畜牧GIS技术解决方案.docx
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畜牧GIS技术解决方案
地理信息系统行业应用
农畜牧业管理
一.系统概况-3-
二.系统构架-4-
三.系统配置-5-
3.1软件平台配置-5-
3.2基本硬件配置-5-
四.系统功能结构-8-
五.桌面GIS应用子系统-9-
5.1丰富的GIS基本功能-9-
5.2规模化养殖场GIS分析-11-
5.3畜牧业环保GIS分析-12-
5.4畜牧兽医GIS分析-13-
5.5兽药及饲料企业GIS分析-14-
5.6畜牧业出口GIS分析-15-
5.7畜牧业发展趋势GIS分析-16-
5.8遥感影像分析-16-
5.9动物疫情GIS应急分析-17-
5.10畜牧业发展规划GIS辅助决策分析-18-
5.11外部数据接口功能-19-
六.手持GIS/GPS应用子系统-20-
6.1双向数据传输管理-20-
6.2GPS指挥调度管理-20-
6.3野外数据采集功能-21-
6.4野外手持GIS综合应用功能-21-
6.5在疫病救治中的应用功能-21-
6.6在疫病防治中的反应、分析、处理分析功能-23-
七.WEBGIS应用子系统-25-
7.1WEBGIS基本应用功能-25-
7.2畜牧信息查询统计功能-25-
7.3兽药、饲料企业查询统计功能-26-
7.4品牌农业查询统计功能-26-
八.系统技术特点-28-
8.1系统界面友好、操作便捷-28-
8.2分布式、网络化、移动式管理-28-
8.3通用、无缝的数据传输接口-28-
8.4良好的数据兼容性-28-
8.5良好的可维护性设计-29-
8.6严密的系统安全管理-29-
8.7完备的系统运行日志管理-29-
一.
系统概况
进入90年代以来，以计算机和通信技术为标志的信息化浪潮席卷全球，以GIS、RS、GPS为代表的空间技术进入了一个崭新的发展时期，广泛应用于国民经济的许多领域，同时也引起各国畜牧业系统各部门的高度重视，在畜牧业发展高新技术已提到各国议事日程。
地理信息系统（GIS）是能够收集、管理、查询、分析、操作以及表现与地理相关的数据信息的计算机信息系统，集计算机科学、地球科学、信息科学为一体的高新技术，能够为分析、决策提供重要的支持平台。
畜牧业管理地理信息系统不仅能从空间上全面、准确掌握规模化畜禽养殖场基本情况、地理环境、防疫状况，直观了解畜禽养殖场分布现状、畜牧生产规划和变化趋势，还能实现对畜牧业进行动态管理，对畜禽场与周围生态环境的影响进行深入分析，准确反映各畜禽养殖场详细数据以及监管数据，实现规模化畜禽养殖场生产数据与生态环境信息的可视化分析和高效智能化动态管理，为畜牧业宏观规划、行业高效管理、规模化畜禽养殖场生态建设和畜禽食品安全生产提供一个较为可靠、完整、直观、动态的决策管理平台。
畜牧业管理地理信息系统引入了先进的手持移动GIS/GPS技术，通过便携式终端设备，可以直接在野外工作现场进行数据采集，大大提高了现场工作的效率。
借助GPRS/CDMA无线数据传输技术，系统实现了对突发疫情等灾害的反应、分析、处理预案，应急指挥中心根据手持移动终端上传的相关信息，能第一时间确定疫病可能会扩散的范围并采取相应的隔离措施，同时将相关的指挥命令和调度指令发送到移动终端，建立起指挥中心与移动终端之间的有效信息连接，及时采取有效措施，控制疫情的扩散和蔓延，提高信息化管理水平。
二.系统构架
系统在设计上采用了C/S（客户/服务器）、B/S（浏览器/服务器）和M/S（移动/服务器）一体化设计，将C/S、B/S、M/S三种体系结构进行了有机整合，基于唯一数据源，提供共享的数据通道，三种结构采用同一个数据服务器，在不同的应用场合发挥三种结构各自的技术优势，使系统的整体优势大大加强，使系统的技术水准大大提高，使系统表现力和实用性有质的飞跃。
C/S结构下的桌面GIS应用子系统，是本系统的主要构成部分，具备信息查询、信息分析、辅助决策等专题功能，主要运行在高性能的PC机中，为各级管理部门及指挥中心提供强大的GIS应用服务。
B/S结构下的WEBGIS应用子系统，是通过WEB浏览器上向广大网上用户提供相关的畜牧业专题信息，包括信息的显示、查询、统计、分析、打印输出等专题应用。
M/S结构是Mobile/Server的简称，是计算机信息系统移动客户端/服务器应用的新兴计算机综合应用技术。
建立在M/S结构下的手持综合GIS/GPS应用子系统，一方面在野外工作现场，可以通过M/S结构中的移动终端进行信息的采集、录入，并及时反馈到室内数据服务器，另一方面，也可以在野外直接查询检索服务器上的数据，把丰富的室内GIS信息带到室外，实现丰富的数据采集与应用功能，建立起室内外信息的实时交互。
第三，针对突发疫情等灾害，M/S结构有力的支撑了反应、分析、处理预案，应急指挥中心根据手持移动终端上传的相关信息，能第一时间确定疫病可能会扩散的范围并采取相应的隔离措施，同时将相关的指挥命令和调度指令发送到移动终端，建立起指挥中心与移动终端之间的有效信息连接，及时采取有效措施，控制疫情的扩散和蔓延，提高信息化管理水平。
三.
系统配置
3.1软件平台配置
在GIS软件平台方面，我们推荐用户选择ESRI公司的ArcGIS系列产品作为GIS开发平台。
ESRI是全球最优秀的GIS软件厂商和系统集成商之一，其一系列的产品可以为系统的开发建设提供成熟的技术和较高的系统稳定性和安全性。
3.2基本硬件配置
基本硬件配置如下：
系统服务器
●Windows2000Server，适当数量的客户访问授权
●英特尔?
?
至强?
?
处理器
●2MB的二级缓存
●4GB内存
●Ultra-SCSI,RAID磁盘控制器
●4个9.1GB的SCSI硬盘
●17/40速SCSICD-ROM驱动器
●15英寸显示器
●100Mbps以太网卡
系统业务管理及数据浏览工作站
●WindowsXP\Windows2000Professional
●500MHz主频PentiumIII处理器，带声卡
●512MB内存，推荐1G内存
●256KB二级缓存
●32速，IDE接口CD-ROM驱动器
●17英寸显示器
●100Mbps以太网卡
PDA设备：
●400MHz主频处理器；
●128MB内存（ROM）
●WindowsMobile5.0操作系统
●240×320显示屏分辨率
●具有蓝牙接口
●支持TypeIICF卡
●大容量可更换锂电池
●如果野外现场需要拍照，需要采集影像资料，可以选择有内置摄像头的PDA设备
SD高速存储卡
●容量1GB
●读写速度：
读取（max）：
10MB/sec写入（max）：
9MB/sec
蓝牙GPS设备
●具备最新一代高灵敏度SiRFstarIII芯片
●具有可重复充电可拆卸式电池
●预备汽车点烟线，可在车内充电
●外置天线
网络要求
●局域网带宽为10MB或100MB快速以太网，使用TCP/IP传输协议
●广域网为T1或更高配置，TCP/IP协议
四.
系统功能结构
在专业性、开放性、安全性、先进性、易用性的设计原则指导下，结合系统的C/S、B/S、M/S的一体化框架设计，我们将畜牧业管理地理信息系统的功能结构划分如下：
五.
桌面GIS应用子系统
功能丰富、强大的桌面GIS应用子系统，为用户展现了一个操作方便而画面生动美观的畜牧业管理地理信息系统。
5.1丰富的GIS基本功能
系统具有丰富的GIS基本功能，主要包括图形操作、信息查询、图形编辑、数据输出、格式转换等多个方面，以简单实用的操作对工作人员进行辅助。
图形操作
信息查询
✧图形方式查询
✧专题信息查询
✧逻辑信息查询
图形测量
✧长度测量
✧面积测量
✧坐标测量
动态标注
图形输出
✧分幅打印
✧比例打印
✧条状打印
✧图幅修饰
✧数据转换
权限管理
数据备份
特色技术
动态路名技术
为保证名称信息在当前视窗中的完整性，在图形缩放及漫游过程中，该特色技术可自动进行道路名称、线路名称、线路注记的位置计算，确保屏幕中的相关名称得到完整、有效的显示。
动态标注技术
用户只需将鼠标移至图形对象上面，其相关属性信息将着色动态显示，便于用户快速查阅某个对象的关键信息，同时系统还提供用户自定义选择快捷标注的关键字段。
信息疏密自动调整技术
可随着放大或缩小到一定程度，自由控制系统中不同图层的显示比例尺，对图形各图层进行自动疏密协调显示，保证了图形浏览的高速率。
拼音首音检索技术
用户只需将需待查询对象名称的首位汉语拼音字母输入便可进行快速筛选，查询到所需汉字关键字；也可输入名称的首个字母组合，一步到位进行查询，操作快捷方便，避免了大量文字输入的麻烦。
分幅打印控制技术
当用户要求按指定的比例尺打印输出时，系统可以按照打印区域和纸张大小，自动进行画面的分幅操作，确保每幅画面的比例尺满足要求，也可以进行整幅无缝拼接。
5.2规模化养殖场GIS分析
利用手持移动GIS技术，系统可以辅助测定规模化畜禽养殖场的经纬度数据，并实现实时成图及数据上传服务。
结合航空遥感图或卫星遥感图，系统可以建立规模化畜禽养殖场的GIS现状分布图，异地养殖基地GIS分布图等，完成畜禽养殖场的空间数字化、可视化工作。
结合现场数据调查，用户可以编辑维护养殖场基本情况、生产情况、经营状况等属性信息，建立起GIS属性数据库。
系统完成空间数据与属性数据的有机结合，实现基于GIS的空间查询、空间统计和空间分析，自动生成分析图表和统计报表，实现打印输出。
养殖场分布GIS分析
养殖场信息综合查询
养殖场信息统计分析
养殖场多媒体信息查询
养殖场图形信息编辑
养殖场属性信息编辑
5.3畜牧业环保GIS分析
在畜牧业管理工作中，需要高度重视生态环境问题，在发展畜牧业的同时，要保护和改善生态环境。
系统建立了畜禽场对周围生态环境影响分析模型、周围生态环境对畜禽场影响分析模型、农田承载力分析模型等，在环境影响评价方面提供辅助决策。
农田承受能力统计
畜禽养殖场治理分析
畜禽养殖场周围河道环境分析
畜禽养殖场水源情况分析
畜禽养殖场污水治理情况分析
5.4畜牧兽医GIS分析
系统可以对全省（市）各区县兽医站、合格兽医人员、市境道口等分布数据进行GIS统计分析，并引入生动的多媒体技术对各兽医站、市境道口等单位进行多媒体信息展示。
主要包括：
各类兽医站分布图
各区县兽医站数量分析图
合格兽医人员分布图
各区县合格兽医人员数量分析图
市境道口分布图
5.5兽药及饲料企业GIS分析
系统不仅可对全省（市）目前及往年兽药生产、兽药销售、饲料生产等企业的现状进行分布显示、信息查询、空间定位，还可以对相应企业的经营生产现状进行统计分析，自动生成各类GIS分析图表，让兽药、饲料管理部门有直观的了解。
主要包括：
兽药及饲料企业分布显示功能
兽药及饲料企业空间查询功能
兽药及饲料企业许可证查询功能
兽药质量监督抽样不合格抽样点分布图
兽药质量监督抽样合格率分布图
兽药质量监督抽样按各种兽药类型的合格率分布图
合格率和不合格率各区县历史数据和变化趋势分析图
5.6畜牧业出口GIS分析
依据各行政区域近年来的畜牧业出口方面的相关数据，系统可以利用GIS分析技术直观的反映畜牧业出口情况的增长和变化趋势。
主要包括：
畜牧业出口总量区域分析
单一产品出口总量区域分析
畜牧业出口总量各区县变化趋势
畜牧业出口品种各区县变化趋势
5.7畜牧业发展趋势GIS分析
利用畜牧业发展的历史数据，采用GIS的历史回溯技术和时态分析技术，对畜牧业多年的数据进行分析比较，自动实现畜牧业发展趋势的空间分析，寻找发展趋势中的规律，为制定畜牧业发展政策和发展规划提供决策依据。
从宏观角度来说，系统可纵向统计分析几个五年计划中是全省（市）及各区县的畜牧业在农业中所占比重及年产值，横向统计分析比重的变化发展趋势，便于辅助用户进行决策分析；从微观角度来讲，系统可由用户自定义统计出指定行政区域各畜禽种类具体某一类别指标历史变化趋势，也可分析出某一时间点畜牧业的产业结构及各自量值。
主要包括：
畜牧业年产值统计分析
畜牧业年产量统计分析
畜牧业种类结构变化分析
5.8遥感影像分析
畜牧业自然资源在人为和自然因素的作用下经常发生变化，及时准确地对自然资源动态变化进行监测，掌握变化规律，是畜牧业信息管理的重要课题。
遥感（RS）技术是近年来蓬勃发展的一门综合性的新探测技术，它正和地理信息系统（GIS）趋于日益结合，越来越多地应用在资源调查和监测上。
以系统中原有数据为基础，根据实时更新的卫星遥感资料提取畜牧业资源发生变化的区域，设立样地重点调查这些区域的资源现状，以达到更新这些区域数据的目的。
这种途径可以减少野外调查的工作量，不受时间限制，可以实时或准实时地对资源动态变化进行跟踪式的监测，具有高效迅速的特点，以卫星数据的更新而达到系统中数据库数据更新的目的。
系统支持通用栅格和多媒体数据，具有存储和加载各类影像数据的优点，可将常用的卫星影像、航空影像、遥感影像、扫描获得的栅格数据及多媒体数据进行加载、显示，可以自定义其显示范围。
5.9动物疫情GIS应急分析
系统内保存的养殖畜禽种类信息、养殖场分布信息、养殖户基本信息、兽医分布信息，可以为动物疫情应急分析提供前期的数据调查基础。
当有疫情突发时，系统能够依据用户输入的发生地位置，迅速进行周边情况分析，统计出各级别范围内（1km/3km/5km）所有畜禽养殖场分布及属性信息，动态显示疫病管理部门所在位置及主要人员的姓名、电话、寻呼、手机号码，将疫情区域的相关信息及时通过电话、短信等方式通知相关人员。
系统还可自动搜索并列出距离事发地最近的兽医站、防疫所、医院等所在位置及详细信息，包括它们的规模、水平、联系方法等。
通过对相关数据的汇总和整理，辅助用户进行决策分析。
通过众多数据的积累，系统还可以在日常时间辅助各级管理部门进行紧急情况下的模拟演练与决策分析，通过对假设地的疫病模拟，生成和积累相关处理预案。
根据实地情况制定战术方案，实现对事故蔓延趋势的有效控制,各级行动预案及分析结果可以随时打印输出。
动物疫情的分布分析
动物疫情的扩散速度分析
动物疫情的扩散范围分析
动物疫情的扑灭速度和范围分析
动物疫情的历史疫情分析
动物疫情点与周围环境相关性分析
5.10畜牧业发展规划GIS辅助决策分析
科学制定畜牧业发展规划是畜牧业可持续发展的重要组成部分，采用GIS空间叠加分析功能和多要素辅助决策功能，实现畜牧业的发展规划决策。
参与规划决策的图层和数据如下：
✧畜牧业现状图层
✧畜牧业历史图层
✧城市发展总体规划图层
✧人口分布图层
✧水环境分布图层
✧大气环境分布图层
✧居民地分布图层
✧经济状况分布图层
✧运输路径分布图层
✧畜牧产品市民需求和出口需求数据
根据上述要素，建立规划模型，在GIS中进行多图层、多数据源的空间叠加综合分析，生成畜牧也发展规划的辅助决策结果。
5.11外部数据接口功能
结合用户实际情况，系统可以和周边信息系统进行数据接口，形成数据交换，例如与档案农业的数据接口，就可以根据养殖场及时间要素，获取生猪繁殖、免疫、兽药使用等情况进行统计，打印输出。
六.
手持GIS/GPS应用子系统
手持GIS／GPS应用子系统由掌上电脑、便携式GPS卫星定位器和GPRS\CDMA无线网络设备组合构成。
通过将桌面子系统中的图形及属性数据载入手持终端，使用户在野外现场工作时既可进行GIS操作、信息查询统计，也可通过GPS设备进行当前位置定位，便于工作人员进行畜禽养殖场调查、位置测量、数据采集、工作巡视，也便于领导工作视察、现场办公等多种GIS应用。
手持GIS/GPS系统不仅操作简单，因手持终端体积小巧的优势携带十分方便，避免了大量纸质资料携带的麻烦，具有极高的实用性。
6.1双向数据传输管理
可以实现桌面应用子系统和手持GIS/GPS子系统之间的数据交换、属性数据压缩，形成手持终端下载GIS图形属性数据，上传采集信息，确保了整个GIS应用系统数据更新的来源。
6.2GPS指挥调度管理
借助于便携式GPS卫星定位设备及无线数据传输技术，系统可以直接获取野外手持终端设备的地理位置，在电子地图上动态标识目标点，向指挥人员提供现场实时监控功能，主要功能包括：
GPS目标定位
GPS轨迹成图
历史轨迹回放
文字信息传送
现场语音通信
6.3野外数据采集功能
通过GPS卫星定位功能，系统可以在现场辅助用户对规模化养殖场的位置数据进行采集，以经纬度形式自动保存。
当工作人员回到室内后，通过数据上传与数据交换，系统可以自动按记录的坐标数据生成具体图形对象。
直接利用手持终端上的电子地图进行图形绘制和编辑；
直接利用手写输入法，在手持终端上进行信息资料的修改；
可以直接记录GPS的坐标数据，并自动进行唯一性编码的生成与存储；
可以依据GPS定位信息对原有的数据进行坐标维护；
6.4野外手持GIS综合应用功能
通过在手持终端中装入电子地图和规模化养殖场的基本信息，用户可观察到自己在电子地图中所处地理位置，并方便地对周边相关信息进行查询、统计、测量等操作。
当需要由系统服务器中获取一些更为详细的数据时，系统会自动进行GPRS无线网络连接，进行无线数据传输，获取并显示详细图形和属性数据。
图层信息分层控制功能
图层信息缩放漫游功能
图形信息标签使用功能
点线面及角度测量功能
位置信息数据采集功能
属性信息图上查询功能
属性信息逻辑查询功能
信息模糊检索定位功能
GPS点位设备匹配功能
GPS轨迹自动成图功能
6.5在疫病救治中的应用功能
当发生畜禽疫病灾情时，工作人员赶赴现场，可以通过手持终端设备直接记录灾情位置和现场状况，并通过GPRS/CDMA无线通信及时上报；疫病救治指挥人员在指挥中心，可通过桌面GIS子系统快速找到疫病灾情地点，查阅野外发回的相关信息，并通过无线数据网络向野外工作人员和现场指挥人员发送救援指挥调度命令，全面提高疫病救治的现场指挥调度能力。
现场数据的查询、统计功能
用户可以在户外的灾情现场，通过手持终端直接对GIS系统中的各种信息资料进行检索、查询、统计等，提高在户外现场的工作效率，在第一时间了解现场及周边情况，对疫病灾情的影响有准确了解。
现场GPS卫星定位导航功能
通过GPS设备，工作人员在现场可以实时了解自己当前所在位置，并借助GPS卫星导航功能，可以快速赶到工作现场。
同时，系统也可以通过GPRS/CDMA无线网络将获得的GPS位置数据上报给指挥中心，使处于指挥中心的各级领导可以对现场工作人员的分布有准确了解，便于及时发出指挥调度命令。
现场行动轨迹的存储功能
对于在现场的工作人员，通过GPS设备和GPRS/CDMA无线通讯网络，指挥中心的桌面GIS系统可以自动存储和记录他们的行动轨迹，并可以进行历史数据回放。
现场文字数据上传功能
现场工作人员通过手写汉字输入的方法，将文字信息直接上传到指挥中心，准确反映现场实际情况。
文字调度信息的下发功能
指挥中心的工作人员可以通过桌面GIS应用系统向指定的户外手持终端发送文字调度信息，并自动进行收发确认。
6.6在疫病防治中的反应、分析、处理分析功能
反应
GIS系统能够在对事发地点的相关数据分析中节省大量的时间，使得事故初发的宝贵处理时间得到有效利用。
系统能够依据用户输入的发生地位置信息，迅速进行周边情况分析，并对相关数据进行整理。
可自动统计并列出周边5KM、10KM、15KM、20KM的范围内所有畜禽养殖场分布及其属性信息；
可自动搜索并列出距离事发地最近的兽医站、防疫所、医院的所在位置及详细信息，包括它们的规模、水平、联系方法等；
可自动进行最短路径分析，生成事发地与最近的兽医站、防疫所、医院之间的最佳行车路径，使事故处理的相关人员能迅速到位
分析
疫病的散布速度，规模、地点等信息可以及时提供给分析人员，协助他们做出判断。
根据系统数据库和出事地点信息，系统可快速查询事故发生地附近的救援力量和医疗信息以及交通设施分布状况，帮助制定战术方案；
根据事故蔓延趋势进行影响范围分析，并将关联信息进行统计查询，结果可以随时打印输出。
处理
为高效的现场处理提供快速分析和辅助决策。
通过手持终端，工作人员在事发现场可以迅速地将疫病的散布速度、规模、地点等信息及时上传，桌面GIS系统动态反映它们的变化，使处于指挥中心的各级领导可以对现场工作人员的分布有准确了解，便于及时发出指挥命令，同时获得疾病现状的第一手现场资料。
通过疫情控制系统的预启动方案，能够将信息及时通过电话、邮件、短信等方式通知相关人员，使得事故处理的相关人员迅速到位，使得事故初发的宝贵处理时间能得到有效利用。
协助对重点养殖场进行有效管理，如定位、定期检查、制定巡视计划等，事故/灾难发生时可以迅速查询事故发生地附近的所需相关设备如医疗设施等和快速获得途径。
七.
WEBGIS应用子系统
在B/S体系架构中，系统提供了WEBGIS应用子系统，为用户建立了网络GIS浏览、查询平台，将畜牧、兽药、饲料、品牌农业等多种农业信息进行网上发布，提供了便民服务；通过权限管理技术，有效确保了数据的安全管理；系统还提供了与区县门户网站以区县为单位定位接口，更大程度了发挥数据的共享作用，提升了平台的交互共享。
7.1WEBGIS基本应用功能
包括图层管理、图形浏览、图形测量、信息查询、地址定位等功能。
7.2畜牧信息查询统计功能
系统可按全（省）市或区县进行畜牧信息查询，查询信息包括：
养殖场的基本信息、场地规模信息等；畜牧站的基本状况、人员配置等；乡镇中心基本信息等，可根据用户具体需求设计；同时提供了地图定位，可快速在地图上进行定位。
7.3兽药、饲料企业查询统计功能
系统可按全（省）市或区县进行兽药、饲料企业的查询，同时提供了地图定位，可快速定位企业地理位置。
7.4品牌农业查询统计功能
系统可按全（省）市或区县进行农业品牌的查询，查询信息包括：
企业基本信息、特色产品的图片、价格及多媒体介绍等，方便大众多方位的了解地方品牌农业产品，提高企业的知名度；同时系统提供了地图定位，可快速定位企业地理位置。
八.
系统技术特点
8.1系统界面友好、操作便捷
系统采用WINDOWS和通用浏览器风格，具有良好的人机操作界面，应用中广泛采用菜单、图标、按钮、下拉框等，并最大限度地减少用户的录入量，显着提高系统使用效率。
8.2分布式、网络
升级会员 