GIS管理系统在白蚁危害预警及工程管理中的应用研究

杨静 郭仁霞 李冬虎 朱运桃

扬州市白蚁防治中心 江苏 扬州 225000

白蚁是世界性主要经济害虫之一，每年对房屋造成高达数亿元的经济损失，对古树名木、文物古迹等造成的毁坏则更是用经济数据无法统计的。为准确掌握扬州地区白蚁分布状况与危害等级，建立建筑、园林、古树名木等各类防治管控对象的分类信息，在扬州市白蚁防治管理系统的基础上开发了GIS系统，从而实现防治、监控的电子信息化，提高白蚁防治工作的信息化、智能化水平，提高发布预警信息的准确性、动态性和实效性。

该项目探讨了如何科学管理白蚁信息，对统计分析白蚁危害信息、掌握扬州市区蚁情动态、建立白蚁危害预警系统等功能于一体的白蚁GIS管理系统进行设计和组建。从而为准确预测白蚁危害发生的时间及空间分布，全面掌控和科学指导全市白蚁防控工作提供数据支撑。

1 白蚁GIS系统的功能概括

地理信息系统(GIS，Geographic Information System)是一门综合地理学与地图学、测绘遥感、环境科学、城市科学、信息科学、管理科学以及空间科学等为一体，广泛应用在不同领域，以一定的格式输入、存储、查询、分析和显示地理数据的计算机系统。GIS是一种基于计算机的工具，它可以对空间信息进行分析和处理。GIS 技术把地图这种独特的视觉化效果和地理分析功能与一般的数据库操作集成在一起。

GIS系统自1963年加拿大Roger Tomlison首次提出以来[1]，经历约60年的发展，广泛应用于工业[2]、城市测绘[3]、灾害预警[4]等多个方面。

在白蚁防治行业，唐丽华在白蚁防治管理中应用了GIS技术，利用房产分层分户图微观GIS模式实现白蚁“一户一档”管理，利用GIS时空模型分析白蚁情况，为白蚁防治计划制定提供有效依据，利用WEBGIS技术发布白蚁危害情况，扩大预防宣传实现以防代治[5]。李为众等对GIS系统在农业害虫和城市白蚁综合治理中的应用现状进行了概述，并展望了其在未来白蚁综合治理工作中的应用前景[6]。黄海娣等开发了白蚁防治移动操作平台，白蚁防治业务信息以专题地理要素的方式在地图上展现给业务人员，实现了基于地图的业务可视化操作[7]。王雷等利用Android平台进行白蚁防治移动监察预警系统研发实现了基于GIS的移动终端系统，该系统将计算机技术、移动通信技术和GIS等技术综合应用，设计了一个集定位、分析、叠加、规划等于一体的移动监察预警系统，提高白蚁防治工作效率和工作水平[8]。

“GIS管理系统”将计算机技术、移动通信技术、GIS等技术综合应用，包含新建预防项目和白蚁灭治项目两大方面，实现了项目信息在地图上同步显示，预防施工定位、施工信息及图片在地图上展示，白蚁危害发生数据在线统计分析等功能。工作流程如下：

（1）新建预防项目与GIS同步：项目基础信息在白蚁防治管理系统录入，同步在GIS上显现为未施工项目；项目进入现场查勘、施工派遣、施工中等环节后，在GIS上显示为施工进行中的项目；所有楼栋全部施工完成并竣工后，在GIS上显示为施工完成项目。

（2）项目施工信息与GIS同步：工程项目进入施工环节后，在电脑端进行派工，施工人员用手机APP进行签收，到达施工现场后进行定位，施工过程拍摄施工图片，施工完成后填写施工信息提交。GIS同步可见项目详细施工信息，查询施工现场图片。

（3）白蚁危害情况与GIS同步：通过手机APP 端口或者电脑端口将不同生境白蚁危害信息上传至GIS，通过GIS进行展示并进行蚁情动态分析，通过分析准确掌握特定区域内白蚁分布状况与危害等级，建立建筑、园林、古树名木等各类防治管控对象的分类信息以及不同种类白蚁危害分布情况。

2 系统架构

白蚁GIS系统架构主要运用Android操作系统，通过Web Service技术从服务端获取数据并上传到管理端。

基于GIS的区域蚁情动态分析及预警系统包括蚁情调查、蚁情处置、房屋白蚁预防勘察、房屋白蚁预防施工、包治期回访复查和信息查询统计展示，具有数据采集、录音、电子签名、现场定位、现场拍照、本地保存和将成果上传服务端等功能；白蚁危害动态分布、房屋白蚁预防工程动态展示等模块，具有地图图例展示、地图编辑操作、地图输出和数据展示等功能。

图1 扬州市白蚁GIS管理系统组织架构图

3 系统功能实现

3.1 Android移动操作系统组成

该系统基于Android 平台开发，通过Web Service 技术从服务器端获取数据并存储。程序安装在施工人员手机端，以用于白蚁预防、灭治、回访的派工及施工信息采集。施工人员通过现场定位、APP拍照、摄像等方式将工程信息、地理位置、白蚁危害及防治情况回传至中心系统，在Web端的GIS进行展示。利用手机在线操作的同时同步更新本地数据库以及服务器端数据库。该操作系统包含“防治”、“复查”、“蚁情”三个板块，对应新建预防、回访复查和蚁情调查处置三大工作任务。防治板块包含“签收”、“施工信息录入”、“评价”、“完工提交”四个阶段。复查板块包含“签收”、“回访信息录入”、“完工提交”三个阶段。蚁情板块包含“蚁情等级”、“签收”、“施工信息录入”、“评价”、“完工提交”五个阶段。施工操作人员在接收任务后，可到现场进行定位、录入白蚁危害情况、施工过程中录入详细施工信息等具体内容，针对该项任务建立完整的现场施工数据信息和现场情况空间数据信息。

图2 Android移动端展示图

3.2 白蚁防治GIS位置标注和展示功能

为满足GIS技术在白蚁预测预报和防治中发挥重要作用，白蚁GIS系统主要实现了以下几个功能模块：一是对市区地图按照街道进行划分；二是在地图上导入白蚁新建项目、白蚁防治项目等信息；三是实现白蚁种类管理、所属生境类型管理、风险区域等级管理管理。在此基础上，GIS系统通过分析，可展示区域内白蚁危害程度、白蚁种类分布、年度白蚁危害情况、不同蚁种在不同年份的危害统计以及不同专项白蚁危害情况等具体内容。

3.2.1 白蚁GIS系统数据库建立

白蚁GIS系统数据库分为新建预防项目基础信息数据库和白蚁灭治信息库两种。新建预防项目基础信息数据库是自2012年至今的全部新建预防项目基础信息，包括项目名称、地址、建设单位、合同受理日期、施工信息、竣工信息、回访复查信息、联系人及联系电话等内容；白蚁灭治信息库包括全市历年白蚁发生危害情况，包括发生白蚁危害的位置、危害种类、危害程度、联系人、电话、施工人员、施工时间、使用药物、包治期、回访复查信息等内容。

3.2.2 白蚁防治GIS位置标注和展示功能

该功能与白蚁防治升级系统、“扬州白蚁”Android移动操作系统相关联，提供基于业务的百度地图坐标点标注、标点展示及详情显示功能。网址为：https://bygis.yzfdc.cn/。根据标注的坐标信息，在百度地图上以业务实例为单位显示坐标点，支持不同状态显示不同演示的标点及区域、状态、筛选显示。点击具体标点，可展开显示业务详情，新建预防和白蚁灭治分开显示。

白蚁分布标注功能可标注不同区域白蚁危害情况、不同种类白蚁分布情况以及区域内白蚁危害情况等；新建预防项目标注功能可将白蚁新建预防项目的基本信息、施工信息、施工现场图在GIS系统上同步标注；回访复查项目标注功能可在GIS系统同步展示15年包治期内的新建预防工程的回访复查任务。针对回访复查过程中发现白蚁危害的进行免费白蚁灭治，针对白蚁发生率高的区域可加大回访力度，针对白蚁危害发生率高的小区可采取综合治理策略，实施区域治理。

3.3 扬州市白蚁防治管理升级系统软件组成

白蚁防治管理系统以2011年版本为基础改造升级而成，白蚁新建预防及蚁害调查的业务流程均实现系统管理。为配合GIS功能开发，该管理系统开发数据接口，提供数据支持。为实现移动APP功能，该管理系统增加了电脑端派工功能，手机端定位、现场图片、视频、施工等信息传于服务器中。升级后的系统中包含近十年工程项目信息，其优化了工程管理内容，为GIS信息展示提供了庞大的数据支持。新软件系统实现了与管理端移动APP的对接，工程施工过程可实现定位、施工信息手机上传、施工图片、视频资料上传等功能，实现各个工程在GIS平台上同步展示。图3为白蚁防治管理系统界面。

图3 白蚁防治管理系统界面

4 GIS系统功能实现

4.1 通过GIS实现对工程项目的系统管理

GIS管理系统能让工程管理人员对所有工程项目施工进度有直观的把握，从而更加方便的实施工程任务派工，减少漏施工概率。施工人员到现场后必须要签收、定位并上传施工图片，不仅确保信息上传的准确性和及时性，还可以让工程管理人员可实时掌握施工人员的安全管理情况、施工现场状况，从而实现不见面监督管理。工程项目竣工完成后，可通过GIS设定回访复查的时间，到达年限后，自动生成回访复查表，从而便于开展回访复查工作。

4.2 通过GIS实现区域白蚁危害情况分析功能

在GIS中导入2016-2022年度扬州地区白蚁危害信息共计550条，分析相关数据，可以得到结论如下:

4.2.1 各区域白蚁危害风险等级

扬州市区白蚁危害等级达III级的街道共有3个，分别为双桥、汶河和东关街道；白蚁危害等级达II级的街道共有6个，分别为梅岭、曲江、瘦西湖、文峰、文汇街道及城北乡；其余的为白蚁危害I级区域。

图4 不同区域白蚁危害风险等级

4.2.2 不同种类白蚁危害情况

扬州市区以散白蚁属危害为主，占所有危害案例的80%以上，散白蚁属中黑胸散白蚁、尖唇散白蚁和圆唇散白蚁危害较为严重。黑翅土白蚁在扬州西北的瘦西湖、蜀岗西峰区域危害较为严重，扬州南沙头区域也有少量危害案例。台湾乳白蚁危害没有明显分布的规律，在扬州危害的案例较少，根据现场查勘结果，该种白蚁一般在园林绿化过程中带入，一旦发生，破坏程度大，危害范围广[9-10]。以黑翅土白蚁为例，见图5。

图5 黑翅土白蚁在地图上的分布情况

图7 曲江街道年度白蚁危害情况统计表

4.2.3 特定区域内白蚁危害情况分析

根据区域内白蚁危害情况统计数据，可以查看不同街道在各年份白蚁危害的数量、白蚁危害的种类，并进行数据分析，如图6、7。

图6 瘦西湖街道年度白蚁危害情况统计表

4.2.4 实现GIS在白蚁预测预报中的应用功能

目前，扬州市白蚁预警一般在四、五月份，在扬州发布、今日生活、扬州日报等新闻媒体上发布，预警的内容包含白蚁识别、防治知识以及白蚁纷飞期的处置方法等内容。GIS系统的组建，可在白蚁预警发布之前，分析近三年白蚁危害信息，公布白蚁危害重点区域，主要品种白蚁分布，白蚁危害蔓延趋势等内容，扩大预防宣传，提前预防、以防代治。同时利用GIS系统分析，列出白蚁危害高发区文物古建或危旧房屋开展重点防治，最大程度保护文物古建。

4.2.5 实现专项白蚁防治管理功能

GIS系统中设置了古建民居、古树名木、15年包治期等多个白蚁危害专项信息，分析各类专项，可以有针对性的开展综合治理各项工作。以15年包治期白蚁危害专项为例，该专项直接反映了新建预防工作后期回访复查过程中白蚁危害发生的情况，分析相关数据可以指导新建预防工作，对于高风险区域应改变施工策略，提高施工的针对性和有效性，减少该区域内其他新建房屋再发生白蚁危害的风险。对于回访发现白蚁频次较高的小区或者区域，还应当采取综合措施，实施区域治理，减少区域内蚁群密度。

5 结语

本文仅对GIS在白蚁防治项目管理及蚁情动态分析中的应用做了初步研究，要将GIS技术应用自如最大程度发挥作用，还需要做更多细致的工作。白蚁防治管理系统、“扬州白蚁防治”Android移动操作系统和GIS系统是相互作用的一个整体。白蚁防治管理系统是数据库和管理系统、移动操作系统是数据采集设备、GIS系统是展示平台。在以后的研究过程中，将以GIS系统为依托，不断完善基础信息，开展分项调查，开展各类综合防治，全面掌握扬州市区蚁情动态，建立白蚁危害预警系统，为开展区域白蚁危害综合治理提供依据。