植保專家系統(tǒng)

1、各位領導、專家、同事們大家好！石家莊市農林科學研究院院立研究項目石家莊市農林科學研究院院立研究項目課題名稱：石家莊地區(qū)玉米小麥植保專課題名稱：石家莊地區(qū)玉米小麥植保專 家系統(tǒng)的研制及推廣家系統(tǒng)的研制及推廣申請部門：申請部門：玉米研究所起止年月：起止年月：2013年6月-2016年6月申報日期：申報日期：2013-3-20主要內容主要內容 內容摘要內容摘要 立項背景和意義立項背景和意義 國內外現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢國內外現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 現(xiàn)有工作基礎、特色現(xiàn)有工作基礎、特色 實施方案、創(chuàng)新點及技術關鍵實施方案、創(chuàng)新點及技術關鍵 預期效果預期效果 總體進度總體進度一、內容摘要一、內容摘要 本研究擬以石家莊地

2、區(qū)內的玉米小麥常見病蟲害為研究對象，依托石家莊市農林科學研究院現(xiàn)有網(wǎng)絡環(huán)境和硬件設施，建立適應石家莊地區(qū)的玉米小麥植保專家咨詢服務平臺。系統(tǒng)主要由五部分構成：系統(tǒng)主要由五部分構成： 1.病蟲害診斷子系統(tǒng)，此系統(tǒng)有兩種診斷方式供選擇，分別是圖片式診斷和檢索式診斷，兩者互為補充。 2.病蟲害預測、決策子系統(tǒng)，以專家經(jīng)驗為基礎、以病蟲害的發(fā)生規(guī)律和用戶提供的玉米生長環(huán)境為依據(jù)，此系統(tǒng)可進行病蟲害預警，并給出防治的建議。 3.病蟲害知識查詢子系統(tǒng)，病蟲害知識包括了典型癥狀圖片、中英文名稱、病原形態(tài)特征、為害癥狀、發(fā)生規(guī)律、發(fā)病條件、防治方法及常用藥劑等。 4.氣象服務子系統(tǒng)，方便用戶獲取天氣信息，向系

3、統(tǒng)提供準確數(shù)據(jù)。 5.BBS留言板，這個板塊的設置為用戶之間以及用戶與我院專家之間提供了一個相互交流的平臺。 此系統(tǒng)完全免費公開，通過積極有效的宣傳推廣，被廣大農民接受使用后必將產生良好的經(jīng)濟、社會和生態(tài)效益。 電腦農業(yè)專家系統(tǒng)是智能化農業(yè)信息技術與常規(guī)農業(yè)技術結合，從當?shù)貧夂?、土壤等自然條件出發(fā)，形成指導農科人員和農民群眾科學種植和養(yǎng)殖的農業(yè)技術。由于其具備農業(yè)技術科技含量高、推廣成本低、簡便易行等特點，深受廣大農科人員、基層干部和農民群眾的歡迎，被譽為“永不走的農業(yè)專家”、“脫貧致富的金鑰匙”。二、課題的立項背景和意義 二、課題的立項背景和意義 近年來，我國糧食增產速度呈下降趨勢，其中病蟲

4、害是導致糧食產出能力下降的主要原因之一。根據(jù)聯(lián)合國糧農組織的調查，如果不使用農藥防治病蟲害，全世界農作物總收成的一半將會被各種病、蟲害所吞噬；而農藥的使用，能挽回15%左右的損失。然而絕大多數(shù)農民對病蟲害的發(fā)生發(fā)展規(guī)律不了解，不能抓住病蟲害防治的關鍵時期，往往既造成農藥浪費、環(huán)境污染和經(jīng)濟負擔的加重，又達不到預期的效果。為提高病蟲害防治的準確性和科學性，克服專家與農戶一對一指導的局限性，植保專家系統(tǒng)應運而生。 石家莊地區(qū)玉米小麥常年種植面的達500多萬畝，為兩大主要糧食作物，由于玉米小麥新品種的不斷選育，栽培方式、氣候環(huán)境的改變，使得玉米小麥病蟲害不斷發(fā)生變化。玉米上的蟲害二點委夜蛾，小麥上的

5、病害赤霉病，都是近年來石家莊地區(qū)新發(fā)生發(fā)展的病蟲害。二、課題的立項背景和意義 石家莊遭外來植物入侵外形酷似小麥 雀麥 -禾本科惡性雜草，這種雜草從發(fā)現(xiàn)到形成具有傳播速度快、危害重、抗除草劑等特點。 所以建立并推廣針對石家莊地區(qū)的玉米小麥植保專家系統(tǒng)，可以使鑒別更準確，防治更迅速，減少防治成本和農藥使用量，降低對環(huán)境的污染，起到了良好的經(jīng)濟、社會和生態(tài)效益。圖片來自新浪網(wǎng)圖片來自新浪網(wǎng)三、國內外現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 國際上對農業(yè)專家系統(tǒng)的研究始于20世紀70年代末期，美國的伊利諾斯大學研制的大豆病蟲害診斷專家系統(tǒng)是世界上應用最早的專家系統(tǒng)，之后，英國、荷蘭、澳大利亞、加拿大等國家也根據(jù)不同的需要相繼開

6、發(fā)了一系列農業(yè)專家系統(tǒng)，并且研究開發(fā)的趨勢由單一領域向多元領域不斷發(fā)展，開發(fā)的方式也由國內獨立研究轉向國際合作開發(fā)，有些專家系統(tǒng)還成為商品進入市場。進入20世紀90年代以后，我國的農業(yè)專家系統(tǒng)得到了迅速發(fā)展，并且引起了有關部門的高度重視，國家自然科學基金委、科技部、農業(yè)部和許多省級部門都安排了相應的攻關課題，搭建了我國農業(yè)專家系統(tǒng)研究開發(fā)的戰(zhàn)略平臺，為農業(yè)專家系統(tǒng)的進一步開發(fā)起到了積極的催化作用。 學科交叉點往往就是科學新的生長點、新的科學前沿，最有可能產生重大的科學突破，使科學發(fā)生革命性的變化。植保專家系統(tǒng)的研發(fā)就是一門交叉科學，在興起的近40年中，它不僅展示著交叉科學的魅力，更給了農業(yè)人無

7、盡的希望與憧憬。 系統(tǒng)存在缺陷 實際的農業(yè)生產中的問題大多是四維特性，一方面由于抗藥性及環(huán)境條件等影響因素的變化使得病蟲害的種類在不斷地發(fā)生變化，即使是同一種病蟲害的發(fā)生危害特點也在不斷地變化，另一方面專家系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫不能及時更新，時效性差，與生產實際相脫節(jié)。 本研究擬對近年來石家莊地區(qū)的玉米小麥病蟲害進行系統(tǒng)的調查，建成的系統(tǒng)具有針對性強，實用性高、數(shù)據(jù)可更新等特點。申請部門現(xiàn)有工作基礎、特色 1.通過多年在27軍農場和趙縣試驗基地的科研活動，積累了大量石家莊地區(qū)作物病蟲害的資料，掌握了部分病蟲害發(fā)病規(guī)律。二點委夜蛾二點委夜蛾石家莊地區(qū)河南地區(qū)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫將收錄石家莊地區(qū)的二點委夜蛾特征數(shù)據(jù)

8、2.碩士期間參研了“基于GIS全國主要糧食作物病蟲害實時監(jiān)測預警系統(tǒng)的研制”，獲河北省科技進步一等獎。 3.以第一作者身份發(fā)表論文一篇。 植保專家系統(tǒng)的問題及展望。申請部門現(xiàn)有工作基礎、特色 課課題實施方案：課課題實施方案： 1.系統(tǒng)用戶的定位系統(tǒng)用戶的定位 2.系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫知識的調查系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫知識的調查 3.系統(tǒng)總體結構系統(tǒng)總體結構 4.創(chuàng)新點及技術關鍵：創(chuàng)新點及技術關鍵：1.系統(tǒng)用戶的定位系統(tǒng)用戶的定位 確定系統(tǒng)所面對的用戶，并根據(jù)當?shù)夭∠x害發(fā)生的實際情況和用戶的知識結構，全面地分析用戶的需求。2.系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫知識的調查系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫知識的調查2.1調查的途徑 通過查閱讀資料、請教有關專家、實地調

9、查等方法，歸納出病蟲害有關的知識。2.2調查的內容 玉米病害：玉米病害：大斑病、小斑病、褐斑病、粗縮病、黑粉病、絲黑穗病、銹病、炭疽病、矮花葉病、莖基腐病、紋枯病等。 玉米蟲害：玉米蟲害：玉米螟、玉米蚜、玉米莖葉蛾、二點委夜蛾、紅蜘蛛、地老虎、蟒槽、金針蟲、粘蟲、亞洲飛蝗等。 小麥病害：小麥病害：白粉病、赤霉病、條銹病、葉銹病、稈銹病、紋枯病、全蝕病、根腐病、葉枯病、腥黑穗病、散黑穗病、稈黑粉病、土傳花葉病、叢矮病、黃矮病等。 小麥蟲害：小麥蟲害：線蟲病、麥蚜、吸漿蟲、紅蜘蛛、棉鈴蟲、麥稈蠅、麥葉蜂、潛葉蠅等。對話知識工程師知識庫知識編輯器科技文獻領域專家2.3調查方法調查方法l要求： 病害調

10、查做定點系統(tǒng)調查，規(guī)定以縣為單位(石家莊17縣(市)，即辛集市、晉州市、藁城市、新樂市、鹿泉市、正定縣、深澤縣、無極縣、趙縣、欒城縣、高邑縣、元氏縣、贊皇縣、井陘縣、平山縣、靈壽縣、行唐縣。 )建立調查點，每個調查點至少設一個4平方米的觀測圃。這些觀測圃一旦設立即編號固定下來，以便于以后進行年度間的情況比較。在調查的過程中，病害以普遍率（發(fā)病的器官或植株數(shù)/調查的全部器官或植株數(shù)100%）、蟲害以為害率（發(fā)生蟲害的器官或植株數(shù)/調查的全部器官或植株數(shù)100%）為標準衡量發(fā)生的嚴重程度。并將普遍率與為害率進行了6級分級。l分級標準如下： 0級：普遍率/為害率為0； 1級：普遍率/為害率為1%20

11、%； 2級：普遍率/為害率為21%40%；3級：普遍率/為害率為41%60%； 4級：普遍率/為害率為61%80%； 5級：普遍率/為害率為81%100%。人 機 接 口解釋機構知識獲取機構知識庫推理機數(shù)據(jù)庫用戶領域專家知識工程師專家系統(tǒng)核心3.系統(tǒng)總體結構系統(tǒng)總體結構 系統(tǒng)總體構成系統(tǒng)總體構成 系統(tǒng)主要由五部分構成，病蟲害診斷子系統(tǒng)、預測決策子系統(tǒng)、病蟲害知識查詢子系統(tǒng)、氣象服務子系統(tǒng)和BBS留言板。首頁病蟲害預測預測條件預測結論預測依據(jù)病蟲害知識氣象服務留言版檢索式診斷圖片式診斷診斷結果病蟲害詳細信息病蟲害診斷4.創(chuàng)新點及技術關鍵：創(chuàng)新點及技術關鍵：創(chuàng)新點：創(chuàng)新點： 1. 本系統(tǒng)是目前唯一

12、針對石家莊地區(qū)的病蟲害防治系統(tǒng)。病蟲害的診斷、防治都會根據(jù)本地區(qū)的實際情況進行制定。 2. 在數(shù)據(jù)編碼和系統(tǒng)功能設計方面留有余地和功能接口，系統(tǒng)能實時監(jiān)測有害生物的空間結構變化和災害發(fā)生情況，不斷擴充和更新有害生物監(jiān)測數(shù)據(jù)，建立有害生物時空數(shù)據(jù)庫。 技術關鍵：技術關鍵： 對石家莊地區(qū)的17個縣（市）的玉米小麥病蟲害進行系統(tǒng)的、持續(xù)的調查。建立可靠的數(shù)據(jù)庫。 預期執(zhí)行效果 首先在單位網(wǎng)站運行本系統(tǒng)，惠及石家莊地區(qū)玉米小麥種植戶，擴大我單位的影響力。 具備一定影響力后，申請單獨域名，建立獨立的運行網(wǎng)站，并開發(fā)手機農業(yè)專家系統(tǒng)。 發(fā)表學報級論文3篇以上。 經(jīng)費概算 單位：萬元序號預算科目名稱金額1設備費2.52材料費0.53差旅費2.54會議費 0.55勞務費2.