上海農(nóng)業(yè)地理信息公共服務(wù)平臺(tái)應(yīng)用探析

曹維 張向飛 戴俊 葉有燦 陳旭

摘要 ? ?隨著我國(guó)農(nóng)業(yè)信息化建設(shè)的加速發(fā)展，原有農(nóng)業(yè)專業(yè)信息系統(tǒng)已較難滿足現(xiàn)代精細(xì)化農(nóng)業(yè)管理的需求。本文介紹了上海市農(nóng)業(yè)地理信息公共服務(wù)平臺(tái)設(shè)計(jì)的總體思路、總體架構(gòu)和功能，闡述了該平臺(tái)的創(chuàng)新點(diǎn)，包括農(nóng)業(yè)信息標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)、農(nóng)業(yè)信息多級(jí)展示，最后結(jié)合案例簡(jiǎn)述了該平臺(tái)的應(yīng)用，以期為促進(jìn)上海農(nóng)業(yè)信息化建設(shè)提供參考。

關(guān)鍵詞 ? ?農(nóng)業(yè);地理信息公共服務(wù)平臺(tái);信息化;應(yīng)用;上海

中圖分類號(hào) ? ?TP311.52;S126 ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 ? ?A

文章編號(hào) ? 1007-5739（2020）22-0247-03 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識(shí)碼（OSID）

Abstract ? ?With the accelerated development of agricultural information construction in our country， the original agricultural information system has been more difficult to meet the needs of modern sophisticated agricultural management. This paper introduced the overall idea， overall structure and functions of the Shanghai agricultural geographic information public service platform design， and explained the innovations of the platform， including the construction of agricultural information standard system and multi-level display of agricultural information， briefly described the application of the platform in combination with a case， in order to provide references for promoting the construction of agricultural informatization in Shanghai.

Keywords ? ?agricultural; geographic information public service platform; informatization; application; Shanghai

目前，大部分國(guó)家（地區(qū)）全面開展農(nóng)業(yè)信息化建設(shè)，“互聯(lián)網(wǎng)+”現(xiàn)代農(nóng)業(yè)初步進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化發(fā)展階段。日本、德國(guó)、荷蘭和美國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家的產(chǎn)業(yè)發(fā)展和技術(shù)體系建設(shè)均處于領(lǐng)先地位，韓國(guó)和印度等國(guó)農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用創(chuàng)新雖然起步晚，但發(fā)展速度快，并結(jié)合自身農(nóng)業(yè)發(fā)展需求開展了不同模式的農(nóng)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)實(shí)踐，形成了具有較高參考價(jià)值的模式與特色，對(duì)于我國(guó)在互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下加快形成具有中國(guó)特色的“互聯(lián)網(wǎng)+”現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)新形態(tài)有重要意義[1]。20世紀(jì)90年代末以來(lái)，上海市農(nóng)委一直致力于開展上海市農(nóng)業(yè)信息化工作。從舊版“上海農(nóng)業(yè)”上線到上海為農(nóng)綜合信息服務(wù)平臺(tái)，再到如今的上海農(nóng)業(yè)公共信息化平臺(tái)，在此期間，上海相繼被納入國(guó)家農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)區(qū)域試驗(yàn)工程和農(nóng)業(yè)農(nóng)村大數(shù)據(jù)試點(diǎn)[2]。

地理空間信息是社會(huì)信息化和國(guó)民經(jīng)濟(jì)根本性的、基礎(chǔ)性的、不可或缺的信息資源。上海市農(nóng)業(yè)地理信息公共服務(wù)平臺(tái)將依托基礎(chǔ)地理空間數(shù)據(jù)，結(jié)合農(nóng)業(yè)專題數(shù)據(jù)，為全市及各區(qū)農(nóng)業(yè)農(nóng)村管理部門及應(yīng)用單位提供農(nóng)業(yè)地理信息資源及各類專題數(shù)據(jù)資源“一站式”網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。

長(zhǎng)期以來(lái)，農(nóng)業(yè)地理信息應(yīng)用缺少市區(qū)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，如農(nóng)用地地塊編碼標(biāo)準(zhǔn)、共享交換標(biāo)準(zhǔn)、采集上圖標(biāo)準(zhǔn)等，呈現(xiàn)出了市區(qū)標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一、異構(gòu)數(shù)據(jù)整合難的現(xiàn)象，在一定程度上制約了上海農(nóng)業(yè)精細(xì)化管理。因而需要一個(gè)集成過(guò)往農(nóng)業(yè)信息、涵蓋不同年份全市基礎(chǔ)GIS行政區(qū)劃圖、航拍影像、衛(wèi)星遙感影像、無(wú)人機(jī)影像、農(nóng)業(yè)專題等多種數(shù)據(jù)源結(jié)合多種展示方式的面向農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)地理信息公共服務(wù)平臺(tái)，將農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、經(jīng)營(yíng)、管理應(yīng)用都集成到統(tǒng)一的“底版”上來(lái)，實(shí)現(xiàn)分建共享的“一張圖”。

本平臺(tái)構(gòu)建以位置為基礎(chǔ)的上海農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫(kù)，編制上海農(nóng)業(yè)地理信息空間數(shù)據(jù)資源目錄，逐步形成全市農(nóng)業(yè)GIS數(shù)據(jù)資源聚合、共享和應(yīng)用機(jī)制。

1 ? ?平臺(tái)設(shè)計(jì)

1.1 ? ?平臺(tái)總體思路

上海市農(nóng)業(yè)地理信息公共服務(wù)平臺(tái)綜合上海市地理信息公共服務(wù)平臺(tái)中的地理數(shù)據(jù)，同時(shí)將永久基本農(nóng)田、糧食功能區(qū)、蔬菜保護(hù)區(qū)、農(nóng)用地現(xiàn)狀、特色農(nóng)產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)區(qū)、規(guī)劃用地、畜禽養(yǎng)殖用地、漁業(yè)用地、休閑農(nóng)業(yè)用地、農(nóng)業(yè)服務(wù)體系、土壤環(huán)境、土壤質(zhì)量、生態(tài)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃等農(nóng)業(yè)專題數(shù)據(jù)進(jìn)行建庫(kù)和更新維護(hù)，根據(jù)編制的農(nóng)業(yè)地理信息資源目錄，將原有電子文件、圖表、圖則要素進(jìn)行重新編碼整理，以電子地圖服務(wù)的方式進(jìn)行直觀、可視的展示和總結(jié)，提升農(nóng)業(yè)信息化管理水平，保證數(shù)據(jù)的直觀性、準(zhǔn)確性、科學(xué)性和有效性，從而優(yōu)化輔助決策，提升農(nóng)業(yè)管理水平。

1.2 ? ?平臺(tái)總體架構(gòu)

上海市農(nóng)業(yè)地理信息公共服務(wù)平臺(tái)在信息安全和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系下，利用已有的基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行建設(shè)，系統(tǒng)滿足上海市農(nóng)業(yè)農(nóng)村委員會(huì)各部門、各區(qū)、鄉(xiāng)鎮(zhèn)、村不同角色人員的業(yè)務(wù)要求。公共服務(wù)子系統(tǒng)具有地圖瀏覽、申請(qǐng)服務(wù)（分析服務(wù)、要素服務(wù)、目錄服務(wù)、地圖服務(wù)）、數(shù)據(jù)低精度坐標(biāo)轉(zhuǎn)換、開發(fā)幫助、服務(wù)查詢等功能。運(yùn)維管理子系統(tǒng)具有服務(wù)發(fā)布、管理和授權(quán)訪問(wèn)等功能，供平臺(tái)運(yùn)維管理人員使用;平臺(tái)監(jiān)控子系統(tǒng)提供系統(tǒng)監(jiān)控、服務(wù)統(tǒng)計(jì)報(bào)表和分析、系統(tǒng)配置等功能，最終形成一個(gè)“松散耦合”的系統(tǒng)。整個(gè)系統(tǒng)可大致分為如下4層（圖1）。

1.2.1 ? ?基礎(chǔ)設(shè)施層。基礎(chǔ)設(shè)施層是整個(gè)平臺(tái)的基礎(chǔ)支撐，為平臺(tái)提供網(wǎng)絡(luò)環(huán)境、存儲(chǔ)設(shè)備、服務(wù)器，在平臺(tái)的建設(shè)和日常運(yùn)行中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。

1.2.2 ? ?數(shù)據(jù)資源層。數(shù)據(jù)資源層為平臺(tái)提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。通過(guò)對(duì)現(xiàn)有數(shù)據(jù)資源進(jìn)行組織和整理，使之符合相關(guān)規(guī)范要求，建立農(nóng)業(yè)地理信息數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)體系。平臺(tái)還將配套建設(shè)數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)，用于對(duì)各個(gè)庫(kù)體進(jìn)行數(shù)據(jù)管理和維護(hù)的服務(wù)層架構(gòu)于上海市地理信息公共服務(wù)平臺(tái)之上，是一個(gè)以面向服務(wù)架構(gòu)（SOA）技術(shù)，將基礎(chǔ)GIS應(yīng)用服務(wù)與基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)包裝成網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，使之符合OGC標(biāo)準(zhǔn)，在統(tǒng)一的地理信息平臺(tái)中實(shí)現(xiàn)應(yīng)用服務(wù)與數(shù)據(jù)的交換與共享[3]。

1.2.3 ? ?平臺(tái)服務(wù)層。服務(wù)平臺(tái)層是將數(shù)據(jù)成果轉(zhuǎn)化為Web服務(wù)，促進(jìn)服務(wù)應(yīng)用推廣和跨部門交換共享的關(guān)鍵部分。上海市農(nóng)業(yè)地理信息公共服務(wù)平臺(tái)提供地理處理服務(wù)、遙感影像服務(wù)、網(wǎng)絡(luò)分析服務(wù)、要素服務(wù)、基礎(chǔ)地圖服務(wù)、地理編碼服務(wù)、OGC標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)等基礎(chǔ)GIS服務(wù)能力。從管理層面，服務(wù)平臺(tái)層由運(yùn)維管理后臺(tái)子系統(tǒng)支撐，面向平臺(tái)管理員，提供地理空間框架成果數(shù)據(jù)的注冊(cè)、發(fā)布、監(jiān)控與日常管理。

1.2.4 ? ?業(yè)務(wù)應(yīng)用層。業(yè)務(wù)應(yīng)用層由平臺(tái)的上層各類業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)和統(tǒng)一服務(wù)門戶系統(tǒng)構(gòu)成。門戶系統(tǒng)是用戶訪問(wèn)平臺(tái)、獲取資源、進(jìn)行共享交換的統(tǒng)一入口，它由信息通告、電子地圖、二次開發(fā)中心、資源中心、用戶幫助、意見(jiàn)反饋等功能模塊構(gòu)成[4]。

1.3 ? ?平臺(tái)功能設(shè)計(jì)

1.3.1 ? ?公共服務(wù)子系統(tǒng)。公共服務(wù)子系統(tǒng)是綜合資源中心和共享交換窗口，集地圖、服務(wù)、應(yīng)用、數(shù)據(jù)等資源于一體。在公共服務(wù)平臺(tái)系統(tǒng)下，每個(gè)用戶既是資源的使用者，也是資源的發(fā)布者。各個(gè)區(qū)（縣）用戶可以申請(qǐng)自己的賬號(hào)，上傳、托管自己的專題數(shù)據(jù)資源，制作專題地圖共享給其他部門使用。在這種模式下，平臺(tái)的資源得以充分發(fā)揮作用及優(yōu)勢(shì)，參與的各單位也能成為平臺(tái)的受益者和貢獻(xiàn)者，形成良性互動(dòng)的“地理空間資源生態(tài)圈”，從而推動(dòng)資源成果快速轉(zhuǎn)化為應(yīng)用。公共服務(wù)子系統(tǒng)主要包括電子地圖、資源目錄、行業(yè)應(yīng)用、規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)等功能模塊。電子地圖對(duì)數(shù)據(jù)資源進(jìn)行瀏覽，資源目錄進(jìn)行展示、查詢、申請(qǐng)等操作，行業(yè)應(yīng)用顯示已經(jīng)完成的案例，規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)提供農(nóng)業(yè)的法律條文、農(nóng)業(yè)信息標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范細(xì)則和基于平臺(tái)地理空間信息服務(wù)的二次開發(fā)接口及幫助文檔，指導(dǎo)和幫助用戶快速發(fā)布資源和制作行業(yè)應(yīng)用。

1.3.2 ? ?運(yùn)維管理子系統(tǒng)。運(yùn)維管理子系統(tǒng)提供公共服務(wù)的資源支撐，主要用于將數(shù)據(jù)發(fā)布為服務(wù)，并對(duì)服務(wù)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行管理、監(jiān)控、維護(hù)和授權(quán)。系統(tǒng)主要包括服務(wù)管理、安全管理、統(tǒng)計(jì)分析等功能。服務(wù)管理提供對(duì)服務(wù)的開啟、關(guān)閉、編輯、刪除、更新等狀態(tài)的控制;安全管理可以實(shí)現(xiàn)對(duì)用戶、角色、權(quán)限、存儲(chǔ)等進(jìn)行統(tǒng)一身份認(rèn)證及授權(quán)分布管理，并對(duì)申請(qǐng)注冊(cè)的用戶進(jìn)行審批;統(tǒng)計(jì)分析是在系統(tǒng)監(jiān)控的基礎(chǔ)上，對(duì)平臺(tái)運(yùn)維操作情況等進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析，并將這些統(tǒng)計(jì)內(nèi)容輸出到綜合分析報(bào)告中，為管理員優(yōu)化系統(tǒng)、了解系統(tǒng)運(yùn)行情況、日常審計(jì)等提供參考。

1.3.3 ? ?平臺(tái)監(jiān)控子系統(tǒng)。監(jiān)控模塊主要保障平臺(tái)的安全服務(wù)與隱患處置，以拓?fù)鋱D的形式展示當(dāng)前平臺(tái)監(jiān)控結(jié)構(gòu)，對(duì)監(jiān)控組織、監(jiān)控服務(wù)器、監(jiān)控類型等進(jìn)行邏輯上的展現(xiàn)，對(duì)服務(wù)請(qǐng)求時(shí)間、用戶名、用戶請(qǐng)求IP、服務(wù)器IP、服務(wù)器端口、服務(wù)名稱、服務(wù)類型、服務(wù)方法、請(qǐng)求URI、訪問(wèn)時(shí)間、返回狀態(tài)等詳細(xì)內(nèi)容進(jìn)行處置，主要有服務(wù)請(qǐng)求列表展現(xiàn)、服務(wù)訪問(wèn)日志展現(xiàn)與導(dǎo)出、監(jiān)控日志展現(xiàn)與導(dǎo)出、異常報(bào)警記錄展現(xiàn)與處理、告警日志的展現(xiàn)與查詢以及批處理執(zhí)行記錄的查詢與處置。

2 ? ?系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

整個(gè)系統(tǒng)采用B/S架構(gòu)，符合基于SOA的多層體系架構(gòu)思想，監(jiān)控的后臺(tái)基于空間數(shù)據(jù)引擎，以完成整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行和維護(hù)工作[5]。目前，該系統(tǒng)在上海市農(nóng)業(yè)地理信息公共服務(wù)系統(tǒng)中投入使用，并已在上海高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田工作統(tǒng)計(jì)、上?！懊利愢l(xiāng)村”展示中起到了非常重要的作用。

2.1 ? ?基于平臺(tái)農(nóng)業(yè)信息展示

平臺(tái)數(shù)據(jù)體系主要包括鄉(xiāng)村振興數(shù)據(jù)、農(nóng)業(yè)現(xiàn)狀數(shù)據(jù)、基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)、農(nóng)業(yè)規(guī)劃數(shù)據(jù)、框架數(shù)據(jù)和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理數(shù)據(jù)，依托共享平臺(tái)實(shí)現(xiàn)發(fā)布和共享共用。如圖2所示，對(duì)地理數(shù)據(jù)和農(nóng)業(yè)專題數(shù)據(jù)進(jìn)行分類展示，對(duì)各類服務(wù)資源進(jìn)行瀏覽查看和申請(qǐng)。

2.2 ? ?基于平臺(tái)農(nóng)業(yè)案例分享

每個(gè)用戶都可以自主進(jìn)行案例的制作和分享，在這種模式下，用戶可以使用資源，也可以發(fā)布資源的應(yīng)用。用戶可以上傳、托管自己制作的專題數(shù)據(jù)，制作專題案例共享給其他部門使用，使得資源得以充分發(fā)揮作用。如圖3所示，制作的美麗鄉(xiāng)村的案例展示和各區(qū)（縣）高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田的案例展示。

3 ? ?平臺(tái)創(chuàng)新

3.1 ? ?農(nóng)業(yè)信息標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)

在現(xiàn)有國(guó)家、省、市相關(guān)法律法規(guī)和測(cè)繪、農(nóng)業(yè)、計(jì)算機(jī)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，參考國(guó)家地理信息公共服務(wù)平臺(tái)建設(shè)、省級(jí)公共服務(wù)平臺(tái)建設(shè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)體系，結(jié)合項(xiàng)目具體實(shí)際情況，制定出上海市農(nóng)業(yè)地理信息公共服務(wù)平臺(tái)數(shù)據(jù)規(guī)范、服務(wù)規(guī)范、應(yīng)用規(guī)范和運(yùn)行維護(hù)規(guī)范等。數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系在已有的國(guó)家/行業(yè)相關(guān)數(shù)據(jù)規(guī)范的基礎(chǔ)上，進(jìn)行適當(dāng)補(bǔ)充和細(xì)化，并按照上海市農(nóng)業(yè)專題數(shù)據(jù)特點(diǎn)，編制上海市農(nóng)業(yè)專題數(shù)據(jù)體系規(guī)范，形成相關(guān)規(guī)范性文件。服務(wù)規(guī)范規(guī)定了平臺(tái)提供的空間信息服務(wù)的類型、訪問(wèn)接口、訪問(wèn)方式、支持的操作等。通過(guò)訪問(wèn)空間信息服務(wù)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)異構(gòu)空間數(shù)據(jù)的訪問(wèn)和操作[6-7]。平臺(tái)應(yīng)用規(guī)范是為保證平臺(tái)的業(yè)務(wù)用戶順利使用平臺(tái)提供的各類服務(wù)資源以及各項(xiàng)平臺(tái)功能，從服務(wù)資源使用范圍、功能使用、審批管理、違規(guī)管理等方面規(guī)范用戶。運(yùn)行維護(hù)規(guī)范指在平臺(tái)運(yùn)維階段，規(guī)范平臺(tái)管理員的日常運(yùn)維管理行為以及更便捷地處理平臺(tái)常見(jiàn)問(wèn)題，如平臺(tái)用戶體系管理、服務(wù)發(fā)布與授權(quán)管理、信息通告發(fā)布、業(yè)務(wù)審批等相關(guān)管理辦法和流程。

3.2 ? ?農(nóng)業(yè)信息多級(jí)展示

在對(duì)農(nóng)業(yè)地塊進(jìn)行編碼的基礎(chǔ)上，可以對(duì)農(nóng)業(yè)現(xiàn)狀數(shù)據(jù)、農(nóng)業(yè)規(guī)劃數(shù)據(jù)、土壤普查數(shù)據(jù)疊加上海境界圖、上海行政區(qū)劃圖、上海遙感影像圖、上海道路圖、上海水系圖，實(shí)現(xiàn)了基于某地塊的全要素信息展示，便于用戶了解相應(yīng)地塊的信息和整體分布。在此基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)信息統(tǒng)計(jì)市、區(qū)、鎮(zhèn)的三級(jí)聯(lián)動(dòng)。

4 ? ?結(jié)語(yǔ)

隨著上海精細(xì)化管理的不斷推進(jìn)，對(duì)農(nóng)業(yè)信息的整理與要求也越來(lái)越高。為了保證農(nóng)業(yè)信息的高效性、客觀性和便捷性，本文提出了在統(tǒng)一農(nóng)業(yè)信息編碼的基礎(chǔ)上，通過(guò)對(duì)各類專題信息的梳理，形成基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫(kù)、影像數(shù)據(jù)庫(kù)和農(nóng)業(yè)專題數(shù)據(jù)庫(kù)多級(jí)多角度展示農(nóng)業(yè)信息，提供了一套高效而又實(shí)用的平臺(tái)。最后成功應(yīng)用于高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)、美麗鄉(xiāng)村、鄉(xiāng)村振興等項(xiàng)目中，后續(xù)將不斷完善建設(shè)，逐漸形成上海農(nóng)業(yè)農(nóng)村“一張圖”應(yīng)用。

5 ? ?參考文獻(xiàn)

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