番茄病蟲害診治專家系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研發(fā)

隨著農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，先進(jìn)的農(nóng)業(yè)信息技術(shù)逐漸應(yīng)用到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，為農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的發(fā)展提供強(qiáng)有力的技術(shù)支持。在此基礎(chǔ)上，病蟲害專家診治系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生，為科學(xué)種植農(nóng)作物提供了專業(yè)性指導(dǎo)。番茄是中國主要農(nóng)作物，但極易受病蟲害影響，導(dǎo)致其產(chǎn)量與質(zhì)量均大幅降低。因此，可將病蟲害專家診治系統(tǒng)應(yīng)用到番茄生產(chǎn)中，及時(shí)準(zhǔn)確地診斷番茄病蟲害情況，確保番茄優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)。本文介紹了番茄病蟲害專家診治系統(tǒng)的設(shè)計(jì)目標(biāo)、設(shè)計(jì)原則、設(shè)計(jì)路線、主要功能及應(yīng)用效果，以期有效預(yù)防和治療番茄病蟲害。

1番茄病蟲害專家診治系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法

1.1設(shè)計(jì)目標(biāo)

該系統(tǒng)可準(zhǔn)確診斷多種番茄病蟲害，并提供針對(duì)性的病蟲害防治措施，使用戶利用該系統(tǒng)及時(shí)有效地處理病變植株；提供精準(zhǔn)可靠的番茄病蟲害信息；實(shí)時(shí)更新和完善信息，自動(dòng)過濾無價(jià)值信息；及時(shí)傳播番茄病蟲害相關(guān)信息；根據(jù)用戶權(quán)限不同，提供與之對(duì)應(yīng)的主界面；操作系統(tǒng)確保在規(guī)定范圍內(nèi)正常使用。

1.2設(shè)計(jì)原則

該系統(tǒng)基本設(shè)計(jì)思路即利用計(jì)算機(jī)技術(shù)，根據(jù)番茄病蟲害防治領(lǐng)域?qū)＜依碚撆c實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，模擬專家思維，由此做出更加科學(xué)的決策，盡可能以專業(yè)化方式解決現(xiàn)實(shí)問題。對(duì)此，番茄病蟲害專家診治系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)堅(jiān)持以下原則：第一，前沿性原則，該系統(tǒng)具備較強(qiáng)的先進(jìn)性，將主流開發(fā)技術(shù)應(yīng)用到系統(tǒng)設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)庫選型、開發(fā)工具中，使其與信息技術(shù)發(fā)展方向相符合；第二，實(shí)用性原則，該系統(tǒng)的用戶群體為農(nóng)民，在設(shè)計(jì)中應(yīng)結(jié)合該群體的特點(diǎn)，針對(duì)農(nóng)民生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)豐富、理論知識(shí)淡薄的特點(diǎn)，力求做到操作簡單、語言通俗、界面友好，根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)給予專業(yè)性指導(dǎo)，充分滿足用戶需求；第三，可擴(kuò)充性原則，該系統(tǒng)可根據(jù)未來發(fā)展需求，支持模塊擴(kuò)充與功能完善，為后續(xù)使用提供便利。

1.3設(shè)計(jì)路線

該系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)根據(jù)真實(shí)的生產(chǎn)情況與用戶知識(shí)結(jié)構(gòu)，對(duì)用戶需求與系統(tǒng)研發(fā)可行性進(jìn)行分析，明確所需知識(shí)范疇，通過數(shù)據(jù)采集和整理創(chuàng)設(shè)數(shù)據(jù)庫，模擬專家番茄病蟲害診治及預(yù)防思維模式，創(chuàng)建專家系統(tǒng)推理設(shè)備；結(jié)合病蟲害癥狀搜索相關(guān)信息，界面直接展示診治結(jié)果，為用戶提供預(yù)防和治理措施。

1.4系統(tǒng)功能

該系統(tǒng)包括4個(gè)主要模塊，即登錄、咨詢、診治與培訓(xùn)。系統(tǒng)以數(shù)據(jù)庫為核心，結(jié)合病蟲害的具體特點(diǎn)與危害情況，將專業(yè)化知識(shí)錄入數(shù)據(jù)庫中，并在推理機(jī)工作原理的支持下，采用SQL語句實(shí)施正向推理，提升診治效率。該系統(tǒng)的功能內(nèi)容如下：登錄模塊支持不同權(quán)限的用戶登錄，一般用戶只具有系統(tǒng)瀏覽和使用的功能，而管理員可對(duì)系統(tǒng)中的模塊信息進(jìn)行修改或增刪；診治模塊包括病害與蟲害2個(gè)模塊，其中病害包括病害名稱、類型、發(fā)病條件、受害圖片等，可通過發(fā)病時(shí)期、顏色、癥狀等信息進(jìn)行確診，由此獲取防治方式；蟲害包括形態(tài)特征、危害特點(diǎn)、防治方法等，可通過危害部位、形狀、卵特征等進(jìn)行診治，達(dá)到理想的診治效果。咨詢模塊同樣分為病害與蟲害2種咨詢功能，用戶可點(diǎn)擊病害名稱瀏覽相關(guān)信息，該模塊主要為信息獲取，可幫助農(nóng)民解決實(shí)際生產(chǎn)問題；培訓(xùn)模塊針對(duì)農(nóng)民在番茄種植中病蟲害的防治知識(shí)進(jìn)行專業(yè)化培訓(xùn)，由此提高農(nóng)民專業(yè)知識(shí)儲(chǔ)備量。

2番茄病蟲害專家診治系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方法

2.1登錄模塊

該系統(tǒng)應(yīng)用前需要注冊(cè)用戶，在登錄界面點(diǎn)擊“注冊(cè)”按鈕，便會(huì)彈出注冊(cè)界面，設(shè)置用戶名和密碼后便可完成注冊(cè)，再進(jìn)入系統(tǒng)主頁面。普通用戶登錄后可瀏覽查詢相關(guān)番茄種植知識(shí)，但無法進(jìn)行數(shù)據(jù)增刪與修改。管理員在登錄頁面后可進(jìn)行后臺(tái)數(shù)據(jù)維護(hù)，如用戶管理、審核用戶注冊(cè)信息、管理用戶權(quán)限、對(duì)番茄病害、蟲害數(shù)據(jù)信息進(jìn)行增刪操作等。

2.2診治模塊

診治系統(tǒng)可診斷較為普遍的病蟲害，并提供診治措施。根據(jù)番茄有害生物類型不同，將其分為病害與蟲害2種診治模塊。病害模塊可診斷病害位置、癥狀、顏色與位置等，并提出防治措施。用戶將病害信息輸入系統(tǒng)后，對(duì)話框中便會(huì)彈出相應(yīng)診斷信息，用戶可點(diǎn)擊“防治措施”按鍵，學(xué)習(xí)番茄病害防治措施。在實(shí)際應(yīng)用中，用戶可點(diǎn)擊主頁面的“診治”按鍵，點(diǎn)擊病害診治，進(jìn)入番茄病害診治模塊，分別在發(fā)病階段、位置、顏色中填入“生長期”“莖”“褐色”，并對(duì)主要病癥進(jìn)行描述，即“莖上帶有橢圓形、褐色的斑點(diǎn)，果實(shí)上帶有圓形、褐色斑點(diǎn)”，最后點(diǎn)擊“診斷”按鍵，系統(tǒng)便可自動(dòng)顯示出診斷結(jié)果。用戶在查看專家系統(tǒng)給出的結(jié)果后，按下“防治措施”按鍵，便可獲取此類病害的防治措施。上述診斷過程詳細(xì)、界面清楚友好、操作難度低，若用戶在苗期或成熟期進(jìn)行病害診治，便可在發(fā)病期后選擇相應(yīng)時(shí)期，其他步驟相似。蟲害模塊可幫助農(nóng)民診治蟲害位置、癥狀與其他特征，并提供有效的解決措施。用戶將實(shí)際蟲害情況輸入系統(tǒng)后，便會(huì)在頁面自動(dòng)彈出相應(yīng)診斷信息，通過點(diǎn)擊“防治措施”按鍵，便可獲取防治方法。在實(shí)際應(yīng)用中，用戶可點(diǎn)擊主頁面的“診治”按鍵，點(diǎn)擊蟲害診治，進(jìn)入番茄蟲害診治模塊，分別在受害位置、卵特征中填入“地上部分”“卵無色、橢圓形，縱向排列白色瘤狀突起，底面光滑”，并對(duì)主要病癥進(jìn)行描述，即“受害番茄的葉片與嫩葉窄小、扭曲畸形，為黃褐色到污褐色，重癥的植株頂端干枯，出現(xiàn)禿尖。”同時(shí)，對(duì)其他特征進(jìn)行描述，即“幼體螨蟲橢圓形，淺綠色，足3對(duì)，腹部帶有一對(duì)剛毛”，最后點(diǎn)擊“診斷”按鍵，系統(tǒng)便可自動(dòng)顯示出診斷結(jié)果，再按下“防治措施”按鍵，便可獲取此類蟲害的防治措施。

2.3咨詢模塊

該模塊分為病害、蟲害2種類型，每種類型對(duì)應(yīng)許多危害名稱，可下拉按鈕進(jìn)行選擇。將病害類型、名稱輸入后，便會(huì)出現(xiàn)發(fā)病條件、主要癥狀與防治措施等信息，并配有相關(guān)病害的圖片信息。例如，在病害咨詢中，先點(diǎn)擊菜單中的咨詢按鍵，便可進(jìn)入病害咨詢模塊，分別在咨詢類型、病害種類、名稱菜單中選擇“病害”“細(xì)菌病害”“潰瘍病”，此時(shí)番茄病害的相關(guān)信息便會(huì)在“病原”“發(fā)病條件”中顯示出來，還會(huì)給出該病癥的預(yù)防和治療措施，并配以圖片便于用戶理解。在蟲害咨詢中，先點(diǎn)擊菜單中的咨詢按鍵，便可進(jìn)入蟲害咨詢模塊，分別在咨詢類型、病害種類中選擇“蟲害”“美洲斑潛蠅”，此時(shí)番茄蟲害的相關(guān)信息便會(huì)在“病原”“發(fā)病條件”中顯示出來，還會(huì)給出該病的治療措施，并配以圖片幫助用戶理解。

2.4培訓(xùn)模塊

知識(shí)培訓(xùn)可為用戶介紹關(guān)鍵病蟲害特點(diǎn)、主要癥狀、防治措施等知識(shí)，使用戶全面了解番茄病蟲害。在病害培訓(xùn)中，用戶點(diǎn)擊菜單欄中“知識(shí)培訓(xùn)”按鍵，用戶便可進(jìn)入培訓(xùn)模塊中。例如，在番茄病害培訓(xùn)中，分別在類型選擇和病害類型中填寫“病害”“番茄筋腐病”，對(duì)話框便可顯示相關(guān)信息。在蟲害培訓(xùn)中，分別在類型選擇和病害類型中填寫“蟲害”“小地老虎”，對(duì)話框便可顯示相關(guān)信息。

綜上所述，番茄作為重要的農(nóng)作物之一，極易受到各種病蟲害的不良影響，導(dǎo)致產(chǎn)量及質(zhì)量下降。各地農(nóng)業(yè)部門應(yīng)積極引入農(nóng)業(yè)信息技術(shù)，加強(qiáng)專家診治系統(tǒng)的研發(fā)，實(shí)現(xiàn)對(duì)番茄病蟲害的遠(yuǎn)程推理、診斷與防治，為番茄病蟲害防治提供高效的解決方案。

（山西大同市種子管理站劉建勛）