植物保护论文计算机技术在植物保护中的应用研究进展.doc

计算机技术在植物保护中的应用研究进展 1计算机技术在植物保护中的初步应用 世界上第1台计算机(ENIAC)1946年诞生后，通过短短的五十多年，其应用已从单纯的数 值计算扩展到社会生活的各个领域。在植保研究中，计算机最初的应用是数值计算和数理统 计。60年代最初研制出的数理统计软件主要用BASIC语言编制，其数据包含在处理程序之 中。70年代，出现了程序和数据分离的统计软件，如NCSSSASSPSSBMDP等。 国外从60年代起开始研究系统理论在害虫治理中的应用间题，Odum在系统理论的基础上创立了系统生态学(System ecology) Watt moms首先应用系统分析方法(System analysis)研究昆虫种群问题闭。Huffaker在1972-1978年主持的有害生物协调管理计划，特别强调应用系统处理方法(勿stem approach )，并在有害生物防治新技术1书中，总结了应用系统处理方法，研究各种害虫及病害的成果3:。Clark等闭1967提出种群系统(Life system)的概念，在美国、加拿大、荷兰等国家，应用系统方法和电子计算机技术成功地研制了非洲棉铃虫、果树红叶蜡和其它1些害虫的最优控制模型，取得了巨大的经济效益和生态效益。美国1972-1973年的害虫综合治理计划，成功地引进了系统科学和模型方法，作为研究昆虫种群及其管理的基础，在害虫的预测、管理及控制的效果评枯等方面都取得了显著进展 0 80年代开始，我国学者也注意到这1研究领域的重要性，在昆虫种群增长模型、生命表、种群分布型、捕食者与猎物关系等领域作了大量有益的工作，并在果树、小麦、水稻、草场等作物的害虫综合防治中应用系统方法和计算机技术，取得了可喜的成绩。 2计算机新技术在植保中的应用 2.1数据库技术数据库(Database)技术的发展，为信息的存储、分类、查询、传递等提供了保 证。1993年，美国农业部全国农业图书馆建成了世界上最完整的农业数据库，存储了300万篇农业文献，该数据库由130多个国家的资料构成，包括农业各学科领域中的书籍、杂志、专题、著作、论文、专利、计算机软件、声像制品、技术报告等。国际植物检疫数据库(Smith I M) VIDEdB的植物病毒分类鉴定数据库(GibbsA et al)等1批最新的大容量的数据库管理软件在1996年12月的国际植保生物学信息技术会议上作了系统展示。 在国内，中国学术期刊电子杂志社于1998年推出了由90多张光盘组成的中国学术期刊(光盘版)专题文献数据库，农业方面5张光盘收录的1996年以来的16 603篇文献中，植保方面有3 393篇，刊物种类达293种。真菌标本管理系统u(昆虫标本数据库管理系统，常见杨树天牛分类管理系统(CPLTMS) ”7等1批数据库管理软件相继研制问世并投人使用，这些软件除具备可录人、修改、查询、统计、打印等1系列基本功能外，有些还具备了辅助鉴定和辅助决策的功能。 2.2多媒体技术多媒体(Multimedia)技术指人和计算机通过图形、图像、动画、声音、文字等 多种媒介以多种方式进行信息交换的技术，它具有集成性、控制性、交互性的特点。多媒体的主要技术有超文本(Hypertext )技术，光盘(CD-ROM)技术，数据压缩解压(Data compress&de-compression)技术，触摸屏(Touch screen)技术等。 在国外，多媒体技术应用到植物保护中的研究已经取得了显著成果，内容涉及植保的各个 方面。1996年12月在英国Canterbury市Kent大学举行的国际植保生物学信息技术大会上， scott博士在题为支持植物病理学的信息技术正迈着快得令人难以置信的变化步伐的报告中，用笔记本电脑演示了许多已经商品化或即将商品化的植保软件，说明在植物病理学领域利用信息技术研究已经提到议事日程。通过数据库、分类学信息系统、地理信息系统、多媒体的技术来管理和揭示有关植物病理学和植物保护的大量文献资料和研究数据说明，植物保护的决策问题已经扩展到了地理学的宏观尺度和分子生物学的微观尺度，应当通过植病流行学模拟和预测模型、植病诊断辅助系统、植病管理专家系统和风险分析等技术加以解决;植物病理学和植物保护工作者的教育、培训及公众宣传问题，也可以通过新型通讯媒体和网络、远程教学、国际交互网(Internet)、企业内部网(Internet) WWW、电子出版物等技术获得先进的解决方案。大会有33个专题讲座、计算机系统演示和操作练习。对部分相关的论文题目择录如下: 作物保护多媒体信息大全(Sweetmore A et al );1个用于微生物特征化的自动鉴定工具(Mc- Cardell A . J . And Rohrbeck J . C . );用于鳞翅目种类鉴定的颜色分析(Chesmore E . d . ) ;辅助真菌诊断的图像获取、分析、存档技术(Lane C. R.);计算机化的图文鉴定系统BIKEY:作为DIALD-BIS生物学百科全书光盘的1部分(hobanov A . et al );诊断和管理病虫害的多媒体工具(NortonG.);用信号处理技术和专家系统实现对昆虫声音的自动分析(Chesmore E . D . et aI) 。 我国多媒体技术在植保领域的研究也取得了丰硕的成果(s- (al。中国农业大学IPMLST实验室研制的北京蔬菜生产管理与植保辅助决策系统BJCABBAGIS和植检害虫图文信息与鉴定辅导系统卿llVFORMIS软件综合采用了管理信息系统、地理信息系统、多媒体、超媒体和人工智能等技术而受到好评。农业部植物检疫实验所从80年代初开始，进行有害生物的检疫重要性评价、研究，建立了与检疫有关的有害生物数据库系统，包括信息标准化技术的研究和代码体系的建立，在此基础上进行了有害生物风险分析(PRA)研究，研制出适合中国国情的PRA分析模型和定量分析方法，参与了PRA国际技术标准的制定。该所还完成了利用计算机视觉技术对矮腥黑穗病(TCK)冬抱子进行自动识别课题的研究19。西北高原生物研究所利用计算机声音分析软件对蝗虫的鸣声进行分析作为高原蝗虫分类的依据。 多媒体技术与通信(Communication)技术相结合，与数据库管理技术相结合，与人工智能、农业专家系统、知识库、推理机结合，可以开发出更好的智能决策支持系统。目前水稻主要病虫害、小麦主要病虫害、柑桔病毒病等的专家系统已经应用到农业生产中，并产生了巨大的经济效益。 2.3信息与信息网络技术美国总统克林顿首先提出了以信息高速公路(Infobahn)为标志的 NI1计划，各国也纷纷推出了自己的计划，并为此投人或计划投人大量的人力和资金。美国的校园网已将各所大学和研究机构进行联网，全美初步实现了资料共享和全美范围内的计算机辅助教学。美国的第1大公用数据网INTERNET如今已成为全球的计算机互联网，共有100多个国家，500()万以上的用户与之相连。依靠信息网络技术，农业信息资源共享、跨国界的病虫远程观测及信息数据的实时反馈、病虫害的预警和远程控制与防治已取得了可观的经济效益。 在国内，1系列“金字工程”的实施，促使计算机网络得到巨大发展。目前，已经投人使用的中国公用数据通讯网有中国公用分组交换数据网(CHINADDN )，中国公用数字数据网(CHI-NADDN)，综合业务数据网(PSTN)，金桥网。利用以上通讯网络开展的信息网络有中国公用计算机互联网(CHINANET)，中国教育科研计算机网(CERNET)，中国科技网(CSTNET)，中国经济信息网(CEINEI)，其他ISP公司(INTERNET代理商)。 植保领域的信息网络化已得到初步发展。为加快病虫信息的传递，实现系统内信息共享， 提高病虫预测预报的准确性和时效性，全国农业技术推广服务中心将计算机网络技术与测报 专业技术有机地结合，开发了“全国病虫测报信息计算机网络传输与管理系统(PEST7VET)。目前已与全国大部分省植保站和部分区域站开通，大大提高了病虫信息的传递速度和信息的利用率，初步实现了测报系统内的远程观测、远程信息反馈、遥距控制、虫灾预警及信息资源的共享。 3我国植保信息技术发展前景 我国植保信息技术(Infomation Technology)中，微机平台上的管理信息系统、地理信息系统、多媒体、超媒体和专家系统已接近国际先进水平。以网络为中心的计算机技术及植保数据库的容量、质量和应用水平，较国际组织和某些发达国家还存在1定差距。所以在我国信息科学技术迅速发展中，信息高速公路基础设施建设应不断完善，并将发展信息产业作为战略性计划加以实施。我国植保工作者正面临信息时代的挑战和机遇。