興安盟玉米氣候適宜度判定系統設計與實現

張曉磊

（興安盟氣象局，內蒙古烏蘭浩特 137400）

在農業氣象業務中，需要對氣象條件進行評價，分析天氣條件對農作物生長發育的影響。隨著農業氣象業務現代化建設的發展，以往定性的評價已經不能滿足業務工作的需求，迫切需要定量分析氣象條件對農作物的影響。目前，國內許多學者以氣候適宜度理論為基礎，開展了不同時間尺度氣象條件對農作物生長及產量影響的定量評價研究，如王學林等[1]基于氣候適宜度方法，對安徽省雙季早稻生長季氣候適宜性進行了評價；邱美娟等[2]對近35 年吉林省玉米氣候適宜度及其變化情況進行了分析；李陽等[3]建立了寧夏中南部山區馬鈴薯氣候適宜度模型，同時分析了馬鈴薯氣候適宜度時空變化特征；趙彥茜等[4]利用氣候適宜度理論構建了華北地區作物氣候適宜度模型，并對華北冬小麥和夏玉米氣候適宜性進行了分析，等等。

以上研究成果豐富了氣候適宜度理論在農作物氣候適宜性評價方面的應用，但以往的研究中，大多以國家級氣象站觀測數據為主，對鄉鎮區域氣象站觀測資料應用較少，同時作物氣候適宜度模型涉及參數較多，人工計算過程較為復雜、煩瑣，不便于其在實際業務中應用。為此，本人在前人研究的基礎上，以興安盟玉米氣候適宜度模型為基礎，開發了“興安盟玉米氣候適宜度判定分析系統”。該系統以興安盟主體農區4 個國家級氣象站觀測數據為主，同時以主體農區15 個國家區域氣象站近5 年數據作為補充，實現了對興安盟玉米氣候適宜程度更實時、更精細化的評價。

1 系統結構

本系統以興安盟玉米氣候適宜度模型為基礎[5]，對興安盟玉米生長的氣候適宜度情況進行評價。運用該系統，可進行單要素或多要素綜合適宜度評價；可按日、旬、月進行評價，也可對各發育期及全發育期的適宜度情況進行評價。空間尺度上，擴展到了鄉鎮，實現了精細化評價。系統結構如圖1 所示。

圖1 “興安盟玉米氣候適宜度判定分析系統”結構圖

2 系統詳細設計與實現

2.1 數據庫設計

該系統以SQL Server2012 為數據庫管理工具，建立了“興安盟玉米氣候適宜度數據庫”，數據庫中共有相關數據表12 個，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據庫設計

表1（續）

2.2 詳細功能設計

2.2.1 服務器端數據入庫

通過服務器端Java Jar 包每天自動執行的方式，獲取各站點前一日要素實況信息，并通過興安盟玉米氣候適宜度計算模型進行計算，得出各站點前一日玉米氣候適宜度結果。

2.2.2 客戶端頁面功能設計

系統基于B/S 架構開發，客戶端頁面詳細功能分判定模塊、分析模塊、用戶管理模塊，客戶端頁面詳細功能設計如表2 所示。

表2 “興安盟玉米氣候適宜度判定分析系統”客戶端詳細功能設計

2.3 系統業務流程

該系統每日定時自動獲取興安盟主體農區19個氣象站的逐日觀測資料，實況數據入庫后，調用興安盟玉米氣候適宜度計算模塊，對上述站點前一日玉米氣候適宜度進行計算。興安盟玉米氣候適宜度模型計算流程如圖2 所示。

圖2 興安盟玉米氣候適宜度計算流程圖

2.4 系統功能實現

2.4.1 系統登錄頁面

系統用戶按角色分類。管理員角色用戶，可對全部站點適宜度數據進行查詢和分析，并具有“用戶管理”權限；普通用戶只可以查詢、導出和分析本旗縣所屬站點的數據。

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 個子功能。可按日、旬、月和生育期查看各階段要素信息及適宜度結果，并可導出相關數據，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”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”適宜度分析頁面

2.4.4 用戶管理

系統管理員可在本頁面進行新建用戶、刪除用戶和修改密碼等操作。

2.5 系統環境及安裝步驟

2.5.1 系統軟件環境

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

2.5.2 系統服務器端操作步驟

數據入庫：①安裝JDK1.8，并設置相關環境變量；②安裝數據庫管理軟件SQL Server 2012；③將興安盟玉米適宜度數據庫.mdb 文件導入本地數據庫；④將文件夾中Compute.bat 加入系統任務計劃列表，并設置為每天執行。

客戶端程序部署：將server.rar 程序包解壓，雙擊運行startup.bat，啟動服務。

2.5.3 系統前端操作步驟

在IE 地址欄輸入http://172.18.XXX.83:8088；輸入用戶名和密碼；根據需要按日期和站點，進行數據查詢，或導出數據。

3 結論

該系統可按日、旬、月、生育期進行查詢，判定興安盟主體農區相關鄉鎮某時段內玉米光溫水適宜度，并可導出查詢結果，同時能夠以Excel 圖表形式對歷年氣候適宜度變化情況進行分析。

系統通過Java Jar 包自動執行的方式對各站點玉米氣候適宜度進行計算，最終通過基于B/S 架構的應用實現客戶端查詢與分析功能。

系統操作簡便，運行穩定，已在興安盟氣象局農業氣象業務中使用，有效提高了相關服務產品的定量化分析水平和產品制作效率，應用效果良好。