信息技術(shù)在森林病蟲害測(cè)報(bào)中的應(yīng)用現(xiàn)狀

1、<p>　　信息技術(shù)在森林病蟲害測(cè)報(bào)中的應(yīng)用現(xiàn)狀</p><p>　　【摘要】森林病蟲害的測(cè)報(bào)工作需要不斷提升技術(shù)水平，才能夠升華測(cè)報(bào)質(zhì)量。本文分析了國(guó)內(nèi)外信息技術(shù)在森林測(cè)報(bào)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(cè)預(yù)報(bào)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(cè)報(bào)；應(yīng)用 </p>&l

2、t;p>　　中圖分類號(hào)：R857文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)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(cè)報(bào)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(cè)報(bào)工作的質(zhì)量和效率，更好的為我國(guó)的森林工作站服務(wù)。 </p><p>　　二、信息技術(shù)在森林病蟲害測(cè)報(bào)中的應(yīng)用現(xiàn)狀 <

3、;/p><p>　　1、 國(guó)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(cè)與預(yù)報(bào)中的研究與應(yīng)用日益見(jiàn)新。黃向東將灰色系統(tǒng)理論應(yīng)用在森林害蟲測(cè)報(bào)中,通過(guò)應(yīng)用灰色系統(tǒng)理論對(duì)黃脊竹蝗及馬尾松毛蟲歷年統(tǒng)計(jì)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(cè)報(bào)模型,并用該模型對(duì)馬尾松毛蟲的發(fā)生進(jìn)行了中、長(zhǎng)期預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)的探討。湯金儀等開(kāi)發(fā)了自動(dòng)昆蟲誘集器,開(kāi)發(fā)過(guò)程中,

4、參考了日本同類產(chǎn)品的資料和圖片樣本,同時(shí)結(jié)合了我國(guó)測(cè)報(bào)工作的實(shí)際情況和測(cè)報(bào)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。2000年4月至5月,在江蘇吳縣病蟲測(cè)報(bào)站進(jìn)行了誘蟲試驗(yàn),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(cè)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(cè)發(fā)生松材線蟲病的松林約1133萬(wàn)m2,及時(shí)地把圖像處理的結(jié)果上報(bào)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(shí)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(xiàng)云飛等應(yīng)用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)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(gè)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(cè)精度。當(dāng)隱含層神經(jīng)元個(gè)數(shù)為15個(gè),輸入因子數(shù)為8個(gè)時(shí), 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(cè)精度為96.

6、85%,預(yù)測(cè)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(shí)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(guó)外應(yīng)用現(xiàn)狀 </b></p><p>　　Twery等將遙感數(shù)據(jù)和實(shí)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(cè)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(shí)現(xiàn)了對(duì)危害區(qū)域的實(shí)時(shí)觀測(cè)和評(píng)估。美國(guó)Liebhold A1等使用地理統(tǒng)計(jì)學(xué)模型對(duì)舞毒蛾發(fā)生區(qū)分布及發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行測(cè)報(bào)。研制出森林害蟲地理信息系統(tǒng)管理計(jì)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(shí)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(píng)估,并評(píng)價(jià)了舞毒蛾2種防治方法的效果。美國(guó)林務(wù)局為每個(gè)林管局和林業(yè)研究實(shí)驗(yàn)站都配備了資源級(jí)GPS接收機(jī),它們主要用于森林災(zāi)害監(jiān)測(cè)和防治的飛機(jī)導(dǎo)航、林相圖的自動(dòng)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(hào),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(guó)林區(qū),現(xiàn)有73個(gè)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(guó)、加拿大等西方發(fā)達(dá)國(guó)家都建立了以遙感技術(shù)為主體的森林健康監(jiān)測(cè)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(lái)監(jiān)測(cè)和評(píng)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(cè),原來(lái)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(píng)估監(jiān)測(cè),主要估測(cè)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(cè),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(bào)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(cè)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(jiǎn)稱。在計(jì)算機(jī)及信息技術(shù)快速發(fā)展的推動(dòng)下,RS、GPS與GIS結(jié)合日益緊密,為森林資源的宏觀動(dòng)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(tái)、多時(shí)相、多波段信息源,使宏觀研究和動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)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(chǔ)、管

12、理和分析能力使得遙感信息流得到廣泛應(yīng)用。同時(shí),地理信息系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)庫(kù)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(jì)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(lái)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(duì)森林病蟲害進(jìn)行預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)、災(zāi)情監(jiān)測(cè)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(kù),實(shí)現(xiàn)森林病蟲害逐小班數(shù)字化動(dòng)態(tài)管理,使森林病蟲害的發(fā)生及其發(fā)展趨勢(shì)直觀的反映到每個(gè)小班。森林病蟲害預(yù)警系統(tǒng),其實(shí)質(zhì)是病蟲害信息處理及服務(wù)系統(tǒng)。盡管國(guó)內(nèi)已有大量的數(shù)學(xué)模型應(yīng)用于病蟲害的預(yù)測(cè)預(yù)

14、報(bào)中,但目前開(kāi)展的仍然是以時(shí)間尺度為主的預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)。對(duì)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(cè)仍然停留于對(duì)蟲源地、蟲情的定性分析上,所發(fā)出的預(yù)報(bào)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(cè)預(yù)報(bào)工作提供了比較先進(jìn)的手段。 </p><p>　　四、森林害蟲預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)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(cè)預(yù)報(bào)信息化系統(tǒng)具有人類專家的推理和解決實(shí)際問(wèn)題的能力。因此,在收集測(cè)報(bào)研究成果與生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,與各大學(xué)和科研單位預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)專家系統(tǒng)進(jìn)行連接,是必要的。專家系統(tǒng)主要由知識(shí)庫(kù)、數(shù)據(jù)庫(kù)、用戶接口系統(tǒng)和推理機(jī)部分組成。知識(shí)庫(kù)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(cè)預(yù)報(bào)內(nèi)容的專家知識(shí),專家知識(shí)規(guī)則的聯(lián)系,采用類似常用的計(jì)算機(jī)算法語(yǔ)言的菜單驅(qū)動(dòng)技術(shù)來(lái)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(duì)獨(dú)立于系統(tǒng)。從而使得系統(tǒng)的咨詢內(nèi)容能隨時(shí)刪改、擴(kuò)充和更新,逐步完善、準(zhǔn)確。數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)用于害蟲測(cè)報(bào)中的初始資料和數(shù)據(jù)以及推理過(guò)程中得到的各種中間信息。本系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)中的內(nèi)容是通過(guò)用戶接口系統(tǒng),由計(jì)算機(jī)提問(wèn),用戶(森林害蟲測(cè)報(bào)員或森林保護(hù)科技人員)回答的事實(shí)所咨詢的橋梁。對(duì)于本系統(tǒng)只要用戶啟動(dòng)計(jì)算機(jī),進(jìn)入專家系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài),計(jì)算機(jī)便在顯示屏幕上,按照知識(shí)庫(kù)中各種病蟲害測(cè)報(bào)規(guī)則的順序,對(duì)各條規(guī)則的所有條件逐一提問(wèn),等待用戶回答。用戶只要根據(jù)

17、實(shí)際情況,在計(jì)算機(jī)鍵盤上按“Y”(代表Yes,中文意思是“對(duì)”)或“N”(代表No,中文意</p><p><b>　　五、結(jié)束語(yǔ) </b></p><p>　　綜上所述，信息技術(shù)應(yīng)用于森林病蟲害測(cè)報(bào)工作具有非常大的優(yōu)勢(shì)，所以，今后在森林病蟲害的測(cè)報(bào)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(shì)利用到森林病蟲害的測(cè)報(bào)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(cè)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(cè)預(yù)報(bào)[M].北京:中國(guó)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(cè)報(bào)工具)昆蟲自動(dòng)