兴安盟玉米气候适宜度判定系统设计与实现

张晓磊

（兴安盟气象局，内蒙古乌兰浩特 137400）

在农业气象业务中，需要对气象条件进行评价，分析天气条件对农作物生长发育的影响。随着农业气象业务现代化建设的发展，以往定性的评价已经不能满足业务工作的需求，迫切需要定量分析气象条件对农作物的影响。目前，国内许多学者以气候适宜度理论为基础，开展了不同时间尺度气象条件对农作物生长及产量影响的定量评价研究，如王学林等[1]基于气候适宜度方法，对安徽省双季早稻生长季气候适宜性进行了评价；邱美娟等[2]对近35 年吉林省玉米气候适宜度及其变化情况进行了分析；李阳等[3]建立了宁夏中南部山区马铃薯气候适宜度模型，同时分析了马铃薯气候适宜度时空变化特征；赵彦茜等[4]利用气候适宜度理论构建了华北地区作物气候适宜度模型，并对华北冬小麦和夏玉米气候适宜性进行了分析，等等。

以上研究成果丰富了气候适宜度理论在农作物气候适宜性评价方面的应用，但以往的研究中，大多以国家级气象站观测数据为主，对乡镇区域气象站观测资料应用较少，同时作物气候适宜度模型涉及参数较多，人工计算过程较为复杂、烦琐，不便于其在实际业务中应用。为此，本人在前人研究的基础上，以兴安盟玉米气候适宜度模型为基础，开发了“兴安盟玉米气候适宜度判定分析系统”。该系统以兴安盟主体农区4 个国家级气象站观测数据为主，同时以主体农区15 个国家区域气象站近5 年数据作为补充，实现了对兴安盟玉米气候适宜程度更实时、更精细化的评价。

1 系统结构

本系统以兴安盟玉米气候适宜度模型为基础[5]，对兴安盟玉米生长的气候适宜度情况进行评价。运用该系统，可进行单要素或多要素综合适宜度评价；可按日、旬、月进行评价，也可对各发育期及全发育期的适宜度情况进行评价。空间尺度上，扩展到了乡镇，实现了精细化评价。系统结构如图1 所示。

图1 “兴安盟玉米气候适宜度判定分析系统”结构图

2 系统详细设计与实现

2.1 数据库设计

该系统以SQL Server2012 为数据库管理工具，建立了“兴安盟玉米气候适宜度数据库”，数据库中共有相关数据表12 个，具体表名称及用途如表1 所示。

表1 兴安盟玉米气候适宜度数据库设计

表1（续）

2.2 详细功能设计

2.2.1 服务器端数据入库

通过服务器端Java Jar 包每天自动执行的方式，获取各站点前一日要素实况信息，并通过兴安盟玉米气候适宜度计算模型进行计算，得出各站点前一日玉米气候适宜度结果。

2.2.2 客户端页面功能设计

系统基于B/S 架构开发，客户端页面详细功能分判定模块、分析模块、用户管理模块，客户端页面详细功能设计如表2 所示。

表2 “兴安盟玉米气候适宜度判定分析系统”客户端详细功能设计

2.3 系统业务流程

该系统每日定时自动获取兴安盟主体农区19个气象站的逐日观测资料，实况数据入库后，调用兴安盟玉米气候适宜度计算模块，对上述站点前一日玉米气候适宜度进行计算。兴安盟玉米气候适宜度模型计算流程如图2 所示。

图2 兴安盟玉米气候适宜度计算流程图

2.4 系统功能实现

2.4.1 系统登录页面

系统用户按角色分类。管理员角色用户，可对全部站点适宜度数据进行查询和分析，并具有“用户管理”权限；普通用户只可以查询、导出和分析本旗县所属站点的数据。

2.4.2 判定模块

具体分为日适宜度判定、旬适宜度判定、月适宜度判定及生育期适宜度判定4 个子功能。可按日、旬、月和生育期查看各阶段要素信息及适宜度结果，并可导出相关数据，主页面如图3 所示。

图3 “兴安盟玉米气候适宜度判定分析系统”主页面

2.4.3 分析模块

按旗县和要素，以Excel 曲线图的形式显示相应旗县历年玉米全生育期温度适宜度、降水适宜度、日照适宜度和综合气候适宜度的变化曲线，具体页面如图4所示。

图4 “兴安盟玉米气候适宜度判定分析系统”适宜度分析页面

2.4.4 用户管理

系统管理员可在本页面进行新建用户、删除用户和修改密码等操作。

2.5 系统环境及安装步骤

2.5.1 系统软件环境

操作系统：Windows XPwin7；服务器端：JDK1.8SQL Server 2012；客户端：IE 9.0 以上。

2.5.2 系统服务器端操作步骤

数据入库：①安装JDK1.8，并设置相关环境变量；②安装数据库管理软件SQL Server 2012；③将兴安盟玉米适宜度数据库.mdb 文件导入本地数据库；④将文件夹中Compute.bat 加入系统任务计划列表，并设置为每天执行。

客户端程序部署：将server.rar 程序包解压，双击运行startup.bat，启动服务。

2.5.3 系统前端操作步骤

在IE 地址栏输入http://172.18.XXX.83:8088；输入用户名和密码；根据需要按日期和站点，进行数据查询，或导出数据。

3 结论

该系统可按日、旬、月、生育期进行查询，判定兴安盟主体农区相关乡镇某时段内玉米光温水适宜度，并可导出查询结果，同时能够以Excel 图表形式对历年气候适宜度变化情况进行分析。

系统通过Java Jar 包自动执行的方式对各站点玉米气候适宜度进行计算，最终通过基于B/S 架构的应用实现客户端查询与分析功能。

系统操作简便，运行稳定，已在兴安盟气象局农业气象业务中使用，有效提高了相关服务产品的定量化分析水平和产品制作效率，应用效果良好。