計(jì)算機(jī)技術(shù)在植物保護(hù)中的應(yīng)用研究進(jìn)展
計(jì)算機(jī)技術(shù)在植物保護(hù)中的應(yīng)用研究進(jìn)展
李寧 邱丹
(青海大學(xué)農(nóng)牧學(xué)院農(nóng)學(xué)系西寧810016)(青海師范大學(xué)生物系西寧810008)
摘要 文中就數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)、海量存儲(chǔ)技術(shù)、多媒體技術(shù)、信息及信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等計(jì)算
機(jī)新技術(shù)在植物保護(hù)領(lǐng)域的應(yīng)用和進(jìn)展進(jìn)行了闡述。
關(guān)鍵詞 計(jì)算機(jī)技術(shù) 植物保護(hù) 應(yīng)用研究
1計(jì)算機(jī)技術(shù)在植物保護(hù)中的初步應(yīng)用
世界上第一臺(tái)計(jì)算機(jī)(ENIAC)1946年誕生后，通過短短的五十多年，其應(yīng)用已從單純的數(shù)
值計(jì)算擴(kuò)展到社會(huì)生活的各個(gè)領(lǐng)域。在植保研究中，計(jì)算機(jī)最初的應(yīng)用是數(shù)值計(jì)算和數(shù)理統(tǒng)
計(jì)。60年代最初研制出的數(shù)理統(tǒng)計(jì)軟件主要用BASIC語(yǔ)言編制，其數(shù)據(jù)包含在處理程序之
中。70年代，出現(xiàn)了程序和數(shù)據(jù)分離的統(tǒng)計(jì)軟件，如NCSS,SAS,SPSS,BMDP等。
國(guó)外從60年代起開始研究系統(tǒng)理論在害蟲治理中的應(yīng)用間題，Odum在系統(tǒng)理論的基礎(chǔ)上創(chuàng)立了系統(tǒng)生態(tài)學(xué)(System ecology) , Watt, moms首先應(yīng)用系統(tǒng)分析方法(System analysis)研究昆蟲種群?jiǎn)栴}閉。Huffaker在1972-1978年主持的有害生物協(xié)調(diào)管理計(jì)劃，特別強(qiáng)調(diào)應(yīng)用系統(tǒng)處理方法(勿stem approach )，并在《有害生物防治新技術(shù)》一書中，總結(jié)了應(yīng)用系統(tǒng)處理方法，研究各種害蟲及病害的成果[3:。Clark等閉1967提出種群系統(tǒng)(Life system)的概念，在美國(guó)、加拿大、荷蘭等國(guó)家，應(yīng)用系統(tǒng)方法和電子計(jì)算機(jī)技術(shù)成功地研制了非洲棉鈴蟲、果樹紅葉蠟和其它一些害蟲的最優(yōu)控制模型，取得了巨大的經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益。美國(guó)1972-1973年的害蟲綜合治理計(jì)劃，成功地引進(jìn)了系統(tǒng)科學(xué)和模型方法，作為研究昆蟲種群及其管理的基礎(chǔ)，在害蟲的預(yù)測(cè)、管理及控制的效果評(píng)枯等方面都取得了顯著進(jìn)展[}'} 0 80年代開始，我國(guó)學(xué)者也注意到這一研究領(lǐng)域的重要性，在昆蟲種群增長(zhǎng)模型、生命表、種群分布型、捕食者與獵物關(guān)系等領(lǐng)域作了大量有益的工作，并在果樹、小麥、水稻、草場(chǎng)等作物的害蟲綜合防治中應(yīng)用系統(tǒng)方法和計(jì)算機(jī)技術(shù)，取得了可喜的成績(jī)。
2計(jì)算機(jī)新技術(shù)在植保中的應(yīng)用
2.1數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)(Database)技術(shù)的發(fā)展，為信息的存儲(chǔ)、分類、查詢、傳遞等提供了保
證。1993年，美國(guó)農(nóng)業(yè)部全國(guó)農(nóng)業(yè)圖書館建成了世界上最完整的農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)，存儲(chǔ)了300萬(wàn)篇農(nóng)業(yè)文獻(xiàn)，該數(shù)據(jù)庫(kù)由130多個(gè)國(guó)家的資料構(gòu)成，包括農(nóng)業(yè)各學(xué)科領(lǐng)域中的書籍、雜志、專題、著作、論文、專利、計(jì)算機(jī)軟件、聲像制品、技術(shù)報(bào)告等。國(guó)際植物檢疫數(shù)據(jù)庫(kù)(Smith, I, M) ,VIDEdB的植物病毒分類鑒定數(shù)據(jù)庫(kù)(GibbsA , et al)等一批最新的大容量的數(shù)據(jù)庫(kù)管理軟件在1996年12月的國(guó)際植保生物學(xué)信息技術(shù)會(huì)議上作了系統(tǒng)展示。
在國(guó)內(nèi)，中國(guó)學(xué)術(shù)期刊電子雜志社于1998年推出了由90多張光盤組成的《中國(guó)學(xué)術(shù)期刊(光盤版)專題文獻(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)》，農(nóng)業(yè)方面5張光盤收錄的1996年以來的16 603篇文獻(xiàn)中，植保方面有3 393篇，刊物種類達(dá)293種。真菌標(biāo)本管理系統(tǒng)[u(昆蟲標(biāo)本數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)，常見楊樹天牛分類管理系統(tǒng)(CPLTMS) }"7等一批數(shù)據(jù)庫(kù)管理軟件相繼研制問世并投人使用，這些軟件除具備可錄人、修改、查詢、統(tǒng)計(jì)、打印等一系列基本功能外，有些還具備了輔助鑒定和輔助決策的功能。
2.2多媒體技術(shù)多媒體(Multimedia)技術(shù)指人和計(jì)算機(jī)通過圖形、圖像、動(dòng)畫、聲音、文字等
多種媒介以多種方式進(jìn)行信息交換的技術(shù)，它具有集成性、控制性、交互性的特點(diǎn)。多媒體的主要技術(shù)有超文本(Hypertext )技術(shù)，光盤(CD-ROM)技術(shù)，數(shù)據(jù)壓縮解壓(Data compress&de-compression)技術(shù)，觸摸屏(Touch screen)技術(shù)等。
在國(guó)外，多媒體技術(shù)應(yīng)用到植物保護(hù)中的研究已經(jīng)取得了顯著成果，內(nèi)容涉及植保的各個(gè)
方面。1996年12月在英國(guó)Canterbury市Kent大學(xué)舉行的國(guó)際植保生物學(xué)信息技術(shù)大會(huì)上，
scott博士在題為《支持植物病理學(xué)的信息技術(shù)正邁著快得令人難以置信的變化步伐》的報(bào)告中，用筆記本電腦演示了許多已經(jīng)商品化或即將商品化的植保軟件，說明在植物病理學(xué)領(lǐng)域利用信息技術(shù)研究已經(jīng)提到議事日程。通過數(shù)據(jù)庫(kù)、分類學(xué)信息系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)、多媒體的技術(shù)來管理和揭示有關(guān)植物病理學(xué)和植物保護(hù)的大量文獻(xiàn)資料和研究數(shù)據(jù)說明，植物保護(hù)的決策問題已經(jīng)擴(kuò)展到了地理學(xué)的宏觀尺度和分子生物學(xué)的微觀尺度，應(yīng)當(dāng)通過植病流行學(xué)模擬和預(yù)測(cè)模型、植病診斷輔助系統(tǒng)、植病管理專家系統(tǒng)和風(fēng)險(xiǎn)分析等技術(shù)加以解決;植物病理學(xué)和植物保護(hù)工作者的教育、培訓(xùn)及公眾宣傳問題，也可以通過新型通訊媒體和網(wǎng)絡(luò)、遠(yuǎn)程教學(xué)、國(guó)際交互網(wǎng)(Internet)、企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)(Internet) , WWW、電子出版物等技術(shù)獲得先進(jìn)的解決方案。大會(huì)有33個(gè)專題講座、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)演示和操作練習(xí)。對(duì)部分相關(guān)的論文題目擇錄如下:
作物保護(hù)多媒體信息大全(Sweetmore A , et al );一個(gè)用于微生物特征化的自動(dòng)鑒定工具(Mc-
Cardell A . J . And Rohrbeck J . C . );用于鱗翅目種類鑒定的顏色分析(Chesmore E . d . ) ;輔助真菌診斷的圖像獲取、分析、存檔技術(shù)(Lane C. R.);計(jì)算機(jī)化的圖文鑒定系統(tǒng)BIKEY:作為DIALD-BIS生物學(xué)百科全書光盤的一部分(hobanov A . et al );診斷和管理病蟲害的多媒體工具(NortonG.);用信號(hào)處理技術(shù)和專家系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)昆蟲聲音的自動(dòng)分析(Chesmore E . D . et aI) 。
我國(guó)多媒體技術(shù)在植保領(lǐng)域的研究也取得了豐碩的成果〔(s- (al。中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)IPMLST實(shí)驗(yàn)室研制的《北京蔬菜生產(chǎn)管理與植保輔助決策系統(tǒng)BJCABBAGIS》和《植檢害蟲圖文信息與鑒定輔導(dǎo)系統(tǒng)卿llVFORMIS》軟件綜合采用了管理信息系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)、多媒體、超媒體和人工智能等技術(shù)而受到好評(píng)。農(nóng)業(yè)部植物檢疫實(shí)驗(yàn)所從80年代初開始，進(jìn)行有害生物的檢疫重要性評(píng)價(jià)、研究，建立了與檢疫有關(guān)的有害生物數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，包括信息標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)的研究和代碼體系的建立，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了有害生物風(fēng)險(xiǎn)分析(PRA)研究，研制出適合中國(guó)國(guó)情的PRA分析模型和定量分析方法，參與了PRA國(guó)際技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的制定。該所還完成了利用計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)對(duì)矮腥黑穗病(TCK)冬抱子進(jìn)行自動(dòng)識(shí)別課題的研究〔19]。西北高原生物研究所利用計(jì)算機(jī)聲音分析軟件對(duì)蝗蟲的鳴聲進(jìn)行分析作為高原蝗蟲分類的依據(jù)。
多媒體技術(shù)與通信(Communication)技術(shù)相結(jié)合，與數(shù)據(jù)庫(kù)管理技術(shù)相結(jié)合，與人工智能、農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)、知識(shí)庫(kù)、推理機(jī)結(jié)合，可以開發(fā)出更好的智能決策支持系統(tǒng)。目前水稻主要病蟲害、小麥主要病蟲害、柑桔病毒病等的專家系統(tǒng)已經(jīng)應(yīng)用到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，并產(chǎn)生了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。
2.3信息與信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)美國(guó)總統(tǒng)克林頓首先提出了以信息高速公路(Infobahn)為標(biāo)志的
NI1計(jì)劃，各國(guó)也紛紛推出了自己的計(jì)劃，并為此投人或計(jì)劃投人大量的人力和資金。美國(guó)的校園網(wǎng)已將各所大學(xué)和研究機(jī)構(gòu)進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)，全美初步實(shí)現(xiàn)了資料共享和全美范圍內(nèi)的計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)。美國(guó)的第一大公用數(shù)據(jù)網(wǎng)INTERNET如今已成為全球的計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)，共有100多個(gè)國(guó)家，500()萬(wàn)以上的用戶與之相連。依靠信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，農(nóng)業(yè)信息資源共享、跨國(guó)界的病蟲遠(yuǎn)程觀測(cè)及信息數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)反饋、病蟲害的預(yù)警和遠(yuǎn)程控制與防治已取得了可觀的經(jīng)濟(jì)效益。
在國(guó)內(nèi)，一系列“金字工程”的實(shí)施，促使計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)得到巨大發(fā)展。目前，已經(jīng)投人使用的中國(guó)公用數(shù)據(jù)通訊網(wǎng)有中國(guó)公用分組交換數(shù)據(jù)網(wǎng)(CHINADDN )，中國(guó)公用數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)網(wǎng)(CHI-NADDN)，綜合業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)網(wǎng)(PSTN)，金橋網(wǎng)。利用以上通訊網(wǎng)絡(luò)開展的信息網(wǎng)絡(luò)有中國(guó)公用計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)(CHINANET)，中國(guó)教育科研計(jì)算機(jī)網(wǎng)(CERNET)，中國(guó)科技網(wǎng)(CSTNET)，中國(guó)經(jīng)濟(jì)信息網(wǎng)(CEINE'I')，其他ISP公司(INTERNET代理商)。
植保領(lǐng)域的信息網(wǎng)絡(luò)化已得到初步發(fā)展。為加快病蟲信息的傳遞，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)信息共享，
提高病蟲預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確性和時(shí)效性，全國(guó)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣服務(wù)中心將計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與測(cè)報(bào)
專業(yè)技術(shù)有機(jī)地結(jié)合，開發(fā)了“全國(guó)病蟲測(cè)報(bào)信息計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)傳輸與管理系統(tǒng)(PEST7VET)。目前已與全國(guó)大部分省植保站和部分區(qū)域站開通，大大提高了病蟲信息的傳遞速度和信息的利用率，初步實(shí)現(xiàn)了測(cè)報(bào)系統(tǒng)內(nèi)的遠(yuǎn)程觀測(cè)、遠(yuǎn)程信息反饋、遙距控制、蟲災(zāi)預(yù)警及信息資源的共享。
3我國(guó)植保信息技術(shù)發(fā)展前景
我國(guó)植保信息技術(shù)(Infom}ation Technology)中，微機(jī)平臺(tái)上的管理信息系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)、多媒體、超媒體和專家系統(tǒng)已接近國(guó)際先進(jìn)水平。以網(wǎng)絡(luò)為中心的計(jì)算機(jī)技術(shù)及植保數(shù)據(jù)庫(kù)的容量、質(zhì)量和應(yīng)用水平，較國(guó)際組織和某些發(fā)達(dá)國(guó)家還存在一定差距。所以在我國(guó)信息科學(xué)技術(shù)迅速發(fā)展中，信息高速公路基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)應(yīng)不斷完善，并將發(fā)展信息產(chǎn)業(yè)作為戰(zhàn)略性計(jì)劃加以實(shí)施。我國(guó)植保工作者正面臨信息時(shí)代的挑戰(zhàn)和機(jī)遇。
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Researching Advances of Computer Technique
in Plant Protection
Li Ning
(Department of Agronomy,Agriculture and
Qiu Dan
( Biology Deparnnent of
Abstract This paper discusses new technique in computer? Database technique, Big一quantity
memory technique, Multimedia technique and information network, which can be used in applications and
studies on the plant protection .
Key words Computer, Plant protection, Applications and studies
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