基于ＧＩＳ的稻飛虱信息發布系統

摘要：本文以ArcView GIS 3.2a作為組建信息發布系統的基本軟件平臺，對湖北省稻飛虱歷年系統資料及有關的空間和屬性數據進行分析、分類和整理，建立了包括屬性和空間數據庫的信息發布系統。本系統不僅具有基本的數據庫管理功能，如數據的采集、輸出和查詢等，更重要的是還可通過系統對種群的發生動態進行時空分析，并能與相關的預測預報模型結合指導生產實踐，它的運用不僅可提高各級植保站的工作效率，還能使全省蟲情數據整編和管理及試驗資料采集的標準化。

關鍵詞：稻飛虱；地理信息系統；數據庫；信息發布；系統

中圖分類號：S431.9文獻標識碼：A文章編號：0439-8114(2008)07-0833-03

Publishing System of Rice Planthopper Message Based on GIS

LI Hong1， PENG Chuan-Hua1， ZHANG Rong2， LEI Chao-Liang1

(1.Institute of Insect Resources， Huazhong Agricultural University， Wuhan 430070， China；

2.Southwest Forestry College，Kunming 650224， China)

Abstract： In this paper， ArcView GIS 3.2a was used to develop publishing system for rice planthopper message based on data in Hubei Province. The publishing system with spatial and corresponding attribute database， was built by analyzing， classifying， and editing the original data of the passed years. The system could provide powerful assistance for rice planthopper management in spatio-temporal analysis and other database functions， such as data inputting， outputting and querying. The system could help the staffs at all plant protection department to improve the efficiency， and standardize the data organization and management.

Key words： rice planthopper； GIS； database； message publishing； system

我國是世界上較早開展農業蟲害預測預報工作的國家之一，在蟲害預測預報研究中，積累了大量的蟲情數據[1]。但現有手段在處理多維數據時遇到了困難，對復雜的空間現象，尤其是對大范圍、多因素影響的害蟲管理更難以進行有效的研究。隨著信息技術的發展，近年來興起的地理信息系統(GIS)作為解決該問題的新途徑被廣泛應用到害蟲的管理和監測中，其中應用比較多的林業害蟲如舞毒蛾[2，3]、松毛蟲[4]和春尺蠖[5]等，農業害蟲如二化

螟[6]、稻縱卷葉螟[7]、東亞飛蝗[8]、棉鈴蟲[9]和旋幽夜蛾[10]等。GIS適用于大量空間數據及其相關屬性數據的處理，把地理學科以空間庫為主的數據庫與一般的數據管理、信息查詢類的數據庫結合起來，使GIS和信息技術與害蟲管理多學科配套、同步前進、整體突破。稻飛虱是一種遠距離、季節性遷飛的水稻害蟲，而水稻是湖北省播種面積最大、產量最高的主要糧食作物之一。因此，開發出適合湖北省稻飛虱管理和監測的的應用軟件，使得稻飛虱的時空動態和數量動態更加細化，為湖北地區的稻飛虱監測與管理提供理論基礎。

1稻飛虱信息發布系統的設計

稻飛虱的遷飛、定居、為害具有一定的規律性，為掌握其暴發的規律性，全國挑選了部分縣級植保站承擔全國聯合測報任務。本系統搜集整理了湖北省10個測報點歷年系統觀察數據，包括本侯燈下褐飛虱蟲量、本侯燈下褐飛虱遷入高峰日、觀測區百叢總蟲量、觀測區百叢長翅型蟲量、觀測區百叢短翅型蟲量、普查百叢總蟲量和田間褐飛虱主蟲態，再根據植保站現有情況確立了系統基本框架。

1.1設計目標

湖北稻飛虱信息發布系統設計主要有以下幾個目標：①為遷飛性水稻害蟲稻飛虱種群動態的空間分析提供支持。②保持系統的完善和實時更新。③數據的快速查詢和統計。④短期內蟲情數據預測。

1.2研究方法

系統使用ESRI公司出品的Mapobject 2.4進行地圖管理，客戶端以Visual Basic 6.0作為系統開發工具，屬性后臺數據庫利用Microsoft Office Access 2003創建，軟件采用了2層C/S結構，使用ADO方式和ODBC方式來訪問模型空間數據庫和屬性后臺數據庫，這兩個數據庫之間是以關鍵字縣級ID序號作為連接的，系統的整體結構如圖1。

1.3數據分析與收集

系統數據源：本侯燈下系統數據源為每日調查5日累計數據，觀測區數據源為系統觀測點數據，普查數據源為大田普查數據，觀測區與田間普查均采取5點取樣法。系統觀測數據以縣級植保站為基本單位，匯總為地區數據源，然后由地區上報到省，再報至國家農業技術推廣中心測報處匯總。稻飛虱系統數據由抽樣調查得到，有一定統計特性，在查閱有關文獻、咨詢相關專家的基礎上，我們根據需要有針對性地選擇了相關因子組建(表1)。

1.4數據庫的設計

數據庫是蟲情防治和預測的基礎，故稻飛虱信息發布系統的關鍵是建立數據庫，根據確立的系統目標以及實際需求，我們以ArcView GIS 3.2a作為基本的軟件平臺，對湖北省水稻稻飛虱歷年系統資料及有關的區劃、耕作制度、氣象等空間和屬性數據進行分類、編碼、輸入、編輯與圖幅拼接，分別建立了屬性和空間數據庫。

1.4.1屬性數據庫的建立屬性數據庫主要包括稻飛虱燈誘和田間系統資料(1985～2006年)(源于湖北省植保總站)、有關的氣象資料(溫度、光照、降水量等，源于湖北省氣象局)、耕作制度等。屬性數據庫采用統一的數據格式(dbf格式)，相同的關聯字段(地名)組建入庫。對于蟲情資料和氣象資料這類以時間序列排列的數據則以列作為時間單位并與相應的地名匹配，各類數據均單獨保存為一個或多個dbf數據表。只有保持固定的格式空間與屬性數據庫才能較好的聯結，圖2為蟲情與氣象記錄表的設計視圖，以顯示屬性數據的存儲方式。

1.4.2空間數據庫的建立以1∶300 0000的全國行政區劃圖為地理地圖，以湖北各縣為單位，對地圖進行數字化，生成各縣級植保站區劃圖。并根據各縣的地理數據建立空間數據庫，與圖層直接關聯的數據和其他屬性數據以各自獨立的方式進行組織，以縣級為ID為聯結關鍵字與屬性數據庫關聯。

2系統功能

①文件操作。對選定的地圖保存、打印、復制等。②圖層管理。地圖工具可實現地圖的放大、縮小以及漫游等，并設置了工具欄便于操作，地圖調閱則可根據查詢各個地區所在位置。③蟲情簡介。利用Media Player插件插入影音文件的稻飛虱簡介，即使整理調查與整理稻飛虱數據非專業人士，也對稻飛虱有個直觀的了解進而提高系統數據的精度。④蟲情分析與預測。對歷史系統數據情況進行分析并根據歷史數據預測一段時間后的蟲情發生期以及發生量。⑤數據管理。單要素查詢以及多要素查詢等，并能針對部門需求生成不同的報表。⑥氣象服務?？商峁┒鄠€地區較長時間里的氣象數據查詢并能按要求生成報表，包括平均溫度、平均相對濕度、降水量等。

3系統成果

系統總界面如圖2所示，簡潔美觀，易于使用，它包括各種操作所需要的菜單、工具欄等。界面左側是圖層控制欄，可根據需要選擇不同的圖層還可對各圖層數字化；左下側是鷹眼圖，可對整個地圖進行控制；右側是電子地圖顯示空間，能夠快速地進行地理定位和瀏覽所需要的信息。報表效果圖用戶可根據需要選擇數據確定報表，并能自由確定報表的布局方式、所用樣式(圖3)。

蟲情分析與預測效果圖利用地圖空間顯示分析及預測結果，結果借用氣象上使用的5種預警顏色顯示，<500的在地圖上顯示綠色，500～1 000顯示藍色，1 000～2 000顯示黃色，2 000～3 000顯示橙色，>3 000顯示紅色。圖5為預測框和預測示例圖。

4結論

湖北省稻飛虱信息發布系統是進行時空動態分析的基礎，在種群時空動態分析中具有很重要的作用。該系統不僅具有基本的數據庫管理功能如數據的輸入、輸出、編輯和查詢，而且還可以通過該系統進行空間分析，便于整編和管理數據，它的運用不僅提高了各級植保站的工作效率，也有利于全國蟲情數據整編和管理及試驗資料采集的標準化。另外，該系統還為以后的發展提供了強大的工具。

4.1害蟲預測預報系統開發的基本依據

預測預報都是基于歷史資料進行的，本系統收集了蟲情、氣象和耕作制度等數據，我們可從中揭示褐飛虱內在的變動規律，揭示該蟲暴發的關鍵因子，進而對將來的發生情況以及可能帶來的危害進行預測，再根據預報情況進行相應的防治，從而避免不必要的損失。

4.2數據庫的網絡共享和更新的基礎

為全國范圍內組建包括各地測報站至農業部的網絡數據共享提供數據庫支持，并可實現害蟲發生動態的網上實時監測、趨勢預測，還能及時更新與維護，為減少害蟲的危害、降低經濟成本打下基礎。

4.3為其他同區域害蟲的綜合治理系統的研制奠定基礎

本系統不僅包括稻飛虱的歷年系統資料，而且還包括氣象資料、耕作制度和空間數據資料等數據可以拓展到同一區域的其它害蟲，因此只要不斷的更新和完善該系統，按照既定格式進行補充其他害蟲的資料，則該系統可以運用到各級測報站、科研以及決策部門。

參考文獻：

[1]句榮輝，沈佐銳.農業病蟲害預測預報上應用的數據采集系統[J].植物保護，2003，29(5)：54-57.

[2]Hohn ME， Liebhold， Grihko L. Geostatistical model for forecasting spatial dynamics of defoliation caused by the Gypsy moth， Lymantria dispar(Lepidoptera： Lymantriidae)[J]. Environmental Entomology，1993，22(5)：1066-1075.

[3]LIEBHOLD AM， ROSSI RE，KEMP WP. Geostatistic and gepgraphic information systems in applied insect ecology[J]. Annual Review Entomology， 1993，38：303-327.

[4]駱社周，申維，鄭暉，等.基于GIS的松毛蟲管理系統的設計與開發[J].江西農業大學學報，2006，28(2)：308-311.

[5]婁國強，呂文彥，余昊，等.基于GS和GIS的春尺蠖種群分布動態研究[J].昆蟲學報，2006，49(4)：613-618.

[6]王正軍，程家安，李典謨.水稻二化螟地理信息系統數據庫的設計與組建[J].昆蟲學報，2001，44(4)：525-533.

[7]汪四水，張孝羲，湯金儀. 基于地理信息系統的稻縱卷葉螟的災變動態顯示系統[J].昆蟲學報，2001， 44(2)：252-256.

[8]季榮，謝寶瑜，李哲，等. 基于GIS和GS的東亞飛蝗卵塊空間格局的研究[J].昆蟲學報，2006，49(3)：410-415.

[9]王正軍，李典謨，謝寶瑜. 基于GIS和GS的棉鈴蟲卵空間分布與動態分析[J].昆蟲學報，2004，47(1)：33-40.

[10]張云慧，陳林，程登發，等. 旋幽夜蛾遷飛的雷達觀測和蟲源分析[J].昆蟲學報，2007，50(5)：494-500.