便携式园林植物病虫害采集系统设计

摘要 物病虫害采集工作中，病虫害信息快速化传递的需求与相对滞后的传统采集模式之间的矛盾日益凸显。基于此，设计了一套以服务基层园林养护与管理人员需求为基础，以园林植物病虫害信息采集为目标的便携式园林植物病虫害采集系统。该系统依托Android操作系统平台，以4款免费智能手机应用程序为操作手段，实现了病虫害发病位置定位及数据信息的快速采集。

关键词 园林植物病虫害；采集系统；系统设计

中图分类号 TP311.52 文献标识码 B 文章编号 1007-5739（2016）14-0343-01

园林植物病虫害是迫害城市绿地系统的灾害之一，危害极为严重。对病虫害进行有效的监测，是控制病虫害蔓延、维护城市绿地系统健康、持续发展的重要工作。近年来，为构建生态城市，大批园林植物被引入城市绿地系统，其种类、配置模式、种植方式等越来越具有多样性、复杂性，使得园林植物病虫害的发生更具突发性、分散性、隐蔽性、不可预见性等特点[1]，传统的病虫害监测手段由于存在工作量大、效率低、信息滞后、预报准确率低等问题，很难满足园林植物病虫害监测信息快速化传递的需求。文中结合4款免费智能手机应用程序，依托Android操作系统平台，设计了一套便携式园林植物病虫害采集系统，实现了病虫害发病位置定位及数据信息的快速采集，位置精度可达20 m。

1 需求分析

使用者需求：传统模式的园林植物病虫害信息采集主要由园林养护与管理人员完成，需携带纸质表格、相机、图册、测量工具等进行数据采集，往往数据采集较慢、采集量少，后续统计繁琐，影响病虫害及时有效的监测和治理。因此，系统应便于携带且操作简单。

功能需求：园林植物病虫害采集主要经过以下流程：病虫害信息查询与比对病虫害发病位置定位病虫害发病等级、样片等相关属性信息的采集数据处理与存储数据传输[2]。因此，系统基本功能需包括病虫害信息查询、位置定位、属性信息采集、数据处理、存储与传输。

2 系统结构设计

系统以基层园林植物养护与管理人员的需求为基础，以园林植物病虫害信息采集为目标，以实用为准绳，高度聚合相近或相似结构属性，利用层次分析法，如图1所示，将园林植物病虫害采集系统分为工具层、功能层和技术服务层3个结构层次。工具层是目前使用普及的智能手机和4款手机应用程序，打破了传统采集模式，使手机成为数据采集主体，既减轻了使用者的携带负担，又大大提高数据的采集速度和数量；功能层是基于系统目标设置的病虫害查询、位置定位、数据处理、存储与传输4个基本功能；技术服务层是在联网（2G、3G、4G或WIFI）状态下实现4个系统功能的具体操作方法，包括图谱查询与比对、GPS定位、图像采集、数据编辑等。

3 系统功能设计与操作

3.1 病虫害查询与比对

园林养护与管理人员发现病态植株后，打开手机安装的应用程序“病虫害”，进入病虫害数据库，查找与现状相匹配的病因。数据库中有上千种常见园林植物的病虫害图谱，若仍无法确认病因，可点击问答进行在线提问与专家或同行进行交流，具体操作过程如图2所示。

3.2 位置定位

位置定位包括GPS定位和在线或离线地图定位。GPS定位是利用手机安装的应用程序“野外信息采集系统”中GPS定位功能，获取发病植株的位置信息，定位成功后，点击采集，然后点击查看便可将采集数据导出到手机内存或存储卡中。程序内包含有WGS84、北京54、西安80等3个坐标系，根据使用者需要可进行随机切换。在线或离线地图定位是辅助GPS定位的辅助手段，也是为了方便后续查找病树，可利用“百度地图”应用程序在线或离线加载地图来实现，同时利用手机截屏功能截取定位地图的图像（图3）。

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3.3 数据处理

数据处理包括图像采集和数据编辑。发病植株的图像采集可以利用手机自带的拍照功能完成；属性数据编辑主要是利用手机安装的“WPS office”应用程序完成。其操作方法如图4所示：①在“WPS office”中打开位置定位时导出的数据；②在“备注”一栏中插入定位时截取的地图图像；③编辑录入“发病树种”“病虫害名称”“图像”等属性信息，同时插入发病植株的图像。其中属性信息的编辑内容可根据使用者的需要自行变更。

3.4 存储与传输

数据的存储与传输方式归纳为2种。一是本地存储与传输，即直接将“WPS office”中编辑的数据存储到手机内存或存储卡中，之后利用数据线等工具导入电脑终端；二是网络存储与传输，即通过网络手段将数据同步或分享至电脑终端或网盘中，同步或分享数据的方式如图5所示。当数据被完整有效的存储和传输后，便完成了病虫害的采集任务。

4 结语

文中以“病虫害”“野外信息采集系统”“百度地图”“WPS office”4款免费手机应用程序为手段，以普遍使用的Android智能手机为平台，设计的便携式园林植物病虫害采集系统，完整地实现了从病虫害信息查询与比对、位置定位、数据处理到数据存储与传输的病虫害采集工作，较之传统的采集模式更易携带、更易操作、更快速和经济。随着智能手机的不断发展与完善，便携式园林植物病虫害采集系统将为园林植物病虫害采集与监测提供一个新的操作模式[3-5]。

5 参考文献

[1] 赵庆展，靳光才，周文杰，等.基于移动GIS的棉田病虫害信息采集系统[J].农业工程学报，2015，31（4）：183-190.

[2] 罗，黄文江，韦朝领，等.基于GIS的农作物病虫害预警系统的初步建立[J].农业工程学报，2008，24（12）：127-131.

[3] 蔡平，程凯，曾嫦娥，等.园林植物病虫害诊治多媒体专家系统研制[J].江苏林业科技，2005（4）：41-44.

[4] 蔡平，张国彪，徐荣侠.园林植物病虫害诊治多媒体专家系统研究[J].中国园林，2005（11）：72-75.

[5] 于华丽，李奕震，王祥林.园林植物病虫害系统控制的几点思考[J].山东林业科技，2007（5）：93-95.