面向城市数字化转型的上海农业数字底座建设与应用研究_张唯.pdf

第 46 卷 第 6 期2023 年 6 月测绘与空间地理信息GEOMATICS SPATIAL INFOMATION TECHNOLOGYVol 46，No 6Jun，2023收稿日期:20211213基金项目:上海市 2021 年度“科技创新行动计划”社会发展科技攻关项目(21DZ1204100)资助作者简介:张唯(1985)，男，安徽安庆人，高级工程师，硕士，2009 年毕业于武汉大学地图学与地理信息系统专业，主要从事城市地理信息管理与应用研究工作。面向城市数字化转型的上海农业数字底座建设与应用研究张唯1，2(1 上海市测绘院，上海 200063;2 自然资源部超大城市自然资源时空大数据分析应用重点实验室，上海 200063)摘要:国家乡村振兴战略和上海农业数字化转型都需要精细准确的农业数字底座的支撑，本文从分类体系、采集标准、应用框架和典型案例等方面研究了上海农业数字底座的建设和应用方法。本文研究成果已应用在上海市区两级的农业管理中，为提升上海农业精细化管理水平和促进农业领域数字化转型发挥了积极作用。关键词:数字化转型;数字底座;农业;地理信息系统;乡村振兴中图分类号:P208文献标识码:A文章编号:16725867(2023)06007503esearch on the Construction and Application of ShanghaisAgricultural Digital Base for Urban Digital TransformationZHANG Wei1，2(1 Shanghai Surveying and Mapping Institute，Shanghai 200063，China;2 Key Laboratory ofSpatialtemporal Big Data Analysis and Application of Natural esources in Megacities，Shanghai 200063，China)Abstract:This paper studies the construction and application of agricultural digital base of Shanghai from the perspective of data clas-sification systems，data collection standard，data application framework and typical application case，providing a precise and accurateagricultural digital base to support both the national rural revitalization strategy and the digital transformation of Shanghai The researchresults of this paper have been applied in both city and district level agricultural management in Shanghai，and have played an activerole in improving Shanghais agricultural precision management and promoting the digital transformation of the agricultural fieldKey words:digital transformation;digital base;agriculture;GIS;rural revitalization0引言上海市先后颁布了多个乡村振兴相关文件，提出上海要实施“互联网+”绿色农业，构建农业公共信息化平台，建设农业“一网”“一图”“一库”，提高农业精准化管理水平。要构建上海数字化农业信息平台，重点围绕智慧农业发展要求，实施推进“一图”“一库”“一网”，不断深化上海数字化农业信息平台建设12。同时，上海市又发布了 关于全面推进上海城市数字化转型的意见，意见中指出要推动“经济、生活、治理”全面数字化转型，包括要推动农业领域的数字化转型，融合应用数字孪生城市、大数据与人工智能等技术，推动城市一体化闭环运转，实现城市决策“一张图”、城市治理“一盘棋”，为城市精细管理和科学决策提供“说明书”34。相关战略和意见为上海农业数字化建设和转型创造了良好的机遇。上海农业数字化工作起步较早，个别区率先采集了区级农业生产地块底图并建立了相关区级业务信息管理系统，提升了区级农业管理信息化水平。但由于上海各区农业信息化起点不一致、数据标准不统一、业务管理需求有差异、缺少全市顶层设计，给全市统一的农业数字化转型带来了很大的困难。在当前全面推进数字化转型的背景下，需要由市一级农业管理部门牵头开展总体设计，统一相关业务数据标准。其中，首先是要建立全市统一的农业数字底座，作为各区域、各业务数字化转型工作的基础。本文所研究的面向城市数字化转型的农业数字底座，是以单个农业生产“地块”为基础单元，建立统一的地块分类、编码规则、采集标准等，打造形成全市统一的农业数字底板。全市各农业相关人员在统一的数字底板上开展农业生产和管理活动，串联农业生产者、管理者和消费者，贯穿农业生产、监管和销售等全过程，可以提高农业领域信息化、精细化的管理水平，推动农业数字化转型56。1分类体系研究农业数字底座作为全市农业生产和管理的数据底板，其数据的分类体系必须符合农业生产和管理的实际需求。目前上海的农业主要是以业务条线进行管理，如种植业、蔬菜、渔业、畜牧等。因此，上海农业数字底座分类体系，结合国家土地标准分类，根据上海地区业务管理的特点，按照业务条线进一步细分7，形成了由粮田、菜田、经作田、果园、养殖用地(包含畜牧养殖和水产养殖)、林地、零星用地(包含自留地、集体地等)等 7 个一级大类，并在此基础上又根据地块生产内容进一步细分为 30个二级小类。具体分类见表 1。表 1上海农业数字底座数据分类体系Tab 1The classification system of ShanghaisAgricultural Digital Base一级分类二级分类分类代码名称分类代码名称N0101粮田N0102菜田N0103经作田N0201果园N010101高标准粮田N010102一般粮田N010201保护地菜田N010202露地菜田N010301西(甜)瓜田N010302草莓田N010304花卉N010305园艺N010306水生经济作物用地N010309其他经作田N020101桃园N020102葡萄园N020103柑橘园N020104梨园N020109其他果园N0901畜禽养殖N0902水产养殖N03林地N0109零星用地N090101养猪场N090102奶牛场N090103肉羊养殖场N090104家禽饲养场N090105特种养殖场N090109其他畜禽养殖用地N090201池塘N090204湖泊N090209其他养殖水面N030101生态片林N030102防护林N030202苗木用地N010901十边地N010901自留地/集体地N010909其他零星用地2采集标准研究根据城市数字化转型的要求，上海农业数字底座要充分融合数字孪生城市技术，基于上海高精度的城市空间地理库，采集形成农业领域运营、管理和决策的“一张图”。农业生产最基本的对象是农业地块，农业管理中涉及的管理对象和管理活动本身也与农业地块紧密相关。因此，结合管理需求，上海农业数字底座采集从采集内容、边界确定、单元划分、属性字段和地块编码等多个方面进行研究，最终确定了采集全市 7 类从事农业生产活动的农业用地，采集地块的基本单元为由田埂、道路、河流、沟渠等自然和人工边界包围形成的单个地块。2 1采集内容上海农业数字底座采集农业生产活动的相关地块，包括粮田、菜田、经作田、果园、养殖、林地和零星用地共 7类农用地块。这 7 类农用地块既是劳动者生产对象，又是管理者监管服务对象，更是消费者消费品来源对象，可将劳动者、管理者和消费者的相关活动串联起来，实现各种数据的关联和落地。2 2采集边界上海农业数字底座采集参考高精度的城市大比例尺基础地形数据和高分辨率航空影像等空间地理数据，边界依据道路、河流、田埂、围墙、沟渠、水面范围、大棚边界等，采集空间上连续、性质上相同的成块区域包围形成的单个地块。图 1 显示了根据沟渠和道路边界，采集确定单个粮田地块的示例。图 1上海数字底座采集地块边界Fig 1Collection parcel boundary of ShanghaisAgricultural Digital Base2 3单元划分由于不同农业生产活动的耕作特点不同，上海农业数字底座对不同类型的农业地块的采集单元大小进行了区分。如粮田的采集单元确定为空间上独立的单个地块，菜田采集单元则为单个蔬菜大棚，水产养殖的采集单元为单个水面池塘。不同的单元划分，从逻辑上可将不同的农业活动进行空间上的区分，便于后期的管理和应用。图 2 显示了粮田、菜田和水产养殖不同的地块单元划分规则。2 4采集属性字段上海农业数字底座在确定地块单元和边界的同时，还采集了农业地块的行政区位信息(区、镇、村等)、经营主体信息(主体名称、主体代码、联系方式)，以及地块主要种植内容等属性信息，与地块空间范围一起作为地块管理和应用的必要内容。67测绘与空间地理信息2023 年图 2上海数字底座采集地块单元划分Fig 2Parcel unit division of ShanghaisAgricultural Digital Base2 5数据编码规则为了便于后续的管理和应用，研究建立了全市农用地块的身份编码规则，为全市每块农用地块指定唯一的地块“身份证”。编码过程中充分考虑了编码的标准性和可扩展性，参考类似人口身份证 ID 编码的规则，建立包含行政区划码、地块单元空间位置码的共 30 位编码8。20202021 年，上海市农业农村委组织采集了覆盖全市 9 个涉农区和 3 个国企的 7 类农业生产地块共计 130余万块，形成了全市农业地块一张图“数字底座”，为今后上海农业数字化转型和高质量发展提供了坚实的基础。3农业数字底座应用框架研究上海农业数字底座建成后，目前已通过政务外网和互联网提供标准服务接口供各方调用，为市区两级农业管理提供了统一数据底板。全市各业务系统通过接入农业数字底座，将各自相关的生产经营和业务管理信息，在统一的空间地理框架下进行了关联，为今后全市各类农业专题数据的汇集、综合治理、专题分析和决策支持分析提供了支撑。结合上海农业数字底座建设和应用实践，本文研究的农业数字底座应用框架，主要分为 4 层911，如图 3 所示。图 3上海农业数字底座应用服务框架Fig 3Application service framework of ShanghaisAgricultural Digital Base1)数字底座层:提供了全市和各区的不同分类的如粮田、菜田、经作田等标准服务，供市区两级不同业务条线调用，各类用户根据自己管理范围和业务条线选择数字底座中相应服务进行申请和调用。2)业务系统层:各类用户在获得服务权限后，在自己的业务系统中接入相应服务，并对相关管理业务进行必要的改造，将自身管理工作与数字底座中的农业生产地块进行关联，在开展自身业务的同时，不断积累和沉淀某一地块的相关业务数据。3)综合数据层:由于全市各业务系统管理都基于同一的数字底座开展，可以汇集全市农业种植、监管、补贴、保险、气象、环境、土壤等各类农业专题业务数据。通过数据清洗和数据治理，抽取整理形成全市农业基础数据库、产业主题数据库和应用场景专题数据库，作为农业大数据的重要组成部分。4)决策支持层:在农业综合数据层的基础上，开发形成市区两级的领导驾驶舱、业务驾驶