最新農(nóng)業(yè)信息學(xué)復(fù)習(xí)資料資料

1、精品文檔一、數(shù)據(jù)庫及信息管理系統(tǒng)：農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)庫的概念：是一種有組織地動態(tài)地存儲、管理、重復(fù)利用、分析預(yù)測一系列有密切聯(lián)系的農(nóng)業(yè)方面的數(shù)據(jù)集合（數(shù)據(jù)庫）的計算機系統(tǒng)。農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)庫的三級模式：外模式：亦稱為子模式或用戶模式，是數(shù)據(jù)庫用戶看到的數(shù)據(jù)視圖，它涉及的是數(shù)據(jù)的局部邏輯結(jié)構(gòu)，通常是模式的子集。模式：亦稱為邏輯模式，是數(shù)據(jù)庫中全體數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)和特性的描述，是所有用戶的公共數(shù)據(jù)視圖，它描述的是數(shù)據(jù)的全局邏輯結(jié)構(gòu)。內(nèi)模式：亦稱為存儲模式，是數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)內(nèi)部的表示，即對數(shù)據(jù)的物理結(jié)構(gòu)和方式的描述。建立農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)庫的要求：安全系統(tǒng)全面準確管理信息系統(tǒng)概念：（ManagementInformationS

2、ystems，MIS）是收集和加工系統(tǒng)管理過程中有關(guān)的信息，為管理決策過程提供幫助的一種信息處理系統(tǒng)，是根據(jù)管理目的而建立的、有大容量數(shù)據(jù)庫支持的、以數(shù)據(jù)處理為基礎(chǔ)的計算機應(yīng)用系統(tǒng)，可以支持事務(wù)處理、信息服務(wù)和輔助管理決策。管理信息系統(tǒng)（MIS）由人、硬件和軟件構(gòu)成，具有信息處理、事務(wù)處理、預(yù)測、計劃、控制和輔助決策的功能。MIS特征：具有人-機系統(tǒng)、綜合性和動態(tài)性3個特征。農(nóng)業(yè)管理信息系統(tǒng)概念：農(nóng)業(yè)管理信息系統(tǒng)是收集和加工農(nóng)業(yè)系統(tǒng)管理過程中的有關(guān)信息、為管理決策過程提供幫助的信息處理系統(tǒng)，可根據(jù)管理目的而建立，在數(shù)據(jù)支持下進行與農(nóng)業(yè)相關(guān)的事務(wù)處理、信息服務(wù)和輔助管理決策數(shù)據(jù)編碼概念：編碼是將

3、經(jīng)過分類的數(shù)據(jù)信息用適當?shù)臄?shù)碼（字符串或數(shù)值）來表示，也稱代碼化。編碼的原則：唯一性：編碼和分類一一對應(yīng)；可擴充性：如果將來要增添新的內(nèi)容，盡量不改變原有體系而實現(xiàn)擴充；識別性：用戶看到編碼時，憑經(jīng)驗就可知道事物的分類，并和其他事物產(chǎn)生對比、聯(lián)想；簡單性：完整性：綜合性的信息系統(tǒng)涉及的面很廣，應(yīng)全面考慮有關(guān)的信息類型與分類，防止顧此失彼。二、農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)：專家系統(tǒng)及農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)的概念專家系統(tǒng)（ES,ExpertSystem）是一個智能程序，它能對那些需要專家知識才能解決的應(yīng)用難題，提供相關(guān)領(lǐng)域權(quán)威專家水平的解答?；蛘哒f由一個專門領(lǐng)域的知識庫以及一個能獲取和運用知識的機構(gòu)構(gòu)成的一個問題求解系統(tǒng)。

4、農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)特征：具有顯示表達的大量領(lǐng)域?qū)ｉT知識能進行符號處理：本特征是專家系統(tǒng)與傳統(tǒng)程序的一個顯著差另U。具有智能性。能對推理過程的解釋：這一特征也是農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)與傳統(tǒng)程序的一個顯著差別。包括知識庫、數(shù)據(jù)庫、模型庫，涵蓋了農(nóng)業(yè)專家解決實際問題所需的基本信息。人機界面友好：權(quán)威性，啟發(fā)性，靈活性，透明性，豐富性，適用性農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)結(jié)構(gòu)：知識庫，推理機，數(shù)據(jù)基，解釋機構(gòu)，人機界面，知識獲取知識獲取的概念：領(lǐng)域?qū)＜易陨砘蛑R工程師與領(lǐng)域?qū)＜夜餐砜偨Y(jié)領(lǐng)域的知識和他們的實際知識、經(jīng)驗、模型及研究成果等，按所建專家系統(tǒng)規(guī)定的知識表示形式，整理成一個個知識單元，放入知識庫，這種過程稱之為知識獲取。知識

5、獲取與知識表示、知識運用是建造一個專家系統(tǒng)的三個關(guān)鍵技術(shù)。知識獲取的基本任務(wù)：是為專家系統(tǒng)獲取知識，建立起健全、完善、有效的知識庫，以滿足求解領(lǐng)域問題的需要。知識獲取方式種類：知識獲取可分為非自動知識獲取和自動知識獲取兩種方式。常用的知識表示方法：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示法語義網(wǎng)絡(luò)表示法精品文檔案例表示法面向?qū)ο蟊硎痉ㄈ?、農(nóng)業(yè)模擬模型農(nóng)業(yè)模擬模型的概念：農(nóng)業(yè)模擬模型(SimulationModel)著重利用系統(tǒng)分析方法和計算機模擬技術(shù)，對農(nóng)業(yè)系統(tǒng)中的生物與非生物過程及其與環(huán)境和技術(shù)的動態(tài)關(guān)系進行定量描述和預(yù)測。分類：經(jīng)驗(Experiential)模型和機理(M

6、echanistial)模型描述性(Descriptive)模型和解釋性(Explainatory)模型統(tǒng)計(Statistical)模型和過程(Process模型應(yīng)用(Application)模型和研究(Research模型過程模型的特征：系統(tǒng)性：對生物與非生物全過程進行系統(tǒng)、全面的分析與描述。動態(tài)性：包括受環(huán)境因子和內(nèi)在特性驅(qū)動的各個狀態(tài)變量的時間過程變化及不同生育過程間的動態(tài)關(guān)系。機理性：在經(jīng)驗性或描述性的基礎(chǔ)上，通過進行深入的支持研究，模擬較為全面的系統(tǒng)等級水平，并將其進行有機結(jié)合，從而提供對主要生理過程的理解或解釋。預(yù)測性：通過正確建立模型的主要驅(qū)動變量及其與狀態(tài)變量的動態(tài)關(guān)系，對系

7、統(tǒng)行為提供可靠的定量預(yù)測。通用性：原則上適用于任何地點、時間和品種等條件。便用性：可為非專家操作應(yīng)用，可利用一般的氣候、土壤及品種資料。靈活性：可容易地進行修改和擴充以及與其它系統(tǒng)相耦合。研究性：除了應(yīng)用性以外，還可用于不同領(lǐng)域的模擬研究工作，從而避免實物研究中干擾因素多。與統(tǒng)計模型的比較：(1)農(nóng)業(yè)統(tǒng)計一般只對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)的最終結(jié)果(如產(chǎn)量)進行比較，而不揭示結(jié)果(產(chǎn)量)形成的機理性過程及因果關(guān)系。而農(nóng)業(yè)模擬模型完全可以揭示生物生長與生產(chǎn)過程及其動態(tài)關(guān)系，幫助人們更好地理解生物生長和生產(chǎn)的機制與結(jié)果。(2)農(nóng)業(yè)統(tǒng)計一般只能考慮與結(jié)果(如產(chǎn)量)有關(guān)的少數(shù)技術(shù)措施(如品種、肥料、密度等)，而客觀

8、上影響生物生長和生產(chǎn)的因子往往很多，無法用農(nóng)業(yè)統(tǒng)計的方法綜合研究和分析。而模擬模型可以對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)進行綜合分析和合成，同時考慮許多因子的作用，并可進行大量的計算機模擬試驗。(3)農(nóng)業(yè)統(tǒng)計的研究結(jié)果具有明顯的地域性和季節(jié)性，且局限于特定的生物品種、土壤類型和氣候條件，很難應(yīng)用于不同地區(qū)、時間和生產(chǎn)系統(tǒng)。而模擬模型同時受外部環(huán)境和內(nèi)在特征所驅(qū)動，因而具有較強的動態(tài)性和靈活性，可以應(yīng)用于不同的地點、時間和生產(chǎn)系統(tǒng)。農(nóng)業(yè)模擬模型最重要的意義農(nóng)業(yè)模擬模型最重要的意義是對整個農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)的知識進行綜合，并量化機理性過程及其相互關(guān)系，即綜合知識和量化關(guān)系。/模擬模型是利用計算機強大的信息處理和計算功能，對

9、不同的生物與非生物過程進行系統(tǒng)分析和合成，其實質(zhì)上相當于所研究系統(tǒng)的最新知識的積累和綜合。在這種知識合成的過程中，還能鑒定知識空缺，從而明確新的研究方向/同時，模擬研究在理解生物與非生物過程及其變量間關(guān)系的基礎(chǔ)上，進行量化分析和數(shù)理模擬，從而促進了對生物與非生物規(guī)律由定性描述向定量分析的轉(zhuǎn)化過程，深化了對農(nóng)業(yè)系統(tǒng)過程的定量化認識和數(shù)字化表達。模擬模型的功能；理解、預(yù)測、調(diào)控。模擬模型能夠幫助人們理解和認識生物與非生物過程的基本規(guī)律和量化關(guān)系，并對系統(tǒng)的動態(tài)行為和最后表現(xiàn)進行預(yù)測，從而輔助進行對生物生長和生產(chǎn)系統(tǒng)的適時合理調(diào)控，實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、高效、生態(tài)、安全的可持續(xù)發(fā)展。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)的等級。農(nóng)

10、業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)一般可分解成區(qū)域、農(nóng)區(qū)、農(nóng)田生態(tài)、作物群落、群體、個體、組成成分(器官、組織、細胞)等不同層次或等級作物生產(chǎn)系統(tǒng)水平劃分；根據(jù)生態(tài)限制因子對作物生理過程和生產(chǎn)系統(tǒng)的影響進行分類，按照產(chǎn)量遞減的順序，可以把作物生產(chǎn)系統(tǒng)分為五個水平：光溫潛力水分限制氮素調(diào)控磷鉀等養(yǎng)分的調(diào)控病蟲草害等生物災(zāi)害的影響分室模型中的符號的含義。分室模型中的符號是以云朵代表系統(tǒng)的輸入源，小室代表系統(tǒng)中的狀態(tài)變量，開關(guān)代表過程的速率，以實線表示物質(zhì)流，虛線表示信息流。另外，將影響速率的輸入因子和參數(shù)稱為附屬變量。農(nóng)業(yè)模擬模型研制的步驟。模型選擇與系統(tǒng)定義資料獲取與算法構(gòu)建模塊設(shè)計與模型實現(xiàn)模型檢驗與改進工作的重點和

11、難點是在深入解析和科學(xué)把握系統(tǒng)內(nèi)涵與特征的基礎(chǔ)上，研究和建立農(nóng)業(yè)模擬模型的算法結(jié)構(gòu)。模型的檢驗過程及方法。模型的檢驗包括對模型的敏感性分析、校正、核實、測驗等四個主要過程.平均離差(MeanDeviation，MD)即預(yù)測值與實際值之差總和的平均值。MD=(2ERRi)/nERRi=Yi-Xi其中，n為為樣本數(shù)；Yi和Xi為第i次的模擬值和實測值。平均預(yù)測誤差(MeanPredictionError，MPE)即預(yù)測值與實際值之差絕對值總和的平均值，反映模型的精度。MPE=(2|DERi|)/n預(yù)測均方法(MeanSquareErrorofPrediction,MSEP)即預(yù)測值與實際值之差平方

12、總和的平均值，是比較模型間精確精品文檔度較好的指標。MSEP=(工ERRi)2n均方差根(RootMeanSquareError,RMSE)即預(yù)測均方差的開平方，能更直觀地反映模擬值與實測值的誤差直接比較單個模擬值的絕對誤差和相對誤差絕對誤差：ERRi=Yi-Xi相對誤差：RE=ERRi/Xi敏感性分析。敏感性分析是對模型靈敏度和動態(tài)性的測驗，分析模型對主要參數(shù)和變量反應(yīng)的靈敏度，測驗?zāi)Ｐ偷慕Y(jié)構(gòu)與過程以及系統(tǒng)的成分。它可以看成是某種形式的假設(shè)模擬試驗。結(jié)果通常以值來表示模型的反應(yīng)程度。模擬模型的應(yīng)用作物生長模擬模型與其他關(guān)鍵技術(shù)結(jié)合的思路(特別是作物管理知識模型或?qū)＜蚁到y(tǒng)相結(jié)合)。四、虛擬植物

13、與虛擬農(nóng)業(yè)：虛擬植物的概念：虛擬植物就是應(yīng)用計算機模擬植物在三維空間中的生長發(fā)育狀況。意義(重要性)虛擬植物的研究對明確植物的生長發(fā)育規(guī)律有著重要的理論意義。植物的形態(tài)結(jié)構(gòu)很大程度上決定著植物的競爭能力和資源獲取強度，通過虛擬植物的研究實現(xiàn)植物形態(tài)結(jié)構(gòu)的定量化，有助于從生長機理上明確植物的生長發(fā)育規(guī)律。/另一方面，虛擬植物模型具有廣泛的應(yīng)用價值。應(yīng)用較廣泛的用來描述植物拓撲結(jié)構(gòu)的模型的理解。L系統(tǒng)評價：系統(tǒng)為生物生長發(fā)育的數(shù)學(xué)表達提供了一個形式語言描述框架，它具有嚴格的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)。只要使用相當少的規(guī)則，就能以植物在自然界生長的方式來模擬其從芽開始到主莖、分枝、葉、花和果實的生長，產(chǎn)生非常復(fù)雜的結(jié)

14、構(gòu)。與三維圖形繪制系統(tǒng)相連(如cpfg)，能生成具有很高真實感的不同類型的植物。L系統(tǒng)實際上是一個結(jié)構(gòu)描述的通用方法，它可以描述植物的結(jié)構(gòu)，也可以描述其它結(jié)構(gòu)體的結(jié)構(gòu)，如城市街道、建筑的結(jié)構(gòu)等。L系統(tǒng)的具體實現(xiàn)系統(tǒng)實際上就是一個腳本語言系統(tǒng)。為了描述更多的結(jié)構(gòu)與形態(tài)特征，這些系統(tǒng)不斷地引入具有特定意義的符號來增強其功能，這樣就使得符號多且龐雜。而且這些字符沒有明確的字面意義，很難記憶使用，在程序開發(fā)時也很難實模塊化。隨機過程方法-AMAP模型：首先：對其進行定性分析，確定描述植物結(jié)構(gòu)基本模型，在此基礎(chǔ)上對植物結(jié)構(gòu)進行定量化。/其次：則是根據(jù)芽的死亡、休眠狀況出現(xiàn)的概率來模擬其生長，如某個位置的

15、側(cè)芽是否產(chǎn)生分枝、何時長出分枝及分枝生長持續(xù)的時間。為更準確地模擬植物的結(jié)構(gòu)，在模型中還要用到一些較復(fù)雜的隨機過程理論，如馬爾可夫過程來描述各種分枝分布的規(guī)律，模型應(yīng)用蒙特卡洛方法來實現(xiàn)對多種概率事件影響下的植物生長情況的模擬。/最后，提取參數(shù)。AMAP已建立的數(shù)量巨大的參數(shù)庫，在一般情況下，調(diào)用其參數(shù)庫就可以實現(xiàn)各種植物的虛擬。五、農(nóng)業(yè)遙感遙感的概念：遙遠的感知，它是從不同高度的遙感平臺(Platform)上，使用各種傳感器(RemoteSensor),接收來自地球表層各類地物的各種電磁波信息，并對這些信息進行加工處理，從而對不同的地物及其特性進行遠距離的探測和識別的綜合技術(shù)。RS的特征：間

16、接性(非破壞性)光譜特性時相特性信息數(shù)據(jù)齊全遙感的分類：根據(jù)所利用的電磁波的光譜波段，遙感可以分為可見光反射紅外遙感、熱紅外遙感和微波遙感三種類型。按傳感器的工作方式不同可分為被動遙感和主動遙感。按傳感器的掃描方式又可分為掃描式遙感和非掃描式遙感。按傳感器圖像獲得方式可分為圖像方式和非圖像方式。三大技術(shù)系統(tǒng)：遙感平臺傳感器遙感信息的傳輸與處理RS平臺：地面平臺；航空平臺；航天平臺黑體、灰體、基色、大氣窗口、植被指數(shù)概念內(nèi)容：灰體:發(fā)射率根據(jù)物質(zhì)的介電常數(shù)、表面的粗糙度、溫度、波長、觀測方向等條件而變化，其取值范圍在01之間，發(fā)射率與波長無關(guān)的物體叫灰體(GreyBody)大氣窗口：大氣對電磁波

17、衰減較小，透射率較高的波段叫“大氣窗口”。五個大氣窗口：可攝影窗口，短波紅外窗口，中紅外窗口，熱紅外窗口，微波窗口。黑體：黑體是一個理想的輻射體，所謂黑體是“絕對黑體”的簡稱，指在任何溫度下，對于各種波長的電磁輻射的吸收系數(shù)恒等于1(100%)的物體。基色:色覺是由于人眼分別感受紅、綠、藍三種顏色的感覺細胞，以及產(chǎn)生相應(yīng)色覺的視覺神經(jīng)系統(tǒng)構(gòu)成的。因此，彩色合成通常是用三種基本色調(diào)(簡稱基色)按一定比例混合而成各種色彩，稱為三基色合成植被指數(shù)：植被指數(shù)是指由多光譜數(shù)據(jù)，經(jīng)線性和非線性組合構(gòu)成的對植被有一定指示意義的各種數(shù)值。歸一化差值植被指數(shù)：NDVI被定義為近紅外波段與可見光紅波段數(shù)值之差和這

18、兩個波段數(shù)值之和的比值。NDVI=(IR-R)/(IR+R)比值植被指數(shù)：是指近紅外波段與可見光紅波段數(shù)值的比值，即RVI=IR/R精品文檔數(shù)字圖像的校正：輻射校正大氣校正去條帶幾何糾正圖像放大地物波譜概念：物體在同一時間、空間條件下，其輻射、反射、吸收和透射電磁波的特性是波長的函數(shù)。將這種函數(shù)關(guān)系，即物體或現(xiàn)象的電磁波特性用曲線的形式表現(xiàn)出來時，就形成了地物電磁波波譜，簡稱為地物波譜。植被、土壤、水體等典型地物在可見光和近紅外的反射光譜特征：TurfWavelength(nm)200022002400Asphailt百妙主活逐11/MB呂凰曲jix玄抽適L1屮艸防訂雖1/上1孑血如圖，了解土

19、壤、不同作物在可見光和紅外處的規(guī)律。力口、減色的定義。加色法：以紅、綠、藍三基色中的兩種以上色光按一定比例混合，產(chǎn)生其它色彩的方法；減色法：從白光中減去其中一種或兩種基色光而產(chǎn)生的色彩的方法。根據(jù)加減色原理：紅+綠=青，地面紅+藍=品紅，藍+綠=黃，紅+綠+藍=白。航空遙感獲取信息的方式種類航空遙感獲取地面信息的方式有攝影方式和掃描方式。常用植被指數(shù)的定義應(yīng)用歸一化差值植被指數(shù)：近紅外波段與可見光紅波段數(shù)值之差和這兩個波段數(shù)值之和的比值它是植物生長狀態(tài)及植物空間分布密度的最佳指示因子，與植物分布密度呈線性相關(guān)，因此又稱為生物量（Biomass）指標比值植被指數(shù)：近紅外波段與可見光紅波段數(shù)值的比

20、值。用于植被旺盛、具有高覆蓋度的植物的監(jiān)測?！凹t邊”參數(shù)的含義。紅邊”是綠色植物光譜的最明顯的特征之一，它定義為紅光范圍（680760nm）內(nèi)反射光譜的一階導(dǎo)數(shù)的最大值所對應(yīng)的光譜位置（波長），描述紅邊”的參數(shù)一般有紅邊位置（紅光范圍內(nèi)一階導(dǎo)數(shù)光譜最大值所對應(yīng)的波長）入r、紅邊幅值（紅光范圍內(nèi)一階導(dǎo)數(shù)光譜的最大值）D入r和紅邊面積（680760nm之間的一階導(dǎo)數(shù)光譜線所包圍的面積）Sr。六、地理信息系統(tǒng)：GIS概念：GIS是在計算機硬、軟件環(huán)境的支持下，對空間數(shù)據(jù)進行采集、存取、編輯、處理、分析和顯示的計算機應(yīng)用系統(tǒng)。47.基本特征（1）空間分布性；（2）數(shù)據(jù)量大（3）信息載體的多樣性（4）時

21、序和動態(tài)變化特性49.組成計算機硬件系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理設(shè)備；數(shù)據(jù)輸入設(shè)備；數(shù)據(jù)存儲設(shè)備；數(shù)據(jù)輸岀設(shè)備計算機軟件系統(tǒng):GIS軟件，應(yīng)用分析程序地理空間數(shù)據(jù)：地圖，遙感數(shù)據(jù)，統(tǒng)計數(shù)據(jù),調(diào)查實測數(shù)據(jù)系統(tǒng)管理操作人員51.GIS的功能：數(shù)據(jù)輸入功能數(shù)據(jù)編輯功能數(shù)據(jù)存儲與管理功能數(shù)據(jù)查詢檢索功能數(shù)據(jù)分析功能數(shù)據(jù)顯示輸岀常用的GIS平臺了解。1.ARC/INFO2.ArcView3.Mapinfo4.GeoMedia5.MAPGIS精品文檔GIS的應(yīng)用七、精確農(nóng)業(yè)：精確農(nóng)業(yè)（農(nóng)作）的定義：集中于利用3S空間信息技術(shù)和作物生產(chǎn)管理決策支持技術(shù)（DSS）為基礎(chǔ)，定位、定量、定時地面向大田作物生產(chǎn)的精確農(nóng)作技術(shù)，即把智能化農(nóng)業(yè)裝備與田間信息采集技術(shù)、系統(tǒng)優(yōu)化決策支持技術(shù)，在全球定位系統(tǒng)（GPS）和地理信息系統(tǒng)（GIS）技術(shù)的支持下組裝集成起來，