农作物病虫害诊断专家系统
农业专家系统文献综述

专家系统文献综述1、国内外研究现状1.1国内研究概况随着我国农业科技信息现代化建设的不断发展,全国大多数农业科研院所、农业院校都将农业科技信息现代化建设提到议事日程上,农业领域中专家系统的研究和应用相对较少,尤其是病虫害防治领域,系统应用技术水平低,开发的对象也只限于马尾松毛虫等少数几种,在国内学术期刊中公开报道的有:王淑芬,陈亮,张真(1992)建立的马尾松毛虫防治决策专家系统。
马小明,叶文虎(1993)开发的松毛虫综合管理信息系统;周嘉熹等(1995)采用Profog语言开发的杨树天牛综合管理专家系统;为了解决生产中的实际问题,传播有关方面专家及其防治工作者在长期生产实践中积累起来的宝贵经验,更好地指导生产,王阿川,岳书奎(1998)在国家攻关研究的基础上,经过10年的努力研究完成了“林业种实害虫管理领域内樟子松球果象甲防治决策专家系统”。
进入新千年后,人们对环境的关注程度不断升高,也更加注重生态文明的建设,在这种背景下,越来越多的专家学者花费大量的精力投入病虫害预测,诊断和防治研究中。
齐群,耿祖群,杜永波(2001)采用Sybase公司的Powerbuild 及其数据库系统开发了运行在windows95下的杨树害虫综合治理专家咨询系统。
2003年,王明红等开发的基于B/S结构“北京市农作物病虫害远程预警信息系统”,通过网络将用户和领域专家联系起来,实现了对病虫害灾害远程控制,及时防治的决策目标;徐云等根据我国茶区主要发生的32种病害和5种寄生性植物采用VisualBasic6.O语言开发了“茶树病虫害诊断与防治专家系统”,并取得了应有的效果;张春雨等以Visual later Dev为环境平台,SQL server 7.0为数据库管理系统开发了“枣病虫害诊断咨询专家系统”,系统涉及枣树生产中的31种病害和31种虫害的诊断知识;姚玉霞等将面向对象的知识表达法应用到“水稻病虫害诊治智能化专家系统”中,对水稻病虫鼠害的形态诊断与识别,取得良好的效果;李佐华等以delphi5.0为开发工具完成“温室番茄病虫害、缺素诊断与防治专家系统”的开发;对温室番茄的病害、虫害及非侵染性病害的有效控制进行了细致研究;周如军等采用VisualBasi 6.0和Authorware为开发工具,开发了“中草药病害诊断与防治多媒体专家系统”;系统主要研究内容是中草药病害的诊断与防治,并配有多媒体演示。
专家系统的应用

知识库
• 数据库仅仅包含事实,而知识库还包含一 个规则系统用来决定和改变事物间联系。 储存在数据库中的信息被严格地按类编排; 而当知识库中的信息由于新信息的介入而 发生改变时可以被重新组织。 • 计算机科学家们试图开发一个知识库,使 计算机能够以孩子理解世界的模式来理解 世界,但到目前为止还没有取得很大进展。
国际发展概况
• 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, • 1982年开发的玉米螟虫虫害预测专家系统 PLANT/cd, • 1983年日本千叶大学的西红柿病虫害诊断专家系 统MICCS等,但在当时并未受到人们普遍重视。 • 到了80年代中期,随着专家系统技术的迅速发展, 农业专家系统也取得了长足的进步,在数量上和 水平上均有了较大的起色,已从单一的病虫害诊 断转向生产管理、经济分析决策、生态环境等, 尤其以美国、中国、日本、欧洲的一些国家最为 突出。
日本
• 作为政府部门对农业专家系统较早引起重 视的国家要算日本。日本农林水产省1984 年专门组织了一个“知识工程技术应用于 产业界预测调查”委员会,集中了全国70 名信息和农业两方面专家调研分析,写出 了详细报告,其中一部分于1986年汇编成 书:《人工智能与农业:精农技术与尖端 技术的融合》,并提出全面实施计划,反 映出日本政府对这门高技术在农业上的作 用所给予的高度重视。
常识
计算机很难办的事情
• 由于计算机不能汲取人们多年积累的经验 建立一个关于世界的精神模型,它也就不 能自动地获取常识。 • 许多人工智能研究集中在使计算机获取和 储存现实世界的信息和日常知识。 • 开发那些连儿童都具有的广泛而浅显的知 识系统对计算机研究来说却很难取得成功。
专家系统的核心是知识库
人工智能系列白皮书-智慧农业

中国人工智能系列白皮书-- 智慧农业目录第1 章智慧农业发展背景 (1)1.1 人工智能在农业领域中的应用历程 (1)1.2 智慧农业及其发展趋势 (8)第2 章农业智能分析 (12)2.1 农业数据挖掘 (12)2.1.1 农业数据挖掘特点 (12)2.1.2 农业网络数据挖掘 (13)2.1.3 农业数据挖掘应用 (16)2.2 农业数据语义分析 (18)2.2.1 农业数据语义模型 (18)2.2.2 农业数据存储模型 (19)2.2.3 农业数据知识发现 (20)2.2.4 农业数据语义检索 (21)2.2.5 分布式农业知识协同构建 (21)2.3 农业病虫害图像识别 (22)2.3.1 基于机器视觉的农业病虫害自动监测识别系统框架 232.3.2 农业病虫害图像采集方法 (24)2.3.3 农业病虫害图像预处理 (26)2.3.4 农业病虫害特征提取与识别模型构建 (27)2.3.5 农业病虫害模式识别 (28)2.4 动物行为分析 (29)2.5 农产品无损检测 (34)2.5.1 农产品的无损检测 (35)2.5.2 农产品无损检测主要方法与基本原理 (36)2.5.3 无损检测在农产品质量检测中的应用 (38)2.5.4 问题与展望 (38)第3 章典型农业专家系统与决策支持 (40)3.1 作物生产决策系统 (40)3.1.1 作物生产决策支持系统的概念与功能 (40)3.1.2 作物决策支持系统的发展 (41)3.1.3 我国作物决策支持系统发展状况 (41)3.1.4 作物生产决策支持系统的发展趋势 (42)3.1.5 作物生产决策支持系统的存在问题 (43)3.1.6 作物生产决策支持系统的发展措施建议错误!未定义书签。
3.2 作物病害诊断专家系统 (45)3.2.1 病害诊断知识表达 (45)3.2.2 作物病害描述模糊处理 (47)3.2.3 病害诊断知识推理 (47)3.2.4 基于图像识别的作物病害诊断 (48)3.3 水产养殖管理专家系统 (49)3.3.1 问题与挑战 (49)3.3.2 主要进展 (51)3.3.3 发展趋势 ........ .... ..... .. (52)3.4 动物健康养殖管理专家系统 (54)3.4.1 妊娠母猪电子饲喂站 (54)3.4.2 哺乳母猪精准饲喂系统 (56)3.4.3 个体奶牛精准饲喂系统 (57)3.4.4 畜禽养殖环境监测系统 (58)3.5 多民族语言农业生产管理专家系统 (59)3.5.1多民族语言智慧农业即时翻译系统结构 (59)3.5.2多民族语言农业智能信息处理系统机器翻译流程 .. 603.5.3多民族语言农业信息平台中的翻译关键技术 (62)3.5.4多民族语言农业智能信息处理系统机器翻译结果 .. 633.6 农业空间信息决策支持系统 (66)第4 章典型农业机器人 (71)4.1 茄果类嫁接机器人 (74)4.1.1 研究背景意义 (74)4.1.2 国内外研究现状 (74)4.1.3 关键技术与研究热点 (76)4.1.4 案例分析 (77)4.1.5 存在问题与发展策略 (78)4.2 果蔬采摘机器人 (79)4.2.1 研究背景意义 (79)4.2.2 国内外研究现状 (79)4.2.3 关键技术与研究热点 (80)4.2.4 案例分析 (81)4.2.5 存在问题与发展策略 (82)4.3 大田除草机器人 (83)4.3.1 研究背景意义 (83)4.3.2 国内外研究现状 (84)4.3.3 关键技术与研究热点 (84)4.3.5 存在问题与发展策略 (86)4.4 农产品分拣机器人 (87)4.4.1 农产品分拣机器人发展现状 (88)4.4.2 农产品分拣机器人的应用特点和支撑技术 (90)4.4.3 主要问题和建议 (92)第5 章农业精准作业技术 (94)5.1 拖拉机自动导航 (94)5.2 农机作业智能测控 (97)5.3 果树对靶施药 (101)5.3.1 我国果园施药作业现状 (101)5.3.2 基于靶标探测的智能施药 (102)5.3.3 靶标探测技术 (102)5.3.4 对靶施药的经济性与环保性 (106)5.4 设施蔬菜水肥一体化 (106)5.4.1 水肥一体化在设施蔬菜中的应用 (107)5.4.2 智能灌溉施肥设备 (108)5.4.3 设施蔬菜水肥一体化发展趋势 (110)5.5 设施环境智能调控 (112)5.5.1 温室环境与作物信息采集 (112)5.5.2 温室作物生长发育模型和小气候预测模型 (115)5.5.3 温室智能环境控制理论 (116)5.5.4 测控装备及平台构建方面 (117)5.6 农用无人机自主作业 (117)5.6.1 农用无人机自主作业需求背景 (117)5.6.2 农业无人机自主作业技术特点 (118)5.6.3 农业无人机自主作业发展现状 (119)5.6.4 抓住机遇迎接挑战人工智能技术的挑战 (122)第6 章智慧农业展望 (123)6.1 当前农业发展需求分析 (123)6.2 发展重点与建议 (123)第 1 章智慧农业发展背景中国农业经历了原始农业、传统农业、现代农业、智慧农业的逐渐过渡。
基于Web的榨菜病虫害防治专家系统

研究与开发・
农 业 网络信 息
AG磁 C【 阻瑚 J ] NE TWORK 1 DRMA / N TO
21 0 1年 第 4期
基 于 We b的榨 菜病 虫 害 防治 专 家 系统
田现 中 , 洁 , 川 , 钟ห้องสมุดไป่ตู้雷 邓 叶 孙
( 江 师范学 院生命 科 学与 技术学 院 ,重庆 480 ) 长 0 10
现 偏 差 。近 年 来 , 因气 候 变 化 和 农 民种 植 、管 理 手 段 的 落 后 ,病 毒 病 、根 肿 病 、霜 霉 病 对 榨 菜 原 料 作 物 茎
防 治 专 家 系 统 知 识 结 构 分 为 榨 菜 概 述 、病 虫 害 概 述 、 诊 断 与 防 治 、专 家 在 线 四个 模 块 .如 图 1 示 。 四个 所 模 块 将 从 不 同的 层 面上 满 足 用 户 的需 求 。 各 个 模 块 的 知 识 点 既 相 互 联 系 又担 负 着 不 同 的任 务 。其 中 :榨 菜 概 述 、病 虫 害 概 述 两 个 模 块 主 要 是 对 榨 菜 植 物 学 特
(e t Lf S i c n eh o g a g e N r lU i r t, h nqn 0 10 D p. i c n e ad T c nl y Y n t o n e i C o g i 4 8 0 ) e e o z ma v sy g
Absr c :Usn h ri cM nelg n etc n lg n e ne n t n c mbn t n o e Ch n qn ul g mu tr x e e c s tat igt e a f i i tl e c e h oo y u d ritr e,i o iai ft o g ig F i sad se p r n e ti i o h n i
农业专家体系发展趋势

农业专家体系发展趋势1专家系统及其基本特征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系统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。
典型的专家系统主要由知识获取工具、知识库、数据库、推理机、解释机、人机交互接口几部分组成。
专家系统的主要特征是有一个巨大的知识库存储农业领域知识,而系统的控制级,通常表达成某种推理规则。
整个系统的工作是从知识库出发,通过控制机理,得到所需的结论。
即利用计算机来模拟某领域专家或专家群体在解决某些任务时所具有的技能,对各种实际问题给出高水平的解答。
对农业生产管理给出决策指导。
2农业专家系统的作用及发展现状2.1农业专家系统的作用我国地域辽阔,气候多样,各地生产条件千差万别,不同作物、不同品种均需要根据当地实际情况,因地制宜地进行管理。
要求必须很好地协调处理好高产、优质、高效的关系,最大限度地利用好各种资源,保护生态环境,实现可持续发展。
农业专家系统为各种单项农业技术提供先进的集成平台,将各种农业技术有机结合起来,帮助农民因地制宜地正确使用各项农业技术,实现生产的科学管理。
农业生产的复杂性和生态区域性决定了必须有一个健全而庞大的推广体系。
在现代农业经营体制下,建立高效的农业技术推广体系、加速科技成果转化,是当前农业科技工作中必须解决的一个重要问题。
信息技术可以为推广体系和广大推广人员提供最先进的工具和技术手段,利用其在传播信息和知识方便、快捷、可大量复制的特点,将大量科技成果迅速传播到农民手中,实现大范围的应用,弥补和克服农业科技人员短缺的问题,改变传统的农业科技推广模式,从而大大促进农业技术成果转化和生产的发展,促进当地生产组织方式科学化。
随着农业种植和养殖业结构的调整,优质高效的经济作物日益受到重视,成为新的投资热点。
农业市场的对外开放(加入WTO),国外大量的新品种、新技术进入国内,同时国内的“名、特、优、新”农产品也不断出现,迫切需要快速获取和更新种养信息,适应复杂多变的市场变化,以提高效益。
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 2610412.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。
基于产生式规则和归结原理的农业专家系统

rlsifre h y tmsa ddsaego prlt n n t bn o t iue rn il ee rlsweeapidt ee mn aiu iess。 ih ue nerdtesmpo n i s- ru eai sa dwi Ro isn a rb td picpet s ue r p l Od tr ievro sdsae whc e o h t h e
摘 要 利 用农 业植物病理 学的专 家知识 , 将各种病 虫害的诊 断方 法做 成一个 专家 系统 。该 系统利用产 生式规 则推 断症 状群 与疾病群 的 关 系, 利用 Rb s oi o n n归结 原理分析 这些规则 , 发式搜 索的方法推 断 出病 害。为计算机在 农业方 面的应用提供 了新的例证 。 用启 关键词 产 生式规则 ; 专家 系统 ; 归结原 理 中图分类号 F0 . 333 文献标识码 A 文章编号 01 — 6 2o)o 037 0 57 6n(o81 一 40 — 3
A sr e T ea r ut a pa t x et e k o l g a sd c t yt o eda n s eh d f ai sdsae n e t T e pou to h t t h gi l rl l p rs n w e e w su e  ̄ae a ss m ft igo i m t so r u i s sad p s a c u ne i d s e h s o v o e s h rd cin
断为 例 , 用产 生式规 则 推断症 状群 与疾 病群 的关 系 , 利 利用 R bno 归结原 理分析这 些 规则 , 断 出病 害。对 植物 病理 oi n s 推
处 吸取 知识 ; 二步 是将 知识 归纳 整理 , 第 以一 定 的数据结 构 存 人计算机 ; 第三步是 建立知识库管 理 系统 来对 知识进行 组
基于Web唐菖蒲病虫害诊断与防治专家系统的设计与实现

摘要 : 作为世界 四大鲜切花之一 的唐菖蒲极易感染病虫害 , 我国缺乏唐菖蒲诊断方面 的专 家 , 而 且易经常造成诊 断不当或者延
s i n i c g i a c o o r d a n ss a d r v n i n o l d o u e t a d ie s s h e s se a o t d r l b s d k o e g e r s n a i n n c e t i u d n e f r g we ig o i f r n p e e to f g a i l s p s s n d s a e .T y t m d p e u e- a e n wld e r p e e t t a d o
与 防治 , 而实现唐菖蒲病虫 害诊治 的智能化。 从
关键词 : 唐菖蒲 ; 病虫害 ; 专家 系统
中 图分 类 号 : 2 S1 6 文 献标 识 码 : A 文 章编 号 :64 84 (0 20 — 0 6 0 17 — 6 6 2 1 )4 0 0 — 4
Ab ta t soeo efu ol-a u u o e , ldo si i odgae fmao t f rw r. u h ldou sesyifce y sr c:A n ft r r f h o w d mo sct w r g iu s ngo rcso jry o go es B tteg i si ai net b l f s a l i r a l l d
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农作物病虫害诊断专家系统
农业专家系统是农业信息技术中的一项重要技术、它是运用人工
智能的专家系统技术,结合农业特点发展起来的一门高新技术。目前
国际上的农业专家系统,广泛应用于作物生产管理、灌溉、施肥、品
种选择、病虫害控制、温室昔理、家禽饲料配方、水上保持、食品加
工、财务分析等许多方面。
1、专家系统体系结构
专家系统由知识库、知识的获取、推理机、综合数据库、解释程
序、人机接口六个部分组成。
1.1知识库
知识库用以存放领域专家提供的专门知识、这此专门知识包括与
领域相关的书木知识、常识性知识以及专家凭经验得到的试探性知
识、专家系统的问题求解是运用专家提供的专门知识来模拟专家的思
维方式进行的、知识库中拥有知识的数量和质量成为一个专家系统中
系统性能和问题求解能力的关键因素。因此,知识库的建立是建造专
家系统的中心任务。
1.2知识获取
知识获取部分负责对知识库进行昔理和维护,包括知识的输入、
修改、删除和查询等昔理功能及知识的一致性、冗余性和完整性检查
等维护功能。这些功能为领域专家提供了很大方便,使得他们不必知
道知识库中的知识表示形式即可建立知识库并对其进行修改和扩充,
大大提高了系统的可扩充性。
1.3推理机
推理机是专家系统的思维机构,是构成专家系统的核心部分,因
为推理是专家系统解决问题的基木技术。它能够根据当前已知的事实
利用知识库中的知识按一定的推理方法和控制策略进行推理求得问
题的解答或证明某个假设的正确性;在一定的控制策略下针对综合数
据库中的当前信息,识别和选取知识库中对当前问题求解有用的知识
进行推理。
1.4综合数据库
主要存放与专家系统推理相关的数据,包括用户输入的信息、推
理过程产生的新信息以及推理所得到的结了等。
1.5解释程序
解释机由一组程序组成,跟踪并记录推理过程,当用户提出“为
引一么?”“结论是如何得出的?”等询问需要解释时,它将根据问题
的要求分别做出相应的处理,最后把解答用约定的形式通过用户界面
输出给用户,便于用户理解系统的问题求解,增加用户对求解结果的
信任程度、在知识库的完善过程中便于专家或知识工程师发现和定位
知识库中的错误,便于领域的专业人员或初学者能够从问题的求解过
程中得到直观学习。
1.6人机接口
人机接口是专家系统与用户的接口,用于完成输入输出工作。领
域专家或知识工程师通过它输入知识、更新、完善知识库;一般用户
通过它查询欲求解的问题以及向用户索取更多的事实。它可以将专家
或用户的输入信息翻译为系统可接受的内部形式,把系统向专家或用
户输出的信息转换成人类易于理解的外部形式。
2、农作物病虫害诊断专家系统设计
2.1知识获取
知识的获取分为两大类:一是应用领域的基木原理和常识;二是
领域专家求解问题的经验知识。前者构成专门知识的主部,可以精确
地定义和使用。这类知识尽昔是求解问题的基础,但并不与求解的问
题紧密结合,加之知识量大和推理步小,不能高效地支持问题求解。
后者则是领域专家根据多年的工作经验,对如何使用前者解决问题所
作的高度集中、抽象和浓缩的描述。正是这类知识,使领域专家能高
效高质地解决困难和复杂的问题。
2.2知识表示
知识表示的目的在于通过知识的有效表示,使专家系统能够利用
这此知识进行推理和做出决策、在人工智能领域中已经开发了多种知
识表示方法,其中产生式系统是最常用的一种知识表示方法。采用产
生式规则表示法对知识进行表示,将收集整理的知识以产生式的形式
存放在规则库中。
2.3推理机的设计
木系统推理采用反向推理、它是以某个假设结论作为出发点的推
理,又称为目标驱动推理。以小麦蚜虫病诊断为例,先假设是小麦蚜
虫病,然后在知识库中查找其结论部分为小麦蚜虫病的规则,验证该
规则的前提是否存在,若该前提能与事实库中的已知现象事实相匹
配,或是通过与用户的对话得到满足,则假设成立。否则把规则的前
提作为一个新的子目标,重复上述推理过程,直到所有子目标被证明
存在为止,若子目标不能被验证,则假设病虫害不存在,推理失败,
需重新提出假设病虫害。
3、农作物病虫害诊断专家系统性能分析
首先用户先选择自己需要查询的农作物,这时候专家系统会提示
用户选择病虫害的具体部位,如小麦病虫害的具体部位可以分为叶、
茎、根、穗几个部位,用户可以根据实际情况来选择病虫害受害部位
和病虫害症状,通过这样一步步的推理,系统可以判断出农作物病虫
害类型。
金顺健