GIS技術(shù)在基層畜牧工作中的應(yīng)用初探

文│王尚明 劉麗（云南省耿馬傣族佤族自治縣畜牧技術(shù)推廣站）

科技與推廣

GIS技術(shù)在基層畜牧工作中的應(yīng)用初探

文│王尚明 劉麗（云南省耿馬傣族佤族自治縣畜牧技術(shù)推廣站）

隨著計算機(jī)、地理信息、遙感等技術(shù)的迅速發(fā)展，畜牧業(yè)信息化管理已成為我國現(xiàn)代化畜牧業(yè)建設(shè)和發(fā)展的趨勢。進(jìn)入21世紀(jì)，我國部分省市開展了將地理信息系統(tǒng)技術(shù)（GIS技術(shù)）應(yīng)用到畜牧業(yè)管理如動物疫病防控、檢疫等工作中，極大地提高了畜牧業(yè)生產(chǎn)管理水平。在基層畜牧工作中運用好GIS技術(shù)，將極大地促進(jìn)現(xiàn)代畜牧業(yè)生產(chǎn)方式的轉(zhuǎn)變，對基層畜牧工作起到促進(jìn)作用。

目前基層大部分規(guī)劃中，畜禽養(yǎng)殖的空間布局及規(guī)模分配更多的是基于自然因素考量，缺乏足夠的科學(xué)依據(jù)，很難做到在保護(hù)環(huán)境資源的同時合理發(fā)展畜牧業(yè)。結(jié)合地理信息系統(tǒng)，可以直觀地看到全縣的畜牧產(chǎn)業(yè)發(fā)展情況，同時結(jié)合轄區(qū)內(nèi)地形地貌，能對全縣畜禽養(yǎng)殖規(guī)劃有較大的促進(jìn)作用，筆者經(jīng)過多年的應(yīng)用探索，與大家分享GIS技術(shù)在基層畜牧產(chǎn)業(yè)規(guī)劃中的使用心得。

一、GIS在畜牧產(chǎn)業(yè)規(guī)劃中的作用

1.建立轄區(qū)“畜牧產(chǎn)業(yè)地圖”。筆者利用GIS系統(tǒng)，通過GPS對轄區(qū)內(nèi)畜禽養(yǎng)殖場進(jìn)行打點、入庫，接收和處理數(shù)據(jù)，充分利用地形圖、國土二調(diào)圖層等地理信息數(shù)據(jù)，在ArcGIS軟件中錄入養(yǎng)殖戶、養(yǎng)殖場面積、畜禽存出欄數(shù)量、規(guī)模養(yǎng)殖場地理位置、畜牧業(yè)產(chǎn)值、村委會基本情況、養(yǎng)殖污染和疫情監(jiān)測數(shù)據(jù)等大量畜牧產(chǎn)業(yè)數(shù)據(jù)初步建立云南省耿馬縣畜牧信息數(shù)據(jù)庫，暫命名為“耿馬縣畜牧產(chǎn)業(yè)地圖”。該數(shù)據(jù)庫在全縣畜牧業(yè)資源利用、畜牧產(chǎn)業(yè)規(guī)劃和養(yǎng)殖區(qū)域空間優(yōu)化等方面中可以發(fā)揮著一定的作用。

目前因政策、人員、財政支持等原因限制，筆者難以將全縣所有畜禽養(yǎng)殖場納入GIS系統(tǒng)，同樣因上述原因難以充分運用GIS協(xié)助全縣畜牧產(chǎn)業(yè)規(guī)劃。筆者只將縣內(nèi)部分較大的規(guī)模養(yǎng)殖場納入GIS系統(tǒng)，全縣規(guī)模養(yǎng)殖場的打點錄入工作還在不斷完善中；全縣畜禽養(yǎng)殖存出欄情況、養(yǎng)殖污染情況等也只是做到錄入到村委會一級，筆者目前做的“畜牧產(chǎn)業(yè)地圖”還很粗糙，在此僅作為拋磚引玉的作用（圖1、圖2）。

◎圖1 畜禽存欄密度分布圖

◎圖2 畜禽規(guī)模養(yǎng)殖場分布圖

2.全縣畜牧產(chǎn)業(yè)分布情況制圖分析。筆者初步完成的“耿馬縣畜牧產(chǎn)業(yè)地圖”，可以生成不同畜禽類別的產(chǎn)業(yè)分布直觀圖（圖3～圖6）。可以直觀地看出，目前耿馬縣生豬存欄較為密集的村主要分布在縣域北部地區(qū)南汀河、南捧河流域附近；肉牛存欄較為密集的村主要分布在縣域中部地區(qū)及東北部地區(qū)；肉羊存欄較為密集的村主要分布在縣域東北部交通沿線附近；家禽存欄較為密集的村主要分布在縣域中部、北部地區(qū)及南汀河流域附近。

◎圖3 生豬存欄分布圖

◎圖4 肉牛存欄分布圖

根據(jù)目前畜禽產(chǎn)業(yè)分布情況，可以相對科學(xué)的規(guī)劃全縣不同的養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)。例如：在羊耿線一帶涉及的勐永鎮(zhèn)、勐撒鎮(zhèn)、華僑管理區(qū)、耿馬鎮(zhèn)、賀派鄉(xiāng)、四排山鄉(xiāng)等甘蔗種植重點鄉(xiāng)鎮(zhèn)，選擇基礎(chǔ)條件好，常綠飼草飼料多，群眾積極性高，發(fā)展?jié)摿^大的村組建立區(qū)域性草食畜生產(chǎn)區(qū)。在南汀河流域孟定鎮(zhèn)、勐撒鎮(zhèn)、勐永鎮(zhèn)及耿馬鎮(zhèn)、賀派鄉(xiāng)等鄉(xiāng)鎮(zhèn)選擇生豬存欄大，商品率及科技利用率高，飼料資源豐富且開發(fā)潛力大的村組，建設(shè)區(qū)域性肉豬生產(chǎn)區(qū)。在高海拔地區(qū)的大興鄉(xiāng)、芒洪鄉(xiāng)、四排山鄉(xiāng)和耿馬鎮(zhèn)、孟定鎮(zhèn)、勐撒鎮(zhèn)的部分區(qū)域積極扶持發(fā)展生態(tài)養(yǎng)殖和林下養(yǎng)殖，建立以山地雞為重點的地方特色家禽良種繁育體系，建設(shè)具有耿馬縣特色的禽品種生產(chǎn)區(qū)。并依托全縣各個畜禽養(yǎng)殖規(guī)模場輻射帶動周邊村組發(fā)展畜牧產(chǎn)業(yè)。

◎圖5 肉羊存欄分布圖

◎圖6 家禽存欄分布圖

二、GIS在畜牧項目中的應(yīng)用

近幾年來，各級涉及草食畜的畜牧業(yè)項目，特別是像南方現(xiàn)代草地畜牧業(yè)發(fā)展項目、草原生態(tài)保護(hù)補助政策及退耕還草工程等項目，都需要有較大面積的草場和輪牧規(guī)劃，項目申報明確要求有項目牧草種植小班圖。這也充分體現(xiàn)了各級畜牧部門對GIS技術(shù)的要求，GIS技術(shù)在畜牧項目中的作用也將越來越被重視，所以基層畜牧部門也應(yīng)加快推廣GIS技術(shù)在基層的應(yīng)用和培養(yǎng)能夠熟練使用GIS技術(shù)的業(yè)務(wù)人員。

◎圖7 耿馬縣2016年南方現(xiàn)代草地畜牧業(yè)發(fā)展項目草地布局圖

1.GIS在“南方現(xiàn)代草地畜牧業(yè)發(fā)展項目”中的應(yīng)用。耿馬縣2016年南方現(xiàn)代草地畜牧業(yè)發(fā)展項目，從選址、GPS打點和地塊小班圖規(guī)劃繪制等筆者均全程參與（圖7）。若業(yè)務(wù)人員能熟練使用GIS軟件，將大大提高工作效率。當(dāng)然筆者也僅僅是從促進(jìn)工作方面做了初步淺顯的工作，若該項目能與遙感等技術(shù)結(jié)合，通過遙感技術(shù)實時監(jiān)測該草場的狀況，及時作出輪牧區(qū)域調(diào)整，將極大地促進(jìn)該項目的實施和管理。

◎圖8 草原資源分布圖

◎圖9 2016年草原畜牧業(yè)生產(chǎn)方式轉(zhuǎn)變項目小班圖

2.GIS在“草原生態(tài)保護(hù)補助獎勵政策”中應(yīng)用。

（1）全縣基本草原轉(zhuǎn)繪上圖。根據(jù)《關(guān)于加快推進(jìn)草原上圖工作的通知》和《云南省基本草原轉(zhuǎn)繪上圖技術(shù)規(guī)程》等文件均要求將政策實施縣的基本草原轉(zhuǎn)繪上圖。該項工作業(yè)務(wù)量巨大，要求業(yè)務(wù)人員精通GIS軟件操作。全縣基本草原轉(zhuǎn)繪上圖工作由云南瀚哲科技有限公司完成，該公司繪制的基本草原圖斑，包含所有涉及草原生態(tài)保護(hù)補助獎勵政策實施的農(nóng)戶承包草原的地塊、地塊面積、坡度、草原管理方式、草地類型及草食畜存出欄等數(shù)據(jù)，基本建立了全縣草原生態(tài)保護(hù)補助獎勵政策數(shù)據(jù)庫，成果明顯。其成果對全縣草原生態(tài)保護(hù)補助獎勵政策的落實和全縣草原監(jiān)測工作的實施有很大幫助，并為全縣新一輪補助獎勵政策的制定和實施起重要參考作用（圖8）。然而據(jù)筆者了解，大部分項目縣拿到該縣成果后因不會使用GIS軟件，不能充分利用該縣上圖成果，致使該縣成果處于封存、閑置狀態(tài)，僅僅作為完成上級業(yè)務(wù)部門下達(dá)任務(wù)的依據(jù)，實在可惜。

◎圖10 草原類型分布及監(jiān)測點小班圖

（2）在草原畜牧業(yè)發(fā)展方式轉(zhuǎn)變項目中的應(yīng)用。該項目同樣要求申報材料中必須有項目實施小班圖，且小班圖中還要有項目實施地塊的拐點坐標(biāo)，這就需要業(yè)務(wù)人員能較為熟練地使用GPS、GIS軟件。耿馬縣2014—2015年草原畜牧業(yè)發(fā)展方式轉(zhuǎn)變項目實施地塊小班圖均請林業(yè)部門幫忙繪制，工作程序復(fù)雜，效率較低。2016年耿馬縣草原畜牧業(yè)發(fā)展方式轉(zhuǎn)變項目實施小班圖全部由筆者繪制完成，該小班圖并不難繪制，其難點僅僅在于地塊的落實及主要拐點坐標(biāo)的提取。實地GPS打點后，一般1～2個小時就能完成小班圖繪制，熟練度高的僅需要半個至1個小時，相對于請林業(yè)部門或其他部門協(xié)助繪制，可節(jié)省大量時間（圖9）。

（3）在草原監(jiān)測中的應(yīng)用。根據(jù)每年云南省農(nóng)業(yè)廳辦公室下發(fā)的《云南省草原生態(tài)保護(hù)政策成效監(jiān)測工作實施方案與云南省草原物候期監(jiān)測及草原固定監(jiān)測點監(jiān)測工作實施方案的通知》等文件要求，每年的草原監(jiān)測數(shù)據(jù)均要錄入到中國草原網(wǎng)“草原監(jiān)測信息報送管理系統(tǒng)”中，該報送的數(shù)據(jù)中就有必填項：監(jiān)測點（監(jiān)測地塊）經(jīng)緯度。當(dāng)業(yè)務(wù)人員將監(jiān)測點的坐標(biāo)、監(jiān)測數(shù)據(jù)錄入后可以直觀地看到監(jiān)測點所在位置，這也是GIS的基層應(yīng)用之一，屬于WebGIS的應(yīng)用范圍。

然而，業(yè)務(wù)人員若在沒有網(wǎng)絡(luò)的情況下打開查看草原監(jiān)測數(shù)據(jù)時，無法看到監(jiān)測點的位置，這就需要業(yè)務(wù)人員除了在中國草原網(wǎng)上傳監(jiān)測數(shù)據(jù)外，還需要建立線下轄區(qū)內(nèi)的草原監(jiān)測數(shù)據(jù)庫，以便隨時能查閱、調(diào)用數(shù)據(jù)。農(nóng)業(yè)部也制作了“草原監(jiān)測地面數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)”軟件，該軟件應(yīng)屬于行業(yè)內(nèi)的GIS軟件，要求基層畜牧部門將監(jiān)測數(shù)據(jù)錄入其中，但是該軟件并不完善，2016年已通知棄用。筆者主要運用ArcGIS軟件，結(jié)合云南瀚哲科技有限公司完成的全縣基本草原轉(zhuǎn)繪上圖成果，初步建立了“耿馬縣草原監(jiān)測數(shù)據(jù)庫”，雖然還處于初級階段，尚未健全，但對于全縣草原監(jiān)測成果直觀反映有一定的效果（圖10）。

3.GIS在“退耕還草工程”中的應(yīng)用。根據(jù)國家《新一輪退耕還林還草總體方案》《云南省新一輪退耕還林還草實施方案》和《臨滄市新一輪退耕還林還草實施方案》的要求，該項目除了要求有還草地塊小班圖外，更是明確要求在25°以上非基本農(nóng)田坡耕地實施，嚴(yán)重加大了農(nóng)業(yè)部門小班圖制作難度。該項目雖是要求五個部門聯(lián)合實施，但到基層基本都是農(nóng)業(yè)部門在做，耿馬縣2015年度新一輪退耕還草工程，應(yīng)于2016年完成實施，但因地塊落實及小班圖繪制難度大，工程進(jìn)度慢，直到2016年年底才完成。

該工程最大困難在于所選擇的地塊必須是國土二調(diào)圖層中25°以上非基本農(nóng)田坡耕地，就是需要先將初步選擇的地塊GPS打點后，導(dǎo)入國土二調(diào)地形圖中，再看是否符合地塊選擇條件，若不符合將重新調(diào)整地塊，然而國土所用地形圖坐標(biāo)系、軟件均和筆者所用地形圖不一致，且轉(zhuǎn)換麻煩。筆者所用地形圖沒有圖11中出現(xiàn)的“平田”、“坡地”等圖標(biāo)（詳見國土二調(diào)土地分類圖例）以及基本農(nóng)田地塊圖層，難以直觀了解是否符合地塊要求，只能請國土部門幫忙查看，很大程度上增加了地塊落實的工作量（圖11、圖12）。

◎圖11 MapGIS軟件截圖

◎圖12 2015年退耕還草工程小班圖

業(yè)務(wù)人員若能夠熟練轉(zhuǎn)換兩個地形圖，利用GlS技術(shù)可以快速有效地對退耕限制相關(guān)因子進(jìn)行計算和分析，應(yīng)用坡度、水系、土壤侵蝕強度等因素結(jié)合耿馬縣退耕還草配置分析，將極大促進(jìn)還草配置落實到具體的地塊。

三、GIS在畜禽糞污處置上的應(yīng)用

近幾年，生態(tài)環(huán)境問題越來越受到重視，基層在發(fā)展畜牧業(yè)的同時，也越來越要注重生態(tài)環(huán)境的保護(hù)和改善。建立健全畜禽養(yǎng)殖場對周圍生態(tài)環(huán)境影響分析模型、周圍生態(tài)環(huán)境對畜禽養(yǎng)殖場影響分析模型、農(nóng)田承載力分析模型等，可以在全縣養(yǎng)殖環(huán)境影響評價方面提供輔助決策。

筆者根據(jù)各村畜禽存出欄情況估算出各村畜禽糞污年排放量，并將其錄入、整合到初步完成的“耿馬縣畜牧產(chǎn)業(yè)地圖”中，可以直觀地看到全縣畜禽糞污年排放量分布、污染情況（圖13）。從圖中直觀看出，勐永鎮(zhèn)、勐撒鎮(zhèn)是全縣畜禽養(yǎng)殖密度相對集中的鄉(xiāng)鎮(zhèn)，同樣也是畜禽糞污排放量最大的鄉(xiāng)鎮(zhèn)。該圖不斷更新完善，能為以后全縣畜牧產(chǎn)業(yè)規(guī)劃中禁養(yǎng)區(qū)劃定作一定的參考和為以后全縣畜禽糞污處理規(guī)劃提供一定的支持。

◎圖13 糞污年排放量分布圖

四、WebGIS的應(yīng)用

從事畜牧工作的業(yè)務(wù)人員對WebGIS并不陌生，很早以前已經(jīng)在基層畜牧工作中就有一定的應(yīng)用，例如：草原生態(tài)保護(hù)補獎?wù)邚?012年開始要求各縣將牧草良種補貼地塊、基本草原地塊信息錄到網(wǎng)站W(wǎng)ebGIS中（圖14、圖15），草原監(jiān)測同樣也要求錄入網(wǎng)站W(wǎng)ebGIS。上述網(wǎng)站能為各Web用戶提供方便、有效的圖文查詢，使其便捷地訪問分布式的異構(gòu)空間數(shù)據(jù)庫，并為各終端用戶提供均質(zhì)、集成的時空數(shù)據(jù)服務(wù)。

◎圖14 牧草良種補貼WebGIS

◎圖15 基本草原地塊WebGIS

可以說，WebGIS已經(jīng)逐步在基層畜牧工作使用，應(yīng)該充分認(rèn)識到GIS、WebGIS等技術(shù)的在基層畜牧工作中重要性，運用上述技術(shù)組合構(gòu)建畜牧產(chǎn)業(yè)資源虛擬多維空間的方案切實可行，能夠為業(yè)界提供一個方便、快捷的信息查詢和空間分析共享平臺。

五、問題分析

1.軟件不會用。全球常用的GIS軟件已達(dá)400多種，它們大小不一，風(fēng)格各異。國外較著名的有Arc／Info、Map Info、Gena Map、ArcGIS、Inter Graph、MGE等；國內(nèi)較著名的有Map GIS、Geo Star和City Star等。目前，常用的桌面地理信息系統(tǒng)軟件是Map Info、ArcGIS、Map GIS等。然而GIS軟件專業(yè)性較強，需要一定的地理學(xué)知識，包括空間數(shù)據(jù)知識、地理坐標(biāo)系知識、投影坐標(biāo)系知識以及拓?fù)湟?guī)則等。當(dāng)?shù)卮蟛糠洲r(nóng)業(yè)系統(tǒng)業(yè)務(wù)人員對GIS不熟悉，不會用，不能充分利用GIS軟件對數(shù)據(jù)分析處理，不能建立本轄區(qū)的畜牧資源保護(hù)、分布、利用等地理數(shù)據(jù)庫，不利于對本轄區(qū)畜牧產(chǎn)業(yè)作科學(xué)規(guī)劃、決策和管理。

2.坐標(biāo)系不統(tǒng)一，軟件不統(tǒng)一。目前國內(nèi)主流坐標(biāo)系為西安80坐標(biāo)系和北京54坐標(biāo)系，兩個坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換較為繁瑣，筆者所用的較老的北京54坐標(biāo)系的地形圖需要ArcGIS軟件打開使用，而較新的西安80坐標(biāo)系的國土二調(diào)地形圖需要使用Map GIS軟件打開。這就需要使用者有較高的GIS業(yè)務(wù)水平和專業(yè)知識才能夠勝任。

3.地形圖昂貴，獲取渠道單一。筆者所用的地形圖僅有林業(yè)部門提供的北京54坐標(biāo)系地形圖以及國土部門提供的西安80坐標(biāo)系國土二調(diào)地形圖。獲取以上兩個地形圖筆者均和林業(yè)、國土部門簽訂保密協(xié)議，故筆者文中涉及的除圖9、圖10和圖11能看見部分地形圖外，其他均不出現(xiàn)地形圖底圖。若另外購買地形圖，費用較為昂貴，僅推薦財力較為雄厚的單位或個人購買使用。對圖3到圖6中的道路、河流等圖層，因資金不足、渠道短缺等，都是筆者耗費大量時間及精力，使用各種辦法自行繪制而成。若想真正建立健全“耿馬縣畜牧產(chǎn)業(yè)地圖”還需要建立各村降雨量、溫濕度、農(nóng)業(yè)人口、農(nóng)業(yè)種植品種、種植面積、產(chǎn)量、土地性質(zhì)、土地污染承載力、衛(wèi)星影像圖等相關(guān)的圖層，這需要大量人力物力的投入。

4.“畜牧產(chǎn)業(yè)地圖”需要不斷更新。筆者目前制作的“耿馬縣畜牧產(chǎn)業(yè)地圖”是基于2015—2016年全縣畜牧產(chǎn)業(yè)數(shù)據(jù)，然而，養(yǎng)殖場戶數(shù)、畜禽存出欄等是不斷變化的，地形圖中道路、土地性質(zhì)、各類用地情況等也是在不斷變化的，要精確掌握全縣畜牧產(chǎn)業(yè)地理布局，就需要隨時更新該數(shù)據(jù)。耿馬縣目前畜牧獸醫(yī)體系現(xiàn)狀，人員、經(jīng)費、技術(shù)等方面都達(dá)不到條件，要做到隨時更新很難，還需要各級畜牧獸醫(yī)部門及社會各界共同關(guān)注、努力才能夠?qū)崿F(xiàn)。