植保信息技术

保加利亚的Dimitrov A.根据日平均气温、相对 湿度和日照时数以及当前和前一段时间烟蓟马的群 体数量，建立了烟蓟马的发生量和发展趋势的预测 模型，可用来预测和确定烟蓟马和番茄斑萎病毒病 （TSWV）的最佳防治期。希腊与英国和意大利合 作进行了“利用生态协调技术治理烟草害虫和病毒 病研究”，内容之一是对烟草蚜虫种群进行长期监 测，发现当地无翅蚜的种群密度与有翅蚜的迁飞高 峰相吻合。河南农业大学对影响烟草花叶病（CMV） 的主要气象因子进行了研究，筛选出了10个气象因 子，依据这些气象因子可以对烟草CMV进行短期和 中长期测报。
信息采集技术
信息传递技术 信息技术 信息处理技术
信息控制技术
信息采集技术 是指利用计算机软件技术，针对定制的目标数据源， 实时进行信息采集、抽取、挖掘、处理，将非结构化的信息从大量的网页 中抽取出来保存到结构化的数据库 中，从而为各种信息服务系统提供数 据输入的整个过程。 信息传递技术 它的主要功能是实现信息快速、可靠、安全的转移。各种 通信技术都属于这个范畴。广播技术也是一种传递信息的技术。由于存储、 记录可以看成是从“现在”向“未来”或从“过去”向“现在”传递信息 的一种活动，因而也可将它看作是信息传递技术的一种。 信息处理技术 是指用计算机技术处理信息，计算机运行速度极高，能自 动处理大量的信息，并具有很高的精确度。 信息控制技术 根据输入的指令信息（决策信息）对外部事物的运动状态 和方式实施干预，是效应器官功能的扩张与延伸。
另外，网络信息方面更存在很大的 差距。通过Internet,可以将有关病虫害 识别和防治信息在几分钟内发布出去， 为用户提供病虫害信息。我国以往在植 保领域开发的植保软件基于单机居多， 近几年农业、林业、园林、蔬菜等领域 的病虫害网络数据库先后得到研究开发， 但在WWW站点发布的还不多。
实际上，随着计算机硬件和软件技 术的发展，信息技术在各个领域的应用 已经是非常普遍。影响数据库系统开发 的问题不在于软件开发工具是不是好掌 握，编程有多大的难度，而在于系统设 计是不是合理和新颖，更在于系统的数 据是不是难确、丰富和能够及时更新。
苹果专家系统
核桃专家系统
3、决策支持系统
决策支持系统：决策支持系统（DSS）就是从数据库中找出必要的 数据，并利用数学模型的功能，为用户生成所需信息的系统。为决策 者提供分析问题、建立模型、模拟决策过程和方案的环境，调用各种 信息资源和分析工具，帮助决策者提高决策水平和质量。 • 瑞士建立了基于WEB浏览器的决策支持系统：支持在线病害发生 发展的风险评价。用户需要提供作物播种日期和自动气象站逐时的天 气数据，系统根据内部的模型进行作物气候条件模拟，结合病害的潜 伏期特征，预测病害侵染日期。系统可以有文本、数字和图形等多种 输出形式。用实际的微气候条件和模拟的微气候条件比较，对模型进 行验证，精度达80%。 • 澳大利亚建立基于WEB浏览器的决策支持系统：用于草地蝗虫的 管理。系统不是简单的知识库，针对用户的具体问题，给出相应的答 案。并且辅以图片、历史案例等辅助决策。
地理信息系统能够建立空间数据库，实现对空 间数据的采集、查询检索、分析处理和决策支持等 作用。国外发达国家地理信息系统技术应用较早， 也比较完善，有很完整的病虫害空间数据库，有效 地用于病虫害空间分布和管理。80年代末，国外已 开始应用GIS和RS等技术对草地蝗虫的种群动态进 行监测，并对其大面积发生做出预测和报警的研究。 澳大利亚专家Bryceson用Landsat卫星的多光谱数 据鉴别新南威尔士省的蝗虫发生地。采用NDVI(植 被正态化差分指标)和最大似然分类等方法，发现三 月份的降水量会导致NDVI值的变化，而通过这种变 化可以预测蝗蝻滋生带的地点，建立了基于GIS的 草地蝗虫决策支持管理系统。
微波遥感——雷达遥感（植物害虫活动 行为的遥感监测）。应用雷达装置研究昆虫 活动的实例很多。美国学者用雷达对蝗虫、 飞蛾的夜间飞行进行了长期研究。观察到这 些昆虫在黄昏时成群起飞，记录了它们的升 空速度、分层情况，并剖析了它们的飞行方 向与地理方位及风向等的关系。英国应用 VLR昆虫雷达，结合诱捕设备监测风载昆虫 的迁移取得较好的效果。
二、信息技术的发展
• 世界信息技术的发展大致经历了三个阶段：第一 阶段是50～60年代的科学计算；第二阶段是70～80年代 的数据处理和知识处理；第三阶段是进入90年代以来，随 着计算机技术的飞速发展，也带动了人工智能技术、网络 技术和多媒体技术的迅速发展，使信息技术进入了一个新 的发展时期。数据库、系统模拟、人工智能、管理信息系 统、决策支持系统、计算机网络、多媒体技术以及包括建 立在航空航天技术基础上的“3S”（遥感、地理信息系统 和全球定位技术）在植保领域的应用日趋成熟，各种信息 技术的组合和集成，越来越受到人们的关注。在信息查询 检索、病虫害识别与诊断、病虫害动态分析和研究、病虫 害预测预报、病虫害防治和管理等领域已得到广泛应用。
在国内这方面的研究刚刚起步，技术还 不很成熟。这方面的研究工作也有报道。南 京师范大学在遥感与GIS支持下，进行了环青 海湖地区草地蝗虫测报方法与模型研究，以 环青海湖地区这一蝗灾高频发生的生态脆弱 区作为研究区，用遥感、GIS等现代技术手段， 对影响蝗虫发生的主要生境因子进行动态监 测，并建立多级模糊综合评判预测模型，实 现对草地蝗虫发生的预测。
信息技术在植保领域 的运用
目录
一、信息技术的定义 二、信息技术的发展 三、信息技术在植保领域的应用 四、我国植保信息技术的差距与展望 五、对加强植保信息技术研究的建议
一、信息技术的定义
信息技术
是研究信息的产生、采集、存储、变换、传递、处理 过程及广泛利用的新兴科技领域。半个世纪以来，信息技 术以其广泛的影响和巨大的生命力，成为当代世界发展最 为迅疾的科技领域。信息技术已广泛用于人类社会的各个 方面，也正向植保领域渗透，信息技术的突破性进展为植 保技术的的飞跃发展带来了契机。
5、遥感技术
应用遥感技术监测植物病虫害，主要通过以下3 条途径：1)应用遥感手段探测病虫害对植物生长 造成的影响，跟踪其发生演变状况。2)应用遥感 手段监测病虫害生境，即虫源或寄主基地的分布 及环境要素变化来推断病虫害爆发的可能性。3) 应用遥感技术直接研究害虫的活动行为。前两种 途径即探测植物生长和病虫害生境应用的是可见 光和红外遥感——航天、航空、地面遥感（被动 遥感）。第三种途径直接监测害虫活动行为应用 的是微波遥感——雷达遥感（主动遥感）。
风尘剂的使用观摩
黑光灯诱杀
2、专家系统
专家系统就是一个具有智能特点的计算机程序， 他的智能化主要表现在能够在特定的领域内模仿 人类专家思维来求解问题。专家系统必须包含领 域专家的大量知识，拥有类似人类专家思维的推 理能力，并能用这些知识来解决实际问题。主要 用于病虫害诊断。目前，我国也研制出了多个专 家系统，如由中国农大研制了蔬菜害虫多媒体辅 助鉴定专家系统（PestDiag）、植检害虫鉴定多 媒体专家系统（PQ-PickBugs）等，用于不同领 域害虫诊断。
遥感技术在植保领域主要用于病虫Fra Baidu bibliotek动 态监测。1）早期预报，即通过遥感图像提取 生境中与病虫害暴发有关的主要环境要素及 其变化，来推断病虫害最有可能发生的区域； 2）灾情监测和评估，即当病虫害已经在局部 区域造成危害时，从遥感图像上提取受害植 被相关信息，快速、准确地判断出灾情发生 状况(分布、面积和程度)，及时采取针对性的 点、片防治措施。
遥感过程示意
微型无人飞机
6、模型和模拟技术
• 模型和模拟技术：主要用于预测预报，在IPM 中，模型与模拟是认识复杂有害生物生态系统本 质及其动态发展规律、预测系统发展趋势、优化 系统管理的重要方法。 • 美国主要是应用GIS将不同年度、不同地域 间的信息包括气象、农作物品种抗性、有益有害 生物、生态变化等信息集合在一起分析处理，建 立模型对病虫害的发生做出预测。密歇根州立大 学的Stustrt Gage博士建立了当地一些病虫害发生 预测的IPM模型，并通过Internet，免费供农场主 查询。
4、地理信息系统
• 地理信息系统\[Geographic lnformation System\]简称GIS • 地理信息系统是一个用于输入、存储、 检索、分析处理和表达地理空间数据的计 算机软件平台。地理信息系统(GIS)与计算 机技术有机结合起来，对作物生长过程中 出现的病虫害进行动态的预测和诊断，进 而达到综合治理的目的。主要用于病虫害 监测、管理和决策。
五、对加强植保信息技术研究的建议
• (1) 目前我国农业部、中国农业科学院等许多农业单位已 经对计算机网络(硬件)的建设给予了高度重视,投入了大量 人力物力。希望各级领导在信息(软件)的积累和开发上也 给予更多的重视和投入,以确保到时有足够多的车辆在 “信息高速公路”上奔驰。 • (2) 发展信息化建设,人才是关键,对于农业信息产业尤为重 要。各个单位必须采取适当措施稳定我们多年精心培养出 来的既具备植保专业知识、又掌握计算机信息处理技术的 跨学科专业人才,并着手培养一批后继人才。 • (3) 农业科技人员的信息技术知识的普及与提高,对于更好 地利用国内外的先进技术和文献,促进国际合作与交流,使 我国的科学研究尽快赶超世界先进水平具有重要意义。从 现在开始,应有计划的加强培训。
四、我国植保信息技术的差距与展望
• 国外一些发达国家信息技术起步早于中国， 在地理信息系统和卫星遥感等技术对草地蝗虫的 种群动态进行监测，并对其大面积发生做出预测 和报警的研究可追溯到80年代末。加拿大昆虫学 家Johnson等用GIS技术通过历史记录揭示了 Alberta省草地蝗虫发生与土壤类型、天气(主要是 降雨)之间的关系。澳大利亚的Lees发现决策树分 类法是使用遥感数据通过GIS制备植被地图的一 种好方法，他们已把这种方法制成软件推向市场。 相比之下，信息技术在我国植保领域的应用才刚 刚起步，尽管近几年发展很快，但研究的内容和 深度还很不足。
三、信息技术在植保领域的应用
1、数据库技术
数据库技术应用广泛，专家系统、决策支持 系统、地理信息系统都包含数据库技术。在植保 领域，也经常构建病虫害及农药数据库，实现信 息查询、检索和管理。
数据库的应用
在发达国家，有很多病虫害信息及防治方面的数据库， 数据库内容丰富。美国面向用户的杀虫剂数据库的建立， 用于指导用户选择和使用杀虫剂，以减少杀虫剂的负面影 响，减少残留、降低抗药性、保护环境。澳大利亚植物病 虫害数据库（APPD），采用分布式数据库技术，通过 internet连接分布在不同地方的多个不同的数据库，包含 17种植物的病虫害相关的数百万条记录，用户可以同时在 不同数据库中查询检索相关信息，系统能够对多源进行汇 总并以多种形式显示输出结果。我国近5年来，在植保领 域建立了很多相关的病虫害数据库，但多数只是一类病虫 或一个领域的害虫，如植检害虫信息系统、森林病虫害检 索系统等，上海市园林科学研究所开发的绿化植物有害生 物信息查询系统（VPPDIS），通过Internet方便用户在任 何地点的查询与管理，该系统还建立了植物、药剂等相关 数据库，为用户提供便捷的信息查询与浏览。
信息技术的应用应该从“植保信息技术以 技术为本”向“植保信息技术以信息为本” 转变。准确、丰富和能够及时更新的植保信 息是植保信息技术产品的优势所在，信息技 术的应用研究中应该把资金和精力更多地用 在在数据获取、采集、加工、制作，以及知 识整理和提炼等方面，这对于我国植保信息 化建设具有长远的实质性的意义。