我国畜产品的需求量逐渐增大，但养殖废弃物防治和管理技术相对滞后，尤其是近30年来养殖污染越来越严重［1］。畜禽养殖管理地理信息系统（GIS）可以估算农业、水产业承载能力，评价养殖污染对周围环境的影响和，辅助划分养殖分区（禁养区、限养区和适养区），以达到分区、分步骤的精准管理，为畜禽养殖污染防治规划的制定提供科学依据［2～5］，保障《畜禽规模养殖污染防治条例》的顺利实施。 我国第一次污染源普查的时间节点是2007年12月31日，当时由于技术条件限制，没有建立统一的畜禽养殖管理GIS。依据《全国污染源普查条例》规定，环保部将会同国家有关部门开展第二次全国污染源普查，时间节点是2017年12月31日，届时建立健全各类重点污染源档案和各级污染源信息数据库和管理GIS，其中包括建立畜禽养殖数据库和畜禽养殖管理GIS［6～7］。但如果只有畜禽养殖污染源普查数据，缺少周围环境信息和地理空间参考骨架，这些养殖单位信息可能只是信息孤岛，对于建设畜禽养殖GIS是远远不够的，畜禽养殖管理GIS需要综合采多源的空间数据。详细分析畜禽养殖GIS的空间数据类型、空间数据来源和采用的坐标系，可为建设畜禽养殖GIS提供标准和参考。 1　空间数据源的类型 根据畜禽养殖GIS的目的，综合确定空间数据源包括四类：规划因子地理信息、地理底图基础信息、养殖单位分布信息和其它可选的参考空间信息。 1.1　养殖单位信息 养殖单位信息是畜禽养殖管理GIS的管理对象，主要包括地理坐标、养殖品种、养殖数据量和污染处理设施等数据项。养殖单位信息数据项与第二次污染源普查保持一致。为了便于后续畜禽养殖管理GIS的建设，第二次污染源普查应该注意畜禽养殖数据库标准和精度标准。 在畜禽养殖管理GIS上，养殖单位（养殖场、养殖小区）在地图上一般采用“点”数据类型表示其坐标位置。养殖单位原始数据一般为EXCEL文件或ACCESS数据库，通过经纬度生成以点表示养殖企业位置的地图。 1.2　规划因子地理信息 《畜禽规模养殖污染防治条例》第十条规定“畜禽养殖污染防治规划应当与畜牧业发展规划相衔接，统筹考虑畜禽养殖生产布局”，第十一条规定“禁止在下列区域内建设畜禽养殖场、养殖小区：饮用水水源保护区，风景名胜区；自然保护区的核心区和缓冲区；城镇居民区、文化教育科学研究区等人口集中区域；法律、法规规定的其他禁止养殖区域”。《畜禽养殖业污染防治技术规范》、《畜牧法》有类似的规定。 因此，饮用水水源保护区、风景名胜区、自然保护区、城镇居民区、文化教育科学研究区（文教科研区、医疗区、商业区、工业区、游览区）等人口集中地区以及某些特殊用地是划分禁养区的关键因子，是畜禽养殖管理GIS发挥管理决策功能的基础。 1.3　底图矢量地理信息 底图矢量地理信息主要包括行政区划、道路、水系等，构成了GIS的骨架，称为规划因子地理信息的重要补充，是畜禽养殖GIS重要的基础地理信息。底图矢量地理信息为养殖企业管理和行政主管部门决策提供了重要的参考依据。 1.4　底图栅格地理信息 底图栅格地理信息主要包括航空、航天遥感影像和数字高程模型（DEM）等。遥感影像是底图矢量地理信息的补充，一些难以矢量化，或者矢量化工作量大的信息，可以从遥感影像上直接目视获取，为灵活决策提供了科学依据。DEM可以直观的表达养殖污染的去向，是评价养殖污染动态的重要因子。 1.5　专题地理信息 专题地理信息主要包括养殖分区专题地理信息、流域分区专题信息，是畜禽养殖污染分区管理的依据。 对养殖管理GIS的数据类型进行划分后，就可以根据我国地理信息信息化建设现状，分析可以获得这些数据源的方式。 2　空间数据的来源 环保、农牧部门缺少必要的测绘技术力量，没能力、也没必要进行重复测绘工作。因此分析我国空间数据基础设施建设现状，充分利用现有基础测绘信息，是畜禽养殖管理GIS建设的必经之路。 2.1　规划因子地理信息、底图矢量地理信息来源 第一次全国土地调查开始于1984年，采用的坐标系是北京54坐标系（BEIJING54），历经13年，到1997年底完成。第二次全国土地调查于2007年7月启动，比例尺为1：10 000，采用的坐标系主要是西安80坐标系（XIAN80），计划于2009年完成。依据《土地调查条例》，我国将于2017年启动第三次全国土地调查，计划2019年完成，调查成果数据库采用2000国家大地坐标系（CGCS2000）。 第二次全国土地调查建立的土地利用现状数据库，是我国目前最详细、最全面的大比例尺空间数据库，一般由省级国土资源厅统一管理，是畜禽养殖GIS的基础地理信息的主要来源。在2019年第三次土地调查土地现状数据库建设完成后，畜禽养殖管理GIS应该及时更新到最新数据库。 规划因子地理信息、底图矢量地理信息可以从第二次全国土地调查建立的土地利用现状数据库提取，再参考其它信息，综合处理得到。 2.2　养殖单位信息来源 跟畜禽养殖污染防治有关部门主要包括环境保护部门、农牧部门和循环经济发展综合管理部门，但这些单位目前只有零星的养殖单位数据，而且数据也不完善、不规范。 养殖地理坐标来源主要有两种方式，一种是采用手持GPS测量现场实地测量得到，原始坐标系是WGS84坐标系；一种是在互联网地图（如GOOGLE Maps，在农村地区最为详细）上找到调查单位所在位置，获得经纬度信息，其原始坐标系是Web Mercator。 养殖单位信息的后续更新可以采用养殖单位上报、技术支撑单位调查、管理部门组织普查或抽样调查等多种方式结合，以提高数据获取效率，降低成本。企业上报数据存在较多问题，例如填写不规范、不真实、坐标有错误。调查原始信息多采取EXCEL文件存储，但提交成果时应该转换为数据库（例如ACCESS数据库），以保证数据的规范性、一致性，保证空间数据库规范的强制执行（数据库约束）。 2.3　底图栅格地理信息来源 底图栅格地理信息主要来自测绘部门、国家或国际的共享资源。例如网上可下载SRTM（shuttle radar topography mission，航天飞机雷达地形测绘任务）和ASTER-GDEM V2（NASATERRA卫星测绘）等较高精度的DEM。 2.4　专题地理信息来源 利用前面提及的数据源，可以进一步生成其它专题信息，进一步发挥畜禽养殖管理GIS的决策支持功能。例如根据规划因子地理信息，利用空间分析（例如缓冲区分析、叠加分析等），可以生成养殖分区专题地理信息；利用水系和DEM等数据，可以生成流域分区专题信息。 空间数据是畜禽养殖管理GIS的血液，需要一直循环流通，及时更新。相关部门要研究制定畜禽养殖管理GIS空间数据获取和持续更新的长效机制，使畜禽养殖管理GIS在养殖污染防控中发挥应有的作用。 3　空间坐标参考系 空间数据的原始坐标参考系决定于数据来源有关，因此不同来源数据，可能具有不同的坐标系。畜禽管理GIS应该采取合适的坐标系，以减少坐标转换工作，简化空间数据处理流程，保证空间数据精度。 3.1　不同数据源的原始坐标系 不同数据来源的坐标系见表1。养殖单位信息如果来自手持GPS现场调查，原始坐标系为WGS84；如果来自互联网地图，则原始坐标系为Web Mercator。规划因子地理信息主要来自第二次全国土地调查的建立土地利用现状数据库，原始坐标系为西安80；底图矢量数据与规划因子相同，原始坐标系未西安80；底图栅格数据主要来自国内或国际卫星遥感，原始坐标系主要为WGS84；专题地理信息的坐标系由原始数据决定，可能为WGS84或者西安80。 互联网地图坐标系主要采用Web Mercator（在ArcGIS中，称之为WGS_1984_Web_Mercator_Auxiliary_Sphere，WKID：3857）。例如GOOGLE Maps、Virtual Earth、Bing Maps、百度地图、Mapabc、ArcGIS Online等采用Web Mercator或Spherical Mercator坐标系。由于Web Mercator采用的是WGS84椭球基准，只是投影算法不一样，因此WebMercator可以比较方便的转换为WGS84坐标系。 因此畜禽养殖管理GIS的原始坐标系主要有两种：西安80坐标系和WGS84坐标系。 表1　不同数据源的原始坐标系养殖单位信息数据源 获取方式 原始坐标系手持GPS调查 WGS84互联网地图标注 Web Mercator规划因子地理信息 土地利用现状数据库 西安80底图矢量地理信息 土地利用现状数据库 西安80底图栅格地理信息 国内或国际共享卫星遥感 WGS84专题地理信息 空间分析获得 WGS84 或西安80 3.2　畜禽养殖管理GIS的坐标系 如果采用单一的坐标系，就可能为西安80坐标系或者WGS84坐标系。由于这两种坐标系的坐标基准不一样，无法精确进行坐标转换，而且各地区的转换参数都不一样。畜牧业相关的主管部门包括环保部门和农业部门不可能具有全国的坐标转换参数，而且也缺少足够的技术力量完成坐标转换和精度分析工作。 由于现代地理信息系统支持动态投影，因此在满足空间位置精度的前提下，畜禽养殖管理GIS本身采取WGS84坐标系，同时允许原始数据保留另外一种坐标系。 畜禽养殖管理GIS优先采用WGS84坐标系，原因是养殖企业坐标数据的原始坐标系为WGS84，或者基于WGS84，这样可以避免坐标转换，处理简单，因此畜牧业主管部门方便地利用自己的技术力量，对养殖企业进行及时更新。基础地理信息（规划因子地理信息、底图矢量地理信息、底图栅格地理信息和专题地理信息）作为地图参考，并不需要频繁更新，因此就直接采用原始的坐标系。 由于畜禽养殖管理GIS对坐标精度要求并不高，这种技术方案在一定范围、一定历史阶段，可以满足畜禽养殖管理GIS建设的需求。 4　结论与讨论 我国《测绘法》第三十一条规定“基础测绘成果和国家投资完成的其他测绘成果，用于国家机关决策和社会公益性事业的，应当无偿提供。测绘成果使用的具体办法由国务院规定”。畜禽养殖管理GIS建设是全国性的环保工作，需要在国家层面，各部门进行充分沟通，根据《测绘法》获取已有的基础地理信息，避免重复测绘、节省国家投资。 为了简化，本文对数据来源只进行了宏观讨论。但实际上，需要建立空间数据库标准，集成更多数据源，进行预处理，才能获得完善地理空间信息（例如管理信息、人文地理）。土地利用现状数据库只提供了底图基础数据，并不能直接套用到畜禽养殖管理GIS中，而是需要结合其它部门的信息，经过深加工处理。例如土地利用现状数据库中的道路、水系只有空间位置，例如缺少级别、名称等管理属性信息，也并没有形成道路网、水系网。因此需要与交通、水利主管部门进行沟通，获取完整的属性。因此需要进一步研究制定畜禽养殖管理GIS空间数据处理的标准化流程，用以简化空间数据处理方式，加快畜禽养殖管理GIS的建设进程。

文章来源：《当代畜禽养殖业》 网址: http://www.ddcqyzy.cn/qikandaodu/2020/1210/512.html