农业种植设计系统的研究与应用对于农业生产的信息化和数字化具有重要的理论与实践意义。本研究在总结、提炼相关农业种植设计理论与技术研究成果的基础上，运用系统分析原理和数学建模技术，构建并完善了种植制度、生态区划、精确农作和生产力分析的定量化农业种植管理知识模型，并运用软构件技术，基于GIS空间信息管理平台，建立了数字化的基于GIS和模型的种植设计系统。系统实现了区域性农业种植信息的规范化管理及不同层次下的农业种植设计功能，为实现农作物种植设计的定量化和数字化奠定了基础。在本研究中，农业种植模型的构建是一个重要的技术。它以生态学、系统学、作物栽培学及耕作学等各学科的理论知识为基础，在广泛收集及充分理解和分析农业种植管理专家知识和经验的基础上，利用农业种植管理理论与技术方面的已有研究资料和成果，借助系统分析原理和数学建模技术，建立了具有较强科学性和通用性的农业种植管理知识模型，包括种植制度、生态区划、精确农作和生产力分析的定量化知识模型。针对农业种植信息具有时空性和动态性的特点，将GIS技术应用于农业种植信息管理，分别建立了属性和空间数据库，并使属性数据库和空间数据库相互关联；以Visual Basic为开发平台，基于组件开发环境的独立性、软件升级的灵活性、集成开发的便捷性，探索了GIS和模型的耦合技术，进一步研制开发了数字化的基于GIS和模型的农业种植设计系统。系统具有文件管理、地图操作、信息查询、种植设计、生态区划、生产力分析、精确管理、专家咨询、系统维护以及系统帮助等主要功能。利用华东地区及江苏部分县市的资料，对系统进行了测试检验和实例分析。结果表明，系统的设计思想和结构框架符合现代农业种植信息系统的发展要求，实现了农业种植信息的规范化和数字化管理，系统操作简单，结果显示直观，具有较高的信息管理效率和查询速度。同时系统在基于空间信息的农业生产布局与管理决策方面表现出了较好的适应性和指导性。系统在仪征市的测试结果表明，系统评价结果与当地农田生产环境质量现状基本相符，有助于指导优质农产品生产的生态区划。在江宁的测试结果表明，精确农作管理功能充分考虑了地域及田块间的差异性，针对不同田块进行按需投入，自动生成了相应的管理处方，在降低田区间产量差异和均衡增产的同时，提高了肥料利用率及经济效益。