計算機技術在植物保護中的應用研究進展

李寧 邱丹

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

摘要  文中就數據庫技術、海量存儲技術、多媒體技術、信息及信息網絡技術等計算

機新技術在植物保護領域的應用和進展進行了闡述。

關鍵詞 計算機技術 植物保護 應用研究

1計算機技術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

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年代起開始研究系統理論在害蟲治理中的應用間題，Odum在系統理論的基礎上創(chuàng)立了系統生態(tài)學(System ecology) , Watt, moms首先應用系統分析方法(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》一書中，總結了應用系統處理方法，研究各種害蟲及病害的成果[3:。Clark等閉1967提出種群系統(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方法和計算機技術，取得了可喜的成績。

2計算機新技術在植保中的應用

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

證。1993年，美國農業(yè)部全國農業(yè)圖書館建成了世界上最完整的農業(yè)數據庫，存儲了300萬篇農業(yè)文獻，該數據庫由130多個國家的資料構成，包括農業(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、技術報告等。國際植物檢疫數據庫(Smith, I, M) ,VIDEdB的植物病毒分類鑒定數據庫(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信息技術會議上作了系統展示。

    在國內，中國學術期刊電子雜志社于1998年推出了由90多張光盤組成的《中國學術期刊(光盤版)專題文獻數據庫》，農業(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[u(昆蟲標本數據庫管理系統，常見楊樹天牛分類管理系統(CPLTMS) }"7等一批數據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多媒體技術多媒體(Multimedia)技術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，它具有集成性、控制性、交互性的特點。多媒體的主要技術有超文本(Hypertext )技術，光盤(CD-ROM)技術，數據壓縮解壓(Data compress&de-compression)技術，觸摸屏(Touch screen)技術等。

    在國外，多媒體技術應用到植物保護中的研究已經取得了顯著成果，內容涉及植保的各個

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大會上，

scott博士在題為《支持植物病理學的信息技術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研究已經提到議事日程。通過數據庫、分類學信息系統、地理信息系統、多媒體的技術來管理和揭示有關植物病理學和植物保護的大量文獻資料和研究數據說明，植物保護的決策問題已經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、植病管理專家系統和風險分析等技術加以解決;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絡、遠程教學、國際交互網(Internet)、企業(yè)內部網(Internet) , WWW、電子出版物等技術獲得先進的解決方案。大會有33個專題講座、計算機系統演示和操作練習。對部分相關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(Lane C. R.);計算機化的圖文鑒定系統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.);用信號處理技術和專家系統實現對昆蟲聲音的自動分析(Chesmore E . D . et aI) 。

    我國多媒體技術在植保領域的研究也取得了豐碩的成果〔(s- (al。中國農業(yè)大學IPMLST實驗室研制的《北京蔬菜生產管理與植保輔助決策系統BJCABBAGIS》和《植檢害蟲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而受到好評。農業(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，建立了與檢疫有關的有害生物數據庫系統，包括信息標準化技術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國際技術標準的制定。該所還完成了利用計算機視覺技術對矮腥黑穗病(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。

    多媒體技術與通信(Communication)技術相結合，與數據庫管理技術相結合，與人工智能、農業(yè)專家系統、知識庫、推理機結合，可以開發(fā)出更好的智能決策支持系統。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已經應用到農業(yè)生產中，并產生了巨大的經濟效益。

2.3信息與信息網絡技術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。美國的校園網已將各所大學和研究機構進行聯網，全美初步實現了資料共享和全美范圍內的計算機輔助教學。美國的第一大公用數據網INTERNET如今已成為全球的計算機互聯網，共有100多個國家，500()萬以上的用戶與之相連。依靠信息網絡技術，農業(yè)信息資源共享、跨國界的病蟲遠程觀測及信息數據的實時反饋、病蟲害的預警和遠程控制與防治已取得了可觀的經濟效益。

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

    植保領域的信息網絡化已得到初步發(fā)展。為加快病蟲信息的傳遞，實現系統內信息共享，

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

專業(yè)技術有機地結合，開發(fā)了“全國病蟲測報信息計算機網絡傳輸與管理系統(PEST7VET)。目前已與全國大部分省植保站和部分區(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，初步實現了測報系統內的遠程觀測、遠程信息反饋、遙距控制、蟲災預警及信息資源的共享。

3我國植保信息技術發(fā)展前景

    我國植保信息技術(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、超媒體和專家系統已接近國際先進水平。以網絡為中心的計算機技術及植保數據庫的容量、質量和應用水平，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。

參考文獻

L王斌.統計分析利器一SPS,S'7.0.1998年電腦報合訂本.上冊184

2張釋月.數據分析圣手SAS.1998年電腦報合訂本.下冊44

3沈長明，劉洪武，韓煥榮等.害蟲種群系統控制的研究進展.萊陽農學院學報，1996,13(2);134一137

4龐雄飛，昆蟲種群生命系統研究方法概論.昆蟲天地，1986,8(3):176一187

5龔炳錚90年代我國計算機應用的發(fā)展.微型機與應用，1998,8(3):2

6孟鐵男，陳明.甘肅省農業(yè)昆蟲學研究進展.甘肅農業(yè)科技，1998,(10):65一66

7魏幫龍.甘肅農業(yè)計算機應用的發(fā)展，甘肅科技，1996,(5):14一15

8沈佐銳.信息技術在植物醫(yī)學中的應用.植物醫(yī)學導論.北京:中國農業(yè)大學出版社,1996.369一3$7

9沈佐銳.國際植保信息技術發(fā)展現狀.植物保護，1997,(3):37 - 39

10尼葛洛龐帝.數字化生存.�？�:海南出版社，1997.177一252

11孫述宵.真菌標本管理系統.真菌學報,1992,11(4):328一3311z嚴乃勝.昆蟲標本數據庫管理系統.云南農業(yè)大學學報，1997.12(1):12 - 14

13金泉涌主編.徽型計算機應用經驗匯編(1).北京:清華大學出版社，1993.192一199

14蔣繼宏.常見楊樹天牛分類管理系統(CPLTMS)的研制.江蘇林業(yè)科技，1998,(1):27一29

15朱桂青，曹運銀.小麥抗稈銹病基因推導的計算機程序及應用.沈陽農業(yè)大學學報，1998,29(3):205一209

16苗良.多媒體技術及在農業(yè)信息處理中的應用.山東農業(yè)大學學報，1997,(1):9 -12

17景梅芳，劉桂才，盧風君.加強農業(yè)信息服務、促進農業(yè)持續(xù)發(fā)展.計算機農業(yè)應用，1993,(3):1一9

18陳靖，張桂玲.計算機農業(yè)應用的現狀分析與發(fā)展對策.科技情報調研報告，1991,(2):1一46

19陳克.王回，吳品珊.應用計算機視覺技術自動識別TCK(矮腥黑德病)冬抱子的研究進展.植物檢疫,1998,4(4):36 - 38

20丁可堅.水稻主要病害診斷、預測、防治專家系統的研究.安徽農業(yè)大學學報，1998,(2):133.-137

21王海濤.柑桔病毒病專家系統的研制.華中農業(yè)大學學報，1998,(3):67一的

22邵學紅，孫朝輝計算機在赤松毛蟲綜合治理中的應用研究吉林林業(yè)科技，1998,(3)60 - 63

23郵電局數據通信局.中國公用數據網的發(fā)展與應用.1995,(10)

24張保明.金橋工程與國家信息資源網建設戰(zhàn)略研討班資料匯編.

25顧學道通信技術與國民經濟信息化.北京:郵電出版社，1997.13 - 67

26幼嘉.加強數據庫建設促進農情步人信息高速公路‘遼寧農業(yè)科技.1997,(3):19一21

27王建強，湯金儀，谷艷菊等.計算機網絡在病蟲測報信息傳輸與管理上的開發(fā)應用.植保技術與推廣，1997.17(2):10 - 12

28楊百強.劉勇.論建設省級農業(yè)電子信息網絡.遼寧農業(yè)科技，1997,(3):10一17

        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