用于对疾病严重性进行建模的系统和方法

相关申请的交叉引用

本申请要求于2019年12月19日提交的美国非临时专利申请号16/720,713的优先权，其公开内容在此通过引用以其整体并入本文。

技术领域

本申请涉及用于预测、检测和建模植物和动物中的疾病的计算技术。

背景技术

在农业中，希望尽可能地最大化给定农产品的生产或产量。限制生产量或产量的一个因素是疾病，其可包括(例如)微生物、昆虫、细菌、真菌、病毒、病原体、寄生虫和遗传障碍。疾病爆发可能减少或甚至彻底破坏收成。

在许多情况下，可以处理或控制农业疾病——例如，通过利用适当的处理剂(诸如杀菌剂、杀虫剂或杀虫药)喷洒农作物。然而，这些处理昂贵并且应用耗时。因此，它们应该仅在它们最有效的地方和时间应用。为了有效地针对疾病处理，了解(并且如果可能的话，预测)疾病在给定时间和地点爆发的风险至关重要。

存在许多用于模拟疾病爆发的技术。通常，这些模拟试图对特定类型的疾病与特定宿主之间的精确关系进行建模。因此，需要不同的模拟来模拟可能影响单一类型作物的各种疾病；如果必须考虑多种作物类型，则模拟次数成比例增加。此外，每个单独的模拟往往是计算密集型的，因为必须考虑大量变量和参数以便对疾病与宿主之间的精确关系进行建模。因此，现有的模拟方法要求大量时间，以便评估对给定农产品的风险，这减少了响应于预测爆发的可用时间。

此外，需要进行大量的研究和工作来确定给定疾病与特定宿主之间的关系。这使将模拟扩展到新的疾病类型困难。

发明内容

根据第一实施例，提供了一种用于预测、检测和建模植物和动物中的疾病的方法。计算装置可接收包括针对给定的一天的天气数据的输入。计算装置可使用疾病严重性模型在针对给定的一天的预定时间间隔进行模拟，该模拟使用气温和叶片湿润持续时间作为输入。叶片湿润持续时间从冠层水分收支(moisture budget)导出，并且被定义为叶片冠层湿润时的连续时段。气温可以在该时段期间的预定义时间间隔的叶片湿润持续时间期间被平均化。计算装置可以基于叶片湿润持续时间和平均气温来计算疾病严重性水平。计算装置可以生成包括针对给定的一天的疾病严重性水平的输出。

第二实施例包含了第一实施例的方法，并且进一步包括确定降水量、露水量或叶表面蒸发量中的一者或多者，其中降水和露水添加到冠层水分收支并且叶表面蒸发从其减去。

第三实施例包含了第二实施例的方法，其中天气数据描述降水量、相对湿度、风速和入射太阳辐射量，当相对湿度超过预定阈值时，露水量增加，并且叶表面蒸发是相对湿度、风速和入射太阳辐射的函数。

第四实施例包含了前述实施例中的任一项的方法，并且进一步确定当叶片湿润持续时间期间平均气温落在预定范围内时疾病严重性水平增加。

第五实施例包含了前述实施例中的任一项的方法，并且通过确定感染的最小湿润小时数，确定叶片湿润持续时间是否超过最小湿润小时数，以及基于在有利气温下超过最小湿润小时数的叶片湿润持续时间来确定疾病严重性水平，进一步计算疾病严重性水平。

第六实施例包含了前述实施例中的任一项的方法，并且进一步基于叶片湿润持续时间的长度定义疾病严重性水平。

第七实施例包含了前述实施例中的任一项的方法，并且进一步基于在给定的一天中发生的疾病事件的数量和严重性计算疾病严重性水平。如果在给定的一天中发生单个疾病事件，则将疾病严重性水平设置为单个疾病事件的严重性。如果在给定的一天中发生具有不同严重性的多个疾病事件，则将疾病严重性水平设置为最严重事件的严重性。

根据第八实施例，一种非暂态计算机可读介质存储用于执行上文参考第一至第七实施例中的任一项或全部所描述的技术的指令。

根据第九实施例，提供了一种用于执行上文参考第一至第七实施例中的任一项或全部所描述的技术的装置。

附图说明

图1描绘了适合于与示例性实施例一起使用的环境。

图2描绘了适合于与示例性疾病严重性模型一起使用的示例性数据结构。

图3是描绘对优化逻辑的输入以及由优化逻辑生成的对应输出的示例性输入/输出规范。

图4描绘了根据一个实施例的温度与最小叶片湿润值之间的示例性关系。

图5是描绘根据示例性实施例的图1的环境中的装置的各种组件的框图。

图6A是示出根据示例实施例的关键操作的流程图。

图6B是根据一个实施例计算的示例性疾病严重性水平的图。

图7描绘了适合于与示例性实施例一起使用的示例性计算系统。

图8描绘了适合于与示例性实施例一起使用的示例性网络环境。

具体实施方式

示例性实施例提供了用于基于有限数量的输入参数使用相对简单的公式来模拟疾病爆发的技术。特别地，疾病严重性基于叶片湿润持续时间与湿润时段期间的平均温度之间的关系来计算。该模型对以预定义增量(例如，一小时)接收的输入进行操作，并且针对该增量计算疾病严重性水平。产生的模型是物理的、确定性的模型，其以预定义增量接受天气数据作为输入，并且输出指定(例如，一天)时段期间疾病感染的最重要的严重性事件。它可以应用于许多不同种类的植物和动物，只需基于遗传信息确定的几个系数的较小变化，无需执行大量实验或显著修改模型。

疾病严重性模型首先使用冠层水分收支计算叶片湿润持续时间。降水和露水对收支有贡献，而叶表面蒸发从其减去。假定露水形成在相对湿度超过预定阈值时发生。叶表面蒸发是相对湿度、风速和入射太阳辐射的函数。低湿度、快风速和高太阳辐射加速叶片蒸发。

在疾病严重性模型模拟的每次增量中，针对降水和露水的添加以及叶表面蒸发的减去调整冠层水分收支。如果在给定的增量中，冠层水分收支大于0(例如，以毫米为单位测量)，则假定叶片是湿润的，在湿润持续时间上增加一个增量。对于收支大于0的每个连续增量，持续时间增加一个增量。叶片湿润持续时间在冠层水分收支等于0的增量上结束。

疾病严重性模型接下来计算叶片湿润时段期间的平均气温。当湿润持续时间超过预定小时数并且针对湿润时段的平均气温处于有利的值范围内时，假定发生疾病严重性事件。有利温度的范围由上阈值和下阈值定义。如果气温低于或高于这些阈值，无论冠层是否湿润，感染都不能发展。如果气温是有利的，则疾病严重性事件的强度由湿润持续时段的长度定义。

接下来，疾病严重性模型基于叶片湿润持续时间和湿润时段期间的平均气温计算感染程度(严重性水平)。叶片湿润持续时间与有利气温之间的关系确定了感染的最小湿润小时数。在一个实施例中，该关系如下面的等式1所示给出：

其中temp指定湿润时段期间的平均气温，湿润小时是感染的最小叶冠湿润小时数，以及a、b和c是由植物或动物物种(或植物或动物的子集，诸如特定器官或系统)和所讨论的疾病确定的系数。系数可以从实验室或现场数据、或从系统发育树的分析确定。共享共同性状或遗传相似性的物种可能与相似的a、b和c系数相关联。系数a表示在最佳温度下感染的最小小时的一半。系数b是感染的最佳温度。系数c是调整相对于给定温度的感染的最小湿润小时数(例如，增加c值，减少给定温度下所要求的最小湿润小时数)的标量。

该关系也可用于确定在有利气温下，随着湿润小时数的增加，感染程度或严重性水平。在感染开始之后的湿润小时数可以标准化为从0到100％范围的标度。0％的严重性水平指示没有感染，而100％指示严重感染，其中预定义的感染程度在这些极限之间。

如果一天中仅发生单个疾病严重性事件，则将日严重性水平设置为该事件的值。然而，在一天内发生多个严重性事件是可能的。在这种情况下，日水平被设置为具有最大严重性的事件。日严重性水平(范围从0到100％)作为模型输出进行交付。

实施例的以下描述提供了参考数字的非限制性代表性示例以特别描述本发明的不同方面的特征和教导。所描述的实施例应该被认为能够从实施例的描述中单独地或者与其他实施例组合实现。实施例的描述应该利于将本发明的理解到这样的程度，即未具体被覆盖但在阅读了实施例的描述的本领域技术人员的知识范围内的其他实施方式将被理解为与本发明的应用一致。

应注意，尽管结合特定示例(某些植物的叶片必须湿润以使疾病事件发生的小时数)描述了示例性实施例，但是本发明不限于这些示例。

图1示出了根据示例的实施例的诊断、预测和处理环境100。

环境100包括可能经受一种或多种疾病的一个或多个植物物种102。尽管示例性实施例以植物示出，但是本文所描述的原理可用于不同类型的疾病宿主，包括动物、器官(例如心脏、肝脏、肺)、系统(例如呼吸系统、神经系统等)。在一些实施例中，诸如等式1中所描述的等式的相对简单的等式可用于对给定疾病对给定生物体的影响进行建模，并且然后可以将这些疾病严重性组合以确定不同疾病对生物体和由多种生物体组成的系统的影响。

如本文所使用的，术语“疾病”是指趋向于引起受疾病影响的生物体的结构或功能紊乱的任何载体(vector)。这可能包括细菌感染、病毒感染、真菌感染、与昆虫或其他生物体相关联的爆发，或损害正常功能的与物理伤害没有直接关系的任何其他情况。在一些实施例中，特定疾病可能涉及与昆虫相关联的真菌感染和爆发。术语“昆虫”也应被理解为包括蜘蛛、线虫和软体动物。

如本文所使用的术语“疾病严重性”和“疾病严重性水平”，例如，当结合疾病严重性模型描述时，可以是指以下各项中的任一项：(1)在给定的天气或环境情况下，在特定作物/植物上发生特定疾病的概率，以百分比(例如，疾病风险)指示；(2)受特定疾病感染/影响的叶子(或叶片)面积的百分比；或(3)特定疾病在植物上感染的垂直程度。对于特定疾病，疾病严重性水平可以是0％，或者对于特定疾病可以大于零(例如，10％严重性的小麦镰刀菌病，20％的玉米镰刀菌病等)。对于疾病严重性的垂直程度，疾病严重性可能取决于植物的哪些部分被感染(例如，案例1：植物的顶层和底层被感染，导致高疾病严重性水平；案例2：仅植物的底层被感染，导致低疾病严重性水平)。在一个优选实施例中，“疾病严重性”和“疾病严重性水平”是指在给定天气或环境情况下特定作物/植物上发生特定疾病的概率，以百分比(例如，疾病风险)指示。在另一优选实施例中，“疾病严重性”和“疾病严重性水平”是指由特定疾病感染/影响的叶子(或叶片)面积的百分比。在另一优选实施例中，“疾病严重性”和“疾病严重性水平”是指特定疾病在植物上的感染的垂直程度。

与植物102相关的某些过程可以由农业系统104监督或调节。农业系统104可以是位于农业设施处的计算机或服务器，并且可以负责监控和/或控制灌溉程序、肥料施用等。

一项这样的任务可以是处理植物102以预防、减轻或控制疾病爆发。为此，农业系统104可以与处理系统106接口，处理系统106可以控制一种或多种疾病处理剂的施加。例如，可以通过用局部处理剂喷洒植物102来处理给定的疾病，并且处理系统106可以控制将给定量的处理剂施加到植物102的喷洒装置。

处理系统106可以基于如由疾病严重性系统108确定的与处理类型相关联的疾病严重性水平来选择要施加的处理剂类型、处理剂量和其他处理参数。疾病严重性系统108可以是单独的计算装置，诸如服务器或远程操作的计算系统，或者可以与农业系统104和/或处理系统106共同定位或与其集成。

疾病严重性系统108可以基于由天气服务器110提供给疾病严重性系统108的天气信息来确定疾病爆发的严重性水平。天气服务器110可以是向订阅用户提供天气数据的第三方服务器，或者可以由操作疾病严重性系统108、农业系统104和/或处理系统106的同一实体操作。

从天气服务器110提供给疾病严重性系统108的天气信息可以被表示为疾病严重性系统108的输入。图2描绘了表示输入200的数据结构的示例。尽管示例性输入200包括以特定顺序的特定变量，但是本领域普通技术人员将认识到可以使用更多、更少或不同的变量，这取决于应用。如果没有为变量指定值，则可以使用默认值(例如，预定义的最小值、平均值等)。对于变量的值可以定性、定量或通过这两种表示。

值可以指定为最小值或最大值、可接受值的范围等。值可以与权重或优先级相关联，指示特定性能特性相对于其他性能特性多么重要。权重或优先级可能是零，指示性能特性无关紧要或不应优先化。

输入200可包括描述特定时间间隔内的实际或预测天气的天气数据202。因此，天气数据202可包括指定或描述所讨论的时间间隔的标识符204。例如，时间间隔ID 204可以给出针对时间间隔的时间和/或日期范围，或指示时间间隔的开始或结束时间的时间戳。时间间隔ID 204可以可选地包括时间间隔的长度，或者该信息可以可选地存储在别处或先验已知。

天气数据202可包括在时间间隔期间的天气的各种测量、参数或预测。这可包括例如温度206、降水量208、相对湿度210、风速212和/或风向，以及太阳辐射214水平的测量。这些测量结果、参数或预测可以是单个值(例如，时间间隔内的平均值)，或整个间隔内的多个值，其可以在使用之前由疾病严重性系统108平均。测量结果、参数或预测可以是针对指定元素的值，和/或可包括针对其他元素的值，针对指定元素的值可以从这些值导出。

如图3的输入/输出规范所示，可以从天气服务器110向在疾病严重性系统108上运行的疾病严重性模型300提供输入200。

疾病严重性模型300可以进一步利用各种参数302。这些参数302可包括例如一个或多个关系304，诸如由以上等式1(将时间间隔内的平均温度与发生疾病事件所要求的最小湿度相关)给出的关系。

关系304中的一个或多个可以利用常数306，其可以允许给定关系用于不同类型的植物/动物物种和不同类型的疾病。通过用一组常数306替代另一组常数，可以在给定的生物体中模拟不同的疾病，可以在不同的生物体中模拟相同的疾病，或者可以在不同的生物体中模拟不同的疾病。常数306可以从实验室或现场数据、模拟或基于两个物种的系统发育树的相似性和/或差异性导出。

举例来说，等式1可用于评估在草坪上形成灰叶斑的最小湿润小时数。通过将常数的值设置为a＝1.5，b＝82，c＝10，产生如图4所示的曲线。曲线402上的点的值表示为了使疾病在各种温度下具有影响，叶冠必须湿润的小时数。最小湿润小时数出现在曲线402上的最小点404处。在这种情况下，最小值是3小时，这在约82°F处发生。该关系也可用于导出其他温度下的最小湿润小时数；例如，该图示出了在78°F处约为3.25或在88°F处为3.6的最小湿润小时数。如下文更详细讨论的，疾病形成可被限制在某个温度带内，这可以定义疾病发展可能发生的范围。

返回图3，关系304也可包括其他关系。例如，可以指定降水(从天气数据202导出)和露水与叶冠湿度之间的关系。为了确定露水的水平，参数302可包括湿度阈值308，其定义出现露水的最小相对湿度；超过该阈值量的任何量相对湿度都可能对露水形成有贡献。

关系304还可包括相对湿度、风速和入射太阳辐射(如从天气数据202导出)与叶表面蒸发之间的关系。在其他条件相同的情况下，低湿度、快风速和高太阳辐射均加速叶片蒸发。

又一关系304可以描述降水、露水和蒸发如何调整冠层湿度水平(称为冠层水分收支)。在该关系中，降水和露水添加到冠层水分收支，而蒸发从其中减去。

参数302可包括气温范围310，气温范围310表示疾病发展有利的气温范围。在一些实施例中，当冠层水分收支超过0持续超过预定义的最小湿润小时数312(或一些其他间隔)，并且预期疾病事件期间的平均气温在气温范围310内时，认为发生疾病事件。气温范围可包括最小值和最大值(表示低于或高于该温度，给定疾病趋于被抑制)。

参数302可包括其他值，诸如针对不同疾病严重性的阈值水平、允许对严重性水平进行缩放(例如，基于百分比)的标准化因子等。

基于输入200和参数302，疾病严重性模型300可以确定疾病事件是否在给定时间间隔内发生、严重性事件的长度以及严重性事件的水平。如果在给定的一天或某个其他时间段内发生多个严重性事件，则也可以生成当天的严重性水平。当天的严重性水平可以设置为当天的最严重事件的严重性水平，或者可以设置为当天的平均严重性水平，以及其他可能性。一旦确定该信息，则可以将其存储在输出314数据结构中，该数据结构可以显示在显示器316的界面上和/或发送到农业系统104，以由处理系统106使用。

如图5所示，疾病严重性模型300可以在疾病严重性逻辑522中实现，该逻辑522存储在疾病严重性系统108上的存储器514中。参数302同样可以存储在疾病严重性系统108的存储器514中。在图5的框图中更详细地描绘了环境100的这些和其他组件。

为了取得输入的天气数据，疾病严重性系统108可以经由对应的网络接口512、528与天气服务器110接口。天气服务器110可以将天气数据202存储在存储装置530中，该存储装置530可以是非暂态计算机可读存储介质(例如，HDD、SDD、RAM、ROM等)。天气数据202可以被提供给网络接口528用于通过网络510传输到疾病严重性系统108的网络接口512。

疾病严重性系统108可以通过网络接口512接收天气数据202，并且可以结合存储在存储器514中的参数302(参见图3)使用天气数据。存储器514可以是非暂态计算机可读存储介质(例如，HDD、SDD、RAM、ROM等)。存储器514可以进一步存储逻辑516，该逻辑516被配置为使用天气数据202和参数302来确定疾病事件何时发生、事件的严重性水平和/或日严重性水平。逻辑516可以对应于图6A中所描绘的逻辑块(例如，检索逻辑518可以执行结合块606-608所描述的动作；模拟逻辑520可以对应于块610-616；并且疾病严重性逻辑522可以对应于块618-624)。输出生成逻辑524可以生成适合于由适当的输出装置使用或显示的输出(参见图3)。例如，输出可包括日严重性水平、疾病事件的数量、严重性水平和/或每个严重性事件的长度、受影响的生物体、有效的疾病等。

输出可以发送到农业系统104并且可以在网络接口508处接收。农业系统104可以将输出作为数据507存储在存储器505中，存储器505可以是非暂态计算机可读存储介质(例如，HDD、SDD、RAM、ROM等)。基于由疾病严重性系统获得的结果，农业系统可以确定是否采取纠正动作。例如，如果针对给定的一天的疾病严重性水平超过阈值水平，则农业系统可以经由对应的接口502、504与处理系统106接口。如果处理系统106接收到对疾病施加处理的指令，那么处理系统可以操作控制逻辑506，该控制逻辑506可以控制引起处理被施加的处理施加装置。替代地或附加地，农业系统104可以向一个或多个注册用户发送警报或通知，该用户然后可以控制处理的施加。

这些动作结合图6A所示的流程图更详细地描述。图6A的框可以实现为存储在非暂态计算机可读介质上的逻辑600或指令，用于在例如疾病严重性系统108、农业系统104、处理系统106和/或天气服务器110处执行。

尽管图6A提供了在特定装置上执行特定框的示例，但是应当理解本发明不限于该特定配置。一些框可以组合成其他框或被省略，一些装置可以组合在一起，并且一些单独的框可以在不同的装置之间分布。在一些实施例中，被描绘为在一个装置处执行的框可以替代地在不同装置处执行，这取决于特定应用(例如，为了效率、减少的等待时间、改进的功率使用、更好的处理能力、存储器限制等)。

处理可以在框602处开始。在框604处，天气服务器可以收集天气数据。可以从传感器、用户手动输入或其他技术收集天气数据。天气数据可以从其他来源收集并且然后在天气服务器处聚合，或者可以在疾病严重性系统处从多个天气服务器接收(框606-608)。

在框606处，疾病严重性系统可以与天气服务器接口(例如，通过直接连接、经由网络等)。使用在框606中建立的连接，疾病严重性系统可以在框608处取得针对预定义间隔的天气数据。该间隔可以是当前间隔(例如，当前小时的数据价值)、过去间隔(例如，如在来自疾病严重性系统的请求中指定)和/或未来间隔(允许天气服务器提供天气预测，并且从而允许疾病严重性系统预测未来疾病事件的爆发和严重性水平)。

在框610处，疾病严重性系统可以调整冠层水分收支。冠层水分收支初始可以设置为零，并且对于图6A中所示过程的每次迭代，可以设置为先前预定义间隔中存在的针对收支的值。

可以针对降水和露水的添加以及叶表面蒸发的减去来调整冠层水分收支。降水可以直接从在框608处提供的天气数据确定。当相对湿度(根据天气数据确定)超过预定的湿度阈值(参见图3)时，假定发生露水形成。叶表面蒸发可以基于相对湿度、风速和入射太阳辐射(每个根据天气数据确定)之间的关系(在图3的关系304中定义)来确定。

在框612处，疾病严重性系统可以基于冠层水分收支来确定叶片湿润持续时间。如果在给定小时(或其他预定义时间间隔)内，冠层水分收支超过0mm，则假定植物叶片是湿润的，将一小时(或其他对应的预定义时间间隔)添加到湿润持续时间。对于收支大于0mm的每个连续小时，持续时间可增加一小时。叶片湿度持续时间在冠层水分收支下降到0mm时结束。

在框614处，系统确定预定义间隔内的平均气温。该信息可以直接从在框608处接收的天气数据获得或导出。在一些实施例中，预定义间隔内的平均气温被计算为湿润持续时间内的运行平均值(例如，对于温度A、B和C，分别对应于小时1、2和3，小时2处的平均温度可计算为A和B的平均值，以及小时3处的平均温度可计算为A、B和C的平均值)。在一些实施例中，如果温度在有利范围(参见图3的元素310)之外，则假定疾病事件是不可能的。如果框614处的气温不利于疾病事件的发生，则处理可以跳过框616-624并直接进行到框626。如果在温度上升或下降到有利范围之外的时间疾病事件正在进行，则可以认为正在进行的疾病事件终止。如果没有疾病事件正在进行并且温度在有利范围之外，则无论叶冠湿润多久，都不会开始新的疾病事件。

在框616处，疾病严重性系统可以确定在框612中确定的湿润持续时间是否超过疾病严重性事件发生的最小湿润阈值。最小湿润阈值可以基于温度与最小叶片湿润之间的预定义关系(参见等式1和图3的元素304)和特定于所考虑的生物体和疾病的常数(参见图3的元素306)的组合来定义。

如果在框616处的确定为“否”(即，在框612处确定的叶片湿润持续时间不超过疾病严重性事件的最小湿润阈值)，则假定在该间隔期间不发生疾病严重性事件(和/或正在进行的疾病严重性事件可能结束)。然而，应注意，尽管湿润持续时间可能不超过针对当前时间间隔的最小湿润阈值，但是湿润持续时间可能在后续时间间隔上继续建立，并且因此未来的时间间隔可在来自当前间隔的湿润持续时间上建立，以超过最小湿润阈值。处理然后可以进行到框626，并且系统可以确定是否任何进一步的间隔仍然要考虑。

另一方面，如果在框616处的确定为“是”(即，叶片湿润持续时间超过最小湿润阈值，并且气温被先前确定为对疾病有利)，那么认为疾病事件开始(或正在进行的疾病事件继续)。

在框618处，疾病严重性系统针对所讨论的间隔的疾病事件的计算疾病严重性水平。疾病严重性事件的强度通常由湿润持续时间段的长度来定义。它也可能受湿润时段期间的平均气温影响。例如，可以基于给定时间点的气温的运行平均值，在湿润持续时间段内的每个时间点计算疾病严重性水平。关系(图3的元素304)可以定义湿润持续时间、温度和疾病严重性水平之间的特定关系。该关系可以从生物体到生物体和疾病到疾病而变化。严重性水平可以被标准化(例如，在基于百分比的标度上)。例如，0％的严重性水平可以指示没有感染，而100％的严重性水平指示严重感染。在一些实施例中，疾病严重性可以被分类为带或范围(例如，0-10％指示没有感染，10％-30％指示较小感染，30％-60％指示中间感染，以及60％-100％指示严重感染)。

在一些实施例中，针对给定的一天确定疾病严重性水平可能是有帮助的，而不是仅考虑针对每个预定义间隔的疾病严重性水平。因此，可以在框620中计算针对该天的疾病严重性水平。该特定实施例将针对给定的一天的疾病严重性水平设置为针对该天的最严重事件的水平(如果在该天期间发生多个疾病严重性事件)，或者如果在一天期间仅发生一个严重性事件，则设置为针对该天的单个严重性事件的水平。对于给定的一天，严重性水平可以初始化为0％，使得如果没有发生疾病事件，则该天的疾病严重性水平保持在最小值。

如果要使用用于确定日严重性水平的其他技术(例如，计算多个严重性事件中的平均严重性)，那么可以相应地修改框620-624。

如果疾病严重性水平被分类为带或范围，那么可以使用带或范围来代替框620-624处的特定值。

在框620处，系统确定在框618处计算的严重性水平是否超过针对该天的先前最严重事件。如果在所考虑的该天尚未发生疾病事件，那么假定该天当前最严重的事件具有默认严重性水平0％。如果至少发生了一个疾病事件，那么当前最严重事件水平是不管针对给定的一天具有最高疾病严重性的事件的水平。

如果当前疾病事件的水平不超过针对该天的先前最严重事件的水平(在框620处的“否”)，那么处理可以进行到框624并且疾病严重性系统可以保持现有的日严重性水平。如果当前疾病事件的水平确实超过针对该天的先前最严重事件的水平(在框620处的“是”)，那么处理可以进行到框622，并且疾病严重性系统可以设置当前疾病事件的严重性水平被设置为日严重性水平。

处理然后可以进行到框626，在该处，系统可以确定是否更多间隔仍然要评估(例如，对于给定的一天是否存在更多的间隔要计算)。如果是，则处理可以返回框606并且可以取得新间隔的更多天气数据。如果不是，则处理可以进行到框628用于由农业系统和/或处理系统采取进一步动作。

在一些实施例中，农业系统和/或处理系统可被提供有关于疾病严重性水平的信息，即使在进一步处理正在进行时。例如，在框626之后，处理可以返回框606，使得可以取得进一步的天气数据，并且并行处理可以进行到框628。

在框628处，疾病严重性系统可以将如在框620-624处确定的日严重性水平发送到农业系统。如果疾病严重性系统服务多个农业系统，那么可以对服务的农业系统中的每一个进行单独的发送。

在框630处，农业系统可以确定从疾病严重性系统接收到的日严重性水平是否超过阈值严重性。在一些实施例中，疾病严重性系统可以将疾病事件分类为不同的严重性等级，并且农业系统可以确定严重性等级是否超过等级阈值。基于许多不同的因素(例如，用户对风险的承受能力、处理成本、待处理的植物数量或面积量、处理的可用性等)，可以在不同的农业系统处不同地设置阈值严重性(或等级阈值)。

如果在框630处的确定为“否”(即疾病严重性水平不超过日阈值，并且因此不保证处理)，那么处理可以进行到框634并终止。

如果在框630处的确定为“是”(即疾病严重性水平确实超过日阈值，并且因此确实保证处理)，那么处理可以进行到框632。此处，农业系统可以向处理系统发送指令，该指令可以触发处理系统的控制逻辑来施加处理。处理然后可以进行到框634并终止。

在一些实施例中(例如，除了框634之外或对于框634替代地)，可以将计算的疾病严重性水平与推荐的处理动作一起发送给一个或多个注册用户。

作为本发明的优选实施例，本发明的方法还包括输出信号的步骤，诸如控制信号或开关信号，用于操作、控制和/或监测农业机械，这取决于包括针对给定的一天的疾病严重性水平的输出，尤其如果该输出超过针对疾病严重性水平的某个预定义阈值。更优选地，在包括疾病严重性水平的输出与可以通过化学或生物制剂(诸如化学或生物杀菌剂、杀虫剂、杀螨剂、杀线虫剂或杀软体动物剂)控制的特定疾病有关的情况下，输出用于以针对该特定疾病的方式操作农业机械的控制或开关信号，例如，输出用于操作农业机械以便施加或喷洒、或以便准备施加或喷洒针对该特定疾病的化学或生物制剂的控制信号。

农业机械可包括一个或多个处理机制来处理田地中的植物。处理机制包括化学、生物、机械、电处理机制或这样的处理机制的组合以处理疾病或昆虫。农业机械还可包括检测和控制系统。检测系统可以被配置为在农业机械移动穿过田地时检测田地条件。控制系统可以被配置为基于检测到的田地条件来控制(一种或多种)处理机制。

在一个实施例中，处理机制是化学处理机制。这样的实施例中的农业机械包括具有一个或多个喷嘴以将化学制剂释放到田地的喷雾器。

在另一实施例中，处理机制是生物处理机制。这样的实施例中的农业机械包括具有一个或多个喷嘴以将生物制剂释放到田地的喷雾器。

在一个实施例中，检测系统包括一个或多个检测组件以在农业机械穿过田地时检测田地条件。检测组件可以是本发明中所要求保护的设备，或者可以包括本发明中所要求保护的设备，或者可以与本发明中所要求保护的设备连接或可操作地耦接。

图6B中示出了图6A的步骤的输出的说明性示例，可以将该输出发送给一个或多个注册用户。图6B的图对应于如在2020年5月2日至2020年6月20日期间、在北卡罗来纳州的某个位置处确定的玉米上的灰叶斑病(玉米灰斑病，CERCZM)和普通锈病(玉米锈病，PUCCSO)的严重性水平。

上文所描述的方法可以实现为计算机可读介质上的指令或计算架构的一部分。图7示出了适合于实现如先前所描述的各种实施例的示例性计算架构700的实施例。在一个实施例中，计算架构700可以包括或被实现为电子装置(诸如计算机701)的一部分。实施例不限于此上下文。

如本申请中所使用的，术语“系统”和“组件”和旨在指代计算机相关实体、或者硬件、硬件和软件的组合、软件、或执行中的软件，其示例由示例性计算架构700提供。例如，组件可以是但不限于在处理器上运行的过程、处理器、硬盘驱动器、多个存储驱动器(光和/或磁存储介质的)、对象、可执行文件、执行线程、程序和/或计算机。通过图示，在服务器上运行的应用和服务器都可以是组件。一个或多个组件可以驻留在执行的进程和/或线程内，并且组件可以位于一个计算机上和/或分布在两个或两个以上计算机之间。进一步地，组件可以通过各种类型的通信介质通信地耦接到彼此以协调操作。协调可以涉及信息的单向或者双向交换。例如，组件可以以通过通信介质传递的信号的形式传递信息。信息可以被实现为分配给各种信号线的信号。在这样的分配中，每个消息是信号。然而，其他实施例可以替代地采用数据消息。这样的数据消息可以跨各种连接发送。示例性连接包括并行接口、串行接口、和总线接口。

计算架构700包括各种公共计算元件，诸如一个或多个处理器、多核处理器、协处理器、存储器单元、芯片集、控制器、外围设备、接口、振荡器、定时装置、视频卡、音频卡、多媒体输入/输出(I/O)组件、电源等等。然而，实施例不限于由计算架构700的实施。

如图7中所示，计算架构700包括处理单元702、系统存储器704和系统总线706。处理单元702可以是各种任何可商购的处理器，包括但不限于

系统总线706为系统组件提供接口，包括但不限于系统存储器704到处理单元702。系统总线706可以是数种类型的总线结构中的任一种，其可以进一步互连到存储器总线(在具有或没有存储器控制器的情况下)、外围总线和使用各种可商购的总线架构中的任一个的本地总线。接口适配器可以经由插槽架构连接到系统总线706。示例插槽架构可以包括但不限于加速图形端口(AGP)、插件总线、(扩展的)工业标准架构((E)ISA)、微通道架构(MCA)、NuBus、外围部件互连(扩展的)(PCI(X))、PCI Express、个人计算机存储卡国际协会(PCMCIA)等。

计算架构700可包括或实现各种制品。制品可包括存储逻辑的计算机可读存储介质。计算机可读存储介质的示例可包括能够存储电子数据的任何有形介质，包括易失性存储器或非易失性存储器、可移动或不可移动存储器、可擦除或不可擦除存储器、可写或可重写存储器等。逻辑的示例可包括使用任何适合类型的代码(诸如源代码、编译代码、解释代码、可执行代码、静态代码、动态代码、面向对象代码、可视代码等)实现的可执行计算机程序指令。实施例还可以至少部分地实现为包含在非暂态计算机可读介质中或上的指令，该指令可以由一个或多个处理器读取和执行以实现本文所描述的操作的执行。

系统存储器704可以包括以一个或多个高速度存储器单元的形式的各种类型的计算机可读存储介质，诸如只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、动态RAM(DRAM)、双数据速率DRAM(DDRAM)、同步DRAM(SDRAM)、静态RAM(SRAM)、可编程ROM(PROM)、可擦除可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)、闪存、聚合物存储器，诸如铁电聚合物存储器、奥氏存储器、相变或者铁电存储器、硅-氧化物-氮-氧化物-硅(SONOS)存储器、磁卡或光卡、装置阵列诸如独立磁盘冗余阵列(RAID)驱动器、固态存储器装置(例如，USB存储器)、固态驱动器(SSD)和适于存储信息的任何其他类型的存储介质。在图7中所示的示出的实施例中，系统存储器704可包括非易失性存储器708和/或易失性存储器710。基本输入/输出系统(BIOS)可以存储在非易失性存储器708中。

计算架构700可包括以一个或多个低速存储器单元的形式的各种类型的计算机可读存储介质，包括内部(或外部)硬盘驱动器(HDD)712、磁软盘驱动器(FDD)714以从入可移除磁盘716读取或写入可移除磁盘716、一级光盘驱动器718以可移除光盘720读取或写入可移除光盘720(例如，CD-ROM或DVD)。HDD 712、FDD 714和光盘720可以分别通过HDD接口722、FDD接口724和光盘驱动器接口726连接到系统总线706。用于外部驱动实现方案的HDD接口722可以包括通用串行总线(USB)和IEEE 694接口技术中的至少一者或两者。

驱动器和相关联的计算机可读介质提供数据、数据结构、计算机可执行指令等的易失性和/或非易失性存储。例如，许多程序模块可以存储在驱动器和存储器单元708、712中，包括操作系统728、一个或多个应用程序730、其他程序模块732、和程序数据734。在一个实施例中，一个或多个应用程序730、其他程序模块732和程序数据734可以包括例如消息系统500的各种应用和/或组件。

用户可以通过一个或多个有线/无线输入装置(例如，键盘736)和指点装置(诸如鼠标738)将命令和信息录入计算机701中。其他输入装置可以包括麦克风、红外(IR)遥控器、射频(RF)遥控器、游戏板、手写笔、读卡器、软件狗、指纹阅读器、手套、图形输入板、操纵杆、键盘、视网膜阅读器、触摸屏(例如，电容的、电阻的等)、轨迹球、轨迹板、传感器、光笔等。这些和其他输入装置常常通过被耦接到系统总线706的输入装置接口740被连接到处理单元702，但是可以通过其他接口(诸如并行端口、IEEE 694串行端口、游戏端口、USB端口、IR接口等)连接。

监视器742或者其他类型的显示装置还经由接口(诸如音频适配器)被连接到系统总线706。监视器742可以在计算机701的内部或外部。除监视器742之外，计算机通常包括其他外围输出装置，诸如扬声器、打印机等。

计算机701可以使用经由到一个或多个远程计算机(诸如远程计算机744)的有线和/或无线通信的逻辑连接在联网环境中操作。远程计算机744可以是工作站、服务器计算机、路由器、个人计算机、便携式计算机、基于微处理器的娱乐设备、对等装置或者其他公共网络节点，并且通常地包括相对于计算机701所描述的元件中的许多或全部，但是出于简洁的目的，仅图示了存储器/存储装置746。所描绘的逻辑连接包括到局域网(LAN)748和/或较大网络(例如，广域网(WAN)750)的有线/无线连接性。这样的LAN和WAN网络环境在办公室和公司中常见，并且有助于企业范围的计算机网络，诸如内联网，其全部可以连接到全球通信网络，例如，因特网。

当在LAN网络环境中使用时，计算机701通过有线和/或无线通信网络接口或适配器752连接到LAN 748。适配器752可以有助于到LAN 748的有线和/或无线通信，LAN 748还可以包括布置在其上以用于与适配器752的无线功能通信的无线接入点。

当在WAN网络环境中使用时，计算机701可以包括调制解调器754，或者连接到WAN750上的通信服务器，或者具有用于在WAN 750上建立通信(诸如通过因特网)的其他装置。可以是内部或外部和有线和/或无线装置的调制解调器754经由输入装置接口740连接到系统总线706。在联网环境中，相对于计算机701或其部分所描绘的程序模块可以被存储在远程存储器/存储装置746中。将理解到，所示的网络连接是示例性的，并且可以使用建立计算机之间的通信链路的其他装置。

计算机701可操作以使用IEEE 802标准族与有线和无线装置或实体通信，诸如可操作地布置在无线通信(例如，IEEE 802.13空中调制技术)中的无线装置。这包括至少Wi-Fi(或无线保真度)、WiMax、和BluetoothTM无线技术，以及其他。因此，通信可以是与常规网络一样的预定义结构或者简单地至少两个装置之间的自组网通信。Wi-Fi网络使用被称为IEEE 802.13x(a,b,g,n等)的无线电技术来提供安全、可靠、快速的无线连接性。Wi-Fi网络可以被用于将计算机连接到彼此、因特网、和有线网络(其使用IEEE 802.3相关介质和功能)。

图8是描绘适合于实现如先前所描述的各种实施例的示例性通信架构800的框图。通信架构800包括各种常见的通信元件，诸如发射机、接收机、收发机、无线电、网络接口、基带处理器、天线、放大器、滤波器、电源等。然而，实施例不限于通过通信架构800的实现。

如图8所示，通信架构800包括一个或多个客户端802和服务器804。客户端802和服务器804可操作地连接到一个或多个相应的客户端数据存储806和服务器数据存储808，它们可用于存储本地于相应的客户端802和服务器804的信息，诸如cookie和/或相关联的上下文信息。

客户端802和服务器804可以使用通信框架810在彼此之间传递信息。通信框架810可以实现任何众所周知的通信技术和协议。通信框架810可以被实现为分组交换网络(例如，诸如互联网的公共网络、诸如企业内联网的专用网络等)、电路交换网络(例如，公共交换电话网络)，或分组交换网络和电路交换网络的组合(具有适合的网关和转换器)。

通信框架810可以实现被布置为接受通信网络、通信到通信网络和连接到通信网络的各种网络接口。网络接口可以被认为是输入输出接口的专用形式。网络接口可以采用连接协议，包括但不限于直接连接、以太网(例如，厚、薄、双绞线10/100/1000Base T等)、令牌环、无线网络接口、蜂窝网络接口、IEEE 802.8a-x网络接口、IEEE 802.16网络接口、IEEE802.20网络接口等。进一步地，多个网络接口可用于与各种通信网络类型进行接合。例如，可以采用多个网络接口来允许通过广播、多播和单播网络进行通信。如果处理要求指示更大数量的速度和容量，则分布式网络控制器架构可以类似地用于池化、负载平衡以及以其他方式增加由客户端802和服务器804所要求的通信带宽。通信网络可以是有线和/或无线网络中的任何一种和组合，包括但不限于直接互连、安全定制连接、专用网络(例如，企业内联网)、公共网络(例如，互联网)、个人区域网(PAN)、局域网(LAN)、城域网(MAN)、作为互联网上的节点的操作任务(OMNI)、广域网(WAN)、无线网络、蜂窝网络和其他通信网络。

可以使用分立电路、专用集成电路(ASIC)、逻辑门和/或单芯片架构的任何组合来实现上文所描述的装置的组件和特征。进一步地，装置的特征可以使用微控制器、可编程逻辑阵列和/或微处理器或在适合地适当的情况下前述的任何组合来实现。应注意，硬件、固件和/或软件元件在本文中可以共同地或单独地被称为“逻辑”或“电路”。

将理解，上文所描述的框图中所示的示例性装置可以表示许多潜在实施方式的一个功能描述性示例。因此，附图中所描绘的块功能的划分、省略或包括并不意味着用于实现这些功能的硬件组件、电路、软件和/或元件将必然被划分、省略或包括在实施例中。

至少一个计算机可读存储介质可以包括指令，该指令当被执行时，使得系统执行本文所描述的任何计算机实现的方法。

一些实施例可以使用表达“一个实施例”或“实施例”连同其派生词来描述。这些术语意指结合实施例所描述的特定特征、结构或特性被包括在至少一个实施例中。说明书中的各个地方中的短语“在一个实施例中”的出现不必全部指代相同实施例。而且，除非另外说明，否则上文所描述的特征被认为可以以任何组合一起使用。因此，单独讨论的任何特征可以彼此组合使用，除非注意到这些特征彼此不兼容。

通过对本文所使用的符号和命名法的一般参考，本文的详细描述可以根据在计算机或计算机网络上执行的程序过程来呈现。本领域技术人员使用这些过程描述和表示来最有效地将他们的工作的实质传达给本领域的其他技术人员。

过程在此并且通常被设想为导致期望的结果的自洽的操作序列。这些操作是要求物理量的物理操作的操作。通常，尽管不是必须的，这些量采用能够被存储、传输、组合、比较和以其他方式操作的电、磁或光信号的形式。有时，主要出于常用的原因，将这些信号称为位、值、元素、符号、字符、术语、数字等被证明是方便的。然而，应当注意，所有这些和类似的术语将与适当的物理量相关联，并且仅是应用于这些量的方便标签。

进一步地，所执行的操作通常以诸如加法或比较的术语来指代，这些术语通常与由人类操作者执行的心理操作相关联。在大多数情况下，在形成一个或多个实施例的一部分的本文所描述的任何操作中，人类操作员的这样的能力是不必要的或不期望的。相反，操作是机器操作。用于执行各种实施例的操作的有用机器包括通用数字计算机或类似装置。

一些实施例可以使用表达“耦接的”和“连接的”连同其派生词来描述。这些术语不必旨在作为用于彼此的同义词。例如，可以使用术语“连接的”和/或“耦接的”描述一些实施例以指示两个或两个以上元件彼此直接物理接触或者电气接触。然而，术语“耦接”也可能意指两个或两个以上元素彼此不直接接触，但仍然相互合作或相互作用。

各种实施例还涉及用于执行这些操作的装置或系统。该装置可以特别地被构建用于所要求的目的或者其可以包括如由存储在计算机中的计算机程序选择性地激活或重新配置的通用计算机。本文所呈现的过程固有地不涉及特定计算机或其他装置。各种通用机器可以与根据本文中的教导编写的程序一起使用，或者构建更多专用装置来执行所要求的方法步骤可以证明是方便的。用于各种这些机器的所需结构将从给出的描述明显。

应强调，本公开的摘要被提供以允许读者迅速地确定技术公开的实质。应理解其将不被用于解释或限制权利要求的范围或意义。另外，在前述详细描述中，能够看到，各种特征出于使本公开流畅化的目的在单个实施例中被组合在一起。本公开的该方法将不被解释为反映如下意图：所要求保护的实施例要求比在每个权利要求中明确记载的更多的特征。相反，如以下权利要求反映，本发明主题在于少于单个所公开的实施例的所有特征。因此，以下权利要求在此被并入详细的说明书中，其中每个权利要求作为单独的实施例具有独立性。在随附的权利要求中，术语“包括(including)”和“其中(in which)”分别用作相应术语“包括(comprising)”和“其中(wherein)”的简单英语等价物。而且，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用作标签，并且不旨在对其对象施加数字要求。

上文所描述的内容包括所公开的架构的示例。当然，不可能描述组件和/或方法的每个可想象的组合，但是本领域普通技术人员可以认识到许多进一步的组合和排列是可能的。因此，新颖的架构旨在涵盖落入随附的权利要求的精神和范围内的所有这样的改变、修改和变化。