一、耕地资源管理信息系统总体设计
县(或县级市)域耕地资源管理信息系统是由硬件、软件、数据和用户构成的计算机应用系统。该系统以一个县辖区内的耕地资源为管理对象，通过对耕地资源各种信息的采集、管理、分析和评价，为农业生产各个环节的决策行为提供技术支持。
县域耕地资源管理系统是对一个县耕地资源相关信息进行管理和应用的应用软件，该系统集空间数据、属性数据及各类多媒体数据为一体，可完成从数据的采集、编辑、存贮、分析、输出等一整套功能。其空间数据支持失量格式和栅格格式，其中失量数据以Arcview的形式(shape)为基础，并可以支持arcInfor Coverage格式文件及autoCAD的DXF格式文件;属性数据以Accessr MDB数据格式为基础，可以支持DbaseⅢ的DBF格式文件;多媒体数据包括文本文件(TXT)、图像文件(BMP、JPG等)、视频文件(AVE、MPG)、音频文件(WAV、MIDI)等。该软件以《县域耕地资历源管理信息系统数据字典》为数据标准，自动完成数据转换及管理工作，外部数据在导入的过程中完成数据标准化检查及转换工作。
系统以工作空间的形式管理数据，本市的所有数据(包括空间数据、属性数据、多媒体数据、各类模型库、图集文件等)全部保存在一个工作空间中，工作空间本身是一个特殊的文件夹，由系统管理，因此拷贝该文件夹即可实现该市全部数据的备份、转移、上报。
系统主要功能有数据的录入、编辑、格式转换、输出;数据查询、统计、汇总、格式报表输出;专题制图、图件输出;各类棋型的建立及管理;土壤养成分丰缺状况评价、土壤环境质量评价、耕地地力评价、耕地适宜性评价等系列专题评价;测土配方施肥等数据应用功能。其技术流程见图2－2。
图2－2 技术流程
二、资料收集与整理
(一)资料收集
1.野外调查表资料测土配方施肥采样点中参与地力评价的采样点的采样地块基本情况调查表和农户施肥情况调查表。
2.化验数据资料参与地力评价采样点的化验数据。
化验数据:对各项化验数据的数值进行初步检查，剔除不合理数据。例如在菜田或果园采样的，要另外说明。化验的项目必须齐全，符合测土配方施肥技术规范要求。数据准确，真实有效。
3.基础图件资料包括最新的任丘市土地利用现状图(如果菜地或者果园面积较大的进行了取样，还得勾画出菜地或者果园的范围)、土壤图、最新的行政区划图(合并乡镇后的)、地形模型图(山区需要)、道路交通图(如果最新土地利用图包含最新道路信息，则该图可以省略)。要求坐标系是北京54坐标6度分带，比例尺1∶50000电子版的。土地利用现状图属性表必须包括利用类型编码、利用类型名称等字段或者相关字段。
4.社会经济指标资料包括第二次土壤普查的资料(土壤志、土种志、土壤普查专题报告;各土种性状描述，包括其发生、生育、分布、生产性能、障碍因素等)、土地利用现状调查资料(包括土地详查资料、基本农田保护区划定资料等)、统计资料(包括近三年农业生产统计年报，土壤监测、田间试验、各乡镇历年化肥、农药、除草剂等农用化学品销售以及使用情况，农作物布局等，全市以及各乡镇基本情况、自然资源等)，其他相关资料(包括水土保持、土壤改良、生态环境建设、水利区划、土壤类型剖面、土壤肥力监测、当地典型景观等图片，特色农产品介绍、地方介绍资料等)。
5.其他资料包括土种对照表、乡镇区划代码表、蔬菜水果与粮食产量换算表等。
(二)资料整理
对所收集的各种资料，在进行完整性、可靠性检查及筛选、分类的基础上，按照耕地地力评价因素进行整理与归档，为数据库的建立奠定基础。
1.自然成土资料的整理与耕地地力直接相关的自然要素包括气候、地形地貌、成土母质、水文地质等。
(1)气候。是指本市多年平均天气状况和特殊天气状况的综合描述，是土壤形成和农业生产的主要因素。气候资料的整理包括对积温、无霜期、降水、干燥度等资料的进一步量化和归类。
(2)地形地貌。地形地貌资料的整理，包括对海拔高度、坡度、坡向，以及大、中、小地貌类型等资料的整理。
(3)成土母质。土壤是由岩石经过复杂的风化作用形成母质，母质再经成土作用而形成的。母质是风化过程的产物，是形成土壤的物质基础，是土壤发生发展过程中肥力性状和某些障碍性状的重要影响因素，是耕地地力评价的主要因素之一。母质资料的整理以全国第二次土普查资料为依据，整理包括任丘市域内所有的耕地土壤的母质类型。任丘系华北平原的一部分，属河流冲积平原，成土母质为冲积物。
(4)水文及水文地质。耕地资源的水文条件，包括地表水资源和地下水文地质。任丘市地表水资源较少，主要是地下水，整理资料包括地下水的埋藏条件、含水层情况、供水与排水水质及水位线等水文地质图表资料。
2.土壤属性资料的整理土壤属性是指成土因素共同作用下形成的土壤内在性质和外在形态的综合表现，是成土过程的客观记录，是耕地地力评价的核心内容。土壤属性包括土壤剖面构型、土壤形态特征、土壤自然形态、土壤侵蚀情况、土壤排水状况、土壤化学性状等。
(1)剖面构型。剖面构型是土壤剖面中各种土层组合的总称。整理包括对土壤发生层次、土壤质地层次、土壤障碍层次等资料的整理。
(2)土壤形态特征。包括土层厚度、土壤质地。
(3)土壤自然形态。包括土壤干湿度、土壤结持性、土壤孔隙度、容重等资料的整理。
(4)土壤侵蚀情况。是指土壤或土体在水力、风力、冻融或重力作用下，被剥蚀、迁移或沉积的过程，它是影响耕地地力的主要因素。对其整理包括侵蚀方式、侵蚀形态、侵蚀强度及其危害等资料的整理。
(5)土壤排水状况。对其整理包括地形所影响的排水条件和土壤质地与土壤剖面层次所形成的土体内排水条件两个方面的资料，并依据水分在土体中移动的快慢及保持的时间划分为排水稍过量、排水良好、排水中等、排水不畅、排水极差5种情况。
(6)化学性状。土壤化学性状是耕地地力的重要组成部分。整理包括土壤有机质及氮、磷、钾、硫、锌、硼、铜、铁、锰等养分的含量与分级状况，以及pH值的分级状况。
3.农业生产条件资料的整理
(1)耕地利用。耕地利用资料的整理包括对作物布局、种植方式及熟制等种植制度及日光温室、塑料大棚等不同设施栽培类型资料的整理。
(2)土地整理。土地整理是农田基本建设水平的反映。资料整理包括对地面平整度、梯田化水平、灌溉水源类型、输水方式、灌溉方式、灌溉保证率、排涝能力等农田基础设施方面资料的整理。
(3)栽培管理水平。栽培管理水平是耕地土壤培肥水平的反映。其主要内容包括秸秆还田情况、有机肥与化肥的施用情况，以及影响耕层厚度的耕作方式及深度等。
(4)其他资料。包括任丘市粮食生产情况、社会经济状况、耕作土壤改良利用措施、特色农产品生产情况等。
三、属性数据库的建立
1.软件的开发属性数据库的建立与录入独立于空间数据库，在ACCESS与EXCEL下建立，最终统一以BDASE的DBF格式保存(表2－9)。
表2－9 主要属性数据表及其包括的数据内容
续表
2.数据的审核、录入及处理包括基本统计量及计算方法、频数分布类型检验、异常值的判断与剔除以及所有调查数据的计算机处理等。
在数据录入前经过仔细审核，数据审核中包括对数值型数据资料量纲的统一，例如:亩与公顷的统一，吨与千克的统一等。基本统计量的计算，例如:总产量、总施肥费用等的计算。地名中同音字、简繁体的统一。最后进行异常值的判断与剔除、频数分布类型检验等工作。经过两次审核后进行录入，在录入过程中两人一组，采用边录入边对照的方法分组进行录入。
四、空间数据库的建立
采用图件扫描后屏幕数字化的方法建立空间数据库。图件扫描的分辨率为300dpi，彩色图用24位真彩，单色图用黑白格式。数字化图件包括:土地利用现状图、土壤图、地貌类型图、行政区划图等。
数字化软件统一采用MAPGIS，坐标系为1954北京大地坐标系，比例尺为1∶50000。
具体矢量化过程为:首先在MAPGIS的投影变换子系统中建立相应地区的相同比例尺的标准图幅框，在镶嵌配准子系统中将扫描后的各栅格图与标准图框进行配准。在输入编辑子系统中采用手动、自动、半自动的方法跟踪图形要素完成数字化工作。生成点文件，线文件与多边形文件。其中多边形文件的建立要经过多次错误检查与建立拓扑关系。采用以上矢量化方法，主要图层配置如表2－10所示。
表2－10 图件配置表
五、耕地资源管理信息系统的建立与应用
1.耕地资源管理信息系统构建流程耕地资源管理信息系统构建流程:确定评价指标—数据准备—数据处理—工作空间建立—数据导入—构建图集—关联属性—构建模型—地力评价—填写施肥数据—施肥推荐。
通过耕地资源管理信息系统构建流程可以了解到，建立耕地资源管理信息系统，首先确定评价指标，然后对这些指标进行大量的资料搜集、调查、分析等工作，建立一个工作空间，将所得的信息数据等录入工作空间，构建图集，确定关联属性，构建模型。至此耕地资源管理信息系统构建完成。
2.耕地资源管理信息系统的应用可应用于具体的耕地管理及农事措施。如对于地面坡度为主导障碍因素的耕地，可考虑退耕还林或退耕还牧;对地下水位过高为主导障碍因素的耕地，评价结果是进行水利规划的重要依据;对土壤障碍层为主导障碍因素的耕地，可依据不同类型的障碍层以及不同类型作物的生理特点，因地制宜地安排种植制度及栽培措施;通过对土壤养分的评价，并根据种植的作物，提出合理的施肥建议。
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