农业专家系统23页PPT
人工智能—农业-PPT课件
举例：小麦管理专家系统（ESWCM）
定义：利用计算机人工智能 技术，把多年来小麦栽培科 学取得的研究成果和专家的 知识经验做系统集成而建立 的综合性、智能化的计算机 决策系统。
小麦管理专家系统含大量的 科学实验数据、研究调查资 料和本领域专家的丰富知识 ，包括小麦生育进程、群体 动态、植株形态、产量结构 以及有关气象资料和土壤类 型、质地、养分等合计超过 10万个数据组成的数据库。
传统农业耕种方式已经难以满足现代人们的需求 ，况且是至少13亿中国人。
发展现代农业刻不容缓。
传统农业耕种方式
现代农业新技术
农业专家系统
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 。
新领域下的农业
90年代以来，农业专家系统不仅在智能化方面 得到增强，还采用面向对象的程序设计（ Object-Oriented Programming—OPP）、多媒体 （Multi-Media Technique—MMT）、信息网络 等技术，并开始与虚拟现实（Virtual Reality— VR）、3S等高新技术集成，不仅界面友好，操 作简便，而且数据共享、维护方便，信息更丰 富。
以农业专家系统为主要内容的农业智能化信息技 术的应用，已成为推动我国农业现代化的巨大动 力。
农业专家系统的演变
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国际上农业专家系统的研究最早始于20 世纪70 年代
农业专家系统原理end
（五）专家系统的发展
专家咨询系统（Expert Consulting System）； 自然语言理解（Natural Language Understanding）和机器翻译 （Machine Translation）； 数据库的智能检索（Intelligent Retrieval from Database）； 定理证明（Theorem Proving）； 博奕游戏和决策（Game Playing and Decision Making）（博奕论： 一种为在竞争的情况下分析决定最适宜自己一方的策略而制定决策 所采用的数学方法，用于政治、经济和军事计划）； 机器人学（Robotics）； 自动程序设计（Automatic Programming）； 感知问题（Perception Problems）：视觉、听觉、嗅觉、触觉； 组合和调度问题（Combination and Scheduling）； 分布式人工智能（Distributed Artificial Intelligence, DAI）和多 Agent系统（Multi-Agent System）； 模式识别（Pattern Recognition）； 人工神经网络（Artificial Neural Network），等等
（三）专家系统的类型
专家系统按应用领域的性质可分为： 1. 诊断专家系统 诊断专家系统 (expert system for diagnosis) 是根据症状的观察与分析，推断 故障 ( 症结 ) 所在，并给出排除故障的方案的系 统，它占据现存专家系统的很大比例。它包括 了医学、电子、机械、社会、农业和经济等方 面的各种诊断系统和排错系统。例如，MYCIN， CASNET，PUFF和ACE等。
3.解释专家系统 解释专家系统(expert system for interpretation)是根据表面或外观观察情况进 行分析，解释深一层的结构或内部可能情况等 的系统。例如，地质结构、化学结构、图像、 信号等解释和各种语言的理解等系统。较著名 的有Dendral，Prospector和Hearsay—Ⅱ等。 4.设计专家系统 设计专家系统(expert system for design)能根据设计要求，求出满足问题求解 方式的目标配置，包括各种智能CAD系统程序 自动生成，如电路设计、土木建筑工程设计、 计算机结构设计、机械产品设计、生产工艺设 计等。
农业专家系统的概念特征与功能(
农业专家系统的概念特征与功能(
一、概念特征
农业专家系统是一种以先进的计算机技术和信息处理技术为支撑，以
专家知识为主导，具有自主思考能力和机器推理、决策能力的复杂系统。
它能够在规定的范围内模拟人类专家的智力来解决具有复杂模糊性、特异性、多学科、非结构化等特点的农业性问题。
二、功能
1、决策支持功能：农业专家系统拥有强大的决策支持能力，能够对
农业问题进行合理决策，并有效地支持农业经营活动。
2、问答功能：农业专家系统利用多种数据库以及基于网络的技术，
实现了聊天机器人与用户之间的对话，可以准确地回答用户的问题，并提
供实用的建议性意见，起到帮助管理决策的作用。
3、信息采集功能：农业专家系统可以实时采集各种农业信息，诸如
温度、湿度、土壤信息等，并自动分析。
4、农业预测功能：农业专家系统具备预测性能，可以利用农业大数
据对作物的生长模式、农药用量、土壤肥力等情况进行预测，及时发现问题，提出解决方案。
5、数据分析功能：利用农业专家系统可以对大量农业数据进行分析，从而了解当前和过去农业发展的趋势，掌握行业发展规律，挖掘未知的信息。
认识专家系统 课件 2023—2024学年教科版高中信息技术选修5
从外部获取相关的专业知识和经验，并对这些知识进行整理、归纳 和验证等操作。
设计知识库和推理机
根据收集到的知识和经验，设计出合适的知识库和推理机，并确定 它们之间的交互方式和工作流程。
专家系统的构建方法和步骤
• 开发用户接口和解释子系统：设计出用户友好的用户接口和解释子系统，以便用户能够方便地使用专家系统和 理解推理过程及结果。
专家系统的应用范围和优势
• 专家系统的应用范围非常广泛，包括医疗、金融、交通、安全等领域。在医疗方面，专家系统可以用于疾病诊 断和治疗方案的制定。
• 在金融方面，专家系统可以用于投资决策和风险评估。 • 在交通方面，专家系统可以用于交通规划和交通控制等。 • 专家系统的优势在于其能够利用已有的专家知识和经验，提高工作效率和准确性，同时也可以减少人为错误和
专家系统的工作原理是
用户通过用户接口向推理机提出问题，推理机根据知识库中的知识和推理规则进行推理，推导出问题的答案，并 通过用户接口将答案返回给用户。在推理过程中，解释子系统会对推理过程和结果进行解释和说明，以便用户更 好地理解和信任专家系统的结论。
专家系统的构建方法和步骤
确定应用领域和目标
明确专家系统的应用领域和目标，以便后续的设计和开发工作能 够更加有针对性地进行。
专家系统也存在一定的局限性， 例如知识获取的难度和成本较高 ，知识库的更新和维护需要不断 投入人力物力等。此外，由于专 家系统的推理过程往往依赖于规 则和数据，因此对于复杂的问题 和不确定性较高的领域，专家系 统的表现可能不如人类专家。
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专家系统的定义和特点
专家系统的定义
专家系统的定义（续）
用户接口使非专业用户能够与专家系统进行交互，无需了解其内部工作原理。知识获取子 系统负责将人类专家的知识和经验转化为计算机可处理的形式，并存储在知识库中。
在精准农业中的应用PPT课件
4 、GPS与精准耕作
将GPS,GIS和精细农业、
旱作节水农业相结合，开发精细农业 和田间实时导航监控相结合的地理信 息管理系统，实现了田间车辆多目标 监控;
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建立农业机械装备数据库和查询系统，可方便 地进行100多种农业机械装备数据的查询、添加、 删除、保存等操作;通过获取车辆的实时信息，调 取地图中的信息，将田间动态的车辆信息与农业 机械装备相结合实现了信息的可交互性、可扩展 性和通用性。
3精准农业精准农业是当今世界农业发展的新潮流是由信息技术支持的根据空间变异定位定时定量地实施一整套现代化农事操作技术与管理的系统其基本涵义是根据作物生长的土壤性状调节对作物的投入即一方面查清田块内部的土壤性状与生产力空间变异另一方面确定农作物的生产目标进行定位的系统诊断优化配方技术组装科学管理调动土壤生产力以最少的或最节省的投入达到同等收入或更高的收入并改善环境高效地利用各类农业资源取得经济效益和环境效益
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精确种子工程和精确播种工程的有机结合，要求精确播种机具有播种均匀、精良播种、深浅一致， 这样精确播种技术既可节约大量种子，又能使作物在田间获得最佳分布，从而提高作物对营养和太阳能的 利用率。而利用精确收获机械不但可以做到颗粒归仓，同时也能根据一定标准，准确分级。
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4、精准农业的技术体系
精准农业是现代信息技术、生物技术、工程技术等一系列高新技术最新成就的基础上发息系统、全球定位系统、遥感技术和计算机自动控制技 术。精准农业系统是一个综合性很强的复杂系统，是实现农业低耗、高效、优质、安全的重要途径。
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3、精准农业
精准农业是当今世界农业发展的新潮流，是由信息技术 支持的根据空间变异，定位、定时、定量地实施一整套现代化 农事操作技术与管理的系统，其基本涵义是根据作物生长的土 壤性状，调节对作物的投入，即一方面查清田块内部的土壤性 状与生产力空间变异，另一方面确定农作物的生产目标，进行 定位的“系统诊断、优化配方、技术组装、科学管理”，调动 土壤生产力，以最少的或最节省的投入达到同等收入或更高的 收入，并改善环境，高效地利用各类农业资源，取得经济效益 和环境效益。
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 二、农业专家系统的功能
系统管理：账户管理、界面管理、运行参数管理、文档控制管理 数据库管理：数据表结构维护、数据库安全管理工具 知识规则：规则知识定义、规则知识编辑、规则管理、数据挖掘 数据编辑 数据决策 数据查询：事实查询、结果查询
帮助
农业专家系统的功能开发
二、农业专家系统的功能
疫病远程监控：可以将远程摄像头 安装在农作物种植基地、温室大棚 等生产第一线，专家通过远程访问 可随时查看情况，及时方便的给予 技术指导。
远程工作会议：通过各远程站点提 供高质量的音视频效果，可用于大 面积的远程诊断工作会议和信息发 布。
农业专家系统的功能开发 二、农业专家系统的功能
农业专家系统平台以后台数据库管理为核心，在Wcb服 务器挂接服务构件，通过前台浏览器管理和运行。实现了系 统管理、数据库管理，知识规则维护、数据编辑、智能决策、 数据查询和帮助这些模块。
设计数据库和 数据表
标准化处理
选择适当的数 据库系统
检验和校对
收集有关数据
数据筛选和分 类并入库
数据库的建立过程
对数据归并
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农业专家系统的功能
农业专家系统的功能开发 二、农业专家系统的功能
实时远程技术咨询：为农民提供实 时的技术答疑、技术咨询，专家和 农民可以通过网络面对面交流。
农业专家系统ppt
此外，英国、澳大利亚、前苏联、丹麦 、印度、以色列、原西德等国家先后进 行了不同农业专家系统研究和应用.促进 了农业专家系统的发展。
二十世纪90年代以后，农业专家系统的研 究在机理性、广泛性、应用性、综合性与 高技术性等方面有了长足的发展。1992年 8月黄山农业专家系统国际会议上，来自六 大洲14个国家的代表对他们最新开发的农 业专家系统进行了介绍，例如美国农业部 农业研究中心的COAMAX系统改进版和哥 伦比亚大学的梯田专家系统、
二十世纪70年代，在模型模拟研究的基础 上，许多农业专家系统相继开发出来并投 入应用。世界上应用最早的农业专家系统 是1978年美国伊利诺斯大学开发成功的大 豆病害诊断专家系统。到了二十世纪八十 年代中期，随着专家系统技术的不断进步 ，农业专家系统在国际上有了相当大的发 展，在数量和水平上都有较大的提高，开 发的系统已从单一的病虫害诊断转向了生 产管理、经济效益分析与决策、生态环境 控制等，尤以美国、口本和欧洲国家的应 用最为突出。
本农业研究中心利用开发工具KEE, ESHELL等开发了耕作方式计划支持系统 、大豆栽培作业规划管理系统、拖拉机选 用决策支持系统、联合收割机故障诊断专 家系统等。近年来口本又将专家系统应用 于蔬菜温室、牛奶生产等“植物工厂”中 。以上这些专家系统已投入实际应用，利 用农民协会等组织进行专家系统培训与咨 询，取得了良好效果。近儿年，又将信息 网络与专家系统相结合.应用于农业生产管 理
④非时空限制性:它可以不断拷贝，可以作 为一个计算机智能程序永远保存，并能高效 、准确、周密、迅速而不疲倦的工作，使人 类专家的专长不受时间和空间的限制;
⑤权威性:它拥有人类专家所具有的丰富知 识和高超技巧.能在权威专家水平上进行工 作
农业专家系统界面
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。