計算機技術(shù)在植物保護中的應用研究進展

李寧 邱丹

(青海大學農(nóng)牧學院農(nóng)學系西寧810016)(青海師范大學生物系西寧810008)

摘要  文中就數(shù)據(jù)庫技術(shù)、海量存儲技術(shù)、多媒體技術(shù)、信息及信息網(wǎng)絡技術(shù)等計算

機新技術(shù)在植物保護領域的應用和進展進行了闡述。

關(guān)鍵詞 計算機技術(shù) 植物保護 應用研究

1計算機技術(shù)在植物保護中的初步應用

    世界上第一臺計算機(ENIAC)1946年誕生后，通過短短的五十多年，其應用已從單純的數(shù)

值計算擴展到社會生活的各個領域。在植保研究中，計算機最初的應用是數(shù)值計算和數(shù)理統(tǒng)

計。60年代最初研制出的數(shù)理統(tǒng)計軟件主要用BASIC語言編制，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)計軟件，如NCSS,SAS,SPSS,BMDP等。

    國外從60年代起開始研究系統(tǒng)理論在害蟲治理中的應用間題，Odum在系統(tǒng)理論的基礎上創(chuàng)立了系統(tǒng)生態(tài)學(System ecology) , Watt, moms首先應用系統(tǒng)分析方法(System analysis)研究昆蟲種群問題閉。Huffaker在1972-1978年主持的有害生物協(xié)調(diào)管理計劃，特別強調(diào)應用系統(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、加拿大、荷蘭等國家，應用系統(tǒng)方法和電子計算機技術(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)濟效益和生態(tài)效益。美國1972-1973年的害蟲綜合治理計劃，成功地引進了系統(tǒng)科學和模型方法，作為研究昆蟲種群及其管理的基礎，在害蟲的預測、管理及控制的效果評枯等方面都取得了顯著進展[}'} 0 80年代開始，我國學者也注意到這一研究領域的重要性，在昆蟲種群增長模型、生命表、種群分布型、捕食者與獵物關(guān)系等領域作了大量有益的工作，并在果樹、小麥、水稻、草場等作物的害蟲綜合防治中應用系統(tǒng)方法和計算機技術(shù)，取得了可喜的成績。

2計算機新技術(shù)在植保中的應用

2.1數(shù)據(jù)庫技術(shù)數(shù)據(jù)庫(Database)技術(shù)的發(fā)展，為信息的存儲、分類、查詢、傳遞等提供了保

證。1993年，美國農(nóng)業(yè)部全國農(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，存儲了300萬篇農(nóng)業(yè)文獻，該數(shù)據(jù)庫由130多個國家的資料構(gòu)成，包括農(nóng)業(yè)各學科領域中的書籍、雜志、專題、著作、論文、專利、計算機軟件、聲像制品、技術(shù)報告等。國際植物檢疫數(shù)據(jù)庫(Smith, I, M) ,VIDEdB的植物病毒分類鑒定數(shù)據(jù)庫(GibbsA , et al)等一批最新的大容量的數(shù)據(jù)庫管理軟件在1996年12月的國際植保生物學信息技術(shù)會議上作了系統(tǒng)展示。

    在國內(nèi)，中國學術(shù)期刊電子雜志社于1998年推出了由90多張光盤組成的《中國學術(shù)期刊(光盤版)專題文獻數(shù)據(jù)庫》，農(nóng)業(yè)方面5張光盤收錄的1996年以來的16 603篇文獻中，植保方面有3 393篇，刊物種類達293種。真菌標本管理系統(tǒng)[u(昆蟲標本數(shù)據(jù)庫管理系統(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、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)指人和計算機通過圖形、圖像、動畫、聲音、文字等

多種媒介以多種方式進行信息交換的技術(shù)，它具有集成性、控制性、交互性的特點。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。

    在國外，多媒體技術(shù)應用到植物保護中的研究已經(jīng)取得了顯著成果，內(nèi)容涉及植保的各個

方面。1996年12月在英國Canterbury市Kent大學舉行的國際植保生物學信息技術(shù)大會上，

scott博士在題為《支持植物病理學的信息技術(shù)正邁著快得令人難以置信的變化步伐》的報告中，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，說明在植物病理學領域利用信息技術(shù)研究已經(jīng)提到議事日程。通過數(shù)據(jù)庫、分類學信息系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)、多媒體的技術(shù)來管理和揭示有關(guān)植物病理學和植物保護的大量文獻資料和研究數(shù)據(jù)說明，植物保護的決策問題已經(jīng)擴展到了地理學的宏觀尺度和分子生物學的微觀尺度，應當通過植病流行學模擬和預測模型、植病診斷輔助系統(tǒng)、植病管理專家系統(tǒng)和風險分析等技術(shù)加以解決;植物病理學和植物保護工作者的教育、培訓及公眾宣傳問題，也可以通過新型通訊媒體和網(wǎng)絡、遠程教學、國際交互網(wǎng)(Internet)、企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)(Internet) , WWW、電子出版物等技術(shù)獲得先進的解決方案。大會有33個專題講座、計算機系統(tǒng)演示和操作練習。對部分相關(guān)的論文題目擇錄如下:

作物保護多媒體信息大全(Sweetmore A , et al );一個用于微生物特征化的自動鑒定工具(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.);計算機化的圖文鑒定系統(tǒng)BIKEY:作為DIALD-BIS生物學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.);用信號處理技術(shù)和專家系統(tǒng)實現(xiàn)對昆蟲聲音的自動分析(Chesmore E . D . et aI) 。

    我國多媒體技術(shù)在植保領域的研究也取得了豐碩的成果〔(s- (al。中國農(nóng)業(yè)大學IPMLST實驗室研制的《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。農(nóng)業(yè)部植物檢疫實驗所從80年代初開始，進行有害生物的檢疫重要性評價、研究，建立了與檢疫有關(guān)的有害生物數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，包括信息標準化技術(shù)的研究和代碼體系的建立，在此基礎上進行了有害生物風險分析(PRA)研究，研制出適合中國國情的PRA分析模型和定量分析方法，參與了PRA國際技術(shù)標準的制定。該所還完成了利用計算機視覺技術(shù)對矮腥黑穗病(TCK)冬抱子進行自動識別課題的研究〔19]。西北高原生物研究所利用計算機聲音分析軟件對蝗蟲的鳴聲進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)、知識庫、推理機結(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)應用到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，并產(chǎn)生了巨大的經(jīng)濟效益。

2.3信息與信息網(wǎng)絡技術(shù)美國總統(tǒng)克林頓首先提出了以信息高速公路(Infobahn)為標志的

NI1計劃，各國也紛紛推出了自己的計劃，并為此投人或計劃投人大量的人力和資金。美國的校園網(wǎng)已將各所大學和研究機構(gòu)進行聯(lián)網(wǎng)，全美初步實現(xiàn)了資料共享和全美范圍內(nèi)的計算機輔助教學。美國的第一大公用數(shù)據(jù)網(wǎng)INTERNET如今已成為全球的計算機互聯(lián)網(wǎng)，共有100多個國家，500()萬以上的用戶與之相連。依靠信息網(wǎng)絡技術(shù)，農(nóng)業(yè)信息資源共享、跨國界的病蟲遠程觀測及信息數(shù)據(jù)的實時反饋、病蟲害的預警和遠程控制與防治已取得了可觀的經(jīng)濟效益。

    在國內(nèi)，一系列“金字工程”的實施，促使計算機網(wǎng)絡得到巨大發(fā)展。目前，已經(jīng)投人使用的中國公用數(shù)據(jù)通訊網(wǎng)有中國公用分組交換數(shù)據(jù)網(wǎng)(CHINADDN )，中國公用數(shù)字數(shù)據(jù)網(wǎng)(CHI-NADDN)，綜合業(yè)務數(shù)據(jù)網(wǎng)(PSTN)，金橋網(wǎng)。利用以上通訊網(wǎng)絡開展的信息網(wǎng)絡有中國公用計算機互聯(lián)網(wǎng)(CHINANET)，中國教育科研計算機網(wǎng)(CERNET)，中國科技網(wǎng)(CSTNET)，中國經(jīng)濟信息網(wǎng)(CEINE'I')，其他ISP公司(INTERNET代理商)。

    植保領域的信息網(wǎng)絡化已得到初步發(fā)展。為加快病蟲信息的傳遞，實現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)信息共享，

提高病蟲預測預報的準確性和時效性，全國農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣服務中心將計算機網(wǎng)絡技術(shù)與測報

專業(yè)技術(shù)有機地結(jié)合，開發(fā)了“全國病蟲測報信息計算機網(wǎng)絡傳輸與管理系統(tǒng)(PEST7VET)。目前已與全國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，初步實現(xiàn)了測報系統(tǒng)內(nèi)的遠程觀測、遠程信息反饋、遙距控制、蟲災預警及信息資源的共享。

3我國植保信息技術(shù)發(fā)展前景

    我國植保信息技術(shù)(Infom}ation Technology)中，微機平臺上的管理信息系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)、多媒體、超媒體和專家系統(tǒng)已接近國際先進水平。以網(wǎng)絡為中心的計算機技術(shù)及植保數(shù)據(jù)庫的容量、質(zhì)量和應用水平，較國際組織和某些發(fā)達國家還存在一定差距。所以在我國信息科學技術(shù)迅速發(fā)展中，信息高速公路基礎設施建設應不斷完善，并將發(fā)展信息產(chǎn)業(yè)作為戰(zhàn)略性計劃加以實施。我國植保工作者正面臨信息時代的挑戰(zhàn)和機遇。

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        Researching Advances of Computer Technique

                            in Plant Protection

                                          Li Ning

    (Department of Agronomy,Agriculture and Animal Husbandry College of Qinghai University,

                                  Xining  810016)

                                        Qiu Dan

            ( Biology Deparnnent of Qinghai Normal University, Xining  810008 )

    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