美国白蛾(Hyphantria cunea)是中国发生最严重的外来入侵有害生物之一,目前疫情已经在我国中东部大部分地区蔓延开来,对当地林区的森林生态资源和经济发展造成巨大的影响。本研究对美国白蛾的空间分布、迁移情况、发生面积、发生程度、发生代数进行了预测和分析,并设计和实现了美国白蛾预测预警系统,为制定合理的美国白蛾监控对策和重点监测区域提供理论依据和技术手段,本实验取得了以下研究成果:(1)ROC曲线分析表明,随机森林模型预测美国白蛾潜生境分布的平均AUC值是0.98。当前时期下美国白蛾潜在生境占中国国土面积的8.74%,其中东北地区南部、华北地区东南部、中南地区北部和华东地区北部等地均为美国白蛾主要适生区。在2050s时期RCP2.6气候情景下,美国白蛾适生区总面积占中国国土面积的14.38%,在RCP8.5气候情景下,美国白蛾适生区总面积占中国国土面积的19.06%。2050s时期美国白蛾潜在生境质心平均向北迁移101.33km,新增适生区有黑龙江省、吉林省、四川省、湖北省、山西省、河南省、内蒙古东部、台湾岛等地区。对美国白蛾潜在生境分布影响较大的环境因子依次是:海拔、植被覆盖率、最湿季均温、最暖季均温。(2)基于随机森林模型,对我国华北平原地区的美国白蛾发生程度进行了中短期的预测,该模型可以根据发生期前三个月的气象数据对未来一个月美国白蛾的发生程度进行预测,模型总体的训练精度为89.9%。此外,基于有效积温法则对全国美国白蛾的发生代数的进行预测,结果表明在我国美国白蛾发生代数数值范围在0-6.1代,绝大部分南方地区的气温条件可以使美国白蛾发生4代以上。(3)基于WebGIS技术,利用一系列开源组件对美国白蛾预测预警系统进行研建,系统实现了对美国白蛾的发生数据的查询、统计等功能,基于流式计算技术实现了实时获取并处理存储气象数据,构建了系统的模型库,根据预测模型对美国白蛾进行相关预测研究并展示出结果。