本文關(guān)鍵詞：基于WebGIS的農(nóng)機(jī)化信息管理系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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2 0 0 5 年 10 月

農(nóng) 業(yè) 機(jī) 械 學(xué) 報

第 36 卷 第 10 期

基于 Web GIS 的農(nóng)機(jī)化信息管理系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)*
何　勇　余心杰
　　【 摘要】 　針對目前我國農(nóng)機(jī)化信息管理工作中存 在的一些亟待解決的問題 , 提出并建立了一 個基于 W eb G IS 的農(nóng)機(jī)化信息管理

系統(tǒng)。該系統(tǒng)利用 JA V A 技術(shù)將 W eb G IS 與傳統(tǒng)的農(nóng)機(jī)化信息管理系 統(tǒng)相結(jié)合 , 實現(xiàn)了基于互 聯(lián)網(wǎng) / 局域網(wǎng)的農(nóng)機(jī)化信息管理功能。 系統(tǒng)充分利用 W eb G IS 強(qiáng)大的圖形處理能力 , 實現(xiàn)了農(nóng)機(jī)化信息可視化管理 和農(nóng)機(jī)化 發(fā)展水平區(qū)劃分析 功能 , 解決了 農(nóng)機(jī)化信息統(tǒng) 計不直觀 及農(nóng)機(jī)化發(fā) 展水平區(qū) 劃分析中工 作量大、 效率低 等問題 , 大大提高了農(nóng)機(jī)區(qū)劃工作的科學(xué)性、 直觀性 和農(nóng)機(jī)化信息管理的效率。 關(guān)鍵詞 : 網(wǎng)絡(luò)地理信息系統(tǒng)　互聯(lián)網(wǎng) / 局域網(wǎng)　 信息管理　農(nóng)業(yè)機(jī)械化 中圖分類號 : S126; S23; C931. 6 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 : 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 機(jī)化信息統(tǒng)計分析的直觀性 , 提高了工作效率 , 但傳統(tǒng)的 GIS 技術(shù)無法實現(xiàn)農(nóng)機(jī)化信息的網(wǎng)絡(luò)化 管理。 一種 GIS 與 Internet / Int ranet 相融合的 Web GIS 技術(shù), 具有適應(yīng)性強(qiáng)、 使用簡單、 地理信息與農(nóng) 機(jī)化屬性信息交互方便等特點(diǎn) , 能較直觀地表達(dá)與 空間地理信息有關(guān)的農(nóng)機(jī)化信息, 并且能利用 GIS 強(qiáng)大的地圖分析功能實現(xiàn)傳統(tǒng) M IS 系統(tǒng)所不能實 現(xiàn)的農(nóng)機(jī)化發(fā)展水平區(qū)域劃分等功能。
[ 1～2]

　　引言 近年來, 農(nóng)機(jī)化信息工作得到了較快的發(fā)展。 但 還存在一些問題, 如: 農(nóng)機(jī)化信息采集處理和傳遞手 段落后、 效率低下 , 農(nóng)機(jī)化信息管理還沒有充分利用 互聯(lián)網(wǎng)技術(shù), 農(nóng)機(jī)化管理和統(tǒng)計分析手段落后、 直觀 性差、 作業(yè)量大。為此 , 開發(fā)了基于網(wǎng)絡(luò)直觀可視化 的農(nóng)機(jī)化信息管理系統(tǒng)。GIS 技術(shù)的應(yīng)用增強(qiáng)了農(nóng)
收稿日期 : 2004 08 10

* 國家自然科學(xué)基金資助項目 ( 項目編號 : 30270773) 、 高等學(xué)校優(yōu)秀青年教師教學(xué)科研獎勵計劃資助項 目 ( 項目編號 : 02411) 和浙江省自 然科學(xué)基金人才基金資助項目 ( 項目編號 : RC 02067) 何　勇　浙江大學(xué)生物系統(tǒng)工程與食品科學(xué)學(xué)院　教授　博士生導(dǎo)師 , 310029　杭州市 余心杰　浙江大學(xué)寧波理工學(xué)院　助教 , 315100　寧波市

　第 10 期

何勇 等 : 基于 W eb GIS 的農(nóng)機(jī)化信息管理系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)

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1　系統(tǒng)設(shè)計
1. 1　系統(tǒng)目標(biāo)與功能 1. 1. 1　系統(tǒng)目標(biāo) 建立基于 Web GIS 的農(nóng)機(jī)化信息管理系統(tǒng)的 主要目標(biāo) : 直接把本地區(qū)的農(nóng)機(jī)化統(tǒng)計數(shù)據(jù)通過 互聯(lián)網(wǎng)上報給農(nóng)機(jī)上級管理部門。 農(nóng)機(jī)化統(tǒng)計數(shù) 據(jù)和農(nóng)機(jī)化綜合信息的采集、 管理、 編輯、 發(fā)布。 直 觀可視化地對農(nóng)機(jī)化信息進(jìn)行統(tǒng)計分析管理 , 實現(xiàn) 數(shù)據(jù)檢索、 數(shù)據(jù)顯示、 專題圖生成、 農(nóng)機(jī)化發(fā)展水平 分析、 區(qū)劃結(jié)果生成等功能。 農(nóng)機(jī)化發(fā)展預(yù)測和決 策支持功能。 1. 1. 2　系統(tǒng)功能 從農(nóng)機(jī)化信息管理的實際出發(fā) , 系統(tǒng)主要包括 圖 1 所示的功能模塊。
基于W eb G IS的農(nóng)機(jī)化信息管理系統(tǒng)

2　系統(tǒng)的實現(xiàn)
2. 1　系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu) 系統(tǒng)基于 Int ernet / Int ranet 標(biāo)準(zhǔn) , 將 地區(qū)空間 信息和農(nóng)機(jī)屬性信息有機(jī)地結(jié)合起來。系統(tǒng)體系結(jié) 構(gòu)如圖 2 所示 , 在 Window s 平臺下運(yùn)行 , 采用 Java 開發(fā)。W eb GIS 平臺采用 M apInf o 的 M apXt reme Java Edit io n 4. 5, 它是一 套純 Jav a 的, 用于在 Int ernet / Intr anet 上開 發(fā)地 圖應(yīng) 用程序 的地 圖服 務(wù) 器[ 6] 。

單 位 人 員 管 理

農(nóng) 機(jī) 數(shù) 據(jù) 資 料 錄 入

農(nóng) 機(jī) 數(shù) 據(jù) 統(tǒng) 計 分 析

農(nóng) 機(jī) 化 決 策 預(yù) 測

網(wǎng) 絡(luò) 地 理 信 息 系 統(tǒng)

農(nóng) 機(jī) 綜 合 信 息 管 理

系 統(tǒng) 管 理

在 線 幫 助

圖 1 功能模塊結(jié)構(gòu)圖 Fig. 1 Function module structure of the sy stem

1. 2　系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫設(shè)計 空間數(shù)據(jù)的組織通常有統(tǒng)一數(shù)據(jù)模型和混合數(shù) 據(jù)模型兩種方式[ 3～5] 。考慮到系統(tǒng)的用戶是農(nóng)機(jī)部 門管理人員, 采用了管理較為方便的混合數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 模型來設(shè)計數(shù)據(jù)庫。系統(tǒng)中主要信息有: 地理信息、 農(nóng)機(jī)化統(tǒng)計信息、 農(nóng)機(jī)化綜合信息、 多媒體信息 ( 見 表 1) 。系統(tǒng)的空間信息和農(nóng)機(jī)屬性信息之間通過標(biāo) 志符“ M apinfoID ” 聯(lián)系起來。
表 1 　系統(tǒng)主要信息類型 Tab. 1　 Main data type in system
數(shù)據(jù)項目 地理信息 農(nóng)機(jī)統(tǒng) 計 信息 　　內(nèi)容 全國行政區(qū)劃圖 　說明 M apinf o 地圖數(shù)據(jù)

2. 2　系統(tǒng)實現(xiàn)關(guān)鍵技術(shù) 2. 2. 1　 MVC 設(shè)計模式在農(nóng)機(jī) Web GIS 可視化查 詢功能開發(fā)中的運(yùn)用 M VC [ 7] 是一種目前廣泛流行的軟件設(shè)計模式 , 成為在 J2EE 平臺上推薦的一種設(shè)計模型。本系統(tǒng) 中結(jié) 合地 圖實 現(xiàn)農(nóng) 機(jī) 化信 息查 詢的 應(yīng) 用就 是 在 M VC 模式下進(jìn)行設(shè)計的 , 其設(shè)計模型見圖 3。

農(nóng)機(jī)部門單位信息、 人員信息、 關(guān)系數(shù)據(jù)庫來管理 農(nóng)機(jī)化綜 合水平 數(shù)據(jù)、 機(jī) 構(gòu)及 人員、 服 務(wù)組織、 農(nóng)機(jī)擁 有量、 農(nóng)機(jī)化作 業(yè)情況、 農(nóng)機(jī)化 管理 情況、 農(nóng)機(jī)化投入情況、 農(nóng)機(jī)化 經(jīng)營效益情況等
　

圖 3　 M V C 設(shè)計模式在系統(tǒng)中的運(yùn)用 F ig . 3 　M VC design mo del in system
關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理

農(nóng)機(jī)綜 合 信息 多媒體 信 息

信息類別、 綜合信息等

2. 2. 2　存儲過程在農(nóng)機(jī)數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析功能開發(fā)中 的應(yīng)用 存儲過程 是一組為了完 成特定功能的 SQL 語句集, 經(jīng)編譯后存儲在數(shù)據(jù)庫中。 系統(tǒng)要對全國的
[ 8]

信息中各類插圖、 說明圖表、 視 頻文件等

文件形式保存

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農(nóng)　業(yè)　機(jī)　械　學(xué)　報

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農(nóng)機(jī)化信息進(jìn)行統(tǒng)計分析, 處理的信息量大 , 要求存 儲過程具有較快的執(zhí)行速度, 同時還能減少網(wǎng)絡(luò)流 量 , 因此, 系統(tǒng)統(tǒng)計分析功能的開發(fā)采用 Servl et 調(diào) 用 SQL Server 2000 的存儲過程的方式來實現(xiàn)。農(nóng) 機(jī)化數(shù)據(jù)資料統(tǒng)計分析功能在 3 層體系結(jié)構(gòu)[ 9] 下進(jìn) 行開發(fā) , 它把應(yīng)用程序分為表 示層、 邏輯層和數(shù)據(jù) 層。 系統(tǒng)主要是利用邏輯層的 Servl et 來調(diào)用數(shù)據(jù)層 里的存儲過程實現(xiàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析功能 , 存儲過程的 利用, 使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更清晰, 系統(tǒng)運(yùn)行效率更高。 2. 3　系統(tǒng)功能實現(xiàn) 2. 3. 1　農(nóng)機(jī)化信息管理 農(nóng)機(jī)化信息管理主要功能有: 農(nóng)機(jī)數(shù)據(jù)錄入和 農(nóng)機(jī)數(shù)據(jù)可視化管理。 在錄入功能中 , 用戶通過瀏覽 器登入系統(tǒng)后 , 可按地區(qū)錄入自己所屬區(qū)域內(nèi)的各 類農(nóng)機(jī)化數(shù)據(jù), 還可以對農(nóng)機(jī) 化數(shù)據(jù)進(jìn)行編輯、 刪 除、 查看等操作。 農(nóng)機(jī)化數(shù)據(jù)可視化管理則可以結(jié)合 地圖對全國各地的農(nóng)機(jī)化數(shù)據(jù)進(jìn)行管理, 實現(xiàn)數(shù)據(jù) 查看、 編輯、 刪除等功能 , 實現(xiàn)界面見圖 4。
圖 5 　農(nóng)機(jī)化數(shù)據(jù)資料分析結(jié)果 F ig . 5 　 Visual r esults of ag ricultura l mechanization statist ic
　

庫中各類農(nóng)機(jī)化發(fā)展水平數(shù)據(jù)來準(zhǔn)確、 直觀地劃分 和顯示全國各地的農(nóng)機(jī)化發(fā)展水平區(qū)劃分類結(jié)果。 2. 3. 4　農(nóng)機(jī)化預(yù)測決策 系統(tǒng)中設(shè)置了多種農(nóng)機(jī)化發(fā)展預(yù)測分析模型和 輔助決策模型 , 如回歸預(yù)測、 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測、 灰色預(yù) 測、 時間序列預(yù)測、 灰色 馬爾柯夫預(yù)測、 層次分析 法、 模糊聚類、 決策樹分析等。為用戶在農(nóng)機(jī)化管理 工作中提供了預(yù)測和輔助決策功能。 2. 3. 5　農(nóng)機(jī)化綜合信息管理 農(nóng)機(jī)化綜合信息管理主要是對農(nóng)機(jī) 化市場信 息、 農(nóng)機(jī)化科技信息、 農(nóng)機(jī)化政策法規(guī)信 息進(jìn)行管 理。主要功能有信息類別欄目管理、 農(nóng)機(jī)信息發(fā)布 等。

圖 4　農(nóng)機(jī)數(shù)據(jù)資料可視化管理 F ig . 4 　M anage the statistic in a v isual w ay
　

3　結(jié)論
( 1) 開發(fā)的基 于 Web GIS 農(nóng)機(jī)化 信息管理 系 統(tǒng), 適用于各級農(nóng)機(jī)管理部門 , 能利用互聯(lián)網(wǎng) / 局域 網(wǎng)實現(xiàn)農(nóng)機(jī)化信息的管理、 統(tǒng)計分析和發(fā)布, 用戶使 用普通瀏覽器就可將全國各地的農(nóng)機(jī)化信息直接通 過互聯(lián)網(wǎng)上報給上級部門 , 大大提高了工作效率, 降 低了工作成本。 ( 2) 通過電子地圖對農(nóng)機(jī)化信息進(jìn)行可視化管 理, 增強(qiáng)了直觀性, 操作更簡便。并能根據(jù)數(shù)據(jù)庫中 各類農(nóng)機(jī)化發(fā)展水平數(shù)據(jù)來準(zhǔn)確、 直觀地劃分和顯 示全國各地的農(nóng)機(jī)化發(fā)展水平區(qū)劃分類結(jié)果。 ( 3) 系統(tǒng)將 Web GIS 強(qiáng)大的地圖處理分析功能 與傳統(tǒng)的 M IS 和系統(tǒng)分析方法有機(jī)地結(jié)合在一起 , 為農(nóng)機(jī)化管理和決策提供了科學(xué)的方法和有效的手 段, 因此, 系統(tǒng)具有較好的推廣應(yīng)用價值。
文 獻(xiàn)

2. 3. 2　農(nóng)機(jī)數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析 統(tǒng)計分析模塊的主要功能有: 按地區(qū)和年份對 農(nóng)機(jī)化各類數(shù)據(jù)進(jìn)行計算機(jī)自動匯總統(tǒng)計 ( 如: 對農(nóng) 機(jī)化水平數(shù)據(jù)、 機(jī)構(gòu)及人員、 服務(wù)組織及人員、 農(nóng)機(jī) 擁有量、 農(nóng)機(jī)化作業(yè)情況、 農(nóng)機(jī)化管理情況、 農(nóng)機(jī)化 投入情況、 農(nóng)機(jī)化經(jīng)營效益情況等進(jìn)行匯總統(tǒng)計) , 同時還可以根據(jù)數(shù)據(jù)庫里的農(nóng)機(jī)化歷史數(shù)據(jù)資料對 農(nóng)機(jī)化水平發(fā)展趨勢進(jìn)行分析, 并用圖表的形式來 直觀地顯示農(nóng)機(jī)化發(fā)展趨勢 ( 實現(xiàn)界面見圖 5) 。 2. 3. 3　農(nóng)機(jī)化網(wǎng)絡(luò)地理信息系統(tǒng) 實現(xiàn)電子地圖農(nóng)機(jī)化信息管理和農(nóng)機(jī)化區(qū)劃結(jié) 果 GIS 圖生成。農(nóng)機(jī)化區(qū)劃是根據(jù)各地自然、 社會 經(jīng)濟(jì)條件和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)特點(diǎn)要求劃分成若干個具有機(jī) 械化特點(diǎn)的農(nóng)機(jī)化區(qū)域 　　
[ 10, 11]

。本功能可以根據(jù)數(shù)據(jù)
參 考

1 　方慧 , 何勇 . G IS 在農(nóng)機(jī)化管理中的應(yīng)用探討 . 農(nóng)機(jī)化研究 , 2001( 1) : 82 ～ 84 2 　何勇 , 談黎虹 , 葛曉峰 等 . 基于 G IS 的農(nóng)機(jī)化 發(fā)展水平區(qū)域劃分系統(tǒng)的研究 . 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報 , 2003, 19( 3) : 85 ～ 89 ( 下轉(zhuǎn)第 80 頁 )

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農(nóng)　業(yè)　機(jī)　械　學(xué)　報

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浸取時間 3 h 。

3　結(jié)論
( 1) 通過牡丹紅色素光譜試驗, 其酸性和中性 條件下最大吸收波長為 526. 5 nm , 在花青素特征峰 變動范圍。易溶于水和酒精, 難溶于石油醚和乙醚 , 與花青素類色素理化性質(zhì)一致。綜合兩方面因素確
圖 4　吸光度與浸取時間的關(guān)系曲線 F ig . 4 　 Effect of mar inating time t o absor bance o f pigment
　

定牡丹花紅色素為花青素類色素。 ( 2) 試驗研究并分析了乙醇體積分?jǐn)?shù)、 鹽酸體 積分?jǐn)?shù)、 溫度和浸取時間對牡丹花紅色素提取過程 的影響, 得到比較適宜的浸取牡丹花紅色素的浸取 劑為 1% 鹽酸 乙醇 溶 液 , 浸 取 條 件 為 浸 取 溫 度 50℃ , 浸取時間 3 h 。
考 文 獻(xiàn)

劑萃取法提取牡丹花色素的較為合適的浸取工藝 為 : 浸 取劑為 1% 鹽 酸 乙醇 溶液, 浸取 溫度 50℃, 　　
參

1 　溫廣宇 , 朱文學(xué) . 天然植物色素的提取與開發(fā)應(yīng)用 . 河南科技大學(xué)學(xué)報 , 2003, 23( 2) : 70～ 78 2 　安田齊 . 花色之謎 . 北京 : 中國林業(yè)出版社 , 1999. 3 　馬自超 , 龐業(yè)珍 . 天然食用色素化學(xué)及生產(chǎn)工藝學(xué) . 北京 : 中國林業(yè)出版社 , 1994.

( 上接第 90 頁 ) 3 　劉仁義 , 朱焱 . WebGIS 技術(shù)信息查詢系統(tǒng)開發(fā)及實現(xiàn) . 計算機(jī)應(yīng)用研究 , 2001, 18( 3) : 102 ～ 104 4 　胡建武 . 環(huán)境地理信息系統(tǒng)中異構(gòu)數(shù)據(jù)庫 的設(shè)計 . 吉林大學(xué)學(xué)報 ( 信息科學(xué)版 ) , 2003, 21( 1) : 61 ～ 64 5 　李滿春 . 基于空間數(shù)據(jù)引擎的企業(yè)化 GIS 數(shù)據(jù)組織與處理 . 中國圖象圖形學(xué)報 , 2000, 5( 3) : 179 ～ 185 6 　陳娉娉 , 白玲 . 利用 M apx treme 開發(fā) Web G IS 的關(guān)鍵技術(shù) . 測繪通報 , 2003( 1) : 59～ 61 7 　張硯秋 . 基于 M VC 設(shè)計模式構(gòu)造 JSP / Ser vlet+ EJB 的 Web 應(yīng)用 . 計算機(jī)工程 , 2001, 27( 11) : 71～ 73 8 　李陶深 . 用存儲過程提高應(yīng)用程序執(zhí)行效 率 . 微型電腦應(yīng)用 , 2002, 18( 9) : 61 ～ 63 9 　張紹平 . 三層結(jié)構(gòu)的組件式 W eb GIS 的設(shè)計與實現(xiàn) . 計算機(jī)工程 與應(yīng)用 , 2002, 38( 6) : 113 ～ 115, 126 10　梁文舉 . G IS 及其在區(qū)域農(nóng)業(yè)生態(tài)管理中的應(yīng)用 . 農(nóng)業(yè)系統(tǒng)科學(xué) 與綜合研究 , 1998, 14( 1) : 1 ～ 4 11　何勇 , 馮雷 , 吳春霞 . 基于粗糙集與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的農(nóng)機(jī)化發(fā)展水平評估方法 . 農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報 , 2004, 35( 2) : 100 ～ 103



  本文關(guān)鍵詞：基于WebGIS的農(nóng)機(jī)化信息管理系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。