农业专家系统
农业专家信息诊断系统需求分析说明书
版本：Ver1.0
成都天荣北软信息技术有限公司
目录
1.系统总体设计分析 (3)
1.1.需求分析 (3)
1.2.用户需求分析 (4)
2. 初步设计分析 (6)
3. 系统功能需求分析 (7)
3.1系统功能层次模块图 (7)
3.2.系统功能需求分析 (7)
3.2.1.农作物信息管理 (7)
3.2.2.病害信息管理 (8)
3.2.3虫害信息管理 (8)
3.2.4病虫害诊断 (9)
3.2.5在线留言 (9)
3.2.6知识库管理 (9)
3.3系统性能需求分析 (10)
3.3.1灵活性 (10)
3.3.2.时间特性要求 (10)
4 数据库总体设计 (10)
4.1数据库E-R图 (11)
4.2数据表的详细设计 (12)
4.3数据库表关系图 (17)
5 系统实现 (18)
5.1界面及功能说明 (18)
5.1.1前台界面模块 (18)
5.1.2病虫害诊断界面 (20)
5.2系统后台界面 (20)
5.3示例代码 (22)
5.3.1类库示例代码 (22)
5.3.2.后台示例代码 (24)
5.3.3.实现农作物病虫害诊断示例代码 (25)
6. 参考文献 (28)
1.系统总体设计分析
1.1.需求分析
农业专家信息诊断系统重点是开发专门的应用系统，提高办公自
动化程度，开发农业专家诊断信息系统，实现农作物病虫害诊断电子化管理，促进病虫害信息收集整理的标准化、规范化和系统化；构建农业专家诊断信息系统，满足广大农民的需求，形成农作物专家病虫害诊断现代化信息系统。
1.2.用户需求分析
本系统适用于各类人员，如农民、农业专家等。不用的用户对系统的需求有所不同。
①农民
本系统的直接受益方，农民主要是种植农作物，拥有丰富的种植经验，但有些农民十分缺乏对于农作物病虫害的诊断和防治。因此他们需要有一个容易操作的人机界面系统来诊断农作物病虫害，并得到相应的防治信息。如用例图所示：
图1-1 农民用例
②农业专家
本系统的农业知识大部分都来自农业专家提供的，他们拥有丰富的农作物病虫害诊断经验，他们对系统的构建起到监督作用，因此他们需要构建出来的系统是一个具有完善、准确的系统来诊断农作物病虫害。
图1-2 农业专家用例
2.初步设计分析
系统的目标是构建一个能够准确诊断农作物病虫害及提供相应防治方法的专家系统，使用户能够及时的通过专家系统的人机界面诊断农作物病虫害，并做治疗处理。本系统提供准确、完整的农作物信息，管理员登录到系统后台，在可用的时间内可以对农作物信息进行增删改查。
以统一规划、分布实施的思想为指导，遵循的设计原则有：系统性原则、信息集成原则、信息通用原则、面向业务原则、开放性原则、安全性原则、可伸缩性原则、高可靠性原则、易操作性原则、体系结构延展性原则。
3.系统功能需求分析
3.1系统功能层次模块图
图：3-1 系统功能模块图
3.2.系统功能需求分析
本系统主要分为六大功能模块：农作物信息管理、病害信息管理、虫害信息管理、病虫害诊断、在线留言、知识库管理。
3.2.1.农作物信息管理
主要是完成农作物基本信息的一些操作，包括对农作物信息的增加、修改以及查询功能。
图3-2 农作物信息管理需求图
3.2.2.病害信息管理
根据不同农作物对应的病害信息进行添加、修改、删除和查询。
图3-3 病害信息管理需求图
3.2.3虫害信息管理
与不同农作物对应的虫体的形状、为害特点进行虫害信息
的添加、修改、删除和查询。
图3-4 虫害信息管理需求图
3.2.4病虫害诊断
主要是通过输入的事实，完成病虫害的诊断。
图3-5 病虫害诊断需求图
3.2.5在线留言
访问者可以在线留言，管理者进入后台，可以恢复留言、
删除留言。
图3-6 在线留言需求图
3.2.6知识库管理
主要功能是对规则进行增加、修改、删除。
图3-7 知识库管理需求图
3.3系统性能需求分析
3.3.1灵活性
系统应具有较灵活的更新操作，对操作后数据库的内容进行有选择地添加、修改和删除，必要时对数据库系统的部分信息进行初始化。
3.3.2.时间特性要求
说明对于该系统的时间特性要求，如下：
①响应时间：视网络情况，等待时间不超过5秒；
②更新处理时间：不超过10秒；
③数据的转换和传送时间：不超过5秒。
4数据库总体设计
数据库设计的设计是指在需求分析的基础上，设计出各个表结构的设计，包括各个表保存的信息、各个表的结构以及各个表之间的关系[15]。
4.14数据库E-R图
给出了农作物、农作物病害、农作物虫害、规则等表的E-R图，也根据系统实现的需要，定义这些表所包含的信息。其中农作物病害、农作物虫害、规则表都有一个统一的外键“农作物编号”。一种农作物可以有多条规则，但是一条规则只能对应一种农作物；一种农作物会患多种病害，一种病害也可以对应多种农作物；一个农作物会患有多种虫害，一种虫害也可以在多种农作物上生长。
图4-1 数据库E-R图
4.2数据表的详细设计
本系统的数据库关系模式如下：
农作物信息表（农作物编号、农作物名称、类别、描述、状态、图片名称），主键：农作物编号；
农作物病害表（病害编号、病害名称、农作物编号、发病时期、发病部位、症状、发病原因、防治措施、病害图、状态），主键：病害编号，外键：农作物编号；
留言表（编号、留言人名称、留言时间、留言内容、是否有回复、回复内容）主键：编号；
链接表（编号、名称、链接地址、logo图标），主键：编号；
用户信息表（编号、用户名、密码）主键：编号；
农作物虫害信息表（虫害编号、虫害名称、农作物编号、虫体形状、为害特点、生活习性、防治措施、虫害图、状态）主键：虫害编号，外键：农作物编号；
病虫害规则表（编号、农作物编号、类别、规则、结论），主键：编号，外键：农作物编号。
根据数据E-R图和关系模式设计数据库，数据库表的详细设计如下
表4-1 Crops（农作物信息表）
表4-2 Disease（病害信息表）
表4-3 Lianjie（友情链接表）
表4-4 Login（用户表）
表4-5 Pest（虫害信息表）
表4-6 Rules（规则表）
表4-7 gestbook（留言本表）
4.3数据库表关系图
本系统的数据表Crops是关于农作物的基本信息，Disease是病害信息表，Pest是虫害信息表，Rules是规则表，病害表、虫害表、规则表的外键都是农作物信息表的编号（CropID）。此外还有用户表（Login）、留言板表（gestbook）、友情链接表（Lianjie），它们都是独立的，没有跟其他表有主外键关联。数据库表的关系图如下：
图4-2 数据库表关系图a
图4-3 数据库表关系图b
5系统实现
5.1界面及功能说明
5.1.1前台界面模块
系统的首页主要是显示各个模块的部分信息，如显示农作物的名称、图片，病害和虫害名称。将部分大家都经常访问的网址做成友情链接、小型的天气预报，方便用户使用。
图5-1 访问前台界面流程
图5-1 系统主界面图
5.1.2病虫害诊断界面
本页是用来诊断农作物病虫害的信息的，用户在界面上选择农作物的品种、病害或者虫害，再根据提供的所有事实，从中抽取合适的作为诊断的事实，每个事实间用“，”分隔，最后点击“开始诊断”即可诊断出病/虫害。
图5-2病虫害诊断图
5.2系统后台界面
后台界面：通过后台可以对系统管理者、农作物、病害信息、虫害信息、友情链接、留言本、规则库等进行管理，如增加、修改、删除等操作。界面的右上角有一个用session做成的，当哪个管理员登
农业专家系统研究进展及发展方向
农业专家系统研究进展及发展方向 武向良1,2，高聚林1，赵于东2 ，裴喜春3，张春芳3 （1内蒙古农业大学农学院，呼和浩特010010；2 内蒙古农牧业厅信息中心，呼和浩特010010；3内蒙古 农业大学，呼和浩特010010） 摘要：概括了国内外农业专家系统的发展过程，提出了专家系统发展的四个阶段，分别为单功能农业专家系统、多功能农业专家系统、基于模型的农业专家系统、智能农业专家系统。根据分析，在今后的专家系统发展过程中，“3S”技术、虚拟作物技术、数据挖掘技术将会给农业专家系统发展注入新的活力。同时基于数据挖掘的农业专家系统比较适合我国的国情，应成为我国农业专家系统的主要发展方向。 关键词：专家系统；数据挖掘；“3S”技术；虚拟技术 Agricultuer expert system research progress and development direction wuxiangliang1,2gaojulin1zhaoyudong2peixichun3zhangchunfang3 (1 Agricultural institute of Inner Mongolian Agriculture University,huhhot 010010,China; 2 Inner Mongolian animal husbandry hall information center ; 3 Inner Mongolian Agriculture University ) Abstract: Summarized the domestic and foreign agronomist system developing process, proposed the expert system development four stages, respectively be single purpose agriculture expert system, multi-purpose agriculture expert system, based on model agronomist system, intelligence agriculture expert system. According to the analysis, in the next expert system developing process, “3S” technical, the hypothesized crops technology, the data mining technology will be able to give the agriculture expert system development to pour into the new vigor. Meanwhile based on the data mining agronomist system quite suitable our country's national condition, should become our country agriculture expert system the main development direction. Key word: Expert system; Data mining; “3S” technology; Hypothesized technology 0 引言 人工智能(Artificial Intelligence)被誉为20世纪的三大科学技术成就之一。20世纪60年代中期诞生了第一代专家系统(Expert System)，使得人工智能的研究从实验室走向了现实世界[1]。 国际上农业专家系统的研究是在70年代末期开始的[3]，以美国为最早。经过近30年的发展，结合先进的信息技术呈现出智能化的发展趋势。 1 农业专家系统的研究进展 20世纪80年代以来，随着信息技术的迅速发展，农业专家系统在国际上有了较大发展。从分布区域看，美国占绝大部分，几乎占80%；从应用领域看，涉及到作物栽培、施肥、病虫害防治、杂草控制、森林环保、家畜饲养、农业经济效益分析、储存管理、市场管理等方面。 农业专家系统是农业专家知识和信息技术相结合的产物，随着信息技术的发展农业专家系统发展呈现四个阶段。 第一阶段，单功能农业专家系统(SPAES) 该阶段是农业专家系统的起始阶段，时间是70年代末到80年代初。当时CPU主频低（1978年6月，处理器68020的主频仅为16MHz），数据处理能力低,关系数据库也刚刚起步[2，4],因此该阶段农业专家系统功能单一，只相当于某一领域专家，解决特定问题，如病虫害防治、灌水管理、危害预测等。如1978年美国伊利诺斯大学(Illinois University)开发的大豆病虫害诊断专家系统,是世界上应用最早的农业专家系统；美国California大学1981年开发的灌水管理专家系统。 1作者简介：武向良(1979-)，男，内蒙古农业大学农学院博士生，研究方向：作物优化栽培及决策系统。E_mail:wxler@https://www.wendangku.net/doc/a614113855.html, 通讯作者：高聚林（1964-），男，教授，博士生导师，内蒙古农业大学农学院，研究方向：作物优化栽培及决策系统。 E_mail:gaojulin@https://www.wendangku.net/doc/a614113855.html,
农业专家系统应用实例分析资料
农业专家系统应用实例分析 摘要:专家系统是人工智能领域中较为成熟的一个分支。本文阐述了专家系统的基本概念及基本要素，介绍了专家系统在我国农业中的应用和我国农业专家系统的发展趋势。 关键词:人工智能;专家系统;农业专家系统;应用 农业专家系统也可叫农业智能系统,是一个具有大量农业专门知识与经验的计算机系统。它应用人工智能技术,依据一个或多个农业专家提供的特殊领域知识、经验进行推理和判断,模拟农业专家就某一复杂农业问题进行决策。典型的农业专家系统主要由知识库、数据库、模型库、推理机、知识库管理系统、解释器、用户界面7个部分组成。其中,知识库和推理机是农业专家系统最核心部分,这是任何一个农业专家系统都不可缺少的组成部分。知识库的质量直接影响到农业专家系统质量及可信度;推理机是农业专家系统的运行动力。而知识库管理系统则是对知识库中的知识进行检查和检索,还可以把推理过程中使用知识的实际情况显示出来,这是数据库管理系统中所没有的。知识获取是农业专家系统开发过程中的瓶颈,其主要任务是完成领域知识的收集与整理.解释器是用来向用户,特别是专用户,解释推理的结果和在推理过程中所发生的一切。 专家系统有四个特点,即:启发性,能运用专家的知识和经验进行推理和判断;透明性,能解决本身的推理过程,能回答用户提出的问题;灵活性,能不断地增长知识,修改原有的知识。综合性,能解答种子、土肥、植保、农经等多专业问题,克服了单个农业专家的专业局限。研发农业专家系统的主要目的是使计算机在农业领域中起农业专家的作用,对那些需要专家知识才能解决的难题提供相关专业权威专家水平的解答。 专家系统在世界农业领域中的应用始于20世纪70年代末,经过20余年发展,应用已遍及作物栽培管理、设施园艺管理、畜禽管理、水产养殖、植物保护、育种以及经济决策等各方面。专家系统在灌溉、施肥、栽培、病虫害的诊断与防治、作物育种、作物产量预测、畜禽饲养管理和水产养殖管理等方面,展示了广阔的应用前景。 一．农业专家系统在作物病虫害综合治理中的应用 根据以往的研究和病虫害综合治理的过程，专家系统的研究主要集中在6个方面: 1.1病虫害诊断在病虫害诊断中，如果人工开具病虫处方，工作人员必须有牢固的植物保护基础知识和丰富的实践经验，需要查询大量资料，无法及时满足农户的需要。专家系统把这些资料编制成简单的程序，达到迅速确定目标的目的，从而得到最佳防治时期和方案。 1.2预测预报病虫预测预报需要的基本信息是:病虫害的生物学参数(如发生
农业专家系统发展的概况与前景
作者简介 孙曰波(1971-),男,山东威海人,讲师,从事园林植物栽培和设施园艺的教研工作。 收稿日期2006-06-30 农业专家系统(Expert System ,简称ES)也可以叫智能系统,是基于知识的程序设计方法建立起来的计算机系统,是人类专家的一种模仿物,研制农业专家系统的目的是为了把农业专家多年积累的知识和经验,应用计算机技术,克服时空限制,在较短的时间内得以广泛的应用,使专家的知识和经验变为生产力。专家系统应用在农业上的各个领域,涉及到作物生产管理、施肥、节水灌溉、品种选育、温室管理、病虫害防治、杂草控制、水土保持、森林环保、家畜饲养、食品加工、财务分析、农业机械选择、市场管理等方面,有些系统已成为商品进入市场。以农业专家系统为主要内容的农业知识工程越来越为人们所认识,并有广阔的应用发展前景。1专家系统的发展 1.1产生阶段(1965~1971年) 1956年人工智能产生,为专 家系统的诞生奠定了基础。1965~1968年美国Stanford 大学 计算机系Feigenbaum 等根据化合物的分子式及其质谱数 据,研制出帮助化学家推断分子结构的计算机程序系统 DENDRAL ,获得极大的成功。该系统解决问题的能力已达到专家水平,在某些方面甚至超过同行领域的化学家。这标志着人工智能的一个新的研究领域———专家系统的产生。 1.2成熟阶段(1972~1977年)这一时期专家系统的观点逐渐被人们广泛接受,从而先后出现了一批卓有成效的专家系统,典型代表是1974年E .H .Shortliffe 等研制的用于治疗感染性疾病的MYCIN 系统。在此期间,知识组织形式、系统的人机接口、解释机制、知识的获取、不确定性推理等技术得到了进一步的发展和成熟。 1.3发展阶段(1978年以后)这一时期专家系统渗透到了非常广泛的领域。第一个农业专家系统在美国的伊利诺斯大学诞生,我国的农业专家系统研究起步较晚,但发展较快。自20世纪80年代也开始了农业专家系统的研究。2专家系统在农业上的应用 2.1在国外农业上的应用在国外,农业信息系统研究始于20世纪60年代,初期它仅仅是由农业数据库和数据库管理程序构成。60年代中期,美国斯坦福大学Feigenbaum 等研制了第一个专家系统。从此,人工智能专家系统发展起来,并迅速渗透到各个领域,在农业上应用更是方兴未艾。 此类专家系统的研制和应用已成为高新技术应用于农业生产的成功实例。比较有名的专家系统有:PLANT/ds 、ICCS 等,涉及多种作物的病虫害诊断、预测与管理、施肥、防御低温冷害等,一般用于解决带有经验性的定性问题。作物模拟模型在荷兰和美国创立,而园艺作物模型出现在70年代末80年代初,作物模拟模型与农业专家系统的研究和应用表明了农业科学开始进入计算机信息时代。80年代,出现了以农业专家系统为主进而与作物模型、GIS 等相结合向深度发展的趋势,并大面积应用于生产。较为典型的有美国棉花管理专家系统Cotton++、APSIM 等。90年代以来,农业专家系统、作物模型、3S 技术之间的集成已成为信息技术领域研究的热点之一,印度、加拿大等将AEGIS/Win 与RS 模型、专家系统等结合进行干旱地区决策、农业生产模式等领域的深层次决策支持系统研究与应用。 2.2在我国农业上的应用我国农业专家系统的研究始于20世纪80年代初,国家科技部曾明确提出:“以农业专家系统为突破口,发展我国的农业信息技术”。早在1985年由中国科学院人工智能所开发的“砂姜黑土小麦施肥专家咨询系统"在安徽省淮北平原得到很好的推广应用。此后,“七五”、“八五”期间,国家科委、农业部先后支持了一些作物专家系统及其工具、作物生长发育模型、农业生产管理系统等的开发,并取得了一些重要成果,在农业生产和管理中发挥了重要作用,有些成果已达到了国际前沿水平。如中国科学院合肥智能机械研究所采用先进的知识工程方法,与各类农业专家紧密结合,开展了农业专家系统的广泛研究和应用,研制了小麦、棉花、番茄等作物的田间管理、施肥和病虫害防治等专家系统,并开发了可以由农技人员直接使用的各种专家系统工具。这些系统能模仿农业专家推理并给出决策咨询,部分代替农业专家走向田间地头,进入农家,对于提高农民素质、促进农业生产具有重要意义。自1992年开始,国家“863计划"智能计算机系统主题组织了农业专家系统的研制与应用推广工作,以农业专家系统为代表的智能化管理系统形成了成熟的技术,北京市农林科学院等科研单位均研制出了各具特色的农业专家系统开发平台,得到不同程度的应用和推广。在此基础上,科技部、国家863计划306主题专家组与地方政府合作,“九五"期间国家863计划专门设立了智能化农业信息应用主题,重点对水稻、小麦、玉米、棉花等作物的引种与良种推荐、合理施 农业专家系统发展的概况与前景 孙曰波,任术琦,丁世民 (潍坊职业学院,山东潍坊261041) 摘要简要论述了国内外农业专家系统的发展概况,提出我国农业专家系统发展中存在的问题,阐述了农业专家系统的发展前景。关键词农业专家系统;发展概况;前景中图分类号S126文献标识码A 文章编号0517-6611(2006)20-5445-02Development and Perspective of Agricultural Expert System SUN Yue 蛳bo et al (Weifang Vocational College,Weifang ,Shandong 261041) Abstract The development of agricultural expert systems in China and foreign country was introduced,and the problems were pointed out and the perspective was presented. Key words Agricultural expert system ;General situation of development;Perspective 安徽农业科学,Journal of Anhui Agri.Sci.2006,34(20):5445-5446责任编辑罗芸责任校对罗芸
农业专家系统发展的概况与前景
收稿日期:2006-04-24 作者简介:孙曰波(1971—),男,山东威海人,潍坊职业学院讲师,硕士。主要研究方向:园林植物栽培和设施园艺。 农业专家系统发展的概况与前景 孙曰波1 ,赵淑秀2 ,李寿冰 1 (1.潍坊职业学院,山东 潍坊 261041 2.诸城舜王街道办事处农技站,山东 诸城 262200) 摘 要:本文简要论述了国内外农业专家系统的发展概况,提出我国农业专家系统发展中存在的问 题,同时就农业专家系统的发展前景进行了阐述。 关键词:农业专家系统;发展概况;前景 中图分类号:C96文献标识码:A 农业专家系统(Expert Syste m ,简称ES )也可以叫智能系统,是基于知识的程序设计方法建立起来的计算机系统,是人类专家的一种模仿物,研制农业专家系统的目的是为了把农业专家多年积累的知识和经验,应用计算机技术,克服时空限制,在较短的时间内得以广泛的应用,使专家的知识和经验变为生产力。专家系统应用在农业上的各个领域,涉及到作物生产管理、施肥、节水灌溉、品种选育、温室管理、病虫害防治、杂草控制、水土保持、森林环保、家畜饲养、食品加工、财务分析、农业机械选择、市场管理等方面,有些系统已成为商品进入市场。以农业专家系统为主要内容的农业知识工程越来越为人们所认识,并有广阔的应用发展前景。 1 专家系统的发展 1.1 产生阶段(1965年～1971年) 1956年人工智能产生,为专家系统的诞生奠 定了基础。1965年～1968年美国Stanf ord 大学计算机系Feigenbau m 等人根据化合物的分子式及其质谱数据,研制出帮助化学家推断分子结构的计算机程序系统DENDRAL,获得极大的成功。该系统解决问题的能力已达到专家水平,在某些方面甚至超过同行领域的化学家。这标志着人工智能的一个新的研究领域—专家系统的产生。1.2 成熟阶段(1972年～1977年) 这一时期专家系统的观点逐渐被人们广泛接受,从而先后出现了一批卓有成效的专家系统,典型代表是1974年E .H.Shortliffe 等人研制的用于治疗感染性疾病的MYC I N 系统。在此期间,知识 组织形式、系统的人机接口、解释机制、知识的获取、不确定性推理等技术得到了进一步的发展和成熟。 1.3 发展阶段(1978年以后) 这一时期专家系统渗透到了非常广泛的领域。第一个农业专家系统在美国的伊利诺斯大学诞生,我国的农业专家系统研究起步较晚,但发展较快。自80年代也开始了农业专家系统的研究。 2 专家系统在农业上的应用概况 2.1 专家系统在国外农业上的应用 在国外,农业信息系统研究始于20世纪60年代,初期它仅仅是由农业数据库和数据库管理程序构成。60年代中期,美国斯坦福大学Feigen 2bau m 等人研制了第一个专家系统。从此,人工智 能专家系统发展起来,并迅速渗透到各个领域,在农业上应用更是方兴未艾。此类专家系统的研制和应用已成为高新技术应用于农业生产的成功实例。比较有名的专家系统有:P LANT/ds 、I CCS 等,涉及多种作物的病虫害诊断、预测与管理、施肥、防御低温冷害等,一般用于解决带有经验性的定性问题。作物模拟模型在荷兰和美国创立,而园艺作物模型出现在20世纪70年代末80年代初,作物模拟模型与农业专家系统的研究和应用表明了农业科学开始进入计算机信息时代。80年代,出现了以农业专家系统为主进而与作物模型、GI S 等相结合向深度发展的趋势,并大面积应用于生产。较为典型的有美国棉花管理专家系统Cott on ++、APSI M 等。90年代以来,农业专家系 统、作物模型,3S 技术之间的集成已成为信息技 ? 93?第2卷第2期潍坊高等职业教育 Vol .2No .22006年6月W eifang H igher Vocati onal Educati on Jun .2006
浅谈农业专家系统
浅谈农业专家系统 摘要：本文通过查阅和分析文献资料的方法，总结了农业专家系统的发展概况以及我国农业专家系统的主要应用领域以及在发展过程中遇到的问题，并就农业专家系统的发展现状对其发展趋势和前景进行了简单预测。 关键词：农业专家系统，发展概况，问题，发展趋势 引言 随着我国加入WTO, 传统型农业将面临巨大的挑战, 因而必须依靠先进的科学技术, 向信息化、现代化农业迈进。信息技术的广泛应用, 为精确农业的发展提供了技术支持。精确农业在美国等发达国家已取得长足发展，但在我国尚处于起步阶段。精确农业代表农业的发展方向, 以农业专家系统为特征，发展精确农业是我国农业信息化、现代化的一条新路。农业专家系统也可叫农业智能系统, 是一个具有大量农业专门知识与经验的计算机系统。它应用人工智能技术, 依据一个或多个农业专家提供的特殊领域知识、经验进行推理和判断, 模拟农业专家就某一复杂农业问题进行决策。目前国际上有近百个农业专家系统, 广泛应用于作物生产管理、灌溉、施肥、品种选择、病虫害控制、温室管理、畜禽饲料配方、水土保持、食品加工、财务分析、农业机械选择等方面, 有些系统(如哥伦比亚大学的梯田管理系统)已成为商品进入市场。与欧美等发达国家相比较来看，我国农户生产规模小而分散，农业科技素质差，习惯于传统粗放的经营方式，对农业生产知识技术有很大的需求。再加上农业专家的缺乏，因此广泛推广运用农业专家系统对我国农业和农村发展有着十分重要的意义。 1.农业专家系统的含义及其特点 1.1 含义 农业专家系统是运用人工智能知识工程的知识表示、推理、知识获取等技术，总结和汇集农业领域的知识和技术，农业专家长期积累的大量宝贵经验，以及通过试验获得的各种资料数据及数学模型等，建造的各种农业“电脑专家”计算机软件系统。该系统以形象直观的方式向农业生产者提供各种农业问题的咨询服务与决策方案，使计算机在农业活动中起到类似人类农业专家的作用。 1.2 特点 启发性，能运用专家知识和经验进行判断。 透明性，能解释本身的推理过程，能回答用户提出的问题。 灵活性，能不断地增长知识、修改和完善原有知识。 综合性，能解答种子、土肥、植保、农经等多专业问题，克服了单个农业专家的专业局限。
农业专家系统
7. 农业专家系统的基本原理、结构和功能是什么？谈谈你对专家系统在农业生产经营作用的认识？ 所谓专家系统是一种在相关领域中具有专家水平解题能力的智能程序系统, 它能运用领域专家多年累积的经验和专门知识, 模拟专家的思维过程和决策能力, 解决只有专家才能解决的困难问题. 农业专家系统一般由知识库、数据库、推理机、解释部分、知识获取部分组成，其中知识库(知识集合)、数据库(反 映系统的内外状态)、推理判断程序(规定选用知识的策略与方式)等部分为核心。专家系统的工作方式可简单地归结为：运用知识进行推理。 农业专家系统的理论基础研究农业专家决策系统是基于农业专家知识，模仿农业专家进行推理决策，把多项农业技术和知识进行高度集成的计算机应用系统。一方面，它比一般的计算机信息系统更突出农业专业知识与推理判断的作用，且具有更强针对性的决策咨询能力；另一方面，它比人类农业专家拥有综合性知识和高速的知识处理本领，可以不受时间、空间的限制和人类情感的影响，起到“农村不走”多方面高层次农业专家的作用。它的理论基础是人工智能的知识表示和问题求解技术。基本结构见图1?I。知识和推理构成专家系统的两大因素。专家系统的核心是知识，所以专家系统又称为知识基系统，或基于知识的系统。 以植物病理学专家系统为例： 系统结构 植物病理学专家系统就是运用电子计算机技术来模拟植病专家的综合、分析、判断等诊断思维过程的过程。针对上述功能定位, 该系统在分析植物病理学专家判断疾病的实际过程的基础上, 综合应用一般模型和形象思维模型, 设计工作模型。该系统采用标准的专家系统结构。从数学上看, 植物病理学专家对病害的诊断是从症状到病种的集合映射。以棉花几种主要病害为例, 棉花的常见病种构成疾病群空间W= { Q1, Q2, , Qi, P1, P2 , , Pj} , 这些疾病涉及到的所有症状构成症状群空间A= { A1, A2, , An }。在建立数学模型时, 首先根据植物病理学知识和专家意见,确定每组症状对诊断疾病的支持程度, 即具有该组症状的病株患病害的可能性。然后采用产生式规则, 建立映射模型WA。实际应用时, 将各种症候输入, 推理得可能有的病害。 要完成一个植物病理学专家系统必须建立该植物病理学专家的知识库, 建立与这些知识相关的规则库, 以及获取知识的推理模型等。研制一个植物病理学专家系统的过程,大致有以下一些步骤: 收集对划分起作用的病害症状; 建立规范化的症状表; 收集划分的依据; 建立辨证论治的规则库;收集处理方法; 建立病害的规则库, 建立与该植物病理学专家知识相关的知识库及规则库。 1. 1 知识库知识库的构建分三步, 第一步是从领域专家处吸取知识; 第二步是将知识归纳整理, 以一定的数据结构存入计算机; 第三步是建立知识库管理系统来对知识进行组织、检索和维护。知识库里, 大约存放着几百条判别规则和几千条关于植物病虫害方面的知识。一边与用户进行对话,一边进行推理诊断。这种推理规则称为! 产生式规则?。 1. 2 综合数据库数据库用于存储相关领域内的初始知识和推理过程中得到的中间信息。知识库和数据库中涉及到的植物病理学术语、症状和病害名称等转换为由数字和英文字母组成的代码。这样不仅能加快病例、知识的输入, 而且占用计算机内存小, 从而提高了系统的运行速度。另外, 代码的规范化也避免了植物病理学术语的不一致性以及人为原因引起的输入差错。 1. 3 推理机推理机是专家系统的! 思维?机构, 负责模拟领域专家的思维过程, 控制 并执行对问题的求解。推理机的效率和智能水平在很大程度上决定了整个专家系统的智能水平。该系统采用的推理策略以产生式规则的正向推理为主, 以实例推理为辅。根据病害病情在规则知识库中搜索与之匹配的标准病害模式, 得到病害病情模式案。利用用户输入的知识点, 采用的是启发式搜索策略。 1. 4 知识获取程序基本任务是将知识输入到知识库中,并负责维护知识的一致性及完
农业专家系统的问题与发展
农业专家系统的问题与发展 摘要：本文分析了进入新世纪以来我国农业专家系统应用状况、存在的问题，并对未来的农业专家系统发展前景进行了展望。关键词：专家系统；计算机应用 Abstract：This paper analyzed the applications and open questions of agricultural expert system in the new century in China，finally，had all expectation of the development prospect for the future agricultural expert system． Key words：expert system ；computer application 我国加入了WTO，传统型农业面临巨大的挑战，因而必须依靠先进的科学技术，向信息化、现代化农业迈进。而信息技术的广泛应用，为农业的发展提供了技术支持。农业信息技术是21世纪高新技术应用于农业的关键技术之一，近二十年来在世界各国得以迅
速发展。农业专家系统是农业信息技术的一个重要组成部分，它是我国农业信息技术发展的突破口，对我国农业发展有着深远的影响。 农业专家系统也可叫农业智能系统，是一个具有大量农业专门知识与经验的计算机系 统它应用人工智能技术，依据一个或多个农业专家提供的特殊领域知识、经验进行推理和判断，模拟农业专家就某一复杂农业问题进行决策。目前国际上有近百个农业专家系统．广泛应用于作物生产管理、灌溉、施肥、品种选择、病虫害控制、温室管理、畜禽饲料配方、水土保持、食品加工、财务分析、农业机械选择等方面，有些系统已成为商品进入市场。 1.农业专家系统的演变 国际上对农业专家系统的研究是从70年代末期开始的，当时仅用于诊断作物病虫害。如1978年美国伊利诺斯大学开发的大豆病虫害诊断专家系统Plant／DS。进入80年代以后，开发出了许多农业专家系统，如1982年美国伊利诺斯大学开发的玉米螟虫害预
农业专家系统发展现状
国际上农业专家系统的研究最早始于20 世纪70 年代末期的美国。世界上第一个农业专家统就是由美国伊利诺斯( Illinois) 大学的植物病理学家和计算机专家共同开发的Plant/ DS(大豆病害诊断专家系统) 。接着, 1983 年日本千叶大学研制出MTCCS(番茄病虫害诊断专家系统) 。 到了20 世纪80 年代中期,随着专家系统技术的迅速发展,农业专家系统也有了相当的发展,在水平和数量上都有了较大的提高。农业专家系统也不再是单一的病害诊断系统,美国、日本、中国和许多欧洲国家都相继转向开发涉及生产管理、经济分析与决策、生态环境等方面的农业专家系统。国外已经开发出不少成功的农业专家系统。已见报道的有Mackinion 的COMAX/ GOSSYM(棉花生产管理) ,Roach 的POMME(苹果园管理) 和Fermanian 的DIES(用于乳牛管理)等(龙腾芳等,2003) 。 到1996 年为止,国际上的农业专家系统有近100 个,广泛应用于作物生产管理、灌
溉、施肥、品种选择、病虫害控制、温室管理、牛奶生产管理、畜牧环境控制、土壤保持等方面,几乎包括了农业的各个方面。许多系统已经得到应用,一部分已成为商品进入市场。 中国农业专家系统的研究,始于20 世纪80 年代初期,是国际上开展农业专家系统研究和应用比较早的国家之一。中国于1989 年10 月研制成功了“砂姜黑土小麦施肥专家咨询系统”。该系统由中国科学院合肥智能机械研究所与安徽省农科院土壤肥料研 究所合作研制,在安徽省淮北10 多个县得到较大规模的应用。随后,合肥智能研究所的“施肥专家系统”在全国推广到100 多个县,节约化肥30万t 以上,增产粮食50 万t ;中国农科院土肥所研制的“禹城小麦、玉米施肥专家系统”已推广了7 500hm2 ,增产小麦2 000 t 以上。作为智能化农业信息技术的重要手段,农业专家系统在中国正在迅速发展,并将成为中国21 世纪农业现代化的重要内容。
农业专家系统
农业专家系统概述 农业专家系统（又叫农业智能系统），是运用人工智能的专家系统技术，并集成了地理信息系统、信息网络、智能计算、机器学习、知识发现、优化模拟、虚拟现实等多方面高新技术，汇集农业领域知识、模型和专家经验等，采用合宜的知识表示技术和推理策略，运用多媒体技术并能以信息网络为载体，向农业生产管理提供咨询服务，指导科学种田。对提高农业科技文化素质，就地培训基层农技人员，促进农业科技推广体制现代化，推动农业可持续发展，改变传统农业向现代化农业转变，将发挥重大作用，它是适合我国国情的精确农业，它不仅适用于广大农村，建造各种种植业、养殖业专家系统，也是配备3S技术的精确农业的重要决策支持工具，是设施农业智能化、自动化的重要技术。 贵州土壤肥料专家系统介绍 该系统采用土壤学、植物营养学、肥料学、作物栽培学、信息科学和市场营销学相结合的方法，综合了我国，尤其是贵州省20多年的土壤、肥料和植物营养的研究结果，将土壤养分数据库技术、肥料开发、生产和销售、农化服务等专家知识和网络技术等系统结合，提供土壤信息管理、肥料信息管理与农化服务信息管理。可供肥料企业、农业技术推广部门、化肥生产资料部门和农业科研教学部门使用。 贵州土壤肥料专家系统功能包括： 1．贵州省各县市土壤中养分信息子系统 包括贵州省70多个县市土壤类型、土壤有机质、各（乡）镇的土壤有效氮、磷、钾养分及pH等状况。还包括中微量元素、养分丰缺指标、养分动态监测、养分测定方法等内容。 2．贵州省各地肥料试验信息子系统 包括近二十年来贵州来各县市氮肥、磷肥、钾肥、复混肥、有机肥、微肥和叶面肥肥料试验作物种类、土壤类型、处理设计及试验结果分析等。 3．贵州省当前各地作物种植信息子系统