基于Web的中國葡萄害蟲計算機輔助檢索查詢系統研發

杜宗廣， 楊和平， 王心麗

(1.中國農業大學昆蟲系，北京 100193； 2.中國氣象局，北京 100081)

當前我國葡萄害蟲鑒定專家和昆蟲鑒定專家都極其缺乏，生產上遇到的葡萄害蟲診斷問題往往得不到及時解決，葡萄害蟲得不到準確及時診斷，防治措施的制定就很難做到有的放矢。利用計算機數據庫技術，研發一種網絡版、便于一般生產者使用的中國葡萄害蟲計算機輔助鑒定查詢系統，可為快速診斷、鑒定葡萄害蟲提供一條有效途徑，對提高我國葡萄害蟲的防控水平有重要意義。

近幾十年來，用于植物病蟲害鑒定的計算機系統的研發在國內外均有發展，1978年美國伊利諾伊大學研發的大豆病蟲害診斷專家系統是世界上應用最早的農業專家系統[1]。2003年希臘開發了基于IF-THEN規則的茄屬作物害蟲綜合治理診斷專家系統[2]。2008年西班牙皇家研究院開發了辣椒植物保護專家系統[3]。2013年美國農業部創建了ID TOOLS 網站(http：//www.idtools.org/)，對美國農作物病蟲害的鑒定與治理起重要作用。1990年我國胡奇等發表論文《用計算機進行昆蟲分類檢索研究初探》，這是我國早期用計算機對昆蟲進行分類識別的摸索[4]，之后我國又相繼研發了“蘋果病蟲害診治專家系統”“基于規則和圖形的蘋果、梨病蟲害診斷及防治專家系統”“農業害蟲輔助鑒定與防治咨詢系統(bugknown)”“農業昆蟲信息查詢與管理系統”等涉及農業害蟲鑒定的計算機系統[5-8]。

目前這類系統存在的最大問題是用戶對昆蟲形態術語的理解存在障礙，導致這類計算機系統實用性受到一定程度的限制。本研究開發的系統將昆蟲的形態術語與對應的圖片相鏈接，呈現給用戶清晰的圖片，加上對形態術語的標注，這種方法可有效降低用戶對形態特征理解的難度，從而提高對系統的使用效率。這種嘗試不僅為快速識別葡萄害蟲提供了新方法，對其他昆蟲的快速鑒定也具有借鑒作用。

1 系統設計

系統采用PHP 5.3.18軟件編程，利用MYSQL數據庫平臺，其版本為MYSQLND 5.0.8，運行環境為可支持瀏覽器上網的設備。系統的設計包含“前臺”和“后臺”2個部分，“前臺”供用戶瀏覽、檢索、查詢，包括“害蟲檢索”“害蟲信息”“圖庫”“地理分布”4個功能模塊(圖1)。“后臺”是供研發者對相關害蟲信息進行編輯、修改、完善的使用區，設計了圖像和文字的一般常規編輯功能，包括“欄目信息管理”“檢索系統”“地理信息管理”“留言管理”“超級鏈接管理”“管理員管理”6個功能板塊(圖2)。

2 系統的功能實現及介紹

2.1 葡萄害蟲檢索

點擊首頁“害蟲檢索”進入害蟲檢索的界面(圖3)，每個頁面顯示檢索表的1組對應條目。左側的文字區是檢索特征的文字描述，右側的圖片區是與該條特征相關的圖像。在頁面黑色框的下方是“上級條目”，該框中顯示當前條目的上級條目特征，或下拉出當前條目之前的所有條目。1條文字下可以有n個小圖像框，用戶點擊某個小圖框，該圖就出現在右側的圖像區。當鼠標停在圖像上的某個部位時，此處的圖像就會被放大(圖4)。

檢索過程與常規檢索表的使用方法類似，用戶根據文字和圖像判斷待鑒定的害蟲符合哪條特征，在特征符合的條目下方點擊“繼續”鍵，進入下一步檢索，繼續以上的操作方式，直到出現鑒定結果，點擊害蟲名稱，即可進入該害蟲的詳細描述頁面，了解該害蟲更多的信息。若在某個頁面中，上下2條的特征均不符合，用戶可以點擊“退回”鍵，返回到上級檢索條目頁面。或點擊頁面上方的“上級條目”，在下拉條中選擇想返回的條目，點擊該條目，就會返回到這一條目的頁面，重新考慮前面是否判斷錯誤。若經過核查重新檢索仍未得到鑒定結果，有可能待鑒定的害蟲不在本系統收錄的范圍內。

2.2 葡萄害蟲分布查詢

2.2.1 害蟲地理分布查詢 用戶若想查詢某害蟲的分布地區，可點擊“選擇昆蟲名稱”條框中的小三角，在下拉框中選中所要查詢的昆蟲名稱， 此時出現在中國地圖上標注顏色的地方為該害蟲分布區(圖5)。

2.2.2 某地發生的害蟲名單查詢 用戶若想查詢某地區有哪些葡萄害蟲，可點擊“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，此時地圖上待查詢的位置上出現該地區的害蟲名單(圖6)。目前本系統只能查詢省級地名，含省、直轄市、自治區。

2.3 葡萄害蟲圖像查詢

在系統主頁上點擊“圖庫”鍵，即進入到系統“圖庫”模塊(圖7)，用戶可在這個模塊瀏覽系統中包含所有害蟲的圖片，將害蟲的標本與系統中的圖片進行對比，是另一條快速診斷葡萄害蟲的途徑，當選中疑似診斷對象的圖片時，可用鼠標點擊該圖片，進入該圖中害蟲的詳細信息界面，進一步閱讀有關信息，判斷是否為該害蟲。

2.4 葡萄害蟲詳細信息查詢

用戶也可直接點擊“害蟲信息”鍵，進入該模塊(圖8)，在這個模塊的主界面顯示的“害蟲列表”中，選中想查看的害蟲名稱，點擊該名稱，即可進入該害蟲的詳細信息頁面。害蟲詳細信息包含其形態特征、為害方式、生活史、害蟲圖片。

3 結論

目前該網絡版的中國葡萄害蟲檢索與查詢系統已收入34種葡萄害蟲信息。這個系統有2個顯著優越性：(1)檢索表中形態特征的描述鏈接加標注的圖像，圖像可隨鼠標放大，看清細節，能夠幫助用戶克服對害蟲形態特征描述不理解的障礙；(2)害蟲分布情況在地圖上一目了然，點擊地名拉出當地的葡萄害蟲名單，方便用戶快速了解當地發生過哪些葡萄害蟲。該系統將在實際應用中接受用戶的反饋意見，不斷完善和改進。

[1]郝 奎，劉忠雙，張虎成，等. 農業專家系統發展概況[J]. 世界農業，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. 用計算機進行昆蟲分類檢索研究初探[J]. 昆蟲知識，1990(1)：40-44.

[5]王愛茹，劉書華，曹克強，等. 基于規則和圖形的蘋果、梨病蟲害診斷及防治專家系統[J]. 河北農業大學學報，1999，22(1)：60-62.

[6]李會寧，馬 永. 蘋果病蟲害診治專家系統[J]. 計算機與農業，1995(2)：19-20.

[7]耿歡歡. 農業昆蟲信息查詢與管理系統[D]. 哈爾濱：東北農業大學，2011.

[8]劉月仙，沈佐銳，蔡新顏. 農業害蟲輔助鑒定與防治咨詢系統的研制[J]. 計算機與農業，2002(1)：9-11.