基于WebGIS的农机化信息管理系统设计与实现

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2 0 0 5 年 10 月

农 业 机 械 学 报

第 36 卷 第 10 期

基于 Web GIS 的农机化信息管理系统设计与实现*
何　勇　余心杰
　　【 摘要】 　针对目前我国农机化信息管理工作中存 在的一些亟待解决的问题 , 提出并建立了一 个基于 W eb G IS 的农机化信息管理

系统。该系统利用 JA V A 技术将 W eb G IS 与传统的农机化信息管理系 统相结合 , 实现了基于互 联网 / 局域网的农机化信息管理功能。 系统充分利用 W eb G IS 强大的图形处理能力 , 实现了农机化信息可视化管理 和农机化 发展水平区划分析 功能 , 解决了 农机化信息统 计不直观 及农机化发 展水平区 划分析中工 作量大、 效率低 等问题 , 大大提高了农机区划工作的科学性、 直观性 和农机化信息管理的效率。 关键词 : 网络地理信息系统　互联网 / 局域网　 信息管理　农业机械化 中图分类号 : S126; S23; C931. 6 文献标识码 : A

Design and Implementation of Agricultural Mechanization Information Management System Based on Web GIS
He Yong 　 Yu Xinjie ( Zhej iang Univer si ty ) Abstract Aiming at t he problems that urgent ly need t o be resolv ed in ag ricult ural mechanizat ion inf ormat io n management at present , a management inf orm ation sy st em , w hich provides a mo re eff ectiv e m et hod and technique f or the agricult ural mechanizatio n info rmat ion manag em ent based on Web GIS , w as lodged and built . U sing prog ramming language JA VA , t he system w as developed in a creativ e w ay by integ rating Web GIS w it h t radit ional M IS. It improved ag ricult ural mechanizat ion management eff iciency by making fully use o f t he Int ernet / Int ranet , and by using Web GIS t echnolo gy . It al so provided a visual w ay fo r ag ricult ur al m echanizat ion zo ning and agricultural m echanizat ion inf orm at ion management, overcam e the def ect s t hat zoning depended t oo much on labo r w or k and t he inf orm ation manag em ent w ere not visual. Key words　 Web GIS , Int ernet / intr anet , Info rmat ion management , Ag ricultural mech anizat ion 机化信息统计分析的直观性 , 提高了工作效率 , 但传统的 GIS 技术无法实现农机化信息的网络化 管理。 一种 GIS 与 Internet / Int ranet 相融合的 Web GIS 技术, 具有适应性强、 使用简单、 地理信息与农 机化属性信息交互方便等特点 , 能较直观地表达与 空间地理信息有关的农机化信息, 并且能利用 GIS 强大的地图分析功能实现传统 M IS 系统所不能实 现的农机化发展水平区域划分等功能。
[ 1～2]

　　引言 近年来, 农机化信息工作得到了较快的发展。 但 还存在一些问题, 如: 农机化信息采集处理和传递手 段落后、 效率低下 , 农机化信息管理还没有充分利用 互联网技术, 农机化管理和统计分析手段落后、 直观 性差、 作业量大。为此 , 开发了基于网络直观可视化 的农机化信息管理系统。GIS 技术的应用增强了农
收稿日期 : 2004 08 10

* 国家自然科学基金资助项目 ( 项目编号 : 30270773) 、 高等学校优秀青年教师教学科研奖励计划资助项 目 ( 项目编号 : 02411) 和浙江省自 然科学基金人才基金资助项目 ( 项目编号 : RC 02067) 何　勇　浙江大学生物系统工程与食品科学学院　教授　博士生导师 , 310029　杭州市 余心杰　浙江大学宁波理工学院　助教 , 315100　宁波市

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何勇 等 : 基于 W eb GIS 的农机化信息管理系统设计与实现

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1　系统设计
1. 1　系统目标与功能 1. 1. 1　系统目标 建立基于 Web GIS 的农机化信息管理系统的 主要目标 : 直接把本地区的农机化统计数据通过 互联网上报给农机上级管理部门。 农机化统计数 据和农机化综合信息的采集、 管理、 编辑、 发布。 直 观可视化地对农机化信息进行统计分析管理 , 实现 数据检索、 数据显示、 专题图生成、 农机化发展水平 分析、 区划结果生成等功能。 农机化发展预测和决 策支持功能。 1. 1. 2　系统功能 从农机化信息管理的实际出发 , 系统主要包括 图 1 所示的功能模块。
基于W eb G IS的农机化信息管理系统

2　系统的实现
2. 1　系统体系结构 系统基于 Int ernet / Int ranet 标准 , 将 地区空间 信息和农机属性信息有机地结合起来。系统体系结 构如图 2 所示 , 在 Window s 平台下运行 , 采用 Java 开发。W eb GIS 平台采用 M apInf o 的 M apXt reme Java Edit io n 4. 5, 它是一 套纯 Jav a 的, 用于在 Int ernet / Intr anet 上开 发地 图应 用程序 的地 图服 务 器[ 6] 。

单 位 人 员 管 理

农 机 数 据 资 料 录 入

农 机 数 据 统 计 分 析

农 机 化 决 策 预 测

网 络 地 理 信 息 系 统

农 机 综 合 信 息 管 理

系 统 管 理

在 线 帮 助

图 1 功能模块结构图 Fig. 1 Function module structure of the sy stem

1. 2　系统数据库设计 空间数据的组织通常有统一数据模型和混合数 据模型两种方式[ 3～5] 。考虑到系统的用户是农机部 门管理人员, 采用了管理较为方便的混合数据结构 模型来设计数据库。系统中主要信息有: 地理信息、 农机化统计信息、 农机化综合信息、 多媒体信息 ( 见 表 1) 。系统的空间信息和农机属性信息之间通过标 志符“ M apinfoID ” 联系起来。
表 1 　系统主要信息类型 Tab. 1　 Main data type in system
数据项目 地理信息 农机统 计 信息 　　内容 全国行政区划图 　说明 M apinf o 地图数据

2. 2　系统实现关键技术 2. 2. 1　 MVC 设计模式在农机 Web GIS 可视化查 询功能开发中的运用 M VC [ 7] 是一种目前广泛流行的软件设计模式 , 成为在 J2EE 平台上推荐的一种设计模型。本系统 中结 合地 图实 现农 机 化信 息查 询的 应 用就 是 在 M VC 模式下进行设计的 , 其设计模型见图 3。

农机部门单位信息、 人员信息、 关系数据库来管理 农机化综 合水平 数据、 机 构及 人员、 服 务组织、 农机拥 有量、 农机化作 业情况、 农机化 管理 情况、 农机化投入情况、 农机化 经营效益情况等
　

图 3　 M V C 设计模式在系统中的运用 F ig . 3 　M VC design mo del in system
关系数据库管理

农机综 合 信息 多媒体 信 息

信息类别、 综合信息等

2. 2. 2　存储过程在农机数据统计分析功能开发中 的应用 存储过程 是一组为了完 成特定功能的 SQL 语句集, 经编译后存储在数据库中。 系统要对全国的
[ 8]

信息中各类插图、 说明图表、 视 频文件等

文件形式保存

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农机化信息进行统计分析, 处理的信息量大 , 要求存 储过程具有较快的执行速度, 同时还能减少网络流 量 , 因此, 系统统计分析功能的开发采用 Servl et 调 用 SQL Server 2000 的存储过程的方式来实现。农 机化数据资料统计分析功能在 3 层体系结构[ 9] 下进 行开发 , 它把应用程序分为表 示层、 逻辑层和数据 层。 系统主要是利用逻辑层的 Servl et 来调用数据层 里的存储过程实现数据统计分析功能 , 存储过程的 利用, 使系统结构更清晰, 系统运行效率更高。 2. 3　系统功能实现 2. 3. 1　农机化信息管理 农机化信息管理主要功能有: 农机数据录入和 农机数据可视化管理。 在录入功能中 , 用户通过浏览 器登入系统后 , 可按地区录入自己所属区域内的各 类农机化数据, 还可以对农机 化数据进行编辑、 删 除、 查看等操作。 农机化数据可视化管理则可以结合 地图对全国各地的农机化数据进行管理, 实现数据 查看、 编辑、 删除等功能 , 实现界面见图 4。
图 5 　农机化数据资料分析结果 F ig . 5 　 Visual r esults of ag ricultura l mechanization statist ic
　

库中各类农机化发展水平数据来准确、 直观地划分 和显示全国各地的农机化发展水平区划分类结果。 2. 3. 4　农机化预测决策 系统中设置了多种农机化发展预测分析模型和 辅助决策模型 , 如回归预测、 神经网络预测、 灰色预 测、 时间序列预测、 灰色 马尔柯夫预测、 层次分析 法、 模糊聚类、 决策树分析等。为用户在农机化管理 工作中提供了预测和辅助决策功能。 2. 3. 5　农机化综合信息管理 农机化综合信息管理主要是对农机 化市场信 息、 农机化科技信息、 农机化政策法规信 息进行管 理。主要功能有信息类别栏目管理、 农机信息发布 等。

图 4　农机数据资料可视化管理 F ig . 4 　M anage the statistic in a v isual w ay
　

3　结论
( 1) 开发的基 于 Web GIS 农机化 信息管理 系 统, 适用于各级农机管理部门 , 能利用互联网 / 局域 网实现农机化信息的管理、 统计分析和发布, 用户使 用普通浏览器就可将全国各地的农机化信息直接通 过互联网上报给上级部门 , 大大提高了工作效率, 降 低了工作成本。 ( 2) 通过电子地图对农机化信息进行可视化管 理, 增强了直观性, 操作更简便。并能根据数据库中 各类农机化发展水平数据来准确、 直观地划分和显 示全国各地的农机化发展水平区划分类结果。 ( 3) 系统将 Web GIS 强大的地图处理分析功能 与传统的 M IS 和系统分析方法有机地结合在一起 , 为农机化管理和决策提供了科学的方法和有效的手 段, 因此, 系统具有较好的推广应用价值。
文 献

2. 3. 2　农机数据统计分析 统计分析模块的主要功能有: 按地区和年份对 农机化各类数据进行计算机自动汇总统计 ( 如: 对农 机化水平数据、 机构及人员、 服务组织及人员、 农机 拥有量、 农机化作业情况、 农机化管理情况、 农机化 投入情况、 农机化经营效益情况等进行汇总统计) , 同时还可以根据数据库里的农机化历史数据资料对 农机化水平发展趋势进行分析, 并用图表的形式来 直观地显示农机化发展趋势 ( 实现界面见图 5) 。 2. 3. 3　农机化网络地理信息系统 实现电子地图农机化信息管理和农机化区划结 果 GIS 图生成。农机化区划是根据各地自然、 社会 经济条件和农业生产特点要求划分成若干个具有机 械化特点的农机化区域 　　
[ 10, 11]

。本功能可以根据数据
参 考

1 　方慧 , 何勇 . G IS 在农机化管理中的应用探讨 . 农机化研究 , 2001( 1) : 82 ～ 84 2 　何勇 , 谈黎虹 , 葛晓峰 等 . 基于 G IS 的农机化 发展水平区域划分系统的研究 . 农业工程学报 , 2003, 19( 3) : 85 ～ 89 ( 下转第 80 页 )

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浸取时间 3 h 。

3　结论
( 1) 通过牡丹红色素光谱试验, 其酸性和中性 条件下最大吸收波长为 526. 5 nm , 在花青素特征峰 变动范围。易溶于水和酒精, 难溶于石油醚和乙醚 , 与花青素类色素理化性质一致。综合两方面因素确
图 4　吸光度与浸取时间的关系曲线 F ig . 4 　 Effect of mar inating time t o absor bance o f pigment
　

定牡丹花红色素为花青素类色素。 ( 2) 试验研究并分析了乙醇体积分数、 盐酸体 积分数、 温度和浸取时间对牡丹花红色素提取过程 的影响, 得到比较适宜的浸取牡丹花红色素的浸取 剂为 1% 盐酸 乙醇 溶 液 , 浸 取 条 件 为 浸 取 温 度 50℃ , 浸取时间 3 h 。
考 文 献

剂萃取法提取牡丹花色素的较为合适的浸取工艺 为 : 浸 取剂为 1% 盐 酸 乙醇 溶液, 浸取 温度 50℃, 　　
参

1 　温广宇 , 朱文学 . 天然植物色素的提取与开发应用 . 河南科技大学学报 , 2003, 23( 2) : 70～ 78 2 　安田齐 . 花色之谜 . 北京 : 中国林业出版社 , 1999. 3 　马自超 , 庞业珍 . 天然食用色素化学及生产工艺学 . 北京 : 中国林业出版社 , 1994.

( 上接第 90 页 ) 3 　刘仁义 , 朱焱 . WebGIS 技术信息查询系统开发及实现 . 计算机应用研究 , 2001, 18( 3) : 102 ～ 104 4 　胡建武 . 环境地理信息系统中异构数据库 的设计 . 吉林大学学报 ( 信息科学版 ) , 2003, 21( 1) : 61 ～ 64 5 　李满春 . 基于空间数据引擎的企业化 GIS 数据组织与处理 . 中国图象图形学报 , 2000, 5( 3) : 179 ～ 185 6 　陈娉娉 , 白玲 . 利用 M apx treme 开发 Web G IS 的关键技术 . 测绘通报 , 2003( 1) : 59～ 61 7 　张砚秋 . 基于 M VC 设计模式构造 JSP / Ser vlet+ EJB 的 Web 应用 . 计算机工程 , 2001, 27( 11) : 71～ 73 8 　李陶深 . 用存储过程提高应用程序执行效 率 . 微型电脑应用 , 2002, 18( 9) : 61 ～ 63 9 　张绍平 . 三层结构的组件式 W eb GIS 的设计与实现 . 计算机工程 与应用 , 2002, 38( 6) : 113 ～ 115, 126 10　梁文举 . G IS 及其在区域农业生态管理中的应用 . 农业系统科学 与综合研究 , 1998, 14( 1) : 1 ～ 4 11　何勇 , 冯雷 , 吴春霞 . 基于粗糙集与神经网络的农机化发展水平评估方法 . 农业机械学报 , 2004, 35( 2) : 100 ～ 103



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