邴佳琳 王爱民
摘要：本文以GIS系统为基础，在全面获取农场生产过程数据的基础上，将数据有效地利用起来，对现场数据采集与传输，实现农情信息管理、土地管理、用户管理、信息分析等功能。从而达到最大限度地降低土地资源的浪费、最大限度地降低重金属导致的环境污染，进而获得治理农场生产的最佳方案。
关键词：GIS系统;二次开发;农场管理
中图分类号：G4 文献标识码：A
引言
粮食的生产问题一直都是人民幸福生活的第一大事，这与社会乃至国家的未来发展息息相关。如今传统的农业生产管理方式早已经不能满足现代较大规模的农场需求，特别在而要实现“确保国家粮食安全，把中国人的饭碗牢牢端在自己手中”的目标，智慧农场是重要途径。
本文是以GIS系统为基础，在全面获取农场生产过程数据的基础上，将数据有效地利用起来，农场生产中对现场数据采集与传输，实现农情信息管理、土地管理、用户管理、信息分析等功能。从而达到最大限度地降低土地资源的浪费、最大限度地降低重金属导致的环境污染，进而获得治理农场生产的最佳方案。使一些传统农场成为具有较高效率的现代产品，可以大幅度提升农场的生产效率，提升农作物的品质，进而经济效益大大的提高。
一、系统总体架构
管理系统的总体构架设计，包括施肥管理、土地管理、用户管理及效益分析等系统功能，来设计总体框架，并对系统功能进行模块化的布局。详细分析系统功能设计、数据库设计及[1]用户界面的设计过程。农场管理功能的实现，分析了现场数据采集与传输及管理系统的实现过程[2]。
二、开发工具简介
现如今基于GIS的二次开发技术已经非常成熟，有很多的地理信息工作者通过GIS的二次开发实现了许多类似的产品。
设计一套基于GIS的农场管理系统，需要用到ArcGIS 10.2、ArcGIS Engine10.2和Visual Studio 2010， ArcGIS 10.2是一套经典的地理信息桌面工具，用户可用其来收集、组织、管理、分析、交流和发布地理信息。Visual Studio 2010是一个基本完整的开发工具集，它包括了整个软件生命周期中所需要的大部分工具。ArcGIS Engine10.2则是与ArcGIS和Visual Studio 2010搭配使用的。
三、模块设计
（1）农场数据采集与传输模块：设计并实现现场传感器网络布置，将农场数据传送至存储器中，实现农场环境信息的实时监测。
（2）农情信息管理模块：通过调用数据库，实现查询农场各区域监测点的环境情况，同时提供农作物按时间序列的生长环境统计，分析报告通过客户端展示在用户面前，实现对属性数据和空间数据的查询、统计、更新、管理、打印输出等功能。
（3）农事操作管理模块：实现粮食蔬菜种植和渔塘养殖的查询功能，包括粮食蔬菜的播种、施肥、收获情况和渔塘中鱼苗的使用情况。记录粮食蔬菜的病虫害情况，为病虫害的防治工作提供真实有效的信息。
（4）作物资料与设备管理模块：实现种子、肥料、鱼苗等作物资料的货源管理。对作物资料信息的记录可以很好地了解货源采购情况，同时方便管理人员对货源的质量追踪查询。
（5）农场用户管理模块：设定不同的角色及相应权限，农场管理员可对农场管理人员的基本信息进行查找、删除或修改等操作。
（6）农场效益管理模块：根据当年栽培的不同作物带来的经济效益，基于农业经济学理论建立农事规划模型，为农作物种植规划提供最优方案[3]。
三、系统功能实现
（1）基本地图功能
基于ArcEngine，在程序主界面设置选择、放大、缩小、前视图、后视图、漫游、全图、刷新地图、距离测量、面积测量、条件查询、要素识别、曲线图等图标功能。
（2）条件查询相关功能
添加groupBox控件命名为按值查找，添加三个label控件分别命名为图层名称、字段名称、查找的值，添加三个ComboBox控件，右上侧添加四个Button控件，分别命名为精确查找、模糊查找、定位、关闭。
（3）缓冲区分析相关功能
添加lable控件分别命名为选择图层、缓冲距离、输出图层，name属性分别命名为lbllayers、labeldistance、labeloutput，添加3個button控件分别命名为缓冲区分析、存放位置、关闭，name属性分别命名为btnBuffer、btnOutputLayer、btnCancel，添加3个textbox控件，name属性分别命名为txtBufferDistance、txtOutputPath、txtMessage，添加2个combobox控件，name属性分别命名为cboLayers、cboUntis。
（4）农事管理
这里以施肥管理为例，当想要了解往年施肥情况与年产量关系时，首先进入用户界面，点击“施肥管理”按钮后会弹出个界面，在年份1和年份2分别输入不同的年份，例如了解2020年与2019年的施肥情况与年产量的关系，点击“比较”按钮后，会弹出产量与不同化肥施肥量对比柱状图，再进行自动分析，得出分析报告。例如出现氮肥过量，导致叶片枯黄死亡，烧伤种苗，产量下降。防止过量施肥应控制氮肥用量，应分次施用。增施有机肥料，提高土壤的保肥能力，增加土壤的缓冲性。肥时不要溅到叶片上，尤其是当有露水时，不能随意撒施，以免灼伤。
四、展望
近几年来，通过智能技术的数字化农场发展的十分快速，它改变了传统意义上的农场管理方式，大大地提升农场生产效率。如今技术发展速度已经逐步提升，智能技术早已经挑起了新时代农业的大梁。
据联合国称，到2050年，全球人口预计将增加20多亿，粮食产量需要增加70%。随着信息技术中互联网、移动互联网、无线传感网、云通信、云计算、物联网等技术的不断发展，将这些技术应用到智慧农场中，会大大促进农场农作物生产、加工、流通、销售等过程的精准化、智能化管理，给未来智慧农场发展道路一个新的方向。
参考文献
[1]陈兴，翟林鹏.智慧农场信息化应用研究[J].农业网络信息，2014（01）：11-13.
[2]翟林鹏. 基于GIS的农场管理系统研究与设计[D].扬州大学，2015.
[3]李宁，付晓晨.应用GIS管理智慧农场[J].现代化农业，2017（10）：49-50.
基金项目：由黑龙江省大学生创新创业训练计划项目资助，基于“物联网+GIS”的农场生产管理系统研究项目编号：202011445011
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