許金霞，趙慶展*，張 清，靳光才，周文杰(1.石河子大學(xué) 信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院,新疆 石河子832000； 2.新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)空間信息工程技術(shù)研究中心,新疆 石河子 832000； 3.新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)空間信息工程實(shí)驗(yàn)室,新疆 石河子832000; .中國(guó)科學(xué)院 遙感與數(shù)字地球研究所,北京10009)

基于Web AppBuilder的棉田病蟲害信息服務(wù)平臺(tái)構(gòu)建

許金霞1,2,3，趙慶展1,2,3*，張 清4，靳光才1,2,3，周文杰1,2,3
(1.石河子大學(xué) 信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院,新疆 石河子832000； 2.新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)空間信息工程技術(shù)研究中心,新疆 石河子 832000； 3.新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)空間信息工程實(shí)驗(yàn)室,新疆 石河子832000; 4.中國(guó)科學(xué)院 遙感與數(shù)字地球研究所,北京100094)

為及時(shí)獲取和共享棉田病蟲害信息，以便農(nóng)技人員采取防治措施，使用移動(dòng)終端進(jìn)行病蟲害信息采集，在數(shù)據(jù)分析的基礎(chǔ)上，基于ArcGIS Server服務(wù)發(fā)布、ArcGIS Javascript API等關(guān)鍵技術(shù)，利用Web AppBuilder框架構(gòu)建團(tuán)場(chǎng)棉田病蟲害信息服務(wù)平臺(tái)，設(shè)計(jì)病蟲害信息服務(wù)產(chǎn)品的生成與表現(xiàn)方式，建立病蟲害發(fā)布流程，實(shí)現(xiàn)了棉花病蟲害信息及時(shí)分析統(tǒng)計(jì)、發(fā)布與大面積共享。測(cè)試表明，該平臺(tái)具有交互性好，響應(yīng)速度快，用戶界面豐富、體驗(yàn)性強(qiáng)等特點(diǎn)，可為棉花病蟲害防治提供信息服務(wù)和決策支持。

棉田病蟲害； 信息共享； 服務(wù)發(fā)布； WebGIS； 監(jiān)測(cè)預(yù)警

棉花病蟲害是危害棉花的重要因素之一，現(xiàn)已成為棉花可持續(xù)發(fā)展的主要障礙[1]。新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)(以下簡(jiǎn)稱兵團(tuán))植棉區(qū)每年因病蟲害危害造成的損失為10%～15%[2]。棉花病蟲害暴發(fā)周期短且時(shí)間快，因此及早獲取棉田病蟲害的發(fā)生位置、時(shí)間、病蟲害等級(jí)等相關(guān)信息是進(jìn)行棉花病蟲害防治的關(guān)鍵。目前，兵團(tuán)植棉區(qū)大多采用傳統(tǒng)的人工調(diào)查法記錄病蟲害信息，再將紙質(zhì)版數(shù)據(jù)整理遞交上級(jí)農(nóng)業(yè)管理部門，由部門植保技術(shù)人員分析后提出病蟲害防治措施。這種獲取與共享病蟲害信息的方式存在代表性、時(shí)效性差和主觀性強(qiáng)等問題，難以適應(yīng)目前大范圍的病蟲害信息實(shí)時(shí)共享和預(yù)報(bào)需求。因此，迫切需要利用Internet技術(shù)和GIS技術(shù)，集成團(tuán)場(chǎng)基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)和專題數(shù)據(jù)，建立標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一的地理信息數(shù)據(jù)共享與服務(wù)系統(tǒng)平臺(tái)，進(jìn)而提高棉花病蟲害信息監(jiān)測(cè)水平。

目前，GIS強(qiáng)大的處理、分析地理空間數(shù)據(jù)能力可用來提高病蟲害監(jiān)測(cè)的實(shí)時(shí)性、廣泛性和準(zhǔn)確性，并在多種作物蟲情監(jiān)測(cè)中得到廣泛應(yīng)用[3-4]。從系統(tǒng)開發(fā)角度，基于GIS的病蟲害監(jiān)測(cè)預(yù)測(cè)系統(tǒng)有桌面GIS、基于B/S的傳統(tǒng)WebGIS模式、基于RIA(Rich Internet Applications)的WebGIS模式3種結(jié)構(gòu)[5]。

桌面GIS屬于C/S(Client/Server)的開發(fā)模式。Bone等[6]對(duì)多年高光譜圖像進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘，建立蟲害模型，分析得到森林蟲害感染可能性，建立遙感監(jiān)測(cè)預(yù)測(cè)系統(tǒng)，顯示森林蟲害感染可能性分布圖。汪四水等[7]對(duì)蟲情數(shù)據(jù)累加處理后接入GIS軟件體系A(chǔ)rcInfo，再利用其空間分析和顯示功能，將發(fā)生區(qū)域內(nèi)的蟲情數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)顯示。結(jié)合GIS技術(shù)和病蟲害分析技術(shù)可以高效地定制分析監(jiān)測(cè)等功能，建立一個(gè)方便、功能強(qiáng)大的地理信息系統(tǒng)，但這種開發(fā)模式必須安裝客戶端程序，部署和后期維護(hù)復(fù)雜且成本高。

基于B/S的傳統(tǒng)WebGIS模式使用HTML頁(yè)面[8]，結(jié)合Web技術(shù)，可有效地滿足大量病蟲害信息管理、查詢和快速傳輸?shù)囊?。如高琪娟等[9]研究大范圍小麥和水稻病蟲發(fā)生情況，利用ArcGIS Server提供的地圖顯示和分析功能構(gòu)建病蟲害監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。蘭小機(jī)等[10]綜合使用ArcGIS Server Web ADF創(chuàng)建城市公眾地理信息服務(wù)系統(tǒng)，支持多數(shù)據(jù)源采用相同的方式操作。但其開發(fā)受限于傳統(tǒng)的Web技術(shù)，用戶界面簡(jiǎn)單致使系統(tǒng)可用性降低，同時(shí)使用Web ADF定制WebGIS應(yīng)用在語義方面有待加強(qiáng)，可重用性和擴(kuò)展性也受到限制。

基于RIA的WebGIS模式結(jié)合了Internet技術(shù)和GIS技術(shù)，使用REST架構(gòu)方法和RIA技術(shù)構(gòu)建富網(wǎng)絡(luò)地理信息系統(tǒng)，它結(jié)合了傳統(tǒng)的Web應(yīng)用程序與桌面應(yīng)用程序，交互性好且部署靈活。目前，主流的基于RIA的WebGIS開發(fā)技術(shù)有JavaScript、Flex、Silverlight[11]等。陳謙等[12]利用ArcGIS Flex API開發(fā)Flex應(yīng)用，能夠快速使用地圖功能和GIS查詢分析構(gòu)建WebGIS RIAs。WebGIS開發(fā)者在基于REST服務(wù)的API技術(shù)構(gòu)建地理信息平臺(tái)方面研究出諸多成果[13-15]。

近年來，Internet技術(shù)、GIS技術(shù)、RIA技術(shù)的快速發(fā)展，為開發(fā)基于Web的地理信息應(yīng)用系統(tǒng)提供了更高效的解決方案[16-18]。2015年，Esri推出基于ArcGIS API for Javascript技術(shù)的Web AppBuilder for ArcGIS(Web AppBuilder)應(yīng)用程序框架[19]，能夠快速高效搭建起一個(gè)以地圖為中心的富客戶端應(yīng)用的原型，個(gè)性化定制系統(tǒng)用戶界面，體驗(yàn)性更豐富。本研究在RIA技術(shù)和REST架構(gòu)研究基礎(chǔ)上，利用Web AppBuilder在搭建富網(wǎng)絡(luò)地理信息系統(tǒng)框架上的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，建立面向研究區(qū)兵團(tuán)一二五團(tuán)的棉田病蟲害信息服務(wù)系統(tǒng)平臺(tái)，解決了棉田病蟲害信息標(biāo)準(zhǔn)化管理、大面積共享及分析等問題，提高了研究區(qū)棉田病蟲害信息監(jiān)測(cè)及服務(wù)水平。

1 系統(tǒng)需求分析

1.1 系統(tǒng)需求

在獲取棉田病蟲害發(fā)生位置及發(fā)病等級(jí)等數(shù)據(jù)之后，通過Internet實(shí)現(xiàn)病蟲害信息及信息分析產(chǎn)品遠(yuǎn)程發(fā)布與共享，是及時(shí)大面積監(jiān)測(cè)和決策防治病蟲害的關(guān)鍵[20]。因此，平臺(tái)功能需求包括基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)、病蟲害信息等存儲(chǔ)、訪問查詢、信息分析與可視化、專題圖制作與服務(wù)發(fā)布等，還包括用戶權(quán)限、地圖操作、打印等基本功能。對(duì)于管理員來說，能夠?qū)崟r(shí)上傳病蟲害數(shù)據(jù)，對(duì)病蟲害數(shù)據(jù)及時(shí)處理分析，生成專題圖發(fā)布服務(wù)向Web用戶展示，系統(tǒng)對(duì)其進(jìn)行統(tǒng)一存儲(chǔ)、優(yōu)化和管理；對(duì)于Web用戶(主要面向農(nóng)業(yè)部門決策者及植保技術(shù)員)來說，能夠訪問查詢病蟲害信息及相關(guān)基礎(chǔ)地理信息，進(jìn)行地圖操作及統(tǒng)計(jì)分析，瀏覽專題圖并打印。

1.2 可行性分析

項(xiàng)目組收集整理了示范區(qū)近10 a的病蟲害數(shù)據(jù)與氣象數(shù)據(jù)作為病蟲害分析的數(shù)據(jù)支持，同時(shí)利用移動(dòng)終端病蟲害信息采集APP實(shí)時(shí)采集傳送病蟲害現(xiàn)勢(shì)數(shù)據(jù)，為快速監(jiān)測(cè)棉田病蟲害全局發(fā)生情況和預(yù)測(cè)其發(fā)展趨勢(shì)提供數(shù)據(jù)保障。

平臺(tái)搭建方面，在成熟的WebGIS技術(shù)基礎(chǔ)上，利用Web AppBuilder全新應(yīng)用程序框架，結(jié)合ArcGIS API for JavaScript及HTML5技術(shù)，開發(fā)集成美觀的用戶界面和豐富的GIS常用功能的Web應(yīng)用程序，快速搭建起一個(gè)基于ArcGIS Server的地圖服務(wù)RIA應(yīng)用原型。該框架與Portal/AGOL緊密集成，利用其將發(fā)布在Portal for ArcGIS或者ArcGIS Online上的地圖無縫添加進(jìn)來。還可調(diào)用ArcGIS Server或其他服務(wù)器上的地圖服務(wù)，通過響應(yīng)式布局設(shè)計(jì)在B/S瀏覽器、多種型號(hào)Mobile、Pad上運(yùn)行。這樣的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)使得地理信息的服務(wù)既簡(jiǎn)單又靈活，提高模塊的可重用性、整體配置的可調(diào)度性。該框架如圖1所示。

圖1 Web AppBuilder的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)

2 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

針對(duì)研究區(qū)實(shí)際需求，基于Web AppBuilder和REST架構(gòu)的棉田病蟲害信息服務(wù)系統(tǒng)總體框架設(shè)計(jì)如圖2所示。整個(gè)框架采用3層架構(gòu)，由下至上依次是數(shù)據(jù)層、服務(wù)層、表現(xiàn)層。

圖2 系統(tǒng)總體框架

2.1 系統(tǒng)數(shù)據(jù)層

數(shù)據(jù)層作為整個(gè)系統(tǒng)的最底層，在研究空間數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)存取機(jī)制的基礎(chǔ)上，采用Oracle時(shí)空數(shù)據(jù)庫(kù)+ArcSDE空間數(shù)據(jù)引擎對(duì)病蟲害發(fā)生的屬性數(shù)據(jù)(如發(fā)生條田位置、面積、種植作物類型等)、矢量數(shù)據(jù)(如基礎(chǔ)農(nóng)田數(shù)據(jù))、柵格數(shù)據(jù)以及示范區(qū)歷史氣象數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理和入庫(kù)。本層的任務(wù)主要是設(shè)計(jì)并建立空間屬性綜合數(shù)據(jù)庫(kù)，首先確定所有數(shù)據(jù)類型及特征，制定條田編號(hào)等表達(dá)規(guī)范使其與病蟲害信息唯一對(duì)應(yīng)，然后對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行測(cè)試、優(yōu)化與維護(hù)，建立集合基礎(chǔ)農(nóng)田數(shù)據(jù)庫(kù)、病蟲害時(shí)空數(shù)據(jù)庫(kù)、農(nóng)戶信息庫(kù)、氣象數(shù)據(jù)庫(kù)的綜合數(shù)據(jù)庫(kù)。

2.2 系統(tǒng)服務(wù)層

2.2.1 GIS服務(wù)器與服務(wù)發(fā)布 服務(wù)層中選用ArcGIS Server作為GIS應(yīng)用服務(wù)器，負(fù)責(zé)管理和調(diào)度maps等各種GIS資源，并通過REST API將它們封裝成服務(wù)呈現(xiàn)給客戶端應(yīng)用程序。所采用的ArcGIS Server體系結(jié)構(gòu)如圖3所示。

圖3 ArcGIS Server體系結(jié)構(gòu)

通過ArcGIS Server Manager發(fā)布GIS服務(wù)。包括由病蟲害數(shù)據(jù)生成的Map Service、 Feature Service、Geometry Service，構(gòu)建GP模型生成相應(yīng)的GP(Geoprocessing Service)服務(wù)等。ArcGIS Server向用戶提供了創(chuàng)建和發(fā)布REST的Web服務(wù)功能。REST服務(wù)發(fā)布可以通過桌面程序ArcCatalog連接GIS服務(wù)器發(fā)布，也可進(jìn)入ArcGIS Server Manager進(jìn)行發(fā)布。Manager利用Web頁(yè)面對(duì)Web服務(wù)器進(jìn)行管理，通過Web瀏覽器及地址可以輕松訪問ArcGIS Server發(fā)布的各種病蟲害信息服務(wù)資源(Map Service、 Feature Service、Geometry、GP服務(wù)等)，這些服務(wù)的訪問都可以通過ArcGIS Server發(fā)布的每個(gè)GIS服務(wù)端點(diǎn)(URL)獲得。當(dāng)WebGIS客戶端發(fā)送服務(wù)請(qǐng)求時(shí)，是通過Web 服務(wù)器向 GIS 服務(wù)器發(fā)送請(qǐng)求，GIS 服務(wù)器中服務(wù)對(duì)象管理器(SOM)負(fù)責(zé)接受請(qǐng)求，管理、調(diào)度服務(wù)對(duì)象(SOC)并處理請(qǐng)求服務(wù)，最后再將數(shù)據(jù)返回Web服務(wù)器至客戶端。

2.2.2 Web服務(wù)器 Web服務(wù)器負(fù)責(zé)托管Web應(yīng)用程序和服務(wù)，利用Tomcat部署Web應(yīng)用程序以便外網(wǎng)訪問，Tomcat負(fù)責(zé)GIS服務(wù)器資源管理程序和表現(xiàn)層使用的JavaScript應(yīng)用程序托管。通過資源管理界面，點(diǎn)擊相應(yīng)的服務(wù)訪問鏈接，即可查看服務(wù)基本信息、公開資源及可執(zhí)行操作。Web應(yīng)用程序或者服務(wù)根據(jù)客戶端請(qǐng)求將數(shù)據(jù)或數(shù)據(jù)處理結(jié)果返回。

2.3 系統(tǒng)表現(xiàn)層

表現(xiàn)層用于與用戶交互，前端用戶界面借助ArcGIS API for Javascript和Web AppBuilder進(jìn)行模塊化設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。為使界面豐富且易操作，具有相似邏輯的工具如地圖縮放、平移、全景等均放在地圖操作組內(nèi)，增強(qiáng)了界面的可操作性。以Web AppBuilder基礎(chǔ)應(yīng)用框架作為模板程序，在Javascript開發(fā)工具WebStorm中擴(kuò)展與開發(fā)，通過ConfigManager讀取、解析配置文件，然后將結(jié)果發(fā)送給其他使用配置文件數(shù)據(jù)的模塊，這些模塊利用DataManager將病蟲害數(shù)據(jù)共享供相互使用。使用MapManager管理作為GIS應(yīng)用的基礎(chǔ)與核心的Map，如根據(jù)配置文件加載地圖，在地圖上顯示信息框，圖層控制，用LayoutManager和LayoutManager建立整個(gè)WebGIS框架的CSS樣式、菜單、工具欄等界面布局，同時(shí)每個(gè)相對(duì)獨(dú)立的業(yè)務(wù)功能單元以Widget的形式設(shè)計(jì)并由WidgetManager管理控制，根據(jù)配置文件創(chuàng)建Widget信息列表。接受用戶輸入數(shù)據(jù)并以地圖的形式顯示出來，用戶體驗(yàn)性強(qiáng)。

3 核心功能與實(shí)現(xiàn)

3.1 病蟲害信息采集與分析

棉田病蟲害信息采集與分析是構(gòu)建棉田病蟲害信息服務(wù)平臺(tái)的基礎(chǔ)與前提。通過智能移動(dòng)終端病蟲害信息采集App(Android版和IOS版)實(shí)現(xiàn)病蟲害發(fā)生時(shí)間、位置及等級(jí)信息的快速采集。在采集端，病蟲害發(fā)生時(shí)間即為移動(dòng)端系統(tǒng)當(dāng)前時(shí)間，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)采集，也可以通過日歷空間實(shí)現(xiàn)日期的選擇；發(fā)生位置由終端加載離線地圖GPS定位當(dāng)前點(diǎn)，還可以調(diào)整離線地圖相應(yīng)比例尺編輯病蟲害發(fā)生點(diǎn)、面區(qū)域；發(fā)生等級(jí)根據(jù)病蟲害發(fā)生程度等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)在移動(dòng)端選擇相應(yīng)的病蟲害與級(jí)別。信息采集完成后，使用JSON(JavaScript Object Notation)數(shù)據(jù)模板對(duì)異構(gòu)平臺(tái)數(shù)據(jù)格式統(tǒng)一處理并封裝，再通過網(wǎng)絡(luò)將采集的病蟲害信息傳至服務(wù)端的Oracle時(shí)空數(shù)據(jù)庫(kù)中，實(shí)現(xiàn)病蟲害時(shí)空數(shù)據(jù)及屬性數(shù)據(jù)的聚合存儲(chǔ)。

病蟲害信息分析是利用GIS空間分析功能，通過反距離加權(quán)模型對(duì)病蟲害等級(jí)數(shù)據(jù)進(jìn)行插值分析，模擬未采集區(qū)域病蟲害信息，從而得到研究區(qū)棉田整體病蟲害災(zāi)情。針對(duì)點(diǎn)要素?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行熱點(diǎn)分析，可監(jiān)測(cè)病蟲害嚴(yán)重區(qū)域；針對(duì)面要素?cái)?shù)據(jù)，結(jié)合氣象因素，根據(jù)蟲害一定時(shí)間內(nèi)的擴(kuò)散距離進(jìn)行緩沖區(qū)分析，預(yù)測(cè)擴(kuò)散及影響范圍。首先采用ArcCatalog 10.3借助Oracle客戶端對(duì)采集的數(shù)據(jù)從Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)中讀取，桌面軟件ArcMap可直接以圖層的形式加載可視化病蟲害空間信息，利用QueryLayer功能對(duì)病蟲害的類別、時(shí)間等設(shè)置條件，篩選出特定的信息，進(jìn)而運(yùn)用ArcToolbox工具對(duì)其分析生成專題圖。對(duì)生成的專題圖使用ArcGIS 10.3導(dǎo)出sd文件后，再通過ArcGIS Server發(fā)布服務(wù)生成URL，然后調(diào)用ArcGIS REST 接口，實(shí)現(xiàn)在病蟲害信息服務(wù)平臺(tái)上展示。數(shù)據(jù)處理流程如圖4所示。

圖4 數(shù)據(jù)處理流程

3.2 系統(tǒng)平臺(tái)核心功能

棉田病蟲害信息服務(wù)系統(tǒng)分系統(tǒng)管理、數(shù)據(jù)管理、地圖操作、病蟲害信息查詢、病蟲害監(jiān)測(cè)預(yù)警分析、統(tǒng)計(jì)分析、打印輸出幾大部分。棉田病蟲害信息服務(wù)系統(tǒng)功能模塊如圖5所示。

(1)后臺(tái)管理。指用戶權(quán)限管理，如數(shù)據(jù)管理權(quán)限和查詢權(quán)限，系統(tǒng)定義Admin和Viewer 2種身份控制登錄界面和研究區(qū)棉田病蟲害信息服務(wù)主界面。用戶名和密碼由后臺(tái)封裝，利用WebService實(shí)現(xiàn)登錄窗口與用戶賬戶數(shù)據(jù)庫(kù)之間的通信。

(2)數(shù)據(jù)管理。采用ArcSDE+Oracle實(shí)現(xiàn)空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)的增加、刪除、查詢等功能。地圖底圖則存儲(chǔ)在服務(wù)器上，通過重置指向本地ArcGIS API 地址加載地圖，提高訪問速度。由于數(shù)據(jù)量大且繁雜，多采用集中插入的方式，對(duì)于.xls的表格數(shù)據(jù)，通過Web端上傳到服務(wù)端，校驗(yàn)處理后存儲(chǔ)到Oracle中，并以JSON格式返回前端顯示。

圖5 棉田病蟲害信息服務(wù)系統(tǒng)功能模塊

(3)地圖操作。主要包括縮放、平移、全局、鷹眼等基本操作，還包括病蟲害專題圖層及其他基礎(chǔ)地理圖層的顯示與隱藏，利用書簽跳轉(zhuǎn)到某一特定區(qū)域等功能。通過Dojo Tree選擇框點(diǎn)擊事件，利用函數(shù)Layer.setVisibleLayers()實(shí)現(xiàn)圖層控制。

(4)病蟲害信息查詢。信息查詢是利用QueryTask對(duì)團(tuán)場(chǎng)基本信息、病蟲害信息及歷史氣象數(shù)據(jù)的查詢檢索，分空間查詢和屬性查詢?？臻g查詢是按照自己所選的Graphic圖形查詢所選區(qū)域某一病蟲害發(fā)生情況，屬性查詢則分精確和模糊查詢空間區(qū)域位置。

(5)病蟲害監(jiān)測(cè)預(yù)警分析。針對(duì)病蟲害數(shù)據(jù)結(jié)合氣象因素進(jìn)行空間分析，包括熱點(diǎn)分析、緩沖區(qū)分析等監(jiān)測(cè)預(yù)測(cè)病蟲害發(fā)生演化情況，生成專題圖，采用瓦片圖層ArcGISTiledMapServiceLayer方式發(fā)布地圖服務(wù)。

(6)統(tǒng)計(jì)分析。對(duì)研究區(qū)棉花種植面積、各種病蟲害(棉蚜、棉葉螨、棉鈴蟲、枯黃萎病)發(fā)生面積進(jìn)行快速計(jì)算和統(tǒng)計(jì)，同時(shí)提供研究區(qū)整體或某一區(qū)域發(fā)生狀況。

(7)打印輸出。實(shí)現(xiàn)地圖打印輸出，包括基礎(chǔ)地圖和病蟲害專題圖的打印輸出。

3.3 系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境與測(cè)試

系統(tǒng)利用Ajax架構(gòu)進(jìn)行開發(fā)，開發(fā)環(huán)境為MyEclipse+jdk，服務(wù)端選用ArcGIS Server 10.3 作為GIS服務(wù)器，Tomcat7為Web服務(wù)器。數(shù)據(jù)庫(kù)采用Oracle 11g+空間數(shù)據(jù)引擎ArcGIS SDE，基于Dojo開發(fā)組件與Web AppBuilder框架采用REST風(fēng)格進(jìn)行WebGIS應(yīng)用的設(shè)計(jì)與開發(fā)，增強(qiáng)系統(tǒng)平臺(tái)的可伸縮性，系統(tǒng)主界面如圖6所示。

圖6 系統(tǒng)主界面

以研究區(qū)棉蚜蟲害發(fā)生為例，利用移動(dòng)終端采集棉蚜蟲害信息(包括發(fā)生等級(jí)、空間位置、發(fā)生時(shí)間等屬性信息)通過數(shù)據(jù)庫(kù)聚合存儲(chǔ)，以圖層形式疊加至棉花條田圖層，然后利用空間分析方法將棉蚜蟲害不同發(fā)生程度以聚合點(diǎn)大小的形式表現(xiàn)，用戶可借助棉田病蟲害信息服務(wù)平臺(tái)及時(shí)監(jiān)測(cè)棉蚜蟲害發(fā)生嚴(yán)重的條田或區(qū)域，統(tǒng)計(jì)分析出條田對(duì)應(yīng)的棉蚜蟲害等級(jí)圖表。同時(shí)可創(chuàng)建緩沖區(qū)，通過熱點(diǎn)分析對(duì)蟲害可能發(fā)生或嚴(yán)重發(fā)生區(qū)域進(jìn)行預(yù)測(cè)。棉田病蟲害信息管理、共享、分析整個(gè)過程呈一體化，界面簡(jiǎn)潔易操作，響應(yīng)速度快且體驗(yàn)性強(qiáng)。

4 結(jié)論

本研究利用Web AppBuilder框架構(gòu)建集地圖管理、氣象及病蟲害信息發(fā)布、信息推送一體化的地理信息服務(wù)平臺(tái)，使獲取的數(shù)據(jù)得到統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)化管理，改變了團(tuán)場(chǎng)傳統(tǒng)的棉田病蟲害監(jiān)測(cè)工作模式，克服了植保技術(shù)人員人工監(jiān)測(cè)管理時(shí)實(shí)效性差、客觀性低等問題。同時(shí)，利用基于Javascript API、Dojo的Web AppBuilder即可獲得大量控件的支持，為系統(tǒng)提供各種地圖容器以及地圖的展示效果。此外，基于JSON的數(shù)據(jù)格式解決了空間數(shù)據(jù)傳輸與解析速率問題，基于REST的地圖服務(wù)使地圖資源得以簡(jiǎn)化統(tǒng)一，方便了系統(tǒng)病蟲害信息共享。相比傳統(tǒng)WebGIS及以往WebGIS RIAs，該平臺(tái)構(gòu)建更快捷，具有交互性好，響應(yīng)速度快，用戶界面豐富、體驗(yàn)性強(qiáng)等優(yōu)勢(shì)，為棉田病蟲害信息管理、共享、分析以及準(zhǔn)確、有效地進(jìn)行全過程監(jiān)測(cè)提供了技術(shù)支撐。

在此基礎(chǔ)上，如何結(jié)合一些公眾地圖數(shù)據(jù)完善棉田病蟲害信息服務(wù)系統(tǒng)平臺(tái)，探索更完備的病蟲害分析模型并集成于平臺(tái)之上，增強(qiáng)數(shù)據(jù)分析與預(yù)測(cè)能力從而提高病蟲害監(jiān)測(cè)的服務(wù)質(zhì)量是今后研究的重點(diǎn)。

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Construction of Information Services Platform for Diseases and Insect Pests in Cotton Field Based on Web AppBuilder

XU Jinxia1,2,3,ZHAO Qingzhan1,2,3*,ZHANG Qing4,JIN Quangcai1,2,3,ZHOU Wenjie1,2,3
(1.College of Information Science and Technology,Shihezi University,Shihezi 832000,China; 2.Geospatial Information Engineering Research Center,Xinjiang Production and Construction Corps,Shihezi 832000,China; 3.Geospatial Information Engineering Laboratory,Xinjiang Production and Construction Corps,Shihezi 832000,China; 4.Institute of Remote Sensing and Digital Earth,Chinese Academy of Sciences,Beijing 100094,China)

In order to obtain and share information of cotton field diseases and insect pests timely for agricultural technicians to take precaution,mobile devices were used to collect information of cotton diseases and insect pests.On the basis of data analysis,information services platform for diseases and insect pests based on Web AppBuilder was created by ArcGIS Server,ArcGIS Javascript API techniques etc.Users could design the performance of information service products of diseases and insect pests and produce the publish process of cotton diseases and insect pests.Meanwhile,the system realized the timely analysis,issuing and sharing in a large area of information.Preliminary studies indicate that the platform can be applied and expanded thanks to its interactivity,fast response,rich user interfaces and embodiment.It can provide information services and decision supports for the prevention of cotton diseases and insect pests.

cotton field diseases and insect pests; information sharing; service publishing; WebGIS; monitoring and forecasting

2015-12-17

國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(31260291，31460317)；新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)科技支疆專項(xiàng)(2014AB001)

許金霞(1992-)，女，新疆伊犁人，在讀碩士研究生，研究方向：遙感與地理信息系統(tǒng)。E-mail：xjxjine@163.com

*通訊作者：趙慶展(1972-)，男，河南南陽(yáng)人，副教授，主要從事空間信息系統(tǒng)集成與服務(wù)研究。 E-mail：zqz_inf@shzu.edu.cn

S435.62;S126

A

1004-3268(2016)08-0155-06