梨小食心虫自动监测识别计数系统研制

针对果园梨小食心虫监测中存在的人工计数调查费力且欠准确的问题,本研究设计了一种基于性诱的害虫自动监测装置,通过构建配套的图像处理系统实现了害虫自动识别计数。应用诱芯与粘虫板相结合进行害虫诱捕;机器视觉定时采集粘虫板图像;基于Visual C#与Matlab混合编程,构建害虫自动识别计数系统。并在桃园应用研制的性诱害虫自动监测系统对梨小食心虫监测结果进行比较。结果显示:自动监测装置的平均诱捕率为89. 58%;梨小食心虫平均识别准确率为94. 11%。表明该自动监测系统的害虫诱捕率和识别准确率均高,提高了害虫监测识别的效率,在害虫监测中具有广阔的应用前景。     

基于机器视觉和深度学习的稻纵卷叶螟性诱智能监测系统

【目的】为减轻基层测报人员工作量,提高稻纵卷叶螟Cnaphalocrocis medinalis性诱测报的准确率和实时性,实现监测数据可追溯,建立了基于机器视觉的稻纵卷叶螟性诱智能监测系统。【方法】稻纵卷叶螟性诱智能监测系统包括基于机器视觉的智能性诱捕器、基于深度学习的稻纵卷叶螟检测模型、系统Web前端和服务器端。利用工业相机、光源和Android平板搭建了智能性诱捕器的机器视觉系统;建立了基于改进的YOLOv3和DBTNet-101双层网络的稻纵卷叶螟检测模型;利用HTML, CSS, JavaScript和Vue搭建系统Web前端展示稻纵卷叶螟检测与计数结果;使用Django框架搭建服务器端,对来自智能性诱捕器通过4G网络上传的图像进行接收与结果反馈;采用MySQL数据库保存图像和模型检测结果等信息。【结果】基于机器视觉的稻纵卷叶螟性诱智能监测系统利用智能性诱捕器自动定期上传稻纵卷叶螟图像至服务器,部署在服务器上的目标检测模型对稻纵卷叶螟成虫进行实时自动检测,精确率和召回率分别达97.6%和98.6%;用户可通过Web前端查看稻纵卷叶螟检测结果图。【结论】基于机器视觉的稻纵卷叶螟性诱智能监测系统实现了图像的定时自动采集、稻纵卷叶螟成虫的准确检测与计数,实现了稻纵卷叶螟性诱监测的智能化和实时性,减轻了测报人员的工作量,监测数据可追溯。     

利用基于光学暗场反射测量的光学遥感技术探测飞行的农业害虫（英文）

【目的】本研究的目的是开发一种光学遥感技术实现在农田昼夜连续自动地监测农业害虫。【方法】一个望远镜通过对准远处的暗箱,得到一个低亮度水平的基线。当昆虫在望远镜的视野中飞过时,它散射的太阳光的光学信息就被连接到望远镜的记录系统采集到。在夜晚我们使用很强的灯光替代太阳光来照亮昆虫。【结果】昆虫计数、昆虫的振翅频率分析及反射光谱记录都获得成功。这表明使用暗场背向散射探测系统监测昆虫是可行的。手动释放的已知昆虫种类都具有独特的光谱特性。几种害虫特别是桃蛀螟Conogethes punctiferalis(Guenée)和短角异斑腿蝗Xenocatantops brachycerus(Willemse)都用本文描述的方法进行了成功识别。【结论】用暗场背向散射探测系统昼夜连续监测田间农业害虫是可行的。跟预期的一样,散射的振翅频率和光谱信息可以用来识别害虫。     

基于性诱和深度学习的草地贪夜蛾成虫自动识别计数方法

【目的】探究深度学习在草地贪夜蛾Spodoptera frugiperda成虫自动识别计数上的可行性,并评估模型的识别计数准确率,为害虫机器智能监测提供图像识别与计数方法。【方法】设计一种基于性诱的害虫图像监测装置,定时自动采集诱捕到的草地贪夜蛾成虫图像,结合采集船形诱捕器粘虫板上草地贪夜蛾成虫图像,构建数据集;应用YOLOv5深度学习目标检测模型进行特征学习,通过草地贪夜蛾原始图像、清除边缘残缺目标、增加相似检测目标(斜纹夜蛾成虫)、无检测目标负样本等不同处理的数据集进行模型训练,得到Yolov5s-A1, Yolov5s-A2, Yolov5s-AB, Yolov5s-ABC 4个模型,对比在不同遮挡程度梯度下的测试样本不同模型检测结果,用准确率(P)、召回率(R)、F1值、平均准确率(average precision, AP)和计数准确率(counting accuracy, CA)评估各模型的差异。【结果】通过原始图像集训练的模型Yolov5s-A1的识别准确率为87.37%,召回率为90.24%,F1值为88.78;清除边缘残缺目标图像集训练得到的模型Yolov5s-A2的识别准确率为93.15%,召回率为84.77%,F1值为88.76;增加斜纹夜蛾成虫样本图像训练的模型Yolov5s-AB的识别准确率为96.23%,召回率为91.85%,F1值为93.99;增加斜纹夜蛾成虫和无检测对象负样本训练的模型Yolov5s-ABC的识别准确率为94.76%,召回率为88.23%,F1值为91.38。4个模型的AP值从高到低排列如下：Yolov5s-AB>Yolov5s-ABC> Yolov5s-A2>Yolov5s-A1,其中Yolov5s-AB与Yolov5s-ABC结果相近;CA值从高到低排列如下：Yolov5s-AB>Yolov5s-ABC>Yolov5s-A2>Yolov5s-A1。【结论】结果表明本文提出的方法应用于控制条件下害虫图像监测设备及诱捕器粘虫板上草地贪夜蛾成虫的识别计数是可行的,深度学习技术对于草地贪夜蛾成虫的识别和计数是有效的。基于深度学习的草地贪夜蛾成虫自动识别与计数方法对虫体姿态变化、杂物干扰等有较好的鲁棒性,可从各种虫体姿态及破损虫体中自动统计出草地贪夜蛾成虫的数量,在害虫种群监测中具有广阔的应用前景。     

基于Android的水稻害虫诊断系统

【目的】为了让农业智能诊断系统更加便捷、高效地为用户服务,提高水稻害虫的诊断识别能力。【方法】本文应用开源软件组合LAMP(Linux+Apache+PHP+My SQL)及客户端开发环境(Java development kit+Eclipse+Android Software development kit+Android development tools),提出并开发了一种基于Android系统的水稻害虫诊断系统。系统结构包括服务器端和手机客户端。服务器端采用了开放式的设计,授权用户可对水稻害虫资料进行修改、更新;手机客户端可根据水稻害虫体型大小、危害部位、危害症状、危害特性等进行初步分类,再结合害虫文字描述、对照图片等进行实时诊断。【结果】该系统可方便的对水稻害虫进行诊断识别。【结论】系统使用简单,携带方便,同时,由于Android智能手机价格低廉、用户广泛,因此具有广阔的推广应用前景。     

水盆式性诱剂诱捕器对苹果园昆虫种群的影响

通过对有机苹果园和常规苹果园的系统调查,调查分析了果园释放性诱剂对园内目标害虫、天敌及中性昆虫的诱集作用.结果表明:无论在有机苹果园还是常规苹果园,性诱剂均对天敌昆虫和中性昆虫具有一定的诱杀作用,且益害比在有机园中为2∶1和2∶3之间,在常规园中则在3∶1和1∶10范围内.水盆式性诱剂诱捕器的使用对自然天敌在果园中的控...     

不同波长LED诱虫灯对菜地昆虫的诱集效果

【目的】研究不同波长窄波段光谱LED诱虫灯对菜地昆虫的诱集效果,为合理利用LED诱虫灯提供依据。【方法】以市售长波紫外线太阳能LED诱虫灯为对照,调查12个窄波段光谱诱虫灯诱集菜地昆虫的种类和数量,监测菜地昆虫的发生动态。【结果】各波长诱虫灯诱集到的菜地趋光性害虫有莲藕潜叶摇蚊Stenochironomus nelumbus、甜菜白带野螟Hymenia recurvalis、斜纹夜蛾Spodoptera litura、八点广翅蜡蝉Ricania speculum、稻绿蝽Nezara viridula、黑条灰灯蛾Creatonotus gangis、东方蝼蛄Gryllotalpa orientalis、稻缘蝽Leptocorisa sp.和瓜实蝇Bactrocera cucurbitae,天敌昆虫为龟纹瓢虫Propylaea japonica、中华婪步甲Harpalus sinicus和黄足猎蝽Sirthenea flavipes,中性昆虫为缅甸蓝叶蚤Altica birmanensis、姬牙虫Sternolophus rufipes、毒隐翅虫Paederus sp.和齿甲Uloma sp.。其中,莲藕潜叶摇蚊、甜菜白带野螟和缅甸蓝叶蚤为灯下昆虫优势种,瓜实蝇、稻缘蝽和黄足猎蝽为少见种,其余为常见种。从诱集昆虫总量来看,数量最多的为440-445 nm蓝光灯,其次是460-470、390-400、410-420、380-390和450-460 nm诱虫灯。【结论】露地种植模式下菜地害虫的防治应结合菜地昆虫发生动态,在不同时段适时使用390-400、410-420、440-445和450-460nm诱虫灯,以有效诱杀菜地害虫,保护天敌昆虫。该研究结果不仅为露地种植模式下菜地害虫的预测预报和物理防控提供了参考,还为规范诱虫灯使用,为进一步开发高效智能LED诱虫灯奠定了基础。     

三种诱捕器对天牛科昆虫的诱集效率

【目的】不同诱捕器类型可以有效诱集不同昆虫物种,为了更准确的判断某地区的物种丰富度,更高效的进行不同物种的诱集,开展不同诱捕器类型对昆虫诱集效率的对比研究是至关重要的。【方法】研究了档板、漏斗和马氏3种不同类型诱捕器在吉林省松花湖库区蒙古栎林中对天牛科昆虫的诱集数量和种类。【结果】在相同地点和相同时间段内,漏斗诱捕器共诱集189头天牛科昆虫、分属于4亚科、11属、12种;挡板诱捕器共诱集134头天牛科昆虫,分属于5亚科、15属、17种;马氏诱捕器共诱集99头天牛科昆虫,分属于4亚科、16属18种。从诱集到的物种丰富度看,诱集效率顺序为:马氏诱捕器>挡板诱捕器>漏斗诱捕器;从诱集到的个体数量看,诱集效率顺序为:漏斗诱捕器>挡板诱捕器>马氏诱捕器;从诱集到的优势种数量看,诱集效率顺序为:漏斗诱捕器>挡板诱捕器>马氏诱捕器。【结论】从成本和效率的综合因素考虑,在一般性天牛科昆虫调查和种群监测时,可以选择以联合使用挡板和漏斗诱捕器为主,马氏诱捕器辅之的调查设计,可达到高效且经济的调查天牛科昆虫的目的。     

诱虫灯对芒果园主要害虫的监测效果评价

为评价诱虫灯在芒果园中对芒果主要害虫监测的作用效果,选用频振灯、黑光灯和LED灯等诱虫灯,采取灯光诱集与果园采样调查相结合的方法在海南省东方市岛西林场芒果园进行了芒果害虫的周年监测,比较了3种不同诱虫灯及调查采样收集到的芒果害虫的种类与数量。结果显示,在岛西林场芒果园,诱虫灯诱集到的害虫有29种,调查采集到害虫有24种,诱虫灯和调查采集收集同时监测到的害虫有21种,诱集到数量较多的有红脚丽金龟Anomala cupripes、芒果叶瘿蚊Erosomyia mangicola、绿额翠尺蛾Thalassodes proquadraria和灰白条小卷蛾Atgyroploce aprobola等,表明诱虫灯可用于这些芒果害虫的种类、分布与危害的监测,尤其是对红脚丽金龟、芒果叶瘿蚊、绿额翠尺蛾和灰白条小卷蛾等;明确可以应用频振灯、黑光灯和LED灯对红脚绿金龟等几种重要芒果害虫的年消长动态及种群数量进行监测;不同诱虫灯相比较,黑光灯对红脚丽金龟诱集效果最佳,LED灯对芒果叶瘿蚊诱集效果最好,频振灯对绿额翠尺蛾和灰白条小卷蛾诱集效果最佳。频振灯、黑光灯和LED灯对芒果害虫有良好的诱集作用,但对其天敌也有明显的诱杀作用;频振灯、黑光灯和LED灯所诱集昆虫种类的益害比分别为1∶3.17、1∶0.45和1∶1.23,频振灯对天敌的杀伤作用最小,黑光灯最大。     

植物源挥发物对玉米田天敌昆虫的诱集效果比较

【目的】比较7种植物源挥发物反式-β-法尼烯、橙花叔醇、6-甲基-5-庚烯-2-酮、顺-3-己烯乙酸酯、丁香酚、芳樟醇、顺式茉莉酮在玉米田中对天敌昆虫的诱集效果,为利用植物源挥发物对玉米田害虫进行生物防治提供参考。【方法】将7种植物源挥发物制作挥发物引诱球,利用水盆诱捕器、粘虫板和五点取样法调查百株虫量,比较7种植物源挥发物对捕食性和寄生性天敌昆虫的诱集效果。【结果】在7种植物源挥发物的筛选中,橙花叔醇对黄缘蜾蠃Anterhynchium flavomarginatum较其它6种化合物和对照的诱集效果有明显差异,顺式茉莉酮对黑带食蚜蝇Episyrphus balteatus较其它6种化合物和对照的诱集效果有明显差异,反式-β-法尼烯和顺式茉莉酮对龟纹瓢虫Propylaea japonica较其它5种化合物和对照的诱集效果有明显差异;在橙花叔醇和顺式茉莉酮的小区试验中,2种挥发物对龟纹瓢虫和异色瓢虫Harmonia axyridis的诱集效果明显优于对照,橙花叔醇对黑带食蚜蝇和虎斑食虫虻Astochia virgatipes的诱集效果明显优于对照。【结论】在7种植物源挥发物中,对玉米田天敌昆虫的诱集效果,橙花叔醇较好,顺式茉莉酮和反式-β-法尼烯次之。     

海南省三沙市空中昆虫类群结构研究

【目的】监测研究我国南海地区岛礁空中飞行昆虫群落结构,为探明该地区昆虫迁飞路径,建立重大农业迁飞性害虫跨区转移危害测报系统提供依据。【方法】2017-2018年在海南省三沙市永兴岛建立监测平台,利用高空测报灯系统对永兴岛空中昆虫实时监测,并采集标本鉴定种类。【结果】目前已鉴定214种,隶属11目70科183属。主要类群为鳞翅目90种(42.06%)、半翅目42种(19.63%)、鞘翅目36种(16.82%),包括稻纵卷叶螟Cnaphalocrocis medinalis、小地老虎Agrotis ipsilon、小菜蛾Plutella xylostella、白背飞虱Sogatellafurcifera和褐飞虱Nilaparvatalugens等多种重要的迁飞性害虫,以及中华草蛉Chrysoperla sinica、黑肩绿盲蝽Cyrtorhinus lividipennis和黄蜻Pantala flavescens等迁飞性天敌昆虫。【结论】研究结果证实了多种重大害虫在南海区域跨海迁飞转移危害和天敌随迁行为,丰富了对南海地区昆虫种群结构和物种多样性的认知。     

高空测报灯监测粘虫区域性发生动态规律探索

【目的】为探索粘虫Mythimna separata Walker成虫种群监测的有效工具。【方法】2014年在全国17个省(市、区)设立了19个高空测报灯观测点,通过各地全年系统监测逐日蛾量。【结果】掌握了粘虫全年南北往返迁飞的种群发生动态,总结出了粘虫全年发生代次(时间)、发生区域和发生数量。【结论】高空测报灯诱测数据反映了粘虫各代次发生时间规律,反映了粘虫种群数量变动规律,体现出区域间种群数量相关性,种群数量变动关系密切的因子有待探讨。此方法为做好其他迁飞性害虫的监测提供了可借鉴的手段和方法。     

苹果蠹蛾性信息素对梨小食心虫的诱集和迷向作用

【背景】在中国,苹果蠹蛾和梨小食心虫经常混合发生,但有关苹果蠹蛾迷向设置对梨小食心虫影响的研究却较少。【方法】在苹果蠹蛾和梨小食心虫同时发生的果园中设置2种迷向发散器,使用三角胶粘式信息素诱捕器监测2种昆虫的发生动态,以观察苹果蠹蛾性信息素是否会对梨小食心虫产生诱捕效果或类似的迷向作用。【结果】无论是否设置性信息素迷向发散器,苹果蠹蛾性信息素诱捕器均能诱集到梨小食心虫的雄性成虫。在2009~2011年的田间试验中,苹果蠹蛾性信息素诱捕器对梨小食心虫雄性成虫的诱集量最多能达梨小食心虫性信息素诱捕器的1.1倍,占2种诱捕器诱集总量的51.7%。在设置性信息素迷向发散器的果园中,梨小食心虫雄性成虫的诱集量受苹果蠹蛾性信息素迷向发散器的影响而下降:相比无迷向设置的对照果园,同时设置2种昆虫迷向发散器的果园中,苹果蠹蛾性信息素诱捕器内的梨小食心虫雄性成虫诱集总量最高下降了90.9%,梨小食心虫自身性信息素诱捕器内的梨小食心虫雄性成虫诱集总量最高下降了92.4%;在仅设置苹果蠹蛾性信息素迷向发散器的果园中,苹果蠹蛾性信息素诱捕器内的梨小食心虫雄性成虫诱集总量最高下降了87.5%,梨小食心虫性信息素诱捕器内的梨小食心虫雄性成虫诱集总量最高下降了60.6%。【结论与意义】苹果蠹蛾迷向发散器对于梨小食心虫雄性成虫存在"迷向"作用。在2种害虫同时发生的情况下使用2种迷向发散器,对于2种害虫能够达到比较好的防治效果。     

新疆不同寄主植物苹果蠹蛾成虫动态调查

【背景】苹果蠹蛾是世界性重大检疫害虫,新疆是我国最早发现该虫的地区。监测苹果蠹蛾的种群动态能提高控制效率并阻止其在非疫区蔓延。【方法】利用性诱剂于2008~2009年期间监测苹果蠹蛾成虫在苹果园、梨园、李子园、桃园等生境下种群动态。【结果】苹果蠹蛾在北疆有2个明显高峰期,越冬代成虫高峰期为5月中旬至6月上旬,第1代成虫高峰期为7月中旬至8月中旬;在南疆有3个明显高峰期,分别为6月底至7月上旬、7月下旬至8月上旬和8月底至9月中旬。南疆和北疆的种群数量差异不是很大,单个性诱剂高峰期的种群数量小于10头,平均0.5~2.0头;同一区域苹果蠹蛾在不同作物之间存在一定的差异,但集中在苹果园和桃园。【结论与意义】新疆北疆苹果蠹蛾成虫一年一般发生2代,南疆3代。苹果蠹蛾以苹果园为主要发生区域,同一区域的苹果蠹蛾在相邻果园的苹果、葡萄、梨树上的种群动态具有密切相关性。苹果蠹蛾的种群动态为准确判定防治关键期提供依据,其在不同作物之间的相关性,为区域重点监测对象的判定提供基础依据。     

海南省降香黄檀害虫种类、分布及危害症状调查

【背景】降香黄檀被确定为海南省省树后,种植面积迅速增大,但对于其病虫害的监测与防控方面的研究较少。【方法】采用人工采集结合灯光诱集的方法,调查降香黄檀种植区的害虫种类,同时对其危害症状进行了详细描述。【结果】海南降香黄檀害虫共计19种,确定了其中18种的学名,并掌握了各害虫的分类学地位、危害部位及症状。害虫在降香黄檀植株各个组织部位均有分布,其中以叶部的分布数量较大,茎干次之。苗期以食叶性害虫居多;5年生以内的植株上蛀干害虫数量显著增多;老龄植株上的茎干害虫较少。【结论与意义】海南省降香黄檀各生育期均有害虫危害,日后仍需加强对其害虫监测与防控技术的研究。     

基于颜色名和OpponentSIFT特征的鳞翅目昆虫图像识别

【目的】本研究旨在探索使用先进的计算机视觉技术实现对昆虫图像的自动分类方法。【方法】通过预处理对采集的昆虫标本图像去除背景,获得昆虫图像的前景蒙板,并由蒙板确定的轮廓计算出前景图像的最小包围盒,剪切出由最小包围盒确定的前景有效区域,然后对剪切得到的图像进行特征提取。首先提取颜色名特征,把原来的RGB（Red-Green-Blue）图像的像素值映射到11种颜色名空间,其值表示RGB值属于该颜色名的概率,每个颜色名平面划分成3×3像素大小的网格,用每格的概率均值作为网格中心点的描述子,最后用空阈金字塔直方图统计的方式形成颜色名视觉词袋特征;其次提取OpponentSIFT(Opponent Scale Invariant Feature Transform)特征,首先把RGB图像变换到对立色空间,对该空间每通道提取SIFT特征,最后用空域池化和直方图统计方法形成OpponentSIFT视觉词袋。将两种词袋特征串接后得到该昆虫图像的特征向量。使用昆虫图像样本训练集提取到的特征向量训练SVM（Support Vector Machine）分类器,使用这些训练得到的分类器即可实现对鳞翅目昆虫的分类识别。【结果】该方法在包含10种576个样本的昆虫图像数据库中进行了测试,取得了100%的识别正确率。【结论】试验结果证明基于颜色名和OpponentSIFT特征可以有效实现对鳞翅目昆虫图像的识别。     

基于稀疏编码和SCG BPNN的鳞翅目昆虫图像识别

【目的】为了给林业、 农业或植物检疫等行业人员提供一种方便快捷的昆虫种类识别方法, 本文提出了一种新颖的鳞翅目昆虫图像自动识别方法。【方法】首先通过预处理对采集的昆虫标本图像去除背景, 分割出双翅, 并对翅图像的位置进行校正。然后把校正后的翅面分割成多个超像素, 用每个超像素的l, a, b颜色及x, y坐标平均值作为其特征数据。接下来用稀疏编码(SC)算法训练码本、 生成编码并汇集成特征向量训练量化共轭梯度反向传播神经网络（SCG BPNN）, 并用得到的BPNN进行分类识别。【结果】该方法对包含576个样本的昆虫图像的数据库进行了测试, 取得了高于99%的识别正确率, 并有理想的时间性能、 鲁棒性及稳定性。【结论】实验结果证明了本文方法在识别鳞翅目昆虫图像上的有效性。     

麦红吸浆虫不同监测与施药方法比较

【目的】筛选出与麦红吸浆虫危害程度关系密切的监测方法,以及合适的施药方法与药剂种类,为有效控制其危害提供依据。【方法】通过对淘土和黄板诱集两种监测方法所得虫量与小麦穗被害率和单穗虫口进行回归分析,确定其与危害程度的相关性;通过比较小麦孕穗期撒毒土、抽穗期喷雾施用吡虫啉和毒死蜱防治麦红吸浆虫后小麦穗被害率和单穗虫口,选出合适的药剂种类和施药方法。【结果】小麦穗被害率和单穗虫口均与黄板监测到的成虫数量线性相关,与淘土所获幼虫量不相关。喷雾法和撒毒土法施用2种药剂后小麦穗被害率和单穗虫口呈现相同规律,即毒死蜱喷雾<毒死蜱毒土<吡虫啉喷雾<吡虫啉毒土。其中喷施毒死蜱处理的穗被害率与对照相比减少79.55%。【结论】黄板诱集比淘土法更适合监测麦红吸浆虫危害情况,抽穗期是防治麦红吸浆虫的最佳时期,在此时喷施毒死蜱可有效控制其危害。     

北京多普勒天气雷达上的昆虫回波分析

【目的】为了解北京多普勒天气雷达上的昆虫回波信息,探索其在迁飞害虫监测预警中的应用。【方法】选取北京南郊观象台新一代天气雷达CINRAD-SA积累的晴空回波数据和风廓线雷达提供的风速风向数据,基于有关软件分析了昆虫回波的特点,讨论了降水等其他因素对昆虫迁飞的影响。【结果】新一代天气雷达可以探测到空中迁飞昆虫引发的后向散射回波,晴空回波日节律符合夜行性昆虫的朦影起飞和日出降落的行为特点,晴空回波出现的时期是3月至11月,中间有2个高峰期;晴空回波数量与风向关系密切,当天气系统合适时,晴空回波会出现成层和共同定向现象;此外,降水会中断昆虫迁飞。【结论】北京多普勒天气雷达可以探测昆虫迁飞,在迁飞性害虫监测预警及其综合防控工作中具有重大的潜在应用价值,今后农业部门在优先建立昆虫雷达网络的同时,应加强与气象部门合作,发挥天气雷达的补充作用,共同提高迁飞性害虫的监测预警水平。