摘 要：在我国一系列惠农政策的推动下，农村经济得到了快速的发展。现阶段的农业生产中，农作物生产收入仍然是农民总 收入中的重要组成部分，因而长期以来，广大农业科技工作者不断在为农作物病虫害防治工作而努力。随着农业信息化时代的 到来，为了进一步提升农作物病虫害防治水平，研发了病虫害防治管理信息系统，为实现农民增产增收起到了一定的促进作 用。本文在介绍农作物病虫害防治管理信息系统设计的基础上，阐述了系统的功能和实现功能的原理及方法，进而描述了系统 病虫害诊断防治的流程，以提高农业作物病虫害治防效果，更好地服务于农业生产。

　　关键词：农作物,病虫害,防治,管理信息系统,开发研究

　　1. 引言

　　我国自古以来一直是农业大国，所以比较重视农 业作物病虫害的治防工作。每年病虫害造成的农业损 失触目惊心，以南陵县弋江镇为例，水稻种植面积近 13 万亩，小麦种植面积 4 万多亩，油菜种植面积 11 万亩，据不完全统计，每年因农作物病虫害造成的损 失高达 300 多万元。病虫害严重影响了农业生产，挫 伤了农民生产的积极性，危害了农业生产安全。如何 提升农作物病虫害的治防效率显得至关重要。由于农 作物病虫害具有明显的时空分布特征，很难实现有效 的病虫害监测，这增加了病虫害的防治难度。为了进 一步提升病虫害防治管理水平，实现科学化、信息化、 智慧化和可视化的防治管理，需要加强对现代信息技 术的利用，如地理信息系统 GIS 技术和全球定位系统 GPS 技术等，改变传统农业病虫害信息调查管理工作 存在的弊端。利用现代化信息技术手段的同时，还需 结合用户使用终端 PDA 等相关工具，进行农业作物 病虫害防治管理信息系统的研究开发，实现对病虫害 发生的过程、造成的具体损失以及当地实际采取的防 治措施等相关信息进行动态定位采集、更新和预测， 以降低农作物病虫害造成的损失。

　　2. 系统设计

　　在开发农作物病虫害防治管理系统时，首先应具备能够实时采集病虫害发生和防治相关信息的功能。 通过田间数据信息采集系统，实现对所需信息的采集， 这样不仅能够及时知道病虫害发生的实际情况，也能 及时掌握相应的防治信息，进而更好地开展相应的防 治工作。在设计该系统的过程中，应确保其便于操作 和维护，具有较高的经济性和实用性。其次系统应具 备信息分析、处理和输出的功能。这样在实际开展病 虫防治管理工作的过程中，能及时对各种信息进行处 理，能够接收各种不同的媒体信息，对相关信息进行 统计，并能够查询相关信息，实现对查询结果的图形 化显示 [1]。另外， 系统还要具备信息数据传输的功能， 实现网络数据针对性、准确性地传输。因此，将系统 分为多个子系统实现相关的功能。

　　2.1 信息数据采集系统设计

　　为了保障系统的易操作性和简洁性，可以使用用 户终端掌上电脑作为采集的主要工具。主要包含以下 几个功能模块：其一为全球定位系统数据的处理功能， 主要负责针对全球定位系统 GPS 设备通讯端口数据 进行解译，从中提取有价值信息。其二为地理信息系 统 GIS 基本操作功能，主要负责相应的地图地理信息 操作，包括信息的显示、全图以及自由缩放查看等功 能。其三为田间作业数据采集和处理功能，主要负责 田间病虫害防治工作的数据信息管理，主要采取作业 工作空间的管理方式，可以进行新建和存储等相关操作。一般情况下，一次田间信息采集作业主要涉及病 虫害数据和数据采集作业日志，前者包含病虫害名称、 发生程度以及具体的农业作物类型，后者包含采集作 业类型、作业人员以及使用的设备类型等信息。其四 为田间信息采集功能，主要采集病虫害在不同作物和 区域发生的相应情况，并进行保存。在农作物病虫害 信息数据库中涵盖了多种表格信息，如病虫害防治信 息表、作业日志信息表以及作物病虫害信息表等。

　　2.2 管理信息系统设计

　　由于农作物病虫害信息管理系统具有较强的综合 性，不仅具备信息数据管理、分析以及呈现等功能， 同时也是面向各个省县不同级别的用户，所以该系统 必须具有数据信息管理、分析和输出的功能。既能够 对相关信息进行分析，也能及时输出数据处理结果。 因此，该系统主要分为以下功能：其一为数据导入转 换功能，主要负责接收病虫害信息，并且能够实现用 户数据导入。同时能够将这些数据进行转换，变为指 定的数据格式，这样才能便于分析工作的开展。其二 为数据调阅和编辑功能，主要负责为用户提供相应的 界面和接口，使其不仅能够调阅相应信息，也易于对 信息数据进行整理和编辑。其三为数据分析功能，主 要借助地理信息系统 GIS 技术，实现对地图信息的相 应操作，并且还具有统计分析功能和病虫害信息图形 查询分析功能。其四为数据汇总上报功能，主要负责 原始数据的采集、分析和预测预报，对这些信息进行 融合和整理，然后传输到相应的数据信息控制中心 [2]。 其五为农作物病虫害数据时间序列分析功能，主要可 以对病虫害相关信息进行具体分析，即根据用户界定 的相关限定条件，如农作物类型和地域范围等，实现 对特定时间段内病虫害发生过程的再现，进而达到时 间序列分析的作用。

　　2.3 系统数据库设计

　　系统主要由作物类别表、农药品种表、病害表以 及处方表等多个数据表构成。不同数据表之间通过关 联字段建立联系，以实现系统化、专业化的病虫害诊 断治防。具体数据表设计如下：其一为农业作物门类 表，主要包含作物门类和序号这两个数据项。其二为 农业作物名称表，相较于作物类别表增加了一项作物 名称的数据项。该表中保存收集的所有作物，通过字段序号实现与其他表格的关联，并与病害表、处方表 以及作物类别表等皆有关联。其三为病害表，该表是 病害诊断的基础，包含诊断特征等相关资料。其中病 害诊断特征主要有发病时期、具体病症、患病部位等 信息，档案资料包含序号、发病症状和防治措施等信 息。其四为害虫表，主要关于害虫鉴定的相关信息， 并分为两种类型，一类为成虫鉴定，还有一类为幼虫 鉴定。前者主要根据成虫的大小、触角以及体色等方 面进行鉴定，后者主要根据幼虫的大小、危害状以及 足型等方面进行鉴定 [3] 。其五为病害图，主要包含序 号和病害序号字段等信息，通过图片信息，并结合病 害典型症状，帮助用户实现对病害的确定。其六为害 虫图，主要包含序号和虫害序号字段，根据图片信息， 并结合虫害的典型特征，帮助用户实现虫害的确定。

　　2.4 系统总体框架结构设计

　　通过友好的终端界面，实现终端使用者与管理系 统的交流，并根据终端使用者输入的数据信息进行相 应数据信息的筛选，反馈给终端使用者所需的信息。 系统最为核心的部分为知识库，不仅相关专家可以对 知识库进行管理，用户也可以对其进行相应的维护。 具体的病虫害诊断防治流程为：选择诊断类别，进行 相应的诊断行为，给出最终的诊断结果，并制定相应 的防治措施。

　　3. 系统功能与实现

　　3.1 信息采集系统功能的实现

　　系统的运行需要基于掌上电脑 PDA 的嵌入式应 用软件，而这一软件运行的操作系统为 Microsoft- PocketPC2002. 利用嵌入式数据库兑现 ADOCE 实现 相应具体功能。对于该系统而言，病虫害信息采集模 块是其主要的功能模块，引导用户录入病虫害发生和 治 防 的信息，并输入相应 的 田 间作业 日志，通过 Pocket Access 实现对这些数据的保存 [4] 。另外，考虑 到用户需要经常进行田间作业，所以系统中设计了作 业导航模块。为了帮助用户到达目的地，利用全球定 位系统 GPS 定位数据，并结合用户提供的地图数据， 对用户的位置距离信息进行计算，并且在这一过程中 能够记录用户的航迹线。

　　3.2 信息管理系统功能的实现

　　系统是运行于 PC 机的应用软件，基于 Map Ob- jects 2.0 组件，实现系统地理信息系统 GIS 功能的开 发，数据库采用 Microsoft Office Access 2003.首先， 利用微软公司嵌入式、移动计算平台远程应用程序接 口 Remote-API，数据导入转换模块实现个人电脑 PC 机对用户使用终端掌上电脑的访问，从而实现两者病 虫害信息数据的交换。同时，利用 Remote API 实现 远程访问。在导入和转换掌上电脑 PDA 数据库时， 需要借助相应的 API 函数来进行。并且在完成转换后， 还需借助相应的 API 函数来结束所有的连接。在对这 些数据完成转换和录入后，系统为了能够帮助用户浏 览内部的病虫害数据信息，需要利用 Cell 组件提供 相应的用户界面和接口。其次，利用 Map Objects 地 理信息系统 GIS 功能组件，实现对地图信息的操作等 功能。再次，用 Map Objeets2.0 组件，实现对病虫害 信息的专题图分析，根据用户设定的相应限定条件， 获取当地区域的属性数据。并且能够根据查询出的数 据，生成相应的统计图，并通过 CGraph 绘图类设计， 完成相应饼图和柱状图等图例的绘制 [5] 。最后，根据 数据控制中心的要求，各个试验站采用规定的结构形 式，利用系统生成相应的报表文件，并上传给特定的 数据控制中心。系统采用 SMTP 协议进行数据传输， 管理中心采用 POP3 协议完成接收。

　　3.3 病虫害诊断治防流程的实现

　　在进行作物病害的实际诊断过程中，用户应从不 同的病害鉴定特征中选择一个最有把握的特征进行查 询，不管是发病时期，还是病斑颜色等。同时，也可 以进行多条任意查询。一旦用户输入相应的诊断条件， 系统会进行筛选，将相应病害的典型症状呈现出来， 并且信息非常详细，包含症状图、防治措施、具体症 状以及发病条件等。同时，还提供相应的图片信息， 这样用户可以通过这些特征和图片来确定鉴定结果， 具有较强的准确性。最后系统会给出相应的防治措施， 用户能够根据系统提供的防治措施进行相应的防治， 具有较强的针对性。其次是对害虫的诊断。这部分主 要根据虫害的大小类型进行诊断。对于成虫的诊断， 主要根据其大小、触角、体色等信息进行诊断，幼虫 需要根据其大小、危害状以及体色等信息进行诊断。

　　在实际进行操作的过程中，用户只需给出任意的鉴定 特征，将相应的鉴定特征输入到系统当中，系统就能 筛选出相应的典型特征，进行下一步确认后，能够得 出虫害的具体信息，包括图片信息、防治措施、体型 特征以及生活习性等，帮助用户进行确认。

　　除此之外，由于生物性状多种多样会导致有时难 以进行病虫害鉴定，所以需要对其鉴定特征进行规范。 经过咨询相关专家，并经过相关实践验证，将其鉴定 特征可以进行以下规范：将其发病时期规范为作物的 整个生长发育期，包括苗期、花期以及生育期等，在 这期间作物都可能发病。对于其发病部位进行规范， 主要是其诸多部位都存在发病的可能， 如根部、果实、 茎秆以及整株 [6] 。病斑颜色规范为黑色、白色、红色 以及灰色等几个比较具有代表性的颜色。将红黑、深 黑与淡黑都列为黑色;将乳白色、花白色与浅白色等 都列为白色;将深红、棕红以及淡红等都列为红色; 将深灰、花灰以及浅灰都列为灰色等等，对相应病斑 颜色以及相似颜色进行规范。另外将病斑形状规范为 小斑点，不规则，圆形，大斑点以及叶枯等形状，并 将与接近圆形的形状归为圆形，与椭圆形接近的形状 统一归为椭圆形。

　　4. 结束语

　　随着我国科技信息的不断发展，农作物病虫害治 防工作也应及时跟上时代的发展，全面提高防治管理 水平。通过农作物病虫害治防管理信息系统的设计开 发，实现了全球定位系统 GPS 和地理信息系统 GIS 技术的结合应用，能够有效预防病虫害的发生，并实 现科学化的治理、信息化与可视化的治防，对保障农 业作物健康生长，促进农业增产增收具有重要的现实 意义。同时，为了进一步提升农业现代化的水平，应 不断根据实际工作情况，积极完善治防系统，并加强 试验推广。目前就上述相关技术已经在我县两大农业 龙头企业芜湖市青弋江种业公司和南陵县红宝种业公 司开展了试运行，并取得了阶段性成果。下一步将就 试验中取得的数据进行分析整理，不断完善系统，更 好地满足用户的需求，提高农业作物病虫害治防效果， 更好地服务于农业生产。

　　参考文献

　　[1] 李欣泽 , 邓昀 , 陈守学 . 基于物联网的智慧农业系统建设与思考 [J]. 智慧农业导刊 , 2021(5):4.

　　[2] 陈嘉瑞 , 韦曼华 , 宫晓波 . 农业作物病虫害防治体系建设研究 [J]. 河南农业 , 2018(20):2.

　　[3] 徐荣仔 , 熊清华 , 史华新 , 等 . 农业作物病虫害专业化统防统治进 展与思考 [J]. 农业与技术 , 2017(2):1.

　　[4] 李佳丹 , 詹柴 , 徐志豪 . 西瓜栽培管理专家系统中病虫害诊断模 块的设计构建 [J]. 科学技术创新 , 2018(36):2.

　　[5] 王振霞 . 基于农业作物病虫害防治技术分析 [J]. 大科技 , 2017(027):185-186.

　　[6] 陈继光 , 宋显东 , 王春荣 , 等 . 黑龙江农业作物病虫害在线监测管 理系统开发与应用 [J]. 中国植保导刊 , 2017(8):7.