手機(jī)軟件GPS工具箱在林業(yè)有害生物調(diào)查中的應(yīng)用

摘要：闡述了手機(jī)軟件GPS工具箱在林業(yè)有害生物外業(yè)調(diào)查和發(fā)生數(shù)據(jù)庫建立方面的應(yīng)用，為林業(yè)有害生物調(diào)查和分析提供了新方法。

關(guān)鍵詞：GPS工具箱;林業(yè)有害生物;數(shù)據(jù)庫

中圖分類號(hào)：S763

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1674-9944（2018）4-0224-03

1 引言

林業(yè)有害生物是指影響森林、林木、林木種子等正常生長(zhǎng)發(fā)育并造成嚴(yán)重?fù)p失的林業(yè)病、蟲、雜草以及其他有害生物，林業(yè)有害生物防治是國(guó)家減災(zāi)工程的重要組成部分，對(duì)保護(hù)森林資源，改善生態(tài)環(huán)境意義重大[1]。做好防治工作，關(guān)鍵在于要科學(xué)開展外業(yè)調(diào)查，掌握林間各種有害生物的發(fā)生規(guī)律、分布特點(diǎn)和危害程度。近年來，林業(yè)有害生物發(fā)生和危害程度不斷加重，特別是松材線蟲病、美國(guó)白蛾等[2，3]病蟲的快速蔓延對(duì)林業(yè)有害生物防治工作提出了更高要求。

筆者長(zhǎng)期在林業(yè)一線從事森林病蟲害的調(diào)查、測(cè)報(bào)和防治工作，在總結(jié)以往調(diào)查方法經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，結(jié)合智能手機(jī)廣泛普及的形勢(shì)，提出了應(yīng)用手機(jī)APP-GPS工具箱進(jìn)行林業(yè)有害生物調(diào)查，并建立病蟲害發(fā)生數(shù)據(jù)庫的方法，該方法既可以在移動(dòng)端方便的查看病蟲害發(fā)生情況，也能將數(shù)據(jù)導(dǎo)人電腦進(jìn)一步處理和深入應(yīng)用，能夠更加系統(tǒng)、直觀地反映林業(yè)有害生物發(fā)生發(fā)展情況。

2 軟件概述

GPS工具箱是一款以手機(jī)GPS為基礎(chǔ)的多功能位置服務(wù)軟件集，包含線路追蹤、測(cè)速、位置記錄、面積測(cè)量等多個(gè)實(shí)用工具（如圖1），能充分發(fā)揮手機(jī)的GPS模塊功能，且支持離線地圖、KML導(dǎo)人導(dǎo)出、GPX文件導(dǎo)出等。在林業(yè)有害生物調(diào)查中用到的功能主要有以下幾項(xiàng)：

（1）標(biāo)記位置。該功能可以對(duì)所在位置進(jìn)行定位和標(biāo)記，軟件自動(dòng)識(shí)別所在位置小地名，記錄精確的經(jīng)緯度坐標(biāo)和海拔，坐標(biāo)格式和精度可在系統(tǒng)設(shè)置中修改。此外，軟件還可以調(diào)取手機(jī)的拍照功能。

（2）位置地圖。軟件提供了7種地圖圖層可供選擇，其中Google衛(wèi)星圖和OpenCycleMap等高線圖適用于林業(yè)調(diào)查。

（3）面積測(cè)量。可用于林業(yè)有害生物發(fā)生面積的測(cè)算。

3 外業(yè)應(yīng)用

GPS工具箱可在林間與常規(guī)蟲情調(diào)查方法相結(jié)合，設(shè)立標(biāo)準(zhǔn)地詳查，構(gòu)建林業(yè)有害生物發(fā)生和分布數(shù)據(jù)庫。以楊小舟蛾幼蟲期調(diào)查為例，技術(shù)路線如下。

（1）在地面踏查的基礎(chǔ)上，設(shè)立標(biāo)準(zhǔn)地對(duì)楊小舟蛾發(fā)生情況進(jìn)行詳查，選標(biāo)準(zhǔn)株并剪取標(biāo)準(zhǔn)枝，統(tǒng)計(jì)蟲口密度（頭/50 cm標(biāo)準(zhǔn)枝）、葉片被害率、蟲齡等數(shù)據(jù)，判定發(fā)生程度，并填寫蟲情調(diào)查表。

（2）打開GPS工具箱的標(biāo)記位置功能，此時(shí)軟件會(huì)自動(dòng)識(shí)別所在位置的小地名、經(jīng)緯度坐標(biāo)和海拔（如圖2），新建分類“2017年楊小舟蛾幼蟲期調(diào)查”。只在第一次調(diào)查標(biāo)記時(shí)新建分類，后續(xù)調(diào)查時(shí)直接選擇對(duì)應(yīng)分類即可。

（3）打開軟件的拍照功能，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)地環(huán)境、標(biāo)準(zhǔn)枝、楊小舟蛾幼蟲、林分狀況、蟲情調(diào)查表等進(jìn)行拍照，保存后即可標(biāo)注一個(gè)調(diào)查點(diǎn)。該調(diào)查點(diǎn)可在軟件的位置地圖模塊中打開，集合了位置定位、林分狀況、森林病蟲圖像、調(diào)查表格等多項(xiàng)信息。

（4）當(dāng)林業(yè)有害生物蟲情達(dá)到輕度發(fā)生及以上時(shí)，需要統(tǒng)計(jì)發(fā)生危害面積，可利用軟件的面積測(cè)量功能完成。加載Google衛(wèi)星圖或OpenCycleMap等高線圖，推薦使用前者，Google衛(wèi)星圖清晰度高[4]，能夠直觀地顯示森林資源情況和地形地貌，便于準(zhǔn)確找到受害林分邊界。在受害林分邊界點(diǎn)擊，軟件會(huì)自動(dòng)計(jì)算發(fā)生面積（如圖3），準(zhǔn)確度高，克服了以往肉眼估測(cè)面積誤差大的弊端。

在全縣均勻布設(shè)調(diào)查樣地，按照上述方法進(jìn)行蟲情調(diào)查，即可得到本世代楊小舟蛾發(fā)生數(shù)據(jù)庫（Data BaseFile）。在手機(jī)端點(diǎn)擊數(shù)據(jù)庫中任意一個(gè)調(diào)查點(diǎn)，不僅可以查詢楊小舟蛾調(diào)查地小地名和經(jīng)緯度，還能調(diào)閱圖像資料和蟲情調(diào)查表格。

4 數(shù)據(jù)庫導(dǎo)出

4.1 數(shù)據(jù)備份

選擇數(shù)據(jù)備份后，會(huì)在軟件安裝目錄的backup文件夾生成一個(gè)壓縮文件（ZIP格式），包含了蟲情調(diào)查數(shù)據(jù)和圖像資料。將該壓縮包復(fù)制到其他手機(jī)或平板電腦并加載，可以實(shí)現(xiàn)蟲情調(diào)查數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)移。圖片名字由軟件自動(dòng)生成，由調(diào)查點(diǎn)的小地名、經(jīng)緯度和拍攝時(shí)間組成。

4.2 數(shù)據(jù)導(dǎo)出

在位置記錄標(biāo)簽下，選中需要導(dǎo)出的數(shù)據(jù)庫，此時(shí)軟件會(huì)提示選擇數(shù)據(jù)格式，包括TXT數(shù)據(jù)備份、CSV備份和KML文件。推薦導(dǎo)出KML格式文件，KML是以XML語言為基礎(chǔ)開發(fā)的一種文件格式，用來描述和存儲(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)（點(diǎn)、線、面、圖片等），它既可以用Google Earth直接打開，也可以在ArcGIS平臺(tái)進(jìn)行深入處理。導(dǎo)出的數(shù)據(jù)除了一個(gè)KML文件之外，還有一個(gè)同名的文件夾，用于存儲(chǔ)相關(guān)的圖像資料。

為更好在GIS平臺(tái)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，可將導(dǎo)出的林業(yè)有害生物調(diào)查KML文件轉(zhuǎn)為文件地理數(shù)據(jù)庫（gdb格式），此轉(zhuǎn)換使用ArcGIS的“KML轉(zhuǎn)圖層”功能實(shí)現(xiàn)（如圖4）。所得文件地理數(shù)據(jù)庫中的“Popuplnfo”字段，記錄了調(diào)查點(diǎn)關(guān)聯(lián)的各個(gè)圖像名，是鏈接數(shù)據(jù)庫調(diào)查點(diǎn)和圖像的紐帶。

5 數(shù)據(jù)的內(nèi)業(yè)應(yīng)用

5.1 林業(yè)有害生物分布和發(fā)生程度

在ArcGIS平臺(tái)，將林業(yè)有害生物發(fā)生數(shù)據(jù)庫與行政界相疊加，用以分析某一時(shí)間或世代的林業(yè)有害生物發(fā)生情況。林業(yè)所用的行政界限矢量圖一般是Xian80坐標(biāo)系，而導(dǎo)出的林業(yè)有害生物數(shù)據(jù)庫是WGS19 84坐標(biāo)，用“三參數(shù)法”[4，5]轉(zhuǎn)換為Xian80坐標(biāo)系即可。以楊樹主要食葉害蟲為對(duì)象，有害生物分布和發(fā)生情況如圖5、圖6所示。

5.2 林業(yè)有害生物發(fā)展趨勢(shì)

經(jīng)過多年的積累之后，將同一種類不同年度的林業(yè)有害生物發(fā)生數(shù)據(jù)庫疊加比較，可以分析林業(yè)有害生物發(fā)生發(fā)展趨勢(shì)（如圖7）。

6 結(jié)語

雖然GPS、PDA技術(shù)等用于林業(yè)有害生物調(diào)查已相當(dāng)普遍，但是將手機(jī)應(yīng)用于林業(yè)有害生物調(diào)查無疑更加方便。基層工作人員林業(yè)任務(wù)較多，當(dāng)他們開展?fàn)I造林、采伐設(shè)計(jì)等其他林業(yè)工作時(shí)常遇到一些偶發(fā)性的森林病蟲害，此時(shí)一般未攜帶GPS、PDA等設(shè)備，手機(jī)GPS工具箱無疑可以很好地幫助他們完成病蟲害的調(diào)查工作。

林業(yè)有害生物調(diào)查之后，資料歸檔是一項(xiàng)非常重要的工作，傳統(tǒng)的紙質(zhì)檔案材料整理繁瑣，歸檔后不易查找，容易丟失。筆者采用手機(jī)軟件GPS工具箱應(yīng)用于林業(yè)有害生物野外調(diào)查，建立了林業(yè)有害生物發(fā)生數(shù)據(jù)庫，方便數(shù)據(jù)保存和分析，能夠更加直觀反映林業(yè)有害生物發(fā)生情況。手機(jī)GPS工具箱是免費(fèi)軟件，在網(wǎng)上可以隨意下載，安裝文件只有9 MB，占用手機(jī)閃存空間很小。該軟件界面友好，功能齊全，操作簡(jiǎn)單，數(shù)據(jù)導(dǎo)入導(dǎo)出方便，可以很好地輔助林業(yè)工作人員開展林業(yè)有害生物調(diào)查工作。

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