茶葉生產(chǎn)氣象服務(wù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

熊輝俊

（重慶三峽職業(yè)學(xué)院，重慶 404155）

茶文化是一種集農(nóng)業(yè)和文化屬性于一身的特殊產(chǎn)品，但一直以來(lái)都低調(diào)的在市場(chǎng)中存在。茶文化也有很多可以挖掘的利潤(rùn)與價(jià)值，在中國(guó)早期的社會(huì)中，茶葉就在唐朝盛行，在二十世紀(jì)90年代，中國(guó)茶葉的產(chǎn)量總額超全世界茶葉生產(chǎn)總量的20%，并作為主要的茶葉輸出國(guó)，出口各大消費(fèi)國(guó)家。并在2006年，中國(guó)已經(jīng)成為世界第一產(chǎn)茶大國(guó)。

起初中國(guó)人只賣茶葉和茶具，隨著茶文化的發(fā)展和興起，茶文化逐漸延伸，不斷發(fā)展，開始擁有茶飲品和茶文化旅游等相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈。茶葉在中國(guó)有著悠久的歷史，相傳早在神農(nóng)嘗百草之時(shí)就已出現(xiàn)茶葉，因此茶葉在我國(guó)已具有民族代表性。同時(shí)，茶葉的原料采自茶樹的樹葉和芽葉，通過(guò)日曬和沖泡，清心潤(rùn)肺，具有養(yǎng)生保健、清油解膩以及提神的功效。因此茶葉的長(zhǎng)勢(shì)直接關(guān)系到我國(guó)國(guó)際貿(mào)易生產(chǎn)總值，因此擁有良好的茶葉生產(chǎn)氣象服務(wù)系統(tǒng)顯得至關(guān)重要。

1 氣候因素對(duì)茶葉生產(chǎn)的影響

1.1 光照和溫度

茶葉是一種短日照的植物，同時(shí)具有耐陰的生理特征，適應(yīng)于漫射或散射光源。增加光照時(shí)長(zhǎng)和范圍可以提高茶葉的生產(chǎn)產(chǎn)量，促進(jìn)茶葉優(yōu)異品質(zhì)的形成。作為影響茶葉生長(zhǎng)的最為突出的氣候因素之一的溫度，一般被認(rèn)為在15-30℃是茶樹生長(zhǎng)的最適宜溫度。溫度過(guò)高或者過(guò)低都將會(huì)影響茶葉正常生長(zhǎng)。

1.2 水分與地形地勢(shì)

植物在自然生長(zhǎng)中是需要吸收充足的水分，如果將其每年降水量保證在1 000 mm以上至1 500 mm左右是茶樹生長(zhǎng)的適宜水分含量。此外，坡向和坡度對(duì)茶樹的生長(zhǎng)也具有一定的影響，在一般情況下，偏南的坡面獲得的太陽(yáng)光照總量會(huì)多于其他方向,更有利的吸收溫度，而偏北的坡面所獲得的太陽(yáng)直射會(huì)相對(duì)更少，溫度較低。

1.3 氣象要素

據(jù)調(diào)查資料統(tǒng)計(jì)，由于霜凍的天氣其主要出現(xiàn)于每年年初，將茶樹避開這段時(shí)期，就能行之有效的增加茶樹的存活率，再加上有機(jī)的施肥和保溫過(guò)程，能有效促進(jìn)茶樹芽葉的早發(fā)旺長(zhǎng)。而在每年的春季，湄潭地區(qū)等低溫地會(huì)出現(xiàn)倒春寒等系列自然現(xiàn)象，此時(shí)將不利于春茶的生長(zhǎng)和發(fā)育。

當(dāng)溫度降至0℃以下時(shí)，茶樹組織細(xì)胞會(huì)破裂。茶樹抗凍預(yù)防工作將是十分關(guān)鍵的一個(gè)步驟，通過(guò)包扎、隔離、覆蓋草皮、制造防風(fēng)林以及吹送熱風(fēng)的方式對(duì)茶樹進(jìn)行御寒保暖措施。對(duì)于已有凍傷的茶樹進(jìn)行修剪，加強(qiáng)施肥和保溫補(bǔ)救措施，以防凍勢(shì)的擴(kuò)散，盡快讓茶樹恢復(fù)活力。

旱災(zāi)也是影響茶樹生長(zhǎng)的要素之一，如果降水過(guò)少或者是土壤水分的供應(yīng)不足，當(dāng)土壤中的水分低于田間所持水分的60%-70%時(shí)，茶樹的生長(zhǎng)發(fā)育會(huì)停滯，當(dāng)?shù)陀?0%時(shí)，茶樹將會(huì)出現(xiàn)明顯的缺水現(xiàn)象。

而當(dāng)日平均氣溫高于30℃時(shí)，相對(duì)濕度持續(xù)8-10h在60%以下時(shí)，茶樹生長(zhǎng)也會(huì)受到抑制，導(dǎo)致旱害。

影響茶樹生長(zhǎng)的害蟲有“茶浮塵子”、“葉跳蟲”等，在貴州等茶區(qū)普遍出現(xiàn)。適合茶樹生長(zhǎng)的溫度、濕度和水分同樣也適合害蟲的滋生，而大量害蟲將會(huì)給茶樹生長(zhǎng)帶來(lái)不良后果。因此，應(yīng)該開展活動(dòng)，構(gòu)建茶葉生產(chǎn)氣象服務(wù)系統(tǒng)，有效預(yù)測(cè)春茶開采時(shí)間，以及及時(shí)預(yù)報(bào)倒春寒等反復(fù)變化的天氣，同時(shí)設(shè)有引導(dǎo)茶農(nóng)施好催芽肥，使耕作員工抓住有利天氣，有效預(yù)防低溫帶來(lái)的凍害，提高春茶品質(zhì)和產(chǎn)量，減少不必要的經(jīng)濟(jì)損失。

2 茶葉生產(chǎn)氣象服務(wù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1 傳統(tǒng)的茶葉生產(chǎn)氣象服務(wù)系統(tǒng)

傳統(tǒng)的茶葉氣象服務(wù)方式有以下幾個(gè)需要改進(jìn)之處。首先，傳統(tǒng)的茶葉生產(chǎn)氣象服務(wù)系統(tǒng)一定需要專業(yè)人員具有相當(dāng)高基本的專業(yè)知識(shí)素養(yǎng)要求，才能操作該系統(tǒng)。因?yàn)橄到y(tǒng)操作較為復(fù)雜，在培育茶樹樹苗時(shí)，需要耐心和專注力。這就要求相關(guān)專業(yè)人員具備有良好的茶葉和“夜觀天象”的本領(lǐng)，并要求農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)人員務(wù)必走訪茶莊，做實(shí)施考察，了解茶芽的動(dòng)態(tài)；;另外，傳統(tǒng)的茶葉生產(chǎn)氣象服務(wù)系統(tǒng)還需要進(jìn)行統(tǒng)一整體的錄入，其中檢測(cè)、預(yù)報(bào)、管理以及操作工作都是分開的，或是有不同人員來(lái)分工管理，就可加大了人力和工作人員的工作量。

因此，新的一套特定的茶葉生產(chǎn)氣象服務(wù)系統(tǒng)需要被開發(fā)和使用。該系統(tǒng)能夠智能化，便于操作。有效的將對(duì)氣象災(zāi)害進(jìn)行監(jiān)測(cè)和識(shí)別、作出預(yù)報(bào)、并能夠通過(guò)系統(tǒng)對(duì)茶樹生長(zhǎng)環(huán)境進(jìn)行統(tǒng)一管理和調(diào)控，由短信一鍵式來(lái)進(jìn)行簡(jiǎn)單方便的操作，有效減少了氣象服務(wù)中的人力成本的投入，從而行之有效的提高了工作效率，提升災(zāi)害預(yù)警能力，大力提升茶葉生產(chǎn)氣象保障服務(wù)水平，提供強(qiáng)有力的技術(shù)支撐。

2.2 茶葉生產(chǎn)氣象服務(wù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及運(yùn)用

2.2.1 氣象災(zāi)害監(jiān)測(cè)模塊系統(tǒng)

氣象災(zāi)害監(jiān)測(cè)模塊系統(tǒng)囊括了數(shù)據(jù)的采集和傳輸，以及數(shù)據(jù)處理和綜合顯示平臺(tái)兩大組成部分，相當(dāng)于是一個(gè)綜合管理器，能夠收集到傳入的信息，并通過(guò)加工計(jì)算，輸出結(jié)果，得到可調(diào)控的有關(guān)數(shù)據(jù)，有效達(dá)到數(shù)據(jù)的采集和運(yùn)輸?shù)墓δ堋?/p>

2.2.2 數(shù)據(jù)體系管理模塊系統(tǒng)

服務(wù)器端扣的SQLServer2008是目前常見(jiàn)數(shù)據(jù)系統(tǒng)庫(kù)，將數(shù)據(jù)管理體系模塊系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)存放于它的數(shù)據(jù)庫(kù)中。其中主要包括了歷史系統(tǒng)數(shù)據(jù)有關(guān)的農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)、氣象統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)與實(shí)時(shí)茶園小氣候監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)，以及茶園數(shù)字圖像的數(shù)據(jù)和茶葉氣象指標(biāo)的體系，更有數(shù)值預(yù)報(bào)的數(shù)據(jù)?？蓪?shí)現(xiàn)對(duì)這些數(shù)據(jù)的查詢與檢索、導(dǎo)入和導(dǎo)出，功能流程清晰，并通過(guò)電子顯示畫面呈現(xiàn)在屏幕前，該系統(tǒng)能夠?yàn)g覽、顯示，可供使用者對(duì)茶園圖像的調(diào)用等。數(shù)據(jù)管理模塊系統(tǒng)還具有茶葉氣象指標(biāo)的查詢、調(diào)用、設(shè)置和追加等功能。

2.2.3 茶葉生產(chǎn)氣象服務(wù)系統(tǒng)

在茶葉圖形產(chǎn)品呈現(xiàn)的模塊當(dāng)中，模塊界面和功能板塊是直觀的呈現(xiàn)，有助于滿足相關(guān)工作人員的業(yè)務(wù)需求，通過(guò)利用Surfer，Meteoinfo等一些插件進(jìn)行二次開發(fā)處理，在此模塊之中，會(huì)涉及到相關(guān)變量和數(shù)值，包括實(shí)況等值線、實(shí)況曲線、精細(xì)化預(yù)報(bào)、采摘?dú)庀筮m宜度、霜凍以及各種自然災(zāi)害的等級(jí)評(píng)估等圖形產(chǎn)品，可單個(gè)逐一顯示也可對(duì)比同時(shí)顯示，同時(shí)系統(tǒng)設(shè)有一鍵式的操作方式，方便于通過(guò)人機(jī)交互式的操作進(jìn)行簡(jiǎn)單的交流。

在茶葉生產(chǎn)氣象服務(wù)系統(tǒng)中，有茶葉各種自然災(zāi)害的等級(jí)評(píng)估模型。在此環(huán)節(jié)，通過(guò)利用茶葉霜凍氣象指標(biāo)以及災(zāi)害等級(jí)，同時(shí)并結(jié)合兩者與自動(dòng)氣象站實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)來(lái)計(jì)算凍害的等級(jí)，運(yùn)用在此之前通過(guò)數(shù)據(jù)管理模塊系統(tǒng)采集氣象信息后輸出的后操作的圖樣結(jié)果利用支持向量機(jī)方法反演天氣現(xiàn)象和氣象災(zāi)害的級(jí)別，通過(guò)這些演算對(duì)已知的凍害等級(jí)進(jìn)行驗(yàn)證與修正，最后輸出評(píng)估結(jié)果，即能有效的反饋在當(dāng)下的氣象下茶樹最佳生長(zhǎng)狀況。

茶葉生產(chǎn)氣象服務(wù)系統(tǒng)的產(chǎn)品制作的模塊中，運(yùn)用全新軟件開源ActiveX控件dsoframer是在對(duì)氣象進(jìn)行數(shù)據(jù)分析之后，通過(guò)數(shù)據(jù)對(duì)氣象再進(jìn)行二次開發(fā)，通過(guò)相關(guān)的控件進(jìn)行在線編輯。有效提高了業(yè)務(wù)人員的工作效率以及服務(wù)效果。

茶葉生產(chǎn)氣象服務(wù)系統(tǒng)中也有預(yù)告短信一鍵式發(fā)布模塊，該模塊集合了預(yù)警短信制作、茶葉群組選擇和發(fā)布于一體，是多方面智能的統(tǒng)一系統(tǒng)。有效的縮短了預(yù)告預(yù)警的傳播時(shí)間，提高了預(yù)警服務(wù)的辦事效率，從而提高了從業(yè)人員的辦事效率。氣象工具模塊此部分為茶葉生產(chǎn)提供了多個(gè)農(nóng)業(yè)氣象科學(xué)操作可把握的軟件，也為未來(lái)農(nóng)業(yè)發(fā)展提供了更大的可能性。

3 結(jié)束語(yǔ)

由于各種自然災(zāi)害將影響茶葉的正常生長(zhǎng)，降低產(chǎn)量減少受益。因此，根據(jù)茶葉在生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)氣象服務(wù)條件的需求，利用C#編程語(yǔ)言的開發(fā)，制定出茶葉生產(chǎn)氣象服務(wù)系統(tǒng)。因此，應(yīng)該開展活動(dòng)，構(gòu)建茶葉生產(chǎn)氣象服務(wù)系統(tǒng)，有效預(yù)測(cè)春茶開采時(shí)間，以及及時(shí)預(yù)報(bào)倒春寒等反復(fù)變化的天氣，同時(shí)設(shè)有引導(dǎo)茶農(nóng)施好催芽肥，是耕作員工抓住有利天氣，有效預(yù)防低溫帶來(lái)的凍害，提高春茶品質(zhì)和產(chǎn)量，減少不必要的經(jīng)濟(jì)損失。同時(shí)能有效的對(duì)氣象災(zāi)害進(jìn)行監(jiān)測(cè)和識(shí)別、分析其影響天氣的分型、做開采期的預(yù)報(bào)、進(jìn)行數(shù)據(jù)管理和分析、推進(jìn)產(chǎn)品制作和短信一鍵式發(fā)布，有效減少了氣象服務(wù)中的人力成本的投入，從而行而有效的提高了工作效率，提升災(zāi)害預(yù)警能力，大力提升茶葉生產(chǎn)氣象保障服務(wù)水平，提供強(qiáng)有力的技術(shù)支撐。

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