一种棉蚜的抗性动态监测与防治用药推荐方法及系统技术方案

本发明专利技术公开的一种棉蚜的抗性动态监测与防治用药推荐方法及系统，包括：获取目标区域内农作物高光谱图像信息，判断农作物生长阶段及是否存在棉蚜虫害，分析目标区域内棉蚜虫情指数，将目标区域进行分区，获取各个子区域内棉蚜平均虫情指数，将不同区域匹配不同类型的农药，获取不同区域内棉蚜虫情指数变化，得到棉蚜的抗性信息；根据抗性信息的排序结果及农作物的平均生长阶段进行目标区域棉蚜虫害防治用药配比，生成防治用药方案的最佳推荐结果。本发明专利技术通过对棉蚜的抗药性监测，根据抗性特征推荐筛选出高效、安全、持久、经济的防治用药，防止因滥用农药导致虫害防治效果不佳，提高农药利用率，使得棉蚜的化学防治更加科学高效。效。效。

【技术实现步骤摘要】
一种棉蚜的抗性动态监测与防治用药推荐方法及系统


[0001]本专利技术涉及虫害防治
，更具体的，涉及一种棉蚜的抗性动态监测与防治用药推荐方法及系统。

技术介绍

[0002]棉蚜是为害棉花、黄瓜、茄子、辣椒等经济作物的主要有害生物之一，由于棉蚜的寄主范围广、适应性强、繁殖速度快、世代历期短等的特性，一旦条件适宜，在短期内便能爆发成灾。其若虫、成虫集于植株的嫩枝、嫩叶刺吸为害造成叶片卷曲、植株衰弱和矮缩；棉蚜排出的大量蜜露，影响植株正常的光合作用和生理作用，易引发霉污病，严重影响棉花的产量和质量；棉蚜还可通过刺吸为害传播病毒病，给棉花产业带来不可估量的经济损失。
[0003]目前对棉蚜的防治主要依靠化学药剂。然而，由于长期不合理使用化学药剂，导致棉蚜对多种化学药剂产生不同程度的抗药性。长期以来，棉蚜的发生及危害一直是影响棉花高效、优质、安全生产的重要问题。由于经济作物的高要求和棉蚜发生规律的复杂性，加之抗药性的快速发展，棉蚜治理面临不小的挑战，棉蚜治理中药剂的高效、安全使用成为面对的现实问题之一。因此，如何对棉蚜的抗性进行动态监测，推荐科学的防治用药配比以完善用药决策规范和依据是目前亟需解决的问题。

技术实现思路

[0004]为了解决上述至少一个技术问题，本专利技术提出了一种棉蚜的抗性动态监测与防治用药推荐方法及系统。
[0005]本专利技术第一方面提供了一种棉蚜的抗性动态监测与防治用药推荐方法，包括：
[0006]获取目标区域内农作物高光谱图像信息，将所述农作物高光谱图像信息进行预处理，判断农作物平均生长阶段；
[0007]同时根据预处理后的农作物高光谱图像信息进行棉蚜虫害识别，分析目标区域内棉蚜虫情指数；
[0008]将目标区域进行分区，获取各个子区域内棉蚜平均虫情指数，将不同子区域匹配不同类型的农药防治方案，获取不同区域内棉蚜虫情指数变化，通过虫情指数变化表征棉蚜的抗性信息；
[0009]根据抗性信息的排序结果及农作物的平均生长阶段进行目标区域棉蚜虫害防治用药配比，生成防治用药方案的最佳推荐结果。
[0010]本方案中，所述的获取目标区域内农作物高光谱图像信息，将所述农作物高光谱图像信息进行预处理，判断农作物生长阶段，具体为：
[0011]根据农作物高光谱图像信息提取图像信息及光谱信息，通过连续投影算法对所述光谱信息进行处理选取特征波长集合，通过所述特征波长集合生成光谱特征；
[0012]通过灰度共生矩阵获取图像信息中的纹理特征及轮廓特征，通过农作物植株的种类信息获取各生长阶段对应的叶片区域的典型特征；
[0013]将所述纹理特征及轮廓特征与各生长阶段的典型特征进行偏差度计算，获取偏差度最低的生长阶段作为农作物植株的生长阶段，根据农作物植株的生长阶段判断目标区域内农作物的平均生长阶段。
[0014]本方案中，根据预处理后的农作物高光谱图像信息进行棉蚜虫害识别，分析目标区域内棉蚜虫情指数，具体为：
[0015]基于机器学习构建棉蚜虫害识别模型，提取正常农作物植株及受棉蚜危害的农作物植株的光谱特征及纹理特征生成训练集，输入所述棉蚜虫害识别模型进行初始化训练，训练至损失函数收敛；
[0016]获取目标区域农作物的高光谱图像信息的光谱特征及纹理特征作为模型输入，通过训练好的棉蚜虫害识别模型进行识别，输出目标区域内农作物是否被棉蚜危害；
[0017]通过目标区域农作物的高光谱图像信息的光谱特征获取光谱反射率，同时获取正常农作物相同波段的光谱反射率，将目标区域内农作物对应的光谱反射率与正常农作物对应的光谱放射率映射至多维空间，计算光谱向量夹角的余弦值作为目标区域内棉蚜虫情指数。
[0018]本方案中，将目标区域进行分区，获取各个子区域内棉蚜平均虫情指数，将不同子区域匹配不同类型的农药防治方案，获取不同区域内棉蚜虫情指数变化，具体为：
[0019]根据各个子区域中的平均虫情指数及农作物的平均生长阶段利用大数据检索分析在相关数据库中建立索引任务，通过平均虫情指数、农作物种类及平均生长阶段构建索引标签；
[0020]计算相关数据库中数据与索引标签的相似度，获取所述相似度大于预设相似度阈值的数据集，根据所述数据集提取同种农作物相似虫情下不同类型的农药防治方案；
[0021]将各子区域与不同类型的单药剂农药防治方案进行匹配，判断施药预设时间后的不同子区域的虫情指数，根据施药前后的虫情指数获取虫情指数变化值；
[0022]根据所述虫情指数变化值获取目标区域内棉蚜虫害对不同类型农药的抗性信息。
[0023]本方案中，根据抗性信息的排序结果及农作物的平均生长阶段进行目标区域棉蚜虫害防治用药配比，生成防治用药方案的最佳推荐结果，具体为：
[0024]将不同子区域的虫情指数变化值进行倒序排序，生成目标区域内棉蚜虫害对不同农药的抗性信息排序结果，根据目标区域内农作物平均生长阶段及农作物的种类信息设置不同农药配比的约束信息；
[0025]根据抗性信息排序结果获取棉蚜虫害对应抗性小于预设抗性阈值的农药信息列表，根据所述农药信息列表通过大数据检索分析获取混配效果为增强的混配方案；
[0026]通过所述约束信息对所述混配方案进行筛选，获取目标区域内棉蚜虫害对筛选后的各混配方案中占比最高的有效成分的抗性信息；
[0027]选取棉蚜对其占比最高的有效成分的抗性最低的混配方案进行优先推荐，作为目标区域预设时间内的棉蚜防治用药。
[0028]本方案中，还包括：根据约束信息对混配方案进行筛选后，获取筛选后各混配方案的主要作用机理，根据所述主要作用机理对各混配方案进行分类；
[0029]获取各混配方案的主要作用机理的特征信息，计算各混配方案两两之间的特征偏差率，将所述特征偏差率小于预设偏差率阈值的混配方案归为同一类别；
[0030]获取当前棉蚜防治用药所属类别信息，将所属类别中所有混配方案在下次棉蚜虫害防治用药推荐时暂时隐藏，构建棉蚜虫害防治用药的待推荐列表；
[0031]当监测到当前棉蚜防治用药进行施药后的虫情指数变化值小于预设阈值时或者连续施用预设时间间隔后，在所述待推荐列表中进行选择。
[0032]本专利技术第二方面还提供了一种棉蚜的抗性动态监测与防治用药推荐系统，该系统包括：存储器、处理器，所述存储器中包括一种棉蚜的抗性动态监测与防治用药推荐方法程序，所述一种棉蚜的抗性动态监测与防治用药推荐方法程序被所述处理器执行时实现如下步骤：
[0033]获取目标区域内农作物高光谱图像信息，将所述农作物高光谱图像信息进行预处理，判断农作物平均生长阶段；
[0034]同时根据预处理后的农作物高光谱图像信息进行棉蚜虫害识别，分析目标区域内棉蚜虫情指数；
[0035]将目标区域进行分区，获取各个子区域内棉蚜平均虫情指数，将不同子区域匹配不同类型的农药防治方案，获取不同区域内棉蚜虫情指数变化，通过虫情指数变化表征棉蚜的抗性信息；
[0036]根据本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种棉蚜的抗性动态监测与防治用药推荐方法，其特征在于，包括以下步骤：获取目标区域内农作物高光谱图像信息，将所述农作物高光谱图像信息进行预处理，判断农作物平均生长阶段；同时根据预处理后的农作物高光谱图像信息进行棉蚜虫害识别，分析目标区域内棉蚜虫情指数；将目标区域进行分区，获取各个子区域内棉蚜平均虫情指数，将不同子区域匹配不同类型的农药防治方案，获取不同区域内棉蚜虫情指数变化，通过虫情指数变化表征棉蚜的抗性信息；根据抗性信息的排序结果及农作物的平均生长阶段进行目标区域棉蚜虫害防治用药配比，生成防治用药方案的最佳推荐结果。2.根据权利要求1所述的一种棉蚜的抗性动态监测与防治用药推荐方法，其特征在于，所述的获取目标区域内农作物高光谱图像信息，将所述农作物高光谱图像信息进行预处理，判断农作物生长阶段，具体为：根据农作物高光谱图像信息提取图像信息及光谱信息，通过连续投影算法对所述光谱信息进行处理选取特征波长集合，通过所述特征波长集合生成光谱特征；通过灰度共生矩阵获取图像信息中的纹理特征及轮廓特征，通过农作物植株的种类信息获取各生长阶段对应的叶片区域的典型特征；将所述纹理特征及轮廓特征与各生长阶段的典型特征进行偏差度计算，获取偏差度最低的生长阶段作为农作物植株的生长阶段，根据农作物植株的生长阶段判断目标区域内农作物的平均生长阶段。3.根据权利要求1所述的一种棉蚜的抗性动态监测与防治用药推荐方法，其特征在于，根据预处理后的农作物高光谱图像信息进行棉蚜虫害识别，分析目标区域内棉蚜虫情指数，具体为：基于机器学习构建棉蚜虫害识别模型，提取正常农作物植株及受棉蚜危害的农作物植株的光谱特征及纹理特征生成训练集，输入所述棉蚜虫害识别模型进行初始化训练，训练至损失函数收敛；获取目标区域农作物的高光谱图像信息的光谱特征及纹理特征作为模型输入，通过训练好的棉蚜虫害识别模型进行识别，输出目标区域内农作物是否被棉蚜危害；通过目标区域农作物的高光谱图像信息的光谱特征获取光谱反射率，同时获取正常农作物相同波段的光谱反射率，将目标区域内农作物对应的光谱反射率与正常农作物对应的光谱放射率映射至多维空间，计算光谱向量夹角的余弦值作为目标区域内棉蚜虫情指数。4.根据权利要求1所述的一种棉蚜的抗性动态监测与防治用药推荐方法，其特征在于，将目标区域进行分区，获取各个子区域内棉蚜平均虫情指数，将不同子区域匹配不同类型的农药防治方案，获取不同区域内棉蚜虫情指数变化，具体为：根据各个子区域中的平均虫情指数及农作物的平均生长阶段利用大数据检索分析在相关数据库中建立索引任务，通过平均虫情指数、农作物种类及平均生长阶段构建索引标签；计算相关数据库中数据与索引标签的相似度，获取所述相似度大于预设相似度阈值的数据集，根据所述数据集提取同种农作物相似虫情下不同类型的农药防治方案；
将各子区域与不同类型的单药剂农药防治方案进行匹配，判断施药预设时间后的不同子区域的虫情指数，根据施药前后的虫情指数获取虫情指数变化值；根据所述虫情指数变化值获取目标区域内棉蚜虫害对不同类型农药的抗性信息。5.根据权利要求1所述的一种棉蚜的抗性动态监测与防治用药推荐方法，其特征在于，根据抗性信息的排序结果及农作物的平均生长阶段进行目标区域棉蚜虫害防治用药配比，生成防治用药方案的最佳推荐结果，具体为：将不同子区域的虫情指数变化值进行倒序排序，生成目标区域内棉蚜虫害对不同农药的抗性信息排序结果，根据目标区域内农作物平均生长阶段及农作物的种类信息设置不同农药配比的约束信息；根据抗性信息排序结果获取棉蚜虫害对应抗性小于预设抗性阈值的农药信息列表，根据所述农药信息列表通过大数据检索分析获取混配效果为增强的混配方案；通过所述约束信息对所述混配方案进行筛选，获取目标区域内棉蚜虫害对筛选后的各混配方案中占比最高的有效成分的抗性信息；选取棉蚜对其占比最高的有效成分的抗性最低的混配方案进行优先推荐，作为目标区域预设时间内的棉蚜防治用药。6.根据权利要求5所述的一种棉蚜的抗性动态监测与防治用药推荐方法，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：安静杰，郭江龙，李耀发，高占林，党志红，
申请(专利权)人：河北省农林科学院植物保护研究所，
类型：发明
国别省市：