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1、农业专家系统应用实例分析 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特地学问与阅历的计算机系统。它应用人工智能技术,依据一个或多个农业专家供应的特别领域学问、阅历进行推理和推断,模拟农业专家就某一困难农业问题进行决策。典型的农业专家系统主要由学问库、数据库、模型库、推理机、学问库管理系统、说明器、用户界面7个部分组成。其中,学问库和推理机是农业专家系统最核心部分
2、,这是任何一个农业专家系统都不行缺少的组成部分。学问库的质量干脆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。而学问库管理系统则是对学问库中的学问进行检查和检索,还可以把推理过程中运用学问的实际状况显示出来,这是数据库管理系统中所没有的。学问获得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学问的收集与整理.说明器是用来向用户,特殊是专用户,说明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,能运用专家的学问和阅历进行推理和推断;透亮性,能解决本身的推理过程,能回答用户提出的问题;敏捷性,能不断地增长学问,修改原有的学问。综合性,能解答种子、土肥
3、、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,对那些须要专家学问才能解决的难题供应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年头末,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、植物爱护、育种以及经济决策等各方面。专家系统在浇灌、施肥、栽培、病虫害的诊断与防治、作物育种、作物产量预料、畜禽饲养管理和水产养殖管理等方面,展示了广袤的应用前景。 一农业专家系统在作物病虫害综合治理中的应用 依据以往的探讨和病虫害综合治理的过程,专家系统的探讨主要集中在6个方面:
4、 1.1病虫害诊断 在病虫害诊断中,假如人工开具病虫处方,工作人员必需有坚固的植物爱护基础学问和丰富的实践阅历,须要查询大量资料,无法刚好满意农户的须要。专家系统把这些资料编制成简洁的程序,达到快速确定目标的目的,从而得到最佳防治时期和方案。 1.2预料预报 病虫预料预报须要的基本信息是:病虫害的生物学参数(如发生虫态、分布范围、空间分布状况等)、发生环境状况(如经纬度、作物品种等)和气象条件资料。这些数据的获得须要通过繁琐的计算,人工操作费时费工,易出错。专家系统可依据输人的原始资料自动选择模拟和计算方法来预料或预报目标信息,快速得出预料预报模型,以驾驭其防治时期。 1.3管理决策 管理决策
5、型专家系统为病虫害综合管理供应了一种有力的工具。由于影响病虫害发生的各种因素之间的关系困难,不确定因素许多,同 时在治理中既要爱护作物的正常生长,又要使防治措施不危害环境,须要进行全面的考虑。专家系统采纳模块化方式解决了这一难题。 1.4专家询问 专家系统可帮助用户分析和解决详细问题,供应计算机专家询问服务。系统内容涵盖非常全面,依据用户不同的要求,分别由相应的条件触发相应的动作,实现模拟专家询问的过程。 1.5方案设计 设计型专家系统就是根据给定的要求,为待确定的问题构造模式。组建病虫害模拟模型的专家系统,也就是将组建模拟模型的一般过程用专家系统的形式表达出来,其目的是为那些缺乏建模阅历的测
6、报或探讨人员供应便利。 1.6人员培训大多数专家系统能够说明“为什么?”和“怎么样?”之类的问题,也可以很好地充当培训工具。人员培训专家系统有良好的推理机制,它能够依据用户提出的不同问题分别予以解答。 2 存在的问题 2.1解决问题的实力不完备由于病虫害管理本身的困难性、动态性、模糊性导致专家对其阅历描述的困难和缺乏各种现代化技术的运用,很多专家系统并不具备完备、详尽、动态的学问库和数据库,只能向用户供应一些基本的或常识性的说明、推断,无法详尽、精确地解决用户提出的问题。 2.2应用与开发脱节我国农业专家系统已受到了肯定程度的重视,但至今仍未深人到农村。有些系统要求运用者具有肯定的计算机水平,
7、很难在农业基层普及,另一方面与领域学问结合不够,停留于科普性学问介绍,先进性和好用性不够。 2.3信息获得困难、存储方式落后我国农业信息网络和数据库的建设严峻滞后,缺乏有序管理,使专家系统的学问来源比较单一。信息大多以纸为存储介质,不但精度和数量受限,更新也不便利,影响其时效性。 二 我国农业专家系统存在的问题和对策 2.1 应用中存在的问题和对策 2.1.1 农业专家系统的应用与开发脱节 我国的一些农业专家系统只强调应用,缺乏进行二次开发所需的专家系统开发工具,运用者无法依据当地实际状况创建学问库和模型库,限制了专家系统的进一步应用。有些农业专家系统虽供应了开发工具,但缺少通用的模板和模型,
8、要求运用者具有肯定的计算机基础技术,缩小了专家系统的应用范围。因此,农业专家系统应当同时注意开发与应用两个方面。农业专家系统适用对象狭窄。一些农业专家系统追求所谓先进性,要求高档次的硬软件,也要求运用者有肯定的计算机技术基础,很难在农业基层普及;一些农业专家系统与领域学问结合不够,停留于科普性学问介绍,其先进性和好用性不高。 2.1.2 人工智能技术还不成熟 至今为止,在农业专家系统等人工智能技术中,由专家整理出来的学问大多属于这个领域的浅层学问,形式上也主要是条件规则型学问。因为学问种类、数量可能许多,难于具体检验,待到专家系统详细运用这些学问时,机械死板的计算机程序就有可能推导出一些错误的
9、结论。另外,目前各种专家系统在收集、整理专家学问时并没有把专家是如何学习、获得这些学问的学问整理出来,这样开发的专家系统并不具有真正的学习实力,结果导致系统的表现只能处理人类专家见过的各种状况,不能“见机行事”,人工智能面临严峻的考验.因此,探讨和开发面对基础科技人员、基层农技人员和广阔农夫群众三个层次的农业专家系统是非常必要的。农业专家系统多是静态的系统。农业专家系统要解决的是农业生产中的问题,这些问题大多具有四维特性,这就要求系统的学问库、数据库、模型库必需是动态的,能随着时间的推移不断更新。而我国目前的农业专家系统多是静态的,时效性差,好用性不高,因此,在农业专家系统的建设过程中必需留意
10、其动态性。农业专家系统源于人工智能技术,近年来与数据库技术相结合,并取得胜利。但农业生产要求系统要不断有新技术的支持,以适应农业生产的发展,新技术包括“3S”技术、多媒体技术、计算机技术、网络技术等。 2.2 发展中存在的问题和对策 2.2.1 学问获得困难、存储方式落后 我国是农业大国,农业信息资源极其丰富,但农业信息网络和数据库的建设严峻滞后,缺乏有序管理,使专家系统的学问来源比较单一。另外,我国已完成了农业普查、土地利用现状调查等基础性工作,取得了大量的属性数据图和形数据,这是农业专家系统的基础数据。但这些数据大多以纸为存储介质,不但信息的精度和数量受到限制,信息的更新也不便利,影响其时
11、效性。以软盘、光盘和CCT磁带为存储介质的数据仓库技术,在“GPS”等技术支持下,不但能存储属性数据,还能通过数字化存储图形数据,通过地理编码实现属性数据和图形数据的对应连接。农业专家系统应采纳这些存储手段。 2.2.2 没有通用的学问表示方法 在我国专家系统的构建过程中,对精确性学问多采纳产生式规则方法,但每一种学问表示方法只能适用于表示某种或某些类型的学问,至今还没有通用的学问表示方法。农业领域学问的困难性,要求多样性的学问表示方法,例如基于面对对象的学问表示、人工神经元网络等。 2.2.3 推理策略比较单一 我国农业专家系统的推理策略比较单一,三种推理方式基本上是针对规则型学问的,而实际
12、生产中的很多事实、概念并不能精确描述,不能运用精确推理规则,而需借助于概率论、证据理论、模糊理论等数学方法。 2.2.4 开发工具不完善 我国农业专家系统的开发工具在应用国外较成熟的开发工具,如PC、SHELL、EX2PORT等的同时,也自主研制了一些开发工具。但目前国内开发的农业专家系统生成工具大都在处理文字描述的定性学问方面功能较强,而在处理用数学模型描述的定量学问方面很少涉及。多功能、高效的专家系统开发工具壳(Expert System Shells)的研制开发,是信息技术发展的必定趋势。 三发展前景 依据我国农业的现有水平、农业生产的实际状况以及农业专家系统的应用特点,其将来发展趋势应
13、当有以下几个方面。 3.1注意多种技术的综合运用依据我国国情,强调农业专家系统的应用推广,逐步将通信网络技术、“3S”技术、人工神经网络、数据库、信息网络、优化模拟、多媒体等众多高新技术应用到系统的开发、建模等方面,是农作物病虫害类专家系统发展的必定趋势。 3.2实现网络化、数据共享作为信息技术的良好载体网络技术的快速发展为信息和专家系统的传播供应了很好的通道。将来社会须要的是网络化的专家系统,能够胜利地在网上运行、胜利实现数据共享的系统才真正具有强大的生命力和好用性。 3.3普及化现阶段我国干脆从事农业生产与田间管理的人员主要是农夫。随着社会的发展、微机的普及、软件产品价格的下调、农夫综合素
14、养的提高,农夫将成为将来专家系统的主要用户之一。 3.4注意市场国际化我国已加人WTO,农业专家系统的建立不应忽视国际市场的需求,开发既相宜我国须要也相宜国际须要的农业专家系统是有必要的。 四结束语 农业专家系统在我国方兴未艾。它是农业决策的重要手段。通过建立甜菜专家系统,可以对传统的育种技术改善和综合栽培技术推广发挥巨大作用。由于它能把定性分析和定量分析、符号处理和数值处理有效地结合起来,因而展示出广袤的发展前景和应用前景。 参考文献 1张国权.计算机在农业中的应用.北京:中国农业出版社,2007.2 赵春江,杨 刚.农业专家系统现状与将来J.计算机农业应用,1992,(2):181 3 刘
15、晓燕.回顾与展望专家系统在我国农业上应用状况概述J.计算机与农业,1997,(1):131 4吴信东.专家系统技术.电子工业出版社,1988.5熊范伦,等农业专家系统及开发工具M北京:清华高校出版社,1999 6王金宝农业专家系统应用技术展望J计算机与农业,2002,(5):37 7马文杰,等.专家系统在我国农业中的应用进展J山地农业生物学报,2005,4.8马玉祥,武波.专家系统.成都:电子科技高校出版社,1994. 农业专家系统应用实例分析 智能化农业专家系统应用与推广 专家系统读后感 TCDS地面专家系统的应用和存在问题 人工智能专家系统试验 专家系统及其在教化中的应用探讨 人工智能与专家系统感想 专家系统在作物病虫害防治中的应用 学问工程与学问发觉(讲稿22专家系统) 人工智能与专家系统课程设计解读 本文来源:网络收集与整理,如有侵权,请联系作者删除,谢谢!第10页 共10页第 10 页 共 10 页第 10 页 共 10 页第 10 页 共 10 页第 10 页 共 10 页第 10 页 共 10 页第 10 页 共 10 页第 10 页 共 10 页第 10 页 共 10 页第 10 页 共 10 页第 10 页 共 10 页
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