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本文是在“现代精细农业系统集成研究教育部重点实验室(中国农业大学)精细农业研究中心”和“河北农业大学机电工程学院人工智能研究中心”所提供的研究环境与物质保障下完成的。本文研究内容属于国家高技术研究发展计划(863计划)项目“农业病虫害网络化远程诊断技术研究与示范工程(编号2002AA241221)”的一部分。 现阶段我国农业灾害发生频繁,造成的损失也在逐渐加大。因此做好病虫害防治和预测预报工作是非常必要的。目前我国农业病虫害综合防治和预测预报工作中存在着很多问题,总体来说科技含量偏低。提高灾害预报水平,特别是运用信息技术,逐步建立健全农业病虫害管理信息系统势在必行。 地理信息系统(GIS)是一个由人和计算机组成的人机交互系统。本文以果树病虫害为例,针对我国目前果树病虫害防治与预测预报的需求,以较小的开发成本在较短的开发周期内,开发了一种功能比较完善,界面比较友好,基本符合果树生产管理方式的果树病虫害地理信息系统。 本文分析了果树病虫害防治的实际需要,按照软件工程的设计思想,利用空间信息处理技术,对果树病虫害地理信息系统进行了总体方案设计和系统研发工作,主要研究成果包括: 1.本文按照软件工程的设计方法和螺旋式开发模型,采用通用编程语言与地理信息系统组件相结合的开发方案,既缩短了开发周期,减少了开发工作量,又保证了系统的稳定性和可靠性,同时还可以实现系统的无缝集成。 2.综合考虑数据量、技术需求和资金配置等诸多因素,利用ArcGIS专业级地理信息系统平台并结合COM组件二次开发,设计了一个面向不同用户的,针对性较强的果树病虫害地理信息系统配置方案。 3.分析比较了各种空间数据的获取方法,采用扫描矢量化技术,提高了数据获取的速度,在较好的满足设计开发需要的前提下,大大降低了开发成本。 4.在GIS的空间信息管理和空间分析的基础上,建立了地理数据库和知识库,综合利用各种空间数据和专业知识,将GIS与专家系统相结合,能够为各级决策者和农户提供决策支持。 5.在Windows平台下,利用MapObjects(MO)控件向应用程序中添加制图和GIS功能,从简单的显示与制图到地理数据的复杂模拟与分析都可以实现,完成了基于MO的果树病虫害地理信息系统的开发。 6.针对烟台地区苹果树的主要病虫害,综合考虑动态的气象条件、病虫害的发病规律和地理分布情况,本系统采用了BP神经网络进行灾情预测。