精准农业是21世纪农业发展的新潮流，也是农业科技研究的热点领域。它提供了一种可持续的农业生产方式和发展思路，在提高农业产量的同时，可以有效利用有限资源、保护农业生态环境，有着巨大的应用价值。我国已日益认识到实施精准农业的必要性和紧迫性。 农田地理信息系统是精准农业技术系统的核心组成部分，它是GIS技术在农田生产管理中的综合应用的体现，对进行农田资源信息科学管理和农田生产科学决策起着重要作用。 本文探索设计和建立一个具有科学性和实用性的农田地理信息系统。以云南省通海县为试验区，根据实际条件和用户需求，进行农田地理信息系统的系统目标分析和结构功能设计。在此基础上，进行数据库的概念与逻辑设计，经过数据分类编码、数据规范化等数据预处理，建立了一个包含文本、图形、表格等数据类型的数据库。 在VS．NET环境下采用C＃语言和Arc GIS Engine 9.2组件开发出的基于GIS的农田地理信息系统，实现了系统管理、数据管理、操作、分析、水稻自然生产潜力估算模型、数据输出等功能。经过试验区已有数据的测试检验，结果表明：该系统运行稳定，功能性强，扩充性能强，操作简便易行，达到了设计目标要求。 农田水稻自然生产潜力估算模型是本系统的核心，它是根据采样区的光、热、水条件，结合水稻生长土壤肥力采样数据，估算采样点的水稻自然生产潜力值，然后利用GIS空间插值分析方法，得到整个样区水稻自然生产潜力空间分布图，为下一步研究土壤肥力和水稻产量关系以及精确变量施肥奠定基础。 本文的突出之处在于将前沿的GIS技术与水稻自然生产潜力估算模型的有机结合，综合集成了多种新技术，解决了传统信息系统中难以解决的空间分析难题，实现了模型与GIS功能的集成，为农田数据的管理分析提供了一种快捷、有效的工具。