智慧型蔬菜病蟲害診斷與防治專家系統

智慧型蔬菜病蟲害診斷與防治專家系統（VPS）是用於指導溫室、大棚和露地蔬菜病蟲害診斷與防治的農業專家系統類計算機軟體。由河北科技師範學院研製，用JAVA和C#編程。主要供農藥銷售商使用，也適合政府農技部門、農業院校使用。

基本介紹

• 中文名：智慧型蔬菜病蟲害診斷與防治專家系統
• 類型：智慧型化實用型開放式農用專家系統
• 類型：農業軟體
• 特點：基於圖像的智慧型化診斷

特點

擁有國內最大資料庫的基於圖像的智慧型化實用型開放式農用專家系統，供農藥銷售商、政府農技部門、院校教學培訓使用

基於數碼圖像而非文字描述的直觀智慧型推理診斷功能！

國內最大的包含 1萬多幅圖像和300萬文字的資料庫！

農藥促銷功能，自由添加農藥種類並與防治方案連結！

自由添加編輯蔬菜、病蟲和農資種類和相應圖像文本 ！

基本情況

本項目隸屬河北省科技廳“精準蔬菜產業化生產配套技術體系研究（課題編號： 01220932D ）” 、“燕山山前平原糧經畜集約華生產研究與示範（課題編號： 03260844D ）”、“基於圖像處理技術的植物病害檢測系統（課題編號： 3220106 ）”課題，前期工作於 2004 年通過鑑定並獲河北省科技進步三等獎，後續研製工作於 2005 年 10 月 2 日通過河北省科技廳、唐山市科技局驗收。

主要功能

1. 智慧型推理診斷 計算機根據用戶對特徵圖像的勾選，進行圖像處理，推導分析，得出結果及其可信度，通過瀏覽詳細信息進一步確認。這種基於圖像的直觀的智慧型化設計在國內同類軟體中是獨一無二的（參見與同類軟體比較部分）。

操作步驟是，從樹狀目錄或快捷鍵選擇待診蔬菜，比如選擇了“黃瓜”。界面右邊就會出現該蔬菜所有病蟲害的特徵照片，這些照片按照莖蔓、葉片、果實、根系、花朵等發病部位（蟲害按蟲態）分類，通過點擊相應的頁簽實現類別變換，用戶通過與病蟲害樣本特徵比對，根據圖形匹配原則勾選，然後點擊“診斷”按鈕，計算機開始推理運算，給出 1 ～ 3 個結果。

2. 提供翔實信息 點擊診斷結果顯示區的“查看詳細信息”按鈕，展開病蟲害個案，進一步查看該病蟲害的文字資料、圖片、防治農藥等信息。

每條病害包括症狀圖像 5 ～ 40 幅，每條害蟲包括為害狀和卵、幼蟲、成蟲、蛹等不同蟲態圖像 5 ～ 40 幅。數碼照片均為田間實拍，色彩逼真，清晰自然，尺寸為 1024 × 768 。照片涵蓋植株的不同部位、不同時期症狀，避免像“圖譜”類書籍那樣，只表現典型症狀。眾所周知，等出現典型症狀時，往往已經錯過了最佳防治時機。

病害文字包括病原菌拉丁文學名、症狀、發病條件、防治方法等，蟲害文字包括拉丁文學名、形態特徵、生活史及生活習性、發生規律、防治方法等。瀏覽的同時可以列印，另外，在“數據管理”界面中可以對這些文字進行自由修改、編輯。

防治方法實用。資料庫固有內容均來自生產和農藥銷售一線。例如，在防治方法部分，融入了新的防治技術；加入了生產上得到普遍認可的新農藥；對一些農藥的別名進行了整理，如 40 %三乙磷酸鋁（又名疫霉靈、乙磷鋁、抑霉靈、雙向靈、疫霜靈），以便於種植者在購買及使用時識別；對於生產無公害蔬菜所禁用的高毒性、高殘留農藥則予以剔除；通過深入田間，走訪菜農，總結和收集了很多菜農的實踐經驗和“小竅門”， 農民有許多寶貴的診斷與防治經驗，這些經驗只有那些天天與蔬菜打交道的人才能體會到，坐在安了空調的辦公室里是想像不出來的。

3. 農藥農資促銷 每種病蟲害都連結著防治用的農資（農藥、肥料、生長調節劑等），用戶可以根據自己的經營範圍有針對性地輸入農藥數據，不同的農藥商可輸入不同的內容。例如，某店出售“某某牌 50 %灰霉淨”，輸入並設定後，黃瓜灰霉病界面上的“推薦農藥”一欄就會顯示出來。需要顯示什麼，顯示多數種，由用戶自己確定、輸入。系統自帶上千種農資、農藥，相應信息包括名稱、生產廠、地址、電話，用戶可修改或刪除。

4. 手動瀏覽查詢 除智慧型診斷外，軟體保留了以前版本的這一功能，用戶可手動瀏覽，依據圖像對比匹配和文字信息輔助進行診斷。簡單地講，就是有經驗的用戶可以直接瀏覽、查找病蟲害，就像翻看書本一樣，然後看照片、讀文字，自己判斷手中所持的蔬菜病葉、病果是什麼病害。計算機沒有參與推理判斷，但提供了強大的資料庫和便捷的檢索路徑。有人會問，這不是和看書一樣嗎？試問，目前哪一本書能像本軟體一樣，提供將 1 萬多張照片和 300 萬文字？

瀏覽查詢界面採用了樹狀目錄，用戶可沿病害種類－蔬菜分類－蔬菜種類－病害名稱查詢到每條病蟲害的記錄。每種蔬菜病蟲害的顯示內容包括 5 ～ 40 幅圖片和關於防治方法等的文字。能對圖片進行放大、縮小、全螢幕顯示、切換、預覽。在全螢幕幕顯示的狀態下，數碼照片異常清晰，和田間一模一樣。多數圖像配文字說明。用戶把手中的病葉、病果樣本與圖像對比，應該能很容易地得出正確結論。

通過“推薦農資”按鈕導出相應農藥信息，農藥的品種由用戶自己決定，原則是賣什麼您就添什麼，不要怕麻煩啊！看著說明書一學就會。

能檢索查詢，可通過鍵入蔬菜或病蟲害名稱查詢相關信息。

5. 用戶自主編輯修改 軟體採用開放設計。用戶可以根據當地蔬菜栽培狀況和農藥種類對 VPS 內容進行大幅度修改和補充。也就是說，軟體的框架是不變的，但軟體的內容是全部可變的。主要包括：

（ 1 ）編輯蔬菜病蟲害種類。用戶可以添加、修改、刪除蔬菜種類、蔬菜名稱和病蟲害種類及名稱。

（ 2 ）編輯蔬菜病蟲害個案信息。用戶可以對每種蔬菜病蟲害的圖片以及該圖片的說明進行添加、修改、刪除。並對該病蟲害的文字信息（發病規律、防治方法等）進行編輯、修改。例如，用戶可將自己拍攝的病蟲害數碼照片添加到軟體中，可以修改防治方法的文字，加入自己所售農藥，可以修改病害症狀的文字，加入自己的觀點，等等，總之，對文字您可以隨意修改。注意，菜農按您的說法去做，出了問題，可要自己負責喲。

（ 3 ）智慧型診斷功能修改。添加、修改、刪除特徵類別，自行設定病蟲害圖像特徵值。

（ 4 ）編輯農藥信息及其與病蟲害的對應關係。用戶可以添加、修改、刪除農藥（或其他農資）的種類、名稱和相關信息，甚至可以修改農資分類層數、增減類別。換句話說，就是您賣什麼就可以加什麼；不賣了還可以把它刪掉；賣的過程中，農藥廠址換了，劑型換了，還可以修改。每種農藥都防治什麼病，可以根據農藥使用說明自己設定，例如，“王牌百菌清”，您可以設定它防治黃瓜霜霉病、黃瓜炭疽病、辣椒灰霉病、番茄黑霉病等等，設定後，以後再診斷出這些病害，按“推薦農資”按鈕，導出的農藥列表中，就會出現“王牌百菌清”。

與同類軟體比較具有一下特點

1. 基於圖像的智慧型化診斷 這一功能為國內首創，在河北省科技廳組織的“燕山山前平原糧經畜集約化生產及配套技術體系”課題鑑定會上，這一功能受到河北科技廳、唐山市科技局和北京農業技術推廣站專家的高度評價。

目前，國內的一些較為“先進”的，聲稱智慧型化的專家系統，都是基於“文字”，雖然軟體的程式部分的設計很專業，但並不實用，例如，診病時，先讓用戶選擇，“是圓形病斑嗎？ 是、不是”－“是黃色的嗎？ 是、不是”－“大斑還是小斑？ 大、小”，這樣一級一級選下去，費很大的氣力，最後得出一個結論，可能還不對，因為病害的發生是一個及其複雜的進程，受環境、品種、地區、栽培設施、管理水平、水肥控制等多因子影響，病症的變化也很難量化，不是“ Yes or no ”那樣簡單。使用軟體的人，很多並不是常年從事蔬菜植保的專業人員，對選項的理解並一定準確，即使我本人，在面臨這樣的選擇時往往也是心浮氣躁（註：這裡不是貶低別人，抬高自己，我們對同行的智慧和工作表示深深的敬意）。所以說，農業專家系統的智慧型化很困難，相反，如果是工業專家系統，就簡單了，例如，對“汽車輪子不轉”這一問題，專家系統可以列出 100 種導致輪子不轉的原因，一一進行分析，因為工業的問題是硬性的。

還有一種基於圖像處理和分析技術的診病系統，很容易迷惑不懂計算機的人，它是將病葉放在計算機的攝像頭或掃瞄器下，通過對病斑的形狀、大小、顏色進行分析診病，此法理論上很先進，但目前 尚處於研究和驗證階段，對葉片要求嚴格，只能在幾種蔬菜的個別病害的典型時期的葉片症狀診斷中套用，病斑如果因品種、環境、發病時期等原因不具典型性時，準確性會很差，且對果實、莖、花、根系、整株症狀幾乎無能為力。其中有些軟體簡直就是打著高科技的幌子騙人。 日本人在這方面研究的較為靠前，但也沒有完成，因為讓計算機具備人的思維實在太複雜了。我們的 河北省科技廳 “基於圖像處理技術的植物病害檢測系統（課題編號： 3220106 ）”課題正在實施，難度很大，距離形成產品、推廣普及有很大距離。 所以，我們認為，目前各軟體最實用的解決方案是在增加資料庫的容量和質量上下功夫，這才是當前解決診斷問題的有效途徑。巨大的知識庫，也正是 VPS 的優勢 。

2. 開放設計。 很多其他軟體的病蟲害種類、文字、圖片是固定的，不能添加、修改，本軟體為開放設計，用戶可自主編輯修改（參見“主要功能”第 5 條）。

3. 資料庫容量絕無僅有。 本軟體是目前國內資料庫最大的蔬菜病蟲害診斷與防治軟體，共包括蔬菜病蟲害 1157 種， 數碼照片 10050 幅，文字 300 余萬，這是任何軟體不能比擬的，以至於我們必須用 870M 光碟刻錄，不信用戶可以打開資料庫自己看。其他軟體能有 1500 幅圖片就算是大資料庫了，用戶可自己上網搜尋比較。