基于Web的植物保護專家咨詢系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)

摘 要：闡述了基于Web的植保專家咨詢系統(tǒng)的結構和功能設計，該系統(tǒng)可用于病蟲害網(wǎng)上專家遠程診斷以及病蟲害發(fā)生規(guī)律、防治方法等資料的查詢。

關鍵詞：專家系統(tǒng) ；植物保護； 查詢； 診斷

中圖分類號：S476 文獻標識碼：A DOI編碼：10.3969/j.issn.1006－6500.2011.05.029

Design and Realization of Plant Protection Expert Consultation System based on Web

ZHANG Bao-yan1， LI Wei2， ZHANG Zhi-wu2

（1.Tianjin Agricultural Information Centre，Tianjin 300201，China; 2. Tianjin Plant Protecting Station， Tianjin 300061， China）

Ａｂｓｔｒａｃｔ: This paper described the structure and function of a Web-based plant protection expert consultation system.The system could be used for diseases and insect pest remote diagnostics. And for consulting data of worm encroaching regulation， prevention and treatment methods.

Key words: expert system；plant protection；consulting；diagnose

計算機技術的飛速發(fā)展改變著人類生活的各個方面，沒有信息化就沒有農(nóng)業(yè)的現(xiàn)代化。專家系統(tǒng)(Expert System，簡稱ES)，是人工智能（Artificial Intelligence，簡稱AI）的一個重要分支，是其從理論研究走向實際應用的轉折點和突破口。作為專家系統(tǒng)技術與方法在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與管理上的具體應用，農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)歷經(jīng)近20年的發(fā)展，已經(jīng)成為一類較為成熟的計算機輔助決策技術。植物保護是農(nóng)業(yè)范疇內(nèi)專家系統(tǒng)技術應用最早、最活躍的專業(yè)領域，富含植物保護內(nèi)容的專家系統(tǒng)軟件已經(jīng)在實際的農(nóng)作物病蟲害綜合管理中發(fā)揮了重要的輔助決策作用。

天津市農(nóng)業(yè)信息中心與天津市植保植檢站緊密合作，結合天津市農(nóng)業(yè)病蟲害實際情況，開發(fā)了本地化、網(wǎng)絡化的植保專家咨詢系統(tǒng)。該系統(tǒng)集病蟲害查詢與專家診斷于一體，結合天津市植保專家多年積累的病蟲害防治的成功經(jīng)驗，提供適合本地的病蟲害防治策略。

1 系統(tǒng)設計

充分利用計算機網(wǎng)絡技術的優(yōu)勢，建立基于Web的植物保護專家咨詢系統(tǒng)，將大量有關病蟲害的文字信息和圖片資料存儲于計算機中，使用戶能隨時隨地進行快速專家診斷，進而查詢病蟲害發(fā)生特點和防治方法。

本系統(tǒng)是以基層農(nóng)技人員和廣大農(nóng)民為對象提供咨詢服務的，農(nóng)民往往是在病蟲害已經(jīng)發(fā)生后想要知道是何種病蟲害，如何進行防治，這就需要我們建立一個依據(jù)病蟲害在農(nóng)作物上為害癥狀進行診斷的專家系統(tǒng)。由于基層農(nóng)技人員和廣大農(nóng)民在專業(yè)知識、計算機操作水平、網(wǎng)絡速度和上網(wǎng)費用等方面都受到很大的限制，無法進行專業(yè)化的鑒定，需要操作簡單，通過很少的步驟就能實現(xiàn)診斷和查詢，查詢過程往往只能依據(jù)1～2個最直觀的主要癥狀。

在充分考慮上述問題的基礎上，進行系統(tǒng)設計時，遵循操作少、速度快、結論準的原則，確定了查詢模式和數(shù)據(jù)庫結構。為減化查詢步驟、提高效率，我們設計了菜單分級查詢，對每級菜單的數(shù)量進行控制，使用戶能很快找到需要的信息。

由于農(nóng)作物種類較多，為了便于用戶檢索，根據(jù)天津市農(nóng)作物種植情況確定主要農(nóng)作物40余種，并歸納成糧食作物、經(jīng)濟作物、蔬菜及果樹4個大類，這樣使每個大類中主要農(nóng)作物的種類保持在10個左右。同時，盡量避免使用植保專業(yè)術語，并通過使用大量的圖片資料，使用戶進行直觀的認識和比較，減少診斷過程中人為因素產(chǎn)生的失誤。

2 系統(tǒng)開發(fā)

2.1 流 程

植保專家咨詢系統(tǒng)分為專家診斷系統(tǒng)和病蟲害查詢系統(tǒng)兩個相互關聯(lián)的子系統(tǒng)，提供植物病蟲草害的診斷、判別和植保知識的查詢、檢索。

在專家診斷系統(tǒng)中，在進行專家診斷時只需按作物分類、作物名稱、為害部位依次進行選擇，系統(tǒng)將根據(jù)用戶的選擇，自動列出所有符合條件的病蟲害為害癥狀，用戶根據(jù)實際為害癥狀進行簡單對比就可查詢到病蟲害名稱，進而可以獲得相關的發(fā)生規(guī)律、防治方法等資料（圖1）。

如已知病蟲害名稱，可直接在病蟲害查詢系統(tǒng)檢索病蟲害資料及防治方法，按作物分類、作物名稱、為害類別、為害名稱依次進行選擇，系統(tǒng)將列出病蟲害的為害癥狀、發(fā)生規(guī)律、防治方法等資料，并提供相應的圖片資料（圖2）。

2.2 數(shù)據(jù)庫建立

使用SQL Server 2003、2008作為數(shù)據(jù)庫平臺，建立web數(shù)據(jù)庫，并通過ODBC形成開放型數(shù)據(jù)庫連接，負責整個網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)交換和管理，數(shù)據(jù)與軟件系統(tǒng)分離，所有數(shù)據(jù)定期進行安全備份。

為便于調用分級菜單，建立病蟲害編號表和病蟲害信息表兩個數(shù)據(jù)表。

病蟲害編號表按照添加的順序為作物分類、作物名稱、病蟲害分類和病蟲害名稱分別提供一個2位的編碼，累加組成一個8位的編號確定每個病蟲害，作物分類和作物名稱編碼累加確定作物編號。如：04030102中，04表示果樹，03表示葡萄，01表示病害，02表示黑痘病。

病蟲害信息表存儲的主要信息有：病蟲害名稱、分類、學名、別名、圖片、植物編號、病蟲害編號、為害部位、為害癥狀、發(fā)生規(guī)律、防治方法等。

2.3 系統(tǒng)程序編程

系統(tǒng)開發(fā)采用Internet的協(xié)議標準TCP/IP，利用Web技術、構件化技術，采用B/S結構服務模式，選用面向對象的ASP為實現(xiàn)語言，VB、VC、PB、JAVA和Delphi等作為專業(yè)平臺開發(fā)工具，與用戶之間通過Web交流數(shù)據(jù)。

2.4 后臺管理系統(tǒng)的開發(fā)

建立基于web的B/S結構的后臺管理系統(tǒng)，使管理員可隨時隨地進行系統(tǒng)維護和管理，建立病蟲害分類管理系統(tǒng)和病蟲害信息管理系統(tǒng)。

在病蟲害分類管理系統(tǒng)中，依次選擇錄入作物分類、作物名稱、為害類別、為害名稱，自動產(chǎn)生每個病蟲害編號和作物編號，存儲于病蟲害編號表；病蟲害信息管理系統(tǒng)，選擇相應的病蟲害分類和名稱，錄入病蟲害學名、別名、為害部位、為害癥狀、發(fā)生規(guī)律、防治方法等信息，并上傳相關病蟲害圖片，存儲于病蟲害信息表。

2.5 系統(tǒng)的應用

植保專家咨詢系統(tǒng)包括病蟲害查詢和專家診斷兩方面內(nèi)容，既能提供植物保護方面的咨詢和指導，也能提供植物病蟲草害的診斷、判別和防治。在進行病蟲害資料查詢時只需按作物分類、作物名稱、為害類別、為害名稱依次進行選擇就可實現(xiàn)對病蟲害信息的快速查詢；在進行專家診斷時只需按作物分類、作物名稱、為害部位依次進行選擇，系統(tǒng)將列出所有符合條件的病蟲害為害癥狀，根據(jù)實際為害癥狀進行簡單對比就可得到病蟲害名稱，進而可以獲得相關的發(fā)生規(guī)律、防治方法等資料。

為了使植保專家咨詢系統(tǒng)做到圖文并茂、生動、真實，本系統(tǒng)還增加了大量病蟲害圖片資料，對用戶進行專家診斷也有很好的輔助作用。

本系統(tǒng)現(xiàn)已收錄了天津地區(qū)常見病蟲害240種，其中病害140種、蟲害100種，各類病蟲害圖片800余幅。

3 結束語

目前該系統(tǒng)已投入使用，依托天津市農(nóng)業(yè)信息中心的網(wǎng)絡平臺，系統(tǒng)運行情況良好。該系統(tǒng)具有操作簡單、查詢方便、實用性強等特點，對天津市廣大農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者和基層農(nóng)技人員有很強的參考價值，為指導天津市農(nóng)業(yè)病蟲害防治工作提供了一種全新的模式，豐富了植保推廣手段。

參考文獻：

[1] 李志紅.植保領域專家系統(tǒng)發(fā)展與應用的初步探討[M].北京：中國科學技術出版社，1998.

[2] 李道亮.智能系統(tǒng)：基礎、方法及其在農(nóng)業(yè)中的應用[M].北京：清大學出版社，2004.

[3] 任輝霞，高靈旺.專家系統(tǒng)技術與植保應用研究進展[J].中國植保導刊，2007 (11)：11-14.

[4] 劉莉，宣洋，李紹穩(wěn)，等.農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)在作物病蟲害預防中的應用[J].計算機與農(nóng)業(yè)，2003（5）：11-14.

[5] 劉若晗，邢林.專家系統(tǒng)在植保工作中的應用及其問題初探[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科學，2009（6）：143-144.

[6] 張玉香.農(nóng)業(yè)信息化理論與實踐[M].北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，2005.

[7] 馬享優(yōu)，宋治文，王建春.天津設施農(nóng)業(yè)中病蟲害預測預報專家系統(tǒng)應用分析[J].天津農(nóng)業(yè)科學，2010（4）：117-119.

[8] 王世耆，劉暉.農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)與模擬模型[J].計算機農(nóng)業(yè)應用，1991（2）：117-119.

[9] 熊范倫.農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)及開發(fā)工具[M].北京：清華大學出版社，1999.

[10] 劉海英.基于關系數(shù)據(jù)庫的專家系統(tǒng)外殼的設計[D].秦皇島：燕山大學，2006.

[11] 丁建，白小玲.專家系統(tǒng)在植保上的應用[J].江西植保，2004（1）：40-41.

[12] 楊靜，李生海，楊盤洪.山西省小麥專家系統(tǒng)研究[J].山西農(nóng)業(yè)科學，2005（4）：15-17.

收稿日期：2011-08-24；修訂日期：2011-09-23

作者簡介：張保巖（1975-），男，天津人，農(nóng)藝師，主要從事農(nóng)業(yè)信息化工作。