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GIS 信息管理系统在高标准农田建设中的应用研究
发布时间：2023-01-03 13:41
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摘 要 I
ABSTRACT II
1绪论 1
1.1选题的背景及研究意义 1
1.1.1选题的背景 1
1.1.2选题的意义 2
1.2国内外的研究现状 2
1.2.1高标准农田建设研究现状 2
1.2.2信息管理系统在高标准农田建设研究现状 3
1.3论文研究内容 5
1.4本章小结 6
2高标准农田建设信息管理系统建设相关技术和理论依据 7
2.1Sqlserver 数据库技术 7
2.2GIS 技术 7
2.2.1GIS 组件式开发 8
2.2.2ArcGIS 9
2.2.3ArcGIS Engine 9
2.3高标准农田建设信息全生命周期管理 10
2.4本章小结 11
3系统分析与设计 12
3.1系统需求分析 12
3.1.1用户需求分析 12
3.1.2可行性分析 12
3.2系统设计原则及思想路线 13
3.2.1系统设计原则 13
3.2.2系统设计思想 14
3.3 系统体系结构 14
3.3.1系统总体结构 14
3.3.2系统技术路线 15
3.4系统功能模块设计 16
3.4.1用户管理模块 17
3.4.2数据管理模块 17
3.4.3地图操作模块 17
3.4.4建设监管模块 18
3.4.5系统管理模块 18
3.5数据库设计 18
3.5.1概念设计 19
3.5.2逻辑设计 20
3.5.3物理设计 21
3.6基于关联规则算法的建设监管 38
3.6.1关联规则 38
3.6.2关联规则中的 Apriori 算法 39
3.6.3Apriori 算法在建设监管方面的应用 40
3.7本章小结 43
4高标准农田建设信息管理系统—以 X 县为例 44
4.1系统概述 44
4.2系统开发环境 44
4.3系统主要功能模块实现 44
4.3.1连接数据库 44
4.3.2用户管理模块 46
4.3.3数据管理模块 49
4.3.4地图操作模块 53
4.3.5系统管理模块 57
4.4本章小结 58
5结论与展望 59
5.1结论 59
5.2展望 59
攻读学位期间参与的科研项目及发表的学术论文 60
致谢 61
参考文献 62
1绪论
1.1选题的背景及研究意义
1.1.1选题的背景
高标准农田是指土地平整、集中连片、设施完善、农电配套、土壤肥沃、生 态良好、抗灾能力强，与现代农业生产和经营方式相适应的旱涝保收、高产稳产， 划定为永久基本农田的耕地。
粮食问题是我国政府一直以来所关注的重点民生问题。自2010 年以来，国 务院提出各地区要因地制宜，在改善条件的同时也要提高质量的要求，要以提高 高产稳产高标准的农田比例为目标，在多地同时开展土地建设，农村道路建设， 防护工作建设以及水利设施建设。
2011年7 月20 日，国务院领导就我国农田发展提出了具体要求，“切实加 强耕地保护，确保耕地保有量不减少、质量有提高。制定并实施全国土地整治规 划，加快建设高标准农田，力争‘十二五'期间再建成 4亿亩旱涝保收的高标准 农田”［1］。同年 10 月，我国发布的“十二五”规划纲要中明确指出：“严格保 护耕地，加快农村土地整理复垦。加强以农田水利设施为基础的田间工程建设， 改造中低产田，大规模建设旱涝保收高标准农田”［2］。由此可见，建设高标准的 农田是解决粮食问题的基本途径，也让这项工作成为“十二五”工作中的重点项 目。
2011年10 月，我国领导人对于高标准农田的建设再一次提出了详细的要求 和标准：“要打造以土地整治为主要内容的、统筹城乡发展的平台，实现城市化、 工业化、农业现代化的同步发展。”结合全国正在开展的土地整治规划要求，在 计划实行期间，我国将会建设出 4 亿亩高标准农田，争取到2020 年达成8 亿亩 高标准农田的建设目标［3］。
我国政府格外关心高标准农田的建设，已在全国多地开展相关试验，并且取 得了一定的成果。同时，在建设过程当中，有建设工作者发现并提出高标准农田 建设项目存在的较多问题以及困难。例如，土地相关数据采集时间较长，整理困 难，信息碎片化，此外高标准农田建设又有周期短、投资大的特点，参与建设人 员多，信息协调管理差，在建设传递项目数据的过程中难以保证数据的完整性、 可靠性，导致了许多人力物力资源浪费的情况。由此可见科学手段的使用对于高 效管理高标准农田建设信息是非常有必要的。
1.1.2选题的意义
通过阅读并调查分析国内外土地管理的现状和针对土地开发的信息管理系 统的研究状况，让我对目前土地信息管理使用的相关技术、发展历程、不同土地 信息管理系统解决的问题以及其优势都有一定的了解。其次分析目前高标准农田 建设存在的问题和需求，结合可以使用的现代化技术，从而确定本文所研究的高 标准农田建设信息管理系统的设计路线与设计思想，进而实现整个系统的设计制 作。
高标准农田建设信息管理系统的研究与探索在国内还处于初级阶段，高标准 农田建设信息管理系统的建立对我国土地产业的发展具有重要意义：
1、梳理了高标准农田建设过程中系统的业务需求，确定了业务需求与系统 功能模块的关系，并根据需求合理规划了系统架构。
2、建立了一套高标准农田建设过程管理与可视化信息系统，该系统具有数 据库创建、用户信息管理、项目数据管理、数据可视化、数据监控和统计等一系 列功能，形成了一个高效可靠的管理平台。
3、高标准农田建设过程包含的项目资料和属性信息可以为后续建设管理部 门查询和处理再利用打下坚实的基础。
1.2国内外的研究现状
1.2.1高标准农田建设研究现状
国外发达国家早在十六世纪就开始了对于土地的整理规划，如美国、德国、 日本、俄罗斯等都进行过类似的农田建设项目。从谷歌地球等有卫星影像的软件 上可以看到国外发达国家的农田都已经规划的十分完整美观，这便于后续机械化 农业的开展。
德国是世界上最早颁布有关土地整理法律的国家，德国的农田建设任务是农 村土地的重新调整，具体措施包括条块调整、公路建设、土壤保护、水利建设、 景观保护等。农田建设不仅涉及土地利用，而且要重新调整土地，进行重新规划 布局，在开展农田建设中取得了非常好的效果。
德国的农田建设可以分为四个阶段：16 世纪中叶至 19 世纪末，德国的土地 整理进入了以地块简单合并及调整田田间道路为主以提高农业生产力的阶段。第 二阶段是从 20 世纪初到第二次世界大战期间，以农业基础设施的完善促进农业 发展的阶段。从第二次世界大战后到 20 世纪 70 年代初，土地整理步入了以乡村 综合整理促进农村发展的阶段，也就是第三阶段。20 世纪 70 年代初之后，进入 了以乡村综合整理与自然保护促进地区发展的第四阶段。德国农田建设的主要内 容包括促进农业、保护耕作区，满足大型设施对土地的需求，保护和建立以自然 与景观相结合的生态系统，促进农村发展，改善村庄条件［4］。
日本的现代化农业大体上经历了四个时期。第一个时期是从1880-1900 年， 是学习西方和欧洲的现今农业技术以提高农业生产力时期；第二个时期是从1900 年到第二次世界大战结束，以多施肥料为主的劳动密集，出现技术改良的高潮； 第三个时期是第二次世界大战后到70 年代初。通过推广现代化技术的应用，建 立现代化农业；第四个时期是70 年代后，通过农田基础设施建设推广高性能的 农业机械化，并利用化学技术和生物技术提高土壤质量［5］。
从国外农田建设的发展来看，虽然不同国家的自然条件、社会制度、经济发 展水平等方面存在着差异，但是国外的农田建设的很多方法与措施是值得我国在 高标准农田建设中借鉴与参考的。通过国外在现代农业发展进程中对农田建设所 采取的措施及国内对农田改造的发展与研究，可以为我国正在开展的高标准农田 建设提供宝贵经验。
我国现代意义的农田建设时间起步较晚，在 20世纪 50年代，农田整理的主 要内容就是重新分配土地；20 世纪50 年代后期，农田整理的主要内容是进行土 地权属关系的变更；20世纪 60年代，我国的农田整理工作处于停滞时期；20世 纪 70 年代全国农田建设得到大发展，农田整理工作开始得到重视，主要是以平 整土地、完善田间道路、沟渠、防护林为主要内容，改善了农业生产条件，提高 了土地生产能力；20 世纪80 年代，我国农村开始实行联产承包责任制，农田整 理工作又一次进行土地权属关系的调整；20 世纪90 年代至今，经济的快速发展 使得耕地的数量不断减少，我国开始进行土地利用总体规划的编制，通过各种方 法和措施，不断挖开发土地潜力，增加耕地数量，提高土壤质量，改善田间基础 设施与生态环境［6］。
目前，农田整理工作的开展已是走向成熟，对农田改造的形式多样，利用中 央政府直接投资，地方配套的政策，统一组织。随着社会经济的快速发展，农田 建设的内容不断扩展和延伸。国土资源部已由原来的土地整理转变为高标准基本 农田建设，提出高标准基本农田这一概念的目的，主要是通过农田建设项目达到 高产稳产、保障粮食安全、方便机械化耕作、抗灾能力强、减少破坏生态环境等 目的。
1.2.2信息管理系统在高标准农田建设研究现状
国外发达国家不仅对农田进行规划整理还建立了对应的土地信息库。如德国 在上世纪八十年代就开始应用GIS技术建立土地地籍信息库。美国也在ESRI公 司的协同帮助下已制定了 GIS 技术标准同时建立了美国地理信息系统。日本也随 之在上世纪九十年代使用 GIS 技术进行了土地整理和土壤改良等项目［7］。
发达国家目前对于农田管理已经是世界先进水平，但这些发达国家仍然在研 究如何进一步提高农田管理技术。可以看到，这些国家在研究如何向全自动化、 设施化、智能化等方向发展。
除了发达国家，还有许多和我国一样在农田管理处于发展中的国家，同样有 许多学者正在研究结合现代化技术在农田建设管理方向的应用。如 Stojanka Brankovid8］等人在2015年提出农业用地评估是整个土地整理中最精细到的一部 分，在发表的论文中以塞尔维亚土地合并中实施的一种标准土地评估方法概述了 在土地整合过程中使用不同的地理数据源和空间数据分析评估农业用地。
塞尔柱克大学的 Mevlut Uyan 在 2016 年提出了基于土地统计分析和 GIS 的 土地整理项目确定农业土壤指数的研究［9］，使用克里格方法用已知点估计未知点 结合 GIS 技术确定和评估项目区域中每个农业地块土壤指数，最后将得到的结果 与计算农业地块土壤指数的经典方法对比。
泰国的WanitaBoonchom［10］等人于2017年针对许多种植甘蔗的小型农场， 运用贪婪算法和启发式方法提出了一套土地整合和犁地方案，提高农场中甘蔗的 产量，也便于收割机的运作。
ArnostMuller［11］也在2018年发表期刊论文介绍了捷克共和国土地整理的过 程和地理信息系统当前使用情况。虽然捷克共和国土地整理也主要是运用 CAD 软件制图设计，但是作者在文中强调了土地整理数据标准化的重要性，还提出了 一种新的景观规划（公共设施规划）的面向对象数据模型，它允许将这些标准化 的数据存储在中心空间数据库中，并向每个对象添加属性信息。数据模型与数据 标准化相结合，为后续的通用设施规划中 GIS 系统的应用建设奠定了基础。
印度的学者 Aswani Kumar Munnangi 等人也于 2020 年提出要结合地理信息 技术加强土地整理工作［12］，针对印度正在进行的土地整理中土地合并这一点，结 合印度北方邦的土地现状利用先进的地籍测绘技术，将人工智能与 GIS 集成开发 建立一套数据处理信息系统，实现改善、简化和加快土地整理工作。
地理信息系统［13］是一种特殊而重要的空间信息系统。它是在计算机软硬件系 统的支持下，采集、存储、管理、计算、分析、显示和描述整个或部分地球表面 （包括大气）空间的地理分布数据。
目前二次开发的 GIS 软件已广泛应用于医疗、交通、资源管理等多个行业， 取得了显著的成果。我国的高标准农田研究是最近几年才发展起来的，在应用地 理信息系统等技术方面还处于探索阶段。
贾丽娟［14］于 2011 年利用 GIS 和层次分析法等相关算法，研究影响农田质量 的因素，分析出最有利于高标准农田建设开展的区域。罗华艳，杨旺彬，冯洁［15］ 于 2013 年结合钦江流域的实际情况研究了高标准农田建设开展的潜力区比例， 为高标准农田建设提供参考。谭福林，阳益虎［16］在 2016 年结合实际高标准农田 建设项目，分析过往高标准农田建设中缺乏的先进手段从而引进了无人机技术， 能有效的监测项目区状况且节省人力物力。侯海，波徐搏［17］于 2018 年在绥化市 使用多种方法结合计算出了当地的高标准农田潜力指数，最后利用 GIS 的数据可 视化把结果展示出来利于观察，分析总结并针对绥化市的实际情况提出了建议。
高标准农田在我国提出以来，我国陆续在江西、四川、广西、新疆、福建等 多地开展建设，据统计高标准农田建设不仅让农作物的产量得到了明显提升，还 对当地的经济发展有很强的推动作用，把农民手头荒废的土地整理成有效耕地。 但目前我国的高标准农田建设过程中还存在明显信息协同性差、管理模式落后等 问题。
综上所述，国外发达国家对农田土地整理的信息化管理研究比较早，技术和 方法都比较成熟，国内和其他国家研究开始相对较晚，但吸收了发达国家的经验 技术，进步迅速。不仅是从国家颁布的高标准农田建设的相关技术标准还是国内 学者对高标准农田项目区域选址研究；在研究内容方面不断细化深入。但是目前 多是对农田潜力评价、选址划定、确权等方面的研究。对于建设信息管理方面的 研究较少，即便有谭福林等学者研究了无人机技术管理高标准农田的方式，虽然 能节省人力物力的同时更好观察目前的建设情况，但是在信息时效性方面较差， 这对于短期内建设庞大的高标准农田项目是非常不利的。本文正是针对高标准农 田建设过程信息及时协调管理这一点展开研究。
1.3论文研究内容
高标准农田建设信息管理系统首先要需求调研，确定高标准农田建设过程信 息管理系统的总体目标，是以实现高标准农田建设从外业调查阶段、设计阶段、 招标施工以及验收阶段、运行阶段的全生命周期信息管理为目标，结合 GIS 技术、 数据库技术等先进技术手段构建一个 C/S 架构的高标准农田信息管理平台。
本论文的主要研究内容如下：
（1）经过对高标准农田建设过程用户的需求调研，结合高标准农田建设过 程的实际情况以及相关的规范文献，通过卫星影像等资料收集和建设过程中项目 数据分析等方法确定本高标准农田建设过程信息管理系统的总体需求，明确系统 开发所需要的关键技术。
（2） 在明确了高标准农田建设信息管理系统需求的基础上，完成高标准农 田建设信息管理系统的总体架构设计和设计路线，系统的主要功能模块，并对各 功能模块进行说明。
（3） 根据高标准农田建设信息管理系统设计目标、系统设计原则及总体结 构，确定系统运行所需要的环境为 Windows7 及以上，采用 Geodatabase 空间数 据库模型与SQL Server属性数据库一起作为系统底层数据库，然后用.NET框架 结合GIS组件作为系统开发工具实现系统界面展示，在高标准农田建设信息管理 系统各功能模块设计上采用C#编程语言组织系统的逻辑结构，获取系统界面中 用户输入的各类动态参数，依据其逻辑规则传递获取到的参数，显示相应的数据 信息。最后按照预期目标与用户需求对系统各功能模块进行调试，修改完成后可 进一步测试高标准农田建设信息管理系统是否可以正常运行。
（4） 对本课题的研究内容、思想路线以及高标准农田建设信息管理系统实 现的具体过程进行归纳总结，得出本课题的主要研究成果，并结合系统实现过程 中存在的问题提出建议。
1.4本章小结
本章主要介绍了选题背景及意义、国内外对高标准农田建设的研究现状和主 要研究内容，在当前全面推展高标准农田建设的大背景下，针对高标准农田建设 过程存在的信息孤岛、数据碎片化等问题提出对高标准农田建设过程信息管理系 统的研究，在查阅了国内外农田管理现代化技术相关文献，确定了要实现的预期 目标，结合目前先进的科学方法确立本文研究的主要内容，制定了本文的技术路 线。
2高标准农田建设信息管理系统建设相关技术和理论依据 2.1Sqlserver 数据库技术
数据库技术是一门研究如何更好的管理数据，并把这些数据应用于实际中的 学科。数据是数据库技术研究和管理的对象［18］。因此，数据库技术的内容主要包 括：对现有数据进行统一的组织和管理，按照指定的结构完成相应的数据库和数 据仓库的建立［19］；建立一个能够实现的数据管理应用系统，该系统具有修改数据、 删除数据、添加数据、查询数据等多种功能；最后使用该系统实现对数据的分析 处理。
SQL［20］( Structured Query Language)是上世纪八十年代提出的，具有简洁、 灵活、功能强大等特点，是能够提供结构化的查询语言［21］。使用者不需要指定它 对数据存放的方法，还可以嵌套到其他如C#等编程语言中，具有极强的灵活性。 在数据库建立后还可以根据实际需求更改 SQL 语句，不会影响原有数据库的运 行，这表现出 SQL 语言极高的扩展性。也因此国内外普遍采用 SQL 数据库产品， 如 SQL Server， Oracle， DB2， MySQL 等数据库管理系统［22］。
Microsoft SQL Served23堤微软公司开发的关系型数据库管理系统，SQL Server2014 在原有的版本上进一步提升，具有很强的可用性。在更新的许多功能 中值得注意的一点就是， 2014 版本可以把固态硬盘虚拟成内存的一部分从而作 为缓冲池的延伸，以低成本提高了内存的处理能力［24］。与 Access 数据库相比， SQL Server2014 有较强的安全性可靠性，可以允许多个用户同时访问［25］。与 Oracle 数据库相比， SQL Server2014 有着友好易用的界面窗口，在数据处理速度 方面也更胜一筹，最重要是成本方面， Oracle 对硬件配置的要求更高，也不便于 维护，使用 SQL Server2014 降低了系统开发和系统后期管理的成本［26］。相对比 MySQL 数据库而言， SQL Server2014 功能更加强大［27］。
2.2GIS 技术
在 GIS 刚出现的时候，往往只有比较单一的功能，没有形成完整的体系。随 后各种功能模块逐渐联系到一起形成GIS软件包(GIS Package)，也就是我们所知 道的集成式GIS(Integrated GIS)［28］。集成GIS是GIS发展的新阶段。它的优点是 集成了 GIS 的各种功能，成为一个独立完整的系统。其缺点是系统复杂庞大，成 本高，难以与其他应用或系统集成［29］。
随后又出现了模块化GIS(Modular GIS)［30］，模块化GIS能把不同功能划分为 一系列模块，运行于统一的基础环境之上。相比集成式GIS，模块化GIS划分更 加细致，利于用户使用。但这两种GIS模式都很难和管理信息系统或者其他专业 应用模型集成，给专业度要求较高的行业带来了困扰。
为解决这个问题，有研究者提出核心式GIS（Core GIS）®】的概念。开发人员 可以采用高级编程语言和核心GIS提供的动态库，以此重组实现目标功能。但是, 核心 GIS 所提供的动态库属于底层，对开发人员的技术水平有较高的要求。难以 推广核心 GIS， GIS 发展一度陷入了瓶颈期。
打破这一瓶颈的就是组件式GIS［32］（Components GIS，缩写为ComGIS）的出 现。
2.2.1GIS 组件式开发
组件 GIS 是基于标准组件平台的［33］，每个组件都可以自由灵活地重组，具 有直观的界面和方便的标准界面。
组件式的GIS是一个高度收缩性的软件平台。相交于传统GIS系统中，空 间数据管理是直接由厂商提供的［34］。这不仅限制了用户对于数据的分析，也影响 了用户根据数据的优劣来选择数据库，并提高了系统建设成本。但组件式GIS 主要把系统功能模块划分为完全不同功能的几个控件，控件又能方便通过可视化 地IDE工具进行集成，最终形成可以在不同专业不同行业中应用GIS系统。相 对于传统的开发工具，组件式GIS更适用于现在的农业发展。组件式GIS由一 系列可灵活拆分重组的同类型组件所构成，并且允许跨语言运用，具有标准的通 信接口，在数据进行管理过程当中所造成的困难，也得到了极大的解决［35］。相比 传统的开发工具，其优势主要如下：
（1） 功能强大。组件GIS可以基于32位或者64位系统平台开发应用，但 相对而言32位的兼容性更好一些，开发人员在开发的时候也大多是选用32位。 与传统GIS相比，不论是处理速度还是数据管理能力都旗鼓相当。组件式GIS 可以实现传统GIS对空间的查询功能，也能像传统GIS那样分析数据。
（2） 系统集成度高。GIS应用系统实际上是对GIS数据、基本空间处理功 能与各种应用模型进行集成［36］。 GIS 组件和其他工具联合构成应用系统界面，再 用高级编程语言和GIS组件提供的开发接口实现具体的逻辑结构。组件GIS可 以嵌入通用开发环境，实现高效的无缝集成，最终组成开发者想要得到的应用系 统。
（3） 成本较低。用户可以根据自身需求选择控件，控件本身不需要开发者 另外学习其他编程语言，只需要了解对应接口特性即可，在学习成本、开发成本 上都很大程度的减轻了经济负担。也方便了后期人员的管理维护，降低了维护难 度和成本。
2.2.2ArcGIS
图 2-1 ArcGIS 软件架构
Fig.2-1 ArcGIS Software Architecture
ArcGIS 由 美 国 环 境 系 统 研 究 所 公 司 （ Environmental Systems Research Institute, Inc.简称ESRI）所推出的处理地理信息的平台［3刀。ArcGIS并不仅仅是 一个 GIS 应用软件，而是可以对地理数据进行管理、编辑、分析的 GIS 产品家 族体系的总称，进而为各种类型用户提供相对全面的 GIS 解决方案［38］。 ArcGIS 中包含有 ArcGIS Desktop （桌面 GIS）、Embedded GIS （嵌入式 GIS）、Server GIS （服务器GIS）、Mobile GIS （移动GIS）阴。本文在设计高标准农田建设信息 管理系统时，主要运用的就是 Embedded GIS 和 Server GIS。 ArcGIS Engine 是以 ArcObject 为基础上的完备的嵌入式 GIS 组件库和工具库［40］。开发者能用它创建 一个完整的，可扩展性的、可定制的桌面应用程序。
2.2.3ArcGIS Engine
ArcGIS Engine 是一个完整的、打包的嵌入式 GIS 组件库和工具库，开发者 可以通过它将 ArcGIS 功能集成到 Microsoft Word、 Excel 等应用软件中，创建集 中定制的应用软件［41］。 ArcGIS Engine 由两部分组成：用于构建软件的开发工具 包和使已完成的应用程序能够运行的Runtime （运行时环境）。ArcGIS引擎开发 包是一个基于组件的软件开发产品，可以用来构建定制的 GIS 和其他地图应用软 件。 ArcGIS Engine Runtime 是一个使终端用户软件能够运行的核心 ArcObjects 组件产品，并且将被安装在每一台运行 ArcGIS Engine 应用程序的计算机上［42］。
2.3高标准农田建设信息全生命周期管理
本文是以研究实现高标准农田建设全生命周期信息管理为目标，因此首先要 了解项目工程全生命周期［43］的具体定义，然后把高标准农田和全生命周期这一概 念结合起来。
中国建筑业协会对工程项目全生命周期的定义是：“工程项目的生命周期包 括工程项目的决策阶段、实施阶段和使用阶段。其中决策阶段包括项目建议书、 可行性研究；实施阶段包括设计工作、建设准备、建设工程以及使用前竣工验收 等［44］。”
英国皇家特许测量师学会的定义［45］是：“项目的（全）生命周期是指包括整 个项目的建造、使用以及最终清理的全过程。项目的（全）生命周期一般可划分 为：项目的建造阶段、运营阶段以及清理阶段。项目的建造、运营和清理阶段还 可以进一步划分为更详细的阶段，这些阶段构成了一个项目的全生命周期。”
如今工程项目的生命周期在我们学习的书本上是从工程项目的提出，也就是 工程项目构思，到整个工程项目的批准立项、具体实施、竣工验收、交付生产与 使用，再到工程项目终止使用所经历的全过程。如下图 2-1 所示
依据规范文件 以及调查数据 等对工程项目 进行设计
图 2-1 高标准农田项目全生命周期管理
Fig.2-1 Life-cycle management of high-standard farmland projects 结合高标准农田的建设过程和项目工程生命周期概念，可以把整个高标准农 田项目对应划分成项目启动、外业调查、农田设计、招投标、施工验收、运行监 测、整理归档七个阶段。
第一项是项目启动阶段，对应书本上从工程项目构思到批准立项的前期策划 阶段，这一阶段也称为概念阶段。该阶段主要是从整体上考虑问题，提出工程项 目总目标和总功能的具体要求，为后面的批准立项做前期准备材料。该阶段工作 的实施主体是工程项目的投资者和建设单位［46］。
第二项是外业调查阶段，该阶段主要从现状出发，依据经验和规范文件等资 料先对需要调查的项目进行划分，依照不同项目类别拟定特征参数，再利用无人 机、卫星遥感等先进技术或人工调查等方法采集项目区的参数，最后归类存档为 后面的设计阶段做数据资料准备。
第三项是农田设计阶段，这一阶段中，依据规范文件的设计要求和外业调查 的特征参数以及业主的要求对项目区进行合理的规划。外业调查阶段、农田设计 阶段以及后面的招标部分共同组成了生命周期从批准立项到开始施工的计划设 计阶段。
第四项是招投标阶段。这一阶段是对设计好的项目进行分标，由建设单位或 者其他单位组织招标，让有意向的公司进行投标操作。最后由招标方选择合适的 投标公司，最终记录在系统中。
第五项是施工验收，对应施工建造阶段，从工程项目开始施工到工程项目建 成、通过竣工验收并交付使用为止。该阶段工作的实施主体是施工单位和相关单 位（如提供工程项目监理咨询服务的监理单位或者工程项目管理单位）。
第六项是运行使用阶段，管理人员可以通过查看各工程项目以往的数据以及 运行的状况，为后续管理和其他工程项目提供参考。
第七项是整理归档。在工程项目无法继续实现工程项目原有价值或因拆迁等 原因不得不被拆除时，把之前的信息整理存档，以供未来其他建设提供参考。
由于完整的全生命周期涉及过程较多，开发难度较大，对于部分阶段在系统 设计时做了相应的简化。系统设计时把高标准农田信息管理项目主要分为四个阶 段，分别是调查准备阶段、设计阶段、招标施工以及验收阶段、运行阶段。
2.4本章小结
本章主要介绍高标准农田建设信息管理系统开发所涉及到的数据库技术、
GIS技术和全生命周期信息管理的概念。在数据库技术中说明了其研究对象、SQL 语言以及 SQL Sever 与其他数据库相比的优势所在。在说明 GIS 技术时，描述了 GIS 的发展历程，组件 GIS 的优点到本系统开发使用的 ArcGIS Engine 组件包。 最后结合项目工程全生命周期信息管理的概念，对高标准农田信息进行了阶段划 分，便于更好的对高标准农田建设信息进行管理研究。
3系统分析与设计
3.1系统需求分析
在高标准农田建设信息管理系统设计研发之前，需要对整个系统进行全面需 求分析。系统需求分析要以最终要实现的目标为核心，从用户需要、技术是否支 持、经济上是否可行等方面综合分析、全方面的探讨高标准农田建设信息管理系 统设计的可行性［47］。
3.1.1用户需求分析
系统开发主要为 XX 县高标准农田建设工作者服务，为此本人积极参与高标 准农田建设过程，结合相关文件、规范以及系统建设原则，对高标准农田建设工 作者在高标准农田建设信息管理方面的需求进行了归纳总结。
（ 1）数据库需求：由于目前高标准农田建设信息管理方式落后，各类项目 信息管理分散，数据格式不统一，在多方传递的过程容易丢失重要数据，造成了 信息共享困难、资源严重浪费。因此，需要将分散在各个部门的数据收集起来， 按照一定的标准进行分类，再按统一的规范格式进行整合，构建高标准农田建设 信息管理系统的基础信息数据库，便于对信息进行更新、修改和存储等，实现高 标准农田项目信息的统一管理。
（2）便捷性需求：由于高标准农田项目信息管理系统的使用者并非计算机 专业人士，所以在系统设计时应注重操作方便、界面简单直观。同时也应顺应信 息化管理的潮流，以实现人机交互为目标，充分利用现有数据资源，尽可能实现 信息自动提取，简化信息的操作步骤。以达到在提高管理人员工作效率的同时保 证信息的准确性、可靠性。
3.1.2可行性分析
1 ）经济可行性分析
高标准农田建设信息管理系统在经济成本方面主要有两个方面，一是应用系 统开发成本；二是软硬件的配置成本，用户在使用本系统时需要的用户电脑的软 硬件环境满足系统运行的最低要求。在高标准农田建设信息管理系统开发成本上， 使用 ArcEngine 组件开发，完成后能独立运行，即使购买版权也只需要 ArcEngine 的相关许可，在一定程度上为高标准农田建设信息管理系统开发节省了大量的成 本。在软硬件配置成本方面，高标准农田系统对电脑配置的要求并不高，市面上 的计算机都可以满足。而且目前电子产品更新换代十分迅速，淘宝电商等渠道也 以厂家直销，使用低廉的价格吸引着消费者。综上所述，本系统无论是在研发还 是运行过程中的成本都不高，这证明了高标准农田建设信息管理系统在经济上是 可行的。
（ 2）技术可行性分析
本系统是基于C/S模式，采用C#语言开发，利用SQL Server 2014数据库对 大量数据管理功能和ArcEngine组件包对数据的处理和可视化能力开发设计了高 标准农田建设信息管理系统。本高标准农田建设信息管理系统采用了 UI （表现 层）、DAL （数据访问层）、BLL （业务逻辑层）加上Model （实体类库）的三 层架构，通过此架构模型将高标准农田数据库和应用系统的业务逻辑分开，从而 保证了高标准农田数据库的安全性和可扩展性。高标准农田建设信息管理系统在 软硬件方面也没有太多要求，市面上的电脑基本都可以满足运行条件。综上所述， 高标准农田建设信息管理系统在技术上是可行的。
3.2系统设计原则及思想路线
3.2.1系统设计原则
高标准农田建设信息管理系统设计的基本原则主要有以下几点：
第一，规范性原则。本系统主要是为高标准农田建设相关部门提供关键有效 的信息数据，必须强调系统应用设计的规范性，主要包括系统中项目数据是如何 划分、特征数据的基本概念、各类数据存储的结构及最终数据展示的成果等几个 方面，从而便于高标准农田建设工作者们理解数据和使用数据。另外，还要注意 信息数据的交换格式、分类编码、数据内容和组织都要严格遵循现有的国家标准、 地方标准以及行业标准，这有利于以后数据的集成，让不同系统不同平台的数据 库可以相互查阅，实现数据流通。
第二，实用性与易用性原则。系统设计时要保证系统的实用性与易用性相结 合，满足用户需要是最基本原则。从数据库中各个项目数据表的设计、高标准农 田建设信息管理系统的结构设计、一直到各个系统模块的功能实现，都要实际有 效的满足高标准农田建设信息管理的基本要求。在这个基础上，尽量简洁界面和 业务的操作步骤方便用户使用，此外还应该建立帮助文档帮助用户更好的使用本 系统。
第三，完备性原则。系统设计的完备性不仅要保证系统中各个功能模块的完 备性，同时也要保证底层数据库中的数据信息的完备性。不能遗漏任何一个对建 设有用的数据，这一点在后面数据表建立的时候会进行详细的说明。
第四，可扩展性原则。未来各类信息系统的发展方向都是以实现高集成性、 数据之间共享互通为目标。因此现在在设计高标准农田信息的管理系统的时候就 要考虑到这一点。例如用户管理方面，就要预留标准的通信接口，便于以后和其 他系统实现用户信息流通。在数据方面也要预留查询等接口，供其他项目开展作 为依据和借鉴。
第五，适用性原则。由于参与高标准农田建设的工作者水平参差不齐，为了 不影响高标准农田建设项目的顺利开展，系统在设计时一定要保证窗口界面简洁 易懂。让使用者感受到高标准农田建设信息管理系统带来的便捷功能和数据的完 整可靠性。
3.2.2系统设计思想
根据国家颁布实施的《高标准农田建设通则》(GB/T30600-2014)和《基 本农田数据库标准》(TD/T1019-2009 )等规章条例作为系统设计的指导思想， 以实现高标准农田建设全生命周期信息管理，减少资源浪费现象为目标。在高标 准农田建设过程数据管理流程基础上，通过现代化技术:GIS技术、QL Services、 Visual Stdio等技术，采用C#编程语言完成对高标准农田建设信息管理系统的设 计。通过结合地理信息技术使高标准农田建设信息管理系统具有数据可视化的功 能，能记录不同建设阶段的农田信息数据的变化特点，使高标准农田建设信息管 理系统在日常工作中为其工作者提供一个高效、可靠、直观的工作平台。
3.3 系统体系结构
此高标准农田建设信息管理系统的设计目标是通过结合项目区高标准农田 建设过程中的相关数据，按照数据库的建库标准和规范，依据由国土部和农业部 牵头制订的《高标准农田建设通则》(GB/T30600-2014),进行基本农田信息 管理系统的设计研发。
3.3.1系统总体结构
GIS 组件技术由于其易于开发的特点，近些年来活跃于各个行业领域。高标 准农田建设信息管理系统和大多数使用GIS组件作为开发基础的应用系统一样, 在开发时，一般都采用主流的C/S (客户机/服务器)或B/S (浏览器/服务器模式) 架构，这两种架构各自有优缺点［48］。B/S胜在便捷，可以不用下载客户端，直接 通过浏览器随时进行访问，在维护成本方面也更低［49］。但C/S胜在人机交互响应 更快速、数据安全可靠性高等方面，而本系统更偏重数据的安全可靠性，在综合 分析和 ArcGIS Engine 的技术特点后，出于技术及安全性等因素考虑，系统设计 按照C/S设计模式。
高标准农田建设信息管理系统的总体结构设计分为表现层、逻辑层、数据层 三层。表示层是人机交互的一层，也就是用户直接面对的窗口界面。界面是否简 洁、系统是否易于操作在表现层中能最直观的体现出来。高标准农田建设信息管 理系统主要由主体框架和窗体界面组成应用层。逻辑层主要是梳理系统的各项业 务需求，并将其划分成系统的构件，如类、模块、组件等。在之后的设计中再使 用接口等程序编写将这些构件之间、构件与表现层之间都联系起来，不断调试程
序最终实现预期功能。逻辑层是连接表现层与数据层之间的桥梁，也是系统总体 的核心部分。数据层采用 SQL Server2014 存储属性数据，空间数据则通过空间 数据库引擎 ArcSDE 传递给 Geodatabase 空间数据模型，以此来实现对空间数据 的访问。同时它还具有封装功能，负责对数据进行保护，避免由于数据改动对逻 辑层和应用层的影响，系统具体架构如图 3-1 所示。
用户管理模块 数据操作模块 地图操作模块 建设监管模块 系统管理模块
System
3.3.2系统技术路线
根据设计目的与设计思想确定高标准农田建设信息管理系统的任务目标，收 集地方的影像资料以及参考附近地区做的土地整理相关资料。
在这些资料的基础上，通过现场调研和咨询，结合高标准农田的建设过程分 析出用户对高标准农田建设信息管理系统的需求，通过利用 ArcSDE、SQL Server、 ArcEngine 等技术进行系统的数据库设计和系统总体结构设计。根据系统的开发 技术需求选择适合的开发环境，再通过C#语言具体设计与实现系统中的各个功 能模块，最终完成整个高标准农田建设信息管理系统的设计与实现过程。
系统设计好以后需要进行软件测试，反复对功能模块测试，发现系统设计实 现过程中存在的不足后加以修改完善，使其能满足预期设计目标的需求。确定出 能够满足系统运行的软硬件环境，为今后的使用者提供计算机配置的参考。
如图 3-2 所示的是高标准农田建设信息管理系统的设计路线。
图 3-2 高标准农田建设信息管理系统设计路线
Fig.3-2 Design Route of High Standard Field Information Management System
3.4系统功能模块设计
把系统功能划分成不同模块进行设计，简化复杂问题。每个模块相互独立又 相互联系，通过参数的传递控制程序的逻辑选择，最终组合成完整的高标准农田 建设信息管理系统。模块化设计能控制程序设计的复杂性，方便开发人员开发， 在保证系统稳定性的同时也为后面对系统进一步扩展性打下基础。
依照高标准农田建设信息管理系统的需求分析，可以把系统划分为五大块模 块，分别是用户数据模块、数据操作模块、地图操作模块、建设监管模块、系统 管理模块。它们各自模块功能相互独立，但又有着部分联系，下面是系统总体功 能模块图，如图 3-3 所示。
图 3-3 系统总体功能模块图
Fig.3-3 System General Function Module Chart
3.4.1用户管理模块
用户管理模块主要是针对用户信息的处理，包括用户登录登出、用户信息的 修改、用户事务管理、不同用户权限的设置等。用户事务管理可以接收查看其他 用户提交给该用户的问题，该用户可远程了解问题情况并作出相应处理。用户权 限设计可以设定不同级别的用户对数据有不同系统的操作权限，在一定程度上也 保证了系统数据的安全。用户通过填写用户名和密码来登录高标准农田信息管理 类系统，这相当于数据保护的又一道锁。
3.4.2数据管理模块
数据管理模块包括对数据资料进行基础的添加、修改、删除、查询等操作、 数据提交更新和数据统计。在数据的基础操作中只有查询数据不需要权限，可供 任意用户访问，进行其他三项数据操作则必须拥有相应权限才可以操作，否则会 弹出对话框提示权限不足。除此之外，高标准农田信息管理中还有一个关键环节 就是根据有效的动态监测，及时的进行各个建设项目基础数据的更新。就比如说， 对于某镇进行了现场调研，拥有相应权限的用户将数据录入系统检查无误后，提 交给下一个环节。数据统计也是非常重要的，可帮助建设管理者快速查询当前项 目的进展情况和总体项目数量，便于后续工作安排。
3.4.3地图操作模块
地图操作主要是使用GIS组件实现项目数据可视化，不仅可以实现地块文 件的放大、缩小、移动、全幅显示等基本操作，还可以连接数据库预览项目建设 情况，也可以对现状和项目建设阶段有一个整体的可视化概念，便于管理部门对 项目进度等方面进行管理。
3.4.4建设监管模块
建设监管主要利用 Apriori 关联规则算法，挖掘数据库中多次重复出现数据 之间的祥和联系，达到更加科学、规范化的管理。引入数据挖掘技术中的 Apriori 关联规则算法能够很好发现隐含在高标准农田管理系统中建设安全方面有价值 的信息，能够更好的为监管部门或其他部门提供更多、更好、更优质的数据支撑 和决策依据。
3.4.5系统管理模块
系统管理模块主要系统维护、系统备份、数据字典的管理。系统维护备份是 所有系统管理中十分重要的一块内容，能有效保护系统安全和数据安全，在出现 数据丢失等问题时及时恢复数据。数据字典的存在让系统更具有灵活性和可扩展 性。当用户需要更改或标准更改时，管理人员可以修改数据字典以实现相应的请 求。一般来说，数据字典不需要修改，而且配置良好。
3.5数据库设计
需求分析的工作完成后，就可以开始对数据库进行设计例如数据结构、字段 命名等。按照系统需求分析得到的结果结合数据库设计的要求，可以把数据库的 设计分为需求分析、概念设计、逻辑设计和物理设计等阶段［50］，具体数据库设计 流程如图 3-4 所示。
图 3-4 数据库设计
Fig.3-4 Database design steps
本文数据包含空间数据与属性数据两部分，属性数据可以直接导入关系数据 库中进行存储，而空间数据则需要借助数据库引擎来实现数据管理［51］。
3.5.1概念设计
数据库的概念设计是建立起一个信息模型，把现实中的信息转化为机器可以 理解的形式［52］。具体来说，就是用一定的模型方法总结理解数据需求，转换成数 据库可以识别的信息。
在概念设计阶段，主要目标就是理清系统到底要管理和存储什么数据，数据 类型是什么，不同类型数据是以什么依据划分的，不同类型的数据之间有什么联 系。
对于高标准农田建设信息管理系统进行概念设计中，应该先确定建模的目标， 弄清楚建模涉及到的项目类型有哪些、类型中分别有什么业务需求；然后定义实 体集，定义实体集可以分项定义；其次是定义联系，这是十分关键的一步。每个 实体之间拥有什么样的直接联系、间接联系。在标注时最好标注间接联系，由此 建立起一个完整的信息模型。
概念设计主要采用的建模方法为E-R (Entity-RelationDiagram)模型即实体 联系模型，在逻辑设计中将对 E-R 模型的构造做进一步实例分析。在这里已经 知道高标准农田建设是以建设高标准农田为目标，围绕农田主要限制性因素或全 面质量提升而开展的土地平整、土壤改良与培肥、灌溉与排水、田间道路、农田 防护与生态环境保持、农田输配电，以及其他工程建设，并保障其高效利用的建 设活动［53］。
根据这个目标，在实际建设中主要涉及八种类型的项目建设，分别是项目道 路、项目机井、项目变压器、项目排水沟、项目桥、项目涵、项目木林、项目田 块。这里就以高标准农田建设中机井项目为例介绍部分E-R模型，如下图3-5所 示。
3.5.2逻辑设计
数据库逻辑设计就是要把概念设计的结果也就是E-R模型转换成计算机系 统能识别的关系模式，模式之间的结构合理，数据之间没有不合理的数据依赖性， 满足各种应用的处理和使用要求。为数据库的物理设计及数据库高效、正确地运 行打下基础。设计方可以设计多个项目，每个项目有一个对应的项目区域，每个 项目有多条项目数据。故上述E-R模型图包含四种关系，这四种关系分别是： 设计方与机井项目之间有设计关系，多对多。机井项目与项目数据之间有拥有关 系，一对多。机井项目与项目区域有对应关系，一对一。乡镇与项目区域有提供 关系，一对多。
（1）设计关系。设计关系联系了“设计方”实体集和“机井项目”实体集。 且联系关系为m： n （多对多关系），根据转换规则可以转化为以下关系模式： 设计方（设计方的用户账号，设计方的用户密码，设计方姓名，联系电话，设 计方公司名称，公司地址，权属信息，用户权限） 。
机井项目（序列号，项目编码）。
（2）拥有关系。拥有关系联系了“机井项目”实体集和“项目数据”实体 集。且联系关系为1： n （一对多关系），根据转换规则可以转化为以下关系模 式：
机井项目（序列号，项目编码）。
项目数据（调查情况，机井编码， x 坐标， y 坐标，机井内径，机井外径， 是否配备水泵，是否配电，是否配备流量计）。
（ 3）对应关系。拥有关系联系了“机井项目”实体集和“项目区域”实体 集。且联系关系为 1：1（一对一关系），根据转换规则可以转化为以下关系模 式：
机井项目（序列号，项目编码）。 项目区域（区域坐标，区域大小，标识码）。
（ 4）提供关系。提供关系联系了“项目区域”实体集和“乡镇”实体集。
且联系关系为1： n （—对多关系），
（5）根据转换规则可以转化为以下关系模式： 项目区域（区域坐标，区域大小，标识码）。 乡镇（乡镇编码，乡镇名称）
3.5.3物理设计
经过前文中数据库的概念设计和逻辑设计之后，能得到数据的关系模式和数 据之间的逻辑结构。但是这些数据要如何存储，保证目前的数据能完整的存放， 后续增加数据也不会由于存储不当产生丢失现象。在数据存储时也要尽量考虑到 系统分配的空间大小问题，提升数据处理的性能。这就需要对数据库的物理设计 做进一步研究。考虑应用数据在实际管理系统中的具体储存结构和数据存取方式， 以此来保障数据的完整性、安全性、可恢复性。我们在进行物理结构设计时，要 注意合理的对文件进行组织排列，也就是研究如何把前文 E-R 模型中的各种关 系转化成关系表，然后再按照一定的规律映射到数据表中。
ArcSDE 是用来联系关系数据库和空间数据的数据引擎，本文中设计的高标 准农田建设信息管理系统中的空间数据就是通过ArcSDE把收集到的SHP数据、 CAD 数据等可以按照 Geodatabase 模型存储于 SQL Server2014 中。各个项目类 型的属性数据也利用 SQLServer2014 以数据表的形式存储在数据库中。
本系统主要涉及的属性数据表有用户信息表、项目机井、道路、变压器、桥 梁、涵洞、排水沟、木林田块等分别在调查阶段、设计阶段、招标施工以及验收 阶段、运行阶段的数据表等。涉及的空间数据表有村级区域属性、栅格数据属性 等。各属性数据表以及相关说明如下所示。
首先是用户信息数据表，主要用来管理用户的登录以及用户的操作权限。如 表 3-1 所示，记录用户的基本信息如账号、密码等。其中权属表示该公司是属于 业主、设计、施工、监理以及其他监督管理部门中的哪一方。用户登录系统后系 统会根据权属自动分配一定的权限，当遇到权限不足等情况可以向管理员申请， 在管理员通过后用户会获得相应权限。
表 3-1 用户信息 Tab3-1 The information of user
序号 字段名称 字段类型 是否主键 能否为空 注释
1 account char 是 否 账号
2 password varchar 否 否 密码
3 name varchar 否 否 姓名
4 sex bit 否 否 性别
5 tell char 否 否 联系电话
6 company varchar 否 否 公司名称
7 unit varchar 否 否 权属
8 accessLevel varchar 否 否 权限等级
10 remark varchar 否 否 备注
其次是高标准农田实际建设内容的分项工程：
(1)机井在调查阶段、设计阶段、招标施工以及验收阶段、运行阶段的数
据表，如下表 3-2到 3-5 所示。
表 3-2 项目机井(调查阶段) Tab3-2 Project wells (investigation phase)
序号 字段名称 字段类型 是否主键 能否为空 注释
1 num int 是 否 序号
2 examine_num int 否 否 调查编号
3 town_num int 否 否 乡镇编码
4 village_num int 否 否 村庄编码
5 x varchar 否 否 机井 X 坐标
6 y varchar 否 否 机井 Y 坐标
7 wellcondition int 否 是 完好程度
8 photo varchar 否 是 照片
9 examine_r int 否 是 机井内径
10 pump bit 否 是 有无水泵
11 electric bit 否 是 有无配电
12 time data 否 否 修改日期
13 transactor_id char 否 否 经办人
14 remark varchar 否 是 备注
表 3-3 项目机井(设计阶段) Tab3-3 Project wells (design phase)
序号 字段名称 字段类型 是否主键 能否为空 注释
1 num int 是 否 序号
2 id varchar 否 否 机井编码
3 town_num int 否 否 乡镇编码
4 village_num int 否 否 村庄编码
5 x varchar 否 否 机井 X 坐标
6 y varchar 否 否 机井 Y 坐标
7 state_num int 否 是 机井类型
8 insideR int 否 是 照片
9 outsideR int 否 是 机井内径
10 deep int 否 是 机井井深
11 pump bit 否 是 有无水泵
12 pumppower int 否 是 水泵功率（kw）
13 electric bit 否 是 是否配电
14 wellhouse bit 否 是 是否配备井盖
15 flowmeter bit 否 是 是否配备流量计
16 electeic_id varchar 否 是 变压器编码
17 efficient bit 否 是 是否在高效区
18 time data 否 否 修改日期
19 transactor_id char 否 否 经办人
20 remark varchar 否 是 备注
表 3-4 项目机井（招标施工验收阶段）
Tab3-4 Project wells (acceptance stage of tender construction)
序号 字段名称 字段类型 是否主键 能否为空 注释
1 num int 是 否 序号
2 id varchar 否 否 机井编码
3 segment int 否 否 所在标段
4 company varchar 否 否 施工单位
5 level varchar 否 否 资质等级
6 file varchar 否 否 验收材料地址
7 JS bit 否 否 建设方是否通过验收
8 JL bit 否 否 监理方是否通过验收
9 SJ bit 否 否 设计方是否通过验收
10 KC bit 否 否 勘测方是否通过验收
11 JD bit 否 否 监督方是否通过验收
12 remark varchar 否 是 备注
表 3-5 项目机井(运行阶段) Tab3-5 Project wells (operational phase)
序号 字段名称 字段类型 是否主键 能否为空 注释
1 num int 是 否 序号
2 id varchar 否 否 机井编码
3 condition varchar 否 否 运行状态
4 manager varchar 否 否 管理者
5 problem varchar 否 是 维修问题
6 photo varchar 否 是 问题拍照
7 solution varchar 否 是 解决方案
8 maintenanceTime varchar 否 是 维修时间
9 remark varchar 否 是 备注
（2）道路在调查阶段、设计阶段、招标施工验收阶段、运行阶段的数据表， 如下表 3-6 到表 3-9 所示。
表 3-6 项目道路(调查阶段) Tab3-6 Project roads (investigation phase)
序号 字段名称 字段类型 是否主键 能否为空 注释
1 num int 是 否 序号
2 examine_num varchar 否 否 调查编号
3 town_num int 否 否 乡镇编码
4 startpointx varchar 否 否 道路起点X坐标
5 startpointy varchar 否 否 道路起点 Y 坐标
6 finishpointx varchar 否 否 道路终点 X 坐标
7 finishpointy varchar 否 否 道路终点 Y 坐标
8 photo varchar 否 是 照片
9 ex_width int 否 是 调查时道路宽度
10 condition int 否 是 现状路面情况
11 time data 否 否 修改日期
12 transactor_id char 否 否 经办人
13 remark varchar 否 是 备注
表 3-7 项目道路(设计阶段) Tab3-7 Project roads (design phase)
序号 字段名称 字段类型 是否主键 能否为空 注释
1 num int 是 否 序号
2 id int 否 否 道路编码
3 town_num int 否 否 乡镇编码
5 startpointx varchar 否 否 道路起点 X 坐标
6 startpointy varchar 否 否 道路起点 Y 坐标
7 finishpointx varchar 否 否 道路终点 X 坐标
8 finishpointy varchar 否 否 道路终点 Y 坐标
9 state_num int 否 否 道路类型
10 length int 否 否 道路设计长度
11 width int 否 是 路面净宽
12 basewidth int 否 是 路基宽度
13 material varchar 否 是 路面材料
14 materialwidth varchar 否 是 材料厚度
15 compactiondegree varchar 否 是 压实度
16 time data 否 否 修改日期
17 transactor_id char 否 否 经办人
18 remark varchar 否 是 备注
表 3-8 项目道路（招标施工验收阶段）
Tab3-8 Project roads (acceptance stage of tender construction)
序号 字段名称 字段类型 是否主键 能否为空 注释
1 num int 是 否 序号
2 id varchar 否 否 道路编码
3 segment int 否 否 所在标段
4 company varchar 否 否 施工单位
5 level varchar 否 否 资质等级
6 fileaddress varchar 否 否 验收材料地址
7 JS bit 否 否 建设方是否通过验收
8 JL bit 否 否 监理方是否通过验收
9 SJ bit 否 否 设计方是否通过验收
10 KC bit 否 否 勘测方是否通过验收
11 JD bit 否 否 监督方是否通过验收
12 remark varchar 否 是 备注
表 3-9 项目道路(运行阶段) Tab3-9 Project roads (operational phase)
序号 字段名称 字段类型 是否主键 能否为空 注释
1 num int 是 否 序号
2 id varchar 否 否 道路编码
3 condition varchar 否 否 运行状态
4 manager varchar 否 否 管理者
5 problem varchar 否 是 维修问题
6 photo varchar 否 是 问题拍照
7 solution varchar 否 是 解决方案
8 maintenanceTime varchar 否 是 维修时间
9 remark varchar 否 是 备注
（3）变压器在调查阶段、设计阶段、招标施工验收阶段、运行阶段的数据 表，如表 3-10 到表 3-12 所示。
表 3-10 项目变压器（调查阶段）
Tab3-10 Project transformers （investigation phase）
序号 字段名称 字段类型 是否主键 能否为空 注释
1 num int 是 否 序号
2 examine_num varchar 否 否 调查编号
3 town_num int 否 否 乡镇编码
4 village_num int 否 否 村庄编码
5 x varchar 否 否 变压器X坐标
6 y varchar 否 否 变压器 Y 坐标
7 photo varchar 否 是 照片
8 condition int 否 是 完好程度
9 ex_distributionroom int 否 是 有无配电房
10 ex_capacity int 否 是 调查容量
11 time data 否 否 修改日期
12 transactor_id char 否 否 经办人
13 remark varchar 否 是 备注
表 3-11 项目变压器(设计阶段) Tab3-11 Project transformers (design phase)
序号 字段名称 字段类型 是否主键 能否为空 注释
1 num int 是 否 序号
2 id int 否 否 变压器编码
3 town_num int 否 否 乡镇编码
5 village_num int 否 否 村庄编码
6 x varchar 否 否 变压器X坐标
7 y varchar 否 否 变压器 Y 坐标
8 state_num int 否 否 变压器类型
9 capacity int 否 是 变压器容量
10 electric_line int 否 是 高压线长度
11 distributionroom bit 否 是 是否设置配电房
12 time data 否 否 修改日期
13 transactor_id char 否 否 经办人
14 remark varchar 否 是 备注
表 3-12 项目变压器(招标施工验收阶段)
Tab3-12 Project transformers (acceptance stage of tender construction)
序号 字段名称 字段类型 是否主键 能否为空 注释
1 num int 是 否 序号
2 id varchar 否 否 变压器编码
3 segment int 否 否 所在标段
4 company varchar 否 否 施工单位
5 level varchar 否 否 资质等级
6 fileaddress varchar 否 否 验收材料地址
7 JS bit 否 否 建设方是否通过验收
8 JL bit 否 否 监理方是否通过验收
9 SJ bit 否 否 设计方是否通过验收
10 KC bit 否 否 勘测方是否通过验收
11 JD bit 否 否 监督方是否通过验收
12 remark varchar 否 是 备注
Tab3-12 表 3-12 项目变压器(运行阶段) Project transformers (operational phase)
序号 字段名称 字段类型 是否主键 能否为空 注释
1 num int 是 否 序号
2 id varchar 否 否 变压器编码
3 condition varchar 否 否 运行状态
4 manager varchar 否 否 管理者
5 problem varchar 否 是 维修问题
6 photo varchar 否 是 问题拍照
7 solution varchar 否 是 解决方案
8 maintenanceTime varchar 否 是 维修时间
9 remark varchar 否 是 备注
（4）桥在调查阶段、设计阶段、招标施工验收阶段、运行阶段的数据表， 如表 3-13 到表 3-16 所示。
表 3-13 项目桥(调查阶段) Tab3-13 Project bridges (investigation phase)
序号 字段名称 字段类型 是否主键 能否为空 注释
1 num int 是 否 序号
2 examine_num varchar 否 否 调查编号
3 town_num int 否 否 乡镇编码
4 village_num int 否 否 村庄编码
5 x varchar 否 否 项目桥 X 坐标
6 y varchar 否 否 项目桥 Y 坐标
7 photo varchar 否 是 照片
8 condition int 否 是 完好程度
9 span int 否 是 跨度
10 spannum int 否 是 跨数
11 bridgewidth int 否 是 桥面宽度
12 bridgelength int 否 是 桥身长度
13 time data 否 否 修改日期
14 transactor_id char 否 否 经办人
15 remark varchar 否 是 备注
表 3-14 项目桥(设计阶段) Tab3-14 Project bridges (design phase)
序号 字段名称 字段类型 是否主键 能否为空 注释
1 num int 是 否 序号
2 id varchar 否 否 项目桥编码
3 town_num int 否 否 乡镇编码
4 village_num int 否 否 村庄编码
5 x varchar 否 否 项目桥 X 坐标
6 y varchar 否 否 项目桥 Y 坐标
7 photo varchar 否 是 照片
8 state_num int 否 是 项目桥类型
9 span int 否 是 设计跨度
10 spannum int 否 是 设计跨数
11 bridgewidth int 否 是 设计桥面宽度
12 bridgelength int 否 是 设计桥身长度
13 time data 否 否 修改日期
14 transactor_id char 否 否 经办人
15 remark varchar 否 是 备注
表 3-15 项目桥（招标施工验收阶段）
Tab3-15 Project bridges (acceptance stage of tender construction)
序号 字段名称 字段类型 是否主键 能否为空 注释
1 num int 是 否 序号
2 id varchar 否 否 项目桥编码
3 segment int 否 否 所在标段
4 company varchar 否 否 施工单位
5 level varchar 否 否 资质等级
6 fileaddress varchar 否 否 验收材料地址
7 JS bit 否 否 建设方是否通过验收
8 JL bit 否 否 监理方是否通过验收
9 SJ bit 否 否 设计方是否通过验收
10 KC bit 否 否 勘测方是否通过验收
11 JD bit 否 否 监督方是否通过验收
12 remark varchar 否 是 备注
Tab3-16 表 3-16 项目桥(运行阶段)
Project bridges (operational phase)
序号 字段名称 字段类型 是否主键 能否为空 注释
1 num int 是 否 序号
2 id varchar 否 否 项目桥编码
3 condition varchar 否 否 运行状态
4 manager varchar 否 否 管理者
5 problem varchar 否 是 维修问题
6 photo varchar 否 是 问题拍照
7 solution varchar 否 是 解决方案
8 maintenanceTime varchar 否 是 维修时间
9 remark varchar 否 是 备注
（5）涵在调查阶段、设计阶段、招标施工验收阶段、运行阶段的数据表， 如表 3-17 到表 3-20 所示。
表 3-17 项目涵(调查阶段) Tab3-17 Project culverts(investigation phase)
序号 字段名称 字段类型 是否主键 能否为空 注释
1 num int 是 否 序号
2 examine_num varchar 否 否 调查编号
3 town_num int 否 否 乡镇编码
4 village_num int 否 否 村庄编码
5 x varchar 否 否 项目桥 X 坐标
6 y varchar 否 否 项目桥 Y 坐标
7 photo varchar 否 是 照片
8 condition int 否 是 完好程度
9 span int 否 是 跨度
10 spannum int 否 是 跨数
11 cluvertwidth int 否 是 宽度
12 time data 否 否 修改日期
13 transactor_id char 否 否 经办人
14 remark varchar 否 是 备注
表 3-18 项目涵(设计阶段) Tab3-18 Project culverts (design phase)
序号 字段名称 字段类型 是否主键 能否为空 注释
1 num int 是 否 序号
2 id varchar 否 否 项目涵编号
3 town_num int 否 否 乡镇编码
4 village_num int 否 否 村庄编码
5 x varchar 否 否 项目桥 X 坐标
6 y varchar 否 否 项目桥 Y 坐标
7 photo varchar 否 是 照片
8 condition int 否 是 完好程度
9 span int 否 是 跨度
10 spannum int 否 是 跨数
11 cluvertwidth int 否 是 宽度
12 time data 否 否 修改日期
13 transactor_id char 否 否 经办人
14 remark varchar 否 是 备注
表 3-19 项目涵（招标施工验收阶段）
Tab3-19 Project culverts (acceptance stage of tender construction)
序号 字段名称 字段类型 是否主键 能否为空 注释
1 num int 是 否 序号
2 id varchar 否 否 项目涵编码
3 segment int 否 否 所在标段
4 company varchar 否 否 施工单位
5 level varchar 否 否 资质等级
6 fileaddress varchar 否 否 验收材料地址
7 JS bit 否 否 建设方是否通过验收
8 JL bit 否 否 监理方是否通过验收
9 SJ bit 否 否 设计方是否通过验收
10 KC bit 否 否 勘测方是否通过验收
11 JD bit 否 否 监督方是否通过验收
12 remark varchar 否 是 备注
Tab3-20 表 3-20 项目涵(运行阶段) Project culverts (operational phase)
序号 字段名称 字段类型 是否主键 能否为空 注释
1 num int 是 否 序号
2 id varchar 否 否 项目涵编码
3 condition varchar 否 否 运行状态
4 manager varchar 否 否 管理者
5 problem varchar 否 是 维修问题
6 photo varchar 否 是 问题拍照
7 solution varchar 否 是 解决方案
8 maintenanceTime varchar 否 是 维修时间
9 remark varchar 否 是 备注
（6）排水沟在调查阶段、设计阶段、招标施工验收阶段、运行阶段的数据 表，见表 3-21 到表 3-24。
表 3-21 项目排水沟（调查阶段）
Tab3-21 Project drainage (investigation phase)
序号 字段名称 字段类型 是否主键 能否为空 注释
1 num int 是 否 序号
2 examine_num varchar 否 否 调查编号
3 town_num int 否 否 乡镇编码
4 startpointx varchar 否 否 道路起点X坐标
5 startpointy varchar 否 否 道路起点 Y 坐标
6 finishpointx varchar 否 否 道路终点 X 坐标
7 finishpointy varchar 否 否 道路终点 Y 坐标
8 photo varchar 否 是 照片
9 length int 否 是 排水沟长度
10 width int 否 是 排水沟底宽
11 deep int 否 是 排水沟深度
12 dredging varchar 否 是 疏浚情况
13 time data 否 否 修改日期
14 transactor_id char 否 否 经办人
15 remark varchar 否 是 备注
表 3-22 项目排水沟(设计阶段) Tab3-22 Project drainage (design phase)
序号 字段名称 字段类型 是否主键 能否为空 注释
1 num int 是 否 序号
2 id varchar 否 否 排水沟编码
3 town_num int 否 否 乡镇编码
4 startpointx varchar 否 否 道路起点X坐标
5 startpointy varchar 否 否 道路起点 Y 坐标
6 finishpointx varchar 否 否 道路终点 X 坐标
7 finishpointy varchar 否 否 道路终点 Y 坐标
8 photo varchar 否 是 照片
9 state_num int 否 是 排水沟类型
10 length int 否 是 设计长度
11 width int 否 是 设计底宽
12 deep int 否 是 设计深度
13 slope int 否 是 设计边坡
14 n int 否 是 糙率
15 q int 否 是 排涝流量
16 time data 否 否 修改日期
17 transactor_id char 否 否 经办人
18 remark varchar 否 是 备注
表 3-23 项目排水沟（招标施工验收阶段）
Tab3-23 Project drainage (acceptance stage of tender construction)
序号 字段名称 字段类型 是否主键 能否为空 注释
1 num int 是 否 序号
2 id varchar 否 否 排水沟编码
3 segment int 否 否 所在标段
4 company varchar 否 否 施工单位
5 level varchar 否 否 资质等级
6 fileaddress varchar 否 否 验收材料地址
7 JS bit 否 否 建设方是否通过验收
8 JL bit 否 否 监理方是否通过验收
9 SJ bit 否 否 设计方是否通过验收
10 KC bit 否 否 勘测方是否通过验收
11 JD bit 否 否 监督方是否通过验收
12 remark varchar 否 是 备注
Tab3-24 表 3-24 项目排水沟(运行阶段)
Project drainage (operational phase)
序号 字段名称 字段类型 是否主键 能否为空 注释
1 num int 是 否 序号
2 id varchar 否 否 排水沟编码
3 condition varchar 否 否 运行状态
4 manager varchar 否 否 管理者
5 problem varchar 否 是 维修问题
6 photo varchar 否 是 问题拍照
7 solution varchar 否 是 解决方案
8 maintenanceTime varchar 否 是 维修时间
9 remark varchar 否 是 备注
（7）表 3-25到表 3-28 项目木林在调查阶段、设计阶段、招标施工验收阶 段、运行阶段的数据表。
表 3-25 项目木林(调查阶段) Tab3-25 Project woods (investigation phase)
序号 字段名称 字段类型 是否主键 能否为空 注释
1 num int 是 否 序号
2 examine_num varchar 否 否 调查编号
3 town_num int 否 否 乡镇编码
4 x1 varchar 否 否 树木 X1 坐标
5 y1 varchar 否 否 树木 Y1 坐标
6 x2 varchar 否 是 树木 X2 坐标
7 y2 varchar 否 是 树木 Y2 坐标
8 x3 varchar 否 是 树木 X3 坐标
9 y3 varchar 否 是 树木 Y3 坐标
10 x4 varchar 否 是 树木 X4 坐标
11 y4 varchar 否 是 树木 Y4 坐标
12 photo varchar 否 是 照片
13 sum int 否 是 树木数量
14 width int 否 否 树木种类
15 time data 否 否 修改日期
16 transactor_id char 否 否 经办人
17 remark varchar 否 是 备注
表 3-26 项目木林(设计阶段) Tab3-26 Project woods (design phase)
序号 字段名称 字段类型 是否主键 能否为空 注释
1 num int 是 否 序号
2 id varchar 否 否 木林编码
3 town_num int 否 否 乡镇编码
4 x1 varchar 否 否 树木 X1 坐标
5 y1 varchar 否 否 树木 Y1 坐标
6 x2 varchar 否 是 树木 X2 坐标
7 y2 varchar 否 是 树木 Y2 坐标
8 x3 varchar 否 是 树木 X3 坐标
9 y3 varchar 否 是 树木 Y3 坐标
10 x4 varchar 否 是 树木 X4 坐标
11 y4 varchar 否 是 树木 Y4 坐标
12 state_num int 否 是 木林类型
13 photo varchar 否 是 照片
14 sum int 否 是 树木数量
15 width int 否 否 树木种类
16 time data 否 否 修改日期
17 transactor_id char 否 否 经办人
18 remark varchar 否 是 备注
表 3-27 项目木林（招标施工验收阶段）
Tab3-27 Project woods (acceptance stage of tender construction)l
序号 字段名称 字段类型 是否主键 能否为空 注释
1 num int 是 否 序号
2 id varchar 否 否 木林编码
3 segment int 否 否 所在标段
4 company varchar 否 否 施工单位
5 level varchar 否 否 资质等级
6 fileaddress varchar 否 否 验收材料地址
7 JS bit 否 否 建设方是否通过验收
8 JL bit 否 否 监理方是否通过验收
9 SJ bit 否 否 设计方是否通过验收
10 KC bit 否 否 勘测方是否通过验收
11 JD bit 否 否 监督方是否通过验收
12 remark varchar 否 是 备注
表 3-28 项目木林(运行阶段) Tab3-28 Project woods (operational phase)
序号 字段名称 字段类型 是否主键 能否为空 注释
1 num int 是 否 序号
2 id varchar 否 否 木林编码
3 condition varchar 否 否 运行状态
4 manager varchar 否 否 管理者
5 problem varchar 否 是 维修问题
6 photo varchar 否 是 问题拍照
7 solution varchar 否 是 解决方案
8 maintenanceTime varchar 否 是 维修时间
9 remark varchar 否 是 备注
（8）田块在调查阶段、设计阶段、招标施工验收阶段、运行阶段的数据表， 见表 3-29 到表 3-32。
表 3-29 项目田块(调查阶段) Tab3-29 Project fields (investigation phase)
序号 字段名称 字段类型 是否主键 能否为空 注释
1 num int 是 否 序号
2 examine_num varchar 否 否 调查编号
3 town_num int 否 否 乡镇编码
4 village_num int 否 否 村庄编码
5 x1 varchar 否 否 田块Xi坐标
6 y1 varchar 否 否 田块Yi坐标
7 x2 varchar 否 是 田块X2坐标
8 y2 varchar 否 是 田块丫2坐标
9 x3 varchar 否 是 田块X3坐标
10 y3 varchar 否 是 田块丫3坐标
11 x4 varchar 否 是 田块X4坐标
12 y4 varchar 否 是 田块丫4坐标
13 photo varchar 否 是 照片
14 width int 否 是 作物种类
15 time data 否 否 修改日期
16 transactor_id char 否 否 经办人
17 remark varchar 否 是 备注
表 3-30 项目田块(设计阶段) Tab3-30 Project fields (design phase)
序号 字段名称 字段类型 是否主键 能否为空 注释
1 num int 是 否 序号
2 id int 否 否 田块编码
3 town_num int 否 否 乡镇编码
5 village_num int 否 否 村庄编码
6 x1 varchar 否 否 田块Xi坐标
7 y1 varchar 否 否 田块Yi坐标
8 x2 varchar 否 是 田块X2坐标
9 y2 varchar 否 是 田块丫2坐标
10 problem varchar 否 是 土地问题
11 solution int 否 是 处理措施
12 time data 否 否 修改日期
13 transactor_id char 否 否 经办人
14 remark varchar 否 是 备注
表 3-31 项目田块（招标施工验收阶段）
Tab3-31 Project fields (acceptance stage of tender construction)
序号 字段名称 字段类型 是否主键 能否为空 注释
i num int 是 否 序号
2 id varchar 否 否 田块编码
3 segment int 否 否 所在标段
4 company varchar 否 否 施工单位
5 level varchar 否 否 资质等级
6 fileaddress varchar 否 否 验收材料地址
7 JS bit 否 否 建设方是否通过验收
8 JL bit 否 否 监理方是否通过验收
9 SJ bit 否 否 设计方是否通过验收
i0 KC bit 否 否 勘测方是否通过验收
ii JD bit 否 否 监督方是否通过验收
i2 remark varchar 否 是 备注
表 3-32 项目田块（运行阶段） Tab3-32 Project fields （operational phase）
序号 字段名称 字段类型 是否主键 能否为空 注释
1 num int 是 否 序号
2 id varchar 否 否 田块编码
3 condition varchar 否 否 运行状态
4 manager varchar 否 否 管理者
5 problem varchar 否 是 维修问题
6 photo varchar 否 是 问题拍照
7 solution varchar 否 是 解决方案
8 maintenanceTime varchar 否 是 维修时间
9 remark varchar 否 是 备注
3.6基于关联规则算法的建设监管
3.6.1关联规则
关联规则通常被用于挖掘数据间的潜在规则，找到项目之间联系［54］。最初在 上世纪八十年代被用于对超市购物单中隐藏的信息进行发掘，以分析客户的购买 习惯［55］。对于关联规则有如下定义：
设I = {Ii，【2，…，心是一个项目集合，事务数据库D = {t1, t2, ...,tn}是
由一系列具有唯一标识TID的事务构成，每个事务t1 （i = 1, 2, ..., n）都对
应 I 上的一个子集。
（1） 支持度：给定一个全局项目集I和数据事务总数D。一个项目集I］GI 在D上的支持度（Support）是包含事务I1在D中所占的百分比。
Support （IQ =|| {t€ DR Gt} ||/|| D ||=P （1丿 （3-1）
其中| {tG D|Ii Gt} II也称为支持度计数。
（2） 置信度：给定一个全局项目集I和数据事务总数D。一个定义在I和D 上的关联规则形h - I2,它的置信度是指同时包含【1和【2的事务数与包含h的事 务数之比，即
Confidence（I1 -I2）= Support（IE2） （3-2）
1 2 Support（I1 ）
其中,
Support （I】t I?） = P （Ii AI2） （3-3）
在研究中通常有人为规定的两个指标，分别是最小支持度(MinSupport)和最 小置信度(MinConfidence)。只有高于这个最小值才能说明他们之前是有关联规则 的 ［56］。
3.6.2关联规则中的 Apriori 算法
Apriori 算法是经典的关联规则算法，也是目前数据挖掘领域中使用最为活
跃的算法之一［57］。但仅靠上面两个指标计算容易出现误导，因为在置信度满足条 件的时候，置信度与原有的支持度相比可能反而会发生下降，因此需要增加提升 度这一指标验证关联规则有效性，其公式为：
提升度反映了关联规则中的 X 重点内容与 Y 的相关性，提升度 >i 且越高 表明关联性有效;否则是无效的。
整个算法的大致算法思想和流程如下所述。
首先遍历一次数据库，对所有事物进行划分，找到所有单独的项集，其中只 包含了一个项目，称作 i 项集。然后统计所有的 i 项集在数据集合中出现的次数， 保存次数总和高于最小支持度的 i 项集。这些 i 项集的集合就是频繁 i 项集 Li。
之后进入迭代阶段，通过已得到的频繁k项集Lk+i来寻找新一阶段的频繁 k+1项集Lk+i-首先候选k+i项集Ck+i由Lk中的成员两两组合而得出，而后统
计数据集合中候选 k+i 项集 Ck+i 中元素出现的频率。将频率值高于最小支持度 MinSupport 的 k+i 项集存入频繁 k+i 项集 Lk+i 中。
循环下去，直到没有新候选或频繁的项目集合产生。 最终，迭代循环停止时，就可以得到所有的满足设定阈值的频繁项集。而后
可以进一步计算频繁项集的置信度，并根据置信度得到最终的关联规则。具体流 程如图 3-6 所示。
图 3-6 Apriori 算法流程图
Fig.3-6 Apriori Algorithm Flow Chart
3.6.3Apriori 算法在建设监管方面的应用
目前，关联规则广泛的运用于生活的诸多领域。在高标准农田建设安全管理 方面同样可以深度寻求数据之间的联系，达到更加科学、规范化的管理。引入数 据挖掘技术中的 Apriori 关联规则算法能够很好发现隐含在高标准农田管理系统 中建设安全方面有价值的信息，能够更好的为监管部门或其他部门提供更多、更 好、更优质的数据支撑和决策依据。
本次实验就以在本系统运行的过程中积累的大量责任主体、工程质量检查、 问题类别等信息进行关联性挖掘。针对建设过程数据中包含的主体单位类型、工 程项目类别、工程地点、工程进度状态、工程性质、技术问题描述等属性进行了 关联规则挖掘，寻找他们之间的联系，对高标准农田监管工作人员有着辅助决策 的作用。以下是运用 Apriori 算法挖掘数据之间联系的步骤。
3.6.3.1 数据预处理
为了提高实验的准确度,挖掘出对高标准农田监管工作人员有辅助决策作用 的关联规则,首先去除了存在错误输入和空缺的数据记录。同时根据工程项目所 在地,将工程地点归类为六个项目区。根据数据实际情况,将工程性质分为四种, 新建、保留、更新、再利用。最后结合关联规则挖掘的数据类型需要把出现的问 题总结归纳为以下的几种,如下表3-33问题类别描述所示。表3-34为部分实验 数据。
表 3-33 问题类别描述
Tab3-33 Description of the problem category
问题类别 具体含义 问题类别 具体含义
01 道路长宽厚度不满足设计要求 15 变压器配电房质量不达标
02 机井深度不满足规范标准 16 变压器高压线布置不符合规范要求
03 机井井盖材料与设计不符 17 木林项目管护责任和措施不到位
04 机井配电与设计不符 18 田间工程设施产权不清晰
05 机井水泵功率不达标 19 土地地块平整度不达标
06 机井位置有偏差 20 工人施工安全防护措施不到位
07 排水沟的开挖宽度、深度不足 21 防护用具穿戴不符合规范要求
08 排水沟开挖垫层不达标 22 施工用电不规范
09 沟渠建后管护责任和措施不到位 23 脚手架安全防护措施不到位
10 项目桥质量不达标 24 临边、临空安全防护措施不到位
11 项目桥长度、宽度与设计不符 25 高空安全防护措施不到位
12 项目涵质量不达标 26 施工便道安全防护措施不到位
13 项目涵布置与设计不符 27 安全警示标志设置不符合规范要求
14 变压器布置与设计不符
表 3-34 实验数据(部分)
Tab3-34 Experimental data (partial)
主体单位 工程项目类别 项目区 村庄 工程性质 建设状态 问题
监理单位 道路 项目区2 孙西村 新建 施工阶段 01
设计单位 道路 项目区2 代集村 新建 设计阶段 26
设计单位 机井 项目区2 代集村 更新 设计阶段 02
检测单位 机井 项目区2 袁店村 保留 施工阶段 03
施工单位 机井 项目区2 袁店村 新建 施工阶段 06
监理单位 田块 项目区2 寺前李村 更新 施工阶段 19
建管单位 田块 项目区2 孙西村 更新 运行阶段 27
施工单位 变压器 项目区2 孙西村 保留 施工阶段 21
施工单位 变压器 项目区2 屈楼村 保留 施工阶段 25
建管单位 木林 项目区2 袁店村 新建 运行阶段 17
3.6.3.2 实验结果与分析
在文章的 3.6.2 节中已经对 Apriori 算法进行了详细的介绍，根据算法需要计 算数据集中的每一个数据项的支持度和任意K个项集的关联规则的置信度并对 其进行数据分析。现将数据库中存放的一千多条数据的五种类型的主体单位分为 Ai-A5,八种工程项目类别分为Bi-B8,地点方面主要统计六个项目区分别为 Ci-C6，四种工程性质分为Di-D4,四种建设状态分别为Ei-E4,二十七种技术 问题分为F0i-F28。在对实验数据整理的时候为了减少不必要的候选集的产生， 先对数据进行有效处理，把出现次数少于 5 次的数据删去不计。可以得到如下表 3-35 所示的有效数据集合。
表 3-35 有效数据集合
Tab3-35 Effective data sets
单项集 条目数 单项集 条目数 单项集 条目数
Ai 230 C4 20i Fii 73
A2 i89 C5 44 Fi3 25
A3 i76 C6 98 Fi4 28
A4 2i4 Di 389 Fi5 59
A5 203 D2 329 Fi6 35
Bi 78 D3 297 Fi7 8i
B2 i36 Ei 280 Fi8 34
B3 222 E2 262 Fi9 i3
B4 i3i E3 329 F20 i27
B5 25i E4 i4i F2i 37
B6 ii6 F0i 6i F22 26
B7 69 F02 82 F23 i5
B8 i2 F06 ii7 F24 9
Ci i6i F07 44 F25 4i
C2 247 F08 56 F26 22
C3 264 F09 30 F27 i9
根据有效数据集，使用 Apriori 算法开始遍历寻找频繁项集。为了在后续实 验中保留更多数据挖掘发现关联规则，这里设置最小支持度和最小置信度分别为 0.03 和 0.3。可以得到的结果如表 3-36 所示。
表 3-36 频繁项集
Tab3-35 Effective data sets
频繁项集 支持度 置信度 提升度
A4&Bi&C2&E3&F26 0.58 0.62 i.i3
A3&B2&Ci&E2&F06 0.39 0.73 i.36
A4&B3&C2&E3&F20 0.64 0.77 i.28
Ai&B7&C5&E4&Fi7 0.44 0.53 i.85
根据寻找到的频繁项集，可以得到如下结论：
(1)｛A4=施工单位，C2=项目区2，Bi=道路项目，E3=施工阶段｝—｛问题 =26｝的支持度为 0.58，置信度为 0.62，证明他们之间有较强的关联规则。且提升 度为i.i3,大于i，表明该规则是有效的。这表示项目区2的施工等单位在道路 施工时要注意做好施工便道的安全防护措施。
(2)｛A3=设计单位，B2=机井项目，Ci=项目区i,己2=设计阶段｝-｛问题 =F06｝的支持度为0.39，置信度为0.73，证明他们之间有较强的关联规则。且提 升度为i.36,大于i,表明该规则是有效的。这说明了设计单位在项目区i机井 项目的设计阶段发现很多机井项目的位置有偏差，需要重点核对数据，查看是外 业调查数据出现问题，还是卫星影像、数据输出转换等方面出现问题。
(3)｛A4=施工单位，B3=变压器项目，C2=项目区2, E3=施工阶段｝-｛问 题=F20｝的支持度为0.64，置信度为0.77，证明他们之间有较强的关联规则。且 提升度为i.28,大于i,表明该规则是有效的。这说明施工单位在项目区2变压 器施工阶段出现了比较多的工人施工安全防护不得到位的情况，其他部门也要重 点检查施工现场安全防护措施问题，保证施工安全。
(4)｛Ai=建设单位，B7=木林项目，C5=项目区5,己4=运行阶段｝-｛问题 =Fi7｝的支持度为0.44，置信度为0.53，证明他们之间有较强的关联规则。且提 升度为i.85,大于i而且相比其他项较高。不仅能说明该规则有效，还说明发生 的可能性很大。这表明项目区 5 的建设单位在木林项目运行阶段要注意后期的管 理维护。
通过这些分析结果可以有效辅助有关部门加强高标准农田工程建设质量安 全监管工作，提高监管效率。
3.7本章小结
本章主要说明了高标准农田建设信息管理系统需求分析、体系结构以及每个 模块的预期功能，最后对高标准农田底层数据库进行设计。以机井项目为例说明 设计数据库时运用的 E-R 模型结构，结构中逻辑关系是什么，最终转化成数据 表的形式存储在数据库中。还具体分析了建设监管模块中 Apriori 算法是如何运 用的。
4高标准农田建设信息管理系统—以 X 县为例
4.1系统概述
本系统选用C#作为开发语言，基于ArcEngine组件技术进行的二次开发，C# 语言既有C和C++和VB的大部分优点，有着良好的开发能力。可以很好地解决 传统的土地建设管理中存在的信息孤岛、数据碎片化、容易丢失等缺陷,为数据 的安全可靠性提供有力保障。具体功能方面，本系统可以实现：用户管理,主要 是用户的安全登录、用户信息的修改、用户权属、用户权限设置、用户事务通知 等，帮助用户更好及时的管理数据；数据操作功能，主要是增加、修改、删除、 查询等基础操作，还可以完成数据的更新提交给下一权属方，协助多方管理数据， 保证信息准确性和及时性。还可以进行空间数据的部分操作，比如SHP数据、 CAD 数据空间数据的输入输出等；地图操作功能，主要是地图的放大、缩小、 移动等；系统管理功能，主要是对系统的维护、系统资料的备份、数据字典的管 理等，有效保证信息的安全性。其中系统数据主要可分为图形数据和属性数据两 方面来管理，对于外业调查中所获得的属性数据主要利用数据操作模块和用户权 限设置合作管理，实现对分项信息的登记变更。而获得的图形数据，如SHP数 据、 CAD 数据、栅格数据等则主要通过地图操作模块进行数据添加以及可视化 管理，便于管理人员更加直观的观察管理数据。
4.2系统开发环境
根据系统概述，选用以下的开发环境，如表 4-1 所示。
表 4-1 系统的开发环境
Tab4-1 System development environment
类别 选用平台
操作系统
系统基础平台
系统开发平台 系统的开发语言 数据库 Windows 7
ArcGISEngine10.2、ArcGIS10.2
Visual Studio 2015 Visual C# SQLserver2005、Geodatabase
4.3系统主要功能模块实现
4.3.1连接数据库
数据都存放在数据库中，因此首要的任务就是如何连接数据库，这样才可以
把相应的数据从数据库中调取。以下是连接数据库的相关代码。
public static string conStr="server=127.0.0.1;database=GBZNT;
uid=xuena;pwd= 123";//连接字符串
private static SqlConnection _sqlCon = null;//连接
private static SqlTool」nstance = null;//实例
private static object」ock = new object();〃锁 public static SqlTool Instance
{
set
{Instance = _instance;}
get
{
if (_instance == null)
{
lock (_lock)
{
_instance = new SqlTool();
if (_sqlCon == null)
{
_sqlCon = new SqlConnection(conStr); }}}
return _instance;
}}
public DataTable ExecuteQuery(string sql)
{
DataSet myDs = new DataSet(); SqlDataAdapter myDa = new SqlDataAdapter(); if (_sqlCon.State == ConnectionState.Closed)
{
_sqlCon.Open();
}
myDa.SelectCommand = new SqlCommand(sql, _sqlCon); myDa.Fill(myDs);
_sqlCon.Close(); return myDs.Tables[0];
}
public void ExecuteQuery2(string sql)
{
DataSet myDs = new DataSet();
SqlDataAdapter myDa = new SqlDataAdapter();
if (_sqlCon.State == ConnectionState.Closed)
{
_sqlCon.Open();
}
myDa.SelectCommand = new SqlCommand(sql, _sqlCon); myDa.Fill(myDs);
_sqlCon.Close();
}
本次实验采用的是本地数据库，所以在连接字符串中直接设置为 i27.0.0.i。 后面是要连接的数据库名称，以及访问该数据库需要的用户名和密码。数据库本 身的用户名和密码增添了数据的安全性。后面则是配置数据库的连接、实例和线 程锁。线程锁的作用的是保证程序稳定的执行，在执行的过程不受外界的干扰， 其他线程想要工作就必须等到该线程工作完成后才可以执行。在连接好数据库之 后就可以开始具体搭建各个功能模块了。
4.3.2用户管理模块
4.3.2.1用户登录
系统登录界面设置为第一次登录需要先进行注册，注册为保证安全由管理人 员统一注册。注册完成后根据已有用户名密码进行登录，系统会先检测用户输入 的信息是否符合标准，这里设置的是用户名只能由数字组成，密码长度不小于六 位数。再符合标准的基础的上，系统会检测用户名和密码是否与数据库中的信息 匹配。如果不符合标准或者匹配错误，程序会执行 MessageBox 函数中的 show 方法，在弹出的对话框中会显示“用户名或密码错误，请重新输入”，如果匹配 正确即可进入高标准农田建设信息管理系统主界面。在检测用户名与密码是否与 数据库中存放的信息一致时，必须要考虑到 SQL 注入攻击， SQL 注入攻击是攻 击数据库的常用手段之一。为了保证系统安全，常用的防止 SQL 注入攻击的方 法有使用 PreparedStatement 接口采用预编译语句集、使用正则表达式过滤传入的 参数、字符串过滤、JSP中调用该函数检查是否包含非法字符、JSP页面判断代 码。本次实验采用的是字符串过滤的办法。用户登录具体流程如图 4-i 所示。
4.3.2.2系统主界面 在用户登录后，用户进入高标准农田建设信息管理系统客户端的主界面，系 统主界面如图 4-3 所示。
本系统的主界面采用 Windows 的风格模式，它是由标题栏、菜单栏、列表 图层区、数据显示区组成的。主界面顶部为标题栏蓝，标题栏下面是菜单栏，主 要包括文件管理，数据编辑，视图管理、地图操作、用户管理、系统工具五个部 分；屏幕左侧为图层列表区，可快速定位到相关的项目区域；屏幕中间为数据显 示区，由于篇幅限制，此处数据显示区是以研究区 i 为例展示的项目区域范围； 屏幕右下角为坐标信息。
图 4-3 系统主界面
Fig.4-3 System interface
4.3.2.3用户信息查询及权限管理 点击菜单栏中用户管理选项卡，可查看用户的个人信息，如图 4-4 所示。
用户个人信息包括账号、密码、姓名、性别、电话、公司等，部分信息可根 据用户的需要修改。其中权属表示该账号是建设单位、设计单位、监理单位、施 工单位以及其他单位中哪一方。权限等级分为两级，第一级只可对数据进行查看 和提交上报问题，第二级权限可对相应权属范围内的数据进行修改。查看更多用 户信息需要管理员权限，否则会有 MessageBox 函数中的 show 方法，在弹出的 对话框中会显示“抱歉，您的权限不足”。
4.3.3数据管理模块
数据显示分为两种模式，一是表格模式对数据进行显示，二是地图模式对数 据进行显示。点击菜单栏中窗口视图可以切换显示表格数据。数据管理流程如图 所示：
图 4-5 数据管理流程图
Fig.4-5 Data management flow chart
不同项目类型有不同的特征参数，本节主要以项目区中机井项目为例介绍表 格模式下的数据管理。首先由调查人员对项目进行外业调查。登录系统后，把调 查的数据整理录入系统。
点击菜单栏中数据操作下的添加数据按钮，系统会弹出添加数据窗口。按照 提示填入项目数据信息。填写完成后，点击保存按钮，有“保存成功”字样的提 示框弹出即表示数据保存成功。录入完成后数据如图 4-6 所示。
图 4-6 机井项目调查阶段数据
Fig.4-6 Project well investigation phase data
对有问题的数据可以双击该行数据查看数据详情进行修改，如图 4-7 所示， 数据详情中还会显示录入时间，经办人，和备注等信息。在数据量庞大的情况下， 也可通过上方的查询条件和查询关键字查询处理。确认无误后点击上方的提交按 钮，该数据便可由临时数据正式存入数据库中。
图 4-7 数据详情窗口
Fig.4-7 Data Details Window 提交过程的代码为：
sql = "insert into well(x,y,town_num,village_num,examine_num,wellcondition, examine_r,pump,electric) values(@x,@y,@selecttown,@selectvillage,@examinenum,
@condition,@examR,@pump,@electric)";
SqlParameter[] pms2 = new SqlParameter[]{
new SqlParameter("@x",SqlDbType.NVarChar,15) {Value=textBox1.Text},
new SqlParameter("@y",SqlDbType.NVarChar,15) {Value=textBox2.Text}, new SqlParameter("@selecttown",SqlDbType.Int) {Value=comboBox1.SelectedIndex + 1},
new SqlParameter("@selectvillage",SqlDbType.Int) {Value=selectvillage},
new SqlParameter("@examinenum",SqlDbType.Int) {Value=textBox12.Text},
new SqlParameter("@examR",SqlDbType.Int)
{Value=Convert.ToInt32(textBox13.Text)},
new SqlParameter("@condition",SqlDbType.Int) {Value=comboBox3.SelectedIndex+1},
new SqlParameter("@pump",SqlDbType.Bit) {Value=comboBox4.SelectedIndex},
new SqlParameter("@electric",SqlDbType.Bit){Value=comboBox5.SelectedIndex},
};
int r = SqlHelper.ExecuteNonQuery(sql, pms2);
this.Text = "提交数据成功";
已经提交的数据如需要删除，只需选中要删除的数据行，点击数据工具的删
除会弹出操作提示框，点击确定即可利用SQL语句删除该数据。相关代码为：
DialogResult result = MessageBox.Show("确定要删除吗?"，"操作提示"，
MessageBoxButtons.OKCancel, MessageBoxIcon.Warning);
int num = Convert.ToInt32(label7.Text);
if (result == System.Windows.Forms.DialogResult.OK)
{
string sql = string.Format("delete from {0} where {1} = {2}", ItemName,
ItemName+"_num",label7.Text);
int count = Convert.ToInt32(SqlHelper.ExecuteNonQuery(sql));
if (count > 0)
{this.Text="删除成功"；
flag = 1;}}
其次由设计方登录系统，结合调查阶段数据对高标准农田机井项目进行设计。 项目机井设计时可先查看调查数据，根据设计需要选择机井状态。保留是不需要 重新打井，直接在现有的基础上配套设施；更新是尺寸等不符合设计规范，需要 重新打井；废弃是不再使用。也可以直接添加新建机井的数据。设计方设计好并 录入数据后同样提交，数据便可进入下一个阶段。在招标施工以及验收阶段，
用户可对有问题的数据进行查询，并向设计方或者其他方发送问题报告，如图
4-8 所示。
Fig.4-8 Issue report window 其他方在收到问题报告后可以在用户管理的事务通知中查看，并对问题进行 处理回复。
4.3.2.2 建设监管数据统计 在整个建设过程中，会有大量的问题报告。提取这些数据中的有效信息，运 用本文中 3.6 所述的 Apriori 算法对数据进行深度挖掘。统计完成的结果以 TXT 记事本格式输出。统计过程部分代码如下：
Output IApriori.ProcessTransaction(double minSupport, double minConfidence, IEnumerable<string> items, string[] transactions)
{
IList<Item> frequentItems = GetL1FrequentItems(minSupport, items, transactions);
ItemsDictionary allFrequentItems = new ItemsDictionary(); allFrequentItems.ConcatItems(frequentItems);
IDictionary<string, double> candidates = new Dictionary<string, double>(); double transactionsCount = transactions.Count();
do{
candidates = GenerateCandidates(frequentItems, transactions); frequentItems = GetFrequentItems(candidates, minSupport, transactionsCount);
allFrequentItems.ConcatItems(frequentItems)；} while (candidates.Count != 0)；
HashSet<Rule> rules = GenerateRules(allFrequentItems)；
IList<Rule> strongRules = GetStrongRules(minConfidence, rules, allFrequentItems)；
Dictionary<string, Dictionary<string, double>> closedItemSets = GetClosedItemSets(allFrequentItems)；
IList<string> maximalItemSets = GetMaximalItemSets(closedItemSets)； return new Output
{StrongRules = strongRules, MaximalItemSets = maximalItemSets, ClosedItemSets = closedItemSets, FrequentItems = allFrequentItems}； }
4.3.4地图操作模块
地图基本操作包括地图的放大、缩小、移动等，地图的放大、缩小是用到 MapControl 控件里的 Extent 方法，地图的移动主要用到 MapControl 控件里 Pan 来实现。
地图模式主要是对表格模式的数据可视化，让高标准农田建设工作者能好的 吸收掌握数据情况。双击左边图层列表中项目类型将查询数据库中该范围下项目 数据并可视化显示。如图 4-9 所示为项目区2 调查阶段的项目机井的现状图。阶 段可由菜单栏的地图操作中阶段设置，默认为调查阶段。
图 4-9 调查阶段机井可视化图
Fig.4-9 Visualization of Machine Well in Investigation Stage
查询数据库并显示的代码如下：
gFlagLayer = 1；//图层标识
List<Model> pList= this .GetModelBySql(" select well1.num,well1.x,well1.y from well1 where tname='{0}' and vname='{1}'", SelectTown, SelectViilage")； if(pList!= null && pList.Count > 0)
{
List<Model> pAddList = new List<Model>()；
if (gData_First_Old == null || gData_First_Old.Count == 0)
{
gData_First_Old = pList； pAddList = pList；
}
else
{
foreach (Model item in pList)
{
int index = gData_First_Old.FindIndex(delegate (Model it) { return it.Name == item.Name； })；
if (index != -1)
{
continue；}
else
{pAddList.Add(item);// 添加点数据}
}
}
this.AddDataToTable(pList); this.AddGraphicByDataAndPNG(pAddList, esriSimpleMarkerStyle.esriSMSCircle); gData_First_Old = pList;
this.toolStripLabel2.Text= "0/0";
int init = 0;
this.toolStripLabel2.Text = init.ToString() + "/" + (this.dataGridView1.RowCount-1).ToString();}
在设计阶段，机井的可视化如图 4-10所示。
图 4-10 设计阶段机井可视化图 Fig.4-10 Visualization of Machine Well in Design Stage 设计阶段项目机井有三种状态类型，分别为保留现有机井、更新现有机井、 新建机井。在上图中保留现有机井为十字图形，更新现有机井为圆圈图形，新建 机井为点状图形。这些可以通过菜单栏中地图操作的显示设置中调整。 显示设置是通过 ArcGIS Engine 中的 Symbol 类改变图层的符号来改变显示 的形状代码为：
ISimpleMarkerSymbol pSSymbol = new SimpleMarkerSymbolClass(); //符号设置
if (gFlag == "AddFirst")// 十字图形
{ pSSymbol.Style = esriSimpleMarkerStyle.esriSMSCross;
}
else if (gFlag == "AddSecond")//圆圈图形
{
pSSymbol.Style = esriSimpleMarkerStyle.esriSMSCircle;
}
else if(gFlag == "AddThird")
{
//pSSymbol.Style = esriSimpleMarkerStyle.esriSMSCircle
}
else if(gFlag == "AddForth")
{
pSSymbol.Style = esriSimpleMarkerStyle.esriSMSSquare;// 方形图案｝
除了机井、桥、涵这些类型的项目可以用点的形式表现以外，其他项目还有 需要用线的形式表示，比如道路项目，如图 4-11所示是项目区 2 设计阶段道路 可视化图。其中粗实线表示现状硬化路。细实线表示现状田间路，部分田间路是 土路。结合现状查看，项目区现有田间道路总体良好，可以纳入高标准农田道路 规划，绝大部分农田均有道路通达，基本满足农业生产需求。对于部分道路需要 延长使其满足通达率要求，新建延长的道路在图中使用虚线表示。
对照高标准农田建设要求，田间道路布置应适应农业现代化的需要，与田、 水、林、电、村规划相衔接。结合现状道路调查属性表，项目区内部分田间道路 路面为土路，无路基和排水沟，路况较差，坑洼不平，需要结合高标准农田总体 规划，将该部分道路进行升级改造，路面升级改造为混凝土路。
4.3.5系统管理模块
为了高标准农田建设信息管理系统数据的出现安全问题或可能泄密的情况， 系统 管理中历史记录、系统备份、系统维护以及数据字典仅对管理员开放。帮助可提 供给所有用户查看。历史记录主要是负责记录用户登录系统时间以及用户操作； 系统备份是由管理员定期备份记录，防止外界原因导致数据丢失或损坏后可以通 过备份好的数据恢复系统。
系统维护同样是保障系统安全中不可缺少的一环，随着用户的增加，系统会 出现各种问题，对于重大漏洞等问题一定要及时维护，保障系统数据安全。数据 字典是关于数据库中数据的描述，在需求分析阶段建立，是下一步进行概念设计 的基础，并在整个数据库设计过程中不断修改、充实、完善。其内容包括数据项、 数据结构、数据流、数据存储、处理过程。帮助则提供给用户一些操作帮助以及 系统版本、其他信息等。
系统备份窗口如图 4-13 所示。系统备份中可以查看备份的时间、备份文件 的文件名、备份存放地址以及执行备份操作的管理员和管理员账号信息。
-8裁备份 _ □ X
文件名称：r -1 备份时间; v| 备份项目：| 寸 备份时间：r 二 备份账户；匚
删除备份 新窪备份 J
萱询
备份文件名 存放路径 备份时间 备份项目 经办人 经办人账户
» 备阻 1 \SQL\Prog, F辽 esMticro *£t S... 20200204 项目道路 张三 2020100601
备份2 D \SQL\Prog) 4n Files\Mivro v£t S... 20200205 全部项目 张三 2020100601
备份3 D \SQL\Fro^*m FilesM^icro *£t S... 20200207 全部项目 刘一 2020120301
备份4 D \SQL\Progi am FilesMticro oft S... 20200213 项目机井 刘一 2020120301
图 4-13 系统备份窗口
Fig.4-13 System backup window
4.4本章小结
本章主要以项目区为例，测试运行高标准农田建设信息管理系统的各个功能 模块， 对如何操作管理数据做了说明。测试得到的结果表明，该系统界面简洁明了，能 及时的对用户操作作出响应，实现数据属性查询、数据可视化、用户之间信息传 递等多种功能。
5结论与展望
5.1结论
高标准农田在建设过程中存在着信息量大、信息碎片化；各方信息交互差， 在数据传递过程中难以保证数据的完整性，造成人力物力资源浪费。使用现代信 息化技术手段来提高建设过程数据管理工作的效率和水平使非常有必要的。
本次研究以帮助高标准农田建设为目标，分析了国内外农田发展的研究现状， 结合全生命周期的概念和河南省某市高标准农田建设项目，设计高标准农田建设 信息管理系统。得到的主要成果有：
（1）高标准农田建设信息管理系统可以实现项目数据的输入输出、普通的 增删改查等基本操作管理，用户还可以对有疑问的数据向数据提供方发送问题报 告，提供给参与建设的多方部门一个交流的平台，使信息协调一致。
（2）使用GIS组件设计，实现了高标准农田项目数据可视化，图像和属性 的统一管理，为参与建设各部门了解建设进度和整体的工程情况提供便利。
（ 3）结合了 Apriori 算法对系统运行过程中存储的大量数据进行深度挖掘， 寻找这些数据之间的潜在联系。在建设监管方面能提出一些建议，能帮助工作人 员有针对性的开展建设监管工作。
（ 4）系统界面十分友好，采用为大众所熟悉的 Window 界面，菜单、按键 等也设置的十分简单，便于使用和操作。
5.2展望
目前本系统能基本满足高标准农田信息的管理需求，科技仍在飞速发展，使 用者也会对高标准农田信息管理提出更高的要求，系统本身也存在着许多不足之 处，需要进一步完善加强。
（1） 增强系统的稳定性。目前的高标准农田建设信息管理系统同时接入的 用户还比较少，在大量用户请求接入的情况下必须要增加系统的稳定性，同时还 要进一步优化系统设计程序，去掉比较繁琐的步骤，保证系统响应速度。
（2） 向智能化方向发展。目前高标准农田信息系统在外业调查等阶段中还 存在需要大量人工的现象，即使是借助无人机等技术，也需要人工把数据导入到 系统中。如何把GPS等技术连接到系统中，实现信息的自动获取和现场确认等， 都是日后需要学习完善的地方。
（3） 向集成性发展。对于高标准农田，国内还有许多土地评价、农田确权 等系统出现。从发展趋势来看，这些系统在未来都会向着集成的方向发展。从单 一性能到多功能，能更好的实现数据之间的互通共享，更好的发挥这些系统的作 用。
攻读学位期间参与的科研项目及发表的学术论文
参加项目情况：
1、信阳市商城县水库除险加固工程；
2、商丘市睢县高标准农田规划。 发表论文情况：
1、田林钢，魏暄云,王素云.Supermap组件式开发在洪水演进中的应用研究[J]. 水利与建筑工程学报,2020,18(06):223-227.
致谢
时光总是无声无息地从身边溜走，在华北水利水电大学的三年时光转眼即逝。 即将毕业之际，心中感慨万千。在这里，我不仅学到了很多专业知识，还学到了 很多做人做事的道理。非常感谢老师、同学、师兄师姐师弟师妹们的陪伴和帮助， 让我度过了一个非常充实的研究生生活，也让我受益良多。
首先要感谢我的导师，田林钢教授。田老师在带领我们做项目的时候，不仅 训练了我们的专业技能知识，也教导了我们做人做事的方法。在找不到突破口的 时候，老师也会耐心的提点我，帮助我寻找方向。田老师经常告诉我们对于错误 的方向也不要全盘否定，而是要学会总结，吸取其中正确的部分总结错误的原因， 为下一次尝试做铺垫。从论文选题、数据处理、需求分析、系统设计、系统实现 以及论文写作的过程中，田老师给我提出了许多的宝贵意见。
同时也要感谢宋永嘉老师，三年来，一直对我们生活的关心，让我和外省的 同学们来到学校后也能感受到家的温暖。也要感谢您在学习上对我们的帮助，在 小论文初稿完成后，您一字一句的帮我们审核论文语句是否通顺，排版布局是否 合理，并提出很多宝贵的意见。在投稿后也督促我们时刻关注审核进度。
在这三年读研期间，不但有老师们的谆谆教导，还与朋友们度过了一段非常 美好的时光。感谢同门兄弟姐妹们对我学习工作中的帮助与支持，感谢师兄师姐 在软件方面提供的建议以及学习软件的帮助与支持，感谢所有帮助过我的同学及 朋友们，感谢你们对我论文的顺利完成给予的帮助与支持！
感谢水利2018级2班的全体同学和跟我一起生活了三年的舍友，在生活上 对我的关怀照顾，愿我们以后工作生活都能快乐，顺利。也要感谢我的父母亲人， 是你们一直支持着我，一直鼓励我。是你们作为我坚实的后盾，我才有动力去追 求去实现更好的自己。
感谢华北水利水电大学在学习上给我们提供了良好的学习和科研住宿环境， 在生活上给我们提供了优越的住宿条件。
最后，感谢评阅论文和出席学位论文答辩会的各位专家、教授，感谢他们在 百忙中给予的指导！
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