植保信息技术.ppt

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1、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。,信息技术,信息采集技术,信息控制技术,信息处理技术,信息传递技术,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

2、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。,二

3、、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5060年代的科学计算；第二阶段是7080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

4、已得到广泛应用。,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

5、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。,黑光灯诱杀,风尘剂的使用观摩,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

6、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。,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

7、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。,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

8、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。,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

9、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。,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。,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

10、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）。,遥感技术在植保领域主要用于病虫害动态监测。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

11、防治措施。,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。,微型无人飞机,遥感过程示意,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、

12、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。,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

13、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。,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

14、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。,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。,信息技术的应用应该从“植保

15、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。,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。,