加拿大一枝黃花原本是一種觀賞植物，因具有極強的繁殖傳播力，加之其連片生長的特性，造成與其他作物爭光、搶營養(yǎng)，在形成很強生長優(yōu)勢的同時，會導(dǎo)致本地土著植物的消亡，所以，世界各地都將這種植物列為外來入侵雜草。

    2005年，我國浙江地區(qū)就遭受過加拿大一枝黃花的入侵，相關(guān)決策人員隨即利用GIS技術(shù)模擬了該物種的空間分布格局。

    在浙江全省的電子地圖上，由淺到深的紅色系表示雜草分布的嚴重程度，在引入不同參數(shù)指標后，利用相關(guān)軟件做統(tǒng)計，將該物種的分布狀況與人類活動做關(guān)聯(lián)分析，決策人員最終發(fā)現(xiàn)造成一枝黃花繁衍的兩個相關(guān)因素：農(nóng)業(yè)活動和進口貨物總量。農(nóng)業(yè)活動越強，雜草的生長越少；進口貨物越多，一枝黃花的發(fā)生面積就越多。決策人員在分析原因的基礎(chǔ)上，提出具體措施進行雜草清除和預(yù)防。不到一年，浙江基本上消滅了這一危害。

    事實上，加拿大一枝黃花事件中，我國相關(guān)部門引入了空間因素，而空間正在成為各個行業(yè)決策參考的基礎(chǔ)因素、主要要件，并形成國際慣例。如1979年美國三里島核擴散事件中，美國政府就用地質(zhì)調(diào)查局建立的GIS在24小時里作出了各種可能擴散范圍和損失的估計；上世紀60年代，日本筑波科學(xué)城的選址，應(yīng)用國土信息系統(tǒng)作出了決策分析。

    GIS，全稱為地理信息系統(tǒng)，起源于20世紀60年代的加拿大，初衷是“要把地圖變成數(shù)字形式的地圖，便于計算機處理分析”。因此，地理測繪是GIS的基本應(yīng)用。然而近年來，GIS與許多領(lǐng)域結(jié)合，催生出諸多應(yīng)用，如在我國的農(nóng)村地區(qū)，病蟲害的防治與預(yù)防、精準農(nóng)業(yè)、數(shù)字林業(yè)等方面都離不開GIS。

    一村一圖

    GIS的興起，使傳統(tǒng)的制圖技術(shù)產(chǎn)生了革命性的變革，大大縮短了地圖制作的成圖周期。GIS的貢獻還在于解決了兩個矛盾：地圖數(shù)據(jù)的存儲與可視化之間的矛盾、大容量數(shù)據(jù)與高速查詢之間的矛盾，最大優(yōu)點是解決了計算機制圖制印一體化的問題。

    我國最高權(quán)威的制圖單位為國家測繪局。來自該單位的數(shù)據(jù)顯示：到目前為止，我國1∶100萬、1∶50萬、1∶25萬、1∶10萬地形圖已覆蓋全部陸地國土面積；1：5萬地形圖覆蓋陸地國土面積80.2%；1∶1萬地形圖覆蓋陸地國土面積44%。

    更大比例的地形圖，如1∶5000、1∶2000只是基本覆蓋了全國的城市和縣城建成區(qū)，廣大的農(nóng)村卻是一片空白。“‘生產(chǎn)發(fā)展、生活寬裕、鄉(xiāng)風(fēng)文明、村容整潔、管理民主’是黨中央為新農(nóng)村建設(shè)描繪出的宏偉藍圖。要把這幅宏偉藍圖變?yōu)楝F(xiàn)實，就離不開對農(nóng)村的規(guī)劃建設(shè)工作。測繪工作是基礎(chǔ)，測繪成果在新農(nóng)村建設(shè)的各個領(lǐng)域中都大有作為。” 國家測繪局新聞發(fā)言人、國家測繪局副局長李維森接受媒體采訪時表示。

    2009年2月，國家測繪局相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)發(fā)表講話，提出要全力為社會主義新農(nóng)村提供測繪保障服務(wù)。“全國新農(nóng)村建設(shè)測繪保障服務(wù)示范項目”是國家測繪局“十一五”重點測繪工程，最終目標是在“十一五”末期最終實現(xiàn)“一村一圖”、“一鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）一圖”。

    該項目自2006年啟動，以陜西、湖北等14個縣為第一批“新農(nóng)村測繪保障試點”。2007、2008年兩年間，又新增了26個試點。

    2008年11月，李維森指出：“通過示范項目的實施，測繪部門初步摸索出一套低成本、高效益、滿足需求、快捷采集制作農(nóng)村地區(qū)大比例尺、高分辨率基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)的技術(shù)和產(chǎn)品模式。”

    精準農(nóng)業(yè)

    由于GIS能對空間數(shù)據(jù)進行有序的管理，以圖形方式呈現(xiàn)，因此被廣泛應(yīng)用于城市規(guī)劃、國土資源、國防以及應(yīng)急安全等領(lǐng)域。而GIS在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用，催生出的精準農(nóng)業(yè)代表了現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的前沿。

    2009年3月6日，記者在北京昌平小湯山國家精準農(nóng)業(yè)基地了解到，2500畝的農(nóng)田之外，有40畝的中心建筑在遠程“遙控”著農(nóng)田里的農(nóng)事活動。這40畝的中心建筑中，農(nóng)田管理靈活使用了3S技術(shù)。

    記者在采訪中得知，遙感、GIS、GPS技術(shù)三種技術(shù)合稱3S技術(shù)，應(yīng)用于精準農(nóng)業(yè)中，其中農(nóng)田地理信息系統(tǒng)是精準農(nóng)業(yè)技術(shù)中的核心技術(shù)，為精準農(nóng)業(yè)資源信息空間分析和不同田間小區(qū)農(nóng)藝管理決策提供了支撐平臺。

    據(jù)國家農(nóng)業(yè)信息化工程技術(shù)研究中心精準農(nóng)業(yè)部主任陳立平博士介紹：“我國精準農(nóng)業(yè)項目肇始于1998年，得到國家發(fā)改委的大力支持。科技部在‘十一五’的國家863計劃中，以重大專項的形式對精準農(nóng)業(yè)進行立項支持。”

    在小湯山的農(nóng)業(yè)基地，隨處可見一些信息獲取設(shè)備。基地采用傳感器和遙感技術(shù)獲取數(shù)據(jù)，傳輸?shù)街行慕ㄖ腉IS系統(tǒng)中，然后利用系統(tǒng)進行農(nóng)學(xué)意義上的分析。

    記者在小湯山農(nóng)業(yè)基地還看到一款特殊的“收割機”。收獲季節(jié)，收割完成后能自動生成產(chǎn)量分布圖。這些數(shù)據(jù)最終進入到GIS的農(nóng)田管理系統(tǒng)中，進行數(shù)據(jù)分析。

    陳博士告訴記者，精準農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理決策處方生成就是在充分掌握作物和農(nóng)田環(huán)境信息基礎(chǔ)上，利用GIS創(chuàng)建不同圖層，并分析作物產(chǎn)量分布圖同其他圖層屬性（如土壤類型、土壤肥力、雜草種群、害蟲防治、田間灌排水情況以及其他因素）的關(guān)系，分析各處方單元的產(chǎn)量潛力，然后應(yīng)用模型計算和專家系統(tǒng)推理，形成生產(chǎn)管理決策方案，生成“處方圖”，提供給精準農(nóng)業(yè)智能裝備進行實施，使肥、水、藥的投入更加合理并獲得更高的經(jīng)濟效益和生態(tài)效益。

    經(jīng)過11年的努力，小湯山農(nóng)業(yè)基地的科研成果已在全國有多種應(yīng)用。無論是北京密云地區(qū)的大田農(nóng)業(yè)，還是北京大興地區(qū)的設(shè)施農(nóng)業(yè)，都有這些成果的應(yīng)用。此外，河北、河南、山東、黑龍江、吉林等9個省市已經(jīng)用了3S結(jié)合的農(nóng)田管理技術(shù)。

    陳博士告訴記者，互聯(lián)網(wǎng)的普及也給農(nóng)田GIS管理系統(tǒng)搭建了平臺，農(nóng)民可以通過上網(wǎng)下載“處方圖”，進行精準農(nóng)業(yè)的操作。

    多年前，美國世界觀察學(xué)者萊斯特·布朗撰文《誰來養(yǎng)活中國》，認為中國因為耕地不斷減少和水資源不斷短缺而導(dǎo)致糧食不能自給，對糧食的需求將會超過全世界所有糧食出口國的出口能力，進而造成世界性的糧食危機。

    布朗的看法有一定的局限性，但有一個不爭的事實：中國在用占世界9%的耕地養(yǎng)活世界21%的人口，為世界糧食安全做出貢獻的同時，由于化肥的不合理使用導(dǎo)致環(huán)境污染的情況越來越突出。陳立平博士認為：“應(yīng)依靠科學(xué)技術(shù)解決以上問題，既是發(fā)展現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的需要，也支撐了我國的新農(nóng)村建設(shè)。”