上海农业地理信息公共服务平台应用探析

曹维 张向飞 戴俊 叶有灿 陈旭

摘要    随着我国农业信息化建设的加速发展，原有农业专业信息系统已较难满足现代精细化农业管理的需求。本文介绍了上海市农业地理信息公共服务平台设计的总体思路、总体架构和功能，阐述了该平台的创新点，包括农业信息标准体系建设、农业信息多级展示，最后结合案例简述了该平台的应用，以期为促进上海农业信息化建设提供参考。

关键词    农业;地理信息公共服务平台;信息化;应用;上海

中图分类号    TP311.52;S126        文献标识码    A

文章编号   1007-5739（2020）22-0247-03                                                开放科学（资源服务）标识码（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，大部分國家（地区）全面开展农业信息化建设，“互联网+”现代农业初步进入产业化发展阶段。日本、德国、荷兰和美国等发达国家的产业发展和技术体系建设均处于领先地位，韩国和印度等国农业领域的互联网应用创新虽然起步晚，但发展速度快，并结合自身农业发展需求开展了不同模式的农业互联网实践，形成了具有较高参考价值的模式与特色，对于我国在互联网环境下加快形成具有中国特色的“互联网+”现代农业产业新形态有重要意义[1]。20世纪90年代末以来，上海市农委一直致力于开展上海市农业信息化工作。从旧版“上海农业”上线到上海为农综合信息服务平台，再到如今的上海农业公共信息化平台，在此期间，上海相继被纳入国家农业物联网区域试验工程和农业农村大数据试点[2]。

地理空间信息是社会信息化和国民经济根本性的、基础性的、不可或缺的信息资源。上海市农业地理信息公共服务平台将依托基础地理空间数据，结合农业专题数据，为全市及各区农业农村管理部门及应用单位提供农业地理信息资源及各类专题数据资源“一站式”网络服务。

长期以来，农业地理信息应用缺少市区统一的标准，如农用地地块编码标准、共享交换标准、采集上图标准等，呈现出了市区标准不统一、异构数据整合难的现象，在一定程度上制约了上海农业精细化管理。因而需要一个集成过往农业信息、涵盖不同年份全市基础GIS行政区划图、航拍影像、卫星遥感影像、无人机影像、农业专题等多种数据源结合多种展示方式的面向农业基础地理信息公共服务平台，将农业生产、经营、管理应用都集成到统一的“底版”上来，实现分建共享的“一张图”。

本平台构建以位置为基础的上海农业基础地理信息数据库，编制上海农业地理信息空间数据资源目录，逐步形成全市农业GIS数据资源聚合、共享和应用机制。

1    平台设计

1.1    平台总体思路

上海市农业地理信息公共服务平台综合上海市地理信息公共服务平台中的地理数据，同时将永久基本农田、粮食功能区、蔬菜保护区、农用地现状、特色农产品优势区、规划用地、畜禽养殖用地、渔业用地、休闲农业用地、农业服务体系、土壤环境、土壤质量、生态网络规划等农业专题数据进行建库和更新维护，根据编制的农业地理信息资源目录，将原有电子文件、图表、图则要素进行重新编码整理，以电子地图服务的方式进行直观、可视的展示和总结，提升农业信息化管理水平，保证数据的直观性、准确性、科学性和有效性，从而优化辅助决策，提升农业管理水平。

1.2    平台总体架构

上海市农业地理信息公共服务平台在信息安全和标准规范体系下，利用已有的基础设施进行建设，系统满足上海市农业农村委员会各部门、各区、乡镇、村不同角色人员的业务要求。公共服务子系统具有地图浏览、申请服务（分析服务、要素服务、目录服务、地图服务）、数据低精度坐标转换、开发帮助、服务查询等功能。运维管理子系统具有服务发布、管理和授权访问等功能，供平台运维管理人员使用;平台监控子系统提供系统监控、服务统计报表和分析、系统配置等功能，最终形成一个“松散耦合”的系统。整个系统可大致分为如下4层（图1）。

1.2.1    基础设施层。基础设施层是整个平台的基础支撑，为平台提供网络环境、存储设备、服务器，在平台的建设和日常运行中发挥着至关重要的作用。

1.2.2    数据资源层。数据资源层为平台提供数据基础。通过对现有数据资源进行组织和整理，使之符合相关规范要求，建立农业地理信息数据库数据体系。平台还将配套建设数据库管理系统，用于对各个库体进行数据管理和维护的服务层架构于上海市地理信息公共服务平台之上，是一个以面向服务架构（SOA）技术，将基础GIS应用服务与基础地理信息数据包装成网络服务，使之符合OGC标准，在统一的地理信息平台中实现应用服务与数据的交换与共享[3]。

1.2.3    平台服务层。服务平台层是将数据成果转化为Web服务，促进服务应用推广和跨部门交换共享的关键部分。上海市农业地理信息公共服务平台提供地理处理服务、遥感影像服务、网络分析服务、要素服务、基础地图服务、地理编码服务、OGC标准服务等基础GIS服务能力。从管理层面，服务平台层由运维管理后台子系统支撑，面向平台管理员，提供地理空间框架成果数据的注册、发布、监控与日常管理。

1.2.4    业务應用层。业务应用层由平台的上层各类业务应用系统和统一服务门户系统构成。门户系统是用户访问平台、获取资源、进行共享交换的统一入口，它由信息通告、电子地图、二次开发中心、资源中心、用户帮助、意见反馈等功能模块构成[4]。

1.3    平台功能设计

1.3.1    公共服务子系统。公共服务子系统是综合资源中心和共享交换窗口，集地图、服务、应用、数据等资源于一体。在公共服务平台系统下，每个用户既是资源的使用者，也是资源的发布者。各个区（县）用户可以申请自己的账号，上传、托管自己的专题数据资源，制作专题地图共享给其他部门使用。在这种模式下，平台的资源得以充分发挥作用及优势，参与的各单位也能成为平台的受益者和贡献者，形成良性互动的“地理空间资源生态圈”，从而推动资源成果快速转化为应用。公共服务子系统主要包括电子地图、资源目录、行业应用、规范标准等功能模块。电子地图对数据资源进行浏览，资源目录进行展示、查询、申请等操作，行业应用显示已经完成的案例，规范标准提供农业的法律条文、农业信息标准规范细则和基于平台地理空间信息服务的二次开发接口及帮助文档，指导和帮助用户快速发布资源和制作行业应用。

1.3.2    运维管理子系统。运维管理子系统提供公共服务的资源支撑，主要用于将数据发布为服务，并对服务的运行状态进行管理、监控、维护和授权。系统主要包括服务管理、安全管理、统计分析等功能。服务管理提供对服务的开启、关闭、编辑、删除、更新等状态的控制;安全管理可以实现对用户、角色、权限、存储等进行统一身份认证及授权分布管理，并对申请注册的用户进行审批;统计分析是在系统监控的基础上，对平台运维操作情况等进行了统计分析，并将这些统计内容输出到综合分析报告中，为管理员优化系统、了解系统运行情况、日常审计等提供参考。

1.3.3    平台监控子系统。监控模块主要保障平台的安全服务与隐患处置，以拓扑图的形式展示当前平台监控结构，对监控组织、监控服务器、监控类型等进行逻辑上的展现，对服务请求时间、用户名、用户请求IP、服务器IP、服务器端口、服务名称、服务类型、服务方法、请求URI、访问时间、返回状态等详细内容进行处置，主要有服务请求列表展现、服务访问日志展现与导出、监控日志展现与导出、异常报警记录展现与处理、告警日志的展现与查询以及批处理执行记录的查询与处置。

2    系统实现

整个系统采用B/S架构，符合基于SOA的多层体系架构思想，监控的后台基于空间数据引擎，以完成整个系统的运行和维护工作[5]。目前，该系统在上海市农业地理信息公共服务系统中投入使用，并已在上海高标准农田工作统计、上海“美丽乡村”展示中起到了非常重要的作用。

2.1    基于平台农业信息展示

平台数据体系主要包括乡村振兴数据、农业现状数据、基础地理信息数据、农业规划数据、框架数据和农业生产管理数据，依托共享平台实现发布和共享共用。如图2所示，对地理数据和农业专题数据进行分类展示，对各类服务资源进行浏览查看和申请。

2.2    基于平台农业案例分享

每个用户都可以自主进行案例的制作和分享，在这种模式下，用户可以使用资源，也可以发布资源的应用。用户可以上传、托管自己制作的专题数据，制作专题案例共享给其他部门使用，使得资源得以充分发挥作用。如图3所示，制作的美丽乡村的案例展示和各区（县）高标准农田的案例展示。

3    平台创新

3.1    农业信息标准体系建设

在现有国家、省、市相关法律法规和测绘、农业、计算机行业标准的基础上，参考国家地理信息公共服务平台建设、省级公共服务平台建设相关标准体系，结合项目具体实际情况，制定出上海市农业地理信息公共服务平台数据规范、服务规范、应用规范和运行维护规范等。数据标准规范体系在已有的国家/行业相关数据规范的基础上，进行适当补充和细化，并按照上海市农业专题数据特点，编制上海市农业专题数据体系规范，形成相关规范性文件。服务规范规定了平台提供的空间信息服务的类型、访问接口、访问方式、支持的操作等。通过访问空间信息服务，可以实现对异构空间数据的访问和操作[6-7]。平台应用规范是为保证平台的业务用户顺利使用平台提供的各类服务资源以及各项平台功能，从服务资源使用范围、功能使用、审批管理、违规管理等方面规范用户。运行维护规范指在平台运维阶段，规范平台管理员的日常运维管理行为以及更便捷地处理平台常见问题，如平台用户体系管理、服务发布与授权管理、信息通告发布、业务审批等相关管理办法和流程。

3.2    农业信息多级展示

在对农业地块进行编码的基础上，可以对农业现状数据、农业规划数据、土壤普查数据叠加上海境界图、上海行政区划图、上海遥感影像图、上海道路图、上海水系图，实现了基于某地块的全要素信息展示，便于用户了解相应地块的信息和整体分布。在此基础上，实现农业信息统计市、区、镇的三级联动。

4    结语

随着上海精细化管理的不断推进，对农业信息的整理与要求也越来越高。为了保证农业信息的高效性、客观性和便捷性，本文提出了在统一农业信息编码的基础上，通过对各类专题信息的梳理，形成基础地理信息数据库、影像数据库和农业专题数据库多级多角度展示农业信息，提供了一套高效而又实用的平台。最后成功应用于高标准农田建设、美丽乡村、乡村振兴等项目中，后续将不断完善建设，逐渐形成上海农业农村“一张图”应用。

5    参考文献

[1] 李瑾，冯献，郭美荣，等.“互联网+”现代农业发展模式的国际比较与借鉴[J].农业现代化研究，2018，39（2）：194-202.

[2] 汪旻琦，冯琰，顾星晔，等.上海市3维城市规划辅助审批系统建设与应用研究[J].测绘与空间地理信息，2013，36（7）：97-100.

[3] 孙忠富，杜克明，尹首一.物联网发展趋势与农业应用展望[J].农业网络信息，2010（5）：1-2.

[4] 曹维.消防战评三维辅助系统应用研究[J].测绘与空间地理信息，2014，37（5）：120-122.

[5] 黎栋梁，陈行.智慧规划下的协同编制信息资源平台研究[J].测绘通报，2019（1）：149-154.

[6] 孙忠富，杜克明，郑飞翔，等.大数据在智慧农业中研究与应用展望[J].中国农业科技导报，2013（5）：3-5.

[7] 李道亮.物联网与智慧农业[J].农业工程，2012，2（1）：1-7.