[发明专利]一种基于图像的野外虫情监测装置

说明书

技术领域

本发明涉及农林虫情监测与农田信息采集技术领域，尤其涉及一种基于图像的野外虫情监测装置。

背景技术

我国是一个农业大国，也是农业生物灾害(病害、虫害、鼠害和草害)多发的国家。近十年来，我国每年暴发的病虫害种类比前十年增加一倍以上，如蝗虫、稻飞虱、稻纵卷叶螟等出现猖獗危害势头。虽然国家大力防治，但每年仍会损失粮食近500亿斤，各类经济作物1800万吨，仅螟虫灾害就造成经济损失上百亿。虽然，以喷施农药的方式能够减少虫害，但也因此带来了严重的水土资源污染、生态系统失衡、农产品品质下降以及威胁人们健康等问题。因此，农田害虫的监测、虫情灾害在统计预报工作中十分重要，若监测预报准确及时，就可及早控制害虫，减少农药用量，避免农作物遭受重大损失。

传统的人工虫害监测方法利用人工感官的方式在现场判别虫害并统计数量，其准确率受人的主观因素影响大，且耗时耗力。当前，使用的昆虫诱捕器存在的主要问题是需要定期收取样品手工计数，害虫数据质量差，很难估算其种群密度(吕昭智.现代信息技术在害虫种群密度监测中的应用[J].农业工程学报，2005.21(12)：p.112-115.)。大多数农田或者果园距离较远、交通不便，植保人员定期下乡监测需要花费大量的时间。此外，现场判别害虫多是依靠有经验的农业工作人员和少数昆虫分类专家来完成。对一些区域不常见的昆虫，植保人员现场识别有一定的难度。

近年来，传感器技术、无线传输技术、计算机技术等技术越来越广泛地应用于农田信息监测中，推动精细化农业发展。农田信息监测系统可以使用户远程获取温湿度、光照等多种农业生产信息，方便进行农田的管理。而虫情的监测是农田信息监测中很重要的一部分，远程虫情监测是其未来发展的趋势。

我国早在1958年就已经开始昆虫诱捕的研究，常见的害虫诱捕器主要有利用趋光性、趋色性、趋化性(林明江，安玉兴等.害虫诱捕器的研究与应用进展[J].广东农业科学，2011年第9期)。现在使用较多的是诱虫灯和昆虫信息素。王杨等人综合运用昆虫诱捕技术，对黄桃病虫害开展绿色防控试验，试验结果发现频振式杀虫灯可诱杀7目15科16种昆虫。

对农田环境温湿度等环境参数的收集有利于对虫情进行监测分析。近年来，国内外学者针对农田信息采集研究较为深入。中国农业科学院利用3G网络结合DDNS动态域名技术将传感器获取到的空气温湿度、土壤温湿度等果园气象环境因子以及果树视频图像远程传输到监控中心服务器，结合Web技术在网上实时发布果园环境信息(夏雪.基于3G和DDNS的果园环境远程监控系统[J].自动化与仪表，2013.28(8)：p.18-21.)。熊迎军等人设计了的MESH型ZigBee农田图像采集网络，使用改进的离散余弦变换减小了图像压缩的运算量，并对压缩后的图像作了数据分组和校验，保证了数据传输的可靠性，无线传输成功率为76％(熊迎军.农田图像采集与无线传输系统设计.农业机械学报，2011.42(3)：p.184-187.)。台湾大学生物产业自动化专业在针对台湾地区东方果实小蝇预警做了一系列的研究。他们在台湾各地布置20个WSN网络，将气温、湿度、风速和诱捕器中昆虫数量等信息打包发送至各地数据中心，最后汇总到位于实验室的中心主机(Jiang，J.-A.，et al.，A GSM-based remote wireless automatic monitoring system for field information：A case study for ecological monitoring of the oriental fruit fly，Bactrocera dorsalis(Hendel)[J].Computers and Electronics in Agriculture，2008.62(2)：p.243-259.)。

然而，以往的研究通常只是收集诱捕器中的昆虫数和外界温湿度，无法了解捕获昆虫的种类以及其他详细的信息。单单是昆虫数量的话，无法了解到虫害的真实情况，因此无法判断诱捕器中是否全是害虫，是否是同一种昆虫。

发明内容

本发明提供了一种基于图像的野外虫情监测装置，该装置实现了昆虫诱捕、昆虫图像采集、温湿度采集以及数据信息无线传输功能，通过在远程主机上查看获取到的昆虫图像，从而替代费时费力的传统人工现场计数方法。