計算機技術(shù)在植物保護中的應用研究進(jìn)展

李寧 邱丹

(青海大學(xué)農牧學(xué)院農學(xué)系西寧810016)(青海師范大學(xué)生物系西寧810008)

摘要  文中就數據庫技術(shù)、海量存儲技術(shù)、多媒體技術(shù)、信息及信息網(wǎng)絡(luò )技術(shù)等計算

機新技術(shù)在植物保護領(lǐng)域的應用和進(jìn)展進(jìn)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(guò)短短的五十多年，其應用已從單純的數

值計算擴展到社會(huì )生活的各個(gè)領(lǐng)域。在植保研究中，計算機最初的應用是數值計算和數理統

計。60年代最初研制出的數理統計軟件主要用BASIC語(yǔ)言編制，其數據包含在處理程序之

中。70年代，出現了程序和數據分離的統計軟件，如NCSS,SAS,SPSS,BMDP等。

    國外從60年代起開(kāi)始研究系統理論在害蟲(chóng)治理中的應用間題，Odum在系統理論的基礎上創(chuàng )立了系統生態(tài)學(xué)(System ecology) , Watt, moms首先應用系統分析方法(System analysis)研究昆蟲(chóng)種群?jiǎn)?wèn)題閉。Huffaker在1972-1978年主持的有害生物協(xié)調管理計劃，特別強調應用系統處理方法(勿stem approach )，并在《有害生物防治新技術(shù)》一書(shū)中，總結了應用系統處理方法，研究各種害蟲(chóng)及病害的成果[3:。Clark等閉1967提出種群系統(Life system)的概念，在美國、加拿大、荷蘭等國家，應用系統方法和電子計算機技術(shù)成功地研制了非洲棉鈴蟲(chóng)、果樹(shù)紅葉蠟和其它一些害蟲(chóng)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(chóng)綜合治理計劃，成功地引進(jìn)了系統科學(xué)和模型方法，作為研究昆蟲(chóng)種群及其管理的基礎，在害蟲(chóng)的預測、管理及控制的效果評枯等方面都取得了顯著(zhù)進(jìn)展[}'} 0 80年代開(kāi)始，我國學(xué)者也注意到這一研究領(lǐng)域的重要性，在昆蟲(chóng)種群增長(cháng)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(shù)、小麥、水稻、草場(chǎng)等作物的害蟲(chóng)綜合防治中應用系統方法和計算機技術(shù)，取得了可喜的成績(jì)。

2計算機新技術(shù)在植保中的應用

2.1數據庫技術(shù)數據庫(Database)技術(shù)的發(fā)展，為信息的存儲、分類(lèi)、查詢(xún)、傳遞等提供了保

證。1993年，美國農業(yè)部全國農業(yè)圖書(shū)館建成了世界上最完整的農業(yè)數據庫，存儲了300萬(wàn)篇農業(yè)文獻，該數據庫由130多個(gè)國家的資料構成，包括農業(yè)各學(xué)科領(lǐng)域中的書(shū)籍、雜志、專(zhuān)題、著(zhù)作、論文、專(zhuān)利、計算機軟件、聲像制品、技術(shù)報告等。國際植物檢疫數據庫(Smith, I, M) ,VIDEdB的植物病毒分類(lèi)鑒定數據庫(GibbsA , et al)等一批最新的大容量的數據庫管理軟件在1996年12月的國際植保生物學(xué)信息技術(shù)會(huì )議上作了系統展示。

    在國內，中國學(xué)術(shù)期刊電子雜志社于1998年推出了由90多張光盤(pán)組成的《中國學(xué)術(shù)期刊(光盤(pán)版)專(zhuān)題文獻數據庫》，農業(yè)方面5張光盤(pán)收錄的1996年以來(lái)的16 603篇文獻中，植保方面有3 393篇，刊物種類(lèi)達293種。真菌標本管理系統[u(昆蟲(chóng)標本數據庫管理系統，常見(jiàn)楊樹(shù)天牛分類(lèi)管理系統(CPLTMS) }"7等一批數據庫管理軟件相繼研制問(wèn)世并投人使用，這些軟件除具備可錄人、修改、查詢(xún)、統計、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(guò)圖形、圖像、動(dòng)畫(huà)、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(pán)(CD-ROM)技術(shù)，數據壓縮解壓(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(zhù)成果，內容涉及植保的各個(gè)

方面。1996年12月在英國Canterbury市Kent大學(xué)舉行的國際植保生物學(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(zhù)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(shuō)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(guò)數據庫、分類(lèi)學(xué)信息系統、地理信息系統、多媒體的技術(shù)來(lái)管理和揭示有關(guān)植物病理學(xué)和植物保護的大量文獻資料和研究數據說(shuō)明，植物保護的決策問(wèn)題已經(jīng)擴展到了地理學(xué)的宏觀(guān)尺度和分子生物學(xué)的微觀(guān)尺度，應當通過(guò)植病流行學(xué)模擬和預測模型、植病診斷輔助系統、植病管理專(zhuān)家系統和風(fēng)險分析等技術(shù)加以解決;植物病理學(xué)和植物保護工作者的教育、培訓及公眾宣傳問(wèn)題，也可以通過(guò)新型通訊媒體和網(wǎng)絡(luò )、遠程教學(xué)、國際交互網(wǎng)(Internet)、企業(yè)內部網(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(zhuān)題講座、計算機系統演示和操作練習。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(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(lèi)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BIKEY:作為DIALD-BIS生物學(xué)百科全書(shū)光盤(pán)的一部分(hobanov A . et al );診斷和管理病蟲(chóng)害的多媒體工具(NortonG.);用信號處理技術(shù)和專(zhuān)家系統實(shí)現對昆蟲(chóng)聲音的自動(dòng)分析(Chesmore E . D . et aI) 。

    我國多媒體技術(shù)在植保領(lǐng)域的研究也取得了豐碩的成果〔(s- (al。中國農業(yè)大學(xué)IPMLST實(shí)驗室研制的《北京蔬菜生產(chǎn)管理與植保輔助決策系統BJCABBAGIS》和《植檢害蟲(chóng)圖文信息與鑒定輔導系統卿llVFORMIS》軟件綜合采用了管理信息系統、地理信息系統、多媒體、超媒體和人工智能等技術(shù)而受到好評。農業(yè)部植物檢疫實(shí)驗所從80年代初開(kāi)始，進(jìn)行有害生物的檢疫重要性評價(jià)、研究，建立了與檢疫有關(guān)的有害生物數據庫系統，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(jìn)行了有害生物風(fēng)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(jué)技術(shù)對矮腥黑穗病(TCK)冬抱子進(jìn)行自動(dòng)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(chóng)的鳴聲進(jìn)行分析作為高原蝗蟲(chóng)分類(lèi)的依據。

    多媒體技術(shù)與通信(Communication)技術(shù)相結合，與數據庫管理技術(shù)相結合，與人工智能、農業(yè)專(zhuān)家系統、知識庫、推理機結合，可以開(kāi)發(fā)出更好的智能決策支持系統。目前水稻主要病蟲(chóng)害、小麥主要病蟲(chóng)害、柑桔病毒病等的專(zhuān)家系統已經(jīng)應用到農業(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(luò )技術(shù)美國總統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(xué)和研究機構進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)，全美初步實(shí)現了資料共享和全美范圍內的計算機輔助教學(xué)。美國的第一大公用數據網(wǎng)INTERNET如今已成為全球的計算機互聯(lián)網(wǎng)，共有100多個(gè)國家，500()萬(wàn)以上的用戶(hù)與之相連。依靠信息網(wǎng)絡(luò )技術(shù)，農業(yè)信息資源共享、跨國界的病蟲(chóng)遠程觀(guān)測及信息數據的實(shí)時(shí)反饋、病蟲(chóng)害的預警和遠程控制與防治已取得了可觀(guān)的經(jīng)濟效益。

    在國內，一系列“金字工程”的實(shí)施，促使計算機網(wǎng)絡(luò )得到巨大發(fā)展。目前，已經(jīng)投人使用的中國公用數據通訊網(wǎng)有中國公用分組交換數據網(wǎng)(CHINADDN )，中國公用數字數據網(wǎng)(CHI-NADDN)，綜合業(yè)務(wù)數據網(wǎng)(PSTN)，金橋網(wǎng)。利用以上通訊網(wǎng)絡(luò )開(kāi)展的信息網(wǎng)絡(luò )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(lǐng)域的信息網(wǎng)絡(luò )化已得到初步發(fā)展。為加快病蟲(chóng)信息的傳遞，實(shí)現系統內信息共享，

提高病蟲(chóng)預測預報的準確性和時(shí)效性，全國農業(yè)技術(shù)推廣服務(wù)中心將計算機網(wǎng)絡(luò )技術(shù)與測報

專(zhuān)業(yè)技術(shù)有機地結合，開(kāi)發(fā)了“全國病蟲(chóng)測報信息計算機網(wǎng)絡(luò )傳輸與管理系統(PEST7VET)。目前已與全國大部分省植保站和部分區域站開(kāi)通，大大提高了病蟲(chóng)信息的傳遞速度和信息的利用率，初步實(shí)現了測報系統內的遠程觀(guān)測、遠程信息反饋、遙距控制、蟲(chóng)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、地理信息系統、多媒體、超媒體和專(zhuān)家系統已接近國際先進(jìn)水平。以網(wǎng)絡(luò )為中心的計算機技術(shù)及植保數據庫的容量、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(xué)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)作為戰略性計劃加以實(shí)施。我國植保工作者正面臨信息時(shí)代的挑戰和機遇。

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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