黑龙江省旱作物农业气象产量预报的研究及系统研制

[摘 要] 黑龙江省是我国的农业大省，是我国重要的粮食生产基地之一，旱作物的播种面积占全省粮食作物播种面积的八成以上，产量的输出在全省也占有十分重要的位置，因此，旱作物的产量产生波动，将会直接影响到黑龙江省粮食总产量，从而严重影响到农业种植结构调整，品种布局和农业生产决策等工作的安排。现阶段，黑龙江省的农业气象预报研究水平还比较低下，强化对黑龙江省旱作物农业气象产量预报是研究对该省农业生产发展具有十分重要的意义。本文主要结合实际情况，就黑龙江省旱作物农业气象产量预报系统的研制进行了分析，希望通过本次研究对同行有所助益。

[关键词] 黑龙江省；旱作物 农业气象产量预报 系统研制

[中图分类号] S165 [文献标识码] A [文章编号] 1003-1650 （2017）02-0291-01

黑龙江省都处于我国最北部，经过多年的垦荒改造，将北大荒改造成了北大仓，黑龙江省是我国粮食产量的主要省份之一，全省耕地面积在1.4亿亩左右。黑龙江省气候属于高纬度大陆性季风气候，夏季高囟嘤辏冬季寒冷少雪，春秋两季较短，温度变化幅度较大，升温和降温温度快，对发展农业生产具有十分明显的优势。黑龙江省特殊的地理环境决定了物候资源化的分布特征。黑龙江省是全国热量资源较少的省份之一，作物和品质都存在着明显的界限，热量资源不足和作物需求之间的矛盾日渐突出，因此，如何调整地区农业产业结构。合理布局农作物品种，充分利用热量资源，保证农作物获得高产个稳产就成为当前黑龙江农业气象预报需要重点研究的内容。

1 系统结构分析

首先，系统软件和硬件环境。整个操作界面采用下拉弹出式菜单，友好的图文操作按牛，全汉化的提示方式，具有操纵方便快捷。软件系统使用标准的Windows2000软件平台，中文环境，提Microsoft Visual Basic6.0编程语言开发工具，并使用使用最先进的图像处理软件和地理信息系统软件；其次，结构分析。该系统结构主要包含了数据库、模型建立和产量预报、预报集成和总产量计算等几个部分，各个部分的功能均以模块化的方式实现，采用人机交互的方式进行操作，系统各个模块之间相互独立，逻辑上相互联系。如图1所示。

2 系统组成和功能分析

2.1 数据库和管理

首先，数据库。在该数据库中包含了气候、大气环流、作物参量和植被指数等资料库。其中大气环流资料库主要主要涵盖了500hPa环流指数、海洋温度、大气特征量等数据。气候资料库包含了从1961大2015年黑龙江省各个市区每个季度的平均温度、降雨量、日照小时数，地区主要农作物生长发育所需要的平均温度、降雨量、日照小时数等相关材料。作物产量资料库主要包含了地区1961年到2016年主要农作物的播种面积、总产量和亩产量。植被指数库主要包含1992年到2015年黑龙江地区5～8月间最大植被指数以及各个月份指数和；其次，数据库管理。为了方便对数据进行管理，在系统中设计了数据管理模块，对于产量资料主要以人工方式进行添加，使用网络对相应数据进行编辑，保存新建的文本文件。对于范围较大的环流资料，应该将其以数据恩建的形式添加到数据库中。植被数据资料设计了旱作物和水田，按照单点、5点和9点平均植被指数进行计算，同时在系统中设计了自动追加、查询和统计功能。

2.2 建立相预报产量模型

首先，气象统计模型建设设计，气象统计模型是气象产量预报系统十分重要的一个环节，其主要采用多种数据统计方法，将作物产量和气象条件的内在联系进行揭示，进而得到旱作物产量预报数值。在系统中审计了书签式的对话窗口，其内容主要涵盖了基本作物趋势产量模型、预测模型、因子处理和影响因素等几方面的页面。在确定中书签页对话窗口中的各个参数，方法和模式之后，系统就可以进入到旱作物预测产量状态，然后调出相应的对话框，根据页面提示内容，输入相应的年份、输出文件，按照提示和步骤进行下去。在对系统中的预测因素进行全面筛选之后，通过稳定性检验，就可以得到最终旱作物的气象产量预报结果，然后系统能够结合不同用户的需求生成不同形式的图表，对最终的模拟预测结果的准确性进行分析，同时还可以结合实际情况，对当年的趋势产量进行适当的修改和订正；其次，遥感模型建立。遥感模型是结合旱作物生长繁育特点和产量形成过程，通过测量绿色叶片获取太阳光照量以及叶绿素颜色变化监测作物生长情况，进而判断气象条件对旱作物产量的影响。系统通过选择黑龙江省种植比较广泛的几种植被指数作为预测因子，利用数据统计方法建立和旱作物产量相关的联系，进而创建一个耳机科学的预测模型，对旱作物产量进行预测和预报。遥感模型创建完成之后，打开预测产量对话框，根据提示输入相应的数据，按照界面上的提示进行操纵，当预测因子进行科学筛选和稳定性检验之后，就可以得出旱作物的气象预测结果，同时也可以人工修正相应的结果。

2.3 预报集成和总产量计算

首先，预报集成。在系统预报模型数据库中，按照作物种类和黑龙江省各个市区存在的一定数量和产量的预报模型。在进行旱作物气象产量预测过程中根据当年已经出现的天气气候特征以及对农作物产量和正常生长产生的影响，从系统的各个模型中选取一个符合当年农业气象条件的多个模型，输入模型保存的相应结果和预测年份，然后科学选择合适的集成方法进行预报集成，系统自动该年份的因子和数据；其次，总产量计算。通过上述预报集成，在得到全省各个市区的农作物单产之后，通过查询系统总产量预报功能，打开相应对应的苗情比例文件、单产文件、统计文件和实际预测面积文件，加成之后就可以在得到预测的输出文件，然后利用相应的打开文件系统浏览和查询相应的结果。

参考文献

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[2] 范锦龙，孟庆岩，吴炳方，周心铁. 基于农业气象模型的农作物单产预测系统[J]. 中国农业气象. 2003（02）

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