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信息工程学院信息组织与利用课程论文
信息技术在新疆农业病虫害检测中的应用研究 摘要：针对病虫害测报工作中“数据采集→数据报送与管理→数据处理与预测预报→病虫害预报信息发布”的信息链，对其各环节相关的信息技术研究及应用情况进行了概括总结，并据此提出分不同阶段在病虫害测报部门推广信息技术应用的建议：先对现有技术进行组装配套，用于病虫害测报工作实践，在此基础上再进行相关技术的应用研究，丰富测报手段，提高测报准确率，加强信息技术的应用力度。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。
关键词：植保信息技术 病虫害 监测预警 病虫测报信息链 引言
病虫害监测预警是植物保护的基础性工作，自新中国成立以来，逐步建立、完善病虫害测报体系，形成了分布全国的病虫害测报网络。长期以来，各级病虫测报部门对当地病虫害的发生情况进行系统监测，积累了大量资料。这些监测资料作为重要的基础性数据，用于病虫害的预测预报和指导防治，对我国粮食安全生产发挥了重要的作用。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，因而存在工作人员工作量大、工作效率低、监测预警信息的时效性差等问题。国家在植保工程项目的实施过程中已为各地植保部门的一些基础性设施和硬件设备（包括计算机设备等）进行了很大的改善，但由于缺乏成熟、有效并适用于病虫测报部门的软、硬件设备，限制了这些硬件设备的使用效率，不能充分发挥应有的作用。
课题分析
从总体上来看，病虫害监测预警工作内容中存在一个“数据采集→数据报送与管理→数据处理与预测预报→病虫害预报信息发布”的信息链。其中的各环节与信息技术中数据获取、数据传输、数据处理和数据应用等技术相对应，可以说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。事实上，近年来对于利用信息技术解决病虫害测报工作中相关问题的研究也取得了很大的进展，部分病虫测报部门也开展了一些应用示范。但到目前为止，应用示范的范围较小，采用的技术也只是上述信息链中的某一个环节涉及的技术，尚无成熟的各环节技术配套的应用案例。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）冬季尚在发生危害的常见病虫害
虽然在冬季大部分花卉病虫进入越冬(或休眠)状态，但由于暖冬异常气候的影响，加上有些病虫害种类的适应性较强等原因，因此尚有部分病虫害种类在冬季继续活动，危害园林植物。在我市冬季尚能在园林植物上危害的病虫害种类主要有灰白蚕蛾、部分
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介壳虫、部分蚜虫、黑刺粉虱、榕母管蓟马、白蚁、天牛、煤烟病、桂花枯班病等。要及时根据其发生危害特点，对症下药，进行防治，控制其危害。
1、大部分的绿化植物上有介壳虫和煤烟病伴随发生危害。介壳虫发生较为普遍，种类较多，为害相当，在某些树种上，甚至虫体满布茎干、枝条和叶片，严重影响绿化植物的生长和树容树貌。煤烟病是泉州市中心市区园林植物上的最主要病害之一，发生非常普遍，主要为害植物的叶片、嫩枝，花器，发病部位形成煤烟状霉层，严重时在整片叶上覆盖成薄片，抑制了植物的光合作用，削弱植物的生长势，严重影响园林植物观赏效果。防治措施：用速扑杀、氧化乐果、敌敌畏、辛硫磷等杀虫剂混配疮炭煤烟净、炭疮溃烟灵、安纳园林植物清洗剂、甲基托布津等杀菌剂进行喷施。
2、黄心榕、垂枝榕、大叶榕、榕树等榕属植物上有灰白蚕蛾和榕母管蓟马大量发生危害。灰白蚕蛾的幼虫取食叶片和嫩梢，低龄幼虫咬食叶肉，大龄幼虫蚕食叶片，由于该幼虫具有拟态现象，不易被发现，极易造成大的危害。榕母管蓟马的若虫和成虫锉吸寄主的嫩叶和幼芽的汁液，造成大小不一的紫红褐色斑点，芽梢凋萎，叶片沿中脉向正面折叠，形成饺子状的虫瘿。防治措施：用吡虫啉、甲氰菊酯、溴氢菊酯等与辛硫磷等有机磷农药混配后喷施。
3、羊蹄甲、天竺桂、腊肠树等植物上有黑刺粉虱发生危害，黑刺粉虱群集刺吸植物叶（叶背）、果实和嫩枝的汁液，被害叶出现失绿黄白斑点，严重发生时斑点扩展成片，进而全叶苍白，造成落叶，枯梢。防治措施：喷施扑虱灵（灭虱净）、联苯菊酯等药剂。
3、柳、龙眼、海南蒲桃、榕树及台湾相思等林地树种上冬季受白蚁危害，柳树、意杨等受天牛危害均较为严重。白蚁常筑巢土中，取食植物的根、茎，并在树木上修筑泥被，啃食树皮，也能从伤口侵入木质部危害，植物受害后生长不良甚至整株枯死。天牛幼虫蛀食主干、枝条，作不规则的隧道，破坏树体养分和水分的运输，以致树势衰弱，重者整株死亡。防治措施：⑴在发生白蚁危害的圃地周围挖诱蚁穴（深度50㎝以上），投放白蚁喜食的饲料如新鲜松木、蔗茎、蔗皮、桉树皮等作诱饵，待白蚁大量诱集到诱杀点后，喷施具传染性的灭蚁灵，可达到大量杀死白蚁的目的。⑵对上树危害的白蚁用乐斯本1000倍液或溴氰菊酯500倍液喷洒在泥线或泥被上，以泥线或泥被充分湿润而泥土不落为宜，切勿先将泥线或泥被铲除后喷雾。⑶在发生天牛危害的植株枝干，先用镊子或嫁接刀将有新鲜虫粪排出的排粪孔清理干净，然后塞入56%磷化铝片剂（分成0.2-0.3克的小粒，每一蛀洞内塞入一小粒）或磷化锌毒签，并用粘泥堵死其它排粪孔；或用兽用注射器注射80％敌敌畏20倍液、50％杀螟松 50 倍液、50%的久效磷乳油2~5毫升，再用泥浆封闭洞口。
4、夹竹桃、红桑、海桐、白玉兰、碧桃、红叶李、石榴、扶桑、梅花、山茶等植物在冬季易遭受蚜虫危害。蚜虫成若虫群集在植物嫩叶、嫩芽上刺吸汁液，致使叶片变黄卷缩，其排泄物诱发煤烟病，影响生长和观赏。防治措施：喷施抗蚜威、灭蚜松、顺式氯氰菊酯等药剂。
5、桂花在冬季容易发生枯斑病。桂花枯斑病为害叶片，病斑黄褐色、灰褐色至灰白色，边缘黑褐色，形状为近圆形或不规则形，边缘与健康组织分界明显。发病严重时，病斑相互连接形成大枯斑，干枯面积达叶片的1／3至1／2，枯死部分变脆，叶片卷曲易裂脱落。防治措施：用敌力脱、多菌灵、苯来特喷雾，每 10天一次，连续2次至3次。
6、刺桐属植物病虫害防治：喷施好年冬、吡虫啉等农药。
（二）越冬病虫害防治 病虫在休眠期的越冬场所和早春初发期均较集中，虫龄一致，且是一年中最弱的时期，便于集中防治。植物进入休眠期，耐药力强，冬季修剪后的植物枝叶较少，通透性强，喷药容易均匀周到，既省药效果又好。因此，利用冬季、信息工程学院信息组织与利用课程论文
早春有利时机，对园林植物进行全面性的药剂防治，效果最佳。具体防治措施如下： ⑴在植物休眠后期，喷洒晶体石硫合剂150～250倍液，灭蚧机油乳剂30～50倍液。在机油乳剂中，加入有机磷农药1500～2000倍液，可明显提高病虫防治效果。⑵根部施用呋喃丹、铁灭克等药剂，对减少地下害虫、蛀干害虫以及刺吸性害虫越冬虫源和翌年的危害有良好效果。
系统功能设计
1.农业病虫害预测预报专家系统平台，以数据库形式来存放有关的专家知识，结合专家知识与案例进行推理，具有专家知识库的维护、用户数据输入、推理确认、病虫害预测预报结果显示、案例库管理（包括案例确认、补充信息及案例统计）及预测结果解释等功能。系统具有开放、自学习、易操作等特性。可广泛应用于农业、林业等病虫害预测预报专家系统的构建。这两类预测预报技术也有一些交叉的实际例证。如刘明辉等（2009）开发了基于WebGIS的具有浏览器/服务器（B/S，下称）3层网络架构的农业病虫害预测预报专家系统。
预报信息发布技术随着信息技术的发展，病虫害预报发布技术也已经发生了很大的变化，一些植保部门利用网络技术代替传统纸质文档进行预报发布。如采用网络技术结合WebGIS发布预报信息，具有直观、易理解等特点。但到目前为止，由于网络还不能覆盖广大的农村地区，使得基于网络的预报信息发布的用户范围极其有限。为解决这一问题，全国农业病虫害监控中心构建了病虫害电视预报视频素材管理系统，对主要病虫害的视频素材采集技术、预报节目制作加工技术和送播技术进行了系统的研究，构建了病虫害电视预报技术体系，在全国范围内进行推广，大大提高了病虫害预报信息发布的时效性与覆盖面。
2.关于病虫害测报部门信息技术应用的一些建议病虫测报信息链各环节的研究不是十分均衡。
其中以数据管理和电视预报技术较为成熟，应用也最多；数据传输利用网络和通信技术即可满足需求。相对而言，病虫害预测预报的研究较多，但实际应用较少；数据采集获取（特别是病虫害监测数据获取）技术研究较少，实际应用也较少。另外，大多数研究只涉及整个信息链中部分环节，且多数针对1种作物或1种病虫害，因此推广应用范围有较大的局限性。
从技术应用的区域范围来看，全国农业技术推广服务中心及一些经济较发达地区应用技术的种类较多，规模较大，但大多数地区还未涉及这些技术的应用。总体上病虫害测报体系中信息技术的应用水平还较低。
3.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。
二、关于病虫害测报部门信息技术应用的一些建议 病虫测报信息链各环节的研究不是十分均衡。其中以数据管理和电视预报技术较为成熟，应用也最多：数据传输利用网络和通信技术即可满足需求。相对而言。病虫害预测预报的研究较多，但实际应用较少；数据采集获取(特别是病虫害监测数据获取)技术研究较少，实际应用也较少。另外，大多数研究只涉及整个信息链中部分环节，且多数针对1种作物或1种病虫害，因
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此推广应用范围有较大的局限性。从技术应用的区域范围来看，全国农业技术推广服务中心及一些经济较发达地区应用技术的种类较多，规模较大，但大多数地区还未涉及这些技术的应用。总体上病虫害测报体系中信息技术的应用水平还较低。
目前，国家植保工程项目正进入第3期的准备阶段。如果能结合植保工程项目的开展，将病虫害测报信息链中的相关技术进行推广应用，将极大地提升病虫害测报部门的技术水平和工作效率。根据上述研究，推广应用可以分为几个阶段进行。首先是现有技术的组装配套应用，其次是在现有技术的基础上进行深入研究，进一步摸清病虫害发生为害规律，提高预测预报的准确率，更好地为我国粮食安全生产提供技术保障。
1、现有技术的组装配套
如前所述，目前信息技术在病虫害测报工作中的应用大多只涉及整个测报信息链中的部分环节，而且多数技术针对的也只是1种作物或1种病虫害，因此，需要根据测报信息链这条主线将各种技术进行改造，开发出更多普适性的技术。如将数据采集获取技术作为系统的主要数据源，结合数据传输技术，可为数据管理系统提供实时、可靠的病虫害及小气候监测数据，将基于WebGIS的具有B／S 3层网络架构的农业病虫害预测预报专家系统与数据管理系统及预报信息发布的相关功能进行集成，以数据管理系统中的病虫害及环境因子等数据作为专家系统预测的输入项，驱动专家系统的推理机，进行病虫害的预测预报，并通过预报信息发布系统发布测报信息，指导植保工作。所示为按照该思路将各环节技术组装配套的整体框架。在这个框架中还可以进一步丰富各环节的方法和手段，如模型预测技术、人工神经网络预测技术等。另外．还需要根据不同层次的病虫害测报部门自己工作的实际需要进行一些框架内容的修改、补充与完善，形成适合不同层次病虫害测报部门应用的技术体系。
2、各环节新技术的进一步研究 在现有技术的基础上。未来应进一步在以下几个方面进行深入研究，完善病虫害测报工作的技术体系。
（1）加强信息链薄弱环节的技术研究。如加强数据获取环节上技术的研发，提高数据获取的自动化程度。进一步降低测报人员的劳动强度，提高数据的准确率。
（2）对数据管理系统中积累的病虫害及小气候监测数据进行分析，利用数据挖掘技术等手段建立相关病虫害预测模型，将模型预测与专家系统预测结合起来，进一步提高病虫害预测的技术含量及预报准确率。
（3）进行遥感技术的应用研究。将遥感信息作为病虫害监测预警系统的信息源，并与GPS、GIS技术结合起来进行病虫害分布空间特征的分析，掌握病虫害发生为害的空间动态与时间动态。技术的进步是无止境的，随着信息技术的进一步发展，将有更多的实用性技术应用于病虫害测报工作，更好地为其服务。
结论
该研究充分利用WEBGIS技术,结合网络数据库及.NET技术,设计开发了基于WEBGIS的病虫害监测系统。系统基本实现了地图操作、信息查询、预警分析和趋势图的显示等功能,为实现对农产品的生产检测过程提供了有力的工具。WEBGIS具有用户平台独立、低成本和易操作等 特点,大大降低了技术难度和使用成本,所面向的用户既可以是普通的农户也可以是管理部门。在应用中,系统运行时是可靠的,适应性强,操作简单,在降低系统的建设的费用同时可提高对农产品生产的及时检测和做出方案实施。应当指出的是,该系统所涉及空间数据的分析和查询功能还有待进一步完善,难以大范围的应用,需要后期设计出新的知识模块去提高系统的利用率,以便更好地查询和分析病虫害的发病时间
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和发病原因。该系统主要实现的功能有:预警发布功能、信息查询功能、病虫害趋势图等功能。具体功能需求分析如下:(1)预警发布。提供三个专题图,可实现不同病虫害的分布情况。(2)信息查询。可查询不同地区不同病虫害相关信息。(3)病虫趋势图。实现病虫害的趋势分析的功能。系统的功能结构图如图1所示[4]。统的模块划分如图2 系统首页→ →预警发布 —→ 范围专题图→ 点密度专题图 →等级符号专题图→信息查询 — →水稻稻飞虱查询→水稻稻瘟病查询→水稻纹枯病查询 →水滔白叶枯病查询 → 小麦蚜虫查询 →小麦麦蜘蛛查询→小麦纹枯病查询→小麦白粉病查询 →病虫趋势图—→ 趋势预测 系统功能结构图模块划分图(1)预警发布模块。预警发布模块主要是在GIS服务器端操作图形,通过获取服务器上下文及服务器对象,从而来控制服务器的地图。范围专题图是按照设置的范围显示数据,这一范围用颜色和图案进行渲染,范围专题图能够通过点、线和区域来说明数值,在反应数值和地理区域的关系(如销售数字、家庭收入),或显示比率信息如人口密度(人口除以面积)时很有用。点密度专题图式在地图上用点来显示数据,每一点都代表一定数量,某区域点的总数与该区域值成比例。每个点代表一定数量的单元,该数乘以区域内总的点数,就等于该区域的数据值。等级符号专题图为表中每条记录显示一个符号,符号大小与数值成比例。等级符号专题图用特定数值来显示数据,对于阐明定量信息(如由高到低依次变化)很有用处。
致谢
经过了两周的努力完成了《信息技术在新疆农业病虫害检测中的应用研究》的论文。从开始接到论文题目到论文文章的完成，每走一步对我来说都是新的尝试与挑战。在这段时间里，我学到了很多知识也有很多感受，从一无所知，到查看相关的资料和书籍，让自己头脑中模糊的概念逐渐清晰，一步步完善作品起。我感受到做论文是要真真正正用心去做的一件事情，是真正的自己学习的过程和研究的过程，没有学习就不可能有研究的能力，没有自己的研究，就不会有所突破，那也就不叫论文了。希望这次的经历能让我在以后学习中激励我继续进步。
希望这次的经历能让我在以后学习中激励我继续进步。在设计病虫害监测系统中使用WEBGIS技术,可以使普通的农民通过浏览器方便、简单的操作实现查看各个植保站的农产品的生产情况,病虫害信息以及对空间数据的分析从而做出判断,解决问题。中国是一个农业大国,农业在中国的国民经济中起着举足轻重的作用,而农业中的粮食作物尤为重要,而中国又是一个病虫害发生比较严重的国家,所以研究病虫害的发生与农作物的关系是非常有必要的。如果能够掌握住病虫害发生的规律,了解它们频发的地带和发作时间,在适当的时候采取必要的预防措施,可以适当地减少病虫害的发生,从而减轻病虫害对农作物的侵害,减少损失,节约很多成本,减轻目前比较严重的粮食危机状况。
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