基本信息
- 项目名称：
- 基于GIS的河南省作物生产潜力评价系统
- 来源：
- 第十一届“挑战杯”国赛作品
- 小类：
- 信息技术
- 大类：
- 科技发明制作A类
- 简介：
- 粮食安全是关系国计民生的头等大事，2007年7月16日，由4部门组成的联合管理办公室和12个粮食主产省在京签订了课题执行协议，正式启动了“十一五”国家科技支撑计划重大项目“粮食丰产科技工程”。以此为契机，本作品主要研究基于GIS的县域作物生产潜力评价，通过本研究，为国家粮食主产核心区建设、作物生产管理和潜力估算分析提供技术支撑，针对粮食主产核心区建设中存在的问题制定相应的对策，并为挖掘影响作物生产潜力的关键因素提供辅助决策。 本作品在作物生产潜力评价流程的基础上，在国家粮食主产核心区（河南），以县域为单位，收集整理了1957-2007年河南省30个县市的气象资料、土壤资料和作物生产资料等属性数据，制作了县域空间矢量图，创建了空间-属性一体化数据库，运用面向对象分析设计方法，结合SuperMap GIS二次开发组件、VS.NET平台和SQL Server 2000网络数据库技术研究开发了基于GIS的河南省作物生产潜力评价系统。利用该系统，能够将各县域数据自动报送至省域农业管理中心，实现对省、县域数据的一体化管理和对各县域的作物生产潜力计算，并从地理空间和年际分布上分析作物生产的绝对潜力和相对潜力，进而找出影响作物生产潜力的关键因素，为研究粮食丰产核心区建设制定相应对策提供决策依据。
- 详细介绍：
- 应用信息技术改造传统农业是当代世界农业的发展趋势，是提升传统农业生产与管理水平的必经途径，是衡量一个国家和地区农业现代化的重要标志之一。随着人口数量的激增，人民生活质量的不断提高，粮食安全与可持续生产问题已引起全世界的高度关注。特别是近几年来粮食产量增产的不稳定因素给人类的生活和生存带来了日益严峻的挑战，农业科学家们逐步开始以可持续发展的思想、系统的观点、定量化的研究方法来研究粮食生产潜力问题。 本作品以“十一五”国家科技支撑计划重大项目“粮食丰产科技工程”的实施为契机，主要研究基于GIS的作物生产潜力评价，通过本研究，为国家粮食主产核心区建设、作物生产管理和潜力估算分析提供技术支撑，针对粮食主产核心区建设中存在的问题制定相应的对策，并为挖掘影响作物生产潜力的关键因素提供决策依据。 针对目前繁多的作物潜力评价模型以及相应的系统，均缺乏统一且相对精确的作物产量估计和潜力分析评价。本作品在作物生产潜力评价流程的基础上，在国家粮食主产核心区（河南），以县域为单位，收集整理1957-2007年河南省30个县市的气象资料、土壤资料和作物生产资料等属性数据，使用SuperMap GIS Deskpro制作了河南省各县域矢量图，创建了空间-属性一体化数据库，运用OMT面向对象建模技术，结合SuperMap GIS二次开发组件、VS.NET平台和SQL Server 2000网络数据库技术研究开发了基于GIS的河南省作物生产潜力评价系统。研究结果表明，系统具有普适性强、独立性好等特点，利用该系统，能够将各县域数据自动报送至省域农业管理中心，实现对省、县域数据的一体化管理和对各县域的作物生产潜力计算，并从地理空间和年际分布上分析作物生产的绝对潜力和相对潜力，分析结果表明土壤因素是影响各县域作物生产潜力的关键因素，为研究粮食丰产核心区建设制定相应对策提供决策依据，为作物生产管理和潜力挖掘提供了技术支撑。
作品图片
作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 作品设计目的：本作品以“十一五”国家科技支撑计划重大项目“粮食丰产科技工程”的实施为契机，主要研究基于GIS的作物生产潜力评价。通过本研究，为国家粮食主产核心区建设、作物生产管理和潜力估算分析提供技术支撑，针对粮食主产核心区建设中存在的问题制定相应的对策，并为挖掘影响作物生产潜力的关键因素提供决策依据。 作品设计思路：本系统在作物生产潜力评价流程的基础上，筛选适宜的作物生产计算模型与评价模型，以县域为单位，收集整理1957-2007年河南省30个县市的气象资料、土壤资料和空间数据，创建空间-属性一体化数据库，运用面向对象分析设计方法，利用VS.NET平台、SuperMap GIS 2008组件技术和SQL Server 2000网络数据库技术构建并实现基于GIS的河南省作物生产潜力评价系统。 作品创新点：省县空间-属性一体化数据库的构建与一体化管理；作物生产潜力计算模型与评价模型的软件构件化；计算评价模型构件与GIS平台的无缝集成；作物生产潜力空间专题分析和年际专题分析。 技术关键：省县空间-属性一体化数据库的构建；作物生产潜力计算模型与分析评价模型的筛选；作物生产潜力计算评价模型的软件构件化；计算评价模型构件与GIS平台的无缝集成；作物生产潜力空间专题分析和年际专题分析。 主要技术指标： 省县空间-属性一体化数据库；县域数据自动报送；作物生产潜力模型的软件构件化；计算模型构件、评价模型构件与GIS平台的无缝集成。
科学性、先进性
- 科学性：本作品的开发遵循软件工程规范，在作物生产潜力评价流程的基础上，结合作物生产潜力计算评价模型，利用现代信息技术构建并实现了基于GIS的河南省作物生产潜力评价系统 先进性：该系统突出的实质性技术特点是构建了省县空间-属性一体化数据库，实现了作物生产潜力计算评价模型的软件构件化、模型构件与GIS平台的无缝集成，实现了基于GIS的作物生产潜力空间专题分析和年际专题分析。 参考资料： 【1】李道亮, 张立伟. 农业信息技术与现代农业发展[J]. 中国农村科技, 2007,12: 30-31. 【2】马帅, 陈印军, 郭淑敏. 作物生产潜力模型研究进展[J]. 中国农学通报, 2006, 22(1): 349-352. 【3】马新明, 熊淑萍, 赵鹏等. 河南省小麦、玉米自然生产潜力分析[C]. 中国农作制度研究进展2008. 沈阳：辽宁科学技术出版社，2008 【4】SuperMap Object开发教程(高级篇) [M].北京: 超图地理信息技术有限公司, 2004.
获奖情况及鉴定结果
- 该作品在第七届"挑战杯"河南省大学生课外学术科技作品竞赛中荣获省级一等奖。
作品所处阶段
- 集成测试阶段。
技术转让方式
- 与滑县签订了3年（2009年1月1日至2011年12月31日）合作协议，进行本系统的示范与应用。
作品可展示的形式
- 产品，图片，录像，磁盘，现场演示。
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 使用说明：该系统可以安装在Windows 2000/XP/2003中，需要的支撑软件包括SuperMap Objects 2008组件、.NET Framework 2.0、SQL Server 2000数据库。 该作品的技术特点和优势：本系统采用现代信息技术，有机结合计算机技术、地理信息系统和农业知识，操作方便、扩展性强，实现了省、县域数据一体化管理，能够从空间和年际分布上分析评价作物生产潜力，并挖掘出影响作物生产潜力的关键因素。 该作品的适应范围及推广前景的技术性说明：本作品适合在国家、省级和县级农业生产管理部门推广使用；可以与耕地地力评价、测土配方施肥和粮食生产预警等系统相结合，形成服务于农业生产、管理、销售环节（产前、产中、产后）的综合农业软件系统，具有较高的应用推广价值和较好的推广前景。 市场分析和经济效益预测:计划在河南建立核心试验区8个、示范区22个、辐射达河南省60个县域，累计示范面积25万亩以上，预计新增粮食1万多吨，新增经济效益1000多万元。
同类课题研究水平概述
- 国外利用GIS进行作物生产潜力评价的研究与应用现状:美国俄勒冈州立大学教授David B. Hannaway(Department of Crop & Soil Science,Oregon State University)和我国南京农业大学曹卫星教授合作研究的“基于GIS和空间分析技术的作物适应性测绘”，对中国地区的地理物理特性(地形，土壤特性，水文)、气候空间数据(降雨，气温，辐射)、生物特性(植物/动物 容限)、地理行政信息(行政边界，城市中心，基础交通)等进行了测绘，提出目前及将来的工作是建立各影响因素的方程（温度、降水量、pH、排水性、盐度等）、建立空间经济模型的方法、应用于生质能源和生质产物类作物、开发入侵种应用方面的潜能等。该研究居于世界领先水平，其研究方法对于农作物潜能的分析与评价有较好的借鉴意义。 国内利用GIS进行作物生产潜力评价的研究与应用现状:冷疏影研究了GIS支持下的中国农业生产潜力,提出了评价方法流程，在地理信息系统(GIS)及全国农业空间数据库和属性数据库的支持下进行了全国粮食生产潜力的研究。党安荣等论述粮食生产潜力研究进展，探讨了基于GIS的粮食生产潜力研究方法；就粮食生产潜力的土壤有效系数、土地生产潜力和社会有效系数、社会生产潜力提出了新型的计算模型。周治国、曹卫星等深入研究了GIS在作物生长模型中的应用，在区域气候数据库和作物生产数据库支持下，通过光、温、水、土、施肥、灌溉、社会等因子的逐步衰减，建立基于GIS的作物生产潜力的估算方法。 本作品研究水平:本作品主要研究了基于GIS的作物生产潜力评价系统的构件与实现。该系统采用现代信息技术创建了空间-属性一体化数据库，实现了省县域数据一体化管理；结合SuperMap GIS二次开发组件、VS.NET平台和SQL Server 2000网络数据库技术从地理空间和年际分布上分析了作物生产的绝对潜力和相对潜力，挖掘出了影响各县域作物生产潜力的关键因素，为研究粮食丰产核心区建设制定相应对策提供决策依据，为作物生产管理和潜力挖掘提供了技术支撑。该作品达到国内先进水平。
