农业病虫害监测预警信息技术链研究与设想.docx

农业病虫害监测预警信息技术链研究与设想

第一篇：农业病虫害监测预警信息技术链研究与设想农业病虫害监测预警信息技术链研究与设想病虫害监测预警是农作物保护的基础性工作，长期以来，积累了大量病虫害的资料，这些监测资料用于病虫害的预测预报和防治指导，发挥了重要的作用。但是，在信息化迅速发展的今天，各级病虫测报部门基本上仍采用传统的工作模式，对信息技术手段应用较少，因而存在工作量大、工作效率低、监测预警信息的时效性差等问题。迅速发展的信息技术能够为病虫害监测预警工作提供完善的技术支持。但到目前为止，应用示范的范围较小，采用的技术也只是某一个单独的技术，尚无成熟的满足病虫害监测各环节技术配套的应用案例。本项目针对目前病虫害监测预警现状，提出了研究开发多传感器信息融合的病虫害监测及预警智能装置，通过自动采集装置采集图像、光谱、气体挥发物、温度等作物小气候信息，采用小波分析、主成分分析预处理数据，采用神经网络、支持向量机方法进行特征信息融合，采用D-S证据理论、贝叶斯网络方法进行决策层信息融合，实现病虫害的智能检测及预警。以此开发的智能监测装置，实现数据自动采集、预处理、存储、自动值守控制和无线、有线数据传输等，实现病虫害自动监测的全天候和无人值守。使用简单，运行可靠，维护费用低，适合于农村大田使用，具有广阔的推广价值。为此，笔者在总结病虫害监测预警工作相关信息技术研究的基础上，就病虫测报部门开展信息技术应用的总体技术框架进行了设计，对具体实施提出建议。一、病虫害监测预警各环节所涉及技术进展的研究病虫害监测预警信息链各环节中涉及到传感器技术、数据库技术、网络和通信技术、专家系统技术、人工神经网络技术、全球定位技术(GPS，下称)、地理信息系统技术(GIS，下称)等。这些技术单独或部分集成应用的研究在国内、外均有报道。我国对其应用、研究如下。1、数据采集获取技术传统的病虫害监测主要是根据农业部发布的病虫害监测调查规范进行调查．通过人工调查、人工记录，以档案形式保存数据．一些数据还需通过计算得到。在一些具备数据库系统的部门，数据需要人工输入计算机，并保存到数据库中；从数据的调查到记录、计算、再到录入计算机，环节较多，监测人员的工作量大，容易造成人为错误，数据应用的时效性差。对于一些个体较小的昆虫(如麦蚜等)来说，由于虫体较小，长时间的人为眼睛观察不仅劳动量很大，效率极低，而且计数存在很大误差，各个调查者之间的调查结果可比性差。针对这些问题。一些相应的监测技术已见报道。如微小昆虫自动计数技术、昆虫诱捕自动记录装置和PDA+GPS数据采集记录技术。微小昆虫自动计数技术，主要是利用计算机图像处理技术解决田间麦蚜、温室蚜虫、白粉虱等微小昆虫调查困难，数据难于获取等问题。只需通过适当方式获取害虫图片进行自动计数即可完成数据调查工作。昆虫诱捕自动记录装置是利用性诱剂对昆虫的引诱作用，对通过扫描光栅的昆虫数量进行计数，实现了小菜蛾、桃小食心虫等昆虫的自动监测。PDA+GPS数据采集记录技术主要用于常规病虫害的人工调查，记录数据的同时记录GPS定位信息，为GIS提供定位数据。上述技术可减少调查、记录数据的中间环节，避免数据录入电脑过程中的人为错误。根据调查的原始数据实时计算出一些必需的数据参量，减轻工作人员的工作量，并通过数据的实时传输提高数据的时效性。病虫害测报不仅需要病虫害发生动态的监测数据．还需要相应的环境因子数据。传统的环境因子数据主要来源于气象部门，而与病虫害发生动态密切相关的环境冈子主要是田间小气候数据。田问小气候数据监测技术已相对成熟，主要是利用传感器技术和GPRS(通用分组无线服务)网络通信技术自动获取病虫害监测站点的实时小气候数据，并将其上传到数据库中备用。2、数据传输与数据管理技术传统的数据传输主要是利用模式电报、报表等方式实现数据上报，存在工作量大、时效性差等问题。现代信息技术为数据的实时上报提供了技术支撑。利用Internet和GPRS网络通信技术进行病虫害监测数据的实时上报，提高数据传输的效率。如PDA+GPS数据采集记录技术获取的数据可保存成XML数据文件，通过GPRS或Intemet提供给数据管理系统。近年来全国农业技术推广服务中心的测报部门建立了中国农作物有害生物监控信息系统和北京市农作物重大病虫害远程预警信息系统，也都提供了田间病虫害监测数据卜传的用户接口。数据管理主要是利用数据库技术对病虫害监测数据进行管理，通过后台管理界面可以对数据库中的数据进行添加、删除、修改，以及原始数据的归纳计算，地区、气象、小气候区域统计数据管理等操作，实现数据的维护功能。中国农作物有害生物监控信息系统和北京市农作物重大病虫害远程预警信息系统嘲都具备较为完善的数据管理机制。其他一些关于病虫害测报方面的研究也大都涉及数据管理技术。3、预测预报技术病虫