(高清版)GBT 41444-2022 农业地理信息系统基本要求

农业地理信息系统基本要求2022-04-15发布2022-04-15实施国家标准化管理委员会 I 2规范性引用文件 3术语和定义 4缩略语 25总体要求 25.1系统组成及要求 25.2数据时空参照系要求 35.3系统安全要求 36数据要求 46.1数据内容 46.2数据分级 46.3数据结构与格式 56.4数据组织 56.5数据质量 57应用软件功能要求 67.1基本功能 67.2采集功能 7.3管理功能 7.4应用功能 77.5服务功能 78互操作接口要求 79成果要求 810测试评价要求 8附录A(资料性)农业专题地理信息要素分类 9参考文献 I本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由中华人民共和国自然资源部提出。本文件由全国地理信息标准化技术委员会(SAC/TC230)归口。本文件起草单位：北京农业信息技术研究中心、国家基础地理信息中心、中国科学院地理科学与资源研究所、农业农村部信息中心、中国农业科学院农业资源与农业区划研究所、北京超图软件股份有限公司、华南农业大学、贵州省农业信息中心。本文件主要起草人：潘瑜春、张秋义、高秉博、诸云强、董春岩、姚艳敏、石伟伟、丛小蔓、李淑华、1农业地理信息系统基本要求本文件规定了农业地理信息系统的总体要求、数据要求、应用软件功能要求、互操作接口要求、成果要求和测试评价要求。本文件适用于农业地理信息系统的设计、开发、管理、维护，以及系统之间数据的交换与功能的互操作。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。GB/T7408数据元和交换格式信息交换日期和时间表示法GB/T13923基础地理信息要素分类与代码GB/T17278数字地形图产品基本要求GB/T17798地理空间数据交换格式GB/T18316数字测绘成果质量检查与验收GB/T19710地理信息元数据GB/T20271信息安全技术信息系统通用安全技术要求GB/T21336地理信息质量评价过程GB/T21337地理信息质量原则GB/T22022地理信息时间模式GB/T22239信息安全技术网络安全等级保护基本要求GB/T25000.10系统与软件工程系统与软件质量要求和评价(SQuaRE)第10部分：系统与软件质量模型GB/T25000.40系统与软件工程系统与软件质量要求和评价(SQuaRE)第40部分：评价过程GB/T25597地理信息万维网地图服务接口GB/T28452信息安全技术应用软件系统通用安全技术要求GB/T30169地理信息基于网络的要素服务GB/T33447地理信息系统软件测试规范GB/T35634公共服务电子地图瓦片数据规范3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。具有直接或间接空间位置特征的涉农信息。2农业地理信息系统agriculturalgeographicinformationsystem利用地理信息技术，实现对农业地理信息的获取、存储管理与应用服务的软硬件系统。4缩略语下列缩略语适用于本文件。CGCS2000:2000国家大地坐标系(ChinaGeodeticCoordinateSystem2000)CSW:网络目录服务(CatalogueServiceforWeb)DEM:数字高程模型(DigitalElevationModel)GIS:地理信息系统(GeographicInformationSystem)OGC:开放地理空间信息联盟(OpenGeospatialConsortium)SOA:面向服务架构(Service-OrientedArchitecture)SOS:传感器观测服务(SensorObservationService)WCPS:网络覆盖处理服务(WebCoverageProcessingService)WCS:网络覆盖服务(WebCoverageService)WFS:网络要素服务(WebFeatureService)WPS:网络信息处理服务(WebProcessingService)5总体要求5.1.1农业地理信息系统由支撑环境、数据、应用软件、用户及技术标准规范体系和运行保障体系组成，见图1。应用环境运行保障体系技术标准体系应用互操作接口服务功能功能功能应用功能管理用户便件图1农业地理信息系统组成35.1.2支撑环境的软硬件应安全可控、成熟稳定、兼容可扩展，优先采用物联网、云计算等先进技术。网络应满足实际应用对带宽和稳定性的要求。5.1.3数据应提供符合用户需求的基础地理信息数据、农业专题地理信息数据及其元数据。5.1.4应用软件应支持农业地理信息数据采集、管理和应用服务，提供符合用户需求的功能，且运行稳定。5.1.5应用服务应提供支持系统使用人员、管理人员和维护人员，实现功能操作的图形化用户界面；支持其他地理信息应用系统通过数据互操作接口和功能互操作接口，实现应用软件功能或数据的共享与集成。5.1.6应制定或采用保障农业地理信息系统规范化建设和安全运行的支撑环境、数据、应用软件及互操作等标准规范，构成系统技术标准体系。5.1.7应建立系统建设、应用与运行维护的组织机构和人员规章制度、日常管理规章制度和应急处置保障措施，构成系统运维保障体系。5.2数据时空参照系要求农业地理信息数据应采用国家规定的、统一的空间参照系。大地坐标系应采用CGCS2000,使用其他坐标系的，应与CGCS2000建立转换关系；高程基准应采用1985国家高程基准，不能满足时应标注相应高程基准；投影应符合GB/T17278的要求。数据应采用GB/T22022定义的公共时间参照类型，包括日历、时间坐标系统和顺序时间参照系。时间覆盖范围应采用GB/T7408规定的公历、24h计时制和国际协调时间。必要时可按照农历年、旬、节气等其他时间表示法，并注明时间参照系。5.3系统安全要求数据使用和服务分发过程中，应建立访问控制、数据完整性、加密、数字签名、抗抵赖等各种安全措施，实行分级分类数据管理和分级访问机制。具体数据安全技术按照GB/T20271和GB/T28452执行。应依据系统的安全策略尽量选用自主产权或安全可控的操作系统、数据库管理系统、文件管理系统、GIS软件系统和服务器。应对基础设施参数进行正确配置，不得使用缺省用户/密码，关闭不必要的管理功能。合理确定农业地理信息系统的安全保护等级，并建立对应等级的安全保护措施。网络安全涉及的定级、备案审查、系统测评等执行GB/T22239。5.3.4运行管理与应用安全运行管理与应用安全应包括但不限于如下措施。4a)应支持包括用户名/密码在内的2种以上身份鉴别方法，宜具有防范密码猜测等攻击手段，应禁止明文形式存储、传输和显示密码，禁止对录入密码的复制。b)应对用户进行权限控制，宜支持“用户-角色-权限”模式划分权限及“用户-区域范围-数据分级分类”模式控制用户访问数据范围，不得设置拥有所有权限的超级用户，不得存在能够绕过权限控制的直接访问。c)应提供应用审计功能，对关键操作进行审计记录，包括时间、操作者、操作内容等。宜具有日志加密功能，并对审计日志访问设置权限。6数据要求6.1数据内容6.1.1应依据农业业务域的应用需求和管理职责，选择与业务相关的特定农业专题地理要素和必要的基础地理要素矢量数据、遥感数据或其他栅格数据，以及相应的元数据，构成农业地理信息数据。6.1.2基础地理要素主要类型包括：境界与政区、水系、交通、居民地、地名和地形等专题要素信息，其数据分类应遵循GB/T13923的规定。6.1.3农业专题地理要素由农业自然资源、生态环境、产业等农业地理实体对象类专题数据构成。农业专题地理信息要素分类可参考附录A执行。6.1.4遥感数据及其他栅格数据包括卫星(航空)遥感数据产品和其他以栅格结构存储的空间数据。6.1.5农业地理信息元数据应符合GB/T19710的规定。6.2数据分级6.2.1应依国家级、省级、市县级、乡镇级、村级等差异化尺度应用，按国家基准比例尺分别建立相应尺度农业地理信息数据库，各层级应用对应的主要数据尺度要求见表1。表1各层级应用对应的数据尺度要求矢量数据比例尺遥感数据及其他栅格数据空间分辨率/m应用层级国家级省级市县级乡镇级村级1:1000000为主为主5为主为主2为主10.056.2.2提供地图服务的瓦片数据分级及相应地面分辨率和显示比例尺应遵循GB/T35634的规定。各级别瓦片数据对应选取的农业地理信息矢量数据比例尺要求见表2,对应的影像数据空间分辨率应优于或等于该级别的地面分辨率。5表2各级瓦片服务对应的农业地理信息矢量数据比例尺瓦片数据层级读取的空间数据比例尺范围最小比例尺最大比例尺6.3数据结构与格式6.3.1应依据应用需求、数据特征和存储管理方式等，选择采用矢量或栅格空间数据结构。对需要精确表达空间位置、边界和空间拓扑关系的专题数据应采用矢量空间数据结构；对需要通过规则网格表达网格区域范围内特征属性值的专题数据应采用栅格空间数据结构。注：三维数据宜采用三维体或体元栅格空间数据结构。6.3.2应根据具体开发平台选择相应的数据格式，并支持GB/T17798规定的交换格式和其他主流开放的格式。6.4数据组织6.4.1农业地理信息数据应采用相同的空间参照系，且符合5.2.1规定的空间参照系。6.4.2矢量空间数据应分类分层组织，对有明确空间关系的不同要素类应建立正确的逻辑关系；不同比例尺的同类要素应具有正确的制图综合和语义关系；相同尺度的同类要素可分区组织，分区间应建立的集合与逻辑无缝关系。6.4.3DEM、遥感数据产品、地图瓦片等栅格数据应按块组织，应建立块索引结构或多级金字塔索引结构，并存放金字塔各级数据；地图瓦片各级金字塔数据应符合6.2.2的要求。6.4.4元数据应采用结构化的方式组织，并建立与相应农业地理信息数据集的关联。6.4.5历史数据宜与同类要素现势数据的组织方式一致。数据应正确附加时间信息，对于历史追踪回溯的应用需求，应建立历史与现势数据间的关联关系。6.5数据质量6.5.1数据质量应包括空间参照系、位置精度、属性量、表征质量和附件质量等。6.5.2农业地理信息数据空间参照系应符合5.2.1的要求，时间参照系应符合5.2.2的要求。6.5.3基础地理信息数据位置精度应符合GB/T17278的规定，农业专题地理信息数据位置精度应符合表1同等级别的数据精度要求。6.5.4属性质量应保证属性值准确、分类代码正确、数值单位正确、语义一致，并符合用户需求。6.5.5数据完整性应保证数据层的完整，每个数据层覆盖范围的完整，要素及要素属性的完整。6.5.6逻辑一致性应保持数据类型格式、概念语义和拓扑关系的一致性。6.5.7时间精度应符合农业专题地理信息数据时态变化特征及用户对数据现势性的需求。6.5.8影像/栅格质量应符合表1相应级别的影像分辨率/栅格数据格网间距；数据应无拼接痕迹，影像不良区域面积率应符合GB/T18316的规定。66.5.9表征质量应保证数据几何表达和地理表达准确，符号、注记应符合相关农业地理信息空间要素图示表达规范。6.5.10附件质量应保证元数据项无错漏、附属资料完整和正确，内容错漏率符合GB/T18316的规定。7应用软件功能要求7.1基本功能应包括但不限于如下功能：a)地图浏览：按照当前窗口的大小显示一定范围的地图，可进行放大、缩小和漫游等操作；b)图层控制：应提供图层切换、图层叠置和图层显示控制等功能；c)图层渲染：应支持按单值、要素值和分级等显示专题图，专题图图层渲染应符合相关农业地理信息空间要素图示表达规范；d)查询检索：应支持检索满足属性约束条件或空间约束条件的农业地理信息数据，包括空间查e)空间量算：应支持投影距离和表面距离、投影面积和表面积的量算；f)空间分析：应至少应包括缓冲区分析和叠加分析等基础空间分析功能，可根据需要，实现网络路径分析等高级空间分析功能；g)统计分析：应支持行政区、农业区及农业要素类型、权属性质、质量等级等农业数据的分类统计和分析，支持以统计表、统计图及专题地图的形式进行展示；h)可视化表达：根据需要，实现二维和三维一体化及动态展示。7.2采集功能应满足农业地理信息的采集、上报及数据库更新等功能要求。依据不同的数据来源，系统宜选择传感器、移动设备、遥感、统计调查等数据采集及多源数据集成功能：a)传感器数据采集：应实现传感器空间位置信息、状态信息和测量值的采集，应对传感器测量值进行有效性检验与提示，应支持多种传感器的无缝接入；b)移动设备数据采集：应支持移动监测数据定期或实时接入，实现监测数据空间位置信息的同步自动获取，对移动数据的质量进行必要的检校，对疑似错误数据有明确提示等；c)遥感数据获取：支持常用类型的遥感影像载入，可与矢量地理数据叠加显示，对不同时期的遥感影像进行对比分析，支持涉农指数提取和栅格计算；d)统计调查：支持统计调查数据采集填报，可对统计调查数据进行检校与审核等；理信息服务、空间数据、三维模型等地理信息和相关数据接入，实现多源数据的集成。7.3管理功能应实现农业地理信息矢量数据、栅格数据、三维模型及元数据等的集中管理与交换，应具有如下功能：a)数据库结构创建：应依据农业数据库模型创建数据库表结构，并进行数据库配置；b)数据转换：应支持数据格式、空间坐标系和投影的转换；c)数据处理：应支持对农业地理信息数据按照不同的方式进行数据编辑，应支持邻近节点捕捉和数据空间拓扑构建，形成符合用户要求的数据；7d)数据质量检查：应具有基础地理空间拓扑检查、农业专题属性语义和逻辑关系检查等功能；e)元数据编辑：应提供元数据的创建、录入和修改功能；f)数据库维护：应具有本地和异地数据库备份、数据库恢复等功能。7.4应用功能应根据农业管理和决策的实际业务需求，建立面向监测评价、布局规划、生产管理、灾害管理等不同业务场景的专题应用。不同类型的专题应用，应具有以下对应功能：气象等农业要素的监测评价，宜提供监测网络优化、空间预测、时间趋势预测、指标管理、评价b)布局规划类应用：针对农业功能区和农业产业布局规划，宜提供适宜性评价分析、规划指标预测模拟、情景模拟、方案对比、规划方案优化等功能；针对农田建设项目规划设计，宜提供农田功能区适宜性评价分析、要素布局优化模拟分析、填挖土方计算、二三维一体化布局设计、三维规划设计效果虚拟展示等功能；c)生产管理类应用：针对精准农业和农业现代化管理，宜提供生产规划与计划、农资管理、地块管理、人员管理、作业管理、机具调度管理等功能，支持依据监测指标状况、决策分析结果信息和机具或设备的空间位置信息对现场机具或设备操作进行精准作业控制；d)灾害管理类应用：针对农业地质灾害、气象灾害、作物病虫害、动物疫病、外来生物入侵等灾害管理，宜支持农业灾害损失评估、灾害发展预测模拟、应急方案模拟与优选，对于时效性强的应急决策，应支持应急过程实时监控与指挥调度。7.5服务功能主要面向各类用户或第三方系统提供农业地理信息的共享交换与开放服务，应具有如下功能。a)信息发布：支持农业地理信息发布，具备服务数据抽取与服务数据发布、服务用户管理等功能。面向互联网发布的地图应取得审图号。b)信息共享服务：提供在线目录服务、数据查询服务、在线制图服务和数据下载服务，支持网络地图服务、地图应用服务、数据接口服务等网络地理信息服务。面向互联网提供服务的供应商要求具有互联网地图服务相关资质。范围、数据类型，及全文检索等方式进行元数据的查询浏览。能，提供服务运行状态、访问情况等监控功能。8互操作接口要求8.1应提供基于网络服务方式的数据和功能互操作接口。8.2数据互操作接口应遵循：矢量数据服务接口应满足GB/T30169的WFS接口规范；栅格数据服务接口按WCS接口规范设计；农业监测产生的观测数据服务接口按SOS接口规范设计；元数据服务接口按CSW接口规范设计；以文件方式进行数据互操作时，矢量和栅格空间数据的交换格式应符合GB/T17798的规定。8.3功能互操作接口应遵循：地图服务接口应满足GB/T25597的规定；农业地理信息数据的计算分析等地理处理服务接口按WPS规范设计；栅格数据处理服务接口按WCPS规范设计。89成果要求9.1农业地理信息系统成果应包括软件系统、数据和文档。9.2软件系统应包含农业地理信息系统安装文件、源代码，以及支撑农业地理信息系统运行的基础地理信息系统软件或插件。9.3数据应以数据库方式提交，应包含质量检查处理后的数据文件和入库后形成的数据库文件。9.4文档应包括系统需求说明书、概要设计说明书、详细设计说明书、数据库设计说明书、数据字典、测试报告、系统安装管理手册和用户操作手册等。10测试评价要求10.1应对农业地理信息系统数据、软件和文档进行测试，并对测试结果进行综合评价。10.2农业地理信息数据测试评价应按GB/T21337、GB/T21336和GB/T18316执行。农业地理信息数据测试评价应至少包括空间参照系、位置精度、属性精度、完整性、逻辑一致性、时间精度、影像/栅格质量、表征质量和附件质量等9个方面。10.3软件测试评价应包括功能和性能测试评价，按GB/T25000.40和GB/T33447执行。软件质量度量应符合GB/T25000.10的要求。软件测试评价至少应包括功能的正确性和完备性、功能的执行效率、整体性能、潜在缺陷、软件稳定性与安全性，以及功能操作方式与操作提示的规范性、易用性和友好性等6个方面。10.4文档测试评价应包括设计文档、管理文档和用户文档测试评价，应按GB/T33447执行。文档测试评价至少应包括完整性、准确性、规范性和易读性等4个方面。9GB/T41444—2022(资料性)农业专题地理信息要素分类农业专题地理信息要素包括农业自然资源、农业生态环境、农业灾害、农业分区、农业产业、农业投入品、农产品质量与品牌、涉农机构、农业基础设施和其他等十个一级类和相应的二级类，见表A.1。表A.1农业专题地理信息要素分类代码一级类二级类说明农业自然资源水资源地表水资源、地下水资源、非常规水资源等农业水资源专题要素土地资源耕地、园地、林地、草地、水域、设施农业用地等农要素，以及农用地权属等专题要素土壤资源土壤类型、土壤质地及其土壤理化性质等专题要素气候资源光能资源、热量资源、水分资源等专题要素生物资源及遗传种质资源分布等专题要素农业生态环境农业生态农业生态系统类型、农业生态敏感区、农业生态保护区等专题要素农业环境农业产地大气环境、水环境、土壤环境等专题要素农业灾害地质灾害质灾害分布专题要素气象灾害旱灾、洪涝、低温冷冻、雪灾冰雹、风沙等危害农业的气象灾害分布专题要素生态灾害水土流失、沙漠化、荒漠化和石漠化等农业生态灾害分布专题要素生物灾害病害、虫害、鼠害、生物入侵、动物疫病等农业生物灾害分布专题要素农业分区农业区划农业综合区划、农业资源区划、农业生产区划等农业区划专题要素农业功能区基本农田、高标准农田、粮食生产功能区、重要农产品保护区、特色农产品优势区等农业功能分区专题要素代码一级类二级类说明农业产业作物种植农作物种植、育种育苗基地区域分布等专题要素畜牧养殖畜禽养殖场、畜禽繁育基地、草地、牧场等专题要素水产养殖水产育苗基地、水产养殖场、渔场等专题要素农产品加工农产品加工企业、园区等专题要素农产品流通服务农产品市场、场地冷库、冷链物流基地等专题要素休闲农业观光采摘、休闲游憩、体验教育、民俗旅游、创意农业等农业园区分布专题要素农业投入品农业生产资料农药兽药、化肥、饲料、农膜等农业生产资料流通销售企业、站点等专题要素农用工程物资农业生产机械、加工机械、运输机械、渔业捕捞机具等农用工程物资流通销售企业、