现代农用天气预报业务及其有关问题的探讨

为了更好地开展现代农业气象业务,提升气象为农服务能力,文章从涵盖农林牧副渔的大农业生产需求出发,阐述了现代农用天气预报的定义、原理、业务内容、技术方法与工作流程,并就其业务范围、预报时效、区域业务重点等展开讨论.文章指出,现代农用天气预报业务基于农业生产与天气的相关性、农事的可选择性和天气预报能力的不断提高,其主要特征发生了较大变化,一是强调天气预报、农业气象指标和农业气象评价技术的结合,而不仅仅是对农用天气的预报;二是业务涉及面广泛,除了为粮棉油生产服务的传统农用天气预报外,还包括林用、牧用、渔用、设施农业天气预报等;三是预报能力明显提高,对出现的时间、地点和数量预报已逐步实现精细化;四是主要业务在现代信息技术和业务系统上运行,定量化和客观化水平更高.文章认为,农用天气预报业务应明确业务范围,突出区域特点和工作重点,并注重业务产品的时效性和实用性.     

基于移动云计算技术的农用天气预报服务平台研发 ——以宁夏酿酒葡萄农事活动预报为例

传统TCP/IP 协议的FTP 文件传输方式和服务产品一次性制作、统一分发的服务方式已无法满足现有服务针对性、多样性、高时效性的要求。为减少冗余农用天气预报服务产品的产生，提高运算效率及服务针对性，本研究以宁夏酿酒葡萄为例，采用移动互联网与云计算技术，研发了基于用户地理位置及关注农事活动的宁夏农用天气预报云服务平台，实现了在线实时制作并发布服务产品。平台主要由资料加工软件、产品云制作软件、农气服务APP三部分组成。通过将气象业务网内的基础数据及必要的中间数据上传至云服务器数据库，利用资料获取、指标比较、预报制作等子程序，通过已建立云服务网站API接口方式，获取相关农用天气预报。其次，还可利用开发的APP获取具有很强专业性、时效性和针对性的、基于用户地理位置的农用天气预报产品。平台有力提升了宁夏农用天气预报业务的客观化、自动化水平及业务产品质量，可为国内农用天气预报技术向专业化和精细化发展提供参考。     

基于网格化信息的北京地区土壤墒情预报服务系统

依据农田土壤水分平衡理论,引入RS和GIS技术,以图像栅格信息方式分别考虑土壤、植被和大气空间区域分布的非均匀性,以中期天气预报要素、实测土壤墒情及当前MODIS卫星遥感资料为基础,研究开发了基于IDL语言的250m空间分辨率网格信息的北京市土壤墒情预报服务系统,并在北京地区进行了气象业务服务应用和效果评估。结果表明,RS和GIS技术能有效实现土壤墒情预报信息的网格化和预报参数值的非均匀化,基于IDL语言开发的土壤墒情预报系统技术流程清晰,功能齐全,业务化程度高,系统在北京农业干旱监测和预报服务中能得到有效发挥,对与北京农田类似的地区具有推广价值。     

淮北地区农业干旱预警模型与灌溉决策服务系统

根据2002-2005年3a的田间试验资料和1990-2005年16a的大田土壤水分观测资料,分析确定了安徽淮北地区冬小麦、夏玉米干旱等级指标和适宜土壤水分指标。基于常规气象资料建立了36个逐旬中期降水预报模型,基于温度、降水等气象要素建立了24个土壤墒情逐月回归模型,基于土壤水分平衡方程建立了农业干旱逐旬预报数学模型,对各模型进行综合集成,建立了淮北地区农业干旱综合预警模型。根据干旱预报和降水预报结果,以及作物-土壤适宜水分指标、作物需水量关键期、临界期和土壤水分临界值等,开发了淮北地区冬小麦、夏玉米的干旱预警和灌溉决策计算机服务系统,使用简便快捷,业务化程度高,在近2a的业务应用中,服务效果显著。     

都市型现代农业综合发展水平评价方法研究

根据都市型现代农业的内涵和典型特征,建立了都市型现代农业综合发展水平的评价指标体系和评价方法。评价指标体系包括经济发展水平、社会发展水平和生态环境可持续发展水平3个评价指标体系,各级指标的权重根据层次分析法确定,评价方法主要基于灰色评估法。以此方法为基础,初步评价了北京都市型现代农业的综合发展水平。结果表明,北京都市型现代农业综合发展水平1990～2004年一直处于起步阶段,2005年跨入发展阶段,且都市型现代农业综合发展水平与经济发展水平的趋势一致。     

关于炎陵开展气象服务扶贫的思考

农业生产发展离不开气象服务保障。当前,炎陵县气象部门坚持以政府主导原则,积极开展气象服务扶贫工作,建立完善的农业气象灾害监测、预报业务,因地制宜服务特色产业,对农业种植进行精细化地气候区划;建立现代农业气象服务指标,成立综合性、规范化的基础农业气象指标库等,实现数据共享。但在此过程中,出现了气象服务人才缺失、山区农民信息接收渠道有限、服务产品单一且服务技术落后等问题,制约了气象服务扶贫工作的开展。对此,需进一步争取地方政府支持,建立健全政府主导的推进气象现代化建设工作机制,实现服务方式联合化,提升服务产品的多样化和专业化。     

天气预报为农服务现状及改进措施分析

在我国气象业务中农业天气预报服务是最重要的业务类型之一。农业天气预报服务主要负责将天气、灾害等预测信息提供各地区农民群众和相关部位单位。农业天气预报服务是否到位,直接影响我国农业生产活动。近年来,随着我国现代化农业产业及农业技术的发展进步,农业天气预报服务对整个农业产业发展的影响也在不断加大。为农民群众提供的天气气候信息是否准确、及时,对于农业活动的调整和防灾防害都至关重要。本文针对当期农业生产中天气预报服务现状,探讨了应如何改进农业天气预报,提高服务质量。     

北方设施农业气象灾害监测预警智能服务系统设计与实现

该文针对设施农业种养殖企业用户的设施农业气象灾害直通式服务需求,运用云计算、物联网、移动互联网等信息化技术,基于JavaEE技术框架、SOA(service oriented architecture)云服务技术,通过多重因素关联规则学习方法,构建基于互联网气象数据、设施农业小气候环境数据及作物生育期等多重因素的设施农业气象灾害预警和生产管理专家知识规则,依托气象部门一体化智能网格气象预报预警平台和未来3~7 d的精细化气象要素预报,开发基于互联网数据挖掘和专家知识决策技术的设施农业气象灾害监测预警及智能决策推送服务系统,对寒潮、大风、低温寡照、暴雪等北方主要设施农业气象灾害进行早期预警提醒,系统于2017年秋冬季在天津津南区部分农业园区推广应用,基于移动互联网通过智能手机APP对5次强冷空气过程提前3~5 d自动研判并实时推送设施农业生产管理决策和防灾减灾提醒建议,便于生产管理者及时关注天气变化和提前采取生产管理措施,避免重大灾害损失,探索应用互联网、云技术、大数据挖掘等信息手段开展气象灾害早期预警,为研究满足设施农业互动式、个性化、智能化和专业化气象信息服务和推动农业现代化和现代农业发展提供借鉴。     

精细化农业气候区划业务流程初步设计

根据以往农业气候区划的实践,结合现代农业气象业务需求及精细化农业气候区划的特点,初步设计了精细化农业气候区划业务流程。业务流程主要包括确定区划对象、区划对象与气候条件的关系分析、资料的收集与处理、区划指标及区划方法的确定、区划图的制作、区划结果的检验、报告的撰写以及区划产品的服务过程。农业气候区划业务流程的制定对规范和指导精细化农业气候区划业务工作具有重要现实意义。     

转折性天气降水预报检验方法及应用

转折性天气降水是一种特殊天气条件,随着当前气象预报技术的进步,预报准确率得到了巨大提升,对转折性天气来说还是存在一定挑战。这就要求利用检验方法,检验数值预报模式降水预报能力。由此,从当前我国天气预报领域现状着手,简单探讨了转折性天气降水及其预报检验方法,并结合数值预报等模式,分析了转折性降水预报检验方法的应用效果,以供参考。     

基于WebGIS的农业空间信息管理及辅助决策系统

该研究在总结和提炼区域农业信息管理和评价理论与技术研究成果的基础上，运用知识工程和系统建模方法，建立了种植制度评价、农产品生态区划、农作生产潜力分析和精确农作管理的定量化动态知识模型。并运用软构件技术，基于B/S的分布式网络结构，以WebGIS为空间信息管理平台，建立了网络化、数字化的农业空间信息管理及辅助决策系统。系统实现了基本地图操作、农业空间信息查询与分析、种植制度评价、农产品生态区划、农作生产潜力分析、精确农作管理、可视化输出以及系统维护等功能。以江苏省为案例区，对系统进行了实例应用，结果表明，系统能有效地管理区域性农业空间信息，并在基于空间信息的农业生产管理决策方面具有较好的适应性和指导性。     

都市农业功能空间分异研究--以西安都市圈为例

城市化导致都市农业功能呈现明显的空间分异特征,其研究有助于实现都市农业功能的空间合理布局与优化、协调与城市社会经济功能的发展。结合西安都市圈都市农业的发展现状,构建都市农业的生产经济功能、就业功能、文化休闲功能和生态功能的评价指标体系,运用ArcGIS的格网化技术从0.5 km×0.5 km尺度测评并分析都市农业功能的空间分异特征。结果表明:受农业自然资源条件和城市化水平空间分布差异的影响,生产经济功能整体上表现出从西南向东北递增、从近郊平原区向中远郊平原区递增的空间格局;就业功能受区县农业发展水平以及社会经济综合发展水平的作用,表现出秦岭山区低于平原区、近郊平原区向中远郊平原区递增趋势的空间分布规律;文化休闲功能受距离衰减规律支配表现出明显的中心—外围型的圈层空间结构,道路、河流、旅游景区又进一步影响各种功能值分布区的具体空间形态;西安都市圈的地貌地形、都市农业用地类型及其破碎化程度决定都市农业生态功能在空间上表现出由都市圈边缘区域至中心区域逐渐下降的趋势特征,并且各种生态功能值分布区的破碎零散化现象比较严重。     

基于生长模型的油菜管理决策支持系统

基于生长模型的作物管理决策支持系统是数字化农作技术研究的重要内容。在气象因子、土壤条件、品种特征和栽培管理数据库的支持下，利用作物生长模拟技术、计算机软构件技术，构建了基于生长模型的油菜管理决策支持系统(GMDSSRSM)，包括单机版(GMDSSRSM^A)和网络版(GMDSSRSM^W)，其中单机版系统利用VB和VC++语言编程实现，网络版系统在.net平台上用C#语言开发。该系统实现了数据管理、模拟预测、方案评估、因苗预测、时空分析、敏感性分析、专家咨询和系统帮助等功能，具有机理性强、预测性好、通用性强、功能全面等特点。该研究为油菜生长与生产系统的动态预测和管理决策提供了定量化和数字化工具，可为数字化油菜农作系统的构建奠定技术基础。     

塑棚蔬菜气象信息服务系统

分析了木地塑棚蔬菜的气候背景，品种选择，温度指标，生产管理，无公害蔬菜生产等方面的状况。研究了大风，强降温，大雪，连阴天等灾害天气对塑棚蔬菜生产造成的影响以及相应的预报方法，据此开发了塑棚蔬菜气象信息服务系统，包括气象信息，灾害天气预报以及防御对策等。     

气候变化下黄土高原耕作系统演变与适应性管理

耕作系统主要包括土壤系统、作物系统和区域气候系统等几个相对独立、但又紧密关联的组成部分,涉及作物栽培模式、作物类型、杂草和病虫害及农田水土资源管理等方面,在黄土高原生态系统管理和农业可持续发展中占有重要地位。过去50a (1951-2000年),黄土高原的年平均气温升高了1.1℃,且其变率逐渐增加,降雨和热量资源分布呈现复杂的时空异质性。作物种植区域的变迁、熟制制度的演变和农田灾害的加剧促使农田管理模式不断寻求改变,对当地农业耕作系统产生了深远影响。本文总结了黄土高原过去多年的气候变化（气温、降水量、积温）特征和发展趋势,气候变化下耕作系统（种植区、耕作制度、土壤环境）和作物系统（需水量、物候、品种、产量）的演变规律,作物与土壤互作关系,以及气象灾害对黄土高原耕作系统的影响,并提出气候变化下耕作系统适应性管理途径和策略。旨在为黄土高原耕作技术和田间管理提供新的理论,寻求气候变化下区域农业可持续发展应对策略。     

基于核密度函数的多尺度北京市休闲农业空间分布分析

核密度函数估计法是常用的分析城市点要素空间分布模式的方法。使用核密度函数估计法的关键是最佳带宽的确定。目前,大多数研究使用单纯基于数学的方法或目视判读法确定核密度函数的最适带宽,但是针对同一地理实体在不同分析尺度上所对应的核密度函数适用带宽确定方法问题研究相对不足。该文考虑了北京市休闲农业本身所具有的尺度特征,基于北京市休闲农业POI数据,使用核密度函数评估方法,识别并分析其多尺度空间分布模式,并使用文献求证法进行了验证。使用Moran’I、HH个数和Comprehensive I指数曲线相结合的方法确定了适合分析北京市休闲农业区域尺度和局部尺度空间分布模式的核密度函数所对应的带宽,分别为9 km和3 km。进而分析了北京市休闲农业多尺度空间分布模式。北京市休闲农业空间分布模式在区域尺度上形成了2个圈层及多个聚集中心的结构。距离城市中心约30～50 km的圈层为1日游圈层。距离城市中心约50～90 km的圈层为2日游或多日游圈层。1个主中心位于昌平区东部、怀柔区东南部、密云区西南部的山前平原地区。2个副中心分别位于密云区东北部和房山区西南部;在局部尺度上形成了3个等级的26个小的聚集中心,第一等级2个,第二等级3个,第三等级21个,主要位于中北部的山前平原地区,东南部城乡交错带的平原地区及西部山区分布相对较少,中心城区分布最少。该研究可为北京市休闲农业空间规划提供重要参考依据。