基于地理信息数据探讨农产品的溯源系统建设.docx

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基于地理信息数据探讨农产品的溯源系统建设随着我国精准精确扶贫政策的推出，积极推进科技扶贫为助力贫困乡村发展意义重大，而在这些地区农产品的生产和销售正是脱贫致富的一项重要途径。目前，农产品的生产、质检和销售体系依然主要依赖人工，导致市场监管部门无法实现对上市农产品的综合管理，消费者同样无法了解产品的产地、质量保障等必要信息，现有的溯源途径也往往没有有效的平台公布信息[1]。因此，建立农产品溯源信息系统实现农产品从生产到销售的一体化流程管理具有十分重要的意义。“互联网+”技术是互联网当今发展的新业态，基于天地图开放服务平台，结合地理信息资源数据建立的综合服务平台能为农产品溯源提供有力的技术支持。本文将对农产品溯源系统的功能需求和业务流程展开研究，并进一步通过基于天地图的农产品溯源信息系统研发成果进行推广和应用研究。1、农产品溯源信息系统研究针对农产品的生产、质检和销售等流程，展开溯源系统研究。1.1农产品溯源信息系统功能需求研究农产品从生产到销售主要包含生产、质检、物流、销售4项流程[2]。作为一体化流程管理服务平台，农产品溯源信息系统在功能需求上也应完整覆盖以上业务:1)生产业务。追踪农产品产地，将产品与电子信息关联，建立其在系统数据库中的初始档案。2)质检业务。同批次农产品经过专业质量监督管理部门认定可以获得质检证书，可以利用其开放API与数据库中对应产品进行信息关联，同时支持数据的手工录入。3)物流业务。农产品的物流状态可通过快递开放API与产品关联，在系统中结合地图数据用于进行产品追踪。4)销售业务。基于数据库数据查询，提供PC浏览器、手机APP、微信扫码等多种途径的溯源查询服务。溯源查询结果应完整提供产地、质检、物流、地图等数据。基于以上功能需求，对农产品溯源信息系统进行功能结构设计、B/S系统框架研究。系统业务功能结构如图1所示。图1系统业务功能结构1.2系统功能设计研究基于开放地图数据及其他地理信息数据研发的B/S架构系统应同时满足两点需求:一是采用高性能、可定制性的地图服务器及前端地图框架以满足多源地理信息数据与互联网地图的叠加;二是合理设计数据库与各项业务流程交互的接口，使系统在大数据量、高并发访问的状态下稳定运行。经功能研究、性能分析，确立使用GeoServer作为地图服务器，PostgreSQL作为业务、地理信息数据库，OpenLayers作为Web前端地图框架的系统方案。1.2.1GeoServer应用研究GeoServer是OpenGISWeb服务器规范的J2EE实现，其开源特性及广泛应用性使它成为溯源系统地图服务器的首选，且兼容WMS、WFS规范。使用它可以为存储于PostgreSQL数据库中的矢量数据，互联网地图瓦片等进行快速发布，同时允许管理者对数据进行更新、删除、插入操作。使用GeoServer为实现多源地理信息数据与互联网地图的叠加提供完整支持。1.2.2OpenLayers应用研究OpenLayers是一个专为WebGIS客户端开发提供的JavaScript类库包，用于实现标准格式发布的地图数据访问。基于GeoServer发布的WMS、WFS服务，可以使用OpenLayers框架对其进行快速显示和分层渲染，为溯源系统所设计的地图显示、信息查询方式也将容易实现。1.2.3PostgreSQL应用研究PostgreSQL作为对象-关系型数据库之一，具有大型数据库所具备的功能及出色性能，同时其支持空间数据的存储，并提供地理信息处理扩展。溯源系统使用PostgreSQL数据库，可以同时存储业务数据与矢量数据，实现预期功能。1.2.4系统B/S架构设计研究为提供多客户端查询浏览支持，整个系统采用B/S分布式网络平台，包括表现层、应用逻辑层和数据层，分别对应浏览器、Web服务器、数据库服务器3层体系。1)表现层利用OpenLayersAPI提供的Web服务接口对GeoServer地图服务器发布的服务进行显示，为用户呈现丰富的、具有高交互性的可视化界面，以图文一体化的方式显示农产品溯源信息和地图信息。2)应用逻辑层负责客户端请求，并根据用户请求的类型做出对应响应。通过J2EE应用服务器与GeoServer服务器响应地图数据和属性数据请求，对地图数据进行分析和控制。3)数据层是系统的底层，负责地图数据和属性数据的组织和存取，维护各数据间的关系，并提供数据备份、数据存档、数据安全机制，为系统提供数据源保障。系统架构如图2所示。图2系统架构2、基于天地图的农产品溯源信息系统研发2.1天地图简介天地图是国家基础地理信息中心建设的地理信息综合服务网站，也是国家地理信息公共服务平台的公众版。天地图包含了丰富的基础地理信息数据，可以以矢量、影像、三维3种模式全方位、多角度展现。基于天地图开放成果构建的信息平台可以为农副产品信息的溯源提供地理位置信息服务。利用Web地图显示框架可以对天地图影像层、矢量层、注记层进行自由叠加显示，结合多源地理信息数据并合理调节其图层层次所构建的混合地图更能满足农产品溯源的需求。2.2系统研发基于对农产品溯源信息系统展开的功能需求、业务流程、系统架构及功能设计研究，基于天地图开放服务开展系统研发，系统总体应符合如下几点需求:地图显示功能直观易用，业务数据存储完整可靠，溯源查询结果快速完善。综合分析考虑系统研究采用的服务端数据库及前端框架，最终确定了使用Java语言编写系统数据层及应用逻辑层、JavaScript语言编写表现层的方案。数据层使用Java语言完成业务逻辑、数据库交互等功能的实现，建立集产品录入、数据编辑、数据查询、电子地图、网站维护等子功能于一身的系统后台。应用逻辑层通过业务服务器与GeoServer服务器响应地图数据和属性数据请求，对地图数据进行分析和控制，提供后台数据、快递查询等API接口的交互请求功能。表现层使用JavaScript语言设计编写了门户网站，提供面向农户、质检机关、系统运营、消费者多种角色的服务入口，基于OpenLayers框架实现对天地图的图层渲染，结合溯源查询、物流查询结果的动态标注，构建完善的溯源综合服务平台。2.3溯源功能研发溯源功能作为农产品溯源信息系统中面向广大消费者提供的服务是最为重要的一项功能，其功能研发是系统中的核心。溯源功能应向消费者提供支持高并发访问的农产品产地、质检、物流等业务数据，也应在天地图上进行位置标注、属性查询。系统在完善溯源查询、地图查询的功能之外，为方便消费者进行农产品的查询服务，设计了“二维码扫码”查询功能[3]。系统设计了支持多种分辨率及浏览器标识的溯源结果展示页面，使用QRcode库基于数据库中每条产品的唯一GlobalID创建。消费者可以在支持扫码的终端设备上扫码浏览到产品的溯源信息。将二维码打印在产品包装上更可以实现即购买即查询，保障了用户的知情权。系统溯源查询结果页面包含了产品信息、网络购买链接、生产质检信息、企业信息、物流信息等数据，基于天地图的地图可以实时显示出产地、对于安装了实时摄像头的农户同样可以通过API直接访问，实现产品的真正透明生产、安全销售。2.4多源地理信息数据应用为实现产品地图查询的更优效果，可以使用多源地理信息数据与天地图进行叠加渲染的方式。系统将基于影像数据的地类图斑分割数据进行人工判读、属性赋值，作为基础矢量数据存储于PostgreSQL数据库中，利用GeoServer将其发布为服务，可以在地图查询时为用户提供更多地图数据显示信息的选择。3、系统推广应用根据以上研究成果研发的基于天地图的农产品溯源信息系统因其功能完善性、广泛适用性，可以应用于各市县的农产品生产、销售业务中。在进行农产品销售模式转型升级中，一些市县地区建立了“电子商务产业园”等新型技术平台。研发的农产品溯源信息系统成果可以基于这些平台的基础设施进行建设，与原有业务相结合，为农产品的推广销售提供新技术、新思路。4、结束语本文通过对农产品溯源信息系统的业务流程及功能实现展开研究，基于天地图研发的服务系统实现了对农产品生产、质检、物流、销售等业务的综合管理和应用服务，为实现农产品一体化监管体系、开拓运营新模式奠定基础。参考文献：[1]马懿,林靖,李晨,等.国内外农产品溯源系统研究现状综述[J].科技资讯,2011(27):158.[2]刘俊华,王岩峰,姜平,等.以企业为最小责任主体的农产品溯源系统的设计与实现[J].农业网络信息,2009(6):9-12.[3]高建华,徐丹.农产品追溯系统的设计与实现[J].农业网络信息,2015(11):15-18.徐萌,王逸凯,孙瑞祺.基于天地图的农产品溯源信息系统研究[J].测绘与空间地理信息,2020(S1):158-159+162.