李常秀，閆超

（黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)信息技術(shù)學(xué)院，大慶163319）

數(shù)據(jù)庫技術(shù)主要研究如何存儲(chǔ)、使用和管理數(shù)據(jù)，是計(jì)算機(jī)技術(shù)中發(fā)展最快、應(yīng)用最廣的技術(shù)之一[1]。數(shù)據(jù)庫技術(shù)逐漸向農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的滲透，極大地促進(jìn)了我國農(nóng)業(yè)數(shù)字化、信息化的進(jìn)程。數(shù)據(jù)庫對(duì)加強(qiáng)農(nóng)業(yè)的基礎(chǔ)地位有著重要的作用。農(nóng)業(yè)信息數(shù)據(jù)庫的建設(shè)是農(nóng)業(yè)領(lǐng)域信息系統(tǒng)建設(shè)的重要基礎(chǔ)之一，可以使農(nóng)業(yè)資源管理手段從手工階段上升到計(jì)算機(jī)階段，從而提高農(nóng)業(yè)信息查詢、處理和共享的速度。

我國現(xiàn)有的幾個(gè)農(nóng)業(yè)信息數(shù)據(jù)庫有：中國農(nóng)作物種質(zhì)資源數(shù)據(jù)庫、中國西南藥用植物資源數(shù)據(jù)庫、中國經(jīng)濟(jì)植物資源數(shù)據(jù)庫[2]。到目前為止沒有一個(gè)針對(duì)單一物種建立的病斑數(shù)據(jù)庫，玉米是主要的糧食和飼料作物，在世界和我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上具有重要地位。黑龍江是我國玉米主產(chǎn)區(qū)之一，但玉米大斑病近年有加重趨勢(shì)[3]，利用圖像處理和識(shí)別技術(shù)來實(shí)現(xiàn)玉米葉部病斑識(shí)別對(duì)玉米作物病害治理起到了推進(jìn)作用[4]，因此選擇玉米葉片病斑來建立數(shù)據(jù)庫。

1 大斑病和小斑病的分級(jí)

在我國，玉米的病斑種類很多，如褐斑病、眼斑病、霜霉病、炭疽病、斑枯病、葉斑病、大斑病、小斑病、灰斑病、銹病、細(xì)菌性條紋病等，每一個(gè)病種都有它相對(duì)的發(fā)病條件，而這種客觀的條件又導(dǎo)致了病害的程度，從而出現(xiàn)了病斑的分級(jí)。通過建立數(shù)據(jù)庫得到病斑的一系列分級(jí)情況，可以在玉米病害的發(fā)病初期，進(jìn)行相應(yīng)的防治，從而保證玉米的產(chǎn)量。針對(duì)于黑龍江的玉米情況，通過調(diào)查，發(fā)現(xiàn)在黑龍江省出現(xiàn)居多的病種為大斑病和小斑病，而這兩種病在發(fā)病條件（溫度）上不一樣，大斑病的發(fā)病溫度為20～25℃，小斑病的發(fā)病溫度為26～29℃。并且光照度和土壤元素的含量對(duì)大斑病和小斑病的發(fā)病也有一定程度的影響。大斑病和小斑病隨著發(fā)病時(shí)間的持續(xù)，發(fā)病程度也會(huì)加大，病斑形狀也隨之增加，針對(duì)這一情況，查閱相關(guān)資料，得到了大斑病和小斑病的分類標(biāo)準(zhǔn)如下[5]。

大斑病分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)：玉米大斑病分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)0級(jí)，全株葉片無病斑；0.5級(jí)，全株葉片有零星病斑，占葉面積的1%左右；1級(jí)，全株葉片有少量病斑，占葉面積的5%～10%；2級(jí)，全株葉片有中量病斑，占葉面積的10%～25%；3級(jí)，植株下部葉片有多量病斑，占葉面積的50%以上，出現(xiàn)大片枯死現(xiàn)象；中上部葉片有中量病斑，占葉面積的10%～25%；4級(jí)，植株下部葉片病枯；中部葉片有多量病斑，出現(xiàn)大片枯死現(xiàn)象；上部葉片有中量病斑；5級(jí)，全株基本枯死。小斑病分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)：0級(jí)，全株葉片無病斑；0.5級(jí)，植株下部葉片有零星病斑，占葉面積的10%以下；1級(jí)，植株下部葉片有少量病斑，占葉面積的10%～25%；2級(jí)，植株下部葉片有中量病斑，占葉面積的25%～50%；中部葉片有少量病斑，占葉面積的10%～25%；3級(jí)，植株下部葉片有多量病斑，占葉面積50%以上，出現(xiàn)大片枯死現(xiàn)象；中部葉片有中量病斑，占葉面積的25%～50%；上部葉片有少量病斑，占葉面積的10%～25%；4級(jí)，植株下部葉片基本枯死；中部葉片有多量病斑，占葉面積的50%以上，出現(xiàn)大片枯死現(xiàn)象；上部葉片有中量病斑，占葉面積的25%～50%；5級(jí)，全株基本枯死。

2 葉片病斑數(shù)據(jù)庫的建立方法

在數(shù)據(jù)庫軟件選擇上，選取SQL2005企業(yè)版，是因?yàn)镾QL2005有良好的操作性和易用性。在建立玉米葉片病斑數(shù)據(jù)的字段選取上，我選擇了以下幾個(gè)字段名path（路徑），name（名字），date（日期），time（時(shí)間），illumination（光照度），temperature（溫度），site（地點(diǎn)），cornbreed（玉米品種），scabbreed（病斑種類），standardscabgrade（ 病 斑 標(biāo) 準(zhǔn) 等 級(jí)），personalscabgrade（病斑檢測(cè)等級(jí)），contentN（氮含量），contentP（磷含量），contentK（鉀含量），thumpath（縮略圖路徑）。

Path是玉米葉片病斑圖像的路徑，因?yàn)樵跀?shù)據(jù)庫中保存圖像的路徑要比保存圖像本身在管理和調(diào)用上更加的便捷；Name為玉米葉片病斑圖像的名稱，一般在導(dǎo)入圖片時(shí)，選取由相機(jī)產(chǎn)生的圖片名稱為玉米葉片病斑圖像的臨時(shí)名稱，后期可以在程序中對(duì)其修改；Date、time則為拍攝圖片的日期和時(shí)間，可以調(diào)用相機(jī)本身記錄的日期和時(shí)間，也可以人為的輸入某一個(gè)時(shí)間段；Illumination為光照度，是由照度儀測(cè)得的當(dāng)日拍攝照片時(shí)的光照強(qiáng)度，光照強(qiáng)度一是對(duì)玉米的生長有影響，二是對(duì)病斑圖像處理時(shí)也會(huì)造成影響，所以是一個(gè)數(shù)據(jù)庫中必要的字段；Temperature是拍攝葉片圖像時(shí)用溫度計(jì)測(cè)得的溫度，高溫和低溫對(duì)玉米的影響很大，有的時(shí)候會(huì)加劇病害的發(fā)生和發(fā)展，是重要的記錄數(shù)據(jù)；Site為實(shí)驗(yàn)玉米的生長地，不同的地方，經(jīng)緯度不一樣，土壤墑情不一樣，光照角度也不同，所以地點(diǎn)也是記錄項(xiàng)之一；Cornbreed是玉米的品種，玉米品種的不同會(huì)導(dǎo)致得病的不同，同種病害，不同的品種會(huì)顯示不同的癥狀，所以玉米的品種是不可缺少的一個(gè)記錄項(xiàng)；Scabbreed為病斑種類的字段名，用于區(qū)分這個(gè)葉片是何種病斑；Standardscabgrade為標(biāo)準(zhǔn)病斑等級(jí)，這個(gè)是經(jīng)過專家鑒定過的葉片病斑等級(jí)，是為了檢驗(yàn)軟件檢測(cè)病斑的準(zhǔn)確度的；Personalscabgrade為軟件檢測(cè)病斑等級(jí)，是屬于程序的一個(gè)輸出量；ContentN、contentP、contentK是土壤的N、P、K的含量，因?yàn)檫@三種元素是植物不可或缺的元素，它們的含量對(duì)玉米的成長和病害的發(fā)生起著關(guān)鍵的作用，所以是重要的字段；Thumpath是玉米葉片病斑的圖像縮略圖，作用僅僅是為了提高程序的運(yùn)行速度，不至于在讀取大量圖片時(shí)，軟件卡死。

3 結(jié)果

用SQL2005建立的玉米葉片病斑數(shù)據(jù)庫字段及數(shù)據(jù)類型如圖1，玉米葉片病斑數(shù)據(jù)庫葉片數(shù)據(jù)信息如圖2。

圖1 字段及數(shù)據(jù)類型Fig.1 Field and data type

圖2 葉片數(shù)據(jù)信息Fig.2 Leaf data information

用SQL建立玉米病斑數(shù)據(jù)庫的特點(diǎn)是方便，簡潔，快速，可以細(xì)化病斑和客觀信息。用戶通過觀看病斑圖片，分析病斑種類，達(dá)到普及知識(shí)的作用。并且玉米葉片病斑數(shù)據(jù)庫的建立對(duì)分析玉米病斑的惡化有著積極意義，并為后期即將實(shí)現(xiàn)的玉米葉片病斑識(shí)別打下了良好基礎(chǔ)。

[1]向海華.數(shù)據(jù)庫技術(shù)發(fā)展綜述[J].現(xiàn)代情報(bào)，2003（12）：31-33.

[2]陳海昆，張瑞芳，張海燕，等.數(shù)據(jù)庫技術(shù)發(fā)展及其在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域中的應(yīng)用[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2008，36（18）：7818-7820.

[3]浦子鋼，楊克軍，李德新，等.黑龍江省西部半干旱區(qū)玉米抗大斑病種質(zhì)資源的篩選[J].黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)學(xué)報(bào)，2010，22（3）：9-12.

[4]張柏毅，朱景福.基于LXF模型水平的玉米葉部病斑圖像分割[J].黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)學(xué)報(bào)，2012，24（3）：71-74.

[5]孫海潮，盧道文，萬金紅.玉米育種材料大小病斑的鑒定分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)和主要方法[J].玉米科學(xué)，2005，13（增刊）：140-141.