农业病虫灾害智能化监测网络建设
摘要：为提高农作物病虫监测智能化水平、切实保障农业生产安全，山东省着力推进农业有害生物智能化监测网络建设，推动农业有害生物监测预警向标准化、网络化、可视化、模型化、智能化迈进，取得了显著成效。本文系统总结了山东省智能化监测预警网络建设的思路、做法及成效，分析了存在的问题，提出了发展对策，以期为提升重大病虫监控能力提供参考。
关键词：农业重大病虫害；监测预警；网络建设；做法；成效；问题；对策
病虫测报是植保防灾减灾最基础性的工作[1]，是政府决策、科学防控、减量增效、提升农产品质量水平、改善生态环境的根本依据和前提。近年来，由于全球气候变暖、农业结构调整、耕作制度变化以及高产优质品种的推广等原因，农作物病虫害的发生变得日趋严重和复杂，病虫害监测预警的难度也在加大。因此，提高农作物病虫监测智能化水平、推进病虫测报技术进步迫在眉睫。山东省围绕深化农业供给侧结构性改革、推进农业绿色发展和高质量发展的根本要求，立足农作物重大有害生物监测预警与防控的公共管理和公益服务职能，扎实落实“预防为主，综合防治”的植保方针，推行“科学植保、公共植保、绿色植保”的理念，着力推进农业有害生物智能化监测网络建设，推动农业有害生物监测预警向标准化、网络化、可视化、模型化和智能化迈进。
1智能化监测网络建设总体思路
结合国家植保工程和山东省病虫监测预警能力建设项目，加强智能病虫监测设备的推广和应用。在全省构建一个符合病虫测报物联网架构的集智能监测终端设备管理、自动监测数据采集、人工数据采集、监测数据挖掘分析、病虫发生预测模型建立、病虫发生分布地理信息系统、预警信息发布、测报工作管理以及病虫发生远程诊断和会商的病虫监测数据分析系统。全面提升山东省病虫测报工作智能化和信息化水平，充分发挥植保防灾减灾的作用，实现农药使用减量增效的目标，确保粮食增产、农业增效和农民增收，促进农业、农村经济与社会的健康发展。
2智能化监测网络建设组织与实施
山东省着力抓好3个项目实施，正在加快构建覆盖山东全域的智能化监测网络。目前，3个项目均进展顺利，大多数站（点）已经建成并正常运行。到2020年，1个高水平的省级农作物病虫害智能化监测中心和900多个设备齐全、智能化程度高的病虫智能监测站（点），并下辖1000个基层测报员的一个完善的山东省病虫害智能化监测预警网络系统将建成完毕，从而显著提升重大病虫监测预警的自动化以及信息化水平，进一步有效增强山东省农作物重大病虫灾害监测防控能力。
2.1山东省东亚飞蝗滋生区远程监控示范项目
自2013年起，山东省组织实施全国病虫测报物联网试点项目“山东省东亚飞蝗滋生区远程监控示范项目”。截至2016年底，8个固定监测站、2个移动监测站建设完毕，数据处理平台软件上线运行，目前运转状况良好。基本建立起一个设备先进、功能完善的东亚飞蝗滋生区远程监控体系，建设了山东病虫测报物联网技术架构1.0版。
2.2山东省农作物病虫害智能化监测能力建设项目
2017年开始组织实施，项目建设周期为3年，总预算为5400万元，平均每年1800万元。项目计划建设1个省级病虫害智能化监测中心和117个县级病虫智能化监测站。通过项目实施，最终覆盖全省117个农业县（市、区）（不含青岛），从而实现每个农业县（市、区）（不含青岛）建设1个县级农作物病虫害智能化监测站的目标。各智能化监测站负责监测本地农作物病虫发生情况、采集并上报本地病虫发生实况信息和田间环境因子实时信息，是全省病虫智能化监测预警网络系统数据信息的基础来源。
2.3国家植物保护能力提升工程
2016―2020年，国家植物保护能力提升工程在山东省共规划建设重大病虫疫情田间监测点504个，其中改造升级田间监测点152个、新建田间监测点352个。
3智能化监测网络运行机制
3.1山东省农作物病虫害智能化监测中心运行
建设1个省级病虫害智能化监测中心，是整个山东省农作物病虫害智能化监测预警系统的中心枢纽，开发了“山东省农作物病虫害智能监测预警系统平台”（简称“平台”）。“平台”由山东省病虫害实时监测管理平台、山东省病虫害综合信息服务管理平台和山东省病虫测报数据分析预警平台等3个子平台组成。
3.2县级农作物病虫害智能化监测站运行
县级农作物病虫害智能化监测站统筹兼顾粮、棉、油、果、菜，以重大、突发病虫害监测为主，承担国家级和省级病虫测报任务。各监测站的智能化监测设备通过病虫监测智能网关连接至省级中心的“山东省农作物病虫害智能监测预警系统平台”，从而组成1个较为完善的山东省病虫害智能化监测预警网络系统。该网络系统可显著提升山东省病虫测报工作智能化、信息化和模型化水平，大幅度提高农作物病虫害的实时监测和分析预警能力，明显增强病虫害预测的时效性和精准化水平，从而进一步实现对病虫害及时、精准防治，减少农药的使用量，提高农药的利用率，有效降低农业面源污染，保护生态环境，为农业生产安全和食品安全提供有力保障。
4智能化监测网络建设成效
农业有害生物预警与控制分中心和区域站的建设，提高了农业生物灾害预警、快速反应能力和有效控制能力，长、中、短期预报准确率分别达到了85%、90%、95%以上，每个区域站对突发重大农业有害生物灾害的有效控制能力达到了1000hm2/d以上，病虫害损失挽回率较以前提高了5%，灾害损失降到3%以下。
4.1测报体系趋于完善
全省已建设省级区域病虫害监控分中心1个，国家级农作物病虫区域测报站51个、省级重点测报站85个，乡、村监测点600个。同时，由于改善了病虫测报手段，提高了病虫害预报准确率，病虫害预报准确率由项目实施前的85%提高到了95%以上。同时，加强与新型经济主体合作，在新兴经济体承包的土地上建立基层病虫监测点，聘请新型经济体中有一定病虫防治经验的植保技术人员担任基层监测点的测报员。由各级植保机构的的植保专业技术人员对其进行病虫害测报、防治技术培训，探索建立互惠互助的服务模式。结合国家植保工程和山东省农作物病虫害智能化监测能力建设项目，完成121个病虫监测站（点）的建设，健全基层测报员的配备，提高基层监测智能化水平。
4.2数据采集规范化
每个智能监测站均配备各种智能化病虫监测工具和田间气象设备，包括智能虫情测报灯、害虫自动性诱监测仪、智能孢子捕捉仪、田间小气候自动监测仪、土壤环境自动监测仪、病虫发生实时高清图像监测设备以及病虫监测智能网关、太阳能供电系统等，健全系统测报点。除配备各种自动化监测设备外，每个县级病虫监测站还建设5～10个系统测报点，每点设置1名农民测报员，每名农民测报员配备1台田间病虫监测数据调查仪，定时、定点按照测报调查规范开展病虫系统调查，并上报病虫田间系统调查数据。通过实施植保工程项目，先后由山东省质量技术监督局发布了103种农作物病虫发生程度分级标准、29种农作物病虫测报技术标准、36种动态模式报表。病虫测报调查严格按“国标”“省标”进行，从而大大提高了病虫调查数据的规范性、代表性、可比性和科学性。
4.3数据处理网络化
山东省农业有害生物监控信息系统与全国系统实现了无缝对接。目前，全省病虫害模式电报涵盖粮、棉、油、果、菜病虫害以及天敌，建立了共计70种病虫害模式报表。全省所有上报模式报表中，90%是通过山东省农业有害生物预警信息系统上报到省站。该系统的使用解决了病虫调查数据传递方式多而乱的问题，提高了传递速度，增强了时效性，实现了资源共亨，节省了大量的人力和物力。在2017年运行的基础上，进一步完善了“山东省农作物有害生物监测、分析和预警系统”功能。根据《关于加强2018年农作物病虫害监测信息报送工作的通知》《关于调整省级重点测报站病虫监测信息上报任务的通知》，全面充实了系统所涵盖的任务范围，基本将目前山东省所有病虫监测数据上报任务纳入系统内，从而大大提高了病虫测报数据填报、汇总和分析的效率。
4.4信息发布多媒体化
随着智能手机等移动媒体的普及，充分利用“山东植保”微信公众号年均发布病虫预报、植保情况等各类服务信息260余期，在12316平台和山东农业信息网发布预报19期，介绍了70多种农作物重大性、突发性病虫害及新病虫的预测和防治实用技术。微信预报已成为山东省植保工作为农服务的一个重要窗口，深受广大农民群众欢迎。同时，综合利用网络、电视、广播和明白纸等多种形式发布病虫情报，提高信息传递速度，确保预报信息的时效性[2]。
5存在的问题
5.1智能化程度有待提高
智能化监测网络核心架构每一层的技术接口、协议有待进一步完善和规范。同时，智能监测设备种类单一、智能化程度不足[3]。例如，基于性诱原理的螟蛾类害虫设备较多、小型害虫的较少，而且存在重复计数现象。受制于技术和设备条件，设备准确性仍需进一步提高。
5.2运行维护有待加强
项目建成后，普遍缺少运行经费，影响功能发挥。我国在传感器，尤其是高端传感器方面的自主创新能力还较低，传感器购置成本和后期维护费用偏高。个别监测站点建成后管理不到位，出现设备毁坏、无人管理等情况，不能正常工作；同时，测报系统存在电池蓄电能力差、连续阴雨天电量不足、运行不稳定和故障率高等问题。
5.3数据共享利用困难
农业有害生物的发生发展和农业气象、水利、土地权属、卫星遥感等紧密相关，但目前部门间物联网数据共享不够，缺乏有效联结机制，大数据有效分析和共享无法开展，在一定程度上影响了智能化监测网络的实际效果。
5.4人才队伍支撑不足
普遍缺乏既懂信息技术、又懂农业植物保护专业技术的复合型人才，绝大部分测报站点没有专职的信息人员，基本都是兼职人员，其缺乏计算机网络信息知识和技术，因而技术支持保障不够。
6对策
6.1建立完善推进机制
建立完善智慧农业建设的推进机制，进一步加强与相关部门及省内外高等院校、科研单位的联系和协作。统筹协调各行业智慧、农业信息、平台等资源，形成农业物联网建设合力，以更大的力度推进山东省智慧农业建设[4]。
6.2强化网络运行保障
省、市、县级财政部门应将智能化网络运行费用纳入预算，每年提供项目运行经费，确保项目正常运转，并配备专门的人员对设备进行维护，对出现的问题及时解决，以保障设备正常运行。
6.3加快软件设备研发
针对智能化测报系统中存在的识别不准、重复计数、电池蓄电能力差、兼容性差等问题，注重经济实用的农用传感器、电子标识、专家智能决策系统、系统集成和开放性平台技术、数据自动采集发送、自动控制装置研制、大数据管理和挖掘、组网和协同处理技术研发等，提升监测预警能力。
7参考文献
[1]刘万才，黄冲.我国农作物现代病虫测报建设进展[J].植物保护，2018，44（5）：159-167.
[2]张振铎，张丹华，金正海，等.建设现代化病虫监测预警体系助力农药用量零增长[J].中国植保导刊，2019（39）：87-90.
[3]张海燕，李爱国，许莉，等.姜堰区农作物病虫害智能化测报工作的探索与思考[J].上海农业科技，2019（2）：119-120.
[4]王圣楠.基于物联网技术的农林病虫害生态智能测控系统构建及其应用[D].泰安：山东农业大学，2017.
作者：国栋 杨久涛 于玲雅 朱军生 李敏敏 黄渭 王同伟 单位：山东省植物保护总站
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