黑龍江省旱作物農(nóng)業(yè)氣象產(chǎn)量預(yù)報的研究及系統(tǒng)研制

姜瑩瑩　董文勝

[摘 要] 黑龍江省是我國的農(nóng)業(yè)大省，是我國重要的糧食生產(chǎn)基地之一，旱作物的播種面積占全省糧食作物播種面積的八成以上，產(chǎn)量的輸出在全省也占有十分重要的位置，因此，旱作物的產(chǎn)量產(chǎn)生波動，將會直接影響到黑龍江省糧食總產(chǎn)量，從而嚴(yán)重影響到農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)調(diào)整，品種布局和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)決策等工作的安排。現(xiàn)階段，黑龍江省的農(nóng)業(yè)氣象預(yù)報研究水平還比較低下，強化對黑龍江省旱作物農(nóng)業(yè)氣象產(chǎn)量預(yù)報是研究對該省農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展具有十分重要的意義。本文主要結(jié)合實際情況，就黑龍江省旱作物農(nóng)業(yè)氣象產(chǎn)量預(yù)報系統(tǒng)的研制進(jìn)行了分析，希望通過本次研究對同行有所助益。

[關(guān)鍵詞] 黑龍江??；旱作物 農(nóng)業(yè)氣象產(chǎn)量預(yù)報 系統(tǒng)研制

[中圖分類號] S165 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A [文章編號] 1003-1650 （2017）02-0291-01

黑龍江省都處于我國最北部，經(jīng)過多年的墾荒改造，將北大荒改造成了北大倉，黑龍江省是我國糧食產(chǎn)量的主要省份之一，全省耕地面積在1.4億畝左右。黑龍江省氣候?qū)儆诟呔暥却箨懶约撅L(fēng)氣候，夏季高溫多雨，冬季寒冷少雪，春秋兩季較短，溫度變化幅度較大，升溫和降溫溫度快，對發(fā)展農(nóng)業(yè)生產(chǎn)具有十分明顯的優(yōu)勢。黑龍江省特殊的地理環(huán)境決定了物候資源化的分布特征。黑龍江省是全國熱量資源較少的省份之一，作物和品質(zhì)都存在著明顯的界限，熱量資源不足和作物需求之間的矛盾日漸突出，因此，如何調(diào)整地區(qū)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。合理布局農(nóng)作物品種，充分利用熱量資源，保證農(nóng)作物獲得高產(chǎn)個穩(wěn)產(chǎn)就成為當(dāng)前黑龍江農(nóng)業(yè)氣象預(yù)報需要重點研究的內(nèi)容。

1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分析

首先，系統(tǒng)軟件和硬件環(huán)境。整個操作界面采用下拉彈出式菜單，友好的圖文操作按牛，全漢化的提示方式，具有操縱方便快捷。軟件系統(tǒng)使用標(biāo)準(zhǔn)的Windows2000軟件平臺，中文環(huán)境，提Microsoft Visual Basic6.0編程語言開發(fā)工具，并使用使用最先進(jìn)的圖像處理軟件和地理信息系統(tǒng)軟件；其次，結(jié)構(gòu)分析。該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)主要包含了數(shù)據(jù)庫、模型建立和產(chǎn)量預(yù)報、預(yù)報集成和總產(chǎn)量計算等幾個部分，各個部分的功能均以模塊化的方式實現(xiàn)，采用人機交互的方式進(jìn)行操作，系統(tǒng)各個模塊之間相互獨立，邏輯上相互聯(lián)系。如圖1所示。

2 系統(tǒng)組成和功能分析

2.1 數(shù)據(jù)庫和管理

首先，數(shù)據(jù)庫。在該數(shù)據(jù)庫中包含了氣候、大氣環(huán)流、作物參量和植被指數(shù)等資料庫。其中大氣環(huán)流資料庫主要主要涵蓋了500hPa環(huán)流指數(shù)、海洋溫度、大氣特征量等數(shù)據(jù)。氣候資料庫包含了從1961大2015年黑龍江省各個市區(qū)每個季度的平均溫度、降雨量、日照小時數(shù)，地區(qū)主要農(nóng)作物生長發(fā)育所需要的平均溫度、降雨量、日照小時數(shù)等相關(guān)材料。作物產(chǎn)量資料庫主要包含了地區(qū)1961年到2016年主要農(nóng)作物的播種面積、總產(chǎn)量和畝產(chǎn)量。植被指數(shù)庫主要包含1992年到2015年黑龍江地區(qū)5～8月間最大植被指數(shù)以及各個月份指數(shù)和；其次，數(shù)據(jù)庫管理。為了方便對數(shù)據(jù)進(jìn)行管理，在系統(tǒng)中設(shè)計了數(shù)據(jù)管理模塊，對于產(chǎn)量資料主要以人工方式進(jìn)行添加，使用網(wǎng)絡(luò)對相應(yīng)數(shù)據(jù)進(jìn)行編輯，保存新建的文本文件。對于范圍較大的環(huán)流資料，應(yīng)該將其以數(shù)據(jù)恩建的形式添加到數(shù)據(jù)庫中。植被數(shù)據(jù)資料設(shè)計了旱作物和水田，按照單點、5點和9點平均植被指數(shù)進(jìn)行計算，同時在系統(tǒng)中設(shè)計了自動追加、查詢和統(tǒng)計功能。

2.2 建立相預(yù)報產(chǎn)量模型

首先，氣象統(tǒng)計模型建設(shè)設(shè)計，氣象統(tǒng)計模型是氣象產(chǎn)量預(yù)報系統(tǒng)十分重要的一個環(huán)節(jié)，其主要采用多種數(shù)據(jù)統(tǒng)計方法，將作物產(chǎn)量和氣象條件的內(nèi)在聯(lián)系進(jìn)行揭示，進(jìn)而得到旱作物產(chǎn)量預(yù)報數(shù)值。在系統(tǒng)中審計了書簽式的對話窗口，其內(nèi)容主要涵蓋了基本作物趨勢產(chǎn)量模型、預(yù)測模型、因子處理和影響因素等幾方面的頁面。在確定中書簽頁對話窗口中的各個參數(shù)，方法和模式之后，系統(tǒng)就可以進(jìn)入到旱作物預(yù)測產(chǎn)量狀態(tài)，然后調(diào)出相應(yīng)的對話框，根據(jù)頁面提示內(nèi)容，輸入相應(yīng)的年份、輸出文件，按照提示和步驟進(jìn)行下去。在對系統(tǒng)中的預(yù)測因素進(jìn)行全面篩選之后，通過穩(wěn)定性檢驗，就可以得到最終旱作物的氣象產(chǎn)量預(yù)報結(jié)果，然后系統(tǒng)能夠結(jié)合不同用戶的需求生成不同形式的圖表，對最終的模擬預(yù)測結(jié)果的準(zhǔn)確性進(jìn)行分析，同時還可以結(jié)合實際情況，對當(dāng)年的趨勢產(chǎn)量進(jìn)行適當(dāng)?shù)男薷暮陀喺?；其次，遙感模型建立。遙感模型是結(jié)合旱作物生長繁育特點和產(chǎn)量形成過程，通過測量綠色葉片獲取太陽光照量以及葉綠素顏色變化監(jiān)測作物生長情況，進(jìn)而判斷氣象條件對旱作物產(chǎn)量的影響。系統(tǒng)通過選擇黑龍江省種植比較廣泛的幾種植被指數(shù)作為預(yù)測因子，利用數(shù)據(jù)統(tǒng)計方法建立和旱作物產(chǎn)量相關(guān)的聯(lián)系，進(jìn)而創(chuàng)建一個耳機科學(xué)的預(yù)測模型，對旱作物產(chǎn)量進(jìn)行預(yù)測和預(yù)報。遙感模型創(chuàng)建完成之后，打開預(yù)測產(chǎn)量對話框，根據(jù)提示輸入相應(yīng)的數(shù)據(jù)，按照界面上的提示進(jìn)行操縱，當(dāng)預(yù)測因子進(jìn)行科學(xué)篩選和穩(wěn)定性檢驗之后，就可以得出旱作物的氣象預(yù)測結(jié)果，同時也可以人工修正相應(yīng)的結(jié)果。

2.3 預(yù)報集成和總產(chǎn)量計算

首先，預(yù)報集成。在系統(tǒng)預(yù)報模型數(shù)據(jù)庫中，按照作物種類和黑龍江省各個市區(qū)存在的一定數(shù)量和產(chǎn)量的預(yù)報模型。在進(jìn)行旱作物氣象產(chǎn)量預(yù)測過程中根據(jù)當(dāng)年已經(jīng)出現(xiàn)的天氣氣候特征以及對農(nóng)作物產(chǎn)量和正常生長產(chǎn)生的影響，從系統(tǒng)的各個模型中選取一個符合當(dāng)年農(nóng)業(yè)氣象條件的多個模型，輸入模型保存的相應(yīng)結(jié)果和預(yù)測年份，然后科學(xué)選擇合適的集成方法進(jìn)行預(yù)報集成，系統(tǒng)自動該年份的因子和數(shù)據(jù)；其次，總產(chǎn)量計算。通過上述預(yù)報集成，在得到全省各個市區(qū)的農(nóng)作物單產(chǎn)之后，通過查詢系統(tǒng)總產(chǎn)量預(yù)報功能，打開相應(yīng)對應(yīng)的苗情比例文件、單產(chǎn)文件、統(tǒng)計文件和實際預(yù)測面積文件，加成之后就可以在得到預(yù)測的輸出文件，然后利用相應(yīng)的打開文件系統(tǒng)瀏覽和查詢相應(yīng)的結(jié)果。

參考文獻(xiàn)

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