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摘 要:病虫害专家系统能够对病虫害实现实时远程诊断、专家决策以及预测预报.随着计算机技术的发展,我国病虫害专家系统发展很快,自动诊断技术也在不断发展,但病虫害数据共享和数字化预警系统等的建设有待加强,需要政府的进一步支持.
关 键 词:病虫害;专家系统;自动诊断;预警系统
中图分类号:S431文献标识号:A文章编号:1001-4942(2013)09-0138-06
病虫害专家系统,即植物保护专家系统,是根据农作物病虫害的发病特征和发生规律,为用户提供有关作物病虫害的远程诊断、专家决策以及预测预报的一种农业专家系统.
病虫害专家系统包含数据量巨大的病虫害数据库,加上声图文并茂的界面,可以使农民对各种作物、蔬菜和果树的所有可能发生的病虫害系统深入了解,对其产生全面认识.而系统中的图像诊断系统能够整合大量高层次病虫害研究专家多年从事病虫害研究和实践积累的经验和知识,帮助农民对发生的病虫害进行实时诊断,及时采取防治措施.在遭遇比较复杂的病虫害时,可以通过远程专家群与专家进行实时沟通诊断,及时有效地防治病虫害,防止在防治过程中走弯路,减少损失.
病虫害专家系统还可根据输入的原始资料自动选择模拟和计算方法,快速得出预测预报模型,进行相关的病虫害预警,让农民对可能发生的病虫害进行预防.通过病虫害专家系统,农户在进行农作物种植的过程中,足不出户就可以得到农业专家们的指导.
1国外病虫害专家系统的研究进展
国际上农业病虫害专家系统的研究是在20世纪70年代末期开始的,以美国最早.世界上第一个病虫害专家系统就是由美国伊利诺斯大学(IllinoisUniversity)的植物病理学家和计算机专家共同开发的大豆病害诊断专家系统(PLANT/ES).到了80年代中期,随着专家系统技术的成熟完善,病虫害专家系统在国际上得到了迅速发展.1982年伊利诺斯大学开发出玉米螟虫虫害预测专家系统(PLANT/cd),1985年日本千叶大学开发了番茄病害诊断系统(MICCS)[2].90年代以来,病虫害系统研究进入智能化农业专家系统阶段,各种智能技术的集成,提高了专家系统决策的精确性、智能性和实用性.美国、德国、法国、澳大利亚和日本等国的发展处于领先地位.1993年Williams等研制出棉花害虫管理专家系统(rbWHIMS),Trvis等研制出用于苹果病害综合管理的PSAOC,1993年Gonzalez-Andujar等开发的蚜虫识别专家系统CAES,及Vencill等于1995年报道的马铃薯害虫专家系统PIES,都取得了极大的成功.德国在1998年研制的病虫害预测预报计算机决策系统在德国北部被广泛应用于农民的生产实践,用来预测小麦等作物病害[4,5].刘万才等[6]认为,到2010年美国农作物病虫害数字化监测预警网络体系已比较健全,从联邦政府到州政府均建有功能齐全的网络系统.主要包括病虫害诊断预警与综合治理网络、远程互动视频系统和信息制作与发布系统,功能涵盖了病虫害发生信息交流、分析处理、监测预警和情报发布等方面.同时美国以政府为主体构建了庞大、完善、规范的农村信息服务体系,如美国国家农业数据库(AGRICOLA)、国家海洋与大气管理局数据库(NOAA)、地质调查局数据库(USGS)等规模化、影响大的涉农信息数据中心(库),对农业发展产生了很好的推动作用.德国政府注重模拟模型技术、计算机决策系统技术、精确农业技术等关键技术的研发和集成,并形成了自身优势.其计算机辅助决策系统为农民提供咨询服务,如小麦品种选择模型(GENIS)可从提供小麦抗病虫害的能力等方面的评估情况,帮助农民选择适宜种植的小麦品种;麦类病害流行预测和损失预测模拟模型,能对单一病害和多种病害综合发生做出预测.
2国内病虫害专家系统的研究进展
我国从20世纪80年代开始研究病虫害专家系统,并取得一定的成果.我国第一个病虫害诊断方面的专家系统是1981年曾士迈等组建的条绣病春季流行模拟模型(TXLX).南京农业大学和安徽省农业科学院开发出了水稻病虫害专家系统.90年代,我国专家系统的研究也取得了较快发展,如中国农业科学院植物保护研究所研制的粘虫异地测报专家系统、胡全胜等的稻纵卷叶螟管理专家系统,1993年采用C语言编制,运用神经网络系统技术研制的作物病虫害诊断专家系统PIDS.到2004年为止,出现了许多专业病虫害专家系统,如梨病虫害诊断及防治专家系统,亚热带果树病虫害动态咨询网站的构建等[5].
最近几年,随着计算机技术的发展,农业技术与计算机技术的结合更加深入,特别是数据库管理系统、人机交互技术和人工智能系统等的不断发展,越来越多的病虫害专家系统特别是病虫害诊断防治系统已经开发出来.
2.1病虫害专家系统