基于GIS的中药材资源管理与辅助规划系统

　　【摘 要】本文介绍了地理信息系统技术与中药材数据相结合，以实现中药材资源的合理管理与规划种植。阐述了基于GIS的中药材资源管理与辅助规划系统的框架和基本内容。以及利用层次分析法对中药材的适宜区进行合理分析并通过GIS系统加以显示规划和决策的基本原理和方法。
　　【关键词】地理信息系统 中药材适宜性 层次分析法 辅助规划
　　1 引言
　　地理信息系统（GIS）技术是集计算机科学、地理学、测绘遥感学、环境科学、城市科学、空间科学、信息科学为一体的新兴学科，是在计算机硬件和软件支持下，运用系统工程和信息科学的理论，科学管理和综合分析具有空间内涵的地理数据以提供对规划、管理、决策和研究所需信息的空间信息系统。
　　层次分析法（Analytic Hierarchy Process，简称AHP）是一种对定性问题进行定量化分析的比较实用的多准则决策方法。应用这种方法，决策者通过将复杂问题分解为若干层次和若干因素，在各因素之间进行简单的比较和计算，就可以得出不同方案的权重，为最佳方案的选择提供依据。
　　而中药材的生长受到温度、日照长度、降雨量、地理位置等环境因素的影响。中药材资源进行科学规划和合理管理需要将中药材数据与影响他的空间因素数据结合起来，通过GIS系统利用层次分析法进行计算分析。通过模型得出的结论为主要参考进行中药材资源的合理管理、规划。
　　2 系统总体设计
　　下图为系统总体设计图：
　　3 系统基本功能
　　1）文档基本操作：文档的新建、打开、保存、另存为、添加地图、删除地图等。2）地图编辑功能：启动编辑、终止编辑、撤销、重做、选择、输入点、输入线、 输入区、输入标记、图元参数、图元移动、图元缩放、旋转图元和量算等。3）视图管理功能：属性视窗及地图操作窗口、更换皮肤、鹰眼浏览、地图操作窗口的放大、缩小、移动、复位、更新等功能。4）查询功能：查询包括图层属性浏览、药材分布查询、空间查询、其他查询。5）要素分析功能：有缓冲区分析，在药材区域扩建上会给出重要帮助。6）辅助拟合规划：通过层次分析法结合相应数据后台进行性模型求解运算分析得出初步规划建议。7）图档输出：通过对药材数据以及相关图层的修饰美化后以各种专题图形式输出药材分布及规划后专题图。
　　4 系统核心功能实现
　　4.1 建立层次结构模型
　　根据影响因素建立以下层次结构模型如图所示：
　　4.2 建立两两比较的判断矩阵
　　针对图中准则层中的各影响因素，根据目标层作年平均温度与年平均降雨量，年平均温度与日照强度……PH值与年积温，PH与年平均降雨量……等两两间比较建立准则层判断矩阵，再根据准则层的影响因素对方案层的影响做方案层药材1 与药材2，药材1与药材3，……，药材1与方案n，药材2与药材3，……，药材n-1与药材n等比较，从而得到判断矩阵，……。
　　4.3 进行层次单排序及一致性检验
　　对准则层矩阵求最大特征值对应的特征向量W归一化后从而得到排序后的各权值和。
　　（1）计算一致性指标：
　　（2）查找相应的平均随机一致性指标然后计算一致性比例：
　　同样的方法对矩阵进行一致性检验。
　　当 时，认为判断矩阵的一致性是可以接受的，否则应对判断矩阵作适当修正。
　　4.4 层次总排序及一致性检验
　　总排序权重要自上而下地将单准则下的权重进行合成。那么经过系统后台计算将单准则下的权重进行合成，然后进行排序得到总排序权。最后通过系统从中选出对应的药材即为该区域最适宜种植的药材。
　　4.5 将结果显示在地图
　　通过上面的计算可以批量计算几个地点各自适宜那种药材，最后将所的结果通过GIS模块显示到地图上对应的区域。而系统提供的缓冲区功能可以根据地域一定范围内的环境因素相似性进行缓冲区分析从而能扩大某一药材的种植区域。
　　最后将所得地图添加各地图要素，最后以专题图输出。
　　5 系统的资源管理功能
　　系统的管理功能主要集中在查询功能等其他模块。通过查询可以很清楚的知道哪些区域有哪些药材，以及某些药材的分布规律。以及药材的大致产量等，地图编辑功能模块也方便了用户在地图上直接对药材资源分布的标记，查看等功能。
　　参考文献：
　　[1]邬伦，刘瑜，等.地理信息系统—原理、方法和应用，北京：科学出版社，2001.1.
　　作者简介：韩彦生（1992- ），男，山西阳泉人，郑州大学水利与环境学院地理信息系统本科生，研究方向：WebGIS，地理信息系统。

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