由于預測預報信息化系統(tǒng)具有計算速度快,精確度高,儲存信息容量大,功能多,并能記憶和邏輯判斷,自動控制和模擬等特點,因此,在森林預測預報中應用是勢在必行的。可以應用預測預報信息化系統(tǒng)進行森林病蟲害測報基本數(shù)據(jù)的收集、整理、貯存和調用,可以應用于數(shù)理統(tǒng)計測報的分析與數(shù)學模型的建立,森林病蟲害預測預報專家系統(tǒng)的建立,衛(wèi)星或飛機監(jiān)測森林病蟲害的遙感圖象的處理,森林病蟲害種群數(shù)量變動和演變規(guī)律的研究,森林病分類和標本數(shù)碼的管理,促使森林病蟲害預測預報向著中心化、規(guī)范化、自動化和現(xiàn)代化的高水平方向發(fā)展。
    1　森林蟲害測報資料信息化管理
    1. 1　蟲情調查原始資料的預測預報信息化系統(tǒng)整理　　
    蟲情調查時,獲得的基本數(shù)據(jù)需要計算累計數(shù)、平均數(shù)、百分數(shù)、標準差等。并且在逐級上報蟲害測報資料時,都要歸類匯總。這些過去用手工整理頗為繁瑣復雜�，F(xiàn)按照資料整理的要求,設計程序后,即可由預測預報信息化系統(tǒng)來整理,不僅顯著提高效率,而且便于規(guī)格化,有利于森林害蟲測報資料的系統(tǒng)積累。
    1. 2　森林害蟲測報資料的預測預報信息化系統(tǒng)信息管理
通過預測預報信息化管理的系統(tǒng),采用數(shù)據(jù)隨機文件存取形式,建立森林害蟲測報資料的數(shù)據(jù)庫,可隨時增添、修改、刪除與檢索資料。如經(jīng)重新組合生成,則能按照特定要求直接調用。應用預測預報信息化系統(tǒng)存貯將林場的森林害蟲測報資料輸入數(shù)據(jù)庫。通過信息管理應用程序連接,可直接進行數(shù)理統(tǒng)計測報。
    1. 3　森林害蟲測報資料專用電碼及其預測預報信息化系統(tǒng)編譯
提前查清害蟲的發(fā)生情況,掌握害蟲發(fā)生發(fā)展的動態(tài),及時做出科學的分析,事先提出預報,及時、準確地控制或消滅害蟲,把經(jīng)濟損失控制在最低的指標之內。加快測報信息的傳遞速度,縮短時空差。并且完全標準化和規(guī)范化,有利于提高害蟲測報的質量和時效性,為害蟲測報中心化奠定基礎。
    1. 4　預測預報信息化系統(tǒng)自動進行害蟲測報
日本佐賀縣果樹實驗所,利用預測預報信息化系統(tǒng)預報柑桔葉面害蟲的發(fā)生狀況。把這種害蟲在不同氣溫、濕度、降雨情況下的產(chǎn)卵、孵化、幼蟲生長等狀況建立數(shù)學模型,并編制蟲情的預測預報程序。試驗表明,預測相當準確,與半個月后的葉虱密度基本相同。害蟲的預測預報信息化系統(tǒng)自動測報原理: (1)確定預報害蟲的內容。選擇影響害蟲發(fā)生的不同氣象因素作為預報的依據(jù),以適應不同害蟲不同地區(qū)、不同世代的需要。通過程序將歷年的資料信息輸入預測預報信息化系統(tǒng)。(2)預測預報信息化系統(tǒng)的樣本識別訓練。接受歷史資料進行樣本的訓練,以便具有邏輯判斷能力。(3)建立害蟲預報判別規(guī)則。(4)害蟲未來發(fā)生趨勢的預報。將預測預報信息化系統(tǒng)選上的氣象因子數(shù)值輸入,便可分析出今后害蟲的消長規(guī)律。
    1. 5　遙感圖象的預測預報信息化系統(tǒng)處理
預測預報信息化系統(tǒng)就是根據(jù)森林害蟲危害時,引起樹木干、根、枝、葉、花、果等形態(tài)和色彩的變異,造成遙感照片的異樣,就能判斷是哪種病蟲害危害成災,發(fā)生地點在何處,危害面積多大,成災程度如何,經(jīng)濟損失多少等等。并能繪制病蟲害發(fā)生的林相圖,以及制定相應的防治措施。
    1. 6　預測預報信息化系統(tǒng)繪制蟲情測報圖
河北農業(yè)大學昌黎分校,應用微預測預報信息化系統(tǒng)編制昆蟲數(shù)量變動圖的程序。只要把黑光燈下誘捕的各種昆蟲各代的數(shù)量數(shù)據(jù)輸入預測預報信息化系統(tǒng)內,就能自動繪制出消長規(guī)律曲線圖,程序和數(shù)據(jù)可存入計算機,以便隨時調用。
趙清山等應用微預測預報信息化系統(tǒng)編制安徽省嘉山縣馬尾松毛蟲發(fā)生面積蟲情圖,具有直觀明了的特點,并編制江西省弋陽縣馬尾松毛蟲生物氣象測報圖,可預報未來種群的消長趨勢。
    2　預測預報信息化系統(tǒng)在森林害蟲數(shù)據(jù)統(tǒng)計測報中的應用　
近10多年來,由于預測預報信息化系統(tǒng)的滲透和應用,使森林害蟲數(shù)理統(tǒng)計測報,成為一個十分活躍的領域,并逐漸應用于生產(chǎn)實踐中。
在森林病蟲害測報中,常常提及“有蟲不成災”、“危害中等”、“爆發(fā)成災”等概念,沒有截然可分的標準。常因地因時依照不同的劃分標準,就得出不同的分類結果。因此,很難加以比較,而且在客觀上,影響森林害蟲發(fā)生和演變的內外因素錯綜復雜,在分析其規(guī)律性時常常出現(xiàn)“似是而非”的結論。然而,利用模糊數(shù)學來判斷森林害蟲發(fā)生狀態(tài)的相似隸屬程度,進行歸類和預測,反而更加“逼近”客觀實際。
借助預測預報信息化系統(tǒng),應用模糊聚類分析進行森林害蟲測報,是將森林害蟲歷年的發(fā)生狀況及其影響害蟲數(shù)量消長的各種氣象因子等作為本群,對資料的原始數(shù)據(jù)進行正規(guī)化或標準化后,按照它們之間的相似程度建立模糊相似關系;經(jīng)模糊矩陣的合成運算,改造成為模糊等價關系;據(jù)此,畫出反映樣本間親疏關系的聚類圖;選取適宜的樣本間的臨界相似尺度Y值,作為分類標準;按樣本間相似尺度歸類;最后,依據(jù)待測年份樣本歸類,預測未來森林害蟲發(fā)生數(shù)量。
主成分分析測報法是將森林害蟲測報中的多個指標轉換為綜合指標,以便更加客觀地作出科學判斷。首先把測報資料的原始數(shù)據(jù)標準化;計算屬性間的內積矩陣S;求出S的特征根和特征向量;求出樣本的排序坐標以及繪制排序圖;按主成分狀況分類;評價屬性對主成分的作用;選擇對主成分大的測報指標進行多元回歸分析建立測報模式。
應用預測預報信息化系統(tǒng)信息管理的系統(tǒng)程序,分析各個林業(yè)局或林場蟲害發(fā)生狀況和當?shù)貧庀筚Y料。根據(jù)緯度的不同,氣候狀況(例如氣溫、降雨等)有規(guī)律變化,找出各種森林蟲害發(fā)生表現(xiàn)出的區(qū)域性特點及其演變規(guī)律,通過主成分分析結果,進行各種蟲害的長期趨勢測報。
    3　森林害蟲預測預報專家系統(tǒng)的應用
現(xiàn)代模擬人類思維的專家系統(tǒng)科學的發(fā)展,使得預測預報信息化系統(tǒng)具有人類專家的推理和解決實際問題的能力。因此,在收集測報研究成果與生產(chǎn)實踐經(jīng)驗的基礎上,與各大學和科研單位預測預報專家系統(tǒng)進行連接,是必要的。專家系統(tǒng)主要由知識庫、數(shù)據(jù)庫、用戶接口系統(tǒng)和推理機部分組成。知識庫系統(tǒng)包括所在林區(qū)各種蟲害發(fā)生期、發(fā)生量、發(fā)生范圍以及為害程度等方面的預測預報內容的專家知識,采用條件—動作或前提—結論這種成對形式的產(chǎn)生式規(guī)則表達。如果條件(或前提)具備,那么動作(或結論)成立來實現(xiàn)。專家知識規(guī)則的聯(lián)系,采用類似常用的計算機算法語言的菜單驅動技術來解決。這樣,既可保持原有的邏輯關系,又可使規(guī)則相對獨立于系統(tǒng)。從而使得系統(tǒng)的咨詢內容能隨時刪改、擴充和更新,逐步完善、準確。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)用于害蟲測報中的初始資料和數(shù)據(jù)以及推理過程中得到的各種中間信息。本系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中的內容是通過用戶接口系統(tǒng),由計算機提問,用戶(森林害蟲測報員或森林保護科技人員)回答的事實所咨詢的橋梁。對于本系統(tǒng)只要用戶啟動計算機,進入專家系統(tǒng)的運行狀態(tài),計算機便在顯示屏幕上,按照知識庫中各種病蟲害測報規(guī)則的順序,對各條規(guī)則的所有條件逐一提問,等待用戶回答。用戶只要根據(jù)實際情況,在計算機鍵盤上按“Y”(代表Yes,中文意思是“對”)或“N”(代表No,中文意思是“不對”)鍵選擇。計算機便把用戶回答的事實自動存貯起來,作為數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù),以供推理機作為推理判斷的依據(jù)。當所有條件都滿足后,屏幕即顯示出推理的結論,完成一次咨詢。一次咨詢結束時,屏幕底行顯示“Press the spallbar”,提示用戶按下空格,讓系統(tǒng)重新處于開始運行狀態(tài)。也可以連續(xù)按兩次R鍵,再次進行咨詢。推理機是一組程序,用于控制、協(xié)調整個系統(tǒng)。它根據(jù)實際輸入的各種蟲害存在情況的基本事實,利用知識庫中的知識,按一定的推理策略(本系統(tǒng)采用正向、精確推理),來決定測報方法或測報結果。其推理過程大致與人類專家的思考、分析、判斷與決策的推理過程相似。本系統(tǒng)咨詢迅速準確,并且咨詢結果可靠。本系統(tǒng)操作簡便易行。整個測報答詢過程中只要操作計算機鍵盤上的幾個鍵,不管用戶是否學過計算機,都能在短時間內學會操作使用。
    4　預測預報信息化系統(tǒng)在森林害蟲種群動態(tài)研究中的應用
    4. 1　預測預報信息化系統(tǒng)在森林害蟲發(fā)生類型研究中的應用　
過去對于森林害蟲的分布規(guī)律、發(fā)生類型以及區(qū)系的劃分等生態(tài)學特性的研究,主要是以定性的文字敘述為主。隨著預測預報信息化系統(tǒng)的應用,人們開始對森林害蟲的發(fā)生與演變規(guī)律進行定量化研究。
    4. 2　預測預報信息化系統(tǒng)在森林害蟲種群動態(tài)研究中的應用
可以應用預測預報信息化系統(tǒng)研究害蟲種群數(shù)量隨著時間和空間不同而演變的全過程,模擬害蟲種群系統(tǒng)中的內部結構關系,以及害蟲種群與自然環(huán)境間的相互作用,將其復雜的制約關系,進行系統(tǒng)分析,組建數(shù)學模型,進而為害蟲測報和科學治理提供最佳實施方案。