楊靜 郭仁霞 李冬虎 朱運桃

揚州市白蟻防治中心 江蘇 揚州 225000

白蟻是世界性主要經(jīng)濟害蟲之一，每年對房屋造成高達數(shù)億元的經(jīng)濟損失，對古樹名木、文物古跡等造成的毀壞則更是用經(jīng)濟數(shù)據(jù)無法統(tǒng)計的。為準(zhǔn)確掌握揚州地區(qū)白蟻分布狀況與危害等級，建立建筑、園林、古樹名木等各類防治管控對象的分類信息，在揚州市白蟻防治管理系統(tǒng)的基礎(chǔ)上開發(fā)了GIS系統(tǒng)，從而實現(xiàn)防治、監(jiān)控的電子信息化，提高白蟻防治工作的信息化、智能化水平，提高發(fā)布預(yù)警信息的準(zhǔn)確性、動態(tài)性和實效性。

該項目探討了如何科學(xué)管理白蟻信息，對統(tǒng)計分析白蟻危害信息、掌握揚州市區(qū)蟻情動態(tài)、建立白蟻危害預(yù)警系統(tǒng)等功能于一體的白蟻GIS管理系統(tǒng)進行設(shè)計和組建。從而為準(zhǔn)確預(yù)測白蟻危害發(fā)生的時間及空間分布，全面掌控和科學(xué)指導(dǎo)全市白蟻防控工作提供數(shù)據(jù)支撐。

1 白蟻GIS系統(tǒng)的功能概括

地理信息系統(tǒng)(GIS，Geographic Information System)是一門綜合地理學(xué)與地圖學(xué)、測繪遙感、環(huán)境科學(xué)、城市科學(xué)、信息科學(xué)、管理科學(xué)以及空間科學(xué)等為一體，廣泛應(yīng)用在不同領(lǐng)域，以一定的格式輸入、存儲、查詢、分析和顯示地理數(shù)據(jù)的計算機系統(tǒng)。GIS是一種基于計算機的工具，它可以對空間信息進行分析和處理。GIS 技術(shù)把地圖這種獨特的視覺化效果和地理分析功能與一般的數(shù)據(jù)庫操作集成在一起。

GIS系統(tǒng)自1963年加拿大Roger Tomlison首次提出以來[1]，經(jīng)歷約60年的發(fā)展，廣泛應(yīng)用于工業(yè)[2]、城市測繪[3]、災(zāi)害預(yù)警[4]等多個方面。

在白蟻防治行業(yè)，唐麗華在白蟻防治管理中應(yīng)用了GIS技術(shù)，利用房產(chǎn)分層分戶圖微觀GIS模式實現(xiàn)白蟻“一戶一檔”管理，利用GIS時空模型分析白蟻情況，為白蟻防治計劃制定提供有效依據(jù)，利用WEBGIS技術(shù)發(fā)布白蟻危害情況，擴大預(yù)防宣傳實現(xiàn)以防代治[5]。李為眾等對GIS系統(tǒng)在農(nóng)業(yè)害蟲和城市白蟻綜合治理中的應(yīng)用現(xiàn)狀進行了概述，并展望了其在未來白蟻綜合治理工作中的應(yīng)用前景[6]。黃海娣等開發(fā)了白蟻防治移動操作平臺，白蟻防治業(yè)務(wù)信息以專題地理要素的方式在地圖上展現(xiàn)給業(yè)務(wù)人員，實現(xiàn)了基于地圖的業(yè)務(wù)可視化操作[7]。王雷等利用Android平臺進行白蟻防治移動監(jiān)察預(yù)警系統(tǒng)研發(fā)實現(xiàn)了基于GIS的移動終端系統(tǒng)，該系統(tǒng)將計算機技術(shù)、移動通信技術(shù)和GIS等技術(shù)綜合應(yīng)用，設(shè)計了一個集定位、分析、疊加、規(guī)劃等于一體的移動監(jiān)察預(yù)警系統(tǒng)，提高白蟻防治工作效率和工作水平[8]。

“GIS管理系統(tǒng)”將計算機技術(shù)、移動通信技術(shù)、GIS等技術(shù)綜合應(yīng)用，包含新建預(yù)防項目和白蟻滅治項目兩大方面，實現(xiàn)了項目信息在地圖上同步顯示，預(yù)防施工定位、施工信息及圖片在地圖上展示，白蟻危害發(fā)生數(shù)據(jù)在線統(tǒng)計分析等功能。工作流程如下：

（1）新建預(yù)防項目與GIS同步：項目基礎(chǔ)信息在白蟻防治管理系統(tǒng)錄入，同步在GIS上顯現(xiàn)為未施工項目；項目進入現(xiàn)場查勘、施工派遣、施工中等環(huán)節(jié)后，在GIS上顯示為施工進行中的項目；所有樓棟全部施工完成并竣工后，在GIS上顯示為施工完成項目。

（2）項目施工信息與GIS同步：工程項目進入施工環(huán)節(jié)后，在電腦端進行派工，施工人員用手機APP進行簽收，到達施工現(xiàn)場后進行定位，施工過程拍攝施工圖片，施工完成后填寫施工信息提交。GIS同步可見項目詳細施工信息，查詢施工現(xiàn)場圖片。

（3）白蟻危害情況與GIS同步：通過手機APP 端口或者電腦端口將不同生境白蟻危害信息上傳至GIS，通過GIS進行展示并進行蟻情動態(tài)分析，通過分析準(zhǔn)確掌握特定區(qū)域內(nèi)白蟻分布狀況與危害等級，建立建筑、園林、古樹名木等各類防治管控對象的分類信息以及不同種類白蟻危害分布情況。

2 系統(tǒng)架構(gòu)

白蟻GIS系統(tǒng)架構(gòu)主要運用Android操作系統(tǒng)，通過Web Service技術(shù)從服務(wù)端獲取數(shù)據(jù)并上傳到管理端。

基于GIS的區(qū)域蟻情動態(tài)分析及預(yù)警系統(tǒng)包括蟻情調(diào)查、蟻情處置、房屋白蟻預(yù)防勘察、房屋白蟻預(yù)防施工、包治期回訪復(fù)查和信息查詢統(tǒng)計展示，具有數(shù)據(jù)采集、錄音、電子簽名、現(xiàn)場定位、現(xiàn)場拍照、本地保存和將成果上傳服務(wù)端等功能；白蟻危害動態(tài)分布、房屋白蟻預(yù)防工程動態(tài)展示等模塊，具有地圖圖例展示、地圖編輯操作、地圖輸出和數(shù)據(jù)展示等功能。

圖1 揚州市白蟻GIS管理系統(tǒng)組織架構(gòu)圖

3 系統(tǒng)功能實現(xiàn)

3.1 Android移動操作系統(tǒng)組成

該系統(tǒng)基于Android 平臺開發(fā)，通過Web Service 技術(shù)從服務(wù)器端獲取數(shù)據(jù)并存儲。程序安裝在施工人員手機端，以用于白蟻預(yù)防、滅治、回訪的派工及施工信息采集。施工人員通過現(xiàn)場定位、APP拍照、攝像等方式將工程信息、地理位置、白蟻危害及防治情況回傳至中心系統(tǒng)，在Web端的GIS進行展示。利用手機在線操作的同時同步更新本地數(shù)據(jù)庫以及服務(wù)器端數(shù)據(jù)庫。該操作系統(tǒng)包含“防治”、“復(fù)查”、“蟻情”三個板塊，對應(yīng)新建預(yù)防、回訪復(fù)查和蟻情調(diào)查處置三大工作任務(wù)。防治板塊包含“簽收”、“施工信息錄入”、“評價”、“完工提交”四個階段。復(fù)查板塊包含“簽收”、“回訪信息錄入”、“完工提交”三個階段。蟻情板塊包含“蟻情等級”、“簽收”、“施工信息錄入”、“評價”、“完工提交”五個階段。施工操作人員在接收任務(wù)后，可到現(xiàn)場進行定位、錄入白蟻危害情況、施工過程中錄入詳細施工信息等具體內(nèi)容，針對該項任務(wù)建立完整的現(xiàn)場施工數(shù)據(jù)信息和現(xiàn)場情況空間數(shù)據(jù)信息。

圖2 Android移動端展示圖

3.2 白蟻防治GIS位置標(biāo)注和展示功能

為滿足GIS技術(shù)在白蟻預(yù)測預(yù)報和防治中發(fā)揮重要作用，白蟻GIS系統(tǒng)主要實現(xiàn)了以下幾個功能模塊：一是對市區(qū)地圖按照街道進行劃分；二是在地圖上導(dǎo)入白蟻新建項目、白蟻防治項目等信息；三是實現(xiàn)白蟻種類管理、所屬生境類型管理、風(fēng)險區(qū)域等級管理管理。在此基礎(chǔ)上，GIS系統(tǒng)通過分析，可展示區(qū)域內(nèi)白蟻危害程度、白蟻種類分布、年度白蟻危害情況、不同蟻種在不同年份的危害統(tǒng)計以及不同專項白蟻危害情況等具體內(nèi)容。

3.2.1 白蟻GIS系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫建立

白蟻GIS系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫分為新建預(yù)防項目基礎(chǔ)信息數(shù)據(jù)庫和白蟻滅治信息庫兩種。新建預(yù)防項目基礎(chǔ)信息數(shù)據(jù)庫是自2012年至今的全部新建預(yù)防項目基礎(chǔ)信息，包括項目名稱、地址、建設(shè)單位、合同受理日期、施工信息、竣工信息、回訪復(fù)查信息、聯(lián)系人及聯(lián)系電話等內(nèi)容；白蟻滅治信息庫包括全市歷年白蟻發(fā)生危害情況，包括發(fā)生白蟻危害的位置、危害種類、危害程度、聯(lián)系人、電話、施工人員、施工時間、使用藥物、包治期、回訪復(fù)查信息等內(nèi)容。

3.2.2 白蟻防治GIS位置標(biāo)注和展示功能

該功能與白蟻防治升級系統(tǒng)、“揚州白蟻”Android移動操作系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)，提供基于業(yè)務(wù)的百度地圖坐標(biāo)點標(biāo)注、標(biāo)點展示及詳情顯示功能。網(wǎng)址為：https://bygis.yzfdc.cn/。根據(jù)標(biāo)注的坐標(biāo)信息，在百度地圖上以業(yè)務(wù)實例為單位顯示坐標(biāo)點，支持不同狀態(tài)顯示不同演示的標(biāo)點及區(qū)域、狀態(tài)、篩選顯示。點擊具體標(biāo)點，可展開顯示業(yè)務(wù)詳情，新建預(yù)防和白蟻滅治分開顯示。

白蟻分布標(biāo)注功能可標(biāo)注不同區(qū)域白蟻危害情況、不同種類白蟻分布情況以及區(qū)域內(nèi)白蟻危害情況等；新建預(yù)防項目標(biāo)注功能可將白蟻新建預(yù)防項目的基本信息、施工信息、施工現(xiàn)場圖在GIS系統(tǒng)上同步標(biāo)注；回訪復(fù)查項目標(biāo)注功能可在GIS系統(tǒng)同步展示15年包治期內(nèi)的新建預(yù)防工程的回訪復(fù)查任務(wù)。針對回訪復(fù)查過程中發(fā)現(xiàn)白蟻危害的進行免費白蟻滅治，針對白蟻發(fā)生率高的區(qū)域可加大回訪力度，針對白蟻危害發(fā)生率高的小區(qū)可采取綜合治理策略，實施區(qū)域治理。

3.3 揚州市白蟻防治管理升級系統(tǒng)軟件組成

白蟻防治管理系統(tǒng)以2011年版本為基礎(chǔ)改造升級而成，白蟻新建預(yù)防及蟻害調(diào)查的業(yè)務(wù)流程均實現(xiàn)系統(tǒng)管理。為配合GIS功能開發(fā)，該管理系統(tǒng)開發(fā)數(shù)據(jù)接口，提供數(shù)據(jù)支持。為實現(xiàn)移動APP功能，該管理系統(tǒng)增加了電腦端派工功能，手機端定位、現(xiàn)場圖片、視頻、施工等信息傳于服務(wù)器中。升級后的系統(tǒng)中包含近十年工程項目信息，其優(yōu)化了工程管理內(nèi)容，為GIS信息展示提供了龐大的數(shù)據(jù)支持。新軟件系統(tǒng)實現(xiàn)了與管理端移動APP的對接，工程施工過程可實現(xiàn)定位、施工信息手機上傳、施工圖片、視頻資料上傳等功能，實現(xiàn)各個工程在GIS平臺上同步展示。圖3為白蟻防治管理系統(tǒng)界面。

圖3 白蟻防治管理系統(tǒng)界面

4 GIS系統(tǒng)功能實現(xiàn)

4.1 通過GIS實現(xiàn)對工程項目的系統(tǒng)管理

GIS管理系統(tǒng)能讓工程管理人員對所有工程項目施工進度有直觀的把握，從而更加方便的實施工程任務(wù)派工，減少漏施工概率。施工人員到現(xiàn)場后必須要簽收、定位并上傳施工圖片，不僅確保信息上傳的準(zhǔn)確性和及時性，還可以讓工程管理人員可實時掌握施工人員的安全管理情況、施工現(xiàn)場狀況，從而實現(xiàn)不見面監(jiān)督管理。工程項目竣工完成后，可通過GIS設(shè)定回訪復(fù)查的時間，到達年限后，自動生成回訪復(fù)查表，從而便于開展回訪復(fù)查工作。

4.2 通過GIS實現(xiàn)區(qū)域白蟻危害情況分析功能

在GIS中導(dǎo)入2016-2022年度揚州地區(qū)白蟻危害信息共計550條，分析相關(guān)數(shù)據(jù)，可以得到結(jié)論如下:

4.2.1 各區(qū)域白蟻危害風(fēng)險等級

揚州市區(qū)白蟻危害等級達III級的街道共有3個，分別為雙橋、汶河和東關(guān)街道；白蟻危害等級達II級的街道共有6個，分別為梅嶺、曲江、瘦西湖、文峰、文匯街道及城北鄉(xiāng)；其余的為白蟻危害I級區(qū)域。

圖4 不同區(qū)域白蟻危害風(fēng)險等級

4.2.2 不同種類白蟻危害情況

揚州市區(qū)以散白蟻屬危害為主，占所有危害案例的80%以上，散白蟻屬中黑胸散白蟻、尖唇散白蟻和圓唇散白蟻危害較為嚴重。黑翅土白蟻在揚州西北的瘦西湖、蜀崗西峰區(qū)域危害較為嚴重，揚州南沙頭區(qū)域也有少量危害案例。臺灣乳白蟻危害沒有明顯分布的規(guī)律，在揚州危害的案例較少，根據(jù)現(xiàn)場查勘結(jié)果，該種白蟻一般在園林綠化過程中帶入，一旦發(fā)生，破壞程度大，危害范圍廣[9-10]。以黑翅土白蟻為例，見圖5。

圖5 黑翅土白蟻在地圖上的分布情況

圖7 曲江街道年度白蟻危害情況統(tǒng)計表

4.2.3 特定區(qū)域內(nèi)白蟻危害情況分析

根據(jù)區(qū)域內(nèi)白蟻危害情況統(tǒng)計數(shù)據(jù)，可以查看不同街道在各年份白蟻危害的數(shù)量、白蟻危害的種類，并進行數(shù)據(jù)分析，如圖6、7。

圖6 瘦西湖街道年度白蟻危害情況統(tǒng)計表

4.2.4 實現(xiàn)GIS在白蟻預(yù)測預(yù)報中的應(yīng)用功能

目前，揚州市白蟻預(yù)警一般在四、五月份，在揚州發(fā)布、今日生活、揚州日報等新聞媒體上發(fā)布，預(yù)警的內(nèi)容包含白蟻識別、防治知識以及白蟻紛飛期的處置方法等內(nèi)容。GIS系統(tǒng)的組建，可在白蟻預(yù)警發(fā)布之前，分析近三年白蟻危害信息，公布白蟻危害重點區(qū)域，主要品種白蟻分布，白蟻危害蔓延趨勢等內(nèi)容，擴大預(yù)防宣傳，提前預(yù)防、以防代治。同時利用GIS系統(tǒng)分析，列出白蟻危害高發(fā)區(qū)文物古建或危舊房屋開展重點防治，最大程度保護文物古建。

4.2.5 實現(xiàn)專項白蟻防治管理功能

GIS系統(tǒng)中設(shè)置了古建民居、古樹名木、15年包治期等多個白蟻危害專項信息，分析各類專項，可以有針對性的開展綜合治理各項工作。以15年包治期白蟻危害專項為例，該專項直接反映了新建預(yù)防工作后期回訪復(fù)查過程中白蟻危害發(fā)生的情況，分析相關(guān)數(shù)據(jù)可以指導(dǎo)新建預(yù)防工作，對于高風(fēng)險區(qū)域應(yīng)改變施工策略，提高施工的針對性和有效性，減少該區(qū)域內(nèi)其他新建房屋再發(fā)生白蟻危害的風(fēng)險。對于回訪發(fā)現(xiàn)白蟻頻次較高的小區(qū)或者區(qū)域，還應(yīng)當(dāng)采取綜合措施，實施區(qū)域治理，減少區(qū)域內(nèi)蟻群密度。

5 結(jié)語

本文僅對GIS在白蟻防治項目管理及蟻情動態(tài)分析中的應(yīng)用做了初步研究，要將GIS技術(shù)應(yīng)用自如最大程度發(fā)揮作用，還需要做更多細致的工作。白蟻防治管理系統(tǒng)、“揚州白蟻防治”Android移動操作系統(tǒng)和GIS系統(tǒng)是相互作用的一個整體。白蟻防治管理系統(tǒng)是數(shù)據(jù)庫和管理系統(tǒng)、移動操作系統(tǒng)是數(shù)據(jù)采集設(shè)備、GIS系統(tǒng)是展示平臺。在以后的研究過程中，將以GIS系統(tǒng)為依托，不斷完善基礎(chǔ)信息，開展分項調(diào)查，開展各類綜合防治，全面掌握揚州市區(qū)蟻情動態(tài)，建立白蟻危害預(yù)警系統(tǒng)，為開展區(qū)域白蟻危害綜合治理提供依據(jù)。