茶葉生產(chǎn)氣象服務(wù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

熊輝俊

（重慶三峽職業(yè)學(xué)院，重慶 404155）

茶文化是一種集農(nóng)業(yè)和文化屬性于一身的特殊產(chǎn)品，但一直以來都低調(diào)的在市場中存在。茶文化也有很多可以挖掘的利潤與價(jià)值，在中國早期的社會中，茶葉就在唐朝盛行，在二十世紀(jì)90年代，中國茶葉的產(chǎn)量總額超全世界茶葉生產(chǎn)總量的20%，并作為主要的茶葉輸出國，出口各大消費(fèi)國家。并在2006年，中國已經(jīng)成為世界第一產(chǎn)茶大國。

起初中國人只賣茶葉和茶具，隨著茶文化的發(fā)展和興起，茶文化逐漸延伸，不斷發(fā)展，開始擁有茶飲品和茶文化旅游等相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈。茶葉在中國有著悠久的歷史，相傳早在神農(nóng)嘗百草之時(shí)就已出現(xiàn)茶葉，因此茶葉在我國已具有民族代表性。同時(shí)，茶葉的原料采自茶樹的樹葉和芽葉，通過日曬和沖泡，清心潤肺，具有養(yǎng)生保健、清油解膩以及提神的功效。因此茶葉的長勢直接關(guān)系到我國國際貿(mào)易生產(chǎn)總值，因此擁有良好的茶葉生產(chǎn)氣象服務(wù)系統(tǒng)顯得至關(guān)重要。

1 氣候因素對茶葉生產(chǎn)的影響

1.1 光照和溫度

茶葉是一種短日照的植物，同時(shí)具有耐陰的生理特征，適應(yīng)于漫射或散射光源。增加光照時(shí)長和范圍可以提高茶葉的生產(chǎn)產(chǎn)量，促進(jìn)茶葉優(yōu)異品質(zhì)的形成。作為影響茶葉生長的最為突出的氣候因素之一的溫度，一般被認(rèn)為在15-30℃是茶樹生長的最適宜溫度。溫度過高或者過低都將會影響茶葉正常生長。

1.2 水分與地形地勢

植物在自然生長中是需要吸收充足的水分，如果將其每年降水量保證在1 000 mm以上至1 500 mm左右是茶樹生長的適宜水分含量。此外，坡向和坡度對茶樹的生長也具有一定的影響，在一般情況下，偏南的坡面獲得的太陽光照總量會多于其他方向,更有利的吸收溫度，而偏北的坡面所獲得的太陽直射會相對更少，溫度較低。

1.3 氣象要素

據(jù)調(diào)查資料統(tǒng)計(jì)，由于霜凍的天氣其主要出現(xiàn)于每年年初，將茶樹避開這段時(shí)期，就能行之有效的增加茶樹的存活率，再加上有機(jī)的施肥和保溫過程，能有效促進(jìn)茶樹芽葉的早發(fā)旺長。而在每年的春季，湄潭地區(qū)等低溫地會出現(xiàn)倒春寒等系列自然現(xiàn)象，此時(shí)將不利于春茶的生長和發(fā)育。

當(dāng)溫度降至0℃以下時(shí)，茶樹組織細(xì)胞會破裂。茶樹抗凍預(yù)防工作將是十分關(guān)鍵的一個(gè)步驟，通過包扎、隔離、覆蓋草皮、制造防風(fēng)林以及吹送熱風(fēng)的方式對茶樹進(jìn)行御寒保暖措施。對于已有凍傷的茶樹進(jìn)行修剪，加強(qiáng)施肥和保溫補(bǔ)救措施，以防凍勢的擴(kuò)散，盡快讓茶樹恢復(fù)活力。

旱災(zāi)也是影響茶樹生長的要素之一，如果降水過少或者是土壤水分的供應(yīng)不足，當(dāng)土壤中的水分低于田間所持水分的60%-70%時(shí)，茶樹的生長發(fā)育會停滯，當(dāng)?shù)陀?0%時(shí)，茶樹將會出現(xiàn)明顯的缺水現(xiàn)象。

而當(dāng)日平均氣溫高于30℃時(shí)，相對濕度持續(xù)8-10h在60%以下時(shí)，茶樹生長也會受到抑制，導(dǎo)致旱害。

影響茶樹生長的害蟲有“茶浮塵子”、“葉跳蟲”等，在貴州等茶區(qū)普遍出現(xiàn)。適合茶樹生長的溫度、濕度和水分同樣也適合害蟲的滋生，而大量害蟲將會給茶樹生長帶來不良后果。因此，應(yīng)該開展活動(dòng)，構(gòu)建茶葉生產(chǎn)氣象服務(wù)系統(tǒng)，有效預(yù)測春茶開采時(shí)間，以及及時(shí)預(yù)報(bào)倒春寒等反復(fù)變化的天氣，同時(shí)設(shè)有引導(dǎo)茶農(nóng)施好催芽肥，使耕作員工抓住有利天氣，有效預(yù)防低溫帶來的凍害，提高春茶品質(zhì)和產(chǎn)量，減少不必要的經(jīng)濟(jì)損失。

2 茶葉生產(chǎn)氣象服務(wù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1 傳統(tǒng)的茶葉生產(chǎn)氣象服務(wù)系統(tǒng)

傳統(tǒng)的茶葉氣象服務(wù)方式有以下幾個(gè)需要改進(jìn)之處。首先，傳統(tǒng)的茶葉生產(chǎn)氣象服務(wù)系統(tǒng)一定需要專業(yè)人員具有相當(dāng)高基本的專業(yè)知識素養(yǎng)要求，才能操作該系統(tǒng)。因?yàn)橄到y(tǒng)操作較為復(fù)雜，在培育茶樹樹苗時(shí)，需要耐心和專注力。這就要求相關(guān)專業(yè)人員具備有良好的茶葉和“夜觀天象”的本領(lǐng)，并要求農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)人員務(wù)必走訪茶莊，做實(shí)施考察，了解茶芽的動(dòng)態(tài)；;另外，傳統(tǒng)的茶葉生產(chǎn)氣象服務(wù)系統(tǒng)還需要進(jìn)行統(tǒng)一整體的錄入，其中檢測、預(yù)報(bào)、管理以及操作工作都是分開的，或是有不同人員來分工管理，就可加大了人力和工作人員的工作量。

因此，新的一套特定的茶葉生產(chǎn)氣象服務(wù)系統(tǒng)需要被開發(fā)和使用。該系統(tǒng)能夠智能化，便于操作。有效的將對氣象災(zāi)害進(jìn)行監(jiān)測和識別、作出預(yù)報(bào)、并能夠通過系統(tǒng)對茶樹生長環(huán)境進(jìn)行統(tǒng)一管理和調(diào)控，由短信一鍵式來進(jìn)行簡單方便的操作，有效減少了氣象服務(wù)中的人力成本的投入，從而行之有效的提高了工作效率，提升災(zāi)害預(yù)警能力，大力提升茶葉生產(chǎn)氣象保障服務(wù)水平，提供強(qiáng)有力的技術(shù)支撐。

2.2 茶葉生產(chǎn)氣象服務(wù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及運(yùn)用

2.2.1 氣象災(zāi)害監(jiān)測模塊系統(tǒng)

氣象災(zāi)害監(jiān)測模塊系統(tǒng)囊括了數(shù)據(jù)的采集和傳輸，以及數(shù)據(jù)處理和綜合顯示平臺兩大組成部分，相當(dāng)于是一個(gè)綜合管理器，能夠收集到傳入的信息，并通過加工計(jì)算，輸出結(jié)果，得到可調(diào)控的有關(guān)數(shù)據(jù)，有效達(dá)到數(shù)據(jù)的采集和運(yùn)輸?shù)墓δ堋?/p>

2.2.2 數(shù)據(jù)體系管理模塊系統(tǒng)

服務(wù)器端扣的SQLServer2008是目前常見數(shù)據(jù)系統(tǒng)庫，將數(shù)據(jù)管理體系模塊系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)存放于它的數(shù)據(jù)庫中。其中主要包括了歷史系統(tǒng)數(shù)據(jù)有關(guān)的農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)、氣象統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)與實(shí)時(shí)茶園小氣候監(jiān)測的數(shù)據(jù)，以及茶園數(shù)字圖像的數(shù)據(jù)和茶葉氣象指標(biāo)的體系，更有數(shù)值預(yù)報(bào)的數(shù)據(jù)?？蓪?shí)現(xiàn)對這些數(shù)據(jù)的查詢與檢索、導(dǎo)入和導(dǎo)出，功能流程清晰，并通過電子顯示畫面呈現(xiàn)在屏幕前，該系統(tǒng)能夠?yàn)g覽、顯示，可供使用者對茶園圖像的調(diào)用等。數(shù)據(jù)管理模塊系統(tǒng)還具有茶葉氣象指標(biāo)的查詢、調(diào)用、設(shè)置和追加等功能。

2.2.3 茶葉生產(chǎn)氣象服務(wù)系統(tǒng)

在茶葉圖形產(chǎn)品呈現(xiàn)的模塊當(dāng)中，模塊界面和功能板塊是直觀的呈現(xiàn)，有助于滿足相關(guān)工作人員的業(yè)務(wù)需求，通過利用Surfer，Meteoinfo等一些插件進(jìn)行二次開發(fā)處理，在此模塊之中，會涉及到相關(guān)變量和數(shù)值，包括實(shí)況等值線、實(shí)況曲線、精細(xì)化預(yù)報(bào)、采摘?dú)庀筮m宜度、霜凍以及各種自然災(zāi)害的等級評估等圖形產(chǎn)品，可單個(gè)逐一顯示也可對比同時(shí)顯示，同時(shí)系統(tǒng)設(shè)有一鍵式的操作方式，方便于通過人機(jī)交互式的操作進(jìn)行簡單的交流。

在茶葉生產(chǎn)氣象服務(wù)系統(tǒng)中，有茶葉各種自然災(zāi)害的等級評估模型。在此環(huán)節(jié)，通過利用茶葉霜凍氣象指標(biāo)以及災(zāi)害等級，同時(shí)并結(jié)合兩者與自動(dòng)氣象站實(shí)時(shí)監(jiān)測數(shù)據(jù)來計(jì)算凍害的等級，運(yùn)用在此之前通過數(shù)據(jù)管理模塊系統(tǒng)采集氣象信息后輸出的后操作的圖樣結(jié)果利用支持向量機(jī)方法反演天氣現(xiàn)象和氣象災(zāi)害的級別，通過這些演算對已知的凍害等級進(jìn)行驗(yàn)證與修正，最后輸出評估結(jié)果，即能有效的反饋在當(dāng)下的氣象下茶樹最佳生長狀況。

茶葉生產(chǎn)氣象服務(wù)系統(tǒng)的產(chǎn)品制作的模塊中，運(yùn)用全新軟件開源ActiveX控件dsoframer是在對氣象進(jìn)行數(shù)據(jù)分析之后，通過數(shù)據(jù)對氣象再進(jìn)行二次開發(fā)，通過相關(guān)的控件進(jìn)行在線編輯。有效提高了業(yè)務(wù)人員的工作效率以及服務(wù)效果。

茶葉生產(chǎn)氣象服務(wù)系統(tǒng)中也有預(yù)告短信一鍵式發(fā)布模塊，該模塊集合了預(yù)警短信制作、茶葉群組選擇和發(fā)布于一體，是多方面智能的統(tǒng)一系統(tǒng)。有效的縮短了預(yù)告預(yù)警的傳播時(shí)間，提高了預(yù)警服務(wù)的辦事效率，從而提高了從業(yè)人員的辦事效率。氣象工具模塊此部分為茶葉生產(chǎn)提供了多個(gè)農(nóng)業(yè)氣象科學(xué)操作可把握的軟件，也為未來農(nóng)業(yè)發(fā)展提供了更大的可能性。

3 結(jié)束語

由于各種自然災(zāi)害將影響茶葉的正常生長，降低產(chǎn)量減少受益。因此，根據(jù)茶葉在生產(chǎn)過程中對氣象服務(wù)條件的需求，利用C#編程語言的開發(fā)，制定出茶葉生產(chǎn)氣象服務(wù)系統(tǒng)。因此，應(yīng)該開展活動(dòng)，構(gòu)建茶葉生產(chǎn)氣象服務(wù)系統(tǒng)，有效預(yù)測春茶開采時(shí)間，以及及時(shí)預(yù)報(bào)倒春寒等反復(fù)變化的天氣，同時(shí)設(shè)有引導(dǎo)茶農(nóng)施好催芽肥，是耕作員工抓住有利天氣，有效預(yù)防低溫帶來的凍害，提高春茶品質(zhì)和產(chǎn)量，減少不必要的經(jīng)濟(jì)損失。同時(shí)能有效的對氣象災(zāi)害進(jìn)行監(jiān)測和識別、分析其影響天氣的分型、做開采期的預(yù)報(bào)、進(jìn)行數(shù)據(jù)管理和分析、推進(jìn)產(chǎn)品制作和短信一鍵式發(fā)布，有效減少了氣象服務(wù)中的人力成本的投入，從而行而有效的提高了工作效率，提升災(zāi)害預(yù)警能力，大力提升茶葉生產(chǎn)氣象保障服務(wù)水平，提供強(qiáng)有力的技術(shù)支撐。

[1]龍振熙，姚正蘭.茶葉生長期氣象條件分析 [J].農(nóng)技服務(wù)，2010(11)：1498-1500.

[2]王治海，金志鳳，楊棟，等.基于Arc Engine的茶葉生產(chǎn)氣象服務(wù)業(yè)務(wù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].中國農(nóng)學(xué)通報(bào)，2016(21)：185-193.

[3]吳彬，李艷芳，金志鳳，等.茶葉生產(chǎn)氣象服務(wù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].浙江農(nóng)業(yè)科學(xué)，2015(7)：980-982.