精细农业管理决策支持系统-精确农业-课件-05PPT课件
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在精准农业中的应用PPT课件
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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。
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。
精准农业
对精细农业理解都包含以下几个共同点。 ①精细探察差异，采取针对性调控措施，随时随 地挖掘潜力，达到全局优化； ②以GPS、GIS、RS、DSS、先进传感技术、智 能控制技术、计算机软硬件技术、网络技术、通 讯技术等作为高新技术手段； ③通过合理调控，提高效率来提升正面效果，抑 制负面效应，全面提高经济效益、社会效益和环 境效益。
1.2 精细农业的技术思想
精细农业与传统农业相比，主要有以下特点：
（ 1 ）合理施用化肥，降低生产成本，减少环 境污染 精细农业采用因土、因作物、因时全面平衡 施肥，彻底扭转传统农业中因经验施肥而造成 的三多三少（化肥多，有机肥少；N肥多，P、 K肥少；三要素肥多，微量元素少），N、P、K 肥比例失调的状况，因此有明显的经济和环境 效益。 （2）减少和节约水资源 目前传统农业因大水漫灌和沟渠渗漏对灌溉 水的利用率只有 40 ％左右，精细农业可由作物 动态监控技术定时定量供给水分，可通过滴灌 微灌等一系列新型灌溉技术，使水的消耗量减
第一章 概述
1概述 1.1 精准农业的基本概念 （1）“精准农业（精细农业）是使用信息技术，收集 多种资源的数据，产生相关的作物生产决策的经营管 理策略。”（美国国家研究委员会，1997） （2）“精细农业是将遥感、地理信息系统、全球定位 系统、计算机技术、通讯和网络技术，自动化技术等 高科技与地理学、农业生态学、植物生理学、土壤学 等基础学科有机地结合起来，实现在农业生产全过程 中对农作物、土地、土壤从宏观到微观的实时监测， 以实现对农作物生长、发育状况、病虫害、水肥状况 以及相应的环境状况进行定期信息获取和动态分析，
智 能 化 变 量 农 作 机 械 （ Intelligent Farm Machinery）
第七章精确农业PPT课件
information Acquired Technology ） 产量分布图生成系统（Yield Mapping Systems ） 作物生产模型（Crop Production Modeling ） 决策支持系统（Decision Support Systems ） 智能化变量农作机械（Intelligent Farm Machinery） 变量控制技术（Variable-Rate Technologies）
information Acquired Technology ） 产量分布图生成系统（Yield Mapping Systems ） 作物生产模型（Crop Production Modeling ） 决策支持系统（Decision Support Systems ） 智能化变量农作机械（Intelligent Farm Machinery） 变量控制技术（Variable-Rate Technologies）
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生命科学与技术学院
HHU 产量分布图生成系统（Yield Mapping Systems ）
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生命科学与技术学院
HHU 1.3精确农业的技术体系及实施
2）精确种植技术体系技术细节 全球定位系统（Global Positioning Systems） 地理信息系统(Geographic Information Systems) 遥感技术(Remote Sensing) 农业生物信息采集技术（Farming biological
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生命科学与技术学院
HHU 地理信息系统(Geographic Information Systems)
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生命科学与技术学院
HHU 地理信息系统(Geographic Information Systems)
information Acquired Technology ） 产量分布图生成系统（Yield Mapping Systems ） 作物生产模型（Crop Production Modeling ） 决策支持系统（Decision Support Systems ） 智能化变量农作机械（Intelligent Farm Machinery） 变量控制技术（Variable-Rate Technologies）
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生命科学与技术学院
HHU 产量分布图生成系统（Yield Mapping Systems ）
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生命科学与技术学院
HHU 1.3精确农业的技术体系及实施
2）精确种植技术体系技术细节 全球定位系统（Global Positioning Systems） 地理信息系统(Geographic Information Systems) 遥感技术(Remote Sensing) 农业生物信息采集技术（Farming biological
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HHU 地理信息系统(Geographic Information Systems)
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HHU 地理信息系统(Geographic Information Systems)
第十一章 精确农业
“精细农作”技术体系示意图 精细农作” 精细农作
二、“精细农业”的主要技术支持技 精细农业” 术
3S技术 技术 全球卫星定位系统（ 全球卫星定位系统（GPS) 地理信息系统(GIS) 地理信息系统 遥感技术(RS) 遥感技术 田间信息采集与处理技术 农田作物产量空间分布信息 农田土壤信息采集与处理 农田作物苗情信息采集处理技术
“精持技术 智能化农业机械装备技术 精确变量施肥机 精确变量喷药机械 精确变量灌溉 精确变量播种机
第十一章 精确农业
一、“精细农业”简介 精细农业”
在发达国家始于20世纪 年代 在发达国家始于 世纪80年代。 世纪 年代。 实施过程描述：收获作业时， 实施过程描述：收获作业时，带定位系统和产 量传感器的联合收获机自动采集田间定位及小 区平均产量数据；通过计算机处理， 区平均产量数据；通过计算机处理，生成作物 产量分布图；根据田间地形、地貌、土壤肥力、 产量分布图；根据田间地形、地貌、土壤肥力、 墒情等参数， 墒情等参数，在决策者的参与下生成作物管理 处方图； 处方图；根据处方图采用不同方法与手段或相 应的处方农业机械按小区实施目标投入和精细 农作管理。 农作管理。
精细农业应用ppt课件
End
谢 谢
Thank you
RS技术在精准农业的应用
无线传感器，控制节点分布
加热：热鼓风机； 减温：开风扇 通风降温； 湿度控制： 增湿：雾化喷头；(你们不 用做)留个控制端口 接个继电器 降湿：通风； 二氧化碳浓度： 增加：二氧化碳气肥发生 器，产生二氧化碳供应；接个继电 器 降低：通风； 光照强度： 调节：通过PWM调节灯光光 照强度； 下位机 用绘芯串口人机界面显示该
数据采集 ① ②
产量数据采集
土壤数据采集T
③ ④
苗情、病虫草害数据采集
其它数据采集
信息采集技术
3S
GPS
GIS
RS
精细农业技术思想的示意图
三，精细农业在西瓜育种和育苗中的应用 1 ，西瓜的育种
传统育种将西瓜种子均匀 的散在培养基表层，将培 养基放在适宜温度的环境 精细农业育种在培养基中 放置温度，干湿度传感器， 通过电脑远程监测种子出
和远程监测反馈系统，使得在牙种移栽到
苗圃中后保持最大的存活率，并使得瓜苗 长势旺盛，为种植到田间打下良好基础， 以提高移栽后瓜苗的存活率。
总结
精细农业技术思想的核心是基于时空变异的农业 管理与投入，即：在获取农田小区作物产量和影 响作物生长的环境因素(如土壤结构、地形、植物 营养、含水量、病虫草害等)实际存在的空间和时 间差异性信息的基础上，分析影响小区产量差异 的原因，采取技术上可行、经济上有效的调控措 施，区别对待，按需实施定位调控。因此 通 过 精 细农业技术 ， 信息获取与数据采集、数据分析与 可视化表达、农作业决策分析与制定和精细农田 作业的控制使得农作物增产增收。
中，期间要不断的打开培
养基观察培养基中的温度 湿度，种子出牙情况，这 影响种子的出芽率。
《智慧农业》方案pptppt
03
方案内容
智能化农业生产管理
智能温室大棚
通过传感器、物联网技术等手段，实现对温室内温度、湿 度、光照、CO2浓度等环境的精准控制，提高农产品产量 和质量。
智能施肥系统
通过监测土壤养分状况，为农作物提供精准的养分补给， 提高肥料利用率，降低环境污染。
智能灌溉系统
根据土壤湿度、植物生长情况等因素，自动调节灌溉水量 和时间，实现节水灌溉和农作物生长的优化管理。
通过物联网技术，实时监 测土壤、气候等信息，为 农作物提供最佳的生长条 件，提高产量。
自动化生产
利用机械自动化技术，减 轻人力负担，提高生产效 率。
智能化决策
通过大数据和人工智能技 术，分析市场需求和生产 数据，为农民提供最佳的 种植决策。
提升农产品质量
全程追溯
通过物联网和区块链技术，实 现农产品从种植到销售的全程
详细描述：大数据技术还可以优化农业生产的流 程和管理，提高生产效率和质量，例如通过监测 土壤和环境数据来优化作物种植和灌溉等。
物联网技术应用
总结词：实时监控
详细描述：利用物联网技术 ，可以实时监控农作物的生 长情况和环境数据，及时发 现异常情况并进行处理，提 高农业生产的稳定性和可靠 性。
总结词：智能化管理
06
方案效果评估
提高农业生产效率评估
总结词
显著提升农业生产效率
VS
详细描述
通过智能化的农业管理系统，方案能够精 确地指导农业生产，优化作物种植计划， 提高土地利用率和减少资源浪费，从而显 著提升农业生产效率。
提升农产品质量评估
总结词
明显提高农产品质量
详细描述
方案通过精细化管理和监测农业过程，能 够减少化肥和农药的使用，提高作物的健 康和营养水平，明显提高农产品质量，更 好地满足市场需求。
遥感与地理信息系统在精确农业PPT课件
02
遥感技术在精确农业中的 应用
遥感数据的获取与处理
数据获取
利用卫星、飞机、无人机等平台搭载 的传感器，获取农田的反射、辐射等 电磁波数据，以及温度、湿度等物理 参数。
数据处理
对获取的原始数据进行预处理（如辐 射定标、大气校正等），提取有用的 信息，生成专题图、统计数据等。
遥感在作物监测与估产中的应用
病虫害预警
利用遥感技术监测作物生长状况，结合地 理信息系统进行空间分析和可视化，为精 准施肥、灌溉等提供决策支持。
通过分析遥感数据和地理信息数据，预测 病虫害发生的风险区域和时间，提前采取 防治措施。
产量估算
精准施肥与灌溉
结合遥感影像和地理信息系统数据，估算 农作物产量，为农业生产和市场分析提供 依据。
THANKS
感谢观看
精确农业的发展方向与挑战
发展方向
精确农业将向智能化、精细化、可持续化方 向发展，实现农业生产的高效、环保和可持 续发展。
挑战
随着城市化进程的加速和土地资源的日益紧 张，如何在有限的土地上实现高效、环保的 农业生产成为精确农业面临的重要挑战。同 时，如何提高农民的科技素质和接受新技术 的能力也是精确农业发展中需要解决的问题。
数据整合
01
将遥感数据和地理信息系统数据整合到一个统一的平台，实现
数据共享和交互操作。
技术融合
02
将遥感技术和地理信息系统技术进行融合，实现数据采集、处
理、分析和可视化的一体化。
应用拓展
03
基于遥感和地理信息系统集成，拓展其在精确农业领域的应用
范围和深度。
集成系统在精确农业中的应用案例
作物长势监测
02
精确农业有助于提高农业生产效 率、降低生产成本、减少环境污 染，并提高农产品质量和安全性 。
精确农业概述精确农业课件
根据信息技术应用水平与集成程度，西方精确 农业可划分为代表不同发展阶段的3种类型： (1)无任何信息技术（IT）组成的传统方式（准 备和初级阶段）；
(2)管理信息系统（MIS）、专家咨询系统（ES） 和简单机械化为主的类型(初步阶段)； (3)空间信息技术的充分应用和全面自动化处理 类型（基本实现阶段），包括自动数据收集、 集成MIS/DSS等技术支持系统。
国内农业专家系统日益深入，主要包括启发式专家 系统、实时专家系统、专家数据库、模型专家系统、 问题专用壳等5类。全国人工农情信息网络，为农 业决策部门提供生产形势和对策分析服务方面发挥 着日益重要的作用。我国农业信息化建设正在迈出 重要的一步。
我国从20世纪80年代开始了RS和GIS在水稻、小麦、 棉花、玉米等主要农作物和鸡、猪、牛的生产管理 的农业专家系统的应用研究。1991年，北京市政府 拨款组成了“GPS导航技术在农业飞防中的应用研 究”课题组。1995年，进行了为期5天的133万hm2 小麦卫星导航飞防灭蚜，采用先进的实时差分卫星 定位导航(DGPS)技术，通过装在地面和飞机上的 卫星信号接收器，确定飞防区域的精确位置，从而 避免了农药的重喷和涌喷，灭蚜率达到90%，并且 节省了人工。
Calculating the N-demand
N-Application
Canopy reflectance shows different N-status
Hydro N-Sensor measures and analyses the sunlight reflected by the crop.
现代农学技术与电子信息技术的发展，为 定量获取这些影响作物生长因素及最终收 成的空间差异性信息，实施基于知识和现 代科技的分布式调控，达到田区内资源潜 力的均衡利用和获取尽可能高的经济产量 成为可能。
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专家系统含义
专家系统是一个智能计算机程序系统，其内 部含有大量的某个领域专家水平的知识与经 验，它能应用人工智能技术和计算机技术， 根据专家的知识和解决问题的方法进行推理 判断，模拟人类专家在相应领域的决策过程， 并在很短的时间内对问题得出高水平的解答。 简言之：“一个在某领域具有专家水平的解 题能力的程序系统”。
差异性被视为 差 异 性 被 视 利用地理信息系统
不利条件
为财富
仔细协调所测出的
地块特殊可能性
第一个老概念是“投入—产出”黑盒模型，即通 过很多小块田的多次重复试验，采限制统计上的 偏差以便获得投入与产出之间的较好对应关系。 这种过时的不问生物机理的做法势必代之以生产 生态学的新观点。生物过程的知识就是要把物理、 生物和化学等学科通过系统科学的途径贯穿融为 一体。所以，这一新概念综合了实验、模拟以及 对机理的分析与理解。而不仅仅是黑盒数学模型 所要求的，投入产出间统计(回归)的简单关系。
• 特点 –数据量很大，常不准确、有错误、不完全 –能从不完全的信息中得出解释，并能对数据 做出某些假设 –推理过程可能很复杂和很长
• 例子 语音理解、图象分析、系统监视、化学结 构分析和信号解释等
2. 预测专家系统 (expert system for prediction)
• 任务通过对过去和现在已知状况的分析，推 断未来可能发生的情况
经过多年的科学研究，理论和技术日臻成熟，专 家系统的应用得到了飞速发展。至今，世界各国 已在农业、医疗诊断、化学工程、语音识别、图 像处理、金融决策、信号解释、达到甚至超过了同领域人类专 家的水平，已经产生或正在产生巨大的经济效益 和社会影响。
Rudy Rabbinge指出：过去我们提倡农民要具有 “绿色手指”—掌握新的生产技巧，而今天我们 有能力为农民提供科学的“绿色头脑”。为达此 目的就要总结出整套的采集田间数据的程序与方 法，以便及时精确地反映田间状况的因时因地变 化的情形。这种空间差异性无疑是很重要的，我 们要掌握它的空间模式及其演变，这正是地理信 息系统(GIS) 的用武之地。
专家系统分类 专家系统的类型：
❖ 解释专家系统 ❖ 预测专家系统 ❖ 诊断专家系统 ❖ 设计专家系统 ❖ 规划专家系统
❖ 监视专家系统 ❖ 控制专家系统 ❖ 调试专家系统 ❖ 教学专家系统 ❖ 修理专家系统
1. 解释专家系统 (expert system for interpretation)
• 任务通过对已知信息和数据的分析与解释，确 定它们的涵义。
• 特点 –系统处理的数据随时间变化，且可能是不 准确和不完全 –系统需要有适应时间变化的动态模型
• 例子 有气象预报、军事预测等
3. 诊断专家系统 (expert system for diagnosis)
• 任务 根据观察到的情况(数据)来推断出某个对 象机能失常(即故障)的原因
虽然作物的数学模型对于决策的制定是很重要 的，但是人们已经察觉到，数学模型并非在所 有场合下都能适用。因此，不得不深入考虑各 种模型的适用性。通常解释型模型并不能用于 田块农作的决策。回归模型可用于预测，而概 括的、简化的(Summary)模型则可用于直接指导 田间作业的决策生成。有关此模型的作物和土 壤的基本信息是重要的，它促进了精确农业中 基于科学的有益活动。
到70年代后期，科学家们开始意识到：程序的问 题求解能力不仅取决于它使用的形式化体系和推 理模式，而且取决于它的知识，即：要使一个程 序具有智能，必须给它提供大量有关问题领域的 专门知识。这一概念性的突破导致了一种专用程 式的开发，这种专用程式能在某些狭窄的问题领 域具有与人类专家同等程度解题能力，故被称为 专家系统。
➢ 找到了田间各局部状况的主要成因，就要通过
模型反求其量化了的纠正措施。
到目前为止能真正指导实践的模型尚不多见。 这就需要不断地修正和完善数学模型，同时要 寻求建立经验一知识模型，使人工智能专家系 统(ES)技术与数学模拟模型(SM)相结合起到互 补作用，再经过决策支持系统(DSS)的优选初步 提出纠正措施。
➢上 述 初 步 决 定 的 纠 正 措 施 ， 要 通 过 数 学—知识模型进行仿真预测，以改进和 验证该措施的正确性和可行性。
➢通过经济、环境模型预测该管理措施的 经济性、经济效益、社会效益和生态效 果。
➢最终以处方图或指令卡的形式将决策传 送给智能农机去执行。
2 专家系统ES
专家系统（Expert System，简记ES）也称基于 知识的系统，是目前在人工智能的应用方面最成 熟的一个领域。 专家系统产生于60年代中期。最初，人工智能领 域的科学家试图通过发现解决各类问题的一般方 法来模仿复杂的思维过程，最后发现开发通用的 问题求解程序非常困难。一个单一的程序能够处 理的问题种类越多，那么对每一个别问题所能做 的就越少。于是，这些科学家希望能在比较特别 的问题上采用的通用方法或技术，这促使他们开 始研究知识的表达和搜索等技术。
作物生产管理决策过程中需要着重考虑以下5个方 面的问题：
➢在取得田间状况(产量、墒情、肥力、病虫等) 分布图之后，首先要进行状况诊断，找出其主要 成因。 状况诊断亦可细分为地形诊断、天气诊断、植株 形态诊断、营养诊断、病虫草害诊断等。以上种 种诊断都具有相应的方法手段和标准，原则上说 并不困难，但要找准主要成因或说“胁迫因子” 决非易事。以往通过大量田间试验才能得到较为 可信的敏感度分析结果从而选出胁迫因子，但从 时间上往往来不及实时指导当年的田间管理，在 空间上亦缺乏足够的可比性、通用性。
第五章 精细农业管理决策支持系统
➢作物生产管理决策的生成 ➢专家系统ES ➢决策支持系统DSS
1 作物生产管理决策支持系统的生成
农业的老概念与新观点
老概念
新观点
客观条件
“投入—产出’’ 生 产 生 态
黑盒模型
学
生产方程(模型 面 向 目 标
公式)
的途径
系统科学的教育； 生长机制的模拟和 探索研究
生产技术中科技因 素的提高