一種決策馬鈴薯晚疫病防治系統及方法
【專利摘要】一種決策馬鈴薯晚疫病防治系統及方法，本發明涉及決策馬鈴薯晚疫病防治領域，本發明要解決濫用農藥、馬鈴薯種植品種單一，病害防治時僅僅考慮環境因素對晚疫病菌影響以及數據采集傳輸及發布不及時的問題；該系統包括多點同步無線采集傳輸模塊、決策預警模塊、數據瀏覽發布模塊、用戶管理模塊和侵染曲線定義模塊組成；該系統具體是按照以下步驟進行的：1得到氣象數據的可用輸出信號；2監測和收集影像；3數據傳輸到手機瀏覽監控系統和馬鈴薯晚疫病的Web決策支持系統子模塊；4得出病害發展曲線確定病害潛在發生嚴重程度；5發布決策預警信息；6發布決策預警結果信息；7整理和統計數據；本發明應用于決策馬鈴薯晚疫病防治領域。
【專利說明】一種決策馬鈴薯晚疫病防治系統及方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及馬鈴薯晚疫病防治系統及方法。特別涉及一種決策馬鈴薯晚疫病支持 系統及方法。
【背景技術】
[0002] 由致病疫霉Phytophthora infestans (Mont. ) de Bary引起的晚疫病是目前危害 馬鈴薯生產最嚴重的病害，其具有高速流行性，防治比較困難，每年因此病的發生導致全世 界損失約170億美元，我國損失約10億美元。長期以來，化學防治是控制馬鈴薯晚疫病最有 效和最簡單的方法。但是，在病害防治過程中，普遍存在著用藥不及時和濫用農藥等問題， 一旦用藥不及時就很難有效控制病害的發生和流行，而且濫用農藥會使有毒化學物質在植 物體內、水中及土壤中富集，一部分有害物質便通過物質循環進入農作物及人畜體內，嚴重 污染農產品和環境，更會對人體健康造成危害，從而引發各種疾病。因此，研究馬鈴薯晚疫 病決策支持系統，尤為重要，它可以準確噴施殺菌劑，還可有效控制病害的發生及流行，即 降低了因該病害所造成損失，又杜絕濫用農藥，這樣不僅降低生產成本，而且減少化學藥劑 對環境壓力，因此，馬鈴薯晚疫病決策支持系統的應用在馬鈴薯生產上具有非常重要意義。
[0003] 目前國際上已經使用的馬鈴薯晚疫病決策支持系統有17個，且各具優缺點，它們 分別應用于不同的馬鈴薯生產地區，如在丹麥、德國等國家廣泛應用的NegFry決策支持系 統（DSS)，在荷蘭得到廣泛應用的ProPhy決策支持系統，還有美國的BLITECAST模型，國際 馬鈴薯中心的CASTOR模型軟件等，這些模型系統均有效控制馬鈴薯晚疫病發生及流行。國 外馬鈴薯預測預報模型主要在特定地區和環境下運行，且國外馬鈴薯種植品種單一，病害 防治時僅僅考慮環境因素對晚疫病菌影響，數據采集傳輸及發布不及時等缺點。根據國外 技術缺陷，以及我國馬鈴薯晚疫病發生及分布特點，建立適合本地區的預測預報模型，是解 決馬鈴薯晚疫病防治問題的當務之急。
【發明內容】
[0004] 本發明的目的是為了解決馬鈴薯種植過程中濫用農藥、馬鈴薯種植品種單一，病 害防治時僅僅考慮環境因素對晚疫病菌影響以及數據采集傳輸及發布不及時的問題而提 出的一種決策馬鈴薯晚疫病支持裝置及方法。
[0005] 上述的發明目的是通過以下技術方案實現的：
[0006] 所述的馬鈴薯晚疫病決策支持系統包括多點同步無線采集傳輸模塊、決策預警模 塊、數據瀏覽發布模塊、用戶管理模塊和侵染曲線定義模塊組成；其中，多點同步無線采集 傳輸模塊為GPRS或CDM移動無線通信子模塊、數據瀏覽發布模塊包括馬鈴薯晚疫病的Web 決策支持系統子模塊和手機瀏覽監控系統子模塊；
[0007] 所述的用戶管理模塊是本系統對用戶管理和系統管理設置模塊，多點同步無線采 集傳輸模塊是將田間采集數據進行傳輸到決策預警模塊；決策預警模塊根據侵染曲線定義 模塊將傳輸數據進行整理分析，得出病害發生趨勢；數據瀏覽發布模塊將病害發生趨勢在 馬鈴薯晚疫病的Web決策支持系統子模塊和手機瀏覽監控系統子模塊及時發布，用戶在網 絡和手機端能夠實時瀏覽田間病害發生情況，及時通過馬鈴薯晚疫病的Web決策支持系統 子模塊進行數據查詢、數據對比、數據統計和描繪數據曲線。
[0008] 所述的一種決策馬鈴薯晚疫病防治方法，其特征在于它包括如下步驟：
[0009] 步驟一、氣象站采用傳感器進行氣象檢測后通過采集溫濕度、降雨量、風速和風桿 指出風向的氣象數據，并轉換成氣象數據的可用輸出信號，其中，傳感器、氣象站和采集器 以太陽能供電系統為動力；
[0010] 步驟二、孢子捕捉器捕捉田間晚疫病原菌孢子，實時進行田間晚疫病原菌孢子數 據監測和收集；利用高清攝像頭實時監測和收集田間馬鈴薯晚疫病發生情況和氣象站情況 的影像，其中，高清攝像頭和孢子捕捉器以太陽能太陽能供電系統為動力，氣象站情況的影 像包括氣象站運行情況和氣象站分布信息；
[0011] 步驟三、多點同步無線采集傳輸模塊中的GPRS或CDMA移動無線通信子模塊將采 集氣象站的地理信息，通過數據瀏覽發布模塊中的馬鈴薯晚疫病的Web決策支持系統子模 塊和手機瀏覽監控系統子模塊及時瀏覽實時顯示GIS地圖上的地理信息數據并且實時將 GIS地圖上的地理信息數據、田間馬鈴薯病害發生情況的影像和氣象數據傳輸到實驗室后 臺服務器的數據庫中并發送到數據瀏覽發布模塊中的手機瀏覽監控系統子模塊中和馬鈴 薯晚疫病的Web決策支持系統子模塊中；
[0012] 步驟四、利用侵染曲線定義模塊對后臺服務器數據庫中的接收的數據進行分析得 出病害發展曲線確定病害潛在發生嚴重程度；其中，病害潛在發生嚴重程度為氣象數據的 圖表、捕捉田間晚疫病原菌孢子數據的圖表以及實時田間馬鈴薯病害發生情況的影像；
[0013] 步驟五、決策預警模塊將通過病害潛在發生嚴重程度，根據晚疫病預測預報模型 原理設計馬鈴薯晚疫病監測預報的初試模型，根據馬鈴薯晚疫病監測預報的初試模型對不 同侵染程度發布決策預警信息；其中，發布決策預警信息包括病原菌潛在發生程度、田間植 株長勢情況、病害發生情況和病原菌孢子分布情況；
[0014] 步驟六、利用馬鈴薯晚疫病的Web決策支持系統子模塊中的馬鈴薯晚疫病的Web 決策支持系統子模塊對決策預警信息進行分析后；得到決策預警結果，根據決策預警結 果，利用數據瀏覽發布模塊中的馬鈴薯晚疫病的Web決策支持系統子模塊啟動短信和郵件 實時告警發布決策預警結果信息，其中，決策預警結果信息包括在氣象數據與田間晚疫病 原菌孢子數據條件下，選用的馬鈴薯的品種種類，以及藥劑類型和劑量的信息；
[0015] 步驟七、利用馬鈴薯晚疫病的Web決策支持系統子模塊和手機瀏覽監控系統子模 塊及時瀏覽晚疫病決策預警信息；該決策預警信息為共享數據，共享數據為病原菌潛在發 生程度、田間植株長勢情況、病害發生情況和病原菌孢子分布情況；根據預測預報信息以及 馬鈴薯的品種特性、晚疫病病原菌菌群特性和殺菌劑特性信息數據，進行整理和統計，錄入 數據庫中；作出判斷及時噴施殺菌劑進行病害防治；即完成了一種決策馬鈴薯晚疫病防治 方法。
[0016] 發明效果
[0017] 為了有效防治馬鈴薯晚疫病，降低生產成本即每畝節約用藥成本70元。，避免過 度施藥對環境造成危害，本發明提供一種馬鈴薯晚疫病決策支持系統，該系統通過分析田 間實時的氣象數據（降雨、相對濕度和溫度），晚疫病菌群體特性，栽培品種抗性等影響因 素之間相關性，建立馬鈴薯晚疫病決策支持系統，本系統有效增強了防治馬鈴薯晚疫病的 預見性和計劃性，及時發布病情發展趨勢，避免盲目施藥，提高防治工作的經濟效益每畝采 用測報模型每畝比不噴藥增收702元、生態效益和社會效益，使之更加經濟、安全、有效。
[0018] 本發明應用比利時預測預報模型原理，設計出適合黑龍江省的測報軟件，再根據 自主設計的軟件進行氣象數據收集、整理和輸出，最后根據測報系統分析，可明確最佳噴施 藥劑時間，并通過病害的發展情況，調查藥劑防治效果，確定馬鈴薯晚疫病最佳防治方案。 以期建立適合本地區馬鈴薯晚疫病預警系統，最終指導農民施藥，達到應用的效果，即采用 測報模型進行病害防治，可以有效控制馬鈴薯晚疫病發生及流行，并且采用測報模型防治 措施，減少2次施藥，如圖6和圖7所示；
[0019] 本系統結合環境-病原菌-寄主等多要素進行分析，在環境方面主要是實時采用 田間氣象數據，將數據存入Sql-Sever數據庫中，實時分析數據，給出馬鈴薯晚疫病侵染曲 線,溫濕度及降雨情況；在病原菌方面,主要采集本地區晚疫病菌,并對晚疫病菌群體特性 進行研究，及時公布病原菌群體特性，了解病害發展變化規律；寄主方面根據本地區種植品 種情況，每年通過田間試驗，明確不同品種的馬鈴薯對晚疫病菌抗性情況，通過品種抗性及 生育期等情況，及時調整防治措施。通過以上數據分析，本系統結合化學殺菌劑特性，制定 合理防治措施，給出確切噴施殺菌劑時間，以Web和手機瀏覽方式向用戶分享各種信息，可 以隨時隨地了解馬鈴薯晚疫病情況。
[0020] 本發明采用馬鈴薯晚疫病預測預報原理，自行設計測報軟件及氣象數據接收軟 件，對生產區馬鈴薯晚疫病進行預測預報，及時噴施藥劑，可有效控制馬鈴薯晚疫病發生與 流行。通過2年的田間試驗比較顯示，在田間防治效果采用測報模型防治效果與每7天噴 施藥劑防治可達到同等作用效果，并且，利用測報模型可降低殺菌劑使用次數，降低成本， 提高產量與對照相比采用測報模型，降低小薯率為3. 77 %。，減少化學藥劑對環境帶來的壓 力。因此，本模型完全可以用于感病品種短期晚疫病預測預報。
[0021] 本發明將監測終端、無線通訊（多點同步無線采集傳輸模塊中的GPRS移動通訊技 術（無線傳輸模塊）Web技術）植保知識、疫病知識、專家經驗、人工智能技術、地理信息系 統（GIS)、決策支持系統（DSS)有機地結合起來，能夠對各個測站安裝地區的馬鈴薯晚疫病 信息進行實時監測、預警和診斷，對農戶種植的馬鈴薯是否染病以及是否需要藥物防治進 行科學的預測決策，直接為馬鈴薯生產進行服務。
[0022] 傳統的監測數據處理手段比較落后，例如：發送郵件、打電話、發電報等。這些手段 不能夠及時傳遞數據。大大降低了信息的實時性和準確率。本發明實現通過互聯網和手機 網絡，通過本系統平臺，可以實時準確掌握病害發生情況，以及歷史數據，顯著提高防治效 率。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0023] 圖1是【具體實施方式】二提出的決策馬鈴薯晚疫病防治系統構成圖；
[0024] 圖2是【具體實施方式】一提出的馬鈴薯晚疫病防治決策界面示意圖；
[0025] 圖3是【具體實施方式】二提出的預警發送預警信息界面示意圖；
[0026] 圖4是【具體實施方式】二提出的馬鈴薯晚疫病潛在侵染曲線趨勢圖；其中，縱坐標 為平均溫度得分值，橫坐標7月1、28和30日為第一代（不易發現病斑）首次侵染曲線；7 月5、16、12、23和29為第二代（個別病斑）首次侵染曲線；7月24、25、26和27為第三代 (病斑）首次侵染曲線；依據近期天氣預報，當第三代首次侵染達到4?6分的時候，采用 保護劑噴霧；如果當時下雨，錯過了施藥時間，采用保護治療劑或者治療劑噴霧；第四代以 后每代的首次侵染達到4?6分時，采用保護劑噴霧；如果當時下雨，錯過了施藥時間，采用 保護治療劑或者治療劑噴霧；
[0027] 圖5是【具體實施方式】二提出的藥劑、藥械推薦界面示意圖；
[0028] 圖6是【具體實施方式】二提出的馬鈴薯晚疫病的Web決策支持系統界面示意圖；
[0029] 圖7是【具體實施方式】二提出的手機瀏覽監控系統子模塊示意圖；
[0030] 圖8是【具體實施方式】二提出的氣象站數據實時查詢界面示意圖；
[0031] 圖9是【具體實施方式】二提出的不同地區氣象數據比對界面圖；
[0032] 圖10是【具體實施方式】二提出的不同地區氣象數據統計示意圖；
[0033] 圖11是【具體實施方式】二提出的氣象數據曲線界面示意圖；
[0034] 圖12是【具體實施方式】二提出的氣象監測站信息示意圖；
[0035] 圖13是【具體實施方式】二提出的用戶管理界面示意圖；
[0036] 圖14是【具體實施方式】二提出的馬鈴薯種植監測期設置界面示意圖；
[0037] 圖15是【具體實施方式】二提出的馬鈴薯晚疫病侵染曲線示意圖；其中，1為馬鈴薯 晚疫病侵染潛在發生較輕的曲線、2馬鈴薯晚疫病侵染潛在發生中等的曲線、3馬鈴薯晚疫 病侵染潛在發生較重和4潛在發生較嚴重的曲線；
[0038] 圖16是【具體實施方式】二提出的不同氣象站濕潤期統計示意圖；
[0039] 圖17是【具體實施方式】二提出的黑龍江省馬鈴薯晚疫病決策支持系統實況監測示 意圖；
[0040] 圖18是【具體實施方式】三提出的GIS地圖上的地理信息數據示意圖；
[0041] 圖19是【具體實施方式】三提出的手機瀏覽監控系統子模塊瀏覽實時顯示在GIS地 圖上的地理信息示意圖；
[0042] 圖20是【具體實施方式】三提出的晚疫病發生的嚴重程度與濕潤期持續關系示意 圖；
[0043] 圖21是【具體實施方式】三提出的馬鈴薯晚疫病病原菌菌群特性情況示意圖；
[0044] 圖22是實施例中提出的應用本發明田間防治效果示意圖
[0045] 圖23是實施例中提出的2010年不同處理的感病品種病害發展曲線示意圖
[0046] 圖24是實施例中提出的2010年不同處理之間AUDPC值其中，CK為空白對照；MH 為模型處理；UH為每7天噴藥處理；
[0047] 圖25是實施例中提出的2010年不同處理大中小薯率結果；其中，CK為空白對照； MH為模型處理；UH為每7天噴藥處理；
[0048] 圖26是實施例中提出的2011年田間病害發展趨勢示意圖；
[0049] 圖27是實施例中提出的2011年田間病害發展曲線圖；其中，CK為空白對照組
[0050] 圖28是實施例中提出的2011年不同處理AUDPC值示意圖；其中，CK為空白對照
[0051] 圖29是【具體實施方式】三提出的馬鈴薯晚疫病決策支持系統運流程圖。
【具體實施方式】
【具體實施方式】 [0052] 一：本實施方式的一種決策馬鈴薯晚疫病防治系統，具體包括：多 點同步無線采集傳輸模塊（數據采集傳輸模塊）、決策預警模塊、數據瀏覽發布模塊、用戶 管理模塊和侵染曲線定義模塊組成；其中，多點同步無線采集傳輸模塊為GPRS或CDM移動 無線通信子模塊（無線傳輸子模塊）、數據瀏覽發布模塊包括馬鈴薯晚疫病的Web決策支持 系統子模塊和手機瀏覽監控系統子模塊；
[0053] 所述的用戶管理模塊是本系統對用戶管理和系統管理設置模塊，多點同步無線采 集傳輸模塊是將田間采集數據進行傳輸到決策預警模塊；決策預警模塊根據侵染曲線定義 模塊將傳輸數據進行整理分析，得出病害發生趨勢；數據瀏覽發布模塊將病害發生趨勢在 馬鈴薯晚疫病的Web決策支持系統子模塊和手機瀏覽監控系統子模塊及時發布，用戶在網 絡和手機端能夠實時瀏覽田間病害發生情況，及時通過馬鈴薯晚疫病的Web決策支持系統 子模塊進行數據查詢、數據對比、數據統計和描繪數據曲線如圖2。
[0054] 本實施方式效果：
[0055] 馬鈴薯晚疫病決策支持系統是集病害生態學、生物學，以及氣候學、數理統計學、 作物栽培學等學科為基礎的一門綜合技術，其主要應用馬鈴薯晚疫病病害防治工作，本系 統準確地預測病害的發生趨勢和危害程度，結合病原菌及栽培品種特性情況，給出合理噴 施殺菌劑時間及類型，從而使病害的發生指數壓低在經濟允許水平以下，確保馬鈴薯的健 康生長。
[0056] 馬鈴薯晚疫病預測預報模型主要應用于馬鈴薯晚疫病防治工作，是服務于廣大馬 鈴薯生產企業和農民的公益事業，通過該技術可以大大降低企業和農民的生產成本。根據 當前農藥市場價格進行測算表明，防治晚疫病成本為120-225元/公頃/次，我省馬鈴薯種 植面積50萬公頃，如果全部進行防治，在測報系統指導下合理用藥，減少一次不必要的施 藥就可節約生產成本0.6億-1. 125億元人民幣。另外，晚疫病測報工作所積累的系統資料， 可以為進一步掌握其動態變化規律，乃至運用系統工程學的理論和方法分析農田生態系統 內各類因子與晚疫病發生為害的關系，為因地制宜地制訂最合理的綜合防治方案提供科學 依據。因此，這項工作不僅關系到當年當季的馬鈴薯生產，而且對提高長期綜合防治的總體 效益具有戰略意義，進而促進馬鈴薯產業的健康、穩定、持續發展。
[0057] ①本發明自2009年以來，連續四年進行了多點試驗、測試和應用，該測報體系已 在哈爾濱周邊地區、肇東、依安和克山等地區馬鈴薯種植基地推廣應用，至今累計建立晚疫 病預測預報站次11個，測報系統應用面積達13. 95萬畝，該項技術的應用，直接受益對象有 1500多個馬鈴薯種植者。
[0058] ②該技術通過建立不同區域氣候模式的預測系統，增強防治馬鈴薯晚疫病的預見 性和計劃性，及時發布病情發展趨勢，避免盲目施藥，不僅有效降低了防治藥劑的生產成 本，同時減少了化學藥劑對環境污染，全面提高了防治工作的經濟效益、生態效益和社會 效益，使之更加經濟、安全、有效。因此，馬鈴薯晚疫病預測預報模型的應用在馬鈴薯產業 發展上具有極高的的實用價值和重要社會意義。2009-2012連續四年應用預測預報技術 防治馬鈴薯晚疫病防治效果達80-95%，減少農藥用量15-20 %，降低成本20 %，產量提高 30-50%，農民畝增收1000-2000元，節約成本1176萬元。既降低生產成本，保護環境，又提 高農民收入。
[0059] ③本發明建立了一個氣象數據自動處理中心，實現數據實時在線統一管理，為該 項技術的進一步推廣應用提供了完備的硬件支撐。
【具體實施方式】 [0060] 二：本實施方式與一不同的是：所述多點同步無線采 集傳輸模塊即GPRS移動通訊技術是最新一代分組轉移傳輸模式，以太陽能板為動力，多點 同步采集數據允許用戶在端到端分組轉移模式下發送和接收數據，而不需要利用電路交換 模式的網絡資源；將采集氣象和田間數據進行數據傳輸，傳輸到GPRS或CDM移動無線通信 子模塊，通過GPRS或CDMA移動無線通信子模塊向服務器上報實時氣象和田間數據（如圖 1)；
[0061] 所述決策預警模塊用于利用后臺服務器對接收數據進行處理分析，是決策馬鈴薯 晚疫病防治系統核心構件表示層，主要發布晚疫病防治決策、預警發送、藥劑藥械和農藥信 息；其中，防治決策：對是否施藥、什么時候施藥提供一個判斷依據，直接反映決策預警結 果，人為根據設計需要及決策預警結果提出一定范圍的預防指導，并且根據晚疫病預測預 報模型原理設計馬鈴薯晚疫病監測預報的初試模型定義完成的基礎上，每次測試過程對不 同侵染程度進行分重點提醒（如圖2);預警發送：采用移動短信平臺，向用戶發送晚疫病疫 情和指導防治建議，讓用戶及時了解信息，做好防治準備，掌握最佳打藥時間；同時還具有 郵件發送功能和增加、刪除和修改用戶信息等功能（如圖3);防治決策原則：主要是對防治 過程的一些詳細闡述和解釋（如圖4);藥劑和藥械推薦：主要是對使用藥劑、藥械的一些介 紹（如圖5);
[0062] 所述數據瀏覽發布模塊用于將決策預警模塊分析得出結果通過網絡或者手機端 實時發布；數據瀏覽發布模塊包括馬鈴薯晚疫病的Web決策支持系統子模塊（如圖6)和手 機瀏覽監控系統子模塊（如圖7)，其中，馬鈴薯晚疫病的Web決策支持系統子模塊用于數據 查詢、數據對比、數據統計、數據曲線和監測站信息；數據查詢可通過選擇查詢方式（日查 詢、月查詢）和查詢日期來精確查詢氣象站數據（如圖8);數據對比：數據對比是通過選擇 時間點，來對比不同氣象站同一時刻的數據（如圖9);數據統計是對監測點某個月份的數 據統計，主要包括天的平均數據、極值數據，以及上中下旬和月總結的統計數據（如圖10); 數據曲線分：日查詢、月查詢，根據要查詢的站點選著日期時間，查出平均氣溫、平均濕度、 最高氣溫、最低氣溫等數據曲線圖（如圖11);監測站信息記錄各站點經緯度、詳細地址及 最近數據時間（如圖12);手機瀏覽監控系統子模塊用于手機端實時的氣象數據分析，也同 樣具有以上功能；
[0063] 所述用戶管理模塊包括：用戶管理、新聞管理、圖片管理；用戶管理：用于根據系 統使用者的權限等級，分別進行用戶配置，可以給管理員、用戶分配不同的權限，同時可以 刪除、修改；在未來隨著本系統應用面積逐漸擴大，該模塊將起到更大的作用；其中，用戶 配置包括配置用戶管理權限，主要關鍵數據瀏覽和預測結果發布（如圖13);新聞管理：相 關負責管理人員可以添加有關馬鈴薯晚疫病資料、重要防治決策、馬鈴薯工作會議、重要通 知等等信息；圖片管理：上傳分享有關馬鈴薯方面的圖片信息；
[0064] 所述的侵染曲線定義模塊用于監測期設置、馬鈴薯晚疫病侵染曲線、濕潤期統計、 實況監測和病原菌菌群特性分析；監測期設置用于出苗期和收獲期進行設置，確保馬鈴薯 早熟、中熟、晚熟品種在整個生長過程中都能監測而更加準確（圖14);侵染曲線用于根據 監測期內的侵染統計繪制馬鈴薯晚疫病侵染曲線、溫度和濕度等曲線（圖15);濕潤期統 計用于當濕度大于等于90%后，可以看出開始時間與結束時間，最終高濕持續了多長時間 (圖16);實況監測用于查看田間馬鈴薯長勢、病害發生及晚疫病孢子發生等情況，病原菌 菌群特性分析主要用于對往年病原菌菌群特性情況進行分析，對病原菌防治進行綜合判斷 (圖17)。其它步驟及參數與【具體實施方式】一相同。
【具體實施方式】 [0065] 三：本實施方式與一或二不同的是：步驟一、帶野外 防護機箱的氣象站采用傳感器進行氣象檢測后即美國DAVIS公司生產的Vantage Pr〇2自 動氣象測量儀通過采集溫濕度、降雨量、風速和風桿指出風向有8個方位等的氣象數據，并 轉換成氣象數據的可用輸出信號，其中，傳感器、氣象站和采集器以太陽能供電系統為動 力；
[0066] 步驟二、孢子捕捉器捕捉田間晚疫病原菌孢子，實時進行田間晚疫病原菌孢子數 據監測和收集；為病害預測預報提供更加準確數據支持；利用高清攝像頭即大分辨率攝像 頭（大分辨率攝像頭型號和分辨率范圍）實時監測和收集田間馬鈴薯晚疫病發生情況和 氣象站情況的影像，其中，高清攝像頭和孢子捕捉器以太陽能太陽能供電系統為動力，田間 馬鈴薯病害發生情況的影像具體為田間馬鈴薯葉片健康程度，葉片是否發病及發病嚴重程 度；氣象站情況的影像包括氣象站運行情況和氣象站分布信息；
[0067] 步驟三、多點同步無線采集傳輸模塊中的GPRS或CDMA移動無線通信子模塊（無 線傳輸模塊）即移動網絡將采集到的氣象數據和影像數據進行遠程傳輸，將采集氣象站的 地理信息（經緯度坐標），通過數據瀏覽發布模塊中的馬鈴薯晚疫病的Web決策支持系統子 模塊和手機瀏覽監控系統子模塊及時瀏覽實時顯示GIS地圖上的地理信息數據（圖18和 圖19) ;GIS地圖上會出已安裝的監測站點，在查詢處可以對相應的監測站點進行監測信息 查詢，或單擊GIS地圖上的監測站點彈出監測信息；各個監測站點的顏色表示：灰色（無數 據）、綠色（無侵染）、藍色（一代侵染）、黃色（二代侵染）、紅色閃爍（三代以上侵染）； 并且實時將GIS地圖上的地理信息數據、田間馬鈴薯病害發生情況的影像和氣象數據傳輸 到實驗室后臺服務器的Sql Serve數據庫中并發送到數據瀏覽發布模塊中的手機瀏覽監 控系統子模塊中（圖6)和馬鈴薯晚疫病的Web決策支持系統子模塊中（圖7);
[0068] 步驟四、利用侵染曲線定義模塊對后臺服務器數據庫中的接收的數據進行分析得 出病害發展曲線（即馬鈴薯晚疫病的侵染曲線）確定病害潛在發生嚴重程度（圖20);其 中，病害潛在發生嚴重程度為氣象數據的圖表（圖15)、捕捉田間晚疫病原菌孢子數據的圖 表以及實時田間馬鈴薯病害發生情況的影像（圖17);
[0069] 步驟五、決策預警模塊將通過病害潛在發生嚴重程度，根據晚疫病預測預報模型 原理設計馬鈴薯晚疫病監測預報的初試模型，根據馬鈴薯晚疫病監測預報的初試模型對不 同侵染程度（不同侵染程度分為5種程度，灰色（無數據）、綠色（無侵染）、藍色（一代侵 染）、黃色（二代侵染）、紅色閃爍（三代以上侵染）進行分重點（分重點是如何劃分的）發 布決策預警信息；其中，發布決策預警信息包括病原菌潛在發生程度、田間植株長勢情況、 病害發生情況和病原菌孢子分布情況（圖21);
[0070] 步驟六、利用馬鈴薯晚疫病的Web決策支持系統子模塊中的馬鈴薯晚疫病的Web 決策支持系統子模塊對決策預警信息進行分析后；得到決策預警結果，根據決策預警結果， 利用數據瀏覽發布模塊中的馬鈴薯晚疫病的Web決策支持系統（DSS)子模塊針對疫情的 強弱和發病時間啟動短信如圖3和郵件實時告警發布決策預警結果信息如圖3,其中，決策 預警結果信息包括在氣象數據與田間晚疫病原菌孢子數據條件下，選用的馬鈴薯的品種種 類，以及藥劑類型和劑量的信息；
[0071] 步驟七、利用馬鈴薯晚疫病的Web決策支持系統子模塊和手機瀏覽監控系統子模 塊及時瀏覽晚疫病決策預警信息；該決策預警信息為共享數據，共享數據為病原菌潛在發 生程度、田間植株長勢情況、病害發生情況和病原菌孢子分布情況（圖21);能夠被省、市、 及其所屬相關部門的登陸者實時瀏覽病害監測數據；根據預測預報信息以及馬鈴薯的品種 特性（生育期和抗病性）、晚疫病病原菌菌群特性如圖21和殺菌劑特性信息數據如圖5,進 行整理和統計，錄入數據庫中；作出判斷及時噴施殺菌劑進行病害防治；從而對各個測站 安裝地區的馬鈴薯晚疫病信息進行實時監測、預警和診斷，對農戶種植的馬鈴薯是否染病 以及是否需要藥物防治進行科學的預測決策，直接為馬鈴薯生產進行服務；通過安裝手機 客戶端軟件，達到任何時間、任何地點對馬鈴薯晚疫病的實時監控（流程見圖29)。其它步 驟及參數與【具體實施方式】一或二相同。
【具體實施方式】 [0072] 四：本實施方式與一至三之一不同的是：步驟三中后 臺服務器運用Hibernate、Quartz任務調度、JB流程、Brit報表工具、Spring框架模式和開 發平臺及時進行預警信息發布。其它步驟及參數與一至三之一相同。
【具體實施方式】 [0073] 五：本實施方式與一至四之一不同的是：步驟七中選 用的馬鈴薯的品種特性為生育期和抗病性如圖20,晚疫病病原菌菌群特性為晚疫病菌生 理小種，晚疫病菌的交配型和對藥劑抗性如圖21和殺菌劑特性信息數據為殺菌劑持效期、 殺菌劑防治效果和殺菌劑類型信息如圖5。其它步驟及參數與一至四之一相 同。
[0074] 采用以下實施例驗證本發明的有益效果：
[0075] 實施例一：
[0076] 本實施例一種決策馬鈴薯晚疫病支持系統及方法，具體是按照以下步驟制備的：
[0077] 步驟一、帶野外防護機箱的氣象站采用傳感器進行氣象檢測后即美國DAVIS公司 生產的Vantage Pro2自動氣象測量儀通過采集溫濕度、降雨量、風速和風桿指出風向有8 個方位等的氣象數據，并轉換成氣象數據的可用輸出信號，其中，傳感器、氣象站和采集器 以太陽能供電系統為動力；
[0078] 步驟二、孢子捕捉器捕捉田間晚疫病原菌孢子，實時進行田間晚疫病原菌孢子數 據監測和收集；為病害預測預報提供更加準確數據支持；利用高清攝像頭即大分辨率攝 像頭（大分辨率攝像頭型號和分辨率范圍）實時監測和收集田間馬鈴薯晚疫病發生情況 和氣象站情況的影像，其中，高清攝像頭和孢子捕捉器以太陽能太陽能供電系統為動力， Vantage Pr〇2自動氣象測量儀的擴頻跳頻無線電技術，無線傳輸高達300米，氣象數據每 2. 5秒更新；田間馬鈴薯病害發生情況的影像具體為田間馬鈴薯葉片健康程度，葉片是否 發病及發病嚴重程度；氣象站情況的影像包括氣象站運行情況和氣象站分布信息；
[0079] 步驟三、多點同步無線采集傳輸模塊中的GPRS或CDMA移動無線通信子模塊（無 線傳輸模塊）即移動網絡將采集到的氣象數據和影像數據進行遠程傳輸，將采集氣象站的 地理信息（經緯度坐標），通過數據瀏覽發布模塊中的馬鈴薯晚疫病的Web決策支持系統子 模塊和手機瀏覽監控系統子模塊及時瀏覽實時顯示GIS地圖上的地理信息數據（圖18和 圖19) ;GIS地圖上會出已安裝的監測站點，在查詢處可以對相應的監測站點進行監測信息 查詢，或單擊GIS地圖上的監測站點彈出監測信息。各個監測站點的顏色表示：灰色（無數 據）、綠色（無侵染）、藍色（一代侵染）、黃色（二代侵染）、紅色閃爍（三代以上侵染）。 并且實時將GIS地圖上的地理信息數據、田間馬鈴薯病害發生情況的影像和氣象數據傳輸 到實驗室后臺服務器的Sql Serve數據庫中并發送到數據瀏覽發布模塊中的手機瀏覽監控 系統子模塊中（圖6)和馬鈴薯晚疫病的Web決策支持系統子模塊中（圖7);其中，后臺服 務器運用Hibernate、Quartz任務調度、JB流程、Brit報表工具、Spring框架模式和開發平 臺及時進行預警信息發布；
[0080] 步驟四、利用侵染曲線定義模塊對后臺服務器數據庫中的接收的數據進行分析得 出病害發展曲線（即馬鈴薯晚疫病的侵染曲線）確定病害潛在發生嚴重程度（圖20);其 中，病害潛在發生嚴重程度為氣象數據的圖表（圖15)、捕捉田間晚疫病原菌孢子數據的圖 表以及實時田間馬鈴薯病害發生情況的影像（圖17);
[0081] 步驟五、決策預警模塊將通過病害潛在發生嚴重程度，根據晚疫病預測預報模型 原理設計馬鈴薯晚疫病監測預報的初試模型，根據馬鈴薯晚疫病監測預報的初試模型對不 同侵染程度（不同侵染程度分為5種程度，灰色（無數據）、綠色（無侵染）、藍色（一代侵 染）、黃色（二代侵染）、紅色閃爍（三代以上侵染）進行分重點（分重點是如何劃分的）發 布決策預警信息；其中，發布決策預警信息包括病原菌潛在發生程度、田間植株長勢情況、 病害發生情況和病原菌孢子分布情況（圖21);
[0082] 步驟六、利用馬鈴薯晚疫病的Web決策支持系統子模塊中的馬鈴薯晚疫病的Web 決策支持系統子模塊對決策預警信息進行分析后；得到決策預警結果，根據決策預警結果， 利用數據瀏覽發布模塊中的馬鈴薯晚疫病的Web決策支持系統（DSS)子模塊針對疫情的強 弱和發病時間啟動短信如圖3和郵件實時告警發布決策預警結果信息如圖3,通過Web技 術，將服務器中的數據在數據瀏覽發布模塊中的馬鈴薯晚疫病的Web決策支持系統子模塊 和手機瀏覽監控系統子模塊的網址http：//218. 70. . 37. 104:7003/輸入用戶名和密碼進 行訪問；其中，決策預警結果信息包括在氣象數據與田間晚疫病原菌孢子數據條件下，選用 的馬鈴薯的品種種類，以及藥劑類型和劑量的信息；
[0083] 步驟七、利用馬鈴薯晚疫病的Web決策支持系統子模塊和手機瀏覽監控系統子模 塊及時瀏覽晚疫病決策預警信息；該決策預警信息為共享數據，共享數據為病原菌潛在發 生程度、田間植株長勢情況、病害發生情況和病原菌孢子分布情況（圖21);能夠被省、市、 及其所屬相關部門的登陸者實時瀏覽病害監測數據；根據預測預報信息以及馬鈴薯的品種 特性（生育期和抗病性）、晚疫病病原菌菌群特性如圖21和殺菌劑特性信息數據如圖5,進 行整理和統計，錄入數據庫中；作出判斷及時噴施殺菌劑進行病害防治；從而對各個測站 安裝地區的馬鈴薯晚疫病信息進行實時監測、預警和診斷，對農戶種植的馬鈴薯是否染病 以及是否需要藥物防治進行科學的預測決策，直接為馬鈴薯生產進行服務。通過安裝手機 客戶端軟件，達到任何時間、任何地點對馬鈴薯晚疫病的實時監控。（流程見圖29)，其中， 選用的馬鈴薯的品種特性為生育期和抗病性如圖20,晚疫病病原菌菌群特性為晚疫病菌生 理小種，晚疫病菌的交配型和對藥劑抗性如圖21和殺菌劑特性信息數據為殺菌劑持效期、 殺菌劑防治效果和殺菌劑類型信息如圖5。
[0084] 判斷 1 :
[0085] 根據采集病原菌進行實驗室測試，如果對某藥劑產生抗藥性，避免使用該殺菌劑， 或少量使用殺菌劑。如果生理小種呈現出復雜化，復合性小種占據主導地位，說明病原菌 致病性變強，應更新使用殺菌劑。
[0086]判斷 2 :
[0087] 生育期一般馬鈴薯從播種到子實成熟的總天數，馬鈴薯一般分為早熟品種、中熟 品種和晚熟品種。生育期不同噴施殺菌劑次數不同；
[0088] 品種抗病性標準：
[0089] 根據不同品種抗性，如果感病品種累加病情指數MO，中感品種累加病情指數 >45,中抗品種累加病情指數>50 (中抗品種），就需要第2次噴藥，之后，累加降雨量和病情 指數歸〇,重新開始計算，確定下一次施藥時間。
[0090] 表3品種抗病標準
[0091]
【權利要求】
1. 一種決策馬鈴薯晚疫病防治系統，其特征在于：所述的馬鈴薯晚疫病決策支持系統 包括多點同步無線采集傳輸模塊、決策預警模塊、數據瀏覽發布模塊、用戶管理模塊和侵染 曲線定義模塊組成；其中，多點同步無線采集傳輸模塊為GPRS或CDMA移動無線通信子模 塊、數據瀏覽發布模塊包括馬鈴薯晚疫病的Web決策支持系統子模塊和手機瀏覽監控系統 子模塊； 所述的用戶管理模塊是本系統對用戶管理和系統管理設置模塊，多點同步無線采集傳 輸模塊是將田間采集數據進行傳輸到決策預警模塊；決策預警模塊根據侵染曲線定義模塊 將傳輸數據進行整理分析，得出病害發生趨勢；數據瀏覽發布模塊將病害發生趨勢在馬鈴 薯晚疫病的Web決策支持系統子模塊和手機瀏覽監控系統子模塊及時發布，用戶在網絡和 手機端能夠實時瀏覽田間病害發生情況，及時通過馬鈴薯晚疫病的Web決策支持系統子模 塊進行數據查詢、數據對比、數據統計和描繪數據曲線。
2. 根據權利要求1所述一種決策馬鈴薯晚疫病防治系統其特征在于： 所述多點同步無線采集傳輸模塊以太陽能板為動力，多點同步采集數據允許用戶在端 到端分組轉移模式下發送和接收數據；將采集氣象和田間數據進行數據傳輸，傳輸到GPRS 或CDMA移動無線通信子模塊，通過GPRS或CDMA移動無線通信子模塊向服務器上報實時氣 象和田間數據； 所述決策預警模塊用于利用后臺服務器對接收數據進行處理分析，是決策馬鈴薯晚疫 病防治系統核心構件表示層，主要發布晚疫病防治決策、預警發送、藥劑藥械和農藥信息； 所述數據瀏覽發布模塊用于將決策預警模塊分析得出結果通過網絡或者手機端實時 發布；數據瀏覽發布模塊包括馬鈴薯晚疫病的Web決策支持系統子模塊和手機瀏覽監控 系統子模塊；其中，馬鈴薯晚疫病的Web決策支持系統子模塊用于數據查詢、數據對比、數 據統計、數據曲線和監測站信息；手機瀏覽監控系統子模塊用于手機端實時的氣象數據分 析； 所述用戶管理模塊包括：用戶管理、新聞管理、圖片管理；用戶管理：用于根據系統使 用者的權限等級，分別進行用戶配置，可以給管理員、用戶分配不同的權限，同時可以刪除、 修改；其中，用戶配置包括配置用戶管理權限，主要關鍵數據瀏覽和預測結果發布； 所述的侵染曲線定義模塊用于監測期設置、馬鈴薯晚疫病侵染曲線、濕潤期統計、實況 監測和病原菌菌群特性分析。
3. -種決策馬鈴薯晚疫病防治方法，其特征在于它包括如下步驟： 步驟一、氣象站采用傳感器進行氣象檢測后通過采集溫濕度、降雨量、風速和風桿指出 風向的氣象數據，并轉換成氣象數據的可用輸出信號，其中，傳感器、氣象站和采集器以太 陽能供電系統為動力； 步驟二、孢子捕捉器捕捉田間晚疫病原菌孢子，實時進行田間晚疫病原菌孢子數據監 測和收集；利用高清攝像頭實時監測和收集田間馬鈴薯晚疫病發生情況和氣象站情況的影 像，其中，高清攝像頭和孢子捕捉器以太陽能太陽能供電系統為動力，氣象站情況的影像包 括氣象站運行情況和氣象站分布信息； 步驟三、多點同步無線采集傳輸模塊中的GPRS或CDMA移動無線通信子模塊將采集氣 象站的地理信息，通過數據瀏覽發布模塊中的馬鈴薯晚疫病的Web決策支持系統子模塊和 手機瀏覽監控系統子模塊及時瀏覽實時顯示GIS地圖上的地理信息數據并且實時將GIS地 圖上的地理信息數據、田間馬鈴薯病害發生情況的影像和氣象數據傳輸到實驗室后臺服務 器的數據庫中并發送到數據瀏覽發布模塊中的手機瀏覽監控系統子模塊中和馬鈴薯晚疫 病的Web決策支持系統子模塊中； 步驟四、利用侵染曲線定義模塊對后臺服務器數據庫中的接收的數據進行分析得出病 害發展曲線確定病害潛在發生嚴重程度；其中，病害潛在發生嚴重程度為氣象數據的圖表、 捕捉田間晚疫病原菌孢子數據的圖表以及實時田間馬鈴薯病害發生情況的影像； 步驟五、決策預警模塊將通過病害潛在發生嚴重程度，根據晚疫病預測預報模型原理 設計馬鈴薯晚疫病監測預報的初試模型，根據馬鈴薯晚疫病監測預報的初試模型對不同侵 染程度發布決策預警信息；其中，發布決策預警信息包括病原菌潛在發生程度、田間植株長 勢情況、病害發生情況和病原菌孢子分布情況； 步驟六、利用馬鈴薯晚疫病的Web決策支持系統子模塊中的馬鈴薯晚疫病的Web決策 支持系統子模塊對決策預警信息進行分析后；得到決策預警結果，根據決策預警結果，利用 數據瀏覽發布模塊中的馬鈴薯晚疫病的Web決策支持系統子模塊啟動短信和郵件實時告 警發布決策預警結果信息，其中，決策預警結果信息包括在氣象數據與田間晚疫病原菌孢 子數據條件下，選用的馬鈴薯的品種種類，以及藥劑類型和劑量的信息； 步驟七、利用馬鈴薯晚疫病的Web決策支持系統子模塊和手機瀏覽監控系統子模塊及 時瀏覽晚疫病決策預警信息；該決策預警信息為共享數據，共享數據為病原菌潛在發生程 度、田間植株長勢情況、病害發生情況和病原菌孢子分布情況；根據預測預報信息以及馬 鈴薯的品種特性、晚疫病病原菌菌群特性和殺菌劑特性信息數據，進行整理和統計，錄入數 據庫中；作出判斷及時噴施殺菌劑進行病害防治；即完成了一種決策馬鈴薯晚疫病防治方 法。
4. 根據權利要求3所述的一種決策馬鈴薯晚疫病防治方法，其特征在于：步驟三中后 臺服務器運用Hibernate、Quartz任務調度、JB流程、Brit報表工具、Spring框架模式和開 發平臺及時進行預警信息發布。
5. 根據權利要求3所述的一種決策馬鈴薯晚疫病防治方法，其特征在于：步驟七中選 用的馬鈴薯的品種特性為生育期和抗病性，晚疫病病原菌菌群特性為晚疫病菌生理小種， 晚疫病菌的交配型和對藥劑抗性和殺菌劑特性信息數據為殺菌劑持效期、殺菌劑防治效果 和殺菌劑類型信息。
【文檔編號】G06Q10/04GK104361412SQ201410649082
【公開日】2015年2月18日 申請日期:2014年11月14日 優先權日:2014年11月14日
【發明者】閔凡祥, 郭梅, 高云飛, 王曉丹, 楊帥, 李學湛, 呂典秋, 胡林雙, 魏琪, 董學志, 邱彩玲 申請人:黑龍江省農業科學院植物脫毒苗木研究所