GIS管理系統在白蟻危害預警及工程管理中的應用研究

楊靜 郭仁霞 李冬虎 朱運桃

揚州市白蟻防治中心 江蘇 揚州 225000

白蟻是世界性主要經濟害蟲之一，每年對房屋造成高達數億元的經濟損失，對古樹名木、文物古跡等造成的毀壞則更是用經濟數據無法統計的。為準確掌握揚州地區白蟻分布狀況與危害等級，建立建筑、園林、古樹名木等各類防治管控對象的分類信息，在揚州市白蟻防治管理系統的基礎上開發了GIS系統，從而實現防治、監控的電子信息化，提高白蟻防治工作的信息化、智能化水平，提高發布預警信息的準確性、動態性和實效性。

該項目探討了如何科學管理白蟻信息，對統計分析白蟻危害信息、掌握揚州市區蟻情動態、建立白蟻危害預警系統等功能于一體的白蟻GIS管理系統進行設計和組建。從而為準確預測白蟻危害發生的時間及空間分布，全面掌控和科學指導全市白蟻防控工作提供數據支撐。

1 白蟻GIS系統的功能概括

地理信息系統(GIS，Geographic Information System)是一門綜合地理學與地圖學、測繪遙感、環境科學、城市科學、信息科學、管理科學以及空間科學等為一體，廣泛應用在不同領域，以一定的格式輸入、存儲、查詢、分析和顯示地理數據的計算機系統。GIS是一種基于計算機的工具，它可以對空間信息進行分析和處理。GIS 技術把地圖這種獨特的視覺化效果和地理分析功能與一般的數據庫操作集成在一起。

GIS系統自1963年加拿大Roger Tomlison首次提出以來[1]，經歷約60年的發展，廣泛應用于工業[2]、城市測繪[3]、災害預警[4]等多個方面。

在白蟻防治行業，唐麗華在白蟻防治管理中應用了GIS技術，利用房產分層分戶圖微觀GIS模式實現白蟻“一戶一檔”管理，利用GIS時空模型分析白蟻情況，為白蟻防治計劃制定提供有效依據，利用WEBGIS技術發布白蟻危害情況，擴大預防宣傳實現以防代治[5]。李為眾等對GIS系統在農業害蟲和城市白蟻綜合治理中的應用現狀進行了概述，并展望了其在未來白蟻綜合治理工作中的應用前景[6]。黃海娣等開發了白蟻防治移動操作平臺，白蟻防治業務信息以專題地理要素的方式在地圖上展現給業務人員，實現了基于地圖的業務可視化操作[7]。王雷等利用Android平臺進行白蟻防治移動監察預警系統研發實現了基于GIS的移動終端系統，該系統將計算機技術、移動通信技術和GIS等技術綜合應用，設計了一個集定位、分析、疊加、規劃等于一體的移動監察預警系統，提高白蟻防治工作效率和工作水平[8]。

“GIS管理系統”將計算機技術、移動通信技術、GIS等技術綜合應用，包含新建預防項目和白蟻滅治項目兩大方面，實現了項目信息在地圖上同步顯示，預防施工定位、施工信息及圖片在地圖上展示，白蟻危害發生數據在線統計分析等功能。工作流程如下：

（1）新建預防項目與GIS同步：項目基礎信息在白蟻防治管理系統錄入，同步在GIS上顯現為未施工項目；項目進入現場查勘、施工派遣、施工中等環節后，在GIS上顯示為施工進行中的項目；所有樓棟全部施工完成并竣工后，在GIS上顯示為施工完成項目。

（2）項目施工信息與GIS同步：工程項目進入施工環節后，在電腦端進行派工，施工人員用手機APP進行簽收，到達施工現場后進行定位，施工過程拍攝施工圖片，施工完成后填寫施工信息提交。GIS同步可見項目詳細施工信息，查詢施工現場圖片。

（3）白蟻危害情況與GIS同步：通過手機APP 端口或者電腦端口將不同生境白蟻危害信息上傳至GIS，通過GIS進行展示并進行蟻情動態分析，通過分析準確掌握特定區域內白蟻分布狀況與危害等級，建立建筑、園林、古樹名木等各類防治管控對象的分類信息以及不同種類白蟻危害分布情況。

2 系統架構

白蟻GIS系統架構主要運用Android操作系統，通過Web Service技術從服務端獲取數據并上傳到管理端。

基于GIS的區域蟻情動態分析及預警系統包括蟻情調查、蟻情處置、房屋白蟻預防勘察、房屋白蟻預防施工、包治期回訪復查和信息查詢統計展示，具有數據采集、錄音、電子簽名、現場定位、現場拍照、本地保存和將成果上傳服務端等功能；白蟻危害動態分布、房屋白蟻預防工程動態展示等模塊，具有地圖圖例展示、地圖編輯操作、地圖輸出和數據展示等功能。

圖1 揚州市白蟻GIS管理系統組織架構圖

3 系統功能實現

3.1 Android移動操作系統組成

該系統基于Android 平臺開發，通過Web Service 技術從服務器端獲取數據并存儲。程序安裝在施工人員手機端，以用于白蟻預防、滅治、回訪的派工及施工信息采集。施工人員通過現場定位、APP拍照、攝像等方式將工程信息、地理位置、白蟻危害及防治情況回傳至中心系統，在Web端的GIS進行展示。利用手機在線操作的同時同步更新本地數據庫以及服務器端數據庫。該操作系統包含“防治”、“復查”、“蟻情”三個板塊，對應新建預防、回訪復查和蟻情調查處置三大工作任務。防治板塊包含“簽收”、“施工信息錄入”、“評價”、“完工提交”四個階段。復查板塊包含“簽收”、“回訪信息錄入”、“完工提交”三個階段。蟻情板塊包含“蟻情等級”、“簽收”、“施工信息錄入”、“評價”、“完工提交”五個階段。施工操作人員在接收任務后，可到現場進行定位、錄入白蟻危害情況、施工過程中錄入詳細施工信息等具體內容，針對該項任務建立完整的現場施工數據信息和現場情況空間數據信息。

圖2 Android移動端展示圖

3.2 白蟻防治GIS位置標注和展示功能

為滿足GIS技術在白蟻預測預報和防治中發揮重要作用，白蟻GIS系統主要實現了以下幾個功能模塊：一是對市區地圖按照街道進行劃分；二是在地圖上導入白蟻新建項目、白蟻防治項目等信息；三是實現白蟻種類管理、所屬生境類型管理、風險區域等級管理管理。在此基礎上，GIS系統通過分析，可展示區域內白蟻危害程度、白蟻種類分布、年度白蟻危害情況、不同蟻種在不同年份的危害統計以及不同專項白蟻危害情況等具體內容。

3.2.1 白蟻GIS系統數據庫建立

白蟻GIS系統數據庫分為新建預防項目基礎信息數據庫和白蟻滅治信息庫兩種。新建預防項目基礎信息數據庫是自2012年至今的全部新建預防項目基礎信息，包括項目名稱、地址、建設單位、合同受理日期、施工信息、竣工信息、回訪復查信息、聯系人及聯系電話等內容；白蟻滅治信息庫包括全市歷年白蟻發生危害情況，包括發生白蟻危害的位置、危害種類、危害程度、聯系人、電話、施工人員、施工時間、使用藥物、包治期、回訪復查信息等內容。

3.2.2 白蟻防治GIS位置標注和展示功能

該功能與白蟻防治升級系統、“揚州白蟻”Android移動操作系統相關聯，提供基于業務的百度地圖坐標點標注、標點展示及詳情顯示功能。網址為：https://bygis.yzfdc.cn/。根據標注的坐標信息，在百度地圖上以業務實例為單位顯示坐標點，支持不同狀態顯示不同演示的標點及區域、狀態、篩選顯示。點擊具體標點，可展開顯示業務詳情，新建預防和白蟻滅治分開顯示。

白蟻分布標注功能可標注不同區域白蟻危害情況、不同種類白蟻分布情況以及區域內白蟻危害情況等；新建預防項目標注功能可將白蟻新建預防項目的基本信息、施工信息、施工現場圖在GIS系統上同步標注；回訪復查項目標注功能可在GIS系統同步展示15年包治期內的新建預防工程的回訪復查任務。針對回訪復查過程中發現白蟻危害的進行免費白蟻滅治，針對白蟻發生率高的區域可加大回訪力度，針對白蟻危害發生率高的小區可采取綜合治理策略，實施區域治理。

3.3 揚州市白蟻防治管理升級系統軟件組成

白蟻防治管理系統以2011年版本為基礎改造升級而成，白蟻新建預防及蟻害調查的業務流程均實現系統管理。為配合GIS功能開發，該管理系統開發數據接口，提供數據支持。為實現移動APP功能，該管理系統增加了電腦端派工功能，手機端定位、現場圖片、視頻、施工等信息傳于服務器中。升級后的系統中包含近十年工程項目信息，其優化了工程管理內容，為GIS信息展示提供了龐大的數據支持。新軟件系統實現了與管理端移動APP的對接，工程施工過程可實現定位、施工信息手機上傳、施工圖片、視頻資料上傳等功能，實現各個工程在GIS平臺上同步展示。圖3為白蟻防治管理系統界面。

圖3 白蟻防治管理系統界面

4 GIS系統功能實現

4.1 通過GIS實現對工程項目的系統管理

GIS管理系統能讓工程管理人員對所有工程項目施工進度有直觀的把握，從而更加方便的實施工程任務派工，減少漏施工概率。施工人員到現場后必須要簽收、定位并上傳施工圖片，不僅確保信息上傳的準確性和及時性，還可以讓工程管理人員可實時掌握施工人員的安全管理情況、施工現場狀況，從而實現不見面監督管理。工程項目竣工完成后，可通過GIS設定回訪復查的時間，到達年限后，自動生成回訪復查表，從而便于開展回訪復查工作。

4.2 通過GIS實現區域白蟻危害情況分析功能

在GIS中導入2016-2022年度揚州地區白蟻危害信息共計550條，分析相關數據，可以得到結論如下:

4.2.1 各區域白蟻危害風險等級

揚州市區白蟻危害等級達III級的街道共有3個，分別為雙橋、汶河和東關街道；白蟻危害等級達II級的街道共有6個，分別為梅嶺、曲江、瘦西湖、文峰、文匯街道及城北鄉；其余的為白蟻危害I級區域。

圖4 不同區域白蟻危害風險等級

4.2.2 不同種類白蟻危害情況

揚州市區以散白蟻屬危害為主，占所有危害案例的80%以上，散白蟻屬中黑胸散白蟻、尖唇散白蟻和圓唇散白蟻危害較為嚴重。黑翅土白蟻在揚州西北的瘦西湖、蜀崗西峰區域危害較為嚴重，揚州南沙頭區域也有少量危害案例。臺灣乳白蟻危害沒有明顯分布的規律，在揚州危害的案例較少，根據現場查勘結果，該種白蟻一般在園林綠化過程中帶入，一旦發生，破壞程度大，危害范圍廣[9-10]。以黑翅土白蟻為例，見圖5。

圖5 黑翅土白蟻在地圖上的分布情況

圖7 曲江街道年度白蟻危害情況統計表

4.2.3 特定區域內白蟻危害情況分析

根據區域內白蟻危害情況統計數據，可以查看不同街道在各年份白蟻危害的數量、白蟻危害的種類，并進行數據分析，如圖6、7。

圖6 瘦西湖街道年度白蟻危害情況統計表

4.2.4 實現GIS在白蟻預測預報中的應用功能

目前，揚州市白蟻預警一般在四、五月份，在揚州發布、今日生活、揚州日報等新聞媒體上發布，預警的內容包含白蟻識別、防治知識以及白蟻紛飛期的處置方法等內容。GIS系統的組建，可在白蟻預警發布之前，分析近三年白蟻危害信息，公布白蟻危害重點區域，主要品種白蟻分布，白蟻危害蔓延趨勢等內容，擴大預防宣傳，提前預防、以防代治。同時利用GIS系統分析，列出白蟻危害高發區文物古建或危舊房屋開展重點防治，最大程度保護文物古建。

4.2.5 實現專項白蟻防治管理功能

GIS系統中設置了古建民居、古樹名木、15年包治期等多個白蟻危害專項信息，分析各類專項，可以有針對性的開展綜合治理各項工作。以15年包治期白蟻危害專項為例，該專項直接反映了新建預防工作后期回訪復查過程中白蟻危害發生的情況，分析相關數據可以指導新建預防工作，對于高風險區域應改變施工策略，提高施工的針對性和有效性，減少該區域內其他新建房屋再發生白蟻危害的風險。對于回訪發現白蟻頻次較高的小區或者區域，還應當采取綜合措施，實施區域治理，減少區域內蟻群密度。

5 結語

本文僅對GIS在白蟻防治項目管理及蟻情動態分析中的應用做了初步研究，要將GIS技術應用自如最大程度發揮作用，還需要做更多細致的工作。白蟻防治管理系統、“揚州白蟻防治”Android移動操作系統和GIS系統是相互作用的一個整體。白蟻防治管理系統是數據庫和管理系統、移動操作系統是數據采集設備、GIS系統是展示平臺。在以后的研究過程中，將以GIS系統為依托，不斷完善基礎信息，開展分項調查，開展各類綜合防治，全面掌握揚州市區蟻情動態，建立白蟻危害預警系統，為開展區域白蟻危害綜合治理提供依據。