农业专家系统及其开发工具共33页文档
农业专家系统开发-实验报告
实验报告课程：农业专家系统行政班级：11软件2班姓名：程茗学号：1108054208一、实验目的加深对知识表示方法的理解与认识，掌握知识特别是产生式知识在计算机内的存储方式；掌握知识库构建方法，利用关系型数据库建立知识库；选用适当的程序设计语言练习专家系统推理机的设计，编写推理程序；在上述基础上，根据农业专家系统的组成构建一个简单的农业专家系统。
实验方法1. 设计一个简单的医疗诊断专家系统。
2. 使用Prolog语言编程实现该系统。
3. 给出模拟运行结果。
三、实验环境及开发工具实验环境：（1）硬件环境：网络环境中的微型计算机。
（2）软件环境：Windows操作系统，任选一种网络编程语言和数据库管理系统开发工具：基于Visual Prolog的鸡疾病诊断专家系统实验内容首先对一些常见动物的属性进行归纳，提出有用的信息再对这种动物进行描述，通过这一过程，得出大部分动物的特点，这样再通过智能语言对它进行编写。
理解并掌握基于规则系统的表示与推理学会编写小型的生产式系统，理解正向推理和反向推理的过程以及两者的区别1.该系统可以识别孔雀、北极熊、狮子、长颈鹿、斑马、天鹅、鹦鹉在本系统中，知识库中的知识用产生式规则表示R1 IF 该动物有毛发THEN 该动物是哺乳动物R2 IF 该动物有奶THEN 该动物是哺乳动物R3 IF 该动物有羽毛THEN 该动物是鸟R4 IF 该动物会飞AND会下蛋THEN 该动物是鸟R5 IF 该动物吃肉THEN 该动物是肉食动物R6 IF 该动物有犬齿AND 有爪AND 眼盯前方THEN 该动物是肉食动物R7 IF 该动物是哺乳动物AND 有蹄THEN 该动物是有蹄类动物R8 IF 该动物是哺乳动物AND 是嚼反刍动物THEN 该动物是有蹄类动物R9 IF 该动物是哺乳动物AND 是肉食动物AND 是黄褐色们AND 头大鼻骨长THEN 该动物是狮子R10 IF 该动物是哺乳动物AND 是肉食动物AND 是白而淡黄AND 皮肤是黑色的THEN 该动物是北极熊R11 IF 该动物是有蹄类动物AND有长脖子AND 有长腿AND 身上有暗斑点THEN 该动物是长颈鹿R12 IF 该动物是有蹄类动物AND身上有黑色条纹THEN 该动物是斑马R13 IF 该动物是鸟AND 有彩色羽毛AND 头小有竖立羽毛AND 会飞THEN 该动物是孔雀R14 IF 该动物是鸟AND 会游泳AND会飞AND 有黑褐色THEN 该动物是天鹅R15 IF 该动物是鸟AND 会说话THEN 该动物是鹦鹉实验原理一个基于规则专家系统的完整结构示于图1。
农业专家系统基本原理
农业专家系统基本原理
农业专家系统（Agricultural Expert System，AES）是一种以计算机应用技术为理
论基础，以模拟专家知识为目的，可用来解决农业问题和实施技术管理的应用软件体系结构，它包括以下三个主要部分：
1、模拟专家知识：农业专家系统把专家输入的知识转换成农业专家系统所需的表达
形式，以供计算机使用，它主要有三种方式：规则表示法、知识表示法和语句知识表示法。
通过知识的表达，有利于把农业的领域知识赋一定的计算机表达。
2、推理机制：农业专家系统采用推理机制来运行，它是农业专家系统模拟专家知识
应用所必需的部分，它可用于处理经验问题、诊断问题、决策问题等。
农业专家系统采用
的推理机制有规则推理（选择推理、排序推理）、相似度推理，神经网络解法，回归分析
解法，定性模糊推理等。
3、知识库：农业专家系统知识库是存储系统的核心，它主要存储各种相关的农业知识，如病虫害防治等各类农业知识，以及农民技术管理等知识数据，使得农业专家系统能
够通过数字化后的知识数据来推理农业问题，或者提供农机信息管理等决策支持服务。
以上是农业专家系统的基本原理，它为农业科技发展提供了支撑，能够以高效、理性
的方式来处理复杂的农业问题，对于提高农业生产力以及农业诊断、决策等方面都有积极
的作用。
农业专家系统
农业专家系统
系统概述
派得农业专家系统是一款具有独立自主知识产权的新一代农业专家系统，是国家“863”课题的研究成果。
采用最为流行的OOP（面向对象）方式进行多层架构设计；该派得系统在功能上基于农业知识线索，采用渐进式诊断技术实现农业生产过程中的病虫草害诊断，使用模糊产生式决策机制对农业生产过程中的求解、计算等问题进行决策，并推出了贴近中国农业特色的农事指导对农业生产进行指导。
系统特点
1.生产知识：涵盖了农业生产管理各个环节的丰富的农业生产知识，易于检索。
2.病害诊断：模拟专家对动植物诊疗过程进行诊断动植物的病虫草害。
3.生产决策：在农业生产管理全过程中为各类农业生产活动决策提出定性或定量建议。
4.农事指导：根据不同时期对各农业生产管理环节进行相应的指导和提醒。
应用对象
◆农业科研单位
◆政府农业管理、技术推广、服务部门
◆农业企业和协作组织
◆种养大户和广大农民
成功案例
◆北京市昌平区小汤山镇现代农业科技园区
◆派得伟业公司
◆河北省基电一体化中试基地
◆广东中山市农业科技推广中心。
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。
农业专家系统开发平台
农业专家系统开发平台
系统概述
该派得农业专家系统开发平台是面向农业领域专家系统开发的通用型工具软件。
利用开发平台，知识工程师可根据用户需要，自动生成特定领域的农业专家系统框架，包括界面设计、知识表示方式、知识库结构、推理机制、用户接口、解释模块和学习模块等。
该派得系统平台主要有单机版、网络版、多媒体版、嵌入版、英文版、LINUX版6个版本，对实现不同专业领域人员的结合、缩短农业专家系统开发周期、提高开发质量、缓解农业专家短缺、加快农业成果应用和推广具有重要的理论意义和实用价值。
功能特点
系统创建一个全新的专家系统：用户可以使用内置的知识分类或自定义知识分类建一个全新的专
家系统。
系统维护：对已开发的专家系统进行维护，包括知识分类的管理、生产决策的维护、病害诊断的
维护等。
系统发布：将开发完成的专家系统打包生成安装包，用户只需在电脑上进行安装便可直接将专家
系统部署到电脑上。
知识库导入导出：实现知识库的直接导入与导出，易于知识库备份和直接生成专家系统。
应用对象
◆农业科研单位
◆政府农业管理、技术推广、服务部门
◆大型农业企业
成功案例
平台已在北京10个区县和黑龙江、吉林、辽宁等31个省市及越南等东南亚地区得到推广，已成功开发出200多个适用当地的农业专家系统。
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 (3)2. 初步设计分析 (4)3. 系统功能需求分析 (5)3.1系统功能层次模块图 (5)3.2.系统功能需求分析 (5)3.2.1.农作物信息管理 (5)3.2.2.病害信息管理 (5)3.2.3虫害信息管理 (6)3.2.4病虫害诊断 (6)3.2.5在线留言 (6)3.2.6知识库管理 (7)3.3系统性能需求分析 (7)3.3.1灵活性 (7)3.3.2.时间特性要求 (7)4 数据库总体设计 (8)4.1数据库E-R图 (8)4.2数据表的详细设计 (9)4.3数据库表关系图 (13)5 系统实现 (15)5.1界面及功能说明 (15)5.1.1前台界面模块 (15)5.1.2病虫害诊断界面 (16)5.2系统后台界面 (17)5.3示例代码 (19)5.3.1类库示例代码 (19)5.3.2.后台示例代码 (20)5.3.3.实现农作物病虫害诊断示例代码 (21)6. 参考文献 (25)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。
农业专家系统的开发与利用技术简介
农业专家系统的开发与利用技术简介摘要：简单介绍了农业专家系统的涵义及国内外农业专家系统的发展现状，阐述了农业专家系统的组成及其数据库、知识库、模型库的内容。
关键词：农业专家系统；开发与利用技术；数据库；知识库；模型库电脑农业——是集计算机网络、通讯技术、人工智能、遥感技术等为一体的智能化农业信息技术，可实现农业专家系统的远程咨询、诊断、技术服务等，达到与主流信息技术的接轨。
1农业专家系统发展概况1.1国外发展概况目前，国外农业专家系统已有极大的发展，其范围涵括了农业生产的各个方面，如农作物的生产与育种，果园的生产管理，病虫害的防治、诊断与发生预测及农业科技管理体制等。
比较有影响的有美国的POMME（果园管理及害虫防治）、Comax-Cossym（棉花管理专家系统）、EXTRA（农业技术和资源保护）及日本千叶大学开发的番茄病害诊断专家系统等。
其中美国农业部农业研究局作物模拟研究所于1985年建立的Comax-Cossym 是目前世界上开发应用最为成功的农业专家系统。
它能为棉花管理提供全面咨询，用于确定灌溉、施肥、施用脱叶剂和棉桃开裂的最佳管理方案。
该系统自1985年在美国推广应用以来，给美国棉花生产带来了巨大的经济效益，每英亩纯盈利超过60美元，使美国的棉花生产管理向前迈进了一大步。
1.2我国发展概况我国农业专家系统的研究，早在80年代初期就已开始,是国际上开展此领域的研究与应用比较早的国家。
在国家“863”计划、国家自然科学基金、国家科技攻关、中科院、农业部、机电部及各地政府的资助与支持下,许多科研院所、高等院校和各地有关部门开展了各种农业专家系统的研究、开发以及推广应用,取得了可喜的成就。
目前已研制出一批有影响的系统软件，如中科院合肥智能所的“施肥专家系统”在全国已推广了100多个县，节约化肥30多万吨，增产粮食十多亿斤；中农院土肥所的“禹城小麦、玉米施肥专家系统”已推广了0.75万hm2，增产小麦200多万千克。
农业专家系统—农业专家系统的功能开发
(Advanced Sever)/ Windows 2003 Sever、SQL Server 2000、IIS 5.0信息服务器/安 装.NET框架/中文浏览器IE5.5以上版本。 • 平台应用于农业科研教学单位、政府农业管理、技术推广、服务部门或者大型农业企业。
农业专家系统的功能开发
三、农业专家系统开发工具
• 平台有高度可扩展性、可靠性、可互操作性、可重用性，便于不同客户端使用。 • 用户可方便定制开发环境，快速开发出适合本地区的农业专家系统，从容实现专家知识更新和系统
升级。 • 开发的网络版农业专家系统，能在Internet/Intranet网络环境下运行，支持分布式计算和远程多
近年来，利用“雄风”和“PAID”开发平 台开发的专家系统已形成系列。譬如， 利用中科院合肥智能研究所研制的“雄 风”系列平台，已开发出了施肥、栽培 管理、园艺生产管理、畜禽水产管理饲 养、水利灌溉的等专家系统，在全国20 个省200多个县推广应用。
我国20个智能农业示范区利用国家农业 信息化工程技术研究中心的开发平台PAID 开发出了一系列农业专家系统。
我国20个智能农业示范区利用国家农业信息化工程技术研究中心的开发平台PAID开发出了一系列农业专家系统。
4. 推理机功能和解释机功能，根据知识规则对事实数据进行正向推理，并对每一步推理过程通过解释机解 释，推理结果表现形式为文字、图片、音像文件，并提供推理过程。
5. 事实录入功能，用户通过输入界面进行原始数据编辑，所有数据项的属性均由系统管理员或知识工程师 定义，在录入过程中系统为用户提供动态提示、上下限限制，缺省值等功能。用户可以对事实数据进行 添加、修改、删除。