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摘要：探讨了粮食生产潜力评价地理信息系统(GIS)的研究与构建，其中包括GIS在粮食生产潜力评价地理信息系统的系统设计的原则，系统构架设计和系统功能设计。应用组件式技术，采用新一代组件式GIS开发平台SupermapObject与可视化开发语言VB。以河南省为例，设计建立区域粮食生产空间数据库和属性数据库，并在此基础上，建立了区域粮食生产潜力评价地理信息系统，实现对主要粮食作物自然生产潜力的空间分析与评价。
关键词：GIS；粮食；生产潜力；评价
中图分类号：TP311.1 文献标识码：A
河南是我国重要的粮食生产基地，常年种植小麦、玉米等粮食作物，对国民经济的发展和当地农民增收、农业增效发挥了重要作用。为此，建立河南省粮食生产潜力评价系统对河南省粮食生产潜力进行分析和评价，分析和评价粮食高产的区域具有重要的实用价值。
地理信息系统(Geographical Information system，GIS)是在计算机软件与硬件的支持下，运用系统工程和信息科学的理论，科学管理和综合分析具有空间内涵的地理数据，以提供对规划、管理、决策和研究所需信息的技术系统。GIS能够把生产潜力资源专业数据与反映地理位置的图形信息有机地结合在一起，以地图的形式直观地提供给研究人员和决策者，同时GIS强大的空间分析功能有利于构造分布式模型来模拟生产潜力资源的空间分布与地形、土壤和土地利用等相关关系。因此建立区域的生产潜力GIS能够有效地处理区域生产潜力的基本属性数据和图形数据，对科学、高效地评价河南省生产潜力域有所帮助。本文在讨论了GIS的生产潜力模型集成的方式后，分析了河南省粮食生产潜力GIS的体系结构、数据库技术，利用组件式技术，使用可视化编程语言Visual Basic(简称VB)和GIS平台SuperMapObjects建立河南省粮食生产潜力GIS，为河南省粮食生产潜力研究提供数据存储、处理、模型分析支持，为合理利用河南省粮食生产潜力提供辅助支持。
1 粮食生产潜力评价信息系统的设计
1．1系统设计的原则
生产潜力评价GIS一方面能将生产潜力评价过程中涉及到的具有空间意义的数据直观地、以图形化形式展示给人们；另一方面可利用系统的空间分析功能，帮助专业人员对河南省粮食生产潜力进行分析，为粮食生产科学、高效利用提供依据。所以在设计生产潜力GIS系统应该遵循如下三个原则：①系统的实用性原则。②系统的开放性与可扩展性原则。③集成性原则。
1．2系统的体系结构设计
当前，GIS在生产潜力研究中的应用都离不开GIS与粮食生产潜力模型的集成。依照结合的紧密程度，当前GIS与生产潜力模型的集成方式可以分为以下三种。
第一种方式是GIS与粮食生产潜力模型完全集成。此种结构的有点在于脱离其它GIS平台，灵活性大，可以根据自己实际的需要自定义数据结构。不足之处在于需进行大量的底层程序设计和开发，工作量大，开发周期长。
第二种方式是GIS与粮食生产潜力模型紧密集成。这种方法的长处在于具有强大的GIS图形处理功能。不足之处是模型分析能力相对简单，常常需要与其它工具同时配合进行数据处理和分析。
第三种方式是GIS与粮食生产潜力评价模型松散集成。这种方式的优点在于使用成熟的计算机技术，开发周期短，能够快速建立系统，系统易于维护和扩展新功能，而且能够集成多个粮食生产潜力模型。
这三种集成方式应用均十分广泛。在管理空间属性数据、建模、分析计算和结果可视化等方面，GIS在粮食生产潜力模型中都起到了不可替代的作用。本文采用粮食生产潜力模型与GIS松散集成的方式，用组件式技术构建了河南省粮食生产潜力评价地理信息系统，利用已有的模型进行模拟研究。
依照前文所提出的系统设计原则，本文采用第三种方式。
1．3数据库设计
GIS以其独特的空间图形和属性数据库有机结合的特点在许多领域得到广泛应用，结合现代卫星遥感图片能获得比较详细的陆地表面的地形地貌、土地利用资料，为各领域进行时空变异研究提供了有效的工具。根据数据是否具有空间意义，可以把数据分为空间数据和属性数据。
1．3．1空间数据库设计
空间数据库的设计与实现是GIS的核心，也是实现数据可视化、空间分析和综合决策的基础。本系统中的空间数据主要有：以县域为单位，基础数字地图，包括地图利用历史图和现状图，土壤类型图。
在空间数据处理的过程中，会产生许多空间数据。这类数据是生产潜力评价模型中需要输入的必要资料，该数据具有一定的独立性，因此在管理过程中与原始数据分开独立存储。
1．3．2属性数据库设计
属性数据包括气象数据，土壤数据，社会经济数据以及模型所需参数等。根据实际工作情况，在建库时要兼顾数据库功能的完备性、通用性以及开发成本的廉价性等因素。综合考虑，本文选择应用领域广泛的Access数据库管理属性数据。Access数据库容易获得，但又是功能强大的关系型数据库。对属性数据的管理主要以Access软件为数据库平台，以粮食生产潜力评价地理信息系统平台为前台界面，使用标准的标准化查询语言调用和操作数据库数据，对属性数据进行分类管理。
2 系统构建
根据基于地理信息系统的小麦生产潜力评价流程，该系统包括信息管理子系统、信息分析与评价子系统和信息发布子系统。包括需求分析、数据收集与整理、系统分析、系统设计、系统实现、系统测试等过程。
2．1系统层次结构
系统层次结构包括数据服务层，功能构件层和集成构件层。服务层包括属性数据库、空间数据库、知识模型和知识库。功能构件层包括数据管理构件、查询/统计/汇总构件、专题分析构件、小麦自然生产潜力评价构件。集成构件层包括数据管理集成构件、查询统计/汇总集成构件、专题分析集成构件和小麦自然生产潜力评价集成构件。
2．2软件体系结构
系统的实现将采用组件式模式。在数据库基础平台统一的数据库接口系统控制下，Access实现属性数据存储；利用VB和SuperMap Objects组件完成系统二次开发。
3 结束语
本文讨论了应用GIS与粮食生产潜力评价模型松散结合的方式，采用可视化开发语言，基于组件式GIS工具SupermapObiects，建立了粮食生产潜力地理信息系统平台。研究表明GIS是研究粮食生产潜力十分有用的工具，通过系统开发和与模型的集成，基于GIS的粮食生产潜力评价系统能够有助于实时进行粮食生产区域的生产潜力评价。
关键词：GIS；粮食；生产潜力；评价
中图分类号：TP311.1 文献标识码：A
河南是我国重要的粮食生产基地，常年种植小麦、玉米等粮食作物，对国民经济的发展和当地农民增收、农业增效发挥了重要作用。为此，建立河南省粮食生产潜力评价系统对河南省粮食生产潜力进行分析和评价，分析和评价粮食高产的区域具有重要的实用价值。
地理信息系统(Geographical Information system，GIS)是在计算机软件与硬件的支持下，运用系统工程和信息科学的理论，科学管理和综合分析具有空间内涵的地理数据，以提供对规划、管理、决策和研究所需信息的技术系统。GIS能够把生产潜力资源专业数据与反映地理位置的图形信息有机地结合在一起，以地图的形式直观地提供给研究人员和决策者，同时GIS强大的空间分析功能有利于构造分布式模型来模拟生产潜力资源的空间分布与地形、土壤和土地利用等相关关系。因此建立区域的生产潜力GIS能够有效地处理区域生产潜力的基本属性数据和图形数据，对科学、高效地评价河南省生产潜力域有所帮助。本文在讨论了GIS的生产潜力模型集成的方式后，分析了河南省粮食生产潜力GIS的体系结构、数据库技术，利用组件式技术，使用可视化编程语言Visual Basic(简称VB)和GIS平台SuperMapObjects建立河南省粮食生产潜力GIS，为河南省粮食生产潜力研究提供数据存储、处理、模型分析支持，为合理利用河南省粮食生产潜力提供辅助支持。
1 粮食生产潜力评价信息系统的设计
1．1系统设计的原则
生产潜力评价GIS一方面能将生产潜力评价过程中涉及到的具有空间意义的数据直观地、以图形化形式展示给人们；另一方面可利用系统的空间分析功能，帮助专业人员对河南省粮食生产潜力进行分析，为粮食生产科学、高效利用提供依据。所以在设计生产潜力GIS系统应该遵循如下三个原则：①系统的实用性原则。②系统的开放性与可扩展性原则。③集成性原则。
1．2系统的体系结构设计
当前，GIS在生产潜力研究中的应用都离不开GIS与粮食生产潜力模型的集成。依照结合的紧密程度，当前GIS与生产潜力模型的集成方式可以分为以下三种。
第一种方式是GIS与粮食生产潜力模型完全集成。此种结构的有点在于脱离其它GIS平台，灵活性大，可以根据自己实际的需要自定义数据结构。不足之处在于需进行大量的底层程序设计和开发，工作量大，开发周期长。
第二种方式是GIS与粮食生产潜力模型紧密集成。这种方法的长处在于具有强大的GIS图形处理功能。不足之处是模型分析能力相对简单，常常需要与其它工具同时配合进行数据处理和分析。
第三种方式是GIS与粮食生产潜力评价模型松散集成。这种方式的优点在于使用成熟的计算机技术，开发周期短，能够快速建立系统，系统易于维护和扩展新功能，而且能够集成多个粮食生产潜力模型。
这三种集成方式应用均十分广泛。在管理空间属性数据、建模、分析计算和结果可视化等方面，GIS在粮食生产潜力模型中都起到了不可替代的作用。本文采用粮食生产潜力模型与GIS松散集成的方式，用组件式技术构建了河南省粮食生产潜力评价地理信息系统，利用已有的模型进行模拟研究。
依照前文所提出的系统设计原则，本文采用第三种方式。
1．3数据库设计
GIS以其独特的空间图形和属性数据库有机结合的特点在许多领域得到广泛应用，结合现代卫星遥感图片能获得比较详细的陆地表面的地形地貌、土地利用资料，为各领域进行时空变异研究提供了有效的工具。根据数据是否具有空间意义，可以把数据分为空间数据和属性数据。
1．3．1空间数据库设计
空间数据库的设计与实现是GIS的核心，也是实现数据可视化、空间分析和综合决策的基础。本系统中的空间数据主要有：以县域为单位，基础数字地图，包括地图利用历史图和现状图，土壤类型图。
在空间数据处理的过程中，会产生许多空间数据。这类数据是生产潜力评价模型中需要输入的必要资料，该数据具有一定的独立性，因此在管理过程中与原始数据分开独立存储。
1．3．2属性数据库设计
属性数据包括气象数据，土壤数据，社会经济数据以及模型所需参数等。根据实际工作情况，在建库时要兼顾数据库功能的完备性、通用性以及开发成本的廉价性等因素。综合考虑，本文选择应用领域广泛的Access数据库管理属性数据。Access数据库容易获得，但又是功能强大的关系型数据库。对属性数据的管理主要以Access软件为数据库平台，以粮食生产潜力评价地理信息系统平台为前台界面，使用标准的标准化查询语言调用和操作数据库数据，对属性数据进行分类管理。
2 系统构建
根据基于地理信息系统的小麦生产潜力评价流程，该系统包括信息管理子系统、信息分析与评价子系统和信息发布子系统。包括需求分析、数据收集与整理、系统分析、系统设计、系统实现、系统测试等过程。
2．1系统层次结构
系统层次结构包括数据服务层，功能构件层和集成构件层。服务层包括属性数据库、空间数据库、知识模型和知识库。功能构件层包括数据管理构件、查询/统计/汇总构件、专题分析构件、小麦自然生产潜力评价构件。集成构件层包括数据管理集成构件、查询统计/汇总集成构件、专题分析集成构件和小麦自然生产潜力评价集成构件。
2．2软件体系结构
系统的实现将采用组件式模式。在数据库基础平台统一的数据库接口系统控制下，Access实现属性数据存储；利用VB和SuperMap Objects组件完成系统二次开发。
3 结束语
本文讨论了应用GIS与粮食生产潜力评价模型松散结合的方式，采用可视化开发语言，基于组件式GIS工具SupermapObiects，建立了粮食生产潜力地理信息系统平台。研究表明GIS是研究粮食生产潜力十分有用的工具，通过系统开发和与模型的集成，基于GIS的粮食生产潜力评价系统能够有助于实时进行粮食生产区域的生产潜力评价。