手机软件GPS工具箱在林业有害生物调查中的应用

摘要：阐述了手机软件GPS工具箱在林业有害生物外业调查和发生数据库建立方面的应用，为林业有害生物调查和分析提供了新方法。

关键词：GPS工具箱;林业有害生物;数据库

中图分类号：S763

文献标识码：A

文章编号：1674-9944（2018）4-0224-03

1 引言

林业有害生物是指影响森林、林木、林木种子等正常生长发育并造成严重损失的林业病、虫、杂草以及其他有害生物，林业有害生物防治是国家减灾工程的重要组成部分，对保护森林资源，改善生态环境意义重大[1]。做好防治工作，关键在于要科学开展外业调查，掌握林间各种有害生物的发生规律、分布特点和危害程度。近年来，林业有害生物发生和危害程度不断加重，特别是松材线虫病、美国白蛾等[2，3]病虫的快速蔓延对林业有害生物防治工作提出了更高要求。

笔者长期在林业一线从事森林病虫害的调查、测报和防治工作，在总结以往调查方法经验的基础上，结合智能手机广泛普及的形势，提出了应用手机APP-GPS工具箱进行林业有害生物调查，并建立病虫害发生数据库的方法，该方法既可以在移动端方便的查看病虫害发生情况，也能将数据导人电脑进一步处理和深入应用，能够更加系统、直观地反映林业有害生物发生发展情况。

2 软件概述

GPS工具箱是一款以手机GPS为基础的多功能位置服务软件集，包含线路追踪、测速、位置记录、面积测量等多个实用工具（如图1），能充分发挥手机的GPS模块功能，且支持离线地图、KML导人导出、GPX文件导出等。在林业有害生物调查中用到的功能主要有以下几项：

（1）标记位置。该功能可以对所在位置进行定位和标记，软件自动识别所在位置小地名，记录精确的经纬度坐标和海拔，坐标格式和精度可在系统设置中修改。此外，软件还可以调取手机的拍照功能。

（2）位置地图。软件提供了7种地图图层可供选择，其中Google卫星图和OpenCycleMap等高线图适用于林业调查。

（3）面积测量。可用于林业有害生物发生面积的测算。

3 外业应用

GPS工具箱可在林间与常规虫情调查方法相结合，设立标准地详查，构建林业有害生物发生和分布数据库。以杨小舟蛾幼虫期调查为例，技术路线如下。

（1）在地面踏查的基础上，设立标准地对杨小舟蛾发生情况进行详查，选标准株并剪取标准枝，统计虫口密度（头/50 cm标准枝）、叶片被害率、虫龄等数据，判定发生程度，并填写虫情调查表。

（2）打开GPS工具箱的标记位置功能，此时软件会自动识别所在位置的小地名、经纬度坐标和海拔（如图2），新建分类“2017年杨小舟蛾幼虫期调查”。只在第一次调查标记时新建分类，后续调查时直接选择对应分类即可。

（3）打开软件的拍照功能，对标准地环境、标准枝、杨小舟蛾幼虫、林分状况、虫情调查表等进行拍照，保存后即可标注一个调查点。该调查点可在软件的位置地图模块中打开，集合了位置定位、林分状况、森林病虫图像、调查表格等多项信息。

（4）当林业有害生物虫情达到轻度发生及以上时，需要统计发生危害面积，可利用软件的面积测量功能完成。加载Google卫星图或OpenCycleMap等高线图，推荐使用前者，Google卫星图清晰度高[4]，能够直观地显示森林资源情况和地形地貌，便于准确找到受害林分边界。在受害林分边界点击，软件会自动计算发生面积（如图3），准确度高，克服了以往肉眼估测面积误差大的弊端。

在全县均匀布设调查样地，按照上述方法进行虫情调查，即可得到本世代杨小舟蛾发生数据库（Data BaseFile）。在手机端点击数据库中任意一个调查点，不仅可以查询杨小舟蛾调查地小地名和经纬度，还能调阅图像资料和虫情调查表格。

4 数据库导出

4.1 数据备份

选择数据备份后，会在软件安装目录的backup文件夹生成一个压缩文件（ZIP格式），包含了虫情调查数据和图像资料。将该压缩包复制到其他手机或平板电脑并加载，可以实现虫情调查数据的转移。图片名字由软件自动生成，由调查点的小地名、经纬度和拍摄时间组成。

4.2 数据导出

在位置记录标签下，选中需要导出的数据库，此时软件会提示选择数据格式，包括TXT数据备份、CSV备份和KML文件。推荐导出KML格式文件，KML是以XML语言为基础开发的一种文件格式，用来描述和存储地理信息数据（点、线、面、图片等），它既可以用Google Earth直接打开，也可以在ArcGIS平台进行深入处理。导出的数据除了一个KML文件之外，还有一个同名的文件夹，用于存储相关的图像资料。

为更好在GIS平台进行数据处理，可将导出的林业有害生物调查KML文件转为文件地理数据库（gdb格式），此转换使用ArcGIS的“KML转图层”功能实现（如图4）。所得文件地理数据库中的“Popuplnfo”字段，记录了调查点关联的各个图像名，是链接数据库调查点和图像的纽带。

5 数据的内业应用

5.1 林业有害生物分布和发生程度

在ArcGIS平台，将林业有害生物发生数据库与行政界相叠加，用以分析某一时间或世代的林业有害生物发生情况。林业所用的行政界限矢量图一般是Xian80坐标系，而导出的林业有害生物数据库是WGS19 84坐标，用“三参数法”[4，5]转换为Xian80坐标系即可。以杨树主要食叶害虫为对象，有害生物分布和發生情况如图5、图6所示。

5.2 林业有害生物发展趋势

经过多年的积累之后，将同一种类不同年度的林业有害生物发生数据库叠加比较，可以分析林业有害生物发生发展趋势（如图7）。

6 结语

虽然GPS、PDA技术等用于林业有害生物调查已相当普遍，但是将手机应用于林业有害生物调查无疑更加方便。基层工作人员林业任务较多，当他们开展营造林、采伐设计等其他林业工作时常遇到一些偶发性的森林病虫害，此时一般未携带GPS、PDA等设备，手机GPS工具箱无疑可以很好地帮助他们完成病虫害的调查工作。

林业有害生物调查之后，资料归档是一项非常重要的工作，传统的纸质档案材料整理繁琐，归档后不易查找，容易丢失。笔者采用手机软件GPS工具箱应用于林业有害生物野外调查，建立了林业有害生物发生数据库，方便数据保存和分析，能够更加直观反映林业有害生物发生情况。手机GPS工具箱是免费软件，在网上可以随意下载，安装文件只有9 MB，占用手机闪存空间很小。该软件界面友好，功能齐全，操作简单，数据导入导出方便，可以很好地辅助林业工作人员开展林业有害生物调查工作。

参考文献：

[1]基于PDA的林业有害生物调查系统设计与实现[J].测绘科学，2009， 34（2）：226～228.

[2]赵博光，王石发，张志超，等.防治松萎蔫病的新策略及林间防效初报[J].林业科技开发，2012，26（2）：13～15.

[3]潘永胜，王军，张霞，等.宿迁市美国白蛾发生动态及防治建议[J].江苏林业科技，2016，43（5）：53～55.

[4]宋俊山，郑 刚，基于Google Earth的连云港市林地变更调查探析[J].江苏林业科技，2016，43（1）：21～24.

[5]肖 玲，基于Google Earth在林业调查规划应用研究[J].内蒙古林业调查设计，2012，35（2）：106～107，118.