智慧森林医生
智慧森林医生
1000+ 人选课
更新日期:2026/06/23
开课平台学银在线
开课高校东北林业大学
开课教师景天忠齐凤慧
学科专业农学林学类
开课时间2026/02/01 - 2026/07/31
课程周期26 周
开课状态开课中
每周学时-
课程简介

这门课会讲什么?

作为陆地最复杂的生态系统,森林被誉为“地球之肺”,然而其长期面临着病虫害的严重威胁。从某种意义上看,人类农业的发展历程,也是一部与病虫害不断斗争的历史。人类始终在探索更有效的防控方法与策略,而人工智能的出现,为我们提供了一个强有力的新工具。

森林病虫害常被称为“不冒烟的森林火灾”,而其实际危害远超火灾。在绪论部分,本课程将系统介绍森林病虫害对生态、经济及非市场经济价值所造成的损失,回顾人类在与病虫害斗争过程中积累的智慧与教训,并简要阐述人工智能的基本概念。

“知己知彼,百战不殆”。课程随后讲解森林病虫害智能防控的生态学基础,包括病虫害在森林生态系统中的角色与功能、影响其发生的关键生态因子,以及病虫害发生的时空间格局等内容。

接下来,课程将分四个章节,分别从识别、监测、预测和防控四个技术方向,系统介绍人工智能在森林病虫害管理中的具体应用。

在“病虫害智能诊断”章节,涵盖传统机器学习与深度学习两类智能识别技术,重点讲解深度学习中的图像分类与目标检测方法。不仅包括AlexNet等经典分类模型,也介绍迁移学习等新兴模型;不仅解析RCNN等两阶段目标检测算法,还探讨YOLO等单阶段检测模型。最后通过具体实例进行技术详解,增强应用体验。

在“智能监测”章节,分别介绍病虫害种群数量与损害程度的监测技术,重点聚焦遥感技术在森林病虫害损害监测中的应用,包括遥感原理、系统组成、搭载平台及影像数据处理等内容。同时介绍多模态数据融合的应用技术,并通过一个实际案例——基于无人机高光谱与LiDAR数据的单木尺度松材线虫病检测,进行技术体验。

在“智能预测”章节,将围绕病虫害大数据的构建与数据挖掘方法展开教学。内容包括病虫害暴发影响因子的确定、有害生物分布预测以及发生预测等,常用数据挖掘技术如线性模型、混合效应模型和随机森林、支持向量机等机器学习方法。技术体验部分将展示如何利用树轮学重建病虫害发生历史,以及应用克里格法进行环境因子插值预测等实例。

最后的“智能防控技术”章节,介绍精准施药、天敌精准释放以及AI辅助的抗病虫精准育种等前沿技术,展示人工智能如何推动病虫害防控向智能化、精细化方向发展。

你将收获什么?

通过本课程的学习,你将了解森林病虫害防控的基础知识,人工智能的基础知识以及在农林病虫害防控中的应用现状,能够选择合适的人工智能模型和算法方法来解决农林病虫害防控中的实际问题。

适合什么人学习?

本课程对专业背景没有特别要求,但一定的昆虫学、微生物学和数理统计学等相关知识背景有助于本课程的学习。

课程大纲

课程章节

  • 课程导学
  • 绪论
  • 森林病虫害智能防控的生态学基础
  • 病虫害智能诊断技术
  • 病虫害智能监测技术
  • 病虫害智能预测技术
  • 病虫害智能防控技术

课程导学

1.1 课程目标及学生应达到的能力

1.2 教学模式与学时分配

1.3 教学要求

1.4 考核方式

1.5 课程大纲

绪论

2.1  森林病虫害:危害甚于火

2.2 有害生物综合管理:对抗病虫害的教训和智慧

2.3 人工智能:森林病害虫防控的“新武器”

2.4 人工智能的社会责任:技术向善的时代命题

森林病虫害智能防控的生态学基础

3.1  森林病虫害:森林生态系统的营养级

3.2 生态因子:森林病虫害监测预警的“指标”

3.3 时空格局:森林病虫害精准防控的“罗盘”

病虫害智能诊断技术

4.1 病虫害识别方法概述

4.2 病虫害智能识别的一般流程

4.3 传统机器学习:“老旧的X光机”

4.4 深度学习:“新一代CT机”

4.5 技术体验坊:人人都是“诊断大师”

病虫害智能监测技术

5.1 多源数据感知:“检查”越多越好

5.2 智能分析:量化受害程度和范围

5.3 多模态数据:提升鲁棒性

5.4 技术体验坊:人人都有“照妖镜”

病虫害智能预测技术

6.1 病虫害大数据:千金难买的“病历”库?

6.2 数据建模:发掘数据背后的规律

6.3 技术体验坊:人人都是“神算子”

病虫害智能防控技术

7.1 智能农机:精准施药

7.2 路径规划:天敌的智能精准释放

7.3 AI赋能:抗病虫树木精准育种

7.4 课程总结

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