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成果名称：农田病虫害监测预警数据自动采集技术
申请单位：中国农业大学
成果编号：鉴字[教SW2005] 第 051 号
鉴定日期：2005年8月25日
学 科： 昆虫学
第一完成单位：中国农业大学
第一完成人：沈佐锐
通讯地址及邮编：北京市海淀区圆明园西路2号 100094
电话、传真：010-62733015 010-62817605（fax）
成果内容摘要：
本成果属于现代信息技术在农田病虫害监测预警中的应用。农田病虫害监测预警过程有五个环节组成：“监测数据采集→监测数据传输→监测数据处理→为害预警分析→测报信息发布”，本研究针对的这五个环节中的“监测数据采集”部分，也是被称为“瓶颈”的最关键部分。
传统监测预警中的数据采集存在两大问题：第一个问题是病虫害是靠人工调查，即用肉眼观察和计数样本中害虫的个体或用肉眼观察估计病斑大小占叶面积的比率，因此，病虫害调查数据的准确性受人的主观因素影响很大；对于病害则是比较粗放的观测；此外，田间调查很辛苦、劳动强度很大。可以说，病虫害数据的采集是监测预警中最薄弱、最急需改进的环节。第二个问题是传统监测预警中所用到的气象数据是来自气象台的，而气象台数据是反映一个地区宏观气象情况的，并不直接反映实际的农田小气候，我们要针对具体农田做病虫害的监测预警，必须直接采集农田小气候的真实数据。
为解决第一个问题，本成果集成图像处理和计算机视觉技术，研发了微小昆虫自动计数系统和植物叶面分析系统，它们分别实现了在田间抽样过程中对农田害虫种群动态的自动监测和对作物叶面积的自动测量及叶面病害症状的形态分析。两个系统分述如下：
①微小昆虫自动计数系统：用数码相机将黄板诱集和搪瓷盘收集的农田蚜虫拍照后，利用图像处理方法对这些图像进行分割、检测和连通域计算，从而实现麦蚜、棉蚜、菜蚜、白粉虱等体小、量大的害虫的自动计数。
②植物叶面分析系统：利用自主研发的数字化取像技术获取植物叶面图像，并利用数学形态学等方法实现其形态的任意测量和某些特定数学形态特征（如叶片长度、宽度、叶面积、害虫取食叶片的面积、叶面病斑数量、大小、形状、颜色组成等）的自动提取，建成数学特征数据库。
为解决第二个问题，本项目集成传感器、单片机和无线通讯技术研发了农田小气候数据采集系统，在此基础上进一步将作物管理专家系统软件植入单片机，推出温室作物生态健康智能监护系统；它们实现了对田间小气候的自动监测。两个系统分述如下：
③农田小气候数据采集系统：将GSM手机模块、单片机和温湿度传感器集成，实现了农田小气候因子（温度、湿度、光照）数据采集和无线发送。
④温室生态系统健康智能监护系统：将农田小气候数据采集系统进行二次开发，即进一步将作物管理专家系统软件植入单片机，根据专家系统中知识库的知识，该系统能够在温室的温度和湿度超出作物适宜生长或达到易感病虫害的阈值范围时自动以发手机短信的形式向用户报警，并且用户也可以根据需要向模块发送手机短信来随意设置手机号与温湿度监测范围值，从而方便用户对温室环境进行实时监控。
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