淺論作物病蟲害綜合治理地理信息系統(tǒng)

摘要：在此項(xiàng)研究中，著重介紹了我國作物病蟲害綜合治理技術(shù)和農(nóng)業(yè)地理信息系統(tǒng)的具體實(shí)施過程。并系統(tǒng)的建立起十一種關(guān)于作物病蟲害以及短期預(yù)警的相關(guān)模型。并系統(tǒng)研究了作物病蟲害所產(chǎn)生的消長動態(tài)規(guī)律。同時(shí)也對我國作物病蟲害的動態(tài)預(yù)報(bào)、診斷以及綜合治理等方式展開了積極的工作。

關(guān)鍵詞：作物;病蟲害預(yù)測;地理信息系統(tǒng)

近年來，隨著我國“精細(xì)農(nóng)業(yè)”的進(jìn)一步開展，同時(shí)也受到了國內(nèi)各方面的廣泛關(guān)注，而且其生產(chǎn)技術(shù)系統(tǒng)也在逐步的發(fā)展與完善。為此，我們還專門針對作物病蟲害的綜合治理地理信息系統(tǒng)（CPPGIS）進(jìn)行了研究，而該信息系統(tǒng)可以把植保知識、農(nóng)業(yè)技術(shù)、GIS等現(xiàn)代信息技術(shù)有機(jī)融合在一起，而在作物生長的過程中，也對病蟲害的發(fā)展動態(tài)進(jìn)行了相應(yīng)的預(yù)測，從而在這基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了綜合治理的目的。

1.CPPGIS系統(tǒng)的建立

系統(tǒng)根據(jù)農(nóng)作物生態(tài)與流行學(xué)的基本原理，以農(nóng)業(yè)系統(tǒng)的觀點(diǎn)綜合分析研究了由我國作物、蔬菜等主要病蟲害及其發(fā)生消長動態(tài)等系統(tǒng)。信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要利用了二種階段的信息消長動態(tài)變化規(guī)律以及與環(huán)境間的定量、定性關(guān)系，以VB六點(diǎn)零為主要研究語言，建立了由數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、模型庫、知識庫以及人系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案，從而也劃分出了程序模塊層次和功能模塊層次。其中，GIS主要為信息空間、屬性信息庫，從而形成整體信息系統(tǒng)空間規(guī)劃與展示的主要工具，并運(yùn)用了數(shù)據(jù)交換機(jī)制來實(shí)現(xiàn)了信息系統(tǒng)各部門之間的信息資源共享。

1.1面向?qū)ο蟮闹R表示

因?yàn)椴±韺W(xué)的相關(guān)知識類型都比較的復(fù)雜，并且為了平衡不同知識的表述方法，CPPGIS在面向?qū)ο笾R時(shí)就進(jìn)行以表述的方式進(jìn)行。該方法的主要知識點(diǎn)和提取思路為：先界定認(rèn)知范疇中的主要對象（病蟲害名稱），接著再將具備同一屬性且一起使用過的主要對象綜合為一類，再層層進(jìn)行提取，一直到無共性為止，最后再建立起認(rèn)識模式。舉例來說，針對當(dāng)前的小麥病害中條銹病、稈銹病，這些均存在著共性的形態(tài)特性：明顯的孢子堆類型，由此，即可以提取出這種共性所屬的底層形態(tài)：明顯的孢子堆類型。

1.2病蟲害預(yù)測模型的建立

針對其時(shí)間跨度的長短特征，人們把對農(nóng)作物病蟲害防治所產(chǎn)生的危害程度作出了積極的預(yù)測，并把它分為了長期預(yù)測（一年或者一個生產(chǎn)季節(jié)）、中期預(yù)測（25-45 d）以及短期預(yù)測（15-25 d）等。同時(shí)，系統(tǒng)的模型庫中還包括了決策模式、以及對生產(chǎn)損失的預(yù)警模型等。系統(tǒng)還可以通過根據(jù)使用者所輸入的氣象資料，預(yù)測出的病蟲害情況的突發(fā)狀況，從而也為后面的用藥決定、生產(chǎn)損失以及社員資金核算等提供了比較客觀且科學(xué)的依據(jù)。

1.3推理控制策略

推理機(jī)是由我國農(nóng)業(yè)系統(tǒng)中通過模擬專家的推理方法與手段，將用戶所提供的條件與專業(yè)知識點(diǎn)等進(jìn)行了認(rèn)真比較，并加以分析，從而得出結(jié)果的模型，是我國農(nóng)產(chǎn)品專家制度的核心內(nèi)容。在農(nóng)業(yè)推理機(jī)利用病蟲害現(xiàn)狀監(jiān)測的知識基礎(chǔ)上，對當(dāng)前作物、果蔬等的病蟲害情況進(jìn)行監(jiān)測。而在這個體系中，又添加了更深層次而不準(zhǔn)確的農(nóng)業(yè)推論的工具。而所謂推理方法，是指針通過對某些在當(dāng)前農(nóng)產(chǎn)品專家機(jī)制中所不能確認(rèn)的概念和信息，從而利用分析前段時(shí)間的確定條件和農(nóng)業(yè)不明確的算法，得出了較為明確的結(jié)果。

2.CPPGIS的功能

2.1數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)

此模塊主要包括了全國植物數(shù)據(jù)資料庫、農(nóng)作物植保信息庫和我國農(nóng)業(yè)生物地理信息庫等，內(nèi)容進(jìn)行了加載、撤銷、修改等操作。CPPGIS管理系統(tǒng)中的基本數(shù)據(jù)管理，主要以氣象站資料，以及病蟲害情況等防治知識為基礎(chǔ)，從而提取了制約作物綜合治理的主要因子，并充分考慮用戶的使用等問題的簡單程度進(jìn)行了科學(xué)合理的排序，并總結(jié)為以下四類數(shù)據(jù)：

①生物學(xué)數(shù)據(jù)：包括種類的是生物學(xué)特征、病蟲害預(yù)防常識以及預(yù)測模型等主要內(nèi)容。

②空間數(shù)據(jù)：其中就收錄了各縣關(guān)于自然地理的基本行政區(qū)圖、地貌圖以及耕作地的基本電子地圖等。

③數(shù)據(jù)結(jié)果：主要包含歷史地震災(zāi)情以及相關(guān)的用戶信息等。

④氣象數(shù)值：主要就涉及到了氣象溫度、降水以及相對濕度等。

2.2診斷系統(tǒng)

關(guān)于診斷系統(tǒng)一般包括對主要作物的蟲害診斷以及病害監(jiān)測二個主要的組成部分。以農(nóng)業(yè)病害檢測的體系為例。因?yàn)橹参锊『Φ陌Y狀遠(yuǎn)遠(yuǎn)不如蟲害那么明顯，所以我們在CPPGIS系統(tǒng)中通常都是采取以文字作為提示，并采用以圖表進(jìn)行確認(rèn)的判斷方法。以確定當(dāng)前主要作物等病蟲害的類型，從而判斷其初始病種，這也是做好對病蟲害發(fā)生的預(yù)測工作，和在生長期內(nèi)及時(shí)做出重要判斷的主要基礎(chǔ)。

2.3預(yù)測系統(tǒng)

關(guān)于病蟲害預(yù)測是對我國農(nóng)業(yè)未來的發(fā)展趨勢進(jìn)行積極預(yù)測和評價(jià)，是做好農(nóng)業(yè)病蟲害管理工作的主要前提條件。經(jīng)過進(jìn)行合理的病情預(yù)測，并合理做好各項(xiàng)預(yù)防準(zhǔn)備工作，就能夠進(jìn)一步提高病蟲害管理技術(shù)和防治效果。預(yù)測的對象通常是在作物產(chǎn)量水平，如其中小麥蟲害診斷界面就是危害范圍最大或較大的作物病蟲害。包括：棉鈴蟲、小菜峨等。而主要作物則包含：小麥、玉米等;而主要果品則包含蘋果樹、梨木等;而主要蔬菜則包含白菜、黃瓜等。

2.4決策系統(tǒng)

決策的最主要目的是以生態(tài)化學(xué)防治方法為基礎(chǔ)，把有害生物數(shù)量限制在社會經(jīng)營條件所允許的范圍內(nèi)，這樣才能真正提升我國農(nóng)業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益、生態(tài)效益以及社會效益的實(shí)際目的。但由于在投資決策中所涉及到的社會決定因素眾多，所以在系統(tǒng)中選取了最主要的三個指標(biāo)：社會經(jīng)營收益、生態(tài)效益以及藥物的殘留。并且還可以按照個人對決策的偏好，給不同的指數(shù)進(jìn)行分配權(quán)值，而3個指數(shù)的權(quán)重比例分別是：百分之九十、百分之五-百分之一百一十五。這就表明了指標(biāo)越優(yōu)，相應(yīng)的數(shù)值也就會越大。

結(jié)束語

系統(tǒng)通過運(yùn)用人工智能技術(shù)和GIS的手段，對于作物病蟲害防治的形成、演變以及傳播的規(guī)律進(jìn)行了準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)分析與研究，同時(shí)也根據(jù)作物的主要病蟲害，進(jìn)行了動態(tài)預(yù)警、防控措施以及信息咨詢等主要功能，并把動態(tài)的天氣狀況、害蟲以及寄主植物的形態(tài)變化、地理分布情況等因素相互綜合起來，作出了正確的診斷預(yù)報(bào)并進(jìn)行決策，并且使用者能夠按照本地實(shí)際狀況調(diào)整、增加模塊，使軟件功能得到逐步擴(kuò)展。

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作者簡介：姓名：李廣寶，男，現(xiàn)職稱：助理農(nóng)藝師