森林病虫害防治系统GIS的设计与实现

【摘 要】森林病虫灾害给我国的经济造成了巨大的损失，加之其对生态环境的破坏程度更加大，因此森林病虫害防治系统GIS的设计就显得非常重要。文章针对病虫害信息系统的主要功能等方面进行探讨，对系统的框架结构进行设计。为了使得病虫信息的传递方便，实现系统内信息资源共享，提高病虫预测预报的时效性和准确性，森林资源的保护和生态环境的建设就显得有十分重要的意义。

【关键词】森林病虫灾害；防治系统；GIS；小班；防治；管理

1 引言

我们国家的县城多，大多是累积有数万张小班卡；然而在我国的森林资源中，对于林地信息又都是二类调查小班的的档案。因此，在这种手工管理的情况下，要实行有效的调查几乎是很难办到的。在森林病虫害的管理当中，不管是从样地调查规划，还是在防治和预测中都没有利用这些林地信息，因此就带有很大程度的盲目性。因为森林病虫害情况非常复杂，各种病虫害情况都有其固定的调查因子，所以，建立病虫害档案就显得很复杂。针对这些问题，要从使用者业务需求以及整体的计算机应用能力等方面来进行综合考虑，该系统利用基于Ac―tiveX的组件式GIS技术，对于森林病虫害档案数据库进行了尽善尽美的设计，并且和小班档案结合起来，用小班图层为地图进行操作，建立了森林病虫害防治信息系统。

2 系统设计

根据相关地方林业局的森林病虫害防护业务的具体情况，集合整理出来了十三种现在流行的森林病虫害调查表，其中包括了成卵时期、幼虫时期、成虫时期的调查和十多种森林病虫害的统计报表，分析了解了各种各样数据关系，在对现有的业务模式进行改进的情况下，确定建立了系统构成框架。

2.1 森防站数据分析

系统数据源是县林业局森防业务中样地调查的结果。依据调查，数据一般是借助森防站工作人员进行森林病虫害样地调查进而取样获得。一般所说的样地调查，传统的做法比较直观，就是在该县小班底图上用直方格的形式来进行规划，每一块方格就叫做样地。从其中随意抽取一些样地来进行现场调查，之后再在空白底图上勾绘出发病的区域地方，然后用网格板以及求积仪来计算发病区域的面积，进而制定相应相关的防治计划。

鉴于林地的基本信息都紧紧依靠着小班档案，为了达到和小班档案结合起来的目的，系统就会把样地规划的基本单位规定为小班。那么病虫害的“分布”就用小班作为单位，病虫害和小班的关系为“分布于”关系，如图1所示。这种样地规划就可合理综合林地的相应信息，再进行科学地划分以及选择。尽管还是需要人员到现场进行地图勾绘（毕竟林业局技术条件受限），但是在输入时还是可以按照小班输人，当然也可以在图层上按照小班来选择分布的具体区域，这可以较为准确无误地获取详细的森林病虫害档案数据，然后就利用地理信息系统的分级着色和面积计算的功能，就可以很快而又准确无误地得到各类森防专题图。

图1 森防数据库概念模型

2.2 森林病虫害档案的建立

建立森林病虫害档案是对于森防管理信息系统的关键，这也是预测和治理的基础。森林病虫害档案是靠抽样调查而得到，因此便带有一定的统计性质，3张明细信息和1条档案信息构成了档案条目的组织，档案信息记下发生时间、地点、档案种类等，明细信息由调查、分布、防治等实际情况组成。小班是空间分布的基本单元，和小班图层连接起来的关键字是小班ID。其中某次病虫害的空间分布属性包括如下：病虫害代码、病虫害、小班ID等级3个字段。防治情况的空间分布属性，就是用病虫害代码、防治效果、小班ID等级为特征的。

通过分级着色的方式完成实现了空间分布数据的表达。对于其中某次病虫害或者是一个地区某段时间内的一些病虫害，都是可以借助这个方法在小班区划图上进行动态表达，用不同的颜色描成直观的分布图。森林病虫害档案数据库的概念模型如上图1。

在森林病虫害档案当中，不同的调查因子多达到三十余个，所以数据库设计的关键是对于明细信息进行分类组织。分类组织的原则是满足各种森防统计报表数据的需要以及对病虫害的预测；这不仅需要满足数据库的设计规范，还要对数据进行综合处理，需要尽量减少基本表数量，以达到利于各种数据操作的目的。

3 系统主要功能

3.1 数据维护子系统

森林病虫害档案的详细数据，是来源于不同类型的森林病虫害以及防治等情况的实际调查。该模块可以对综合归纳后的七种森林病虫害进行仔细调查以及防治等进行输入、删除、编辑等数据维护操作。诸如此类的数据就构成了某次病虫害情况的抽样明细。对于病虫害发生地区范围的空间数据，依据县林业局的真实情况，按照手工勾画的发病地区范围草图，再以小班为单位进行批量输入，或者在图层上选择分布区域，进而生成分布表，然后组成完整的某次病虫害档案。此类数据构成统计、分析应用、预测的基础。

3.2 查询子系统

可依据属性数据以及空间数据来进行双向查询。例如，在具体时间、地点、对象中的病虫害具体详细情况等。查询的条件覆盖大多数属性项，布尔组合。

3.3 空间应用分析子系统

3.3.1 样点分布情况图

在进行样地规划的时候，就要求全面具体的了解该地地形、土壤、植被等实际情况，对于已经选定的一些指标进行分级着色，在原有的基础上形成样地分布图。样地就以小班作为单位。关于森林病虫害的调查就是针对样地来实施进行的，样地选择是否科学，是研究调查结果正确度的重要条件。

3.3.2 病虫害分布情况图

按照病虫害档案数据，再根据病虫害轻重分级来进行着色，动态可以生成病虫害分布情况图，然后自动对病虫害发病区域的面积进行量算；与此同时，该图还具有查询的功能，可以对相关的病害区域边缘地区依据各种指标查询，详细预测以及了解病虫害漫延发生的可能性。

3.3.3 病虫害防治情况图

按照病虫害档案数据，然后对于防治后的病情进行分级着色，动态则可以生成病虫害防治情况图。在此同时可以对防治工作的财物、物资等实际情况进行查询。

3.3.4 病虫害预测情况图

把历年记载在病虫害档案中具体情况作为基础，与林地的基本情况相结合，生成某种病虫害在每一年发生以及轻重程度的预测分布图。

3.4 统计子系统

这个子系统对病虫害调查的情况、防治情况以及发生情况，依据上报要求进行统计编绘，迅速形成日报、月报、年报，上报上级有关部门。

3.5 病虫害预测子系统

依据上报的具体要求，产生未来一年病虫害情况预报调查的汇总表。

3.6 代码设置

在系统中，代码设计占有很关键的位置。对于系统所关系到的病害、鼠害、虫害等已经定选项目数据，都要设置成为代码，代码设计也要有相关的原则，如：标准化、易操作性等。

4 结束语

关于森防管理信息系统的设计，是从森防业务的数据源出发的，其核心是建立森林病虫害档案，并且与小班档案资源进行有机的联系，再利用GIS技术，然后从本质上解决了森林病虫害防治，尤其的是预防的数据问题。这就在很大程度上提高了森防部门工作的效率性以及科学性。但是不足的是数据源获得方面的问题，还要依赖于森防业务部门对现行业务的加强以及改善，因此，病虫害的预测模型，还需要进一步研究

参考文献：

[1]卫平，江明.森林病虫害防治系统相关内容的探究，2009（5）.

[2]王佳，于嘉文.对于GIS的林地信息系统的研究和探讨[M].林业资源管理，2010（9）.