一种基于大数据的病虫害测报预警系统及方法

技术领域

本发明涉及病虫害检测技术领域，具体为一种基于大数据的病虫害测报预警系统及方法。

背景技术

植保工作的核心在于对病虫害高效的测报预警，传统的病虫害指标依托于测报人员田间的数次填报得来，但由于田间病虫害的各种测报指标拥有大量的计算方法和逻辑关系，这种方式带来的问题就是给测报人员带来了繁杂的数据统计和计算的工作，降低了监测的效率，并且不能保证病虫害数据的填报质量；

优化病虫害各个指标的计算效率，或者为其匹配最合适的指标进行计算，更有利于病虫害提升测报预警工作的开展。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于大数据的病虫害测报预警系统及方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种基于大数据的病虫害测报预警方法，方法包括：

步骤S100：采集病虫害历史测报记录，分别将每一次历史测报记录作为一次测报事件，分别根据各测报事件中对应测报预警的病虫害类别、测报人员在田间开展相应病虫害调查时，录入填报的各项数据分布情况，提取得到各测报事件的第一测报特征、第二测报特征；

步骤S200：将第一测报特征相同、第二测报特征之间相似度大于相似度阈值的测报事件汇集，得到若干个测报事件集合；归纳一个测报事件集合对应为一类测报事件；捕捉在各类测报事件中，测报人员进行测报预警时所参考的各种指标组合，分别计算各种指标组合在对应的各类测报事件中的正确测报预警率；

步骤S300：对各类测报事件中，测报人员进行测报预警时所参考的各种指标组合内部进行逻辑校验关系的识别判断；

步骤S400：计算各类测报事件中，各种指标组合对应的逻辑相关值；

步骤S500：在各类测报事件中，基于各种指标组合对应的逻辑相关值和正确测报预警率，对各种指标组合进行优先级排序；实时采集测报人员在田间开展相应病虫害调查时，录入填报的各项数据，为测报人员生成测报预警时参考的指标组合优先级排序，辅助开展测报预警工作。

进一步的，步骤S100包括：

步骤S101：捕捉各测报事件对应测报预警的病虫害类别，将病虫害类别作为各测报事件的第一测报特征；捕捉在各测报事件中出现的调查特征项；调查特征项是指，测报人员基于对应测报预警的病虫害的特性，在田间开展对病虫害的数据调查时需采集的田间数据项；

步骤S102：设在各测报事件中出现的调查特征项的项数为n，分别捕捉n项调查特征项上对应的调查数据，分别得到在各测报事件中呈现的调查数据分布特征，将调查数据分布特征作为各测报事件的第二测报特征；

因为不同病虫害在发生前期呈现的征兆现象是不同的，所以在对不同病虫害开展数据调查时，选择调查的数据项是不一样的；同样，因为测报人员进行病虫害测报时，所处的田间环境情况是不一样的，这就决定了在病虫害测报的时候，并不能直接按照同样的模式进行分析，需要区分，分情况进行分析。

进一步的，步骤S200包括：

步骤S201：设在所有第k类测报事件中，测报人员进行测报预警时所参考的指标组合的种类集合为

步骤S202：分别捕捉在所有第k类测报事件中，测报人员采用第i种指标组合

步骤S203：分别捕捉在各类测报事件中出现的各种指标组合对应的正确测报预警率；

因为指标往往能反应一定的数据特性，不同的数据指标有其对应适用的使用场景，而且反应的数据特征之间也是存在差别的，各指标基于其反应数据特性的不同，需要合作识别判断，消除由于单一指标进行识别判断带来的片面性；对各指标组合通过正确测报预警率来衡量各种指标组合与对应测报预警的病虫害事件之间的适配性，为后续计算各种指标组合与对应测报预警的病虫害事件之间的综合匹配值，做必要的技术铺垫。

进一步的，对各种指标组合内部存在的逻辑校验关系识别判断的过程包括:

步骤S301：若存在指标a

步骤S302：若在指标a

步骤S303：若指标a

识别判断指标之间的逻辑校验关系，是为了后续评价一个指标组合在衡量对应的病虫害发生情况时，在数据维度上是否具备全面性，因为不同种指标在适合用来做数据度量的场景是不同的，且因为病虫害测报涉及繁杂的数据统计和计算的工作，根据指标之间存在的校验关系，可以实现对填报数据或者计算得到的指标数据有效的数据校验。

进一步的，步骤S400包括：

步骤S401：设存在某种指标组合B，B＝{b

步骤S402：设指标组合B中，指标下标数字大的指标皆为指标下标数字小的指标的上游指标；若与任意指标b

步骤S403：计算得到指标组合B对应的逻辑相关值W＝β1*β2；

若是采用的指标存在可以根据同步校验关系对其进行数据校验的其他指标，那么可以合理的认为采用该指标在数据正确率上是较于没有校验指标的其他指标高的，若是采用的指标是依赖于一个通过其他指标校验过的指标间接得到的那么也可以合理的认为采用该指标在数据正确率上是较高的。

进一步的，步骤S500包括：

步骤S501：获取在各类测报事件中，各种指标组合对应的逻辑相关值W和正确测报预警率R，得到各种指标组合与各类测报事件的综合匹配值α＝W*R；对各种指标组合按照综合匹配值α从大到小进行优先级排序；

步骤S502：根据实时采集到的测报人员在田间开展的病虫害调查类，以及录入填报的各项数据，测报人员开展的所属测报事件类别；提取匹配所属测报事件类别的指标组合系列；测报人员可按指标组合系列选择一或多种指标组合方式得到对当前开展的病虫害调查的测报预警结果。

为更好的实现上述方法，还提出了一种基于大数据的病虫害测报预警系统，系统包括测报事件信息采集模块、测报事件分析处理模块、正确测报预警率计算模块、逻辑校验关系识别判断模块、指标组合排序处理模块、辅助推送模块；

测报事件信息采集模块，用于采集病虫害历史测报记录，分别将每一次历史测报记录作为一次测报事件，对各测报事件提取测报特征；

测报事件分析处理模块，用于对各测报事件进行分类处理，得到若干个测报事件集合；归纳一个测报事件集合对应为一类测报事件；

正确测报预警率计算模块，用于捕捉在各类测报事件中，测报人员进行测报预警时所参考的各种指标组合，分别计算各种指标组合在对应的各类测报事件中的正确测报预警率；

逻辑校验关系识别判断模块，用于对各类测报事件中，测报人员进行测报预警时所参考的各种指标组合内部进行逻辑校验关系的识别判断；用于计算各类测报事件中，各种指标组合对应的逻辑相关值；

指标组合排序处理模块，用于在各类测报事件中，基于各种指标组合对应的逻辑相关值和正确测报预警率，计算各种指标组合与各类测报事件的综合匹配值；基于综合匹配值对各种指标组合进行优先级排序；

辅助推送模块，用于根据实时采集到的测报人员在田间开展的病虫害调查类，以及录入填报的各项数据，为测报人员生成测报预警时参考的指标组合优先级排序，辅助开展测报预警工作。

进一步的，逻辑校验关系识别判断模块包括指标关系识别判断单元、逻辑相关值计算单元；

指标关系识别判断单元，用于对各类测报事件中，测报人员进行测报预警时所参考的各种指标组合内部进行逻辑校验关系的识别判断；逻辑校验关系包括异步校验关系、同步校验关系；

逻辑相关值计算单元，用于接收指标关系识别判断单元中的数据，计算各类测报事件中，各种指标组合对应的逻辑相关值。

进一步的，指标组合排序处理模块包括第一计算单元、第二计算单元、第三计算单元、排序处理单元；

第一计算单元，用于在各类测报事件中，对各种指标组合计算正确测报预警率；

第二计算单元，用于在各类测报事件中，对各种指标组合计算逻辑相关值；

第三计算单元，用于接收第一计算单元、第二计算单元中的数据，计算各种指标组合与各类测报事件的综合匹配值；

排序处理单元，用于接收第三计算单元中的数据，根据各种指标组合与各类测报事件的综合匹配值进行优先级排序。

与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：本发明可解决在传统的病虫害测报流程中，依托于测报人员在田间的数次填报进行大量、重复的计算和逻辑验算所带来的繁杂的数据统计、计算工作；对历史测报记录进行规律分析，根据在对不同类别病虫害测报，填报数据呈现的不同数据分布特征时，适配度最高的参考指标组合，提高对各类病虫害的监测效率，同时还能保证病虫害数据的填报质量，减少一些不必要的数据计算处理工作，释放劳动力。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明一种基于大数据的病虫害测报预警方法的流程示意图；

图2是本发明一种基于大数据的病虫害测报预警系统的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-图2，本发明提供技术方案：一种基于大数据的病虫害测报预警方法，方法包括：

步骤S100：采集病虫害历史测报记录，分别将每一次历史测报记录作为一次测报事件，分别根据各测报事件中对应测报预警的病虫害类别、测报人员在田间开展相应病虫害调查时，录入填报的各项数据分布情况，提取得到各测报事件的第一测报特征、第二测报特征；

其中，步骤S100包括：

步骤S101：捕捉各测报事件对应测报预警的病虫害类别，将病虫害类别作为各测报事件的第一测报特征；捕捉在各测报事件中出现的调查特征项；调查特征项是指，测报人员基于对应测报预警的病虫害的特性，在田间开展对病虫害的数据调查时需采集的田间数据项；

例如说，在调查病虫害：稻纵卷叶螟时，在病虫害测报领域，常规设置的田间调查数据项目包括赶蛾虫量、幼虫百丛虫量、卵量、卷叶率；

例如说，在调查病虫害：褐飞虱时，在病虫害测报领域，常规设置的田间调查数据项目包括成虫头数、短翅型成虫头数、五龄头数、四龄头数、三龄头数、一二龄头数；

步骤S102：设在各测报事件中出现的调查特征项的项数为n，分别捕捉n项调查特征项上对应的调查数据，分别得到在各测报事件中呈现的调查数据分布特征，将调查数据分布特征作为各测报事件的第二测报特征；

步骤S200：将第一测报特征相同、第二测报特征之间相似度大于相似度阈值的测报事件汇集，得到若干个测报事件集合；归纳一个测报事件集合对应为一类测报事件；捕捉在各类测报事件中，测报人员进行测报预警时所参考的各种指标组合，分别计算各种指标组合在对应的各类测报事件中的正确测报预警率；

其中，步骤S200包括：

步骤S201：设在所有第k类测报事件中，测报人员进行测报预警时所参考的指标组合的种类集合为

步骤S202：分别捕捉在所有第k类测报事件中，测报人员采用第i种指标组合

/>

步骤S203：分别捕捉在各类测报事件中出现的各种指标组合对应的正确测报预警率；

步骤S300：对各类测报事件中，测报人员进行测报预警时所参考的各种指标组合内部进行逻辑校验关系的识别判断；

其中，对各种指标组合内部存在的逻辑校验关系识别判断的过程包括:

步骤S301：若存在指标a

步骤S302：若在指标a

例如说，小麦蚜虫口二级密度的计算公式为

步骤S303：若指标a

步骤S400：计算各类测报事件中，各种指标组合对应的逻辑相关值；

其中，步骤S400包括：

步骤S401：设存在某种指标组合B，B＝{b

步骤S402：设指标组合B中，指标下标数字大的指标皆为指标下标数字小的指标的上游指标；若与任意指标b

步骤S403：计算得到指标组合B对应的逻辑相关值W＝β1＊β2

步骤S500：在各类测报事件中，基于各种指标组合对应的逻辑相关值和正确测报预警率，对各种指标组合进行优先级排序；实时采集测报人员在田间开展相应病虫害调查时，录入填报的各项数据，为测报人员生成测报预警时参考的指标组合优先级排序，辅助开展测报预警工作；

其中，步骤S500包括：

步骤S501：获取在各类测报事件中，各种指标组合对应的逻辑相关值W和正确测报预警率R，得到各种指标组合与各类测报事件的综合匹配值α＝W*R；对各种指标组合按照综合匹配值α从大到小进行优先级排序；

步骤S502：根据实时采集到的测报人员在田间开展的病虫害调查类，以及录入填报的各项数据，测报人员开展的所属测报事件类别；提取匹配所属测报事件类别的指标组合系列；测报人员可按指标组合系列选择一或多种指标组合方式得到对当前开展的病虫害调查的测报预警结果。

为更好的实现上述方法，还提出了一种基于大数据的病虫害测报预警系统，系统包括测报事件信息采集模块、测报事件分析处理模块、正确测报预警率计算模块、逻辑校验关系识别判断模块、指标组合排序处理模块、辅助推送模块；

测报事件信息采集模块，用于采集病虫害历史测报记录，分别将每一次历史测报记录作为一次测报事件，对各测报事件提取测报特征；

测报事件分析处理模块，用于对各测报事件进行分类处理，得到若干个测报事件集合；归纳一个测报事件集合对应为一类测报事件；

正确测报预警率计算模块，用于捕捉在各类测报事件中，测报人员进行测报预警时所参考的各种指标组合，分别计算各种指标组合在对应的各类测报事件中的正确测报预警率；

逻辑校验关系识别判断模块，用于对各类测报事件中，测报人员进行测报预警时所参考的各种指标组合内部进行逻辑校验关系的识别判断；用于计算各类测报事件中，各种指标组合对应的逻辑相关值；

其中，逻辑校验关系识别判断模块包括指标关系识别判断单元、逻辑相关值计算单元；

指标关系识别判断单元，用于对各类测报事件中，测报人员进行测报预警时所参考的各种指标组合内部进行逻辑校验关系的识别判断；逻辑校验关系包括异步校验关系、同步校验关系；

逻辑相关值计算单元，用于接收指标关系识别判断单元中的数据，计算各类测报事件中，各种指标组合对应的逻辑相关值；

指标组合排序处理模块，用于在各类测报事件中，基于各种指标组合对应的逻辑相关值和正确测报预警率，计算各种指标组合与各类测报事件的综合匹配值；基于综合匹配值对各种指标组合进行优先级排序；

其中，指标组合排序处理模块包括第一计算单元、第二计算单元、第三计算单元、排序处理单元；

第一计算单元，用于在各类测报事件中，对各种指标组合计算正确测报预警率；

第二计算单元，用于在各类测报事件中，对各种指标组合计算逻辑相关值；

第三计算单元，用于接收第一计算单元、第二计算单元中的数据，计算各种指标组合与各类测报事件的综合匹配值；

排序处理单元，用于接收第三计算单元中的数据，根据各种指标组合与各类测报事件的综合匹配值进行优先级排序；

辅助推送模块，用于根据实时采集到的测报人员在田间开展的病虫害调查类，以及录入填报的各项数据，为测报人员生成测报预警时参考的指标组合优先级排序，辅助开展测报预警工作。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。