基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對(duì)小麥病蟲(chóng)害進(jìn)行監(jiān)測(cè)預(yù)警的研究進(jìn)展

摘要：在傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)管理中，小麥病蟲(chóng)害的診斷和防治主要依賴人工進(jìn)行不定期調(diào)查。該方法無(wú)法對(duì)小麥的生長(zhǎng)狀況實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控，會(huì)影響小麥的健康生長(zhǎng)和產(chǎn)量。通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以對(duì)小麥生長(zhǎng)和病蟲(chóng)害發(fā)生情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，有助于及時(shí)發(fā)現(xiàn)病蟲(chóng)害的初期跡象，為防控治療工作提供準(zhǔn)確的信息和時(shí)間窗口。對(duì)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在小麥病蟲(chóng)害監(jiān)測(cè)預(yù)警方面的應(yīng)用進(jìn)行深入研究，分析實(shí)際應(yīng)用效果和存在問(wèn)題，提出相應(yīng)的改進(jìn)措施和建議。

關(guān)鍵詞：小麥病蟲(chóng)害； 監(jiān)測(cè)預(yù)警； 物聯(lián)網(wǎng)

中圖分類號(hào)：S23 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-1161（2024）03-0037-03

隨著我國(guó)農(nóng)業(yè)科技的迅猛發(fā)展，小麥種植面積逐年擴(kuò)大。然而，小麥病蟲(chóng)害問(wèn)題嚴(yán)重阻礙了小麥產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。傳統(tǒng)的病蟲(chóng)害防治方法主要依賴人工調(diào)查，效率低下，不能實(shí)現(xiàn)對(duì)病蟲(chóng)害的實(shí)時(shí)監(jiān)控，無(wú)法滿足現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)需求[1]。將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)相結(jié)合，可為小麥病蟲(chóng)害的監(jiān)測(cè)和預(yù)警提供全新的解決方案。該方法是在田間安裝傳感器和攝像頭，實(shí)時(shí)收集小麥生長(zhǎng)過(guò)程中的各種數(shù)據(jù)，包括溫濕度、光照強(qiáng)度及病蟲(chóng)害的發(fā)生情況等。通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)將測(cè)得的數(shù)據(jù)傳輸至中央監(jiān)控系統(tǒng)，經(jīng)過(guò)智能分析，可及時(shí)對(duì)病蟲(chóng)害進(jìn)行預(yù)警，指導(dǎo)農(nóng)民采取相應(yīng)的防治措施。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用不僅提高了小麥病蟲(chóng)害防治的效率和準(zhǔn)確性，還有助于減少農(nóng)藥的使用量，在保護(hù)生態(tài)環(huán)境的同時(shí)提升了小麥的產(chǎn)量和品質(zhì)。將物聯(lián)網(wǎng)與小麥種植技術(shù)相結(jié)合，可以更加科學(xué)地管理農(nóng)田，確保小麥健康生長(zhǎng)，有利于提高經(jīng)濟(jì)效益。

1 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在小麥病蟲(chóng)害監(jiān)測(cè)預(yù)警應(yīng)用中的重要性

近年來(lái)，以互聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用愈加廣泛。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用不僅提高了農(nóng)作物的產(chǎn)量和品質(zhì)，還推動(dòng)了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的智能化和自動(dòng)化。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在農(nóng)作物病蟲(chóng)害監(jiān)測(cè)方面的應(yīng)用具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。將傳感器和網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)農(nóng)田環(huán)境的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和數(shù)據(jù)采集；利用智能設(shè)備和應(yīng)用平臺(tái)，可以實(shí)現(xiàn)農(nóng)作物生長(zhǎng)過(guò)程的全程監(jiān)控和預(yù)測(cè)；對(duì)大量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和挖掘，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)病蟲(chóng)害發(fā)生的潛在風(fēng)險(xiǎn)，以便提前采取防治措施，有效避免病蟲(chóng)害的擴(kuò)散和蔓延；利用智能化圖像識(shí)別技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)農(nóng)作物病蟲(chóng)害的快速識(shí)別和診斷；將采集到的圖像與數(shù)據(jù)庫(kù)中的樣本進(jìn)行比對(duì)，可以準(zhǔn)確判斷病蟲(chóng)害的類型和發(fā)生程度，為農(nóng)民提供更加及時(shí)、準(zhǔn)確的病蟲(chóng)害防治建議[2]。

2 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在小麥病蟲(chóng)害監(jiān)測(cè)預(yù)警中的應(yīng)用現(xiàn)狀

隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展，其在小麥病蟲(chóng)害監(jiān)測(cè)預(yù)警中的應(yīng)用日益廣泛。通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)小麥生長(zhǎng)環(huán)境的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和對(duì)小麥病蟲(chóng)害發(fā)生趨勢(shì)的準(zhǔn)確預(yù)測(cè)。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在小麥病蟲(chóng)害監(jiān)測(cè)預(yù)警中的應(yīng)用主要包括傳感器監(jiān)測(cè)、圖像識(shí)別、預(yù)測(cè)模型和精準(zhǔn)施藥[3]。

2.1 傳感器監(jiān)測(cè)技術(shù)

在小麥種植領(lǐng)域，病蟲(chóng)害的監(jiān)測(cè)預(yù)警對(duì)于防止和控制病情的蔓延至關(guān)重要。傳統(tǒng)的監(jiān)測(cè)方式存在耗費(fèi)人力物力、監(jiān)測(cè)不及時(shí)、監(jiān)測(cè)不準(zhǔn)確等問(wèn)題。傳感器監(jiān)測(cè)技術(shù)利用傳感器對(duì)目標(biāo)進(jìn)行感知和測(cè)量，能夠?qū)δ繕?biāo)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和數(shù)據(jù)采集。小麥病蟲(chóng)害的發(fā)生通常與溫度存在密切關(guān)聯(lián)[4]，在農(nóng)田設(shè)置溫度傳感器可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)土壤和空氣的溫度變化，從而為預(yù)測(cè)病蟲(chóng)害的發(fā)生提供有力的數(shù)據(jù)支持。濕度是影響小麥病蟲(chóng)害發(fā)生的關(guān)鍵因素之一，安裝濕度傳感器可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)土壤和空氣的濕度變化，判斷田間環(huán)境是否容易滋生病蟲(chóng)害，有助于及時(shí)采取有效的防控措施。安裝生物量傳感器可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)小麥植株生物量，了解植株的健康狀況和生長(zhǎng)情況，通過(guò)數(shù)據(jù)分析可及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常情況并采取相應(yīng)措施，確保小麥的正常生長(zhǎng)。病蟲(chóng)害發(fā)生會(huì)引起田間氣體成分的變化，安裝氣體成分傳感器可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)田間氣體成分變化，從而為預(yù)測(cè)病蟲(chóng)害的發(fā)生提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支持。傳感器監(jiān)測(cè)不僅有助于提前發(fā)現(xiàn)病蟲(chóng)害，還能幫助農(nóng)民及時(shí)采取防治措施，保障小麥的產(chǎn)量和品質(zhì)。

在小麥病蟲(chóng)害監(jiān)測(cè)預(yù)警中應(yīng)用傳感器監(jiān)測(cè)技術(shù)，可以顯著提高監(jiān)測(cè)的精準(zhǔn)性和時(shí)效性，減少人力物力的投入，提高監(jiān)測(cè)效率。在農(nóng)田布置各類傳感器可以對(duì)溫度、濕度、光照、土壤含水量等進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和傳輸處理，從而為病蟲(chóng)害預(yù)警提供重要的數(shù)據(jù)支持。

2.2 圖像識(shí)別技術(shù)

隨著科技的持續(xù)發(fā)展，圖像識(shí)別技術(shù)已成為小麥病蟲(chóng)害預(yù)警監(jiān)測(cè)的關(guān)鍵手段之一。通過(guò)對(duì)小麥植株及病蟲(chóng)害特征的圖像進(jìn)行深入分析和精準(zhǔn)識(shí)別，可實(shí)現(xiàn)小麥病蟲(chóng)害的早期發(fā)現(xiàn)和預(yù)警，有利于有效減少病蟲(chóng)害對(duì)小麥產(chǎn)量造成的損失[5]。圖像采集是對(duì)小麥植株和病蟲(chóng)害的圖像進(jìn)行采集，再給后續(xù)的圖像識(shí)別提供數(shù)據(jù)支持。通常使用高分辨率的數(shù)碼相機(jī)或無(wú)人機(jī)等設(shè)備進(jìn)行拍攝，以確保圖像的清晰度達(dá)到要求。特征提取是對(duì)所采集的圖像進(jìn)行處理和分析，準(zhǔn)確抽取小麥植株及病蟲(chóng)害的特征信息，可為后續(xù)的識(shí)別與分類工作提供重要依據(jù)。通常采用各種圖像處理技術(shù)，如濾波、邊緣檢測(cè)及形態(tài)學(xué)處理等，以精準(zhǔn)地獲取所需特征。對(duì)所提取的特征進(jìn)行分類識(shí)別，可以準(zhǔn)確判斷小麥植株和病蟲(chóng)害的類型及程度，從而起到預(yù)警監(jiān)測(cè)作用。在進(jìn)行預(yù)警監(jiān)測(cè)時(shí)，應(yīng)保持嚴(yán)謹(jǐn)、穩(wěn)重、理性的態(tài)度，以確保監(jiān)測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。

在小麥病蟲(chóng)害監(jiān)測(cè)預(yù)警中應(yīng)用圖像識(shí)別技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)小麥病蟲(chóng)害的早期發(fā)現(xiàn)和預(yù)警，有利于有效降低病蟲(chóng)害造成的小麥產(chǎn)量損失，提高小麥的生產(chǎn)效率和品質(zhì)。

2.3 智能化預(yù)測(cè)模型

智能化預(yù)測(cè)模型已廣泛應(yīng)用于小麥病蟲(chóng)害的監(jiān)測(cè)預(yù)警中。利用智能化預(yù)測(cè)模型可以更準(zhǔn)確地監(jiān)測(cè)和預(yù)測(cè)小麥病蟲(chóng)害的發(fā)生，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供及時(shí)有效的指導(dǎo)。智能化預(yù)測(cè)模型基于大數(shù)據(jù)和人工智能技術(shù)，通過(guò)對(duì)歷史數(shù)據(jù)的學(xué)習(xí)和分析能夠自動(dòng)識(shí)別出病蟲(chóng)害發(fā)生的規(guī)律和趨勢(shì)，再根據(jù)這些規(guī)律和趨勢(shì)進(jìn)行預(yù)測(cè)[6]。該模型具有高效、準(zhǔn)確、自動(dòng)化的特點(diǎn)，可為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供更加精細(xì)化的管理。智能化預(yù)測(cè)模型的應(yīng)用可以提高監(jiān)測(cè)的準(zhǔn)確性，減少漏報(bào)和誤報(bào)的情況，提前預(yù)測(cè)病蟲(chóng)害的發(fā)生，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供充足的時(shí)間進(jìn)行預(yù)防和控制。智能化預(yù)測(cè)模型的應(yīng)用需要技術(shù)支持：首先，需要建立完善的歷史數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)，保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和完整性；其次，需要利用高效的計(jì)算平臺(tái)和算法模型來(lái)提高預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性和效率；最后，需要開(kāi)發(fā)簡(jiǎn)單易用的用戶界面，方便農(nóng)民使用。

在小麥病蟲(chóng)害監(jiān)測(cè)預(yù)警應(yīng)用中智能化預(yù)測(cè)模型具有巨大潛力，可以為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供更精細(xì)化的管理，有利于提高生產(chǎn)效率。但是，智能化預(yù)測(cè)模型的應(yīng)用需要一定的技術(shù)支持和資金投入。

2.4 精準(zhǔn)施藥技術(shù)

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的引入為農(nóng)業(yè)精準(zhǔn)施藥帶來(lái)了革命性的變化。通過(guò)全球定位系統(tǒng)（GPS）和地理信息系統(tǒng)（GIS）等定位技術(shù)，可以精確識(shí)別農(nóng)田中病蟲(chóng)害發(fā)生的具體位置，以便對(duì)問(wèn)題區(qū)域進(jìn)行針對(duì)性施藥。智能控制技術(shù)的應(yīng)用可進(jìn)一步確保對(duì)農(nóng)藥噴灑量和噴灑范圍的精確控制，避免浪費(fèi)和對(duì)環(huán)境的污染。

在小麥病蟲(chóng)害監(jiān)測(cè)預(yù)警中，應(yīng)用精準(zhǔn)施藥技術(shù)可以提高防治效果，顯著減少農(nóng)藥使用量。通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)小麥的病蟲(chóng)害情況，及時(shí)調(diào)整農(nóng)藥噴灑用量和頻率[7]，有利于提高農(nóng)作物的產(chǎn)量和質(zhì)量，降低對(duì)環(huán)境的影響，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與環(huán)境保護(hù)的雙贏。

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的迅速發(fā)展推動(dòng)了農(nóng)業(yè)與物聯(lián)網(wǎng)的深度融合。這種融合不僅提高了農(nóng)作物的產(chǎn)量和質(zhì)量，而且減少了環(huán)境污染。隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷進(jìn)步和應(yīng)用范圍的不斷擴(kuò)大，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)將更加智能化、自動(dòng)化。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用將為農(nóng)業(yè)帶來(lái)更加廣闊的發(fā)展前景，為實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化和可持續(xù)發(fā)展做出重要貢獻(xiàn)。

3 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在小麥病蟲(chóng)害監(jiān)測(cè)預(yù)警應(yīng)用中的問(wèn)題

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在小麥病蟲(chóng)害監(jiān)測(cè)預(yù)警中發(fā)揮了重要作用，但在實(shí)際應(yīng)用中仍存在一些問(wèn)題：一是監(jiān)測(cè)設(shè)備的覆蓋范圍有限。目前在城市和發(fā)達(dá)地區(qū)基本覆蓋，而農(nóng)村和欠發(fā)達(dá)地區(qū)缺乏相應(yīng)的設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)支持，使得這些地區(qū)的病蟲(chóng)害得不到及時(shí)處理而造成較大的損失。二是監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性有待提高。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的核心是利用傳感器和數(shù)據(jù)分析工具進(jìn)行監(jiān)測(cè)和預(yù)測(cè)，但在實(shí)際應(yīng)用中存在數(shù)據(jù)失真、誤報(bào)和漏報(bào)等問(wèn)題，這主要是因?yàn)閭鞲衅骶炔桓?、?shù)據(jù)傳輸和處理過(guò)程中存在誤差及缺乏專業(yè)技術(shù)人員進(jìn)行維護(hù)和管理所致。三是監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)的智能化程度有待提高。目前系統(tǒng)還存在無(wú)法自動(dòng)識(shí)別病蟲(chóng)害的類型和程度、無(wú)法根據(jù)病蟲(chóng)害的特點(diǎn)制定相應(yīng)的防治方案等問(wèn)題，需要人工干預(yù)和判斷，導(dǎo)致時(shí)間和人力成本增加。四是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在小麥病蟲(chóng)害監(jiān)測(cè)預(yù)警中的普及和應(yīng)用還需要加強(qiáng)宣傳和培訓(xùn)。該技術(shù)涉及農(nóng)業(yè)、環(huán)境、信息等多個(gè)領(lǐng)域，需要各方面的專業(yè)人才進(jìn)行協(xié)作和配合。不同地區(qū)的小麥品種存在差異，導(dǎo)致監(jiān)測(cè)預(yù)警方案需要根據(jù)具體情況進(jìn)行調(diào)整和完善。

為了更好地發(fā)揮物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在小麥病蟲(chóng)害監(jiān)測(cè)預(yù)警中的作用，未來(lái)需要進(jìn)一步擴(kuò)大監(jiān)測(cè)設(shè)備的覆蓋范圍，提高數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性，增強(qiáng)監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)的智能化程度。

4 結(jié)論

隨著現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的不斷進(jìn)步，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在小麥病蟲(chóng)害監(jiān)測(cè)預(yù)警領(lǐng)域的應(yīng)用日益深入，并取得了顯著成效，不僅提高了小麥病蟲(chóng)害的監(jiān)測(cè)和預(yù)警能力，而且為小麥的穩(wěn)產(chǎn)增收提供了有力支持。為了更好地滿足小麥穩(wěn)產(chǎn)增收的現(xiàn)實(shí)需求，必須進(jìn)一步加強(qiáng)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在小麥田間病蟲(chóng)害監(jiān)測(cè)中的深度應(yīng)用。通過(guò)優(yōu)化傳感器布局、提升數(shù)據(jù)分析能力、加強(qiáng)智能決策支持等措施，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將更加精準(zhǔn)、高效地服務(wù)于小麥病蟲(chóng)害的監(jiān)測(cè)預(yù)警工作。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用有助于提高小麥病蟲(chóng)害的防治效率，減少農(nóng)藥使用，保護(hù)生態(tài)環(huán)境，同時(shí)提高小麥的產(chǎn)量和品質(zhì)。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的深度應(yīng)用將為小麥病蟲(chóng)害監(jiān)測(cè)預(yù)警工作帶來(lái)革命性的變化，有利于充分發(fā)揮其在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的實(shí)踐效能。

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