誘集智能監測裝置研究與應用推廣探討

何金成 傅輝耀

近年來，我國對于微小遷飛昆蟲的研究與防治投入進一步擴大，對微小遷飛昆蟲的生活習性、種群分化、生物學特性、化學藥劑抗藥性等方面都取得了較為豐碩的研究成果，但是對于微小遷飛昆蟲蟲口密度監測方面的研究卻比較滯后。準確的監測田間微小遷飛昆蟲蟲口密度變化是微小遷飛昆蟲蟲害防治的前提條件，目前的采樣方式還是以較為原始的人工采樣計數為主，由于微小遷飛昆蟲個體微小，在水稻種植田間爆發時數量又極其巨大，加之微小遷飛昆蟲有遷飛能力，使得人工采樣調查的效率低、調查誤差大，調查數據的準確性和穩定性不高。隨著科學技術的日益發展，自動化、智能化的農業裝備的日益增多，在微小遷飛昆蟲監測領域也急需要應用更多的新技術，新思維，使微小遷飛昆蟲的誘集智能監測更加科學化、自動化和智能化。

一、強化企業與高校合作研究新技術

通過企業與高校合作組織實施研究，利用高校教授的豐碩技術，結合企業的實踐種植基地優勢，圍繞著建立了一個農業科研服務平臺為核心，針對現有田間微小遷飛昆蟲問題，研究設計一種自動化程度較高、抗干擾能力較強，適合推廣的野外微小遷飛昆蟲誘集及圖像自動采集裝置，可以更好的解放勞動力，降底勞動生產成本，提高微小遷飛昆蟲圖像采集的穩定性和圖片質量，微小害蟲圖像的識別與分割算法等進行深入研究，利用科技技術研究，應用計算機視覺、圖像處理和自動控制技術將微小遷飛昆蟲圖像自動采集裝置和微小遷飛害蟲圖像識別、計數系統相結合，實現田間誘蟲板上微小害蟲圖像在均勻時間間隔下的自動誘集、識別與計數，從而監測微小遷飛昆蟲在一段時間內蟲口密度的變化情況和變遷規律，達到農田間微小遷飛昆蟲監測預報的目的。

二、利用科技技術研究與應用推廣探討

利用科技技術研究，在傳統的微小遷飛昆蟲監測預報工作中，常常是利用誘蟲板誘集害蟲，再通過人工途徑進行計數統計，既費時又費力而且準確性不高。隨著計算機技術和數字圖像處理技術的發展，基于圖像識別的害蟲誘集監測裝置越來越多，但是田間自然環境復雜、光源環境不穩定、雜質雜蟲的干擾等因素都或多或少的影響著監測的準確性和可靠性。

針對現有問題，利用科技技術研究，應用計算機視覺、圖像處理和自動控制技術將微小遷飛昆蟲圖像自動采集裝置和微小害蟲圖像識別、計數系統相結合，實現田間黃色誘蟲板上微小遷飛昆蟲圖像在均勻時間間隔下的自動誘集、識別與計數，從而監測微小遷飛昆蟲在一段時間內蟲口密度的變化情況和變遷規律，達到田間微小遷飛昆蟲監測預報的目的。本研究可以減少調查的人力投入，提高微小害蟲蟲口密度抽樣調查的效率和準確率，而且調查數據采樣周期短，可以從不同角度分析微小遷飛昆蟲田間種群變化規律，相對人工抽樣調查更加準確、可靠，有較好的科研價值和應用前景。

三、實施新技術研究與應用推廣

合作建立一個水稻種植實驗基地，利用新技術手段設計研制一種自動化程度較高、抗干擾能力較強，適合推廣的野外微小害蟲誘集及圖像自動采集裝置，可以更好的解放勞動力，提高微小害蟲圖像采集的穩定性和圖片質量。本裝置主要涉及了微小害蟲誘集設備的優選、微小害蟲圖像采集設備的優選、裝置機械結構設計、裝置控制系統設計四部分內容。

微小害蟲誘集智能監測裝置一般被安裝在田邊或者壟間，空間相對較小，需要長時間暴露在野外，所以在機械結構設計過程中，應該盡可能的減小裝置體積，降低裝置能耗，保證裝置的穩定性。最終實現體積小，容易安裝，工作時間長，便于維修的目的。圖像獲取設備是整個微小害蟲誘集監測裝置的核心部件，其一方面是決定最后采集到的煙粉虱圖像質量的重要因素，其另一方面關系著整體機械結構設計匹配的問題。所以選擇合適的圖像采集工具尤為重要。在科學研究中，數字圖像的獲取工具常見的有數碼相機、掃描儀、圖像采集卡等，同時，由于煙粉虱蟲體過小，成蟲體長都不足1mm，所以也會選擇顯微鏡來擴大分辨率，獲得煙粉虱更多的細節信息。在針對微小目標的圖像獲取方面，顯微鏡與圖像采集卡結合使用也是常用的圖像采集方式。選擇合適的圖像采集卡與CCD攝像頭，將CCD攝像頭通過轉換接口與顯微鏡相連，再將圖像采集卡與計算機相連，就可以將顯微鏡中的圖像直接獲取保存在計算機中。通過這樣的多器件的配合可以更好的觀測微小目標。微小害蟲圖像自動采集箱的內部結構。

微小遷飛昆蟲誘集智能監測裝置一般被安裝在田邊或者壟間，空間相對較小，需要長時間暴露在野外，所以在機械結構設計過程中，應該盡可能的減小裝置體積，降低裝置能耗，保證裝置的穩定性。例如，某合作社通過與高校共同合作，建立一個研發室及水稻種植實驗基地，經水稻種植實驗基地一年多技術攻堅研究試驗，使農田間誘蟲實現了科學化，實現有效減少農藥使用量、降低勞動生產成本、增產增效、生產綠色農產品。收到了“三個提高和二個減少”的效果：一是提高糧食生產能力，單位面積糧食產量提高10%;二是提高了產出效益，畝效益提高18%;三是抵御自然災害的能力大幅提高。二個減少：一是畝農藥使用費減少15元;二是畝勞動生產成本減少35元。

因此，實施研究自動微小遷飛昆蟲誘集監測裝置的研究與應用推廣，有較好的科研價值和應用前景，助力推進鄉村振興戰略，加快現代農業和生態農業的發展步伐，降低勞動生產成本，減少農藥使用量，增加糧食產量，生產綠色農產品，使農民增加收入，其經濟社會生態效益明顯，值得應用推廣探討。

（作者單位：1.350002福建農林大學;2.362300福建省南安市永順民農機專業合作社）