基于大数据病虫害监测预警系统[实用新型专利]

(12)实用新型专利

(10)授权公告号 CN 205334168 U (45)授权公告日 2016.06.22

(21)申请号 201520948095.X(22)申请日 2016.04.21

(73)专利权人贾如春

地址610000 四川省成都市青羊区宁夏街

136号附6号专利权人赵克林(72)发明人贾如春 赵克林 安权

(74)专利代理机构重庆百润洪知识产权代理有

限公司 50219

代理人刘立春(51)Int.Cl.

G05B 19/048(2006.01)

权利要求书1页 说明书4页 附图2页

(54)实用新型名称

基于大数据病虫害监测预警系统(57)摘要

本实用新型公开了一种基于大数据病虫害监测预警系统，包含病虫害监测预警仪、智能手机和云服务器，所述病虫害监测预警仪包含照相机、温度传感器、湿度传感器、光敏传感器、风速传感器和GPS定位器，病虫害监测预警仪收集传感器信息，通过所述智能手机将收集的信息传递到云服务器，云服务器连接大数据网络进行数据分析，再将分析结果反馈到所述智能手机。病虫害监测预警仪是集多种传感器的便携式电子设备，通过周期性放置在监测地域，分多次、多地点采集信息，再利用智能手机的普及性、便利性，安装监控管理系统软件，结合系统软件功能和云服务器的大数据分析，可以准确、及时的对目标区域进行病虫害监测预警，还可以绘制病虫害监测预警的区域图。 C N 2 0 5 3 3 4 1 6 8 UCN 205334168 U

权　利　要　求　书

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1.一种基于大数据病虫害监测预警系统，包含病虫害监测预警仪、智能手机和云服务器，其特征是：所述病虫害监测预警仪包含照相机、温度传感器、湿度传感器、光敏传感器、风速传感器和GPS定位器，所述病虫害监测预警仪收集传感器信息，通过所述智能手机将收集的信息传递到云服务器，所述云服务器连接大数据网络进行数据分析，再将分析结果反馈到所述智能手机；所述病虫害监测预警仪与智能手机通过有线或无线数据传输。

2.根据权利要求1所述的基于大数据病虫害监测预警系统，其特征是：所述病虫害监测预警仪上面还设有显示装置和工作指示灯。

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基于大数据病虫害监测预警系统

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技术领域

[0001]本实用新型涉及基于大数据“云平台”的病虫害监测预警系统。

背景技术

[0002]近年来，农业部启动了一系列全国主要农作物有害生物种类与发生危害情况调查研究项目。包括对农作物有害生物系统的普查与对农作物病虫害的预警和防治。[0003]我国农业生态条件复杂，耕作制度多样，也是世界上农业有害生物灾害多发、频发和重发的国家之一，据不完全统计，我国农作物有害生物1600多种，其中，害虫830多种、病害720多种、杂草60多种、鼠害20多种。开展主要农作物有害生物种类与发生危害特点研究，对于摸清我国主要农作物有害生物发生危害家底，提高植保防灾减灾水平意义十分重大。实用新型内容

[0004]本实用新型的目的在于提供一种基于大数据病虫害监测预警系统。[0005]为达到上述目的，采用的技术方案为：[0006]一种基于大数据病虫害监测预警系统，包含病虫害监测预警仪、智能手机和云服务器，所述病虫害监测预警仪包含照相机、温度传感器、湿度传感器、光敏传感器、风速传感

所述病虫害监测预警仪收集传感器信息，通过所述智能手机将收集的信息器和GPS定位器，

传递到云服务器，所述云服务器连接大数据网络进行数据分析，再将分析结果反馈到所述智能手机；所述病虫害监测预警仪与智能手机通过有线或无线数据传输。[0007]所述病虫害监测预警仪上面还设有显示装置和工作指示灯。[0008]采用上述方案的有益效果为：这种基于大数据病虫害监测预警系统中病虫害监测预警仪是集多种传感器的小型便携式电子设备，通过周期性地放置在监测地域，分多次、多个地点采集信息，再利用智能手机的普及性、便利性，安装监控管理系统软件，结合系统软件功能和云服务器的大数据分析，可以准确、及时的对目标区域进行病虫害监测预警，还可以绘制病虫害监测预警的区域图。

附图说明

[0009]图1为本实用新型基于大数据病虫害监测预警系统的方框结构示意图。[0010]图2为本实用新型基于大数据病虫害监测预警系统的原理流程示意图。

具体实施方式

[0011]下面结合附图及实施例进一步介绍本实用新型，但本实用新型不仅限于下述实施例，可以预见本领域技术人员在结合现有技术的情况下，实施情况可能产生种种变化。[0012]如图1，一种基于大数据病虫害监测预警系统，包含病虫害监测预警仪、智能手机和云服务器，所述病虫害监测预警仪包含照相机、温度传感器、湿度传感器、光敏传感器、风速传感器和GPS定位器，所述病虫害监测预警仪收集传感器信息，通过所述智能手机将收集

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的信息传递到云服务器，所述云服务器连接大数据网络进行数据分析，再将分析结果反馈到所述智能手机；所述病虫害监测预警仪与智能手机通过有线或无线数据传输。所述病虫害监测预警仪上面还设有显示装置和工作指示灯。[0013]基于“大数据”病害虫预警系统的软件部分包括系统管理、数据管理、图片管理、数据查询、分析总结、辅助绘图、知识库管理、预测预报等系统。收集病害虫的相关的资料系统有遥感数据、卫星高程数据、图像预处理、受害特征提议、实地考察等。数据信息采集全自动化其DDIS和自动气象网络的很多数据均通过仪器自动采集。如在田间拍摄病虫为害照片的同时。即自动采集了病虫害发生的地点、时间、温湿度、光照等信息。照片上传到系统后，系统将照片数据采集地点自动生成分布图.从地图上可一目了然地了解病虫害发生分布。同时.通过地图的搜索查询可直接找到发生地点和发生情况图片。病虫害监测预警的气象数

并生成趋势图等。据则全部为系统自动采集、上传、处理，

[0014]以图表结合的形式对数据进行展示，包括发生省份统计、发生县数统计，有害生物发生危害基础信息等；同时利用地理信息系统的空间分析展示功能，以点状分布、区域填充、图层叠加、插值图等表现形式，形象、直观地展示有害生物发生分布区域。[0015]本系统以网页访问的形式进行访问，优点是可以实现多用户同时进行登陆处理，方便快捷，界面友好，操作简单明了，而且可以实现远程监控和接受报警信息。[0016]构建葡萄病虫害防治知识库和推理规则，采用模糊神经网络预测模型来研发葡萄病虫害防治专家系统。将人工神经网络与模糊系统相结合,建立基于模糊神经网络的农作

并将该模型与基于BP神经网络算法的预测模型进行比较。结果表明,模糊物虫情预测模型；

神经网络的预测模型预测精确度比较高,训练速度比较快；该模型给农作物虫情预测提供了一种新方法专家系统能基于预测模型对葡萄病虫害发生的时间、程度、空间位置分布的预测结果，自动决策分析预防对策。

[0017]本系统可以通过设置固定手机号码，来接受报警信息的短信。可以达到随时随地的掌握葡萄的生长状况和病虫害情况。

[0018]视频图像处理技术源自计算机视觉技术。计算机视觉技术是人工智能研究的分支之一，它能够在图像及图像描述之间建立映射关系，从而使计算机能够通过数字图像处理和分析来理解视频画面中的内容。视频监控图像处理技术依赖于计算机视觉技术，运用图像处理算法，在不需要人为干预的情况下，通过对摄像机拍摄的视频图像序列进行自动分析，实现对场景中目标定位、识别和跟踪，并在此基础上理解和描述目标的行为。根据行为特征分析并从图像中寻找满足预先设定的行为特征的事件，如：叶子的病变程度、虫害的生长规律、虫害的范围留等。

[0019]基于GIS系统和宁夏地理信息空间数据，通过对病虫害数据的分析和比较，以点状分布和区域分布等技术手段来展现全区病虫害发生趋势和情况；用Flex矢量图的形式，把病虫害测报、防治等数据在省级地图上进行插值分析，以色阶图的形式来展现全省病虫害发生情况，使数据的展现结果更直观。

[0020]图形化分析系统从需求来看分为两个部分：一个是GIS展现，一个是Flex展现，在本系统中可以合二为一，使用Flex作为前段来展现GIS数据。[0021]10.业务信息动态发布

[0022]通过该模块可以把业务系统内生成的Flex插值图、统计曲线图及其他可对外公开

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的业务数据信息通过数据接口发布到官方网站上，发布出来的数据和图形能够保持是最新的业务数据，要确保网站浏览这些公开的业务数据时不会对后台业务系统造成数据库压力。

[0023]该发布功能是业务系统的一个不可或缺部分，系统支持各类数据通过约定好的数据接口进行数据发布。

[0024]为满足宁夏回族自治区对本区葡萄的病虫害监测管理的需要，建设具有本区病虫害监测预警特色需求的测报业务数据库、地理信息数据库、机构管理数据库及相关应用功能。

[0025]数据库建设是本系统的基础，需要根据农垦局的实际业务情况进行数据设计和建设。

[0026]为保障服务器数据安全，除要求采用常规安全保障方法外，对数据库内的重要数据采用定期在线备份和定期离线备份两套方案，保证数据损坏或丢失后可以回溯到近期数

传输安据。用户与服务端之间交互的所有数据信息采用加密方式传输,确保调查数据上报、

全。为保障服务器数据安全，除要求采用常规安全保障方法外，还需要通过对系统后台进行用户和权限的管理来确保业务系统的数据和系统的安全性；建立数据库定时备份机制，保证数据损坏或丢失后可以回溯到近期数据；对业务敏感数据采用USB key和登录密码的双安全登录来确保系统登录的安全性和权限管理的安全性；用SSL服务器证书和HTTPS通讯协议来确保业务数据在互联网上传输的安全性。

[0027]系统运行的基本安全体系是一般系统都应该具备的，USB Key硬件设备登录系统可以加强系统账号的安全性，HTTPS和SSL服务器证书可以确保使用者与服务器通讯、省级服务器与国家服务器通讯的数据传输安全性。[0028]系统的技术流程见图2所示，系统主要功能包括系统管理、数据管理、图层管理、数据查询、统计分析、辅助绘图、知识库管理、病虫害预测等。[0029](1)系统管理：系统分管理员用户和普通用户。普通用户具有查询、统计分析的功能。而管理员用户除了具有一般用户的权限外，还具有修改删除数据的权利，同时可以添加删除普通用户，管理员用户还可以指定一个用户的具体权限，允许用户使用某一功能选项。[0030](2)数据管理：对于监测、发生、防治数据，都可以在图上实现可视化操作，即在图上直接选取所要录入的具体位置，然后对发生在这个范围内的发生或防治数据进行录入，系统便会自动保存录入的信息到数据库。包括林管局管理、林业局管理、林场管理、树种管理、病害管理、虫害管理、鼠害管理、有害植物管理、土壤种类管理、林种管理、植被种类管理、防治成本管理、林分类型管理、立地类型管理、林木组成管理等，这些基本数据信息为专家系统提供基础数据。[0031](3)图层管理：此功能实现图层的打开与关闭，可以选择不同的底图进行数据输入、查询等。地图空间数据信息的显示、漫游、空间数据和属性数据的查询、打印、导航、全景显示等功能，同时为其它功能提供专题图和基础地理数据。[0032](4)数据查询：可以按林业有害生物发生的时间、程度、发生量以及组合查询。这主要是按相关条件进行空间数据查询，并且可以查看其属性或把查询结果生成选择集等。[0033](5)统计分析：按地区、按病虫害、按年度、按月份生成各种样式的统计图，分析病虫灾害情况。

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(6)辅助绘图：在目前的林业有害生物管理中，最重要的是要知道病虫害发生的位

置，面积、危害程度等信息，以便及时的进行预防和处理。本系统可以对PDA或GPS的数据进行导入，在图中进行定位及显示。[0035]○1辅助绘图：通过辅助绘图模块，基层森防人员可以自己绘制能正确表示有害生物发生范围的图层，区域确定以后，系统将自动对多边形进行面积计算，并将计算结果自动储存到相应.shp图层的属性数据库中。[0036]○2把PDA数据导入系统：对PDA中的数据能导入本系统，具有良好的兼容性和实用性，为PDA技术在林业有害生物管理中的应用创造了条件。[0037](7)知识库管理：针对本系统所使用的知识模型进行管理的功能模块。可以方便地在知识库中增加新的有害生物知识，删除、修改旧的知识以及调整数学模型中的参数。1)标本鉴定：通过标本鉴定系统用户可以根据害虫特征来判断害虫名称，将用于判断的特征分为九大类：寄主树种、危害方式、危害部位、分目、成虫体长、成虫体宽、翅展长、成虫体色、翅

然后系统进行查询，并将符合条件色。用户可以对这九种条件中的一种或者多种进行设置，

的记录一一列出。2)标本查询：通过输入要查询的有害生物名称，便可查询到相关的信息，包括名称、类别、分布、基本特征、生物学特征、形态特征、为害特点等。还可以链接到相关的图片，为辨别各种有害生物提供了方便。[0038](8)预测预报：根据当前土地区域状况以及气象信息对未来可能发生的有害生物进行预测。预测预报功能包含发生期预测、发生量预测、发生程度预测、发生位置预测、发生范围预测。

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图1

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图2

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