信息技術(shù)在森林病蟲害測報中的應(yīng)用現(xiàn)狀

1、<p>　　信息技術(shù)在森林病蟲害測報中的應(yīng)用現(xiàn)狀</p><p>　　【摘要】森林病蟲害的測報工作需要不斷提升技術(shù)水平，才能夠升華測報質(zhì)量。本文分析了國內(nèi)外信息技術(shù)在森林測報工作中的應(yīng)用現(xiàn)狀，進(jìn)而分析了“3S”技術(shù)在森林病蟲害預(yù)警中的應(yīng)用情況，最后分析了森林害蟲預(yù)測預(yù)報專家系統(tǒng)的應(yīng)用。 </p><p>　　【關(guān)鍵詞】信息技術(shù)；森林病蟲害；測報；應(yīng)用 </p>&l

2、t;p>　　中圖分類號：R857文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A </p><p><b>　　一、前言 </b></p><p>　　提高信息技術(shù)在森林病蟲害測報中的應(yīng)用水平是當(dāng)下工作的重點(diǎn)方向，高效的使用信息技術(shù)將能夠大大的提高測報工作的質(zhì)量和效率，更好的為我國的森林工作站服務(wù)。 </p><p>　　二、信息技術(shù)在森林病蟲害測報中的應(yīng)用現(xiàn)狀 <

3、;/p><p>　　1、 國內(nèi)應(yīng)用現(xiàn)狀 </p><p>　　隨著現(xiàn)代信息技術(shù)的迅速發(fā)展,高新技術(shù)在森林害蟲監(jiān)測與預(yù)報中的研究與應(yīng)用日益見新。黃向東將灰色系統(tǒng)理論應(yīng)用在森林害蟲測報中,通過應(yīng)用灰色系統(tǒng)理論對黃脊竹蝗及馬尾松毛蟲歷年統(tǒng)計并分析,建立了這兩種害蟲的發(fā)生量、發(fā)生期及發(fā)生程度的測報模型,并用該模型對馬尾松毛蟲的發(fā)生進(jìn)行了中、長期預(yù)測預(yù)報的探討。湯金儀等開發(fā)了自動昆蟲誘集器,開發(fā)過程中,

4、參考了日本同類產(chǎn)品的資料和圖片樣本,同時結(jié)合了我國測報工作的實際情況和測報技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。2000年4月至5月,在江蘇吳縣病蟲測報站進(jìn)行了誘蟲試驗,達(dá)到了預(yù)期效果。葉勤文等將航空攝像技術(shù)應(yīng)用在松材線蟲病監(jiān)測上,從1994年至1996年安徽省森防總站利用航空攝像技術(shù)共監(jiān)測發(fā)生松材線蟲病的松林約1133萬m2,及時地把圖像處理的結(jié)果上報給決策部門,并分發(fā)至松材線蟲病發(fā)生區(qū)的林業(yè)部門,為制定除治方案,及時采取措施控制松材線蟲病在安徽的蔓延起到了重要

5、的作用。 </p><p>　　項云飛等應(yīng)用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測馬尾松毛蟲的有蟲面積,選取與馬尾松毛蟲發(fā)生量相關(guān)且關(guān)系密切的8個氣象因子作為樣本的輸入特征,建立馬尾松毛蟲有蟲面積與氣象因子的BP網(wǎng)絡(luò)模型,結(jié)果表明,所建立的BP模型,具有令人滿意的擬合精度和預(yù)測精度。當(dāng)隱含層神經(jīng)元個數(shù)為15個,輸入因子數(shù)為8個時, 18組有蟲面積的平均擬合精度為100%,相關(guān)系數(shù)為1.0000, 2組預(yù)留有蟲面積的平均預(yù)測精度為96.

6、85%,預(yù)測準(zhǔn)確率為100%。蔣建軍等以環(huán)青海湖地區(qū)為例,使用TM和DEM、草地類型圖以及GPS定位的野外調(diào)查資料,從遙感圖像處理、地理數(shù)據(jù)及專家知識一體化的角度出發(fā),進(jìn)行草地蝗蟲生境類型的分類,精度達(dá)84.23%,比最大似然法提高10.2%。 </p><p><b>　　2、國外應(yīng)用現(xiàn)狀 </b></p><p>　　Twery等將遙感數(shù)據(jù)和實地調(diào)查數(shù)據(jù)結(jié)合,利用

7、GIS研究了蟲害的分布及種群密度與環(huán)境因子的關(guān)系,預(yù)測了害蟲的棲息帶及潛在的發(fā)生帶、遷飛害蟲生境的季節(jié)性分布及擴(kuò)散范圍,實現(xiàn)了對危害區(qū)域的實時觀測和評估。美國Liebhold A1等使用地理統(tǒng)計學(xué)模型對舞毒蛾發(fā)生區(qū)分布及發(fā)展趨勢進(jìn)行測報。研制出森林害蟲地理信息系統(tǒng)管理計劃,在舞毒蛾和云杉卷葉蛾綜合治理中應(yīng)用。Loh等建立了短葉松卷葉蛾(Choristoneura pinus Freeman)的含GIS成分的決策支持系統(tǒng),使系統(tǒng)接近于實際

8、,便于一般管理人員使用。Liebhold Smith等將遙感影像和GIS結(jié)合用于大范圍殺蟲劑效用的評估,并評價了舞毒蛾2種防治方法的效果。美國林務(wù)局為每個林管局和林業(yè)研究實驗站都配備了資源級GPS接收機(jī),它們主要用于森林災(zāi)害監(jiān)測和防治的飛機(jī)導(dǎo)航、林相圖的自動更新、林業(yè)作業(yè)的定位。值得強(qiáng)調(diào)的是,由于林務(wù)局可以接收軍方的P碼信號,所以可獲得極為精確的定位服務(wù),從而激發(fā)了林業(yè)管理工作者運(yùn)用GPS技術(shù)的極大熱情。在美國林區(qū),現(xiàn)有73個基準(zhǔn)站為各

9、種差分處理提供校準(zhǔn)數(shù)據(jù)。 </p><p>　　美國、加拿大等西方發(fā)達(dá)國家都建立了以遙感技術(shù)為主體的森林健康監(jiān)測體系,它主要利用航空和地面樣地調(diào)查相結(jié)合的方法,來監(jiān)測和評估森林生態(tài)系統(tǒng)的健康狀況,主要采集和處理3種類型的數(shù)據(jù)。一是現(xiàn)狀監(jiān)測,原來主要采用固定樣地調(diào)查,現(xiàn)在遙感和地理信息系統(tǒng)發(fā)揮著重大作用;二是評估監(jiān)測,主要估測森林健康變化的范圍、程度和原因,現(xiàn)在的研究已經(jīng)拓展到植物多樣性、土壤、木材碎片等因素的分析

10、;三是宏觀生態(tài)系統(tǒng)監(jiān)測,主要研究各種生態(tài)系統(tǒng)的組成。根據(jù)以上信息的處理,形成年度分析報告,并進(jìn)入森林病蟲害預(yù)警系統(tǒng),指導(dǎo)病蟲害的監(jiān)測與防治。 </p><p>　　三、“3S”在森林病蟲害預(yù)警中的應(yīng)用 </p><p><b>　　1、“3S”概述 </b></p><p>　　“3S”是GIS、RS和GPS的統(tǒng)稱,即地理信息系統(tǒng)(Geogra

11、phical Information System)、遙感(Remote sensing)及全球定位系統(tǒng)(Global Position System)的簡稱。在計算機(jī)及信息技術(shù)快速發(fā)展的推動下,RS、GPS與GIS結(jié)合日益緊密,為森林資源的宏觀動態(tài)研究提供了精確、快速、有力的分析手段。一方面,遙感技術(shù)為森林資源研究提供了大量多平臺、多時相、多波段信息源,使宏觀研究和動態(tài)監(jiān)測有足夠的信息屏障;另一方面,地理信息系統(tǒng)技術(shù)強(qiáng)大的空間存儲、管

12、理和分析能力使得遙感信息流得到廣泛應(yīng)用。同時,地理信息系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)庫為遙感分析提供了補(bǔ)充資料,與遙感信息復(fù)合可產(chǎn)生更詳細(xì)系統(tǒng)的信息。 </p><p>　　2、“3S”在病蟲害治理中的影響 </p><p>　　目前,隨著計算機(jī)的發(fā)展,“3S”技術(shù)在林業(yè)中的運(yùn)用為森林病蟲害的預(yù)警工作帶來了幫助。森林病蟲害預(yù)警系統(tǒng)的構(gòu)建,將以地理信息和森林資源數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),應(yīng)用GPS、GIS和RS技術(shù)。使用全

13、球定位系統(tǒng),借助遙感進(jìn)行資料的搜集,利用地理信息系統(tǒng)進(jìn)行空間分析,以從RS和GPS提供的浩如煙海的數(shù)據(jù)中提取有用信息,進(jìn)行綜合集成,使之有效地對森林病蟲害進(jìn)行預(yù)測預(yù)報、災(zāi)情監(jiān)測和損失估算。在森林資源管理中,我們運(yùn)用“3S”技術(shù),建立起森林病蟲害數(shù)據(jù)庫,實現(xiàn)森林病蟲害逐小班數(shù)字化動態(tài)管理,使森林病蟲害的發(fā)生及其發(fā)展趨勢直觀的反映到每個小班。森林病蟲害預(yù)警系統(tǒng),其實質(zhì)是病蟲害信息處理及服務(wù)系統(tǒng)。盡管國內(nèi)已有大量的數(shù)學(xué)模型應(yīng)用于病蟲害的預(yù)測預(yù)

14、報中,但目前開展的仍然是以時間尺度為主的預(yù)測預(yù)報。對于空間尺度上病蟲害的發(fā)生范圍,尤其是遷飛害蟲的異地預(yù)測仍然停留于對蟲源地、蟲情的定性分析上,所發(fā)出的預(yù)報只是面,與所應(yīng)用的技術(shù)、手段也有很大的關(guān)系。地理信息系統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展則為我們進(jìn)行空間尺度上的預(yù)測預(yù)報工作提供了比較先進(jìn)的手段。 </p><p>　　四、森林害蟲預(yù)測預(yù)報專家系統(tǒng)的應(yīng)用 </p><p>　　現(xiàn)代模擬人類思維的專家系統(tǒng)科學(xué)

15、的發(fā)展,使得預(yù)測預(yù)報信息化系統(tǒng)具有人類專家的推理和解決實際問題的能力。因此,在收集測報研究成果與生產(chǎn)實踐經(jīng)驗的基礎(chǔ)上,與各大學(xué)和科研單位預(yù)測預(yù)報專家系統(tǒng)進(jìn)行連接,是必要的。專家系統(tǒng)主要由知識庫、數(shù)據(jù)庫、用戶接口系統(tǒng)和推理機(jī)部分組成。知識庫系統(tǒng)包括所在林區(qū)各種蟲害發(fā)生期、發(fā)生量、發(fā)生范圍以及為害程度等方面的預(yù)測預(yù)報內(nèi)容的專家知識,專家知識規(guī)則的聯(lián)系,采用類似常用的計算機(jī)算法語言的菜單驅(qū)動技術(shù)來解決。這樣,既可保持原有的邏輯關(guān)系,又可使規(guī)則

16、相對獨(dú)立于系統(tǒng)。從而使得系統(tǒng)的咨詢內(nèi)容能隨時刪改、擴(kuò)充和更新,逐步完善、準(zhǔn)確。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)用于害蟲測報中的初始資料和數(shù)據(jù)以及推理過程中得到的各種中間信息。本系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中的內(nèi)容是通過用戶接口系統(tǒng),由計算機(jī)提問,用戶(森林害蟲測報員或森林保護(hù)科技人員)回答的事實所咨詢的橋梁。對于本系統(tǒng)只要用戶啟動計算機(jī),進(jìn)入專家系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài),計算機(jī)便在顯示屏幕上,按照知識庫中各種病蟲害測報規(guī)則的順序,對各條規(guī)則的所有條件逐一提問,等待用戶回答。用戶只要根據(jù)

17、實際情況,在計算機(jī)鍵盤上按“Y”(代表Yes,中文意思是“對”)或“N”(代表No,中文意</p><p><b>　　五、結(jié)束語 </b></p><p>　　綜上所述，信息技術(shù)應(yīng)用于森林病蟲害測報工作具有非常大的優(yōu)勢，所以，今后在森林病蟲害的測報工作中，要深入的挖掘信息技術(shù)的可利用點(diǎn)，從而將其優(yōu)勢利用到森林病蟲害的測報工作中。 </p><p&

18、gt;<b>　　【參考文獻(xiàn)】 </b></p><p>　　[1]劉鉉基,李克政.森林病蟲害預(yù)測與決策[M] .哈爾濱:東北林業(yè)大學(xué)出版社, 2010.45. </p><p>　　[2]薛賢清.森林害蟲預(yù)測預(yù)報[M].北京:中國林業(yè)出版社, 2011.11. </p><p>　　[3]湯金儀,王建瑞,莫肖斌.一種新型害蟲測報工具)昆蟲自動