海南天然橡胶农情遥感监测展示系统

ADDINCNKISM.UserStyle海南天然橡胶农情遥感监测展示系统摘要：天然橡胶作为重要的工业原料，在多个领域发挥着关键作用。然而，传统的橡胶作物信息采集方法存在诸多不足，难以实时反映作物生长状况且成本高昂。因此，本文研究了海南天然橡胶农情遥感监测信息管理系统的设计与实现。该系统基于模型驱动架构和WebGIS技术，通过集成多元数据资源，实现了对天然橡胶农情的全面、实时监测。系统不仅具备强大的数据集成与处理能力，还通过可视化手段直观展示农情数据的动态变化，使用户能够直观了解橡胶农情的实时状态。在设计与实现过程中，系统充分考虑了功能性需求和非功能性需求，合理设计架构和数据库结构，实现数据高效存储与查询，以及数据分析处理、可视化表达和地图输出等功能。同时，系统注重安全性和稳定性，采取多种防范措施确保稳定运行和数据安全。实际应用验证表明，该系统能有效支持农业生产决策，提升农情监测效率和精度。它有助于用户及时了解橡胶生长状况、病虫害情况和市场需求等信息，制定科学合理的生产计划和销售策略。这不仅为海南天然橡胶产业的可持续发展提供技术支持，也为其他农情监测系统的构建提供有益参考。关键词:天然橡胶；海南岛；农情监测；WebGIS目录TOC\o"1-4"\h\z\u1 绪论 [21]。系统的需求分析需求分析是系统设计之前的关键步骤，只有清晰、具体地界定需求，才能明确系统开发过程中所面临的各项限制，从而更加精准地引导系统的详细设计与实现。本小结将针对海南天然橡胶农情遥感监测展示系统进行深入的需求分析。需求分析概述随着遥感技术的不断发展，其在农业监测领域的应用越来越广泛。海南作为我国重要的天然橡胶种植基地，对农情信息的实时监测和精准管理具有极高的需求。海南天然橡胶农情遥感监测展示系统（以下简称“本系统”）旨在通过遥感技术手段，实现对海南天然橡胶种植区的农情信息进行实时获取、处理、分析和展示，为农业管理决策提供科学依据。展示系统应该具有的核心功能有：数据查询、数据管理、数据可视化表达、叠加分析、查询分析、还应该支持地图输出。所有功能应在Web端与用户进行交互。功能性需求天然橡胶农情信息数据库本系统需建立一个完善的天然橡胶农情信息数据库，用于存储和管理遥感影像数据、处理结果、分析报告等。同时，系统应具有图层、字段操作与管理功能，对于确保数据的准确性和完整性和给予用户提供全面、高效的图层操作与管理体验至关重要。数据库也应支持高效的数据查询、更新和备份功能，确保数据的准确性和安全性。地图展示与操作功能系统应提供直观易用的地图界面，用于展示遥感数据和农情监测结果。用户可以通过地图进行缩放、平移、选择等操作，以便更好地了解橡胶农情的分布情况。同时，系统还应支持多种图层叠加显示，以便用户进行多方面的分析和比较。农情信息提取与分析系统应能够根据预设的算法和模型，从遥感影像中提取出与天然橡胶农情相关的信息。同时，系统应提供丰富的分析工具和方法，支持对提取出的信息进行查询分析、叠加分析等。可视化表达系统应对获取的遥感影像数据进行预处理，利用提供直观、易懂的表达方式，将分析结果以图表、时间轴、热力图等形式展示给用户。用户可以通过交互操作，查看不同时间、不同区域的农情信息，便于进行比较和分析。非功能性需求系统稳定性海南天然橡胶农情遥感监测展示系统作为重要的决策支持工具，其稳定性至关重要。系统应能够长时间稳定运行，确保数据的连续性和完整性。为实现这一目标，系统应采用高可靠性的硬件设备和稳定的软件架构，同时建立有效的数据备份和恢复机制，以应对可能出现的硬件故障或数据丢失等问题。系统安全性随着计算机科技信息技术的快速发展，网络数据信息安全问题日益突出。海南天然橡胶农情遥感监测展示系统涉及大量的敏感数据，如农情信息、地理数据等，因此系统安全性至关重要。系统不仅要采取多层次的安全防护措施，还应建立严格的安全管理制度，对用户进行身份验证和权限管理，防止未经授权的访问和操作。易用性易用性是评价一个系统好坏的重要指标之一。海南天然橡胶农情遥感监测展示系统应设计得简洁明了，操作便捷，方便用户快速上手和使用。为实现这一目标，系统应采用直观的用户界面和友好的交互方式，降低用户的学习成本和使用难度。同时，系统还应提供详细的操作指南和帮助文档，以便用户在使用过程中能够随时获取帮助和支持。可扩展性随着海南天然橡胶产业的不断发展和遥感技术的不断进步，系统的需求可能会发生变化。因此，海南天然橡胶农情遥感监测展示系统应具备良好的可扩展性，能够随着业务需求的增长和技术的发展进行升级和扩展。系统应采用模块化设计和开放式的架构，方便新增功能和模块的集成和替换。此外，系统还应与业界保持紧密的合作关系，及时跟进新技术和新应用，确保系统始终处于行业前沿。系统主要功能模块的详细设计与实现本章节将按照海南天然橡胶农情遥感监测展示系统的需求，对整个系统进行总体架构设计、功能模块设计、数据库设计。在总体设计中，首先站在一个宏观的角度去设计系统架构与用户使用系统的基本流程，最后敲定系统功能模块的划分。在功能模块设计中，将对划分好的模块做出细节化的设计。总体设计系统架构设计在天然橡胶农情遥感监测关键技术研发的基础上，本系统采用了模型驱动架构和WebGIS技术，构建了一个服务导向的海南天然橡胶农情遥感监测信息管理系统。该系统遵循统一性原理、公共代码、向下兼容性、元数据管理、设计规范以及命名规范等原则，借助空间数据库和中间件技术的综合应用，系统实现了分布式异构农情空间数据与属性数据的统一数据库管理、高效访问和动态更新，从而确保了数据的完整性和一致性。利用WebGIS技术，我们实现了遥感信息的在线发布和多终端查询交互功能。系统的总体架构采用“四横两纵”模型，确保了系统的稳定运行、功能全面以及信息安全。这一系统为海南天然橡胶产业的农情监测提供了强有力的技术支持。如下图REF_Ref164092563\h图1所示。图SEQ图\*ARABIC1海南天然橡胶农情遥感监测业务化运行服务系统总体架构图通过此架构图，可以看出我们系统采用了一个独立的数据层来支撑内部数据的存储功能，这确保了数据在外网环境中的隔离性，也从而满足了安全性需求。除此之外，本系统采用前后端分离的B/S架构，将所有业务逻辑集中封装在中间层的业务逻辑组件中，用户可以直接通过浏览器来访问系统，无需安装任何客户端程序，从而实现便捷的系统访问体验，方便系统快速上线推广，相较于传统C/S架构拥有诸多优势。系统功能组成依照海南天然橡胶农情遥感监测展示系统的需求,系统被划分出四个核心模块：地图展示与操作模块、数据查询与分析模块、可视化表达模块、农情遥感监测信息配置和管理模块。每个模块各包含一些子功能，系统功能模块划分结果如REF_Ref164092611\h图2所示。图SEQ图\*ARABIC2海南天然橡胶农情遥感监测展示系统框架图系统展示类功能模块设计与实现在介绍了系统的整体架构、基本流程、功能模块组成结构后，接下来将对海南天然橡胶农情遥感监测展示系统的浏览及展示模块做出详细设计。地图展示与操作模块设计与实现图层列表海南天然橡胶农情遥感监测展示系统在图层列表设计方面充分考虑了用户的需求与体验，通过树状层级结构、多选框勾选、资源控制等功能，为用户提供了一个高效、便捷的地图资源查看与展示平台。本系统在图层列表设计方面展现了卓越的创意与实用性，其采用树状层级结构，将地图资源以条理清晰、层次分明的形式展现给用户如REF_Ref164092665\h图3，用户可以通过勾选多选框的方式，选择显示或隐藏特定图层，以满足对不同图层信息的个性化查看需求如REF_Ref164092671\h图4。为了确保展示系统能够准确、全面地呈现地图服务资源，管理员在配置过程中需定义不同专题及其所属类别。通过树状样式的展示方式，将各类资源有序地组织在一起，为用户提供一个清晰、易用的地图资源浏览界面。除了图层的勾选与隐藏功能，该系统还赋予了用户强大的资源控制能力。用户可以根据需要，灵活调整各类资源的显示状态与透明度，从而实现地图信息的分类展现，既提升了用户对地图信息的解读效率，还使得地图的视觉效果更加生动鲜明。图SEQ图\*ARABIC3海南天然橡胶农情遥感监测展示系统-图层列表设计（勾选天地图版）图SEQ图\*ARABIC4海南天然橡胶农情遥感监测展示系统-图层列表设计（未勾选天地图版）地图浏览在本系统的地图浏览设计环节，我们深入考虑了用户的实际需求，尤其是他们对地图放大缩小以及精确查看的强烈需求。为实现这一目标，先由管理员在后台进行数据上传，输入并上传放大缩小或平移不同操作后的地图数据，使得系统能够根据用户的实际需求，快速而准确地显示出符合条件的地图。在用户使用方面，我们为用户提供了多种便捷的交互方式。一方面，用户可以通过简单的点击按钮或利用鼠标滚轮，轻松实现当前地图的放大缩小操作，从而更加细致地观察和了解地图细节。另一方面，用户还可以利用鼠标拖拽的方式，实现地图的平移显示，以便于用户从不同角度和方位查看地图内容。这些基础浏览操作，包括地图的缩放和平移拖动，不仅提升了用户体验，也极大增强了系统的交互性和实用性。在加载地图服务方面，我们也进行了精心设计和优化。系统支持加载当前的地图服务，无论是动态服务还是静态服务，都能得到良好的支持。值得一提的是，当加载静态服务时，地图的缩放将严格按照静态服务的比例尺级别进行，确保了地图数据的准确性和一致性。地图输出本功能能够整合空间数据库中的地块图形数据，结合农情遥感监测，展示天然橡胶的种植面积、空间分布、长势、病害疫情及产量等详细信息，并以地图图片的形式输出，用户可轻松在外部保存这些图片。可视化表达模块设计与实现时间轴展示（数据时空图）在橡胶农情的遥感监测实践中，监测数据呈现出显著的动态性特征，这要求我们必须对其进行连续、系统的观察与分析。为此，本系统设计了一套高效的监测系统，能够上传并整合空间分布数据、长势动态数据如、橡胶种植面积空间分布以及实际产量数据等多个专题的时间序列数据。这些数据覆盖了不同时间节点，为全面理解橡胶农情的时空变化提供了坚实的数据基础。该系统的一大亮点在于其强大的可视化功能。用户可以通过鼠标轻松拖动时间轴，或者选择自动播放模式，以直观地观察选定地区在不同时间点的业务数据变化情况，例如。时间轴的播放或拖动操作，使得数据的展示更为灵活和个性化，满足了用户对于数据查询和展示的多样化需求。此外，系统还能够根据用户的需求，展示特定时间点的专题数据图。这些数据图以直观、清晰的方式呈现了橡胶农情在某一时刻的具体状况，包括长势情况如REF_Ref164092791\h图5和REF_Ref164092796\h图6、种植面积空间分布如REF_Ref164092803\h图7和REF_Ref164092808\h图8、病害疫情以及实际产量等重要信息。这不仅有助于用户快速了解橡胶农情的整体状况，还能为决策制定提供有力的数据支持。图SEQ图\*ARABIC5海南天然橡胶农情遥感监测展示系统-橡胶长势遥感监测结果图SEQ图\*ARABIC6海南天然橡胶农情遥感监测展示系统-橡胶长势遥感监测结果图SEQ图\*ARABIC7海南天然橡胶农情遥感监测展示系统-橡胶种植面积空间分布图SEQ图\*ARABIC8海南天然橡胶农情遥感监测展示系统-橡胶种植面积空间分布热力图展示本设计旨在通过热力图可视化技术，实现天然橡胶病虫害疫情数据的直观展示。管理员可在系统中输入病虫害的分布、密度及变化趋势等数据，系统则根据这些信息生成热力图。在地图上，不同颜色的区块叠加，反映了病虫害的分布情况，颜色的深浅和区块大小则代表了病虫害的密度和严重程度。系统支持实时数据更新，使得热力图能够反映疫情的变化趋势，为用户提供及时、准确的病虫害信息，助力防治决策的制定。系统管理类功能模块设计与实现农情遥感监测信息模块的核心功能在于对地图展示效果进行个性化设置。其设置流程首先涉及地图的基础配置，这是确保地图展示准确无误的基础步骤，再根据实际需求，在配置好的地图上添加相应的图层。而在添加图层的过程中，用户需要基于之前设定的地图配置来进行选择，以确保图层与地图的匹配度和展示效果的最佳化。地图配置在海南天然橡胶农情遥感监测展示系统中，地图配置功能如REF_Ref164092919\h图9的设计是至关重要的一环。该功能旨在为用户提供灵活、便捷的方式来配置和展示地图上的图层，从而实现对橡胶农情的全面、直观监测。图SEQ图\*ARABIC9海南天然橡胶农情遥感监测展示系统-地图配置为了能够轻松地将新的地块信息添加到系统中，并为其在地图上的展示做好准备，系统设计了新增按钮功能，用户点击该按钮后，将弹出一个新增编码框如REF_Ref164092995\h图10。在这个编码框中，用户可以配置新地块的相关信息，包括权属、坐标参数等。图SEQ图\*ARABIC10海南天然橡胶农情遥感监测展示系统-地图配置-初始化配置此外，系统还提供了显示控制功能(REF_Ref164093015\h图11)。用户可以通过弹出编辑框来调节地块的显示控制，包括颜色、透明度等属性的设置。这一设计使得用户能够根据自己的需求，自定义地块的展示效果，提高地图的可读性和美观度。图SEQ图\*ARABIC11海南天然橡胶农情遥感监测展示系统-地图配置-显示控制服务配置功能(REF_Ref164093062\h图12)则是为了满足用户数据查询的需求。用户可以在此配置数据服务地址以及要在地图上查询的字段。通过这一功能，系统能够实时获取地块相关的数据，并在地图上以图层的形式进行展示，为用户提供了便捷的数据查询和可视化分析手段。图SEQ图\*ARABIC12海南天然橡胶农情遥感监测展示系统-地图配置-服务配置除了新增功能外，系统还设计了编辑、查看详情和删除按钮功能。编辑按钮允许用户对已有的地图配置进行编辑和修改；查看详情按钮则可以让用户查看地图配置的详细信息，包括地块信息、显示控制设置以及服务配置等；删除按钮则用于删除不再需要的地图配置，保持系统的整洁和高效。图层管理海南天然橡胶农情遥感监测展示系统的图层管理功能如REF_Ref164093087\h图13，旨在为用户提供全面、高效的图层操作与管理体验。对于图层的管理，用户可以根据所属图层的名称、地址以及类型进行查询。在图层管理方面，用户还可以选择是否启动某一图层、设定其是否默认为显示状态，以及是否提供空间数据等功能，从而实现对图层的全面、灵活控制。图SEQ图\*ARABIC13海南天然橡胶农情遥感监测展示系统-图层管理除了基本信息的录入外，系统还提供了启动和默认显示功能如REF_Ref164093136\h图14。通过点击启动按钮，用户可以使图层在地图上显示；而默认显示功能则允许用户在地图图层列表中默认选中并展示该图层，提高操作的便捷性如REF_Ref164093178\h图15。图SEQ图\*ARABIC14海南天然橡胶农情遥感监测展示系统-图层管理-基本信息功能配置图SEQ图\*ARABIC15海南天然橡胶农情遥感监测展示系统-图层管理-默认显示为了进一步提升图层的展示效果，系统还设计了专题图配置功能。用户可以通过点击专题图配置按钮，对图层的专题图进行个性化设置，包括颜色、样式、数据范围等参数的调整，使得图层的展示更加直观、易懂。在编辑方面，系统提供了编辑按钮功能，允许用户对已存在的图层进行基本信息及专题图配置的修改与更新。这一设计使得用户能够根据实际情况，对图层进行灵活的调整和优化。此外，系统还支持图层的层级关系构建。通过点击更多添加下级按钮如REF_Ref164093209\h图16，用户可以添加该图层的下级图层，并为其配置相应的信息。这种层级关系的构建有助于用户对复杂的地理信息进行有序的管理和展示。图SEQ图\*ARABIC16海南天然橡胶农情遥感监测展示系统-图层管理-添加下级最后，系统还提供了删除功能，允许用户删除不再需要的图层，保持图层管理的整洁和高效。字段管理字段管理功能的设计对于确保数据的准确性和完整性至关重要。该功能允许用户根据所属字段进行查询，并提供了新增、编辑、查看详情以及删除等操作，提升了字段管理的便捷性和灵活性，适应了不同数据变更需求，并保持了系统的整洁高效，实现了对字段变更信息的全面管理。数据字典数据字典作为地图基础数据的核心配置，扮演着至关重要的角色如REF_Ref164093235\h图17。该系统通过数据字典实现地图基础数据的精准配置，以满足业务需求。数据字典的配置过程灵活且全面，用户可利用新增按钮添加字典名称和编码，同时借助字典配置按钮进行名称和数组的进一步设定。此外，系统支持通过字典名称和编号查询字典列表，快速定位到所需的数据项，提升数据管理效率。此设计优化了数据处理流程，为农情遥感监测提供可靠数据支持。图SEQ图\*ARABIC17海南天然橡胶农情遥感监测展示系统-数据字典系统应用类功能模块设计与实现查询分析查询分析功能设计旨在为用户提供一种灵活、高效的数据检索与分析机制。在设计和实现过程中，我们充分兼顾了用户的实际需求与使用习惯，以确保用户能够流畅地操作和使用系统，允许管理员根据业务特点和数据特性，配置相应的查询条件，以满足不同用户的查询需求。该功能强调查询的自定义性、专题性、目标性、字段选择和前端展示。用户可以根据实际需要，配置查询名称，查询的专题、目标图层以及配置用于查询的字段、前端显示界面等信息，以便对不同的查询任务进行命名和区分，指定目标图层，精确地筛选出符合特定条件的数据集，确保查询结果的针对性和准确性。叠加分析叠加分析功能设计旨在通过图形绘制与图层选择，实现空间数据的综合分析与可视化展示（REF_Ref164093275\h图18）。该功能允许用户根据实际需求，选择左侧绘制的图形大小以及需要分析的图层，进而执行叠加分析操作。在操作过程中，用户首先需确定分析的范围和精度，通过系统提供的图形绘制工具，绘制出所需的分析区域。随后，用户需从系统中选择要进行叠加分析的图层。这些图层可能包含了不同类型的空间数据，用户可根据研究目的和分析需求，选择合适的图层进行叠加，点击开始分析按钮（REF_Ref164093301\h图19），系统将自动执行叠加分析过程。在这一过程中，系统会根据所选图层的数据特性，运用相应的空间分析算法，对图层进行叠加运算，提取出有用的信息并生成分析结果。分析结果可通过系统界面进行查看，包括分析结果概要信息、详细信息、图例及导出功能（REF_Ref164093331\h图20）。概要信息为用户提供了分析结果的总体概述，帮助用户快速了解分析结果的主要内容和特点。详细信息则展示了分析结果的详细数据，包括各图层叠加后的空间分布、数值大小等，为用户提供了深入分析的依据。图SEQ图\*ARABIC18海南天然橡胶农情遥感监测展示系统-叠加分析图SEQ图\*ARABIC19海南天然橡胶农情遥感监测展示系统-叠加分析-开始分析图SEQ图\*ARABIC20海南天然橡胶农情遥感监测展示系统-叠加分析-分析结果总结与展望本课题在调研了天然橡胶农情遥感监测展示系统的国内外研究现状、结合海南橡胶种植的实际农情情况后,知悉了现存系统对橡胶农情遥感监测的可视化表达缺陷、数据查询与数据分析割裂、展示能力可在系统层面扩展的问题，确定了本课题要补足针对天然橡胶农情遥感监测展示系统的管理与展示能力。本系统充分利用遥感技术和地理信息科学的优势，采用B/S架构，实现了无需安装任何客户端程序即可对海南天然橡胶种植区的全面、实时监测和农情信息的精准提取，为多方互动与协作提供了极大的便利，在实际应用中，本系统展现出了强大的功能和高效的性能。用户能够通过地图展示与操作模块动态直观地了解橡胶的空间分布、生长趋势、病害疫情以及产量等信息，为农业生产的决策提供科学依据。同时，系统还具备数据查询与分析能力，支持橡胶农情信息的长期监测和分析，为橡胶产业的可持续发展提供了有力的技术保障。然而，我们也意识到，当前系统仍存在一定的改进空间。在数据处理和分析方面，我们可以进一步引入机器学习、深度学习等先进算法，提升信息提取的精度和效率。同时，考虑利用高性能计算技术，优化数据处理流程，提高系统的响应速度和处理能力。在用户界面和交互体验方面，我们可以持续优化界面设计，增强用户友好性。例如，引入更丰富的可视化效果，提供更便捷的查询和筛选功能，使用户能够更轻松地获取所需信息。此外，在系统扩展性和兼容性方面，我们可以加强与其他系统的集成与互联，实现数据共享和资源整合。通过与其他农业信息系统、气象系统等进行对接，获取更丰富的数据源，为农业生产提供更全面的决策支持。参考文献温翔宇,洪苑妹,熊建明,等.固定式天然橡胶自动割胶机设计与试验[J].农业机械学报,2023(S2):128-135.叶露,李玉萍,刘燕群,等.天然橡胶产业发展现状与对策分析[J].广东农业科学,2014,41(04):68-73.DOI:10.16768/j.issn.1004-874x.2014.04.052.黄鹏.自贸港建设背景下海南天然橡胶跨国空间产业链构建研究[D].海南大学,2022.DOI:10.27073/ki.ghadu.2022.000500.袁海涛.我国天然橡胶安全自给率指标重构与短期预测[D].海南大学,2018.胡进,杨翠萍,巩笑笑,等.橡胶树HbMVK启动子的克隆与缺失表达分析[J].热带生物学报,2018,9(01):21-30.DOI:10.15886/ki.rdswxb.2018.01.003.韩江波.服务“三农”产业重点选择研究及相关对策——以海南天然橡胶产业为例[J].农村金融研究,2008,(01):74-77.黄先明.从天然橡胶产业安全角度看中国与东盟的合作[J].黑龙江对外经贸,2006,(03):14-15.张钰洋.基于遥感信息的作物生长监测系统设计与实现[D].河南农业大学,2014.张明洁,张京红,黄海静,等.海南天然橡胶长势及产胶潜力遥感监测系统研发[J].中国农业资源与区划,2021(006):042.罗瑞林.气候