GIS在農(nóng)業(yè)普查成果展示和分析中的應(yīng)用

地理信息系統(tǒng)是一種決策支持系統(tǒng)，它以地理空間數(shù)據(jù)庫(kù)為基礎(chǔ)，采用地理模型分析方法，把地理和相關(guān)屬性有機(jī)結(jié)合起來(lái)。其中地理空間信息可視化是信息可視化中重要的技術(shù)，涉及大多數(shù)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的行業(yè)，已經(jīng)有廣泛的應(yīng)用。地理空間可視化通過(guò)強(qiáng)大的、有效的地圖系統(tǒng)將復(fù)雜的空間和屬性數(shù)據(jù)以地理的形式展現(xiàn)出來(lái)，從而挖掘數(shù)據(jù)之間的關(guān)聯(lián)性和發(fā)展趨勢(shì)，了解市場(chǎng)動(dòng)態(tài)、發(fā)現(xiàn)商業(yè)機(jī)會(huì)，進(jìn)而做出及時(shí)和正確的判斷和決策。

北京市農(nóng)業(yè)普查地理信息系統(tǒng)（以下簡(jiǎn)稱(chēng)本系統(tǒng)）基于GIS技術(shù)，從地理空間的角度集成各類(lèi)農(nóng)業(yè)普查信息，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)普查信息的空間查詢(xún)、分析與展現(xiàn)。北京市農(nóng)業(yè)普查地理信息系統(tǒng)開(kāi)發(fā)已成為北京市農(nóng)業(yè)普查資料開(kāi)發(fā)的亮點(diǎn)，極大地增強(qiáng)農(nóng)業(yè)普查資料開(kāi)發(fā)的深度和效果，提升該領(lǐng)域的信息化水平與統(tǒng)計(jì)信息服務(wù)質(zhì)量。

本文基于北京市農(nóng)業(yè)普查地理信息系統(tǒng)項(xiàng)目的建設(shè)成果，扼要闡述了地理信息系統(tǒng)應(yīng)用于農(nóng)業(yè)普查的相關(guān)技術(shù)及其可視化實(shí)現(xiàn)的效果。

設(shè)計(jì)思路

本系統(tǒng)旨在通過(guò)GIS實(shí)現(xiàn)各類(lèi)農(nóng)業(yè)普查成果的可視化，提供基于空間的統(tǒng)計(jì)信息分析與挖掘功能，從而實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)普查成果與空間信息的整合。系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路有以下三點(diǎn)：

1．以?xún)纱蠛诵臄?shù)據(jù)庫(kù)為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)地理數(shù)據(jù)和農(nóng)業(yè)普查數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)整合

統(tǒng)計(jì)地理數(shù)據(jù)庫(kù)和統(tǒng)計(jì)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫(kù)是系統(tǒng)的兩大核心數(shù)據(jù)庫(kù)。統(tǒng)計(jì)地理數(shù)據(jù)庫(kù)包括選用北京市1∶1萬(wàn)基本地形數(shù)據(jù)和遙感影像圖、按市、縣（區(qū)）、鄉(xiāng)（鎮(zhèn)、街道）、村委會(huì)（居委會(huì)）四級(jí)劃分的）統(tǒng)計(jì)區(qū)劃邊界數(shù)據(jù)。統(tǒng)計(jì)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫(kù)主要由歷次農(nóng)業(yè)普查成果數(shù)據(jù)、歷年年報(bào)數(shù)據(jù)以及農(nóng)村全面小康實(shí)現(xiàn)程度、農(nóng)村城鎮(zhèn)化實(shí)現(xiàn)程度、新農(nóng)村建設(shè)綜合實(shí)現(xiàn)程度和農(nóng)業(yè)生態(tài)服務(wù)價(jià)值四個(gè)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)等宏觀統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)組成?？臻g地理數(shù)據(jù)庫(kù)和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫(kù)之間通過(guò)行政區(qū)劃代碼進(jìn)行關(guān)聯(lián)。

標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)計(jì)地理單元采用12位行政區(qū)劃代碼進(jìn)行編碼，由兩部分組成，前六位為第一部分，表示縣級(jí)以上（包括縣級(jí)）行政區(qū)劃代碼，后六位為第二部分，表示縣級(jí)以下行政區(qū)劃代碼。第一部分的六位代碼統(tǒng)一使用《中華人民共和國(guó)行政區(qū)劃代碼》國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（GB/T2260）。這部分代碼可分為三個(gè)層次，從左到右的含義分別是：第一、二位表示省級(jí)，第三、四位表示地級(jí)，第五、六位表示縣級(jí)。第二部分的六位代碼分為兩個(gè)層次：第一層由第七、八、九位代碼構(gòu)成，按照《縣以下行政區(qū)劃代碼編碼規(guī)則》國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（GB10114）的要求編制。其中，第七位為類(lèi)別標(biāo)識(shí)，以“0”表示街道，“1”表示鎮(zhèn)，“2”和“3”表示鄉(xiāng)，“4”和“5”表示政企合一的單位，第八、九位為該代碼段中各行政區(qū)劃的順序號(hào)。第二層由第十、十一、十二位代碼構(gòu)成，為居民委員會(huì)和村民委員會(huì)的代碼，用三位順序碼表示，居民委員會(huì)的代碼從001-199，由小到大順序編寫(xiě)，村民委員會(huì)的代碼從200-399，由小到大順序編寫(xiě)。宏觀統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)以統(tǒng)計(jì)地理單元的行政區(qū)劃代碼為唯一標(biāo)識(shí)，統(tǒng)計(jì)地理單元與宏觀統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)通過(guò)一對(duì)一的對(duì)應(yīng)關(guān)系進(jìn)行關(guān)聯(lián)，從而實(shí)現(xiàn)各類(lèi)統(tǒng)計(jì)信息基于GIS的展示和分析。

2．三條軸線為出發(fā)點(diǎn)

對(duì)農(nóng)業(yè)普查數(shù)據(jù)的認(rèn)識(shí)，可以從指標(biāo)軸、空間軸、時(shí)間軸三個(gè)維度來(lái)認(rèn)識(shí)。

首先，各類(lèi)統(tǒng)計(jì)都是圍繞指標(biāo)來(lái)組織的，多個(gè)指標(biāo)構(gòu)成統(tǒng)計(jì)指標(biāo)體系。統(tǒng)計(jì)指標(biāo)用來(lái)刻畫(huà)描述總體基本狀況和各個(gè)變量分布特征的綜合數(shù)量。通過(guò)統(tǒng)計(jì)指標(biāo)能客觀反映統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的分類(lèi)、主題和意義。統(tǒng)計(jì)分析也多圍繞指標(biāo)進(jìn)行。

其次，統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)作為社會(huì)經(jīng)濟(jì)現(xiàn)象的數(shù)字載體，具有典型的空間特征，因?yàn)槿魏紊鐣?huì)經(jīng)濟(jì)現(xiàn)象都是在一定的地理空間范圍內(nèi)發(fā)生和變化的。因此，統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的采集、整理和分析，必須以地理空間為框架，才能反映其本質(zhì)特征和地域規(guī)律。借助GIS，可以更加直觀地從空間軸上展現(xiàn)某一區(qū)域的情況，并通過(guò)空間區(qū)域上的比對(duì)，可以反映出各類(lèi)統(tǒng)計(jì)信息的分布情況。

最后，統(tǒng)計(jì)活動(dòng)是定期重復(fù)進(jìn)行的（如經(jīng)濟(jì)普查一般是每五年進(jìn)行一次），同樣的統(tǒng)計(jì)內(nèi)容和指標(biāo)在不同時(shí)間重復(fù)統(tǒng)計(jì)，構(gòu)成了統(tǒng)計(jì)成果的多個(gè)歷史“快照”。引入時(shí)間軸以后，通過(guò)歷年數(shù)據(jù)的對(duì)比可以看出持續(xù)的變化趨勢(shì)。

在經(jīng)濟(jì)普查地理信息系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，必須要從指標(biāo)軸、時(shí)間軸和空間軸三個(gè)維度來(lái)認(rèn)識(shí)、展現(xiàn)和分析統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，才能更好地體現(xiàn)和挖掘統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的價(jià)值。

3．三種表現(xiàn)形式為載體

在農(nóng)業(yè)普查地理信息系統(tǒng)中，將通過(guò)表格、統(tǒng)計(jì)圖和專(zhuān)題地圖三種形式為載體來(lái)展現(xiàn)普查數(shù)據(jù)。

傳統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)展現(xiàn)形式主要是統(tǒng)計(jì)表格和統(tǒng)計(jì)圖。統(tǒng)計(jì)表格是用縱橫交叉線條繪制的表格表現(xiàn)統(tǒng)計(jì)資料的一種形式。用純數(shù)字的方式展示統(tǒng)計(jì)資料，最符合統(tǒng)計(jì)日常使用方式，優(yōu)點(diǎn)是準(zhǔn)確表達(dá)，缺點(diǎn)是數(shù)據(jù)內(nèi)涵較難挖掘。統(tǒng)計(jì)圖是根據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)字，用幾何圖形、事物形象和地圖等繪制的各種圖形，也是最常用的統(tǒng)計(jì)資料表達(dá)方式。優(yōu)點(diǎn)是更直觀，缺點(diǎn)是無(wú)法將統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)中的空間特性展現(xiàn)出來(lái)。

然而，這兩種傳統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)展現(xiàn)和分析手段都是以二維表格和數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法為基礎(chǔ)的，統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的地理維通常被簡(jiǎn)化處理為表格中列。這種簡(jiǎn)化對(duì)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的深入分析造成了很大困難，因?yàn)榻y(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)在對(duì)應(yīng)地理空間中的位置及其分布特征往往是影響分析效果的關(guān)鍵因素。

基于專(zhuān)題地圖展示統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)既繼承了統(tǒng)計(jì)圖的直觀性，又可將統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)中空間相關(guān)的信息挖掘出來(lái)以專(zhuān)題圖形式展示。常言道“一圖勝千言”，系統(tǒng)將圍繞地圖集成、整合統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，提供地圖為中心的操作方式，簡(jiǎn)化以往常規(guī)的以指標(biāo)篩選和條件設(shè)置為主的操作流程。實(shí)現(xiàn)傻瓜化操作、智能化提示和推薦，集中展示常規(guī)用戶最感興趣的內(nèi)容，并通過(guò)地圖整合統(tǒng)計(jì)表格、統(tǒng)計(jì)圖、專(zhuān)題報(bào)告等各類(lèi)資料，并能實(shí)現(xiàn)統(tǒng)計(jì)表格、統(tǒng)計(jì)圖、專(zhuān)題圖三種表現(xiàn)形式的任意切換。

根據(jù)系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)思路，確定系統(tǒng)總體框架

系統(tǒng)總體框架包括四個(gè)層次：軟硬件基礎(chǔ)平臺(tái)、數(shù)據(jù)服務(wù)層、應(yīng)用支撐層和應(yīng)用層。其中數(shù)據(jù)服務(wù)層基于北京市統(tǒng)計(jì)局網(wǎng)絡(luò)與硬件現(xiàn)有設(shè)備條件，存儲(chǔ)、管理內(nèi)部統(tǒng)計(jì)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)、空間數(shù)據(jù)并集成外部支撐數(shù)據(jù)（如系統(tǒng)使用的遙感影像圖是直接調(diào)用北京市信息資源管理中心提供的遙感影像數(shù)據(jù)庫(kù)），數(shù)據(jù)庫(kù)平臺(tái)統(tǒng)一選用Oracle 10g，GIS軟件平臺(tái)選用超圖公司開(kāi)發(fā)的SuperMap ISever Java標(biāo)準(zhǔn)版；應(yīng)用支撐層為上層應(yīng)用提供組件級(jí)的核心支撐功能模塊，包括基本GIS模塊，表格瀏覽和統(tǒng)計(jì)匯總模塊，統(tǒng)計(jì)圖制作模塊和專(zhuān)題圖制作模塊，這些模塊全部封裝成JSP(JavaServer Pages)控件供開(kāi)發(fā)使用；應(yīng)用層提供基于B/S結(jié)構(gòu)的北京市農(nóng)業(yè)普查地理信息系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括兩個(gè)部分：以功能驅(qū)動(dòng)的農(nóng)業(yè)普查綜合數(shù)據(jù)查詢(xún)與分析，面向統(tǒng)計(jì)人員專(zhuān)業(yè)應(yīng)用；以業(yè)務(wù)驅(qū)動(dòng)的專(zhuān)題分析報(bào)告，面向領(lǐng)導(dǎo)進(jìn)行分析決策，提供更深層次的數(shù)據(jù)挖掘服務(wù)。

系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)

系統(tǒng)主要包括以下幾個(gè)模塊：

（1）基本GIS模塊：包括放大、縮小、全圖、框選、圓選、多邊形選、點(diǎn)緩沖、線緩沖、距離量算、面積量算、保存、打印、郵件發(fā)送等。

（2）表格瀏覽和統(tǒng)計(jì)匯總模塊：以表格形式瀏覽業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，并且可以對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)匯總和常規(guī)的運(yùn)算。

（3）統(tǒng)計(jì)圖制作模塊 ：以統(tǒng)計(jì)圖表的形式對(duì)查詢(xún)信息進(jìn)行動(dòng)態(tài)展示，包括柱形圖、條形圖、線柱圖、曲線圖、面積圖等。

（4）專(zhuān)題圖制作模塊：以GIS特有的專(zhuān)題地圖形式，實(shí)現(xiàn)統(tǒng)計(jì)信息基于地理空間的可視化，包括單值專(zhuān)題圖、范圍分段專(zhuān)題圖、點(diǎn)密度專(zhuān)題圖、等級(jí)符號(hào)專(zhuān)題圖、統(tǒng)計(jì)專(zhuān)題圖、復(fù)合專(zhuān)題圖等。

系統(tǒng)應(yīng)用

系統(tǒng)以?xún)煞N方式組織數(shù)據(jù)，一種以指標(biāo)方式，一種以專(zhuān)題方式。在指標(biāo)方式中，系統(tǒng)以各種類(lèi)型的專(zhuān)題圖展現(xiàn)農(nóng)業(yè)普查業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)。

在專(zhuān)題方式中，系統(tǒng)涵蓋五個(gè)專(zhuān)題，分別為優(yōu)勢(shì)主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)布局分析、都市型現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)分析、人口分布特征分析、農(nóng)村基礎(chǔ)設(shè)施與環(huán)境分析和農(nóng)村社會(huì)事業(yè)分析。由于篇幅有限，本文僅以其中的一個(gè)專(zhuān)題優(yōu)勢(shì)主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)布局分析為例進(jìn)行分析。

優(yōu)勢(shì)主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)專(zhuān)題利用地理信息系統(tǒng)空間分析優(yōu)勢(shì)，結(jié)合相關(guān)信息，研究北京市優(yōu)勢(shì)主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)空間布局的科學(xué)性和合理性，該專(zhuān)題分別對(duì)養(yǎng)殖業(yè)和種植業(yè)兩個(gè)層面的布局進(jìn)行分析，期望通過(guò)分析，能夠?yàn)楸本┦袃?yōu)勢(shì)主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃提出合理布局的建議。

養(yǎng)殖業(yè)、種植業(yè)的分布與地勢(shì)和功能區(qū)定位有密切關(guān)系，從產(chǎn)品分部看：生豬養(yǎng)殖集中在順義、大興、平谷；家禽養(yǎng)殖主要集中分布于密云、大興、順義和平谷；蔬菜種植集中在大興、通州和順義；果園高度集中于平谷地區(qū)，該區(qū)果園面積占全市的35%。

從地勢(shì)分布看，生豬產(chǎn)業(yè)和蔬菜種植分布在平原地區(qū)。家禽主要集中在密云等丘陵山區(qū)和部分平原地區(qū)；果園主要分布在丘陵地區(qū)和部分平原地區(qū)。

從養(yǎng)殖業(yè)布局現(xiàn)狀看，生豬家禽養(yǎng)殖分布較為分散，養(yǎng)殖方式都以農(nóng)戶為主，生豬養(yǎng)殖主要集在人口較多的地區(qū)，與人口的相關(guān)系數(shù)達(dá)到了0.65；家禽養(yǎng)殖主要分布于人口相對(duì)稀少的丘陵和部分平原地區(qū)，與人口分布的關(guān)系不大。通過(guò)與水系結(jié)合的進(jìn)一步分析，可知農(nóng)村養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展離不開(kāi)水，水資源豐富的地區(qū)，養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展明顯較水資源匱乏地區(qū)發(fā)達(dá)，由此可見(jiàn)，水資源情況與養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展有很大關(guān)系。在養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展的具體規(guī)劃中，有必要考慮水資源分布情況，以便更加科學(xué)地進(jìn)行規(guī)劃，同時(shí)養(yǎng)殖業(yè)所產(chǎn)生的畜禽糞便對(duì)人居環(huán)境會(huì)帶來(lái)負(fù)面影響，特別是在靠近水系的養(yǎng)殖區(qū)，很容易產(chǎn)生污染水系的問(wèn)題。因此，有必要提高農(nóng)村養(yǎng)殖業(yè)的規(guī)模化程度，發(fā)展小區(qū)型集中飼養(yǎng)，同時(shí)考慮到人口與水系，要向外部常住人口相對(duì)較少，離水系有一定距離的平原地區(qū)轉(zhuǎn)移，合理布局，在降低畜禽糞便的無(wú)害化處理成本的同時(shí)，減少對(duì)人居環(huán)境的污染。

從種植業(yè)分布現(xiàn)狀看，由于蔬菜需要溫室大棚等設(shè)備進(jìn)行規(guī)模化種植，一般在地勢(shì)相對(duì)平坦的平原地區(qū)發(fā)展的程度相對(duì)較高，同時(shí)考慮到北京市農(nóng)村蔬菜主要用于供應(yīng)城市需要，不能距離中心城過(guò)遠(yuǎn)，因此建議在相對(duì)靠近中心城區(qū)的平原地帶大力發(fā)展蔬菜種植是比較合理的。而果樹(shù)種植應(yīng)當(dāng)集中在丘陵山區(qū)地帶發(fā)展，這不僅是考慮到平原地區(qū)土地資源有限，果園占地面積又比較大，同時(shí)也是考慮到果樹(shù)種植需要適宜的山區(qū)氣候條件。

本文以統(tǒng)計(jì)地理信息系統(tǒng)可視化為目標(biāo)，探討了GIS技術(shù)在農(nóng)業(yè)普查成果中的可視化展示以及專(zhuān)題分析。結(jié)果表明：通過(guò)對(duì)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)與地理信息的集成，不僅可以實(shí)現(xiàn)較好的GIS可視化效果，還可以進(jìn)一步挖掘數(shù)據(jù)的潛在規(guī)律，從而進(jìn)行決策分析，為統(tǒng)計(jì)相關(guān)部門(mén)提供服務(wù)。

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