GIS管理系統(tǒng)在白蟻危害預(yù)警及工程管理中的應(yīng)用研究

楊靜 郭仁霞 李冬虎 朱運(yùn)桃

揚(yáng)州市白蟻防治中心 江蘇 揚(yáng)州 225000

白蟻是世界性主要經(jīng)濟(jì)害蟲之一，每年對(duì)房屋造成高達(dá)數(shù)億元的經(jīng)濟(jì)損失，對(duì)古樹名木、文物古跡等造成的毀壞則更是用經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)無(wú)法統(tǒng)計(jì)的。為準(zhǔn)確掌握揚(yáng)州地區(qū)白蟻分布狀況與危害等級(jí)，建立建筑、園林、古樹名木等各類防治管控對(duì)象的分類信息，在揚(yáng)州市白蟻防治管理系統(tǒng)的基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)了GIS系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)防治、監(jiān)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(fā)布預(yù)警信息的準(zhǔn)確性、動(dòng)態(tài)性和實(shí)效性。

該項(xiàng)目探討了如何科學(xué)管理白蟻信息，對(duì)統(tǒng)計(jì)分析白蟻危害信息、掌握揚(yáng)州市區(qū)蟻情動(dòng)態(tài)、建立白蟻危害預(yù)警系統(tǒng)等功能于一體的白蟻GIS管理系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)和組建。從而為準(zhǔn)確預(yù)測(cè)白蟻危害發(fā)生的時(shí)間及空間分布，全面掌控和科學(xué)指導(dǎo)全市白蟻防控工作提供數(shù)據(jù)支撐。

1 白蟻GIS系統(tǒng)的功能概括

地理信息系統(tǒng)(GIS，Geographic Information System)是一門綜合地理學(xué)與地圖學(xué)、測(cè)繪遙感、環(huán)境科學(xué)、城市科學(xué)、信息科學(xué)、管理科學(xué)以及空間科學(xué)等為一體，廣泛應(yīng)用在不同領(lǐng)域，以一定的格式輸入、存儲(chǔ)、查詢、分析和顯示地理數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。GIS是一種基于計(jì)算機(jī)的工具，它可以對(duì)空間信息進(jìn)行分析和處理。GIS 技術(shù)把地圖這種獨(dú)特的視覺(jué)化效果和地理分析功能與一般的數(shù)據(jù)庫(kù)操作集成在一起。

GIS系統(tǒng)自1963年加拿大Roger Tomlison首次提出以來(lái)[1]，經(jīng)歷約60年的發(fā)展，廣泛應(yīng)用于工業(yè)[2]、城市測(cè)繪[3]、災(zāi)害預(yù)警[4]等多個(gè)方面。

在白蟻防治行業(yè)，唐麗華在白蟻防治管理中應(yīng)用了GIS技術(shù)，利用房產(chǎn)分層分戶圖微觀GIS模式實(shí)現(xiàn)白蟻“一戶一檔”管理，利用GIS時(shí)空模型分析白蟻情況，為白蟻防治計(jì)劃制定提供有效依據(jù)，利用WEBGIS技術(shù)發(fā)布白蟻危害情況，擴(kuò)大預(yù)防宣傳實(shí)現(xiàn)以防代治[5]。李為眾等對(duì)GIS系統(tǒng)在農(nóng)業(yè)害蟲和城市白蟻綜合治理中的應(yīng)用現(xiàn)狀進(jìn)行了概述，并展望了其在未來(lái)白蟻綜合治理工作中的應(yīng)用前景[6]。黃海娣等開(kāi)發(fā)了白蟻防治移動(dòng)操作平臺(tái)，白蟻防治業(yè)務(wù)信息以專題地理要素的方式在地圖上展現(xiàn)給業(yè)務(wù)人員，實(shí)現(xiàn)了基于地圖的業(yè)務(wù)可視化操作[7]。王雷等利用Android平臺(tái)進(jìn)行白蟻防治移動(dòng)監(jiān)察預(yù)警系統(tǒng)研發(fā)實(shí)現(xiàn)了基于GIS的移動(dòng)終端系統(tǒng)，該系統(tǒng)將計(jì)算機(jī)技術(shù)、移動(dòng)通信技術(shù)和GIS等技術(shù)綜合應(yīng)用，設(shè)計(jì)了一個(gè)集定位、分析、疊加、規(guī)劃等于一體的移動(dòng)監(jiān)察預(yù)警系統(tǒng)，提高白蟻防治工作效率和工作水平[8]。

“GIS管理系統(tǒng)”將計(jì)算機(jī)技術(shù)、移動(dòng)通信技術(shù)、GIS等技術(shù)綜合應(yīng)用，包含新建預(yù)防項(xiàng)目和白蟻滅治項(xiàng)目?jī)纱蠓矫妫瑢?shí)現(xiàn)了項(xiàng)目信息在地圖上同步顯示，預(yù)防施工定位、施工信息及圖片在地圖上展示，白蟻危害發(fā)生數(shù)據(jù)在線統(tǒng)計(jì)分析等功能。工作流程如下：

（1）新建預(yù)防項(xiàng)目與GIS同步：項(xiàng)目基礎(chǔ)信息在白蟻防治管理系統(tǒng)錄入，同步在GIS上顯現(xiàn)為未施工項(xiàng)目；項(xiàng)目進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)查勘、施工派遣、施工中等環(huán)節(jié)后，在GIS上顯示為施工進(jìn)行中的項(xiàng)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(xiàng)目。

（2）項(xiàng)目施工信息與GIS同步：工程項(xiàng)目進(jìn)入施工環(huán)節(jié)后，在電腦端進(jìn)行派工，施工人員用手機(jī)APP進(jìn)行簽收，到達(dá)施工現(xiàn)場(chǎng)后進(jìn)行定位，施工過(guò)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(jiàn)項(xiàng)目詳細(xì)施工信息，查詢施工現(xiàn)場(chǎng)圖片。

（3）白蟻危害情況與GIS同步：通過(guò)手機(jī)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(guò)GIS進(jìn)行展示并進(jìn)行蟻情動(dòng)態(tài)分析，通過(guò)分析準(zhǔn)確掌握特定區(qū)域內(nèi)白蟻分布狀況與危害等級(jí)，建立建筑、園林、古樹名木等各類防治管控對(duì)象的分類信息以及不同種類白蟻危害分布情況。

2 系統(tǒng)架構(gòu)

白蟻GIS系統(tǒng)架構(gòu)主要運(yùn)用Android操作系統(tǒng)，通過(guò)Web Service技術(shù)從服務(wù)端獲取數(shù)據(jù)并上傳到管理端。

基于GIS的區(qū)域蟻情動(dòng)態(tài)分析及預(yù)警系統(tǒng)包括蟻情調(diào)查、蟻情處置、房屋白蟻預(yù)防勘察、房屋白蟻預(yù)防施工、包治期回訪復(fù)查和信息查詢統(tǒng)計(jì)展示，具有數(shù)據(jù)采集、錄音、電子簽名、現(xiàn)場(chǎng)定位、現(xiàn)場(chǎng)拍照、本地保存和將成果上傳服務(wù)端等功能；白蟻危害動(dòng)態(tài)分布、房屋白蟻預(yù)防工程動(dòng)態(tài)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(shù)據(jù)展示等功能。

圖1 揚(yáng)州市白蟻GIS管理系統(tǒng)組織架構(gòu)圖

3 系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)

3.1 Android移動(dòng)操作系統(tǒng)組成

該系統(tǒng)基于Android 平臺(tái)開(kāi)發(fā)，通過(guò)Web Service 技術(shù)從服務(wù)器端獲取數(shù)據(jù)并存儲(chǔ)。程序安裝在施工人員手機(jī)端，以用于白蟻預(yù)防、滅治、回訪的派工及施工信息采集。施工人員通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)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(tǒng)，在Web端的GIS進(jìn)行展示。利用手機(jī)在線操作的同時(shí)同步更新本地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)以及服務(wù)器端數(shù)據(jù)庫(kù)。該操作系統(tǒng)包含“防治”、“復(fù)查”、“蟻情”三個(gè)板塊，對(duì)應(yīng)新建預(yù)防、回訪復(fù)查和蟻情調(diào)查處置三大工作任務(wù)。防治板塊包含“簽收”、“施工信息錄入”、“評(píng)價(jià)”、“完工提交”四個(gè)階段。復(fù)查板塊包含“簽收”、“回訪信息錄入”、“完工提交”三個(gè)階段。蟻情板塊包含“蟻情等級(jí)”、“簽收”、“施工信息錄入”、“評(píng)價(jià)”、“完工提交”五個(gè)階段。施工操作人員在接收任務(wù)后，可到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行定位、錄入白蟻危害情況、施工過(guò)程中錄入詳細(xì)施工信息等具體內(nèi)容，針對(duì)該項(xiàng)任務(wù)建立完整的現(xiàn)場(chǎng)施工數(shù)據(jù)信息和現(xiàn)場(chǎng)情況空間數(shù)據(jù)信息。

圖2 Android移動(dòng)端展示圖

3.2 白蟻防治GIS位置標(biāo)注和展示功能

為滿足GIS技術(shù)在白蟻預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)和防治中發(fā)揮重要作用，白蟻GIS系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)了以下幾個(gè)功能模塊：一是對(duì)市區(qū)地圖按照街道進(jìn)行劃分；二是在地圖上導(dǎo)入白蟻新建項(xiàng)目、白蟻防治項(xiàng)目等信息；三是實(shí)現(xiàn)白蟻種類管理、所屬生境類型管理、風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域等級(jí)管理管理。在此基礎(chǔ)上，GIS系統(tǒng)通過(guò)分析，可展示區(qū)域內(nèi)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(tǒng)計(jì)以及不同專項(xiàng)白蟻危害情況等具體內(nèi)容。

3.2.1 白蟻GIS系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)建立

白蟻GIS系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)分為新建預(yù)防項(xiàng)目基礎(chǔ)信息數(shù)據(jù)庫(kù)和白蟻滅治信息庫(kù)兩種。新建預(yù)防項(xiàng)目基礎(chǔ)信息數(shù)據(jù)庫(kù)是自2012年至今的全部新建預(yù)防項(xiàng)目基礎(chǔ)信息，包括項(xiàng)目名稱、地址、建設(shè)單位、合同受理日期、施工信息、竣工信息、回訪復(fù)查信息、聯(lián)系人及聯(lián)系電話等內(nèi)容；白蟻滅治信息庫(kù)包括全市歷年白蟻發(fā)生危害情況，包括發(fā)生白蟻危害的位置、危害種類、危害程度、聯(lián)系人、電話、施工人員、施工時(shí)間、使用藥物、包治期、回訪復(fù)查信息等內(nèi)容。

3.2.2 白蟻防治GIS位置標(biāo)注和展示功能

該功能與白蟻防治升級(jí)系統(tǒng)、“揚(yáng)州白蟻”Android移動(dòng)操作系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)，提供基于業(yè)務(wù)的百度地圖坐標(biāo)點(diǎn)標(biāo)注、標(biāo)點(diǎn)展示及詳情顯示功能。網(wǎng)址為：https://bygis.yzfdc.cn/。根據(jù)標(biāo)注的坐標(biāo)信息，在百度地圖上以業(yè)務(wù)實(shí)例為單位顯示坐標(biāo)點(diǎn)，支持不同狀態(tài)顯示不同演示的標(biāo)點(diǎn)及區(qū)域、狀態(tài)、篩選顯示。點(diǎn)擊具體標(biāo)點(diǎn)，可展開(kāi)顯示業(yè)務(wù)詳情，新建預(yù)防和白蟻滅治分開(kāi)顯示。

白蟻分布標(biāo)注功能可標(biāo)注不同區(qū)域白蟻危害情況、不同種類白蟻分布情況以及區(qū)域內(nèi)白蟻危害情況等；新建預(yù)防項(xiàng)目標(biāo)注功能可將白蟻新建預(yù)防項(xiàng)目的基本信息、施工信息、施工現(xiàn)場(chǎng)圖在GIS系統(tǒng)上同步標(biāo)注；回訪復(fù)查項(xiàng)目標(biāo)注功能可在GIS系統(tǒng)同步展示15年包治期內(nèi)的新建預(yù)防工程的回訪復(fù)查任務(wù)。針對(duì)回訪復(fù)查過(guò)程中發(fā)現(xiàn)白蟻危害的進(jìn)行免費(fèi)白蟻滅治，針對(duì)白蟻發(fā)生率高的區(qū)域可加大回訪力度，針對(duì)白蟻危害發(fā)生率高的小區(qū)可采取綜合治理策略，實(shí)施區(qū)域治理。

3.3 揚(yáng)州市白蟻防治管理升級(jí)系統(tǒng)軟件組成

白蟻防治管理系統(tǒng)以2011年版本為基礎(chǔ)改造升級(jí)而成，白蟻新建預(yù)防及蟻害調(diào)查的業(yè)務(wù)流程均實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)管理。為配合GIS功能開(kāi)發(fā)，該管理系統(tǒng)開(kāi)發(fā)數(shù)據(jù)接口，提供數(shù)據(jù)支持。為實(shí)現(xiàn)移動(dòng)APP功能，該管理系統(tǒng)增加了電腦端派工功能，手機(jī)端定位、現(xiàn)場(chǎng)圖片、視頻、施工等信息傳于服務(wù)器中。升級(jí)后的系統(tǒng)中包含近十年工程項(xiàng)目信息，其優(yōu)化了工程管理內(nèi)容，為GIS信息展示提供了龐大的數(shù)據(jù)支持。新軟件系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了與管理端移動(dòng)APP的對(duì)接，工程施工過(guò)程可實(shí)現(xiàn)定位、施工信息手機(jī)上傳、施工圖片、視頻資料上傳等功能，實(shí)現(xiàn)各個(gè)工程在GIS平臺(tái)上同步展示。圖3為白蟻防治管理系統(tǒng)界面。

圖3 白蟻防治管理系統(tǒng)界面

4 GIS系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)

4.1 通過(guò)GIS實(shí)現(xiàn)對(duì)工程項(xiàng)目的系統(tǒng)管理

GIS管理系統(tǒng)能讓工程管理人員對(duì)所有工程項(xiàng)目施工進(jìn)度有直觀的把握，從而更加方便的實(shí)施工程任務(wù)派工，減少漏施工概率。施工人員到現(xiàn)場(chǎng)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(zhǔn)確性和及時(shí)性，還可以讓工程管理人員可實(shí)時(shí)掌握施工人員的安全管理情況、施工現(xiàn)場(chǎng)狀況，從而實(shí)現(xiàn)不見(jiàn)面監(jiān)督管理。工程項(xiàng)目竣工完成后，可通過(guò)GIS設(shè)定回訪復(fù)查的時(shí)間，到達(dá)年限后，自動(dòng)生成回訪復(fù)查表，從而便于開(kāi)展回訪復(fù)查工作。

4.2 通過(guò)GIS實(shí)現(xiàn)區(qū)域白蟻危害情況分析功能

在GIS中導(dǎo)入2016-2022年度揚(yáng)州地區(qū)白蟻危害信息共計(jì)550條，分析相關(guān)數(shù)據(jù)，可以得到結(jié)論如下:

4.2.1 各區(qū)域白蟻危害風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)

揚(yáng)州市區(qū)白蟻危害等級(jí)達(dá)III級(jí)的街道共有3個(gè)，分別為雙橋、汶河和東關(guān)街道；白蟻危害等級(jí)達(dá)II級(jí)的街道共有6個(gè)，分別為梅嶺、曲江、瘦西湖、文峰、文匯街道及城北鄉(xiāng)；其余的為白蟻危害I級(jí)區(qū)域。

圖4 不同區(qū)域白蟻危害風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)

4.2.2 不同種類白蟻危害情況

揚(yáng)州市區(qū)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(yán)重。黑翅土白蟻在揚(yáng)州西北的瘦西湖、蜀崗西峰區(qū)域危害較為嚴(yán)重，揚(yáng)州南沙頭區(qū)域也有少量危害案例。臺(tái)灣乳白蟻危害沒(méi)有明顯分布的規(guī)律，在揚(yáng)州危害的案例較少，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)查勘結(jié)果，該種白蟻一般在園林綠化過(guò)程中帶入，一旦發(fā)生，破壞程度大，危害范圍廣[9-10]。以黑翅土白蟻為例，見(jiàn)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(tǒng)計(jì)表

4.2.3 特定區(qū)域內(nèi)白蟻危害情況分析

根據(jù)區(qū)域內(nèi)白蟻危害情況統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，可以查看不同街道在各年份白蟻危害的數(shù)量、白蟻危害的種類，并進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，如圖6、7。

圖6 瘦西湖街道年度白蟻危害情況統(tǒng)計(jì)表

4.2.4 實(shí)現(xiàn)GIS在白蟻預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)中的應(yīng)用功能

目前，揚(yáng)州市白蟻預(yù)警一般在四、五月份，在揚(yáng)州發(fā)布、今日生活、揚(yáng)州日?qǐng)?bào)等新聞媒體上發(fā)布，預(yù)警的內(nèi)容包含白蟻?zhàn)R別、防治知識(shí)以及白蟻紛飛期的處置方法等內(nèi)容。GIS系統(tǒng)的組建，可在白蟻預(yù)警發(fā)布之前，分析近三年白蟻危害信息，公布白蟻危害重點(diǎn)區(qū)域，主要品種白蟻分布，白蟻危害蔓延趨勢(shì)等內(nèi)容，擴(kuò)大預(yù)防宣傳，提前預(yù)防、以防代治。同時(shí)利用GIS系統(tǒng)分析，列出白蟻危害高發(fā)區(qū)文物古建或危舊房屋開(kāi)展重點(diǎn)防治，最大程度保護(hù)文物古建。

4.2.5 實(shí)現(xiàn)專項(xiàng)白蟻防治管理功能

GIS系統(tǒng)中設(shè)置了古建民居、古樹名木、15年包治期等多個(gè)白蟻危害專項(xiàng)信息，分析各類專項(xiàng)，可以有針對(duì)性的開(kāi)展綜合治理各項(xiàng)工作。以15年包治期白蟻危害專項(xiàng)為例，該專項(xiàng)直接反映了新建預(yù)防工作后期回訪復(fù)查過(guò)程中白蟻危害發(fā)生的情況，分析相關(guān)數(shù)據(jù)可以指導(dǎo)新建預(yù)防工作，對(duì)于高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域應(yīng)改變施工策略，提高施工的針對(duì)性和有效性，減少該區(qū)域內(nèi)其他新建房屋再發(fā)生白蟻危害的風(fēng)險(xiǎn)。對(duì)于回訪發(fā)現(xiàn)白蟻頻次較高的小區(qū)或者區(qū)域，還應(yīng)當(dāng)采取綜合措施，實(shí)施區(qū)域治理，減少區(qū)域內(nèi)蟻群密度。

5 結(jié)語(yǔ)

本文僅對(duì)GIS在白蟻防治項(xiàng)目管理及蟻情動(dòng)態(tài)分析中的應(yīng)用做了初步研究，要將GIS技術(shù)應(yīng)用自如最大程度發(fā)揮作用，還需要做更多細(xì)致的工作。白蟻防治管理系統(tǒng)、“揚(yáng)州白蟻防治”Android移動(dòng)操作系統(tǒng)和GIS系統(tǒng)是相互作用的一個(gè)整體。白蟻防治管理系統(tǒng)是數(shù)據(jù)庫(kù)和管理系統(tǒng)、移動(dòng)操作系統(tǒng)是數(shù)據(jù)采集設(shè)備、GIS系統(tǒng)是展示平臺(tái)。在以后的研究過(guò)程中，將以GIS系統(tǒng)為依托，不斷完善基礎(chǔ)信息，開(kāi)展分項(xiàng)調(diào)查，開(kāi)展各類綜合防治，全面掌握揚(yáng)州市區(qū)蟻情動(dòng)態(tài)，建立白蟻危害預(yù)警系統(tǒng)，為開(kāi)展區(qū)域白蟻危害綜合治理提供依據(jù)。