农业专家系统讲解
农业专家系统的概念特征与功能(
农业专家系统的概念特征与功能(
一、概念特征
农业专家系统是一种以先进的计算机技术和信息处理技术为支撑，以
专家知识为主导，具有自主思考能力和机器推理、决策能力的复杂系统。
它能够在规定的范围内模拟人类专家的智力来解决具有复杂模糊性、特异性、多学科、非结构化等特点的农业性问题。
二、功能
1、决策支持功能：农业专家系统拥有强大的决策支持能力，能够对
农业问题进行合理决策，并有效地支持农业经营活动。
2、问答功能：农业专家系统利用多种数据库以及基于网络的技术，
实现了聊天机器人与用户之间的对话，可以准确地回答用户的问题，并提
供实用的建议性意见，起到帮助管理决策的作用。
3、信息采集功能：农业专家系统可以实时采集各种农业信息，诸如
温度、湿度、土壤信息等，并自动分析。
4、农业预测功能：农业专家系统具备预测性能，可以利用农业大数
据对作物的生长模式、农药用量、土壤肥力等情况进行预测，及时发现问题，提出解决方案。
5、数据分析功能：利用农业专家系统可以对大量农业数据进行分析，从而了解当前和过去农业发展的趋势，掌握行业发展规律，挖掘未知的信息。
农业专家系统—农业专家系统的功能开发
(Advanced Sever)/ Windows 2003 Sever、SQL Server 2000、IIS 5.0信息服务器/安 装.NET框架/中文浏览器IE5.5以上版本。 • 平台应用于农业科研教学单位、政府农业管理、技术推广、服务部门或者大型农业企业。
农业专家系统的功能开发
三、农业专家系统开发工具
• 平台有高度可扩展性、可靠性、可互操作性、可重用性，便于不同客户端使用。 • 用户可方便定制开发环境，快速开发出适合本地区的农业专家系统，从容实现专家知识更新和系统
升级。 • 开发的网络版农业专家系统，能在Internet/Intranet网络环境下运行，支持分布式计算和远程多
近年来，利用“雄风”和“PAID”开发平 台开发的专家系统已形成系列。譬如， 利用中科院合肥智能研究所研制的“雄 风”系列平台，已开发出了施肥、栽培 管理、园艺生产管理、畜禽水产管理饲 养、水利灌溉的等专家系统，在全国20 个省200多个县推广应用。
我国20个智能农业示范区利用国家农业 信息化工程技术研究中心的开发平台PAID 开发出了一系列农业专家系统。
我国20个智能农业示范区利用国家农业信息化工程技术研究中心的开发平台PAID开发出了一系列农业专家系统。
4. 推理机功能和解释机功能，根据知识规则对事实数据进行正向推理，并对每一步推理过程通过解释机解 释，推理结果表现形式为文字、图片、音像文件，并提供推理过程。
5. 事实录入功能，用户通过输入界面进行原始数据编辑，所有数据项的属性均由系统管理员或知识工程师 定义，在录入过程中系统为用户提供动态提示、上下限限制，缺省值等功能。用户可以对事实数据进行 添加、修改、删除。
农业专家系统应用实例分析资料
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。
典型的农业专家系统主要由知识库、数据库、模型库、推理机、知识库管理系统、解释器、用户界面7个部分组成。
其中,知识库和推理机是农业专家系统最核心部分,这是任何一个农业专家系统都不可缺少的组成部分。
知识库的质量直接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。
而知识库管理系统则是对知识库中的知识进行检查和检索,还可以把推理过程中使用知识的实际情况显示出来,这是数据库管理系统中所没有的。
知识获取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知识的收集与整理.解释器是用来向用户,特别是专用户,解释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,能运用专家的知识和经验进行推理和判断;透明性,能解决本身的推理过程,能回答用户提出的问题;灵活性,能不断地增长知识,修改原有的知识。
综合性,能解答种子、土肥、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,对那些需要专家知识才能解决的难题提供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年代末,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、植物保护、育种以及经济决策等各方面。
专家系统在灌溉、施肥、栽培、病虫害的诊断与防治、作物育种、作物产量预测、畜禽饲养管理和水产养殖管理等方面,展示了广阔的应用前景。
农业专家系统—农业专家系统的应用
02
应用农业专家系统存 在的问题
农业专家系统的应用
二、应用农业专家系统存在的问题
01
专家系统所包含的内容不 全面，不能很好的满足农 民的需要。专家系统的开 发只是针对作物的某一生 长阶段，不能完全涵盖作 物生长的整个阶段，同时 也缺乏与生长相关因素的 综合考虑，以至于不能充 分发挥专家的作用。
02
专家系统在研制过程中没能 很好的考虑其服务对象，在 农业中开发的专家系统使用 对象只要是农民、科技人员 和基层管理人员，他们的计 算机水平普遍较低，不能熟 练的使用专家系统解决实际 生产中遇到的问题。
农业专家系统的应用
二、应用农业专家系统存在的问题
03
在农业中开发的专家系统一般 都是静态的，动态服务能力低， 时效性差。在农业生产中由于 受外界因素的影响，所以多变 因素复杂，有许多情况是事先 无法预料的，这就要求专家系 统具有适应动态变化的能力。 但是，目前在农业中的专家系 统一般都是静态的，知识更新 速度慢，这就要求专家系统必 须加强动态性建设。
目前的农业专家系统主要有：下几个品种:水稻、麦类、油
农业专家系统的应用 一、农业专家系统的应用领域
在粮食作物和经济作物中的应用
在粮食作物和经济作物上的应用较多，大部分应用在栽培管理、病虫害防治和后期管理上，有的还开发了适合当地条件的地域 性专家系统。如在小麦病虫害诊断上有古乐声等开发的专家系统，把CBR技术引入到小麦的病虫害诊断上，提高了解题能力，有 较高的求解效率和正确率。陈杰等构建了网络环境下的烟草生产专家系统，使专家系统能够更方便的为烟农提供生产指导、管 理和咨询服务。在张宏亮等开发的马铃薯专家系统中引入了遗传算法，很好的解决了和领域专家交流易产生随机性的问题等。
农业专家系统的应用 一、农业专家系统的应用领域
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
农业专家系统概述农业专家系统（又叫农业智能系统），是运用人工智能的专家系统技术，并集成了地理信息系统、信息网络、智能计算、机器学习、知识发现、优化模拟、虚拟现实等多方面高新技术，汇集农业领域知识、模型和专家经验等，采用合宜的知识表示技术和推理策略，运用多媒体技术并能以信息网络为载体，向农业生产管理提供咨询服务，指导科学种田。
对提高农业科技文化素质，就地培训基层农技人员，促进农业科技推广体制现代化，推动农业可持续发展，改变传统农业向现代化农业转变，将发挥重大作用，它是适合我国国情的精确农业，它不仅适用于广大农村，建造各种种植业、养殖业专家系统，也是配备3S技术的精确农业的重要决策支持工具，是设施农业智能化、自动化的重要技术。
贵州土壤肥料专家系统介绍该系统采用土壤学、植物营养学、肥料学、作物栽培学、信息科学和市场营销学相结合的方法，综合了我国，尤其是贵州省20多年的土壤、肥料和植物营养的研究结果，将土壤养分数据库技术、肥料开发、生产和销售、农化服务等专家知识和网络技术等系统结合，提供土壤信息管理、肥料信息管理与农化服务信息管理。
可供肥料企业、农业技术推广部门、化肥生产资料部门和农业科研教学部门使用。
贵州土壤肥料专家系统功能包括：1．贵州省各县市土壤中养分信息子系统包括贵州省70多个县市土壤类型、土壤有机质、各（乡）镇的土壤有效氮、磷、钾养分及pH等状况。
还包括中微量元素、养分丰缺指标、养分动态监测、养分测定方法等内容。
2．贵州省各地肥料试验信息子系统包括近二十年来贵州来各县市氮肥、磷肥、钾肥、复混肥、有机肥、微肥和叶面肥肥料试验作物种类、土壤类型、处理设计及试验结果分析等。
3．贵州省当前各地作物种植信息子系统包括各县市蔬菜与农作物（粮食作物、油料作物、蔬菜瓜类、棉花、麻类、糖类、烤烟、药材及其他）茶叶与水果等分布的种类面积、产量等。
4．农化服务信息子系统包括推荐配方、作物营养障碍、作物环境障碍、施肥技术、施肥研究、施肥效应、各县市历年肥料使用量等模块。
智慧农业专家系统建设方案
优化算法：采 用高效的推理 算法，提高推 理速度和准确
性
数据处理：对 数据进行预处 理和特征提取， 降低推理难度
知识库更新： 定期更新知识 库，保证推理 结果的实时性
和准确性
用户反馈：根 据用户反馈不 断调整和优化 推理引擎，提
高用户体验
用户体验：界面设计应注重 用户体验，提供易于理解和 操作的交互方式。
验收测试：模拟实 际使用场景，对系 统的各项功能进行 全面测试，确保系 统能够满足实际需 求。
压力测试：测试系 统在高负载情况下 的性能表现，确保 系统在高并发情况 下能够稳定运行。
测试目标：验证系统功能和性能是否达到预期 测试方法：采用黑盒测试、白盒测试等多种方法 测试结果：对测试过程中发现的问题进行记录和分析 改进措施：根据测试结果，提出针对性的改进方案，优化系统性能
系统特点：具备稳 定性、可扩展性和 易用性等特点，满 足不同用户的需求
调研目的：了 解用户对智慧 农业专家系统 的需求和期望
调研对象：农 业专家、种植 户、养殖户、
农业企业等
调研内容：系 统功能、操作 便捷性、数据 安全性等方面
调研方法：问 卷调查、访谈、
观察等
提供农业技术咨询 智能化决策支持 农业资源管理 农产品质量追溯
版本管理流程：提交、合并、 回滚等操作规范
版本控制工具：Git、SVN 等
版本升级策略：小步快跑、 灰度发布等
版本维护成本：降低维护成 本，提高系统稳定性
汇报人：
可靠性：系统 应具备高可靠 性和稳定性， 确保长时间无
故障运行。
安全性：系统 应具备足够的 安全措施，保 护数据和信息
安全。
可扩展性：系 统应具备良好 的可扩展性， 以适应未来业 务发展和技术
农业专家系统基本原理
农业专家系统基本原理
农业专家系统（Agricultural Expert System，AES）是一种以计算机应用技术为理
论基础，以模拟专家知识为目的，可用来解决农业问题和实施技术管理的应用软件体系结构，它包括以下三个主要部分：
1、模拟专家知识：农业专家系统把专家输入的知识转换成农业专家系统所需的表达
形式，以供计算机使用，它主要有三种方式：规则表示法、知识表示法和语句知识表示法。
通过知识的表达，有利于把农业的领域知识赋一定的计算机表达。
2、推理机制：农业专家系统采用推理机制来运行，它是农业专家系统模拟专家知识
应用所必需的部分，它可用于处理经验问题、诊断问题、决策问题等。
农业专家系统采用
的推理机制有规则推理（选择推理、排序推理）、相似度推理，神经网络解法，回归分析
解法，定性模糊推理等。
3、知识库：农业专家系统知识库是存储系统的核心，它主要存储各种相关的农业知识，如病虫害防治等各类农业知识，以及农民技术管理等知识数据，使得农业专家系统能
够通过数字化后的知识数据来推理农业问题，或者提供农机信息管理等决策支持服务。
以上是农业专家系统的基本原理，它为农业科技发展提供了支撑，能够以高效、理性
的方式来处理复杂的农业问题，对于提高农业生产力以及农业诊断、决策等方面都有积极
的作用。
农业专家系统ppt
此外，英国、澳大利亚、前苏联、丹麦 、印度、以色列、原西德等国家先后进 行了不同农业专家系统研究和应用.促进 了农业专家系统的发展。
二十世纪90年代以后，农业专家系统的研 究在机理性、广泛性、应用性、综合性与 高技术性等方面有了长足的发展。1992年 8月黄山农业专家系统国际会议上，来自六 大洲14个国家的代表对他们最新开发的农 业专家系统进行了介绍，例如美国农业部 农业研究中心的COAMAX系统改进版和哥 伦比亚大学的梯田专家系统、
二十世纪70年代，在模型模拟研究的基础 上，许多农业专家系统相继开发出来并投 入应用。世界上应用最早的农业专家系统 是1978年美国伊利诺斯大学开发成功的大 豆病害诊断专家系统。到了二十世纪八十 年代中期，随着专家系统技术的不断进步 ，农业专家系统在国际上有了相当大的发 展，在数量和水平上都有较大的提高，开 发的系统已从单一的病虫害诊断转向了生 产管理、经济效益分析与决策、生态环境 控制等，尤以美国、口本和欧洲国家的应 用最为突出。
本农业研究中心利用开发工具KEE, ESHELL等开发了耕作方式计划支持系统 、大豆栽培作业规划管理系统、拖拉机选 用决策支持系统、联合收割机故障诊断专 家系统等。近年来口本又将专家系统应用 于蔬菜温室、牛奶生产等“植物工厂”中 。以上这些专家系统已投入实际应用，利 用农民协会等组织进行专家系统培训与咨 询，取得了良好效果。近儿年，又将信息 网络与专家系统相结合.应用于农业生产管 理
④非时空限制性:它可以不断拷贝，可以作 为一个计算机智能程序永远保存，并能高效 、准确、周密、迅速而不疲倦的工作，使人 类专家的专长不受时间和空间的限制;
⑤权威性:它拥有人类专家所具有的丰富知 识和高超技巧.能在权威专家水平上进行工 作
农业专家系统界面
农业专家系统
农业专家系统
系统概述
派得农业专家系统是一款具有独立自主知识产权的新一代农业专家系统，是国家“863”课题的研究成果。
采用最为流行的OOP（面向对象）方式进行多层架构设计；该派得系统在功能上基于农业知识线索，采用渐进式诊断技术实现农业生产过程中的病虫草害诊断，使用模糊产生式决策机制对农业生产过程中的求解、计算等问题进行决策，并推出了贴近中国农业特色的农事指导对农业生产进行指导。
系统特点
1.生产知识：涵盖了农业生产管理各个环节的丰富的农业生产知识，易于检索。
2.病害诊断：模拟专家对动植物诊疗过程进行诊断动植物的病虫草害。
3.生产决策：在农业生产管理全过程中为各类农业生产活动决策提出定性或定量建议。
4.农事指导：根据不同时期对各农业生产管理环节进行相应的指导和提醒。
应用对象
◆农业科研单位
◆政府农业管理、技术推广、服务部门
◆农业企业和协作组织
◆种养大户和广大农民
成功案例
◆北京市昌平区小汤山镇现代农业科技园区
◆派得伟业公司
◆河北省基电一体化中试基地
◆广东中山市农业科技推广中心。
农业专家系统
7. 农业专家系统的基本原理、结构和功能是什么？谈谈你对专家系统在农业生产经营作用的认识？所谓专家系统是一种在相关领域中具有专家水平解题能力的智能程序系统, 它能运用领域专家多年累积的经验和专门知识, 模拟专家的思维过程和决策能力, 解决只有专家才能解决的困难问题.农业专家系统一般由知识库、数据库、推理机、解释部分、知识获取部分组成，其中知识库(知识集合)、数据库(反映系统的内外状态)、推理判断程序(规定选用知识的策略与方式)等部分为核心。
专家系统的工作方式可简单地归结为：运用知识进行推理。
农业专家系统的理论基础研究农业专家决策系统是基于农业专家知识，模仿农业专家进行推理决策，把多项农业技术和知识进行高度集成的计算机应用系统。
一方面，它比一般的计算机信息系统更突出农业专业知识与推理判断的作用，且具有更强针对性的决策咨询能力；另一方面，它比人类农业专家拥有综合性知识和高速的知识处理本领，可以不受时间、空间的限制和人类情感的影响，起到“农村不走”多方面高层次农业专家的作用。
它的理论基础是人工智能的知识表示和问题求解技术。
基本结构见图1⋯I。
知识和推理构成专家系统的两大因素。
专家系统的核心是知识，所以专家系统又称为知识基系统，或基于知识的系统。
以植物病理学专家系统为例：系统结构植物病理学专家系统就是运用电子计算机技术来模拟植病专家的综合、分析、判断等诊断思维过程的过程。
针对上述功能定位, 该系统在分析植物病理学专家判断疾病的实际过程的基础上, 综合应用一般模型和形象思维模型, 设计工作模型。
该系统采用标准的专家系统结构。
从数学上看, 植物病理学专家对病害的诊断是从症状到病种的集合映射。
以棉花几种主要病害为例, 棉花的常见病种构成疾病群空间W= { Q1, Q2, , Qi, P1, P2 , , Pj} , 这些疾病涉及到的所有症状构成症状群空间A= { A1, A2, , An }。
在建立数学模型时, 首先根据植物病理学知识和专家意见,确定每组症状对诊断疾病的支持程度, 即具有该组症状的病株患病害的可能性。
农业专家系统的概念特征与功能
1985
POMMB 苹果害虫与果园管理 Roach等
1985
MICCS
番茄病害诊断
日本千叶大学
1985
油桃病害诊断
美国Plant等
1986
国际上的ES
系统名称 研究的主要内容
开发者
开发年代
PBST
病害诊断及预测 澳大利亚西农业部 1987
奶牛繁殖及诊断 美国Margland大学 1988
CALBX
❖ 1956年A.Newell等人提出逻辑理论（Logic Theorist） 程序系统，是计算机模拟人的高级思维活动的一个重大成 果，是人工智能的真正开端。
❖ 人工智能的第一个大成就是发展了能够求解难题的下棋(如 国际象棋)程序。
2、应用领域
❖ 问题求解：如下棋程序。 ❖ 逻辑推理和定理证明：如数学定理证明。 ❖ 自然语言处理：如语言翻译，语音识别，语言的生成和
开发者
开发年代
美国Geogia大学 1990
中国合肥智能所
1991
中国农科院
1992
加拿大David等
1992
北京市农林科学院 1993
美国Ahmed Kamel 1993
希腊Yialouris
1995
意大利Jacucci
1995
(3)中国的ES
“七五“期间开始，以合肥智能所为先；此 后，中国农科院、中国农业大学等单位进行了 开发研制；90年被列为国家“863“专项课题，
目前，在全国20个省（区）设立了示范区。 河南省1999年成为示范区之一。
中国的ES
目前开发的5个技术先进、 具有“863”品牌和各具特色 农业专家系统开发工具。
中国的ES
❖ 考虑区域典型性与 代表性分5批设立 了20个示范区
什么是农业专家系统
什么是农业专家系统？农业专家系统是基于农业专家知识和模仿农业专家进行推理决策的计算机程序系统。
具体是指人们事先将农业专家为解决某类农一问题而长期积累的知识以适当的形式存入计算机，计算机利用这些农业知识和反映当时农情的各种数据和事实，模仿农业专家的思维过程进行推理，对需要解决的农业问题进行解答、解释或判断，使计算机在农业活动中起到类似人类专家的作用。
1981年，熊范纶作为中科院合肥智能所的首批访问学者，来到美国马里兰大学学习人工智能、模式识别。
到校后，经一位知名华裔科学家的指点，他对一门新兴学科——电脑专家系统产生了浓厚的兴趣。
两年后，熊范纶即将学成回国。
热心的美国友人问他想到哪里去玩玩，他说“我想看看美国的农村”。
在参观了几十个各种类型的农庄后，美国先进的农业理念促使熊范纶走上将智能技术与中国大农业联姻的道路。
1985年10月，熊范纶成功的在国产微机上研制出“砂姜黑土小麦施肥专家咨询系统”，中国土地上第一个电脑农业专家系统诞生了。
农民只要报出田块的土壤参数或肥力水平等，计算机就可告知每亩地应施氮、磷、钾肥的数量以及化肥的成本，并可对秋后的收成进行估产，算投入产出比。
经率先在安徽淮北10多个县推广应用后，均实现增产增收的效果。
“砂姜黑土小麦施肥专家咨询系统”受到专家的高度评价，但熊范纶却很清醒。
他知道，我国幅员辽阔，农业门类众多，仅靠几个专家系统和少数科技人员服务于全国各地，是不可能的。
智能化信息技术能否大面积应用，怎样让农民认识和掌握，还有许多理论和实践问题有待探索。
他们首先把工作扩展到积极与各级地方政府合作上，先试验，后示范，再推广，这是电脑农业生根、发芽、开花、结果的保障和支撑点。
从那时开始，在田间地头，人们经常能看到几位戴眼镜的人员背着一台电脑在农村各个村庄搞研究。
以后的实践证明，这些符合中国国情的思路，是行之有效的。
1990年，科技部把农业专家系统等列入863计划，给予重点支持。
1992年，中科院合肥智能所的专家来到了云南省宁蒗县。
农业专家系统的概念特征与功能
农业专家系统的概念特征与功能
国际农业专家系统（International Agriculture Expert System，IAES）是一种新型计算机软件，它为农业生产提供信息支持，帮助农业生
产者更容易地管理农业资源，提高农业生产的效率和质量。
它可以代替传
统的传统农业理论，用信息技术来支持农业研究，优化农业管理，提高农
业生产效率。
IAES的概念特征主要有：
一、以计算机技术为支撑：国际农业专家系统是以计算机软件为支撑，采用综合研究方法，融合农业科技成果和社会发展需要。
二、依据农业实践经验：它基于大量的实践经验，把多个农业专家的
丰富知识集中起来，以形成这种新型的知识系统。
三、以农业专家为知识源：国际农业专家系统以过去数十年来农业专
家的研究成果、经验和知识为基础，积极收集和整合知识，为农业生产提
供更专业的支持。
四、全面支持农业管理：国际农业专家系统可以支持完整的农业管理，能够以有效、科学、快速的方式收集、处理和转换农业资源的信息，模拟
农业管理进程，为农业生产加速提供建设性的保障和支持。
国际农业专家系统的主要功能有：。
农业专家系统
7. 农业专家系统的基本原理、结构和功能是什么？谈谈你对专家系统在农业生产经营作用的认识？所谓专家系统是一种在相关领域中具有专家水平解题能力的智能程序系统, 它能运用领域专家多年累积的经验和专门知识, 模拟专家的思维过程和决策能力, 解决只有专家才能解决的困难问题.农业专家系统一般由知识库、数据库、推理机、解释部分、知识获取部分组成，其中知识库(知识集合)、数据库(反映系统的内外状态)、推理判断程序(规定选用知识的策略与方式)等部分为核心。
专家系统的工作方式可简单地归结为：运用知识进行推理。
农业专家系统的理论基础研究农业专家决策系统是基于农业专家知识，模仿农业专家进行推理决策，把多项农业技术和知识进行高度集成的计算机应用系统。
一方面，它比一般的计算机信息系统更突出农业专业知识与推理判断的作用，且具有更强针对性的决策咨询能力；另一方面，它比人类农业专家拥有综合性知识和高速的知识处理本领，可以不受时间、空间的限制和人类情感的影响，起到“农村不走”多方面高层次农业专家的作用。
它的理论基础是人工智能的知识表示和问题求解技术。
基本结构见图1⋯I。
知识和推理构成专家系统的两大因素。
专家系统的核心是知识，所以专家系统又称为知识基系统，或基于知识的系统。
以植物病理学专家系统为例：系统结构植物病理学专家系统就是运用电子计算机技术来模拟植病专家的综合、分析、判断等诊断思维过程的过程。
针对上述功能定位, 该系统在分析植物病理学专家判断疾病的实际过程的基础上, 综合应用一般模型和形象思维模型, 设计工作模型。
该系统采用标准的专家系统结构。
从数学上看, 植物病理学专家对病害的诊断是从症状到病种的集合映射。
以棉花几种主要病害为例, 棉花的常见病种构成疾病群空间W= { Q1, Q2, , Qi, P1, P2 , , Pj} , 这些疾病涉及到的所有症状构成症状群空间A= { A1, A2, , An }。
在建立数学模型时, 首先根据植物病理学知识和专家意见,确定每组症状对诊断疾病的支持程度, 即具有该组症状的病株患病害的可能性。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
? 专家系统可以解决的问题一般包括解释、预测、诊断、设计、规划、 监视、修理、指导和控制等。
推理，解决相关领域内的困难问题，并且达到领域专家水平。 -----费根鲍姆(Edward Feigenbaum) 教授 （斯坦福大学，“专家系统和知识工程之父”）
一、人工智能与专家系统
（二）专家系统的概念
? 专家系统（Expert System，ES）就是一种在相关领域中具有与人类 专家同等解决问题能力的智能程序系统，能够利用人类专家的知识 和解决问题的方法来解决该领域的复杂问题。
二、专家系统基本原理
（一）专家系统与知识工程
? 通常把所选择的专家称为领域专家。 ? 把建造专家系统的计算机技术人员称为 知识工程师。 ? 专家系统的建造过程通常称为知识工程。
? 专家系统的核心是知识，所以专家系统又被称为基于知识 的系统（Knowledge-Based System）。
? 在专家系统中，把通常的数据、公式、方法、经验以及信 息等均看作知识。
? 智能机器(intelligent machine) 是能够在各类环境中自主地或交互 地执行各种拟人任务的机器，具有判断、推理、证明、识别、感 知、理解、设计、思考、规划、学习和问题求解等思维活动。
一、人工智能与专家系统
（一）人工智能的概念
? 人工智能是用计算机模拟人的智能，通常是通过知识处理把人 的各种思维和智能转化为符号的表示、推理、搜索、学习等方 式。
第一节 专家系统技术概述
二、专家系统基本原理
（一）专家系统与知识工程 专家系统的关键技术
研究如何从 领域专家的 口述或文字、 书本资料或 数据实例中 抽取出该专 家系统所需
要的知识
知识获取
知识表示
知识运用
是研究如何将领域知识和专家 经验等有效地表示成计算机能
够工作和运行的形式
研究如何对存 放在知识库中 的知识进行控 制和操作，即 问题求解，通 常采用的方法 是搜索和推理
一个智能计算机程序系统，具有专业知识 并能通过推理和判断来解决问题，可代替 人类专家进行疾病诊断、数学公式推导、 化学结构分析等方面的复杂工作
自然语言理解
研制各类自然语言处理系统，利用计算 机来分析人的自然语言表达，帮助进行 翻译和实现人机自然语言对话
一、人工智能与专家系统
（二）专家系统的概念
① 它是一个智能程序； ② 它具有相关领域内大量的专家知识； ③ 它能应用人工智能技术模拟人类专家求解问题的思维过程进行
一、人工智能与专家系统
（二）专家系统的概念
? 专家系统来自于专家，但又高于专家，是专家技能和知识的集成 和综合。
人类 专家
专家 系统
数量
数量稀少 易于复制
和转换
专家知 识保留
非永久 性
永久性
判断分析 能力
易受情绪和 环境的影响
不受环境影 响
获得专家知 识的时间 较长
较短
成本
较高 价格相 对便宜
应用
? 启发性、模糊性知识，搜索推理和不确定性推理，以及机器学 习是人工智能研究的重要内容。
? 知识表示、问题求解、自然语言理解、专家系统、机器学习、 认知科学等是人工智能的重要研究分支。
一、人工智能与专家系统
（一）人工智能的概念
人工智能 研究进展 较大的三 应用分支
机器人 专家系统
再现人的感觉、操作和行动，从事复杂作 业，可在一些有害、危险和繁重、疲劳性 劳动场合来代替人去完成作业，如焊接、 搬运、装配、水下与地下作业等
广泛利用 受到限制 很大程度上 代替领域专家
? 在医疗诊断、机械制造、企业管理、经济分析、环境控制、水文及地质调 查、军事指挥、农业生产等多个领域已有广泛应用，发挥着解释、预测、 诊断、设计、计划、监控、调试、修理、教学和控制等方面的作用。
一、人工智能与专家系统
（三）专家系统的类型
-----应用领域的性质和解决的问题类型不同
农业专家系统
? 专家系统 ? 农业专家系统概述 ? 农业专家系统技术和设计 3 ? 农业专家系统的研制与应用 ? 农业管理知识模型
一、人工智能与专家系统
（一）人工智能的概念
? 人工智能（artificial intelligence ，AI）是指研究人类智能活动的规 律，利用计算机构造一个人工系统来模拟人类思考问题，使计算 机具有人类智能行为，以实现人类脑力劳动自动化的技术。
二、专家系统基本原理
（二）专家系统基本特征
1. 具有专家水平的专门知识 2. 能进行有效的推理 3. 具有获取知识的能力 4. 具有灵活性 5. 具有透明性 6. 具有交互性 7. 具有实用性 8. 具有一定的复杂性及难度
第一节 专家系统技术概述
二、专家系统基本原理
（三）专家系统与计算机程序的区别
诊断专家系统
监视专家系统
预测专家系统
控制专家系统
解释专家系统
咨询专家系统
设计专家系统
教学专家系统
规划专家系统
调试与修理专家系统
二、专家系统基本原理
（一）专家系统与知识工程
人工智能的
知识表示技术 问题求解技术
知识 推理
专家系统的
技术基础
两大要素
? 专家系统与一般人工智能系统又有所区别。其最重要的特 征是它的研究对象不是普通人的智能，而是某个领域具有 技术特长的专家在解决问题时的本领。
Hale Waihona Puke 处理的数 多是精确的，对数据的检索是基 大多是不精确的、模糊的，知识的
据 于模式的布尔匹配
模式匹配也多不精确（设定阈值）
解释功能 一般不具有 体系结构
具有，可对自己的行为做出解释 不同
三、专家系统基本结构
专家系统的一般结构
三、专家系统基本结构
通过它输入欲求解的 问题、已知事实以及
向系统提出询问
系统 通过它输出运行结果、 回答用户的询问或者向用户
常规的计算机程序
专家系统
基本情况 常规程序＝数据结构十算法
专家系统＝知识十推理
知识组织 两级： 数据级和程序级
三级： 数据级、知识库级和控制 级
求取问题 方法
查找或计算，面向数值计算和数 据处理，问题求解过程中先做什 么及后做什么都是由程序规定的
推理，面向符号处理，其推理过程 随着情况的变化而变化，具有不确 定性及灵活性