杜宗廣， 楊和平， 王心麗

(1.中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)昆蟲(chóng)系，北京 100193； 2.中國(guó)氣象局，北京 100081)

當(dāng)前我國(guó)葡萄害蟲(chóng)鑒定專家和昆蟲(chóng)鑒定專家都極其缺乏，生產(chǎn)上遇到的葡萄害蟲(chóng)診斷問(wèn)題往往得不到及時(shí)解決，葡萄害蟲(chóng)得不到準(zhǔn)確及時(shí)診斷，防治措施的制定就很難做到有的放矢。利用計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)，研發(fā)一種網(wǎng)絡(luò)版、便于一般生產(chǎn)者使用的中國(guó)葡萄害蟲(chóng)計(jì)算機(jī)輔助鑒定查詢系統(tǒng)，可為快速診斷、鑒定葡萄害蟲(chóng)提供一條有效途徑，對(duì)提高我國(guó)葡萄害蟲(chóng)的防控水平有重要意義。

近幾十年來(lái)，用于植物病蟲(chóng)害鑒定的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的研發(fā)在國(guó)內(nèi)外均有發(fā)展，1978年美國(guó)伊利諾伊大學(xué)研發(fā)的大豆病蟲(chóng)害診斷專家系統(tǒng)是世界上應(yīng)用最早的農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)[1]。2003年希臘開(kāi)發(fā)了基于IF-THEN規(guī)則的茄屬作物害蟲(chóng)綜合治理診斷專家系統(tǒng)[2]。2008年西班牙皇家研究院開(kāi)發(fā)了辣椒植物保護(hù)專家系統(tǒng)[3]。2013年美國(guó)農(nóng)業(yè)部創(chuàng)建了ID TOOLS 網(wǎng)站(http：//www.idtools.org/)，對(duì)美國(guó)農(nóng)作物病蟲(chóng)害的鑒定與治理起重要作用。1990年我國(guó)胡奇等發(fā)表論文《用計(jì)算機(jī)進(jìn)行昆蟲(chóng)分類檢索研究初探》，這是我國(guó)早期用計(jì)算機(jī)對(duì)昆蟲(chóng)進(jìn)行分類識(shí)別的摸索[4]，之后我國(guó)又相繼研發(fā)了“蘋(píng)果病蟲(chóng)害診治專家系統(tǒng)”“基于規(guī)則和圖形的蘋(píng)果、梨病蟲(chóng)害診斷及防治專家系統(tǒng)”“農(nóng)業(yè)害蟲(chóng)輔助鑒定與防治咨詢系統(tǒng)(bugknown)”“農(nóng)業(yè)昆蟲(chóng)信息查詢與管理系統(tǒng)”等涉及農(nóng)業(yè)害蟲(chóng)鑒定的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)[5-8]。

目前這類系統(tǒng)存在的最大問(wèn)題是用戶對(duì)昆蟲(chóng)形態(tài)術(shù)語(yǔ)的理解存在障礙，導(dǎo)致這類計(jì)算機(jī)系統(tǒng)實(shí)用性受到一定程度的限制。本研究開(kāi)發(fā)的系統(tǒng)將昆蟲(chóng)的形態(tài)術(shù)語(yǔ)與對(duì)應(yīng)的圖片相鏈接，呈現(xiàn)給用戶清晰的圖片，加上對(duì)形態(tài)術(shù)語(yǔ)的標(biāo)注，這種方法可有效降低用戶對(duì)形態(tài)特征理解的難度，從而提高對(duì)系統(tǒng)的使用效率。這種嘗試不僅為快速識(shí)別葡萄害蟲(chóng)提供了新方法，對(duì)其他昆蟲(chóng)的快速鑒定也具有借鑒作用。

1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

系統(tǒng)采用PHP 5.3.18軟件編程，利用MYSQL數(shù)據(jù)庫(kù)平臺(tái)，其版本為MYSQLND 5.0.8，運(yùn)行環(huán)境為可支持瀏覽器上網(wǎng)的設(shè)備。系統(tǒng)的設(shè)計(jì)包含“前臺(tái)”和“后臺(tái)”2個(gè)部分，“前臺(tái)”供用戶瀏覽、檢索、查詢，包括“害蟲(chóng)檢索”“害蟲(chóng)信息”“圖庫(kù)”“地理分布”4個(gè)功能模塊(圖1)?！昂笈_(tái)”是供研發(fā)者對(duì)相關(guān)害蟲(chóng)信息進(jìn)行編輯、修改、完善的使用區(qū)，設(shè)計(jì)了圖像和文字的一般常規(guī)編輯功能，包括“欄目信息管理”“檢索系統(tǒng)”“地理信息管理”“留言管理”“超級(jí)鏈接管理”“管理員管理”6個(gè)功能板塊(圖2)。

2 系統(tǒng)的功能實(shí)現(xiàn)及介紹

2.1 葡萄害蟲(chóng)檢索

點(diǎn)擊首頁(yè)“害蟲(chóng)檢索”進(jìn)入害蟲(chóng)檢索的界面(圖3)，每個(gè)頁(yè)面顯示檢索表的1組對(duì)應(yīng)條目。左側(cè)的文字區(qū)是檢索特征的文字描述，右側(cè)的圖片區(qū)是與該條特征相關(guān)的圖像。在頁(yè)面黑色框的下方是“上級(jí)條目”，該框中顯示當(dāng)前條目的上級(jí)條目特征，或下拉出當(dāng)前條目之前的所有條目。1條文字下可以有n個(gè)小圖像框，用戶點(diǎn)擊某個(gè)小圖框，該圖就出現(xiàn)在右側(cè)的圖像區(qū)。當(dāng)鼠標(biāo)停在圖像上的某個(gè)部位時(shí)，此處的圖像就會(huì)被放大(圖4)。

檢索過(guò)程與常規(guī)檢索表的使用方法類似，用戶根據(jù)文字和圖像判斷待鑒定的害蟲(chóng)符合哪條特征，在特征符合的條目下方點(diǎn)擊“繼續(xù)”鍵，進(jìn)入下一步檢索，繼續(xù)以上的操作方式，直到出現(xiàn)鑒定結(jié)果，點(diǎn)擊害蟲(chóng)名稱，即可進(jìn)入該害蟲(chóng)的詳細(xì)描述頁(yè)面，了解該害蟲(chóng)更多的信息。若在某個(gè)頁(yè)面中，上下2條的特征均不符合，用戶可以點(diǎn)擊“退回”鍵，返回到上級(jí)檢索條目頁(yè)面。或點(diǎn)擊頁(yè)面上方的“上級(jí)條目”，在下拉條中選擇想返回的條目，點(diǎn)擊該條目，就會(huì)返回到這一條目的頁(yè)面，重新考慮前面是否判斷錯(cuò)誤。若經(jīng)過(guò)核查重新檢索仍未得到鑒定結(jié)果，有可能待鑒定的害蟲(chóng)不在本系統(tǒng)收錄的范圍內(nèi)。

2.2 葡萄害蟲(chóng)分布查詢

2.2.1 害蟲(chóng)地理分布查詢 用戶若想查詢某害蟲(chóng)的分布地區(qū)，可點(diǎn)擊“選擇昆蟲(chóng)名稱”條框中的小三角，在下拉框中選中所要查詢的昆蟲(chóng)名稱， 此時(shí)出現(xiàn)在中國(guó)地圖上標(biāo)注顏色的地方為該害蟲(chóng)分布區(qū)(圖5)。

2.2.2 某地發(fā)生的害蟲(chóng)名單查詢 用戶若想查詢某地區(qū)有哪些葡萄害蟲(chóng)，可點(diǎn)擊“選擇地理名稱”條框中的小三角，在下拉框中確定要查詢的地名，此時(shí)地圖上待查詢的位置上出現(xiàn)該地區(qū)的害蟲(chóng)名單(圖6)。目前本系統(tǒng)只能查詢省級(jí)地名，含省、直轄市、自治區(qū)。

2.3 葡萄害蟲(chóng)圖像查詢

在系統(tǒng)主頁(yè)上點(diǎn)擊“圖庫(kù)”鍵，即進(jìn)入到系統(tǒng)“圖庫(kù)”模塊(圖7)，用戶可在這個(gè)模塊瀏覽系統(tǒng)中包含所有害蟲(chóng)的圖片，將害蟲(chóng)的標(biāo)本與系統(tǒng)中的圖片進(jìn)行對(duì)比，是另一條快速診斷葡萄害蟲(chóng)的途徑，當(dāng)選中疑似診斷對(duì)象的圖片時(shí)，可用鼠標(biāo)點(diǎn)擊該圖片，進(jìn)入該圖中害蟲(chóng)的詳細(xì)信息界面，進(jìn)一步閱讀有關(guān)信息，判斷是否為該害蟲(chóng)。

2.4 葡萄害蟲(chóng)詳細(xì)信息查詢

用戶也可直接點(diǎn)擊“害蟲(chóng)信息”鍵，進(jìn)入該模塊(圖8)，在這個(gè)模塊的主界面顯示的“害蟲(chóng)列表”中，選中想查看的害蟲(chóng)名稱，點(diǎn)擊該名稱，即可進(jìn)入該害蟲(chóng)的詳細(xì)信息頁(yè)面。害蟲(chóng)詳細(xì)信息包含其形態(tài)特征、為害方式、生活史、害蟲(chóng)圖片。

3 結(jié)論

目前該網(wǎng)絡(luò)版的中國(guó)葡萄害蟲(chóng)檢索與查詢系統(tǒng)已收入34種葡萄害蟲(chóng)信息。這個(gè)系統(tǒng)有2個(gè)顯著優(yōu)越性：(1)檢索表中形態(tài)特征的描述鏈接加標(biāo)注的圖像，圖像可隨鼠標(biāo)放大，看清細(xì)節(jié)，能夠幫助用戶克服對(duì)害蟲(chóng)形態(tài)特征描述不理解的障礙；(2)害蟲(chóng)分布情況在地圖上一目了然，點(diǎn)擊地名拉出當(dāng)?shù)氐钠咸押οx(chóng)名單，方便用戶快速了解當(dāng)?shù)匕l(fā)生過(guò)哪些葡萄害蟲(chóng)。該系統(tǒng)將在實(shí)際應(yīng)用中接受用戶的反饋意見(jiàn)，不斷完善和改進(jìn)。

[1]郝 奎，劉忠雙，張虎成，等. 農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)發(fā)展概況[J]. 世界農(nóng)業(yè)，1993(1)：44-45.

[2]Mahaman B，Passam H C，Sideridis A B，et al. DIARES-IPM：a diagnostic advisory rule-based expert system for integrated pest management inSolanaceouscrop systems[J]. Agricultural Systems，2003，76(3)：1119-1135.

[3]Gonzalez-Andujar J L. Expert system for pests，diseases and weeds identification in olive crops[J]. Expert Systems With Applications，2009，36(2)：3278-3283.

[4]胡 奇，馬吉祥. 用計(jì)算機(jī)進(jìn)行昆蟲(chóng)分類檢索研究初探[J]. 昆蟲(chóng)知識(shí)，1990(1)：40-44.

[5]王愛(ài)茹，劉書(shū)華，曹克強(qiáng)，等. 基于規(guī)則和圖形的蘋(píng)果、梨病蟲(chóng)害診斷及防治專家系統(tǒng)[J]. 河北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，1999，22(1)：60-62.

[6]李會(huì)寧，馬 永. 蘋(píng)果病蟲(chóng)害診治專家系統(tǒng)[J]. 計(jì)算機(jī)與農(nóng)業(yè)，1995(2)：19-20.

[7]耿歡歡. 農(nóng)業(yè)昆蟲(chóng)信息查詢與管理系統(tǒng)[D]. 哈爾濱：東北農(nóng)業(yè)大學(xué)，2011.

[8]劉月仙，沈佐銳，蔡新顏. 農(nóng)業(yè)害蟲(chóng)輔助鑒定與防治咨詢系統(tǒng)的研制[J]. 計(jì)算機(jī)與農(nóng)業(yè)，2002(1)：9-11.