农业专家系统及其开发工具

……. （默认侧面） 处理槽名 处理侧面 无处理侧面 （调用子框架或规则组）
3、基于的综合知识体 = 知识体 · 对象块
（提问集） （开始知识体）
{ 控制对象块} （知识体）
{对象块} ……..
（规则组对象块） （功能） { n }（规则组）
……..
（三）知识运用（推理策略）
1、正向推理：数据（事实）驱动 2、反向推理：目标驱动 3、混合推理
〈模糊前提〉〈前提项〉=〈模糊值〉
〈逻辑符〉
〈模糊结论集〉〈模糊结论〉{；〈模糊结论 〉}；
〈模糊结论〉〈结论项〉=〈模糊值〉|〈汉字 串〉
〈模糊值〉 模糊语言|模糊数
〈规则支持度〉 数值；
〈模糊传递函数〉 更新算法1|更新算法2|合并 算法3
〈计算规则集〉〈计算规则〉{；〈计算规则 〉}；
〈计算规则〉〈因素〉= 代数表达式
〈结论特征系数项〉〈实变量〉
〈实变量〉〈字母〉{〈字母〉|〈数字〉}
〈规则体〉 '{'〈模糊体规则集〉|〈计算规则集 〉〈模糊体规则集〉'}'
〈模糊体规则集〉〈模糊规则〉{；〈模糊规则 〉}；
〈模糊规则〉 〈模糊前提集〉 '{'〈模糊结论 集〉〈规则支持度〉
〈模糊传递函数〉；'}'
〈模糊前提集〉〈模糊前提〉{〈逻辑符〉〈 模糊前提〉}
〈规则架〉 〈规则号〉〈前提项集〉〈结论项 集〉
〈规则号〉〈整数〉
〈前提项集〉〈前提项〉，〈前提特征系数项〉 {，〈前提项〉，〈前提特征系数项〉}
〈结论项集〉〈结论项〉，〈结论特征系数项〉 {，〈结论项〉，〈结论特征系数项〉}
〈前提项〉〈因素〉
〈结论项〉〈因素〉
〈因素〉〈汉字串〉|〈字母串〉
〈前提特征系数项〉〈实变量〉
5、其它推理方法 常识推理 定性推理 非单调推理 基于案例推理（）
（ )是目前构建新型专家系统的最有 效手段。
18. 调整ε值
1. 开 始 2. 问题描述 （气象、病情） 3. 目标案例 4. 案例检索 5. 初始案例集
6. 案例 Fuzzy匹配
16. 匹配失败
N
17. 提示，停止
7.似有案无例相 ？
1989 1989 1989 1989 1990 1994 1998
应用领域 Field of application Diagnosing diseases for soybean Crop fertilization Cotton management Optimization of forage production Cotton and rice management and peach tree control Winter wheat variety selection Milk production diagnosis Propagation in greenhouse Farm financial analysis Developing tool for expert systems Crop selection based on environment Grape production management
—
国际上有代表性的农业专家系统
系统名称 Type PLANT CF COMAX FOURRAGE CALEX
CUE DHLES MISTING FinARS KA(XF) CROPES GRAPEX
研制者 Developer A. G. Boulanger F. L. Xiong et al. H. Lemmon J. P. Patacq E. R. Plant
二、概念 1、专家级、智能型的计算机程序系统
2、数据结构 + 算法 = 程序 知识 + 推理 = 专家系统
3、功能：咨询、诊断、预测、分析、决策
三、结构
人机交互接口
知识获取模块
解 释
数据库
模
块
知识库
推理机
四、技术（知识工程）
• 知识获取 • 知识表示 • 知识运用
（一）知识获取：“瓶颈”
1、人工获取：知识工程师 → 领域专家 2、半自动获取：向导型、示例型、非编
研究生课程讲座
农业专家系统及其开发工具
• • • • •
内容：
• 概况 • 概念 • 结构 • 技术
• 工具（平台） • 步骤 • 实例 • 未来
一、概况
1、二十一世纪最活跃的学科：生物技术、信息技术 （数据库、多媒体、网络、人工智能、3S 等）
2、是人工智能（）的一个重要分支 3、产生于70年代末，应用于医疗、探矿、化学结构 4、农业专家系统开始于80年代初，如雄风系列，
O. W. Morgan et al. A. D. Whittaker et al. B. K. Jacobson et al. W. G. Bogges et al. F. L. Xiong et al. S. Mohan et al. S. Edress et al.
时间 Time 1978 1983 1986 1987 1989
Y 8. 候选案例
15. 案例库维护
14. 酥梨 黑星病 案例库
10. 案例修正 N
9. 候选案例 是否唯一？
Y 12. 预测趋势曲 线及防治建议
13. 案例存储 11. 新案例
例 基于案例模糊推理的砀山酥梨黑星病预报系统
五、工具（开发平台）
1
知识库编辑：字处理软件（、
4、不确定性（不精确性）推理 概率论 (模型） 确定性理论（模型） 证据理论（模型） 模糊理论（P模型、三I模型）
特征展开三I模糊推理模型
更新算法1 k1 k k
更新算法2 合并算法3
m
k1 k j1kj
n
mi
k1 i1(kij1ki)j
雄风4.1的模糊定义
〈规则组〉〈规则架〉〈规则体〉
、
写字板、记事本等）；保存为 *文件
知识表示方法：规则组
2、雄风（）3.0、3.1
下编译、下运行
知识库编辑：字处理软件（、
、
写字板、记事本等）；保存为 *文件
码型工具软件 3、自动获取：有自学习功能，如机器学
习、机器发现（活跃领域） ()
（二）知识表示： 规则、框架、逻辑、语义网络等
1、规则组 = 规则架 + 规则体 n …… …... { 体规则 …… …… 计算公式 }
2、综合知识体 = 描述性框架 + 规则组
框架： 1 架名
状态槽名（集） …… …… （条件侧面 ）