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農(nóng)業(yè)專(zhuān)家系統(tǒng)(數(shù)據(jù)庫(kù))

時(shí)間:2022-11-04 04:30:02 | 來(lái)源:信息時(shí)代

時(shí)間:2022-11-04 04:30:02 來(lái)源:信息時(shí)代

    農(nóng)業(yè)專(zhuān)家系統(tǒng) : 運(yùn)用知識(shí)表示、推理、知識(shí)獲取等智能技術(shù),總結(jié)農(nóng)業(yè)專(zhuān)家長(zhǎng)期積累的經(jīng)驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及數(shù)學(xué)模型,建造起計(jì)算機(jī)的農(nóng)業(yè)輔助決策軟件系統(tǒng)。它具有獨(dú)立的知識(shí)庫(kù)、智能化的分析推理和圖、文、聲并茂功能。
農(nóng)業(yè)專(zhuān)家系統(tǒng)的研究興起于20世紀(jì)70年代末期。1978年美國(guó)Illinois大學(xué)開(kāi)發(fā)的針對(duì)Illinois地區(qū)的大豆病蟲(chóng)害診斷專(zhuān)家系統(tǒng)PLANT/cd,被認(rèn)為是第一個(gè)農(nóng)業(yè)智能系統(tǒng)。1986年由美國(guó)農(nóng)業(yè)部和全國(guó)棉花委員會(huì)研制成功的COMAX/GOSSYM,是世界著名的農(nóng)業(yè)智能系統(tǒng),主要應(yīng)用于棉花的生產(chǎn)管理。隨后相繼開(kāi)發(fā)了作物管理、植物病蟲(chóng)害管理、土壤侵蝕預(yù)測(cè)和控制、資源保護(hù)與耕作、一般性的農(nóng)場(chǎng)管理與決策、灌溉與土壤管理、動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)和生產(chǎn)過(guò)程控制等智能系統(tǒng),從而80年代中期在美國(guó)、歐洲、日本等國(guó)掀起了一股農(nóng)業(yè)智能系統(tǒng)熱潮。
1.農(nóng)業(yè)專(zhuān)家系統(tǒng)的技術(shù)體系
農(nóng)業(yè)專(zhuān)家系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于農(nóng)、林、牧、漁各方面,已成為數(shù)字農(nóng)業(yè)、現(xiàn)代農(nóng)業(yè)研究的重要內(nèi)容。農(nóng)業(yè)專(zhuān)家系統(tǒng)、精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)中的智能系統(tǒng)以及農(nóng)業(yè)機(jī)器人等均已成為重要發(fā)展方向。盡管應(yīng)用領(lǐng)域有所不同,但農(nóng)業(yè)專(zhuān)家系統(tǒng)的技術(shù)體系概括起來(lái)主要包括:面向農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的知識(shí)表示、推理機(jī)制(知識(shí)運(yùn)用)、知識(shí)獲取、體系結(jié)構(gòu)、技術(shù)集成等方面。
2. 農(nóng)業(yè)專(zhuān)家系統(tǒng)的知識(shí)表示
知識(shí)表示是對(duì)知識(shí)的描述,使用約定的符號(hào)把領(lǐng)域知識(shí)和專(zhuān)家的經(jīng)驗(yàn)有效地表示成可以被計(jì)算機(jī)接受,并便于系統(tǒng)使用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。知識(shí)是智能系統(tǒng)的核心,是智能系統(tǒng)乃至人工智能的重要研究?jī)?nèi)容之一。在建立特定任務(wù)的專(zhuān)家系統(tǒng)時(shí),首先要考慮的就是要選用合適的知識(shí)表示策略。
農(nóng)業(yè)領(lǐng)域知識(shí)復(fù)雜,常規(guī)專(zhuān)家系統(tǒng)的知識(shí)表示方法難以解決。面對(duì)農(nóng)業(yè)特點(diǎn)提出了下列知識(shí)表示策略: ①“規(guī)則架+規(guī)則體”規(guī)則組知識(shí)表示;②綜合知識(shí)體的表示; ③面向?qū)ο蟮木C合知識(shí)體的知識(shí)表示;④可視化“知識(shí)體·對(duì)象塊·構(gòu)件”的知識(shí)表示; ⑤多級(jí)知識(shí)單元知識(shí)表示; ⑥面向知識(shí)發(fā)現(xiàn)的廣義綜合知識(shí)表示。
這些表示方法可以有效地進(jìn)行知識(shí)類(lèi)型的拓展,且實(shí)現(xiàn)構(gòu)件化、網(wǎng)絡(luò)環(huán)境表示的拓展,形成一個(gè)基本能夠反映整個(gè)農(nóng)業(yè)領(lǐng)域知識(shí)及自動(dòng)半自動(dòng)知識(shí)獲取實(shí)施的知識(shí)表示方法體系。
3.農(nóng)業(yè)專(zhuān)家系統(tǒng)的知識(shí)獲取
知識(shí)獲取是智能系統(tǒng)技術(shù)的核心技術(shù)。早期研究主要集中于人工知識(shí)獲取的方法技巧和效率。隨著系統(tǒng)的開(kāi)發(fā),產(chǎn)生了采用智能引導(dǎo)的思路來(lái)進(jìn)行人工的知識(shí)獲取,提供一個(gè)友好高效的知識(shí)獲取環(huán)境,伴隨知識(shí)發(fā)現(xiàn)技術(shù)的興起,進(jìn)而又進(jìn)行自動(dòng)半自動(dòng)知識(shí)獲取技術(shù)的研究。
(1)人工知識(shí)獲取的智能綜合引導(dǎo)研究:先后采用綜合引導(dǎo)啟發(fā)機(jī)制、智能引導(dǎo)、智能幫助,尤其是集成語(yǔ)音技術(shù)、Agent技術(shù)、可視化技術(shù)為一體的綜合智能知識(shí)獲取環(huán)境的提出,讓知識(shí)獲取直接面對(duì)領(lǐng)域?qū)<?大大提高了人工知識(shí)獲取的效率。
人工知識(shí)獲取存在的問(wèn)題有: 獲取規(guī)范化知識(shí)困難,知識(shí)工程師和領(lǐng)域?qū)<抑g存在隔閡,從而使得領(lǐng)域?qū)<业闹R(shí)很難被規(guī)范地表示出來(lái);知識(shí)規(guī)范化實(shí)現(xiàn)困難,知識(shí)也許存在,但并非總是為領(lǐng)域?qū)<宜?而且領(lǐng)域?qū)<矣袝r(shí)依靠“經(jīng)驗(yàn)”行事;知識(shí)的表示形式有限,將知識(shí)表示為規(guī)則型或其他表示型式,對(duì)于那些存在于數(shù)據(jù)中的隱形知識(shí)難以轉(zhuǎn)換和表示。
(2) 自動(dòng)半自動(dòng)知識(shí)獲取技術(shù)的研究成果:農(nóng)業(yè)領(lǐng)域和科研技術(shù)人員積累了大量數(shù)據(jù),尤其隨著信息技術(shù)與生物技術(shù)等高新技術(shù)的發(fā)展,農(nóng)業(yè)領(lǐng)域?qū)Ω鞣N資源數(shù)據(jù)、技術(shù)數(shù)據(jù)、實(shí)際案例等的獲取和積累,已引起高度重視。例如,從大量的作物苗情、土情、肥情、病蟲(chóng)害、氣象、生態(tài)、環(huán)境、畜牧、水產(chǎn)養(yǎng)殖,以及各種災(zāi)害等大量數(shù)據(jù)資料中,如何發(fā)現(xiàn)知識(shí)、發(fā)現(xiàn)規(guī)律,建立數(shù)學(xué)模型,是一種有效的途徑,然而,很多是難以和無(wú)法模型化,或者沒(méi)必要模型化的。近年來(lái)信息技術(shù)尤其是智能技術(shù)的迅速發(fā)展,為從上述資源中發(fā)現(xiàn)規(guī)律、知識(shí)、模式等,提供了很有效的捷徑。運(yùn)用機(jī)器學(xué)習(xí)、數(shù)據(jù)挖掘、智能計(jì)算等技術(shù),從農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)各種隱含的、有用的模式,取得了很好的效果。這些研究和取得的成果,對(duì)智能系統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展,具有重要的理論和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。
4.農(nóng)業(yè)專(zhuān)家系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
遵循專(zhuān)家系統(tǒng)的一般結(jié)構(gòu),農(nóng)業(yè)專(zhuān)家系統(tǒng)由知識(shí)庫(kù)、推理機(jī)構(gòu)、人機(jī)交互接口等部分組成,其結(jié)構(gòu)如圖1所示。


圖1 農(nóng)業(yè)專(zhuān)家系統(tǒng)結(jié)構(gòu)


我國(guó)農(nóng)業(yè)專(zhuān)家系統(tǒng)研究,始于20世紀(jì)80年代初,是國(guó)際上此領(lǐng)域開(kāi)展研究和應(yīng)用較早的國(guó)家之一。1983年,中科院合肥智能機(jī)械研究所與安徽省農(nóng)科院土壤肥料研究所合作。1985年研制成功一個(gè)實(shí)用的“砂姜黑土小麥?zhǔn)┓蕦?zhuān)家咨詢系統(tǒng)”,推動(dòng)了農(nóng)業(yè)智能系統(tǒng)在我國(guó)的發(fā)展。80年代初,浙江大學(xué)也開(kāi)展了蠶育種專(zhuān)家系統(tǒng)的研究?!捌呶濉逼陂g,又涌現(xiàn)了一批應(yīng)用范圍較廣的農(nóng)業(yè)智能系統(tǒng)。如:合肥智能所的應(yīng)用于多種作物的施肥專(zhuān)家系統(tǒng); 中國(guó)農(nóng)科院作物所的品種選育專(zhuān)家系統(tǒng),植保所的粘蟲(chóng)測(cè)報(bào)專(zhuān)家系統(tǒng),土肥所的適用于山東禹城的施肥專(zhuān)家系統(tǒng);華中理工大學(xué)的柑橘園藝專(zhuān)家系統(tǒng); 浙江大學(xué)與中國(guó)農(nóng)科院蠶桑所的蠶育種專(zhuān)家系統(tǒng)等。
從實(shí)際出發(fā),借鑒國(guó)際發(fā)展經(jīng)驗(yàn),我國(guó)農(nóng)業(yè)信息系統(tǒng)未來(lái)發(fā)展應(yīng)主要把握三個(gè)方向: 一是進(jìn)一步推進(jìn)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展信息化,加速產(chǎn)業(yè)的改造升級(jí),提升農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)的整體水平,加大科技進(jìn)步在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展中的貢獻(xiàn)率。二是進(jìn)一步加強(qiáng)農(nóng)業(yè)電子政務(wù)建設(shè),促進(jìn)政府職能轉(zhuǎn)變,增強(qiáng)決策和管理能力,提升工作效率和服務(wù)水平。三是進(jìn)一步加快農(nóng)業(yè)電子商務(wù)建設(shè),建立完善農(nóng)產(chǎn)品現(xiàn)代流通體系,降本增效,提高國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力。具體而言,推進(jìn)我國(guó)社會(huì)主義新農(nóng)村及現(xiàn)代農(nóng)業(yè)建設(shè),面臨著一系列與農(nóng)業(yè)信息系統(tǒng)建設(shè)緊密相連的課題:
(1)建設(shè)完善國(guó)家農(nóng)業(yè)監(jiān)測(cè)預(yù)警信息系統(tǒng),為農(nóng)業(yè)各部門(mén)及社會(huì)公眾的農(nóng)業(yè)管理、生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)決策提供信息支持。
(2)建設(shè)完善國(guó)家農(nóng)產(chǎn)品和生產(chǎn)資源市場(chǎng)監(jiān)管信息系統(tǒng),加強(qiáng)市場(chǎng)管理、保障農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全。
(3)建設(shè)完善農(nóng)村市場(chǎng)和農(nóng)業(yè)科技信息服務(wù)系統(tǒng),為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供及時(shí)準(zhǔn)確有效的信息服務(wù)。
(4)建設(shè)完善國(guó)家農(nóng)業(yè)綜合門(mén)戶網(wǎng)站,提供國(guó)家農(nóng)業(yè)電子政務(wù)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)平臺(tái)。
(5)開(kāi)發(fā)建設(shè)完善一系列信息網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用系統(tǒng),支持農(nóng)業(yè)科學(xué)化管理、促進(jìn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。
(6)開(kāi)發(fā)建立各類(lèi)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理和智能化支持系統(tǒng),提升農(nóng)業(yè)整體生產(chǎn)水平。
(7)開(kāi)發(fā)建設(shè)農(nóng)產(chǎn)品流通信息系統(tǒng),建設(shè)農(nóng)業(yè)電子商務(wù)平臺(tái),推進(jìn)農(nóng)業(yè)企業(yè)信息化步伐,完善農(nóng)產(chǎn)品市場(chǎng)體系。
(8)建立完善農(nóng)業(yè)信息采集系統(tǒng),建設(shè)完善各級(jí)農(nóng)業(yè)信息服務(wù)平臺(tái)(包括鄉(xiāng)鎮(zhèn)信息服務(wù)站),培訓(xùn)農(nóng)業(yè)信息化隊(duì)伍,完善農(nóng)業(yè)信息管理服務(wù)體系。

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