農(nóng)業(yè)信息學(xué)復(fù)習(xí)題

1、1. 農(nóng)業(yè)信息學(xué)的內(nèi)涵。P5 農(nóng)業(yè)信息學(xué)研究農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中信息獲取、處理、管理和利用的關(guān)鍵技術(shù)及相應(yīng)的應(yīng)用平臺(tái)和系統(tǒng)，從而對農(nóng)業(yè)系統(tǒng)過程的信息流實(shí)現(xiàn)全面的數(shù)字化表達(dá)和整合，農(nóng)業(yè)信息學(xué)體系有理論基礎(chǔ)、關(guān)鍵技術(shù)、應(yīng)用系統(tǒng)三方面組成。農(nóng)業(yè)信息學(xué)的理論基礎(chǔ)是建立科學(xué)的基礎(chǔ)，至少包括農(nóng)業(yè)信息的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、分類及表達(dá)農(nóng)業(yè)信息的傳輸機(jī)制與信息流的形成機(jī)理，農(nóng)業(yè)信息的管理與調(diào)控技術(shù)等。廣泛涉及信息科學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、地球科學(xué)、系統(tǒng)科學(xué)、管理科學(xué)、生態(tài)學(xué)、土壤學(xué)、農(nóng)業(yè)學(xué)等多個(gè)科學(xué)領(lǐng)域，其主要學(xué)術(shù)思想是將信息系統(tǒng)原理與信息管理技術(shù)等創(chuàng)造性地應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)的研究和管理。農(nóng)業(yè)信息學(xué)的技術(shù)體系包括農(nóng)業(yè)信息獲取、信息處理、

2、信息模擬、信息控制四個(gè)主要方面，主要表現(xiàn)為衛(wèi)星遙感、地理信息系統(tǒng)和全球定位系統(tǒng)為核心的現(xiàn)代空間信息技術(shù)，以及包括以數(shù)據(jù)倉庫、模擬模型、人工智能、多媒體和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等為代表的現(xiàn)代信息管理技術(shù)。農(nóng)業(yè)信息學(xué)的應(yīng)用系統(tǒng)以農(nóng)業(yè)信息學(xué)的關(guān)鍵技術(shù)為基礎(chǔ)，以農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)的應(yīng)用領(lǐng)域?yàn)榉?wù)對象，以農(nóng)業(yè)信息流為主線，定量描述整個(gè)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)的過程及其與環(huán)境資源與社會(huì)經(jīng)濟(jì)的關(guān)系，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)分析、設(shè)計(jì)管理、決策調(diào)控的信息化和智能化，并廣泛應(yīng)用于優(yōu)化資源配置、動(dòng)態(tài)監(jiān)測農(nóng)情、預(yù)測作物產(chǎn)量、設(shè)計(jì)生產(chǎn)方案、實(shí)施精確管理等多個(gè)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域。2. 遙感的技術(shù)系統(tǒng)。（包括各組成部分的分類等）P141遙感技術(shù)系統(tǒng)主要有搖感平臺(tái)、傳感器

3、及遙感信息的接收和處理等三部分組成。（1）、遙感平臺(tái)：搭載傳感器的工具，按高度可分為地面平臺(tái)、航空平臺(tái)、航空航宇平臺(tái)等。、地面平臺(tái)：地面上裝載傳感器的固定或可移動(dòng)的裝置，包括汽車、輪船和高塔等。在近地平臺(tái)上進(jìn)行的遙感稱為地面遙感。他主要用來配合航空遙感和航天遙感使用，起著標(biāo)準(zhǔn)和輔助作用。、航空平臺(tái)：主要包括飛機(jī)和氣球，在航空平臺(tái)上進(jìn)行的遙感稱為航空遙感。、航天平臺(tái)：主要包括探測火箭、宇宙飛船等，在航天平臺(tái)上進(jìn)行的遙感稱為航天遙感。固體掃描儀（2）、傳感器：記錄地物反射或發(fā)射電磁波能量的裝置，是遙感技術(shù)系統(tǒng)的核心部分。TV攝像機(jī) 像面掃描方式光機(jī)掃描儀微波輻射計(jì) 掃描方式 圖像方式 物面掃描方式

4、 黑白天然、紅外、彩色紅外、其他非掃描方式照相機(jī) 被動(dòng)方式 微波輻射計(jì)地磁測量儀重力測量儀、傅里葉光譜儀、其他非圖像方式非掃描方式 合成孔徑雷達(dá)真實(shí)孔徑雷達(dá)微波散射計(jì)物面掃描方式像面掃描方式被動(dòng)型相挖陣?yán)走_(dá)主動(dòng)方式傳感器圖像方式掃描方式微波散射計(jì)微波高度計(jì)激光光譜儀激光高度計(jì)激光水深計(jì)激光測距儀非圖像方式（3）、遙感信息的傳輸和處理：、遙感信息的傳輸 1、直接回收：非實(shí)時(shí)傳輸方式，是航空遙感所常用的。向地面?zhèn)鬏敺绞?2、視頻傳輸：按對所接收數(shù)據(jù)是否立即送回地面接收站，又可分實(shí)時(shí)傳輸和非實(shí)時(shí)傳輸。、遙感信息的處理：地面接收站收到的遙感信息受到多種因素的影響，如傳感器的性能、地球曲率、大氣的不均勻

5、性等，使地物的幾何特性與光譜特性可能發(fā)生一些變化。因此，必須通過適當(dāng)?shù)奶幚砗托Ｕ?，才能提供使用?. 什么是大氣窗口，大氣窗口的分布范圍？P198大氣窗口：大氣對電磁波衰減較小，透射率較高的波段。分布范圍：1) 可攝影窗口：波長范圍為0.31.3um，通過這個(gè)窗口的電磁波信息皆屬地面目標(biāo)的反射光譜，可以用攝影的方法來獲取和記錄地物的電磁波信息。 全部可見光（0.380.76um）部分之外光（0.30.38um） 部分近紅外波段（0.761.3um） 2) 短波紅外窗口：波長范圍為1.52.4um 仍屬地面目標(biāo)反射光譜但不能用膠片攝影，只可用掃描儀和光譜儀來測量記錄。這個(gè)窗口的兩端主要受大氣中的

6、水汽和CO2的吸收作用所控制。3) 中紅外窗口：2.46.0um 電磁信息可以是地面目標(biāo)的反射光譜，也可以是地面目標(biāo)的發(fā)射光譜，只能用掃描儀和光譜儀。又分兩個(gè)窗口3.44.2um 透射率約90%4.3um處 CO2有一個(gè)強(qiáng)吸收帶4.65.0um 透射率為50%60%4) 熱紅外窗口：814um 地物本身的熱輻射，有O3、H2O、CO2三種氣體的共同影響，只致使透射率較低，約為60%70%。主要用掃描儀和熱輻射計(jì)5) 微波窗口：8mm1m，電磁波已不受大氣干擾，透射率可達(dá)100%4. 農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)。P45 結(jié)構(gòu)：1.知識(shí)庫 2.數(shù)據(jù)庫（綜合數(shù)據(jù)庫） 3.推理機(jī) 4.知識(shí)獲取 5.

7、解釋機(jī)構(gòu) 6.人機(jī)界面特點(diǎn)：1.權(quán)威性，集多學(xué)科權(quán)威專家的知識(shí)于一體 2.啟發(fā)性，能夠運(yùn)用專家的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行推理、判斷和決策3.靈活性，農(nóng)業(yè)莊家系統(tǒng)能不斷的增長知識(shí)，修改原有知識(shí)，不斷更新。 4.透明性：能夠解釋本身的推理過程和回答用戶提出的問題，一邊讓用戶能夠了解推理過程，提高對農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)的信賴感。 5.豐富性：重組的知識(shí)、數(shù)據(jù)和模型供系統(tǒng)使用。 6.實(shí)用性：操作簡單，界面友好，易于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用戶使用。5. 農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)的研制步驟。P46開發(fā)過程(1) 知識(shí)獲取：抽取知識(shí) 知識(shí)傳喚 知識(shí)輸入 知識(shí)整理 知識(shí)檢測(2) 知識(shí)表達(dá)：邏輯表示法 產(chǎn)生式規(guī)則表示法 特性表表示法 過程表示法 框架表

8、示法 語義網(wǎng)絡(luò)表示法 案例表示法 面向?qū)ο蟊硎痉?3) 知識(shí)庫、模型庫的構(gòu)建：數(shù)據(jù)庫框架數(shù)據(jù)庫的建立 知識(shí)庫框架知識(shí)庫的建立 模型庫框架模型庫建立(4) 系統(tǒng)調(diào)試與修改數(shù)據(jù)和知識(shí)的可靠性測試計(jì)算機(jī)過準(zhǔn)確性的調(diào)試推理及如果可靠性的調(diào)試和修正 菜單和工具按鈕的調(diào)試和修正 運(yùn)行結(jié)果的調(diào)試與修正 系統(tǒng)的驗(yàn)證和修改6. 知識(shí)表示（表達(dá)）的基本內(nèi)涵，表示方法有哪些，描述其中的語義網(wǎng)絡(luò)表示法的基本內(nèi)容。P58知識(shí)表示是數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和解釋過程的結(jié)合體現(xiàn)，知識(shí)表示方法研究各種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，以把一個(gè)問題領(lǐng)域的各種知識(shí)通過這些數(shù)據(jù)結(jié)合到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的程序設(shè)計(jì)中來，這些數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)一般是針對一個(gè)具體問題領(lǐng)域，在假設(shè)所要

9、表示的知識(shí)已經(jīng)知道的前提下進(jìn)行的。表示方法：1.邏輯表示法2.產(chǎn)生式規(guī)則表示法3.特性表表示法4.過程表示法5.框架表示法6.語義網(wǎng)絡(luò)表示法7.案例表示法8.面向?qū)ο蟊硎痉▋?nèi)容：語義網(wǎng)絡(luò)表示法是一種表達(dá)能力強(qiáng)而靈活的知識(shí)表示法。語義網(wǎng)絡(luò)是基于網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)表示人類知識(shí)構(gòu)造的一種形式，它能用單一的機(jī)制表達(dá)事實(shí)性的知識(shí)和有關(guān)事實(shí)性知識(shí)之間的復(fù)雜聯(lián)系這兩種內(nèi)容一個(gè)語義網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)帶表示的有向圖，其中，有向圖帶點(diǎn)表示各種事物的概念、屬性、動(dòng)作、狀態(tài)等，有向弧表示它所連接的節(jié)點(diǎn)間的某種語義聯(lián)系，一個(gè)節(jié)點(diǎn)還可以是語義子網(wǎng)絡(luò)，從而形成一個(gè)多層次嵌套結(jié)構(gòu)的語義網(wǎng)絡(luò)。RABBA一個(gè)最簡單的語義網(wǎng)絡(luò)如下：一個(gè)三元組：（節(jié)

10、點(diǎn)1，弧，節(jié)點(diǎn)2），它可以用一個(gè)有向圖表示，如圖，成為一個(gè)基本萬元，其中A，B分別表示兩個(gè)節(jié)點(diǎn)，RAB的方向是有意義的，由節(jié)點(diǎn)間的予以關(guān)系確定。7. 農(nóng)業(yè)模擬模型的概念與類型、特征。P76農(nóng)業(yè)模擬模型：著重利用系統(tǒng)分析方法和計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)，對農(nóng)業(yè)系統(tǒng)中的生物與非生物過程及其環(huán)境和技術(shù)的動(dòng)態(tài)關(guān)系進(jìn)行定來那個(gè)描述和預(yù)測。（不同功能特征與建模目的和方法）類型：1.經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ秃图?lì)模型 2.描述性模型和解釋性模型 3.統(tǒng)計(jì)模型和過程模型 4.應(yīng)用模型和研究模型不同的學(xué)科領(lǐng)域進(jìn)行分類：作物生長模型 土壤水肥模型動(dòng)物生長模型 種植制度模型農(nóng)業(yè)氣象模型 農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力模型、耕地質(zhì)量模型、病蟲預(yù)測模型(一) 過程模

11、擬的特征1.系統(tǒng)性 2.動(dòng)態(tài)性 3.激勵(lì)性 4.預(yù)測性5.通用性 6.邊用心 7.靈活性 8.研究性(二) 與動(dòng)態(tài)分析的比較模擬模型研究的主要對象是生物與非生物系統(tǒng)的過程及過程間的互相關(guān)系，是規(guī)律上解釋性及連續(xù)的時(shí)空變化特征。(三) 與統(tǒng)計(jì)模型的比較農(nóng)業(yè)模擬模型完全可以揭示生物生長和生產(chǎn)過程及其動(dòng)態(tài)關(guān)系，幫助人們更好理解生物生長與生產(chǎn)的機(jī)制和結(jié)果，較強(qiáng)的動(dòng)態(tài)性、靈活性，可應(yīng)用于不同地點(diǎn)生產(chǎn)系統(tǒng)。8. 試述農(nóng)業(yè)模擬模型的研制步驟。P93(1) 模型選擇和系統(tǒng)定義：明確定義和綜合分析是建立以個(gè)概念模型直至量化模型的關(guān)鍵。(2) 資料獲取與算法構(gòu)建：1、工作積累或文獻(xiàn)資料（其中文獻(xiàn)資料用于模型構(gòu)建）

12、3、補(bǔ)充實(shí)驗(yàn)或支持研究，圍繞某個(gè)方面獲得全新資料（一部分用于模型構(gòu)建，一部分用于模型參數(shù)的確定及系統(tǒng)測試）2、合作途徑，可以從同行科學(xué)家哪里獲取相關(guān)資料（用于模型參數(shù)的確定及系統(tǒng)的測試）資料獲取來源(3) 模塊設(shè)計(jì)與模型實(shí)現(xiàn)模塊設(shè)計(jì)與編程需要注意幾個(gè)問題： 將主程序和亞程序設(shè)置成合理的模塊化結(jié)構(gòu) 突出模塊的可讀性與解釋性，以及可改性和靈活性 表現(xiàn)友好的人機(jī)界面和可操作性 將模塊運(yùn)行時(shí)間降到最少(4) 模型檢驗(yàn)與改進(jìn)模型的檢驗(yàn)包括對模型的敏感性分析、校正、核實(shí)、測驗(yàn)。模型改進(jìn)則是在檢驗(yàn)?zāi)Ｐ偷倪^程中，對模型進(jìn)行必要的改進(jìn)與完善9. 農(nóng)業(yè)地理信息系統(tǒng)的研制過程。P240(1) 系統(tǒng)分析及可行性研究，

13、明確系統(tǒng)建立的目標(biāo)，要解決的主要問題及其必要性，確定系統(tǒng)建立的各項(xiàng)條件，分析系統(tǒng)建立的可行性。1.空間信息管理與制圖2.空間指標(biāo)量算3.空間分析和綜合評(píng)價(jià)4.空間過程模擬 用戶需求調(diào)查 系統(tǒng)目地和任務(wù) 數(shù)據(jù)源調(diào)查和評(píng)價(jià) 技術(shù)評(píng)價(jià) 系統(tǒng)的支持狀況(2) 系統(tǒng)設(shè)計(jì) 系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)：根據(jù)系統(tǒng)研制目標(biāo)，確定熊必須具備的功能設(shè)計(jì)相應(yīng)的組成結(jié)構(gòu)及其功能模塊，應(yīng)用模型并說明他們在整個(gè)系統(tǒng)中的作用于相互關(guān)系 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)：不同格式的數(shù)據(jù)，如矢量數(shù)據(jù)、柵格數(shù)據(jù)、屬性數(shù)據(jù)等有不同的特點(diǎn)，應(yīng)選擇確定相應(yīng)的數(shù)據(jù)采集和入庫方式。 軟硬件設(shè)計(jì) 系統(tǒng)界面設(shè)計(jì) 農(nóng)業(yè)GIS可有三種主要用戶界面樣式（菜單式界面、命令式界面、表格是界

14、面）(3) 系統(tǒng)實(shí)施：1、進(jìn)行軟硬件購置 2、搜集準(zhǔn)備各類數(shù)據(jù)、進(jìn)行數(shù)據(jù)的輸入，建立系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫 3、采用相關(guān)計(jì)算機(jī)語言，將相關(guān)的應(yīng)用模型變換成程序設(shè)計(jì)語言編寫的程序 4、進(jìn)行系統(tǒng)個(gè)部分的組裝，以統(tǒng)一的界面實(shí)現(xiàn)各部分的有機(jī)鏈接(4) 系統(tǒng)測試及評(píng)價(jià)：在各項(xiàng)測試的基礎(chǔ)上進(jìn)行系統(tǒng)的評(píng)價(jià)一方面根據(jù)系統(tǒng)的各種職能指標(biāo)、技術(shù)指標(biāo)和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)對系統(tǒng)的效率性進(jìn)行評(píng)價(jià)；其次，根據(jù)系統(tǒng)在運(yùn)行時(shí)的穩(wěn)定性，數(shù)據(jù)安全等評(píng)價(jià)系統(tǒng)的可靠性；第三，評(píng)價(jià)系統(tǒng)軟硬件、系統(tǒng)功能進(jìn)一步升級(jí)和擴(kuò)展的可能性，系統(tǒng)是否為數(shù)據(jù)量的增加或功能的增加等留有接口和余地最后，對系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益進(jìn)行評(píng)估和分析。10. 農(nóng)業(yè)地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域

15、。P255(1) 農(nóng)業(yè)資料與環(huán)境管理自愿清查是地理信息系統(tǒng)最基本的職能，這是系統(tǒng)的主要任務(wù)是將各種來源的數(shù)據(jù)匯集在一起，并通過系統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)和覆蓋分析功能，按多種邊界和屬性條件，提供區(qū)域多種漸漸組合形式的資源統(tǒng)計(jì)和進(jìn)行原始數(shù)據(jù)的快速再現(xiàn)。(2) 農(nóng)業(yè)規(guī)劃及區(qū)劃地理信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫管理有利于將這些數(shù)據(jù)信息并到同一系統(tǒng)中，利用相關(guān)應(yīng)用模型進(jìn)行多目標(biāo)的開發(fā)和規(guī)劃，包括不同用地類型的適宜性評(píng)價(jià)、優(yōu)化配置等。(3) 農(nóng)業(yè)災(zāi)害監(jiān)測利用GIS強(qiáng)大北京數(shù)據(jù)庫的支持及分析應(yīng)用模型，借助遙感信息的利用，可有效地用于森林火災(zāi)的預(yù)測預(yù)報(bào)，洪水災(zāi)情檢測和洪水淹沒損失的估算，為救災(zāi)搶險(xiǎn)和防洪決策提供及時(shí)準(zhǔn)確的信息。(4) 農(nóng)

16、業(yè)環(huán)境保護(hù)環(huán)境監(jiān)測、生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)與環(huán)境影響評(píng)價(jià)，環(huán)境預(yù)測規(guī)劃與生態(tài)管理以及面源污染檢測等。11. 知識(shí)模型的主要特點(diǎn)？P268(1) 知識(shí)模型模擬的是農(nóng)業(yè)專家出來里問題的思維和推理方式，而不是作物本身，這一點(diǎn)與專家系統(tǒng)相同。(2) 知識(shí)模型用數(shù)學(xué)算法和量化模型代替了專家系統(tǒng)中的知識(shí)規(guī)則，解決了知識(shí)庫龐大而分散的問題(3) 知識(shí)模型中的動(dòng)態(tài)模型描述了作物生育和栽培管理與環(huán)境的關(guān)系，原則上能用于不用的環(huán)境和生產(chǎn)系統(tǒng)(4) 知識(shí)模型的驅(qū)動(dòng)變量為環(huán)境條件，使用時(shí)用戶只需提供當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件數(shù)據(jù)，便可實(shí)現(xiàn)知識(shí)體系的更新。12. 基于知識(shí)模型和生長模型的作物管理決策支持系統(tǒng)的特點(diǎn)、結(jié)構(gòu)和實(shí)現(xiàn)原理。P270

17、(1) 特點(diǎn)：1.預(yù)測性 2.決策性 3.準(zhǔn)確性 4.實(shí)時(shí)性用戶解釋機(jī)制推理機(jī)人機(jī)接口知識(shí)庫生長模型庫知識(shí)模型庫數(shù)據(jù)庫(2) 結(jié)構(gòu)：(3) 實(shí)現(xiàn)原理產(chǎn)量，品質(zhì)目標(biāo)知識(shí)模型實(shí)際資料氣象預(yù)測生成栽培方案生長模擬模型達(dá)到量產(chǎn)目標(biāo)?YN品種量產(chǎn)結(jié)構(gòu)播期苗木期播種量生育指標(biāo)肥料運(yùn)籌水分管理效益分析 栽培方案設(shè)計(jì)NY合理 實(shí)時(shí)管理調(diào)控NN偏離曲線？結(jié)果輸出明顯偏離曲線？專家曲線方案執(zhí)行Y模型預(yù)測苗情資料修正13. 精確農(nóng)業(yè)的概念與特征。P316一種基于空間信息管理和編譯分析的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)管理策略和農(nóng)業(yè)操作技術(shù)體系，它根據(jù)土壤肥力和作物生長狀況的空間差異調(diào)節(jié)對作物的投入，在對耕地和作物長勢進(jìn)行定量的實(shí)時(shí)診斷，充分了解大田生產(chǎn)力的空間變異的基礎(chǔ)上，以平衡地理，提高產(chǎn)量為目標(biāo)實(shí)施定位、定量的精確田間管理，實(shí)現(xiàn)高效利用各類農(nóng)業(yè)資源和改善環(huán)境這一可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)。特征：1.地域性 2.綜合性 3.系統(tǒng)性 4.漸進(jìn)性14. 精確農(nóng)業(yè)技術(shù)實(shí)施過程？P3261. 產(chǎn)量數(shù)據(jù)采集2. 土壤數(shù)據(jù)采集3. 作物營養(yǎng)監(jiān)測方法4. 土壤水分監(jiān)測5. 苗情、病蟲草害數(shù)據(jù)采集6. 其他數(shù)據(jù)采集7. 高光譜遙感(1) 數(shù)據(jù)采集(2) 數(shù)據(jù)差異分析(3) 處方生成：GIS與模擬技術(shù)緊密結(jié)合在一起，才能制定出切實(shí)可行的決策方案。(4) 控制實(shí)施：1.智能農(nóng)業(yè)機(jī)械是精確農(nóng)業(yè)中進(jìn)行控制