信息技術在森林病蟲害測報中的應用現狀

1、<p>　　信息技術在森林病蟲害測報中的應用現狀</p><p>　　【摘要】森林病蟲害的測報工作需要不斷提升技術水平，才能夠升華測報質量。本文分析了國內外信息技術在森林測報工作中的應用現狀，進而分析了“3S”技術在森林病蟲害預警中的應用情況，最后分析了森林害蟲預測預報專家系統(tǒng)的應用。 </p><p>　　【關鍵詞】信息技術；森林病蟲害；測報；應用 </p>&l

2、t;p>　　中圖分類號：R857文獻標識碼： A </p><p><b>　　一、前言 </b></p><p>　　提高信息技術在森林病蟲害測報中的應用水平是當下工作的重點方向，高效的使用信息技術將能夠大大的提高測報工作的質量和效率，更好的為我國的森林工作站服務。 </p><p>　　二、信息技術在森林病蟲害測報中的應用現狀 <

3、;/p><p>　　1、 國內應用現狀 </p><p>　　隨著現代信息技術的迅速發(fā)展,高新技術在森林害蟲監(jiān)測與預報中的研究與應用日益見新。黃向東將灰色系統(tǒng)理論應用在森林害蟲測報中,通過應用灰色系統(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)生進行了中、長期預測預報的探討。湯金儀等開發(fā)了自動昆蟲誘集器,開發(fā)過程中,

4、參考了日本同類產品的資料和圖片樣本,同時結合了我國測報工作的實際情況和測報技術標準。2000年4月至5月,在江蘇吳縣病蟲測報站進行了誘蟲試驗,達到了預期效果。葉勤文等將航空攝像技術應用在松材線蟲病監(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>　　項云飛等應用人工神經網絡預測馬尾松毛蟲的有蟲面積,選取與馬尾松毛蟲發(fā)生量相關且關系密切的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網絡模型,結果表明,所建立的BP模型,具有令人滿意的擬合精度和預測精度。當隱含層神經元個數為15個,輸入因子數為8個時, 18組有蟲面積的平均擬合精度為100%,相關系數為1.0000, 2組預留有蟲面積的平均預測精度為96.

6、85%,預測準確率為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定位的野外調查資料,從遙感圖像處理、地理數據及專家知識一體化的角度出發(fā),進行草地蝗蟲生境類型的分類,精度達84.23%,比最大似然法提高10.2%。 </p><p><b>　　2、國外應用現狀 </b></p><p>　　Twery等將遙感數據和實地調查數據結合,利用

7、GIS研究了蟲害的分布及種群密度與環(huán)境因子的關系,預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)性分布及擴散范圍,實現了對危害區(qū)域的實時觀測和評估。美國Liebhold A1等使用地理統(tǒng)計學模型對舞毒蛾發(fā)生區(qū)分布及發(fā)展趨勢進行測報。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,它們主要用于森林災害監(jiān)測和防治的飛機導航、林相圖的自動更新、林業(yè)作業(yè)的定位。值得強調的是,由于林務局可以接收軍方的P碼信號,所以可獲得極為精確的定位服務,從而激發(fā)了林業(yè)管理工作者運用GPS技術的極大熱情。在美國林區(qū),現有73個基準站為各

9、種差分處理提供校準數據。 </p><p>　　美國、加拿大等西方發(fā)達國家都建立了以遙感技術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查相結合的方法,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種類型的數據。一是現狀監(jiān)測,原來主要采用固定樣地調查,現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,現在的研究已經拓展到植物多樣性、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。根據以上信息的處理,形成年度分析報告,并進入森林病蟲害預警系統(tǒng),指導病蟲害的監(jiān)測與防治。 </p><p>　　三、“3S”在森林病蟲害預警中的應用 </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。在計算機及信息技術快速發(fā)展的推動下,RS、GPS與GIS結合日益緊密,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)技術強大的空間存儲、管

12、理和分析能力使得遙感信息流得到廣泛應用。同時,地理信息系統(tǒng)中的數據庫為遙感分析提供了補充資料,與遙感信息復合可產生更詳細系統(tǒng)的信息。 </p><p>　　2、“3S”在病蟲害治理中的影響 </p><p>　　目前,隨著計算機的發(fā)展,“3S”技術在林業(yè)中的運用為森林病蟲害的預警工作帶來了幫助。森林病蟲害預警系統(tǒng)的構建,將以地理信息和森林資源數據為基礎,應用GPS、GIS和RS技術。使用全

13、球定位系統(tǒng),借助遙感進行資料的搜集,利用地理信息系統(tǒng)進行空間分析,以從RS和GPS提供的浩如煙海的數據中提取有用信息,進行綜合集成,使之有效地對森林病蟲害進行預測預報、災情監(jiān)測和損失估算。在森林資源管理中,我們運用“3S”技術,建立起森林病蟲害數據庫,實現森林病蟲害逐小班數字化動態(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。森林病蟲害預警系統(tǒng),其實質是病蟲害信息處理及服務系統(tǒng)。盡管國內已有大量的數學模型應用于病蟲害的預測預

14、報中,但目前開展的仍然是以時間尺度為主的預測預報。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測仍然停留于對蟲源地、蟲情的定性分析上,所發(fā)出的預報只是面,與所應用的技術、手段也有很大的關系。地理信息系統(tǒng)技術的發(fā)展則為我們進行空間尺度上的預測預報工作提供了比較先進的手段。 </p><p>　　四、森林害蟲預測預報專家系統(tǒng)的應用 </p><p>　　現代模擬人類思維的專家系統(tǒng)科學

15、的發(fā)展,使得預測預報信息化系統(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實踐經驗的基礎上,與各大學和科研單位預測預報專家系統(tǒng)進行連接,是必要的。專家系統(tǒng)主要由知識庫、數據庫、用戶接口系統(tǒng)和推理機部分組成。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測預報內容的專家知識,專家知識規(guī)則的聯系,采用類似常用的計算機算法語言的菜單驅動技術來解決。這樣,既可保持原有的邏輯關系,又可使規(guī)則

16、相對獨立于系統(tǒng)。從而使得系統(tǒng)的咨詢內容能隨時刪改、擴充和更新,逐步完善、準確。數據庫系統(tǒng)用于害蟲測報中的初始資料和數據以及推理過程中得到的各種中間信息。本系統(tǒng)數據庫中的內容是通過用戶接口系統(tǒng),由計算機提問,用戶(森林害蟲測報員或森林保護科技人員)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,進入專家系統(tǒng)的運行狀態(tài),計算機便在顯示屏幕上,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

17、實際情況,在計算機鍵盤上按“Y”(代表Yes,中文意思是“對”)或“N”(代表No,中文意</p><p><b>　　五、結束語 </b></p><p>　　綜上所述，信息技術應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的可利用點，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】 </b></p><p>　　[1]劉鉉基,李克政.森林病蟲害預測與決策[M] .哈爾濱:東北林業(yè)大學出版社, 2010.45. </p><p>　　[2]薛賢清.森林害蟲預測預報[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