每一多邊形對(duì)象不僅包含像元固有的光譜信息,還有多邊形的形狀信息、紋理信息與鄰域信息,對(duì)于光譜信息類似的不同種類的園林綠化資源而言,通過多邊形對(duì)象其他屬性信息的差異就可以輕松地提取出來。該技術(shù)主要分為數(shù)據(jù)收集與整理、影像預(yù)處理、影像分割、建立知識(shí)庫、數(shù)據(jù)提取、指標(biāo)評(píng)價(jià)等步驟,技術(shù)流程。
1.2.2基于連續(xù)實(shí)景影像的樹種識(shí)別技術(shù)及實(shí)現(xiàn)實(shí)景影像作為第5D產(chǎn)品正在各地“智慧城市”的建設(shè)中被廣泛應(yīng)用。利用連續(xù)實(shí)景影像數(shù)據(jù),從實(shí)景影像中提取多角度的樹葉照片,與已經(jīng)建立完成的樹葉知識(shí)庫進(jìn)行關(guān)聯(lián)、比對(duì),快速識(shí)別不明樹種。該技術(shù)的實(shí)現(xiàn)主要分為以下幾個(gè)步驟:1)建立樹葉知識(shí)庫通過日常工作的積累和相關(guān)資料的查找,建立各種樹木的照片、文字資料等知識(shí)庫。該知識(shí)庫包括樹木的照片、樹葉的照片、相關(guān)的背景資料等,為后續(xù)進(jìn)行樹種識(shí)別,提供足夠的數(shù)據(jù)支撐,并根據(jù)一定的規(guī)則,不斷地?cái)U(kuò)充完善。2)樹葉影像提取基于連續(xù)實(shí)景影像數(shù)據(jù),沿著道路行進(jìn)方向,提取數(shù)據(jù)范圍內(nèi)樹木的空間信息,并根據(jù)識(shí)別要求,從連續(xù)實(shí)景影像中提取多個(gè)角度的樹葉照片,通過歸納、整理,形成待確認(rèn)的樹種圖片庫。3)樹種關(guān)聯(lián)、比對(duì)將待確認(rèn)的樹種圖片庫與已知的樹種數(shù)據(jù)庫進(jìn)行比對(duì)、分析,比對(duì)結(jié)果按照相似度的等級(jí)進(jìn)行排序,綜合考慮其他多種因素后,最終確認(rèn)樹木的類別。通過以上技術(shù)有效解決了在園林綠化資源調(diào)查中,人為識(shí)別樹種存在多樣性的問題,提高了數(shù)據(jù)調(diào)查的效率
內(nèi)外業(yè)一體化關(guān)鍵技術(shù)及實(shí)現(xiàn)移動(dòng)GIS技術(shù)是以移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)為支撐、以智能終端為載體,結(jié)合北斗、GPS或基站為定位手段的又一新興GIS技術(shù)。傳統(tǒng)的調(diào)查方式是利用紙質(zhì)底圖到實(shí)地進(jìn)行采集,完成采集后交由錄入人員進(jìn)行數(shù)字化工作,最后按應(yīng)用需求制作成果數(shù)據(jù)。整個(gè)工作中外業(yè)采集和內(nèi)業(yè)處理被分離為兩個(gè)獨(dú)立環(huán)節(jié)。本次研究中,借助移動(dòng)GIS技術(shù),利用智能終端集成實(shí)時(shí)定位模塊,并開發(fā)現(xiàn)場編輯、圖形顯示、信息錄入等功能的數(shù)據(jù)采集功能,將傳統(tǒng)園林資源調(diào)查中的外業(yè)工作以及內(nèi)業(yè)工作直接在智能終端上完成,形成數(shù)字化成果,實(shí)現(xiàn)真正意義上的調(diào)查工作內(nèi)外業(yè)一體化。
2一體化調(diào)查的作業(yè)流程
一體化調(diào)查的組織與實(shí)施主要分為資料收集、數(shù)據(jù)預(yù)處理、基于遙感影像的數(shù)據(jù)分類、基于連續(xù)實(shí)景影像的行道樹樹種識(shí)別,基于移動(dòng)GIS的數(shù)據(jù)現(xiàn)場調(diào)查以及整理與入庫等環(huán)節(jié)。1)資料收集收集調(diào)查區(qū)域高精度遙感影像數(shù)據(jù)、連續(xù)實(shí)景影像數(shù)據(jù)、基礎(chǔ)地形數(shù)據(jù),包括城市地形圖、城市建成區(qū)范圍圖、城市總體規(guī)劃和城市綠地系統(tǒng)規(guī)劃等圖件和文字資料,按照?qǐng)@林資源分類要求,借助統(tǒng)一建模語言,構(gòu)建全面標(biāo)準(zhǔn)一致、結(jié)構(gòu)統(tǒng)一的多格式、多用途的數(shù)據(jù)庫。2)數(shù)據(jù)預(yù)處理對(duì)收集的高精度遙感影像數(shù)據(jù)進(jìn)行幾何糾正、輻射糾正、圖像拼接、圖像增強(qiáng)等處理;對(duì)連續(xù)實(shí)景影像數(shù)據(jù)進(jìn)行圖像壓縮、坐標(biāo)糾正等處理;對(duì)基礎(chǔ)地形數(shù)據(jù)進(jìn)行格式轉(zhuǎn)換、分層設(shè)色等處理。3)基于遙感影像的數(shù)據(jù)分類基于高精度遙感影像,建立園林綠化資源特征知識(shí)庫,采用面向?qū)ο蟮亩喑叨确指罴夹g(shù),獲取城市園林資源中公園綠地、生產(chǎn)綠地、防護(hù)綠地、附屬綠地、其他綠地等園林綠化資源的初步數(shù)據(jù)。4)基于連續(xù)實(shí)景影像的行道樹樹種識(shí)別依托連續(xù)實(shí)景影像采集技術(shù),基于真實(shí)的連續(xù)實(shí)景影像數(shù)據(jù),通過計(jì)算機(jī)輔助人工識(shí)別,快速采集道路兩旁的園林資源數(shù)據(jù),如行道樹的樹種、高度等。5)基于移動(dòng)GIS的數(shù)據(jù)現(xiàn)場調(diào)查借助便攜式移動(dòng)GIS技術(shù),主要針對(duì)遙感數(shù)據(jù)在云霧遮擋、地物屬性解譯不明等情況,由作業(yè)人員實(shí)地采集公園綠地、附屬綠地、生產(chǎn)綠地等園林綠化資源數(shù)據(jù)。6)整理與入庫在統(tǒng)一數(shù)據(jù)規(guī)范下,對(duì)數(shù)據(jù)完整性、數(shù)學(xué)精度、數(shù)據(jù)語義一致性、邏輯一致性、屬性值的正確性、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和編碼等進(jìn)行檢查并入庫。
3應(yīng)用情況
本文提出的城市園林綠化資源一體化調(diào)查技術(shù)已成功應(yīng)用于重慶市風(fēng)景園林局信息化建設(shè)中。作為本次研究成果的示范和推廣區(qū),渝北區(qū)、南岸區(qū)、渝中區(qū)、江北區(qū)、北碚區(qū)、沙坪壩區(qū)、九龍坡區(qū)、大渡口區(qū)、巴南區(qū)等主城九區(qū)已借助本研究成果完成了轄區(qū)內(nèi)園林綠化資源的調(diào)查工作,建立了園林綠化綜合數(shù)據(jù)庫,實(shí)現(xiàn)了園林綠化資源信息化管理。相比于傳統(tǒng)的調(diào)查方式,一體化調(diào)查技術(shù)在很大程度上可以降低外業(yè)的工作強(qiáng)度、減少重復(fù)勞動(dòng)、縮短作業(yè)周期,同時(shí),調(diào)查錯(cuò)誤率由原來傳統(tǒng)采集方式的5.2%降低到了1%,有效節(jié)約了建設(shè)成本和管理經(jīng)費(fèi),取得了良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。紋理映射后得到更加逼真的模型3D,至此完成整個(gè)模型的重建工作。
4結(jié)束語
GIS是由地理數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)與組織機(jī)構(gòu)等組成,主要以采集和存儲(chǔ)地球表面與空間和地理分布有關(guān)的數(shù)據(jù),并加以分析、顯示和應(yīng)用的計(jì)算機(jī)系統(tǒng),其主要涉及空間位置、模式模型、變化趨勢等功能。GIS技術(shù)起始于20世紀(jì)60年代,發(fā)展成熟于七八十年代,由偏重于空間數(shù)據(jù)的處理,轉(zhuǎn)向自然資源開發(fā)、國土規(guī)劃及生態(tài)保護(hù)等領(lǐng)域。90年代以來,隨著GIS理論、方法和技術(shù)的成熟,廣泛應(yīng)用在于環(huán)境資源保護(hù)、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、災(zāi)害預(yù)測和政府管理等領(lǐng)域。1978年,國內(nèi)學(xué)者開始對(duì)地統(tǒng)計(jì)學(xué)的研究,特別是近年來,地統(tǒng)計(jì)學(xué)與GIS的結(jié)合是國內(nèi)外學(xué)者研究農(nóng)田精準(zhǔn)施肥的熱點(diǎn),GIS作為功能性的空間技術(shù)被應(yīng)用于農(nóng)業(yè)管理和農(nóng)業(yè)分析科學(xué)研究中,主要應(yīng)用于精準(zhǔn)施肥、作物產(chǎn)值評(píng)估、病蟲害預(yù)測和專家決策系統(tǒng)等方面,極大地推動(dòng)了現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展。
2地理信息系統(tǒng)在煙草農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用
20世紀(jì)90年代中期,我國逐漸將GIS應(yīng)用在煙草農(nóng)業(yè)領(lǐng)域,主要應(yīng)用于農(nóng)業(yè)氣候與煙草種植區(qū)劃、植煙土壤適宜性評(píng)價(jià)、煙草病蟲害預(yù)測及評(píng)估和變量施肥等方面,取得了較大的成就,一些研究成果直接應(yīng)用于煙草農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中,取得了很好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。
2.1對(duì)植煙土壤養(yǎng)分的空間管理及應(yīng)用
2.1.1植煙土壤適宜性評(píng)價(jià)。土壤是一個(gè)具有空間變異的系統(tǒng),經(jīng)典統(tǒng)計(jì)學(xué)不能反映養(yǎng)分含量在空間上的分布情況。植煙土壤是優(yōu)質(zhì)烤煙生產(chǎn)的基礎(chǔ),對(duì)煙葉品質(zhì)風(fēng)格的形成具有重要作用。對(duì)植煙土壤養(yǎng)分空間變異性及煙草養(yǎng)分吸收規(guī)律的研究,可為實(shí)現(xiàn)植煙土壤適宜性的評(píng)價(jià)奠定基礎(chǔ)。陳海生等利用GIS技術(shù),運(yùn)用模糊數(shù)學(xué)和層次分析法,對(duì)烤煙種植區(qū)各項(xiàng)土壤肥力指標(biāo)進(jìn)行了綜合評(píng)價(jià),并繪制了土壤肥力評(píng)價(jià)圖,建立了河南省南陽市烤煙土壤肥力適宜性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。徐大兵等以湖北省恩施市“清江源”現(xiàn)代煙草農(nóng)業(yè)科技園區(qū)、恩施城郊和利川柏楊基地單元新整治區(qū)域的土壤屬性和速效養(yǎng)分為研究對(duì)象,在GIS平臺(tái)的基礎(chǔ)上,采用模糊數(shù)學(xué)法對(duì)新整治區(qū)域的土壤肥力適宜性指數(shù)進(jìn)行了評(píng)價(jià)。汪璇等對(duì)重慶黔江煙區(qū)土壤的速效養(yǎng)分和pH等6種主要植煙土壤肥力指標(biāo)進(jìn)行了分析,研究了土壤養(yǎng)分要素與各地形因子之間存在的相關(guān)關(guān)系,在GIS的平臺(tái)下,利用模糊綜合評(píng)價(jià)法對(duì)丘陵山區(qū)的植煙土壤養(yǎng)分適宜性進(jìn)行了綜合評(píng)價(jià),并確立了黔江植煙土壤養(yǎng)分適宜性指數(shù)空間分布。
2.1.2植煙土壤養(yǎng)分空間變異研究。土壤養(yǎng)分空間變異性是土壤重要屬性,隨著科學(xué)信息技術(shù)和GIS的快速發(fā)展,土壤養(yǎng)分空間變異性的研究成為了土壤科學(xué)研究領(lǐng)域的最前沿?zé)狳c(diǎn)之一。利用GPS、GIS和地統(tǒng)計(jì)學(xué)等相結(jié)合的方法,對(duì)植煙土壤大、中、微量元素空間變異的研究,可為煙區(qū)的管理分區(qū)和變量施肥提供科學(xué)依據(jù)。黃新杰等采用GPS技術(shù),在GIS的基礎(chǔ)上,利用經(jīng)典統(tǒng)計(jì)學(xué)和地統(tǒng)計(jì)學(xué)的方法,對(duì)湖南省典型稻煙輪作區(qū)3255份土樣養(yǎng)分的總體特征和空間分布特征進(jìn)行了研究,探明了其養(yǎng)分的空間分布,為該地區(qū)的養(yǎng)分精準(zhǔn)管理提供了理論依據(jù)。董旭等采用GIS和地統(tǒng)計(jì)學(xué)相結(jié)合的方法,對(duì)遼寧昌圖煙區(qū)的植煙土壤pH和有效態(tài)中量元素的空間變異及分布特征進(jìn)行了研究,并繪制了其空間分布圖。李強(qiáng)等探討微量元素精準(zhǔn)施肥,研究了馬龍縣植煙土壤有效態(tài)微量元素的總體特征和空間變異特征,利用GIS技術(shù),繪制了微量元素空間分布圖,為該縣的微量元素精準(zhǔn)施肥專家系統(tǒng)提供了理論基礎(chǔ)。王新中等運(yùn)用地統(tǒng)計(jì)學(xué)和GIS技術(shù),以平頂山郟縣的植煙土壤為研究對(duì)象,分析了土壤粒級(jí)和主要土壤養(yǎng)分之間的關(guān)系,并對(duì)土壤粒級(jí)的空間變異規(guī)律進(jìn)行了研究。
2.1.3植煙區(qū)土壤養(yǎng)分分區(qū)管理及變量施肥研究。管理分區(qū)就是將具有相似土壤肥力及其養(yǎng)分利用率,以及相似生態(tài)環(huán)境的區(qū)域作為一個(gè)單元進(jìn)行管理。變量施肥管理系統(tǒng)是精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的核心技術(shù),在農(nóng)業(yè)上已取得了良好應(yīng)用效果。利用GIS技術(shù)對(duì)植煙土壤進(jìn)行管理分區(qū)研究,是在對(duì)每一管理單元的生態(tài)環(huán)境、土壤理化性質(zhì)、煙草需肥規(guī)律和病蟲害的綜合分析的基礎(chǔ)上,建立相應(yīng)的施肥模型,并確立相對(duì)應(yīng)的施肥方案,進(jìn)行變量施肥管理,達(dá)到優(yōu)質(zhì)適產(chǎn)的目的,并且對(duì)保護(hù)煙田生態(tài)環(huán)境有重要意義。Yang等對(duì)變量施用液態(tài)N和P肥作了研究,得出應(yīng)用變量施肥技術(shù)可以減少產(chǎn)量變化的差異,提高產(chǎn)量和增加回報(bào)。Liu等研究了植煙土壤養(yǎng)分的空間變異,并采用半方差圖和克立格插值法進(jìn)行土壤特性研究,為烤煙的變量施肥提供了理論基礎(chǔ)和技術(shù)支撐。江厚龍等以GIS為平臺(tái),利用主成分分析和模糊聚類分析法,用平頂山典型煙區(qū)111個(gè)土壤養(yǎng)分?jǐn)?shù)據(jù)對(duì)煙田進(jìn)行管理分區(qū)研究,將研究區(qū)域分為3個(gè)區(qū)域進(jìn)行管理,分區(qū)結(jié)果可以作為變量施肥的單獨(dú)作業(yè)單元進(jìn)行施肥管理。
2.2煙草病蟲害預(yù)測及評(píng)估煙草病蟲害是煙葉生產(chǎn)的制約因素,不僅嚴(yán)重影響煙葉品質(zhì),而且造成煙農(nóng)經(jīng)濟(jì)損失。對(duì)煙草病蟲害進(jìn)行統(tǒng)防統(tǒng)治是煙葉生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)。利用GIS技術(shù)可以分析煙草病蟲害發(fā)生的趨勢及其影響發(fā)生的適宜環(huán)境因子,預(yù)測其發(fā)生的規(guī)律及時(shí)空動(dòng)態(tài),為防治煙草病蟲害發(fā)生提供準(zhǔn)確、及時(shí)、可視的科學(xué)決策。Richam等利用GIS技術(shù)分析了不同地域間的氣象、不同年度、有益有害生物、煙草品種抗性、生態(tài)變化等信息,并利用模擬模型對(duì)煙草蚜蟲發(fā)生進(jìn)行預(yù)測,建立煙草病蟲害的發(fā)生預(yù)測模型。陶瓊等利用GIS對(duì)昆明市煙草的“六病四蟲”的發(fā)生率和發(fā)生指數(shù)進(jìn)行分析,準(zhǔn)確地預(yù)測到病蟲害發(fā)生的程度和空間分布,對(duì)病蟲害進(jìn)行有效的防治和預(yù)防有很好的應(yīng)用效果,并利用WebGIS建立了昆明市煙草病蟲害監(jiān)測預(yù)警體系。劉長明等應(yīng)用互聯(lián)網(wǎng)、GIS技術(shù)和數(shù)據(jù)庫技術(shù),以福建煙草病蟲害監(jiān)測數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),構(gòu)建福建省煙草病蟲害管理信息系統(tǒng)。
2.3植煙區(qū)氣候與煙草種植區(qū)劃氣候是影響煙草生產(chǎn)和種植區(qū)劃的重要生態(tài)因素,不僅影響煙草的生物學(xué)性狀和病蟲害的發(fā)生,而且還對(duì)煙草的內(nèi)在品質(zhì)和產(chǎn)質(zhì)量有重要影響。因此,將GIS的空間分析功能與當(dāng)?shù)氐臍夂蛸Y源和種植水平相結(jié)合,進(jìn)行精準(zhǔn)的氣候區(qū)劃,可為煙草種植區(qū)劃的調(diào)整和合理利用氣候資源提供科學(xué)依據(jù)。莫建國等利用GIS技術(shù),采用克里克插值和構(gòu)建模型的方法,對(duì)威寧縣烤煙生長期氣候條件及各氣象要素對(duì)烤煙品質(zhì)的影響進(jìn)行了研究,實(shí)現(xiàn)了對(duì)威寧縣烤煙種植的精細(xì)氣候劃分。符昌武等應(yīng)用GPS和GIS技術(shù),對(duì)普洱煙區(qū)氣候要素進(jìn)了空間分析,模擬繪制了氣候要素的地理空間分布細(xì)網(wǎng)格模擬數(shù)字地圖,為普洱優(yōu)質(zhì)烤煙生產(chǎn)區(qū)劃奠定了基礎(chǔ)。董謝瓊等利用氣象、土壤、地形、土地利用等多源數(shù)據(jù),在GIS技術(shù)支持下,根據(jù)煙草生長發(fā)育生態(tài)條件,確定煙草種植適宜性氣候生態(tài)指標(biāo)和區(qū)劃原則,對(duì)云南省烤煙種植適宜區(qū)劃進(jìn)行研究,區(qū)劃結(jié)果與云南省實(shí)際優(yōu)質(zhì)煙葉產(chǎn)地分布基本一致。
3GIS在我國煙草農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化進(jìn)程中的研究與應(yīng)用展望
隨著煙草農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化進(jìn)程的推進(jìn)和GIS技術(shù)的不斷發(fā)展、成熟,GIS技術(shù)需要加強(qiáng)在以下4個(gè)領(lǐng)域內(nèi)的應(yīng)用研究。
3.1以GIS、RS、GPS等技術(shù)為核心的“3S”空間決策支持系統(tǒng)主要是GPS為RS和GIS提供監(jiān)測范圍的定位信息,RS為GIS提供重要的信息數(shù)據(jù)庫,能及時(shí)準(zhǔn)確提供監(jiān)測范圍內(nèi)的綜合性的定位定量信息,并有助于及時(shí)更新GIS數(shù)據(jù)庫,特別是對(duì)煙草生長過程的動(dòng)態(tài)監(jiān)測。建立基于煙草“3S”技術(shù)的空間決策支持系統(tǒng),可為煙草管理提供精確操作和決策服務(wù)。隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展,其將成為今后現(xiàn)代煙草農(nóng)業(yè)研究的熱點(diǎn),也將是現(xiàn)代煙草農(nóng)業(yè)精益生產(chǎn)的基礎(chǔ)。
3.2GIS和專家系統(tǒng)(ES)高度集成具有人工智能的GIS在煙草農(nóng)業(yè)領(lǐng)域內(nèi)將得到廣泛應(yīng)用。目前,GIS的應(yīng)用還主要在煙田土壤養(yǎng)分?jǐn)?shù)據(jù)庫的建立、精準(zhǔn)施肥、病蟲害的監(jiān)測和預(yù)測等方面,但煙草生長是一個(gè)動(dòng)態(tài)過程,與當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)氣候、種植制度和田間管理等緊密相關(guān),單純的GIS研究,很少能為現(xiàn)代煙草農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中復(fù)雜的空間問題的解決提供足夠的決策支持,這需要大量的專家經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)。所以,GIS與專家系統(tǒng)的有機(jī)結(jié)合,為解決煙草生產(chǎn)過程遇到的各種問題提供了有效的途徑。
3.3建立三維GIS與煙草模型的開發(fā)三維GIS的應(yīng)用將在煙草農(nóng)業(yè)發(fā)展規(guī)劃、煙草生產(chǎn)管理與決策等模型方面發(fā)揮不可估量的作用。通過三維GIS可以立體表達(dá)煙草生長發(fā)育,主要體現(xiàn)在空間位置與拓?fù)潢P(guān)系的描述及空間分析的伸展方向上;對(duì)煙草進(jìn)行三維空間分析是三維GIS特有的功能。隨著GIS技術(shù)向現(xiàn)代煙草農(nóng)業(yè)應(yīng)用層次的發(fā)展,建立煙草農(nóng)業(yè)三維GIS系統(tǒng)是未來現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)重點(diǎn)開發(fā)技術(shù)之一。
3.4GIS和虛擬農(nóng)業(yè)技術(shù)結(jié)合,建立虛擬煙草農(nóng)場虛擬農(nóng)業(yè)的理論基礎(chǔ)是農(nóng)作物與環(huán)境之間的關(guān)系是可計(jì)算的。虛擬煙草農(nóng)業(yè)是以煙草農(nóng)業(yè)領(lǐng)域?yàn)檠芯繉?duì)象,利用先進(jìn)信息技術(shù),建立計(jì)算機(jī)平臺(tái),研究煙草與環(huán)境因子交互作用,以生態(tài)環(huán)境及氣候的適應(yīng)和改造、改良煙草品種、增質(zhì)適產(chǎn)等為目的的技術(shù)系統(tǒng)。利用三維GIS與虛擬煙草農(nóng)業(yè)等相結(jié)合技術(shù)建立虛擬煙草農(nóng)場,在計(jì)算機(jī)上種植可視虛擬煙草和虛擬煙田管理,從觀察煙草生長狀況和動(dòng)態(tài)過程,并可通過改變環(huán)境條件和栽培措施,直觀地觀察對(duì)煙草生長發(fā)育的影響。虛擬煙草農(nóng)業(yè)將成為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)研究方法的革新和先進(jìn)的技術(shù)手段,它將提高現(xiàn)代煙草農(nóng)業(yè)領(lǐng)域研究的效率,促進(jìn)煙草農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的發(fā)展。
4結(jié)論
1.1定位通信技術(shù)
移動(dòng)GIS中定位通信技術(shù),是指以GPS技術(shù)為核心的定位系統(tǒng),其可在全球范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的導(dǎo)航與定位,確保移動(dòng)GIS的精準(zhǔn)定位?;贕PS的定位通信技術(shù),首先要在移動(dòng)GIS中設(shè)計(jì)GPS接收器,通過接收器接收定位信息,全面收集定位的數(shù)據(jù)信息,GPS能夠準(zhǔn)確地處理接收的信息,對(duì)照相關(guān)的參數(shù)要求進(jìn)行設(shè)定,包括通信參數(shù)以及用戶信息設(shè)定,優(yōu)化收集的數(shù)據(jù)信息;然后是穩(wěn)定的連接GPS的接收設(shè)備,便于存儲(chǔ)接收的信息,保存重要的數(shù)據(jù),重新定義GPS的通信結(jié)果,符合移動(dòng)GIS的需求;最后是按照移動(dòng)GIS的指令,規(guī)劃GPS內(nèi)的通信信息,按照系統(tǒng)的時(shí)間段接收通信信息,同時(shí)采取Ge-tData的方法,優(yōu)化GPSData的變量,保障移動(dòng)GIS內(nèi)通信數(shù)據(jù)的真實(shí)性。
1.2GPRS通信技術(shù)
GPRS通信技術(shù)在移動(dòng)GIS中,表現(xiàn)出了數(shù)據(jù)與移動(dòng)通信的融合應(yīng)用。在原有GSM的基礎(chǔ)上,增加系統(tǒng)通信的節(jié)點(diǎn),接入數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò),組成系統(tǒng)的GPRS通信,為移動(dòng)GIS通信提供高效率的數(shù)據(jù)服務(wù),同時(shí)還能準(zhǔn)確地掌握通信資費(fèi),用戶利用GPRS,實(shí)現(xiàn)移動(dòng)式的通信,隨時(shí)隨地都可接入數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò),同時(shí)保障移動(dòng)GIS通信的服務(wù)性。移動(dòng)GIS中的GPRS通信技術(shù)的發(fā)展速度非常快,目前比較常用的是3G和4G制式,促使移動(dòng)GIS通信能夠適應(yīng)現(xiàn)代通信的領(lǐng)域。GPRS通信技術(shù)中的數(shù)據(jù)傳輸速度非???,其可以分組的形式實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)連接,確保移動(dòng)GIS數(shù)據(jù)在GSM覆蓋的領(lǐng)域內(nèi)傳送,能夠靈活地接入到互聯(lián)網(wǎng)內(nèi)。GPRS通信技術(shù)使移動(dòng)GIS進(jìn)入了無線傳輸?shù)臅r(shí)代,依賴于分組交換技術(shù),最大化地傳輸移動(dòng)資源,而且基本不會(huì)延誤移動(dòng)GIS中數(shù)據(jù)傳輸?shù)男?,具有全時(shí)在線的優(yōu)勢。
2移動(dòng)GIS中的端口服務(wù)技術(shù)
移動(dòng)GIS中的端口服務(wù)技術(shù),主要體現(xiàn)在服務(wù)端口和移動(dòng)終端兩個(gè)部分,支持移動(dòng)GIS的通信運(yùn)行。服務(wù)端口的通信技術(shù),用于處理客戶端傳入的數(shù)據(jù),包括數(shù)據(jù)申請(qǐng)、即時(shí)消息等,同時(shí)利用服務(wù)端口實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信的功能,如:動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)服務(wù)、數(shù)據(jù)分發(fā)、即時(shí)消息等,根據(jù)服務(wù)端的通信協(xié)議,安排數(shù)據(jù)信息的有序進(jìn)行,防止移動(dòng)GIS服務(wù)端出現(xiàn)數(shù)據(jù)堵塞或漏發(fā)的問題,服務(wù)端通信有對(duì)應(yīng)的分區(qū),不同屬性的數(shù)據(jù)在傳輸后會(huì)自動(dòng)進(jìn)入到對(duì)應(yīng)的存放區(qū),如:DataPreloadUser039、User100、User190……此存放區(qū)代表了數(shù)據(jù)預(yù)裝目錄,每個(gè)移動(dòng)GIS用戶均對(duì)應(yīng)有固定的服務(wù)通信存放區(qū),維護(hù)數(shù)據(jù)通信的路徑。移動(dòng)終端及移動(dòng)GIS的客戶端,客戶端通信技術(shù)相對(duì)比較復(fù)雜,因?yàn)橐苿?dòng)GIS客戶的需求不同,所以通信屬性存在多樣化的差別,客戶端通信采取多項(xiàng)并聯(lián)的方式,其可在同一時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)申請(qǐng)、發(fā)送與接收等多個(gè)通信模式,滿足了客戶對(duì)移動(dòng)GIS的通信需求。
3移動(dòng)GIS應(yīng)用中的通信發(fā)展
(1)移動(dòng)GIS中的通信發(fā)展,應(yīng)該解決通信硬件的制約問題,促使硬件能夠滿足移動(dòng)GIS的需求,保障硬件能夠承載移動(dòng)GIS中的通信技術(shù),全面落實(shí)先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用。由于移動(dòng)GIS所處的數(shù)據(jù)環(huán)境十分復(fù)雜,所以硬件成為通信技術(shù)發(fā)展的重要設(shè)備,其可維護(hù)移動(dòng)GIS通信的穩(wěn)定性,優(yōu)化移動(dòng)GIS的通信環(huán)境。
(2)通信技術(shù)在移動(dòng)GIS中提出了智能化的建設(shè),按照不同標(biāo)準(zhǔn)的通信模式,研發(fā)具有智能特性的通信技術(shù),滿足移動(dòng)GIS中的多制式需求,促使移動(dòng)GIS通信的過程中,能夠主動(dòng)監(jiān)督數(shù)據(jù)傳輸?shù)穆窂剑乐箶?shù)據(jù)被盜取,還能杜絕數(shù)據(jù)惡意更改的行為,加強(qiáng)通信數(shù)據(jù)安全控制的力度。
(3)移動(dòng)GIS通信技術(shù)受到無線網(wǎng)絡(luò)的影響,限制了通信的范圍,導(dǎo)致移動(dòng)GIS依賴于無線網(wǎng)絡(luò)的空間位置。移動(dòng)GIS在未來通信的過程中,應(yīng)該打破空間限制,不能僅限于無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋的位置,嘗試不同的通信方式,安排操作系統(tǒng)的實(shí)踐應(yīng)用,由此既可以優(yōu)化移動(dòng)GIS的通信條件,又可以保障移動(dòng)GIS的靈活性,適應(yīng)復(fù)雜的互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境,消除通信中的固定性以及環(huán)境差異,提高移動(dòng)數(shù)據(jù)資源的利用效率。
4結(jié)語