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农业资源地理信息系统平台设计与开发

作　者: 金辉明
导　师: 史舟
学　校: 浙江大学
专　业: 农业遥感与信息技术
关键词: 农业资源地理信息系统投影转换地统计农业管理分区采样策略
分类号: P208
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
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内容摘要

农业资源是人们从事农业生产或农业经济活动所利用或可利用的各种资源，是经济再生产和自然再生产相互交织的物质生产部门，是社会经济发展的前提与基础。随着社会经济的高速发展及人口的剧增，农业资源的人均占有量在逐年减少，同时环境在逐年恶化，如何优化配置和合理利用农业资源是解决环境、资源、灾害、人口四大问题的焦点。但是由于环境资源是广布于地球表面，时空变化莫测等特点，运用常规技术是很难获取现势性资料的，更不可能对其进行预测与实时监测，造成了农业生产在很大程度靠天的被动局面。而运用农业信息技术就有可能获取环境资源的现势性资料，并可实施时空变化预报和动态监测，有可能较大程度地改变农业生产的被动局面。现阶段在农业信息技术方面的进展最突出的就是农业资源信息系统的建立，它以地理信息技术为基础平台，并借用全球定位技术和遥感技术生成数据源的一个功能强大的系统，是现阶段解决农业的生产分散性、时空变异性、灾害突发性等困难的最佳技术手段。近年来，农业资源信息系统在农业上的应用发展速度较快，并取得了可喜的成绩。但我国与国外相比有一定的差距。表现在研究深度不够，而应用方法上大部分是初级应用，基本上是在其它平台上作二次开发。针对以上情况，本研究深入地探讨了如何开发一个适合农业资源管理与研究的地理信息系统。在本次研究中基于面向对象的思想，在VC环境下开发农业资源环璄地理信息系统平台，该平台的关键是GIS底层模块的开发，它是整个农业环境资源信息平台的支撑。该模块实现了基本的地图操作(缩放、移动、全图以及查看等)、地图数据的导入与导出、地图的高级修饰以及地理数据的投影转换等功能。并在底层模块的基础上作了一些农业上的应用，如土壤地统计制图(实现了逆距离、单克里格、协克里格插值算法)、数据分类(C—均值、模糊聚类等)以及采样策略指导等。通过本系统能为深入研究农业资源信息的理论、方法及相关应用提供了方便。本次主要研究内容及其结果如下： 1、本研究基于面向对象的思想，对系统需求采用用例图的方式给予表达，并对系统中的各用例进行了较为详细地分析。通过用例图进行需求分析，首先，较准确地了解了系统中每一类用户的要求和愿望，从而确保整个开发过程不会在需求上偏离方向；其次，用例为设计软件构架提供了方便，在最初的几次迭代中，通过选择来实现适当的系统构架，从而能够

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目录  3-5
图目录  5-8
表目录  8-9
致谢  9-10
中文摘要  10-12
ABSTRACT  12-15
第一章引言  15-22
  1.1 农业资源的概念与特点  15
  1.2 农业资源信息系统  15-16
  1.3 农业资源信息系统发展现状  16-18
    1.3.1 宏观农业资源信息系统  17
    1.3.2 微观农业资源信息系统  17-18
  1.4 地理信息系统(GIS)  18-19
  1.5 农业资源地理信息(GIS)系统发展现状  19-20
  1.6 研究的目的与意义  20-22
第二章系统用例分析  22-30
  2.1 任务概述  22-23
  2.2 用户的特点  23
  2.3 本系统业务需求  23
  2.4 底层平台系统需完成的功能  23
  2.5 系统用例图  23-24
  2.6 系统用例分析  24-30
第三章系统设计  30-36
  3.1 系统总体框架  30
  3.2 系统中各模块细分  30-32
    3.2.1 GIS基础平台模块  30-31
    3.2.2 系统工具模块  31
    3.2.3 专业模型应用模块  31-32
  3.3 GIS基础平台概念设计  32-36
    3.3.1 系统中的基本概念  32
    3.3.2 系统中的概念模型  32-33
    3.3.3 系统中的契约  33-36
第四章系统实现  36-76
  4.1 开发工具的选择及环境配置  36-37
    4.1.1 开发工具的选择—VISUAL C++ 6.0简介  36-37
    4.1.2 开发环境配置  37
  4.2 用户自定义类的设计  37-38
  4.3 系统实现关键技术  38-64
    4.3.1 SHP文件的读取  38-45
    4.3.2 失量数据地图显示的实现  45-52
    4.3.3 栅格数据地图显示的实现  52-56
    4.3.4 地图数据投影的实现  56-59
    4.3.5 点选图形元素的实现  59-64
  4.4 系统具体功能模块的实现  64-76
    4.4.1 地图操作功能模块  65
    4.4.2 数据导入导出模块  65-69
    4.4.3 地图高级修饰模块  69-70
    4.4.4 标注显示控制模块  70-72
    4.4.5 距离测量模块  72-73
    4.4.6 地图查看模块  73-74
    4.4.7 地图投影模块  74-76
第五章系统应用模型开发与示例  76-106
  5.1 土壤采样设计模型与应用  76-85
    5.1.1 采样设计意义和目的  76
    5.1.2 本研究数学方法  76-78
    5.1.3 四叉树算法开发与实现  78-79
    5.1.4 实例应用  79-85
    5.1.5 小结  85
  5.2 土壤地统计分析模型与应用  85-100
    5.2.1 土壤地统计学研究的目的与意义  85-86
    5.2.2 本研究数学方法  86-94
    5.2.3 土壤地统计制图流程  94-95
    5.2.4 土壤地统计制图各模块简介  95-96
    5.2.5 实例应用  96-99
    5.2.6 小结  99-100
  5.3 精确农业管理分区模型与应用  100-106
    5.3.1 管理分区研究意义和现状  100
    5.3.2 管理分区研究方法——模糊C均值聚类法  100-101
    5.3.3 模糊C均值聚类算法流程图  101-102
    5.3.4 实例应用  102-104
    5.3.5 小结  104-106
第六章结论及展望  106-108
参考文献  108-114
附图  114

农业资源地理信息系统平台设计与开发

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