興安盟玉米氣候適宜度判定系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

張曉磊

（興安盟氣象局，內(nèi)蒙古烏蘭浩特 137400）

在農(nóng)業(yè)氣象業(yè)務(wù)中，需要對(duì)氣象條件進(jìn)行評(píng)價(jià)，分析天氣條件對(duì)農(nóng)作物生長發(fā)育的影響。隨著農(nóng)業(yè)氣象業(yè)務(wù)現(xiàn)代化建設(shè)的發(fā)展，以往定性的評(píng)價(jià)已經(jīng)不能滿足業(yè)務(wù)工作的需求，迫切需要定量分析氣象條件對(duì)農(nóng)作物的影響。目前，國內(nèi)許多學(xué)者以氣候適宜度理論為基礎(chǔ)，開展了不同時(shí)間尺度氣象條件對(duì)農(nóng)作物生長及產(chǎn)量影響的定量評(píng)價(jià)研究，如王學(xué)林等[1]基于氣候適宜度方法，對(duì)安徽省雙季早稻生長季氣候適宜性進(jìn)行了評(píng)價(jià)；邱美娟等[2]對(duì)近35 年吉林省玉米氣候適宜度及其變化情況進(jìn)行了分析；李陽等[3]建立了寧夏中南部山區(qū)馬鈴薯氣候適宜度模型，同時(shí)分析了馬鈴薯氣候適宜度時(shí)空變化特征；趙彥茜等[4]利用氣候適宜度理論構(gòu)建了華北地區(qū)作物氣候適宜度模型，并對(duì)華北冬小麥和夏玉米氣候適宜性進(jìn)行了分析，等等。

以上研究成果豐富了氣候適宜度理論在農(nóng)作物氣候適宜性評(píng)價(jià)方面的應(yīng)用，但以往的研究中，大多以國家級(jí)氣象站觀測數(shù)據(jù)為主，對(duì)鄉(xiāng)鎮(zhèn)區(qū)域氣象站觀測資料應(yīng)用較少，同時(shí)作物氣候適宜度模型涉及參數(shù)較多，人工計(jì)算過程較為復(fù)雜、煩瑣，不便于其在實(shí)際業(yè)務(wù)中應(yīng)用。為此，本人在前人研究的基礎(chǔ)上，以興安盟玉米氣候適宜度模型為基礎(chǔ)，開發(fā)了“興安盟玉米氣候適宜度判定分析系統(tǒng)”。該系統(tǒng)以興安盟主體農(nóng)區(qū)4 個(gè)國家級(jí)氣象站觀測數(shù)據(jù)為主，同時(shí)以主體農(nóng)區(qū)15 個(gè)國家區(qū)域氣象站近5 年數(shù)據(jù)作為補(bǔ)充，實(shí)現(xiàn)了對(duì)興安盟玉米氣候適宜程度更實(shí)時(shí)、更精細(xì)化的評(píng)價(jià)。

1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

本系統(tǒng)以興安盟玉米氣候適宜度模型為基礎(chǔ)[5]，對(duì)興安盟玉米生長的氣候適宜度情況進(jìn)行評(píng)價(jià)。運(yùn)用該系統(tǒng)，可進(jìn)行單要素或多要素綜合適宜度評(píng)價(jià)；可按日、旬、月進(jìn)行評(píng)價(jià)，也可對(duì)各發(fā)育期及全發(fā)育期的適宜度情況進(jìn)行評(píng)價(jià)?？臻g尺度上，擴(kuò)展到了鄉(xiāng)鎮(zhèn)，實(shí)現(xiàn)了精細(xì)化評(píng)價(jià)。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1 所示。

圖1 “興安盟玉米氣候適宜度判定分析系統(tǒng)”結(jié)構(gòu)圖

2 系統(tǒng)詳細(xì)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

2.1 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)

該系統(tǒng)以SQL Server2012 為數(shù)據(jù)庫管理工具，建立了“興安盟玉米氣候適宜度數(shù)據(jù)庫”，數(shù)據(jù)庫中共有相關(guān)數(shù)據(jù)表12 個(gè)，具體表名稱及用途如表1 所示。

表1 興安盟玉米氣候適宜度數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)

表1（續(xù)）

2.2 詳細(xì)功能設(shè)計(jì)

2.2.1 服務(wù)器端數(shù)據(jù)入庫

通過服務(wù)器端Java Jar 包每天自動(dòng)執(zhí)行的方式，獲取各站點(diǎn)前一日要素實(shí)況信息，并通過興安盟玉米氣候適宜度計(jì)算模型進(jìn)行計(jì)算，得出各站點(diǎn)前一日玉米氣候適宜度結(jié)果。

2.2.2 客戶端頁面功能設(shè)計(jì)

系統(tǒng)基于B/S 架構(gòu)開發(fā)，客戶端頁面詳細(xì)功能分判定模塊、分析模塊、用戶管理模塊，客戶端頁面詳細(xì)功能設(shè)計(jì)如表2 所示。

表2 “興安盟玉米氣候適宜度判定分析系統(tǒng)”客戶端詳細(xì)功能設(shè)計(jì)

2.3 系統(tǒng)業(yè)務(wù)流程

該系統(tǒng)每日定時(shí)自動(dòng)獲取興安盟主體農(nóng)區(qū)19個(gè)氣象站的逐日觀測資料，實(shí)況數(shù)據(jù)入庫后，調(diào)用興安盟玉米氣候適宜度計(jì)算模塊，對(duì)上述站點(diǎn)前一日玉米氣候適宜度進(jìn)行計(jì)算。興安盟玉米氣候適宜度模型計(jì)算流程如圖2 所示。

圖2 興安盟玉米氣候適宜度計(jì)算流程圖

2.4 系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)

2.4.1 系統(tǒng)登錄頁面

系統(tǒng)用戶按角色分類。管理員角色用戶，可對(duì)全部站點(diǎn)適宜度數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢和分析，并具有“用戶管理”權(quán)限；普通用戶只可以查詢、導(dǎo)出和分析本旗縣所屬站點(diǎn)的數(shù)據(jù)。

2.4.2 判定模塊

具體分為日適宜度判定、旬適宜度判定、月適宜度判定及生育期適宜度判定4 個(gè)子功能?？砂慈?、旬、月和生育期查看各階段要素信息及適宜度結(jié)果，并可導(dǎo)出相關(guān)數(shù)據(jù)，主頁面如圖3 所示。

圖3 “興安盟玉米氣候適宜度判定分析系統(tǒng)”主頁面

2.4.3 分析模塊

按旗縣和要素，以Excel 曲線圖的形式顯示相應(yīng)旗縣歷年玉米全生育期溫度適宜度、降水適宜度、日照適宜度和綜合氣候適宜度的變化曲線，具體頁面如圖4所示。

圖4 “興安盟玉米氣候適宜度判定分析系統(tǒng)”適宜度分析頁面

2.4.4 用戶管理

系統(tǒng)管理員可在本頁面進(jìn)行新建用戶、刪除用戶和修改密碼等操作。

2.5 系統(tǒng)環(huán)境及安裝步驟

2.5.1 系統(tǒng)軟件環(huán)境

操作系統(tǒng)：Windows XPwin7；服務(wù)器端：JDK1.8SQL Server 2012；客戶端：IE 9.0 以上。

2.5.2 系統(tǒng)服務(wù)器端操作步驟

數(shù)據(jù)入庫：①安裝JDK1.8，并設(shè)置相關(guān)環(huán)境變量；②安裝數(shù)據(jù)庫管理軟件SQL Server 2012；③將興安盟玉米適宜度數(shù)據(jù)庫.mdb 文件導(dǎo)入本地?cái)?shù)據(jù)庫；④將文件夾中Compute.bat 加入系統(tǒng)任務(wù)計(jì)劃列表，并設(shè)置為每天執(zhí)行。

客戶端程序部署：將server.rar 程序包解壓，雙擊運(yùn)行startup.bat，啟動(dòng)服務(wù)。

2.5.3 系統(tǒng)前端操作步驟

在IE 地址欄輸入http://172.18.XXX.83:8088；輸入用戶名和密碼；根據(jù)需要按日期和站點(diǎn)，進(jìn)行數(shù)據(jù)查詢，或?qū)С鰯?shù)據(jù)。

3 結(jié)論

該系統(tǒng)可按日、旬、月、生育期進(jìn)行查詢，判定興安盟主體農(nóng)區(qū)相關(guān)鄉(xiāng)鎮(zhèn)某時(shí)段內(nèi)玉米光溫水適宜度，并可導(dǎo)出查詢結(jié)果，同時(shí)能夠以Excel 圖表形式對(duì)歷年氣候適宜度變化情況進(jìn)行分析。

系統(tǒng)通過Java Jar 包自動(dòng)執(zhí)行的方式對(duì)各站點(diǎn)玉米氣候適宜度進(jìn)行計(jì)算，最終通過基于B/S 架構(gòu)的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)客戶端查詢與分析功能。

系統(tǒng)操作簡便，運(yùn)行穩(wěn)定，已在興安盟氣象局農(nóng)業(yè)氣象業(yè)務(wù)中使用，有效提高了相關(guān)服務(wù)產(chǎn)品的定量化分析水平和產(chǎn)品制作效率，應(yīng)用效果良好。