第二章農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)原理end

第二章農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)第二章農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)原理end教學(xué)內(nèi)容第一節(jié)

專家系統(tǒng)技術(shù)概述

第二節(jié)農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)概述第三節(jié)農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)實(shí)例分析第二章農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)原理end第一節(jié)

專家系統(tǒng)技術(shù)概述一、人工智能與專家系統(tǒng)

(一)人工智能的概念與發(fā)展1、人工智能（ArtificialIntelligence，AI）是指研究人類智能活動(dòng)的規(guī)律，利用計(jì)算機(jī)構(gòu)造一個(gè)人工系統(tǒng)來模擬人類思考問題，使計(jì)算機(jī)具有人類智能行為以實(shí)現(xiàn)人類腦力勞動(dòng)自動(dòng)化的技術(shù)。第二章農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)原理end2、人工智能發(fā)展第二章農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)原理end第一階段：50年代人工智能的興起和冷落到了20世紀(jì)50年代，人工智能已躁動(dòng)于人類科技社會(huì)的母胎，即將分娩。1956年夏季，年輕的美國學(xué)者麥卡錫(J.McCarthy)在美國的達(dá)特茅斯(Dartmouth)大學(xué)舉辦了一次長達(dá)2個(gè)月的研討會(huì)，認(rèn)真熱烈地討論用機(jī)器模擬人類智能的問題。會(huì)上，首次使用了人工智能這一術(shù)語。這是人類歷史上第一次人工智能研討會(huì)，標(biāo)志著人工智能學(xué)科的誕生，具有十分重要的歷史意義。這些從事數(shù)學(xué)、心理學(xué)、信息論、計(jì)算機(jī)和神經(jīng)學(xué)研究的年輕學(xué)者，絕大多數(shù)都成為著名的人工智能專家，40年來為人工智能的發(fā)展作出重要貢獻(xiàn)。第二章農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)原理end

1960年麥卡錫（J.McCarthy）成功地研制了著名的LISP表處理語言，成為人工智能的里程碑。機(jī)器翻譯譯出了荒謬的結(jié)論。如從英語→俄語→英語的翻譯中，有一句話：“心有余而力不足”，結(jié)果變成了“酒是好的而肉變質(zhì)了”。60年代初，人工智能的創(chuàng)始人Simon(西蒙)等就樂觀的預(yù)言：①十年內(nèi)數(shù)字計(jì)算機(jī)將是世界象棋冠軍。②十年內(nèi)計(jì)算機(jī)將證明一個(gè)未發(fā)現(xiàn)的重要的數(shù)學(xué)定理。③十年內(nèi)數(shù)字計(jì)算機(jī)將譜寫具有相當(dāng)美學(xué)價(jià)值的而為批評(píng)家所認(rèn)可的樂曲。④十年內(nèi)大多數(shù)心理學(xué)家理論將采取計(jì)算機(jī)的形式。第二章農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)原理end第二階段：60年代末到70年代，專家系統(tǒng)的出現(xiàn)，使人工智能研究出現(xiàn)了新高潮1）1968年斯坦福大學(xué)被譽(yù)為"專家系統(tǒng)和知識(shí)工程之父"的費(fèi)根鮑姆(Feigenbaum)所領(lǐng)導(dǎo)的研究小組研究成功第一個(gè)專家系統(tǒng)DENDRAL，用于質(zhì)譜儀分析有機(jī)化合物的分子結(jié)構(gòu)。該系統(tǒng)具有非常豐富的化學(xué)知識(shí),是根據(jù)質(zhì)譜數(shù)據(jù)幫助化學(xué)家推斷分子結(jié)構(gòu),被廣泛地應(yīng)用于世界各地的大學(xué)及工業(yè)界的化學(xué)實(shí)驗(yàn)室。2）1972年～1976年，費(fèi)根鮑姆小組又開發(fā)成功MYCIN醫(yī)療專家系統(tǒng)，用于抗生素藥物治療。第二章農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)原理end

4）卡內(nèi)基梅隆大學(xué)研制了語音理解系統(tǒng)Hearsay-II系統(tǒng)，他完成了從輸入的聲音信號(hào)轉(zhuǎn)換成字，組成單詞，合成句子，形成數(shù)據(jù)庫查詢語句，再到情報(bào)庫中去查詢資料。該系統(tǒng)是采用了“黑板結(jié)構(gòu)”這種新形式的專家系統(tǒng)。5）1969年，成立了國際人工智能聯(lián)合會(huì)（InternationalJointConferencesonArtificialIntelligence——IJCAI）。這一階段的特點(diǎn)是重視了知識(shí)，開始了專家系統(tǒng)的研究，是人工智能走向?qū)嵱没?。第二章農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)原理end第三階段：80年代，隨著第五代計(jì)算機(jī)的研制，人工智能得到很大發(fā)展日本1982年開始了“第五代計(jì)算機(jī)的研制計(jì)劃”即“知識(shí)信息處理計(jì)算機(jī)系統(tǒng)KIPS”它的目的是使邏輯推理象數(shù)值運(yùn)算那樣快。日本的十年計(jì)劃在政府的支持下大力開展，形成了一股熱潮。十年后第五代計(jì)算機(jī)還沒有生產(chǎn)出來，只取得了部分成果。該計(jì)劃的失敗對(duì)人工智能是一個(gè)挫折。第四階段：80年代末，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)飛速發(fā)展1988年后，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)迅速發(fā)展起來。1987年美國召開了第一次神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)國際會(huì)議，宣布新學(xué)課誕生。1988日本成為神經(jīng)計(jì)算機(jī)元年，提出研制第六代計(jì)算機(jī)計(jì)劃。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)成為一個(gè)獨(dú)立的學(xué)科發(fā)展起來。第二章農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)原理end3、人工智能研究進(jìn)展較大的三個(gè)應(yīng)用分支機(jī)器人、專家系統(tǒng)和自然語言理解。1）機(jī)器人能再現(xiàn)人的感覺、操作和行動(dòng)，從事復(fù)雜作業(yè)，可在一些有害、危險(xiǎn)和繁重、疲勞性勞動(dòng)場合來代替人去完成作業(yè)，如焊接、搬運(yùn)、裝配、水下與地下作業(yè)等。2）專家系統(tǒng)具有專業(yè)知識(shí)并能通過推理和判斷來解決問題，可代替人類專家進(jìn)行疾病診斷、數(shù)學(xué)公式推導(dǎo)、化學(xué)結(jié)構(gòu)分析等方面的復(fù)雜工作。3）自然語言理解方面主要是研制各類自然語言處理系統(tǒng)，利用計(jì)算機(jī)來分析人的自然語言表達(dá)，幫助進(jìn)行翻譯和實(shí)現(xiàn)人機(jī)自然語言對(duì)話。雖然，目前實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)模擬人的高級(jí)思維，如理解、靈感、頓悟等方面還十分困難，甚至不可能，但人工智能仍然是世界各國高新技術(shù)發(fā)展的重點(diǎn)領(lǐng)域之一。第二章農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)原理end（二）專家系統(tǒng)的概念1、專家系統(tǒng)概念（ExpertSystem，ES）簡單地講就是具有與人類專家同等解決問題能力的智能程序系統(tǒng)。具體地講，專家系統(tǒng)是指在特定的領(lǐng)域內(nèi)，根據(jù)某一專家或?qū)＜胰后w提供的知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)及方法進(jìn)行推理和判斷，模擬人類專家做決定的過程，來解決那些需要人類專家決定的復(fù)雜問題，提出專家水平的解決方法或決策方案的計(jì)算機(jī)程序系統(tǒng)。

第二章農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)原理end2、專家系統(tǒng)與專家區(qū)別專家系統(tǒng)來自于專家，但又高于專家，是專家技能和知識(shí)的集成和綜合。人類專家的數(shù)量稀少、專家知識(shí)保留的非永久性、專家的判斷分析能力易受情緒和環(huán)境的影響、獲得專家知識(shí)的時(shí)間較長、成本較高等問題，使得人類專家知識(shí)的廣泛利用受到限制。而專家系統(tǒng)中的人工專門知識(shí)的保留具有永久性、易于復(fù)制和轉(zhuǎn)換、解決問題的能力不受環(huán)境影響和價(jià)格相對(duì)便宜，可以在很大程度上代替領(lǐng)域?qū)＜业淖饔?，在醫(yī)療診斷、機(jī)械制造、企業(yè)管理、經(jīng)濟(jì)分析、環(huán)境控制、水文及地質(zhì)調(diào)查、軍事指揮、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等多個(gè)領(lǐng)域已有廣泛應(yīng)用，發(fā)揮著解釋、預(yù)測(cè)、診斷、設(shè)計(jì)、計(jì)劃、監(jiān)控、調(diào)試、修理、教學(xué)和控制等方面的作用。第二章農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)原理end（三）專家系統(tǒng)的類型專家系統(tǒng)按應(yīng)用領(lǐng)域的性質(zhì)可分為：1.診斷專家系統(tǒng)診斷專家系統(tǒng)(expertsystemfordiagnosis)是根據(jù)癥狀的觀察與分析，推斷故障(癥結(jié))所在，并給出排除故障的方案的系統(tǒng)，它占據(jù)現(xiàn)存專家系統(tǒng)的很大比例。它包括了醫(yī)學(xué)、電子、機(jī)械、社會(huì)、農(nóng)業(yè)和經(jīng)濟(jì)等方面的各種診斷系統(tǒng)和排錯(cuò)系統(tǒng)。例如，MYCIN，CASNET，PUFF和ACE等。第二章農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)原理end2.預(yù)測(cè)專家系統(tǒng)預(yù)測(cè)專家系統(tǒng)(expertsystemforprediction)是根據(jù)觀察到的現(xiàn)狀，預(yù)測(cè)未來的系統(tǒng)。例如，天氣、水文、人口、地質(zhì)、經(jīng)濟(jì)、軍事乃至政治等方面的預(yù)測(cè)系統(tǒng)。預(yù)測(cè)是根據(jù)知識(shí)進(jìn)行外推的過程，強(qiáng)烈地依賴于歷史資料的統(tǒng)計(jì)以及工作經(jīng)驗(yàn)的積累。例如，TYT系統(tǒng)。第二章農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)原理end3.解釋專家系統(tǒng)解釋專家系統(tǒng)(expertsystemforinterpretation)是根據(jù)表面或外觀觀察情況進(jìn)行分析，解釋深一層的結(jié)構(gòu)或內(nèi)部可能情況等的系統(tǒng)。例如，地質(zhì)結(jié)構(gòu)、化學(xué)結(jié)構(gòu)、圖像、信號(hào)等解釋和各種語言的理解等系統(tǒng)。較著名的有Dendral，Prospector和Hearsay—Ⅱ等。4.設(shè)計(jì)專家系統(tǒng)設(shè)計(jì)專家系統(tǒng)(expertsystemfordesign)能根據(jù)設(shè)計(jì)要求，求出滿足問題求解方式的目標(biāo)配置，包括各種智能CAD系統(tǒng)程序自動(dòng)生成，如電路設(shè)計(jì)、土木建筑工程設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)等。第二章農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)原理end5.規(guī)劃專家系統(tǒng)規(guī)劃專家系統(tǒng)(expertsystemforplanning)是能尋找某個(gè)能達(dá)到給定目標(biāo)的動(dòng)作序列或步驟的輔助系統(tǒng)。如機(jī)器人規(guī)劃、交通運(yùn)輸調(diào)度、工程項(xiàng)目論證、通信及軍事計(jì)劃的制定、運(yùn)輸或財(cái)政方案的制定和配置選擇等等。6.監(jiān)視專家系統(tǒng)監(jiān)視專家系統(tǒng)(expertsystemformonitoring)能對(duì)系統(tǒng)、對(duì)象或過程的行為進(jìn)行不斷觀察，并把觀察到的行為與其應(yīng)當(dāng)具有的行為進(jìn)行比較，以發(fā)現(xiàn)異常，發(fā)出警報(bào)。如核電站的安全監(jiān)視、防空監(jiān)視、農(nóng)作物病蟲害監(jiān)視與預(yù)報(bào)等。第二章農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)原理end7.控制專家系統(tǒng)控制專家系統(tǒng)(expertsystemforcontrol)能自適應(yīng)地管理一個(gè)受控對(duì)象或客體的全面行為，使之滿足預(yù)期要求。如空中交通管制、商業(yè)管理、自主機(jī)器人控制、生產(chǎn)過程控制等。8.咨詢專家系統(tǒng)咨詢專家系統(tǒng)（expertsystemforconsultation）又稱決策支持系統(tǒng)，能給各種決策人員或部門提供數(shù)據(jù)(或信息)、方法和方案選優(yōu)等不同層次的決策支持和咨詢服務(wù)。它包括各種領(lǐng)域的智能決策支持系統(tǒng)、各種咨詢系統(tǒng)、輔助調(diào)度系統(tǒng)等。目前這類系統(tǒng)較成功的有：ManagementAdvisor，Expertax，CapitalExpertSystems等。第二章農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)原理end9.教學(xué)專家系統(tǒng)教學(xué)專家系統(tǒng)(expertsystemforinstruction)根據(jù)學(xué)生的特點(diǎn)、弱點(diǎn)和基礎(chǔ)知識(shí)，以最適當(dāng)?shù)慕贪负徒虒W(xué)方法對(duì)學(xué)生進(jìn)行教學(xué)和輔導(dǎo)，不但能對(duì)領(lǐng)域知識(shí)進(jìn)行傳授，而且能對(duì)學(xué)生提問，指出學(xué)生回答中的錯(cuò)誤，并進(jìn)行解釋，分析錯(cuò)誤的原因，以及指導(dǎo)糾正錯(cuò)誤等等。此外，它還能根據(jù)學(xué)生們回答的水平，來評(píng)分10.調(diào)試與修理專家系統(tǒng)調(diào)試與修理專家系統(tǒng)（expertsystemfordebuggingandrepair）能對(duì)失靈的對(duì)象（系統(tǒng)或過程）給出處理意見和方法，同時(shí)對(duì)發(fā)生故障的對(duì)象進(jìn)行處理，使其恢復(fù)正常。第二章農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)原理end（四）專家系統(tǒng)的基本特征(1)具有專家水平的專門知識(shí)；(2)具有符號(hào)處理的能力；(3)具有一般的問題的求解能力；(4)具有一定的復(fù)雜度和難度；(5)具有解釋功能；(6)具有獲取知識(shí)的能力；(7)只具有很窄的特定領(lǐng)域?qū)ｉT知識(shí)，其任務(wù)有針對(duì)性；(8)專家系統(tǒng)一般都把程序的控制和推理機(jī)構(gòu)與知識(shí)(存在知識(shí)庫的知識(shí))分開，使兩者相對(duì)獨(dú)立，因此具有較好的可擴(kuò)充性與可維護(hù)性。第二章農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)原理end（五）專家系統(tǒng)的發(fā)展專家咨詢系統(tǒng)（ExpertConsultingSystem）；自然語言理解（NaturalLanguageUnderstanding）和機(jī)器翻譯（MachineTranslation）；數(shù)據(jù)庫的智能檢索（IntelligentRetrievalfromDatabase）；定理證明（TheoremProving）；博奕游戲和決策（GamePlayingandDecisionMaking）（博奕論：一種為在競爭的情況下分析決定最適宜自己一方的策略而制定決策所采用的數(shù)學(xué)方法，用于政治、經(jīng)濟(jì)和軍事計(jì)劃）；機(jī)器人學(xué)（Robotics）；自動(dòng)程序設(shè)計(jì)（AutomaticProgramming）；感知問題（PerceptionProblems）：視覺、聽覺、嗅覺、觸覺；組合和調(diào)度問題（CombinationandScheduling）；分布式人工智能（DistributedArtificialIntelligence,DAI）和多Agent系統(tǒng)（Multi-AgentSystem）；模式識(shí)別（PatternRecognition）；人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（ArtificialNeuralNetwork），等等第二章農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)原理end二、專家系統(tǒng)基本原理專家系統(tǒng)內(nèi)部包含兩個(gè)主要部分：知識(shí)庫和推理機(jī)，知識(shí)庫（knowledgebase）包含推理機(jī)（Inferenceengine）所使用而得出結(jié)論的知識(shí)。

用戶知識(shí)庫推理機(jī)事實(shí)專門知識(shí)（一）基本原理第二章農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)原理end專家系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中，知識(shí)庫和推理機(jī)構(gòu)是其核心部分，知識(shí)庫就象人的大腦存儲(chǔ)著指定的全部知識(shí)，推理機(jī)、人機(jī)接口、解釋機(jī)構(gòu)、數(shù)據(jù)庫等部分組合成為一個(gè)結(jié)構(gòu)框架，就象人的身體，人們稱之為“外殼”（Shell）。這種外殼只要配上包含有特定領(lǐng)域某方面知識(shí)的知識(shí)庫，就可組成一個(gè)可以運(yùn)行的專家系統(tǒng)。從專家系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)角度看，所謂專家系統(tǒng)就是知識(shí)工程師通過知識(shí)獲取手段，將領(lǐng)域?qū)＜医鉀Q特定問題的知識(shí)采用某種知識(shí)表示技術(shù)編輯生成或自動(dòng)生成某種特定表示形式，存放在知識(shí)庫中，然后用戶通過人機(jī)交互接口輸入信息、數(shù)據(jù)和命令，并借助于數(shù)據(jù)庫等，運(yùn)用推理機(jī)構(gòu)控制知識(shí)庫和整個(gè)系統(tǒng)工作，得到問題的求解結(jié)果。第二章農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)原理end（二）建立專家系統(tǒng)原則專家系統(tǒng)技術(shù)研究的對(duì)象是專家，因此它必須滿足如下原則：（1）所建立的系統(tǒng)必須實(shí)用，能象專家那樣真正解決實(shí)際問題，有具體的實(shí)際應(yīng)用目標(biāo)；（2）所建造的系統(tǒng)要在解決問題時(shí)具有專家水平的本領(lǐng)，能模仿甚至超過專家；（3）它不是通用的百科全書，而是面向某個(gè)特定問題，在特定知識(shí)范圍和特定思維方式下運(yùn)行；（4）專家系統(tǒng)的用戶一般是該特定領(lǐng)域內(nèi)水平不高、能力較差、希望從該系統(tǒng)得到幫助的人們，要求系統(tǒng)要有透明度和信任感。第二章農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)原理end三、專家系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)專家系統(tǒng)是一個(gè)計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)，由知識(shí)庫、推理機(jī)構(gòu)、人機(jī)交互接口和其它有關(guān)部分組成。專家系統(tǒng)最常見的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。數(shù)據(jù)庫推理機(jī)構(gòu)知識(shí)庫解釋機(jī)構(gòu)人機(jī)交互接口用戶專家第二章農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)原理end1．知識(shí)庫是專家系統(tǒng)的核心，是用于存放領(lǐng)域知識(shí)的部分，在系統(tǒng)中獨(dú)立于其它部分，這是專家系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的一個(gè)重要特征。這里所說的知識(shí)包括數(shù)據(jù)、公式、方法、經(jīng)驗(yàn)、信息和模型。知識(shí)知識(shí)庫存放知識(shí)的方式是由知識(shí)表示策略決定的，不同的知識(shí)表示策略需有相應(yīng)的推理機(jī)制。2．推理機(jī)構(gòu)是控制整個(gè)專家系統(tǒng)進(jìn)行工作、求解問題的機(jī)構(gòu)，又稱為推理機(jī)、控制機(jī)構(gòu)或問題求解器。它的控制方式叫推理機(jī)制或推理策略。第二章農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)原理end3．解釋機(jī)構(gòu)專用于向用戶解釋“為什么”、“怎樣”之類的發(fā)問。其功能強(qiáng)弱反映了專家系統(tǒng)的透明度和信任程度。4．人機(jī)交互接口又叫用戶界面，即用戶與專家系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)系的部分，一般用來進(jìn)行數(shù)據(jù)、信息或命令的輸入，結(jié)果的輸出和信息的顯示等。與用戶交往的媒介可以是文字、聲音、圖象、圖形、動(dòng)畫、音像等。用戶界面的友好方便，畫面的圖文并茂、形象生動(dòng)是專家系統(tǒng)性能好的重要標(biāo)志。第二章農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)原理end5．?dāng)?shù)據(jù)庫存放著系統(tǒng)的有關(guān)數(shù)據(jù)，包括用戶輸入數(shù)據(jù)、中間推理結(jié)果及最終結(jié)果等。第二章農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)原理end四、知識(shí)表示技術(shù)知識(shí)是專家系統(tǒng)的核心，將人的知識(shí)轉(zhuǎn)換為知識(shí)庫能夠表達(dá)和操作運(yùn)用的知識(shí)。知識(shí)表示技術(shù)則是專家系統(tǒng)的核心技術(shù)。已提出的知識(shí)表示技術(shù)方法有上百種，常見的有：第二章農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)原理end四、知識(shí)表示技術(shù)1．產(chǎn)生式規(guī)則法如果用“天下雨”、“打傘”這些信息表示某種基本事實(shí)，則把它們用“如果－則”因果關(guān)系連接起來就是“如果天下雨，則需打傘”，就是一個(gè)代表常識(shí)性意義的知識(shí)，稱為具有因果關(guān)系的規(guī)則型知識(shí)或啟發(fā)性知識(shí)，這種知識(shí)表示方法叫產(chǎn)生式規(guī)則法。它的表示格式為：如果條件集合成立，則結(jié)論成立。以字符形式可表示為：IF｛A｝，THENB｛A｝表示若干條件因素的集合，B表示結(jié)論因素。條件因素集合中，常用“∧”表示因素之間“與”的關(guān)系，用“∨”表示“或”的關(guān)系，例如：IFA1∧A2∧A3∧A4，THENB表示當(dāng)A1至A4均為真時(shí)，則B為真；IFA1∨A2∨A3∨A4，THENB表示A1至A4中只需有一為真，則B為真；IF（A1∧A2）∨（A3∧A4），THENB表示當(dāng)A1、A2均為真，或A3、A4均為真時(shí)，B為真。第二章農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)原理end四、知識(shí)表示技術(shù)2．“框架”表示法有些知識(shí)屬于敘述性、描述性知識(shí)，不具有因果關(guān)系，則不能用“如果－則”規(guī)則型方法表示，因此提出了“框架”型表示技術(shù)，其基本思想是：將一個(gè)實(shí)物、一個(gè)事件或一個(gè)概念用一個(gè)框架的格式來表示，每個(gè)框架有一個(gè)框架名，有一組描述這個(gè)實(shí)物、事件或概念的各方面內(nèi)容的“槽”，每個(gè)槽有若干“側(cè)面”組成。也就是說，對(duì)于一個(gè)問題，采用的是步步深入、逐步細(xì)化的描述方法。比如：病蟲害知識(shí)的表示

生育期->發(fā)生部位->所發(fā)生部位的癥狀->確診病

第二章農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)原理end

3．語義網(wǎng)絡(luò)法語義網(wǎng)絡(luò)也是較早提出的基于網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的知識(shí)表示技術(shù)。其基本思想是用圖解的形式來組織知識(shí)，網(wǎng)絡(luò)由節(jié)點(diǎn)和具有語義的弧鏈組成，節(jié)點(diǎn)用來表示物體、概念和事件等，弧鏈表示它們之間的關(guān)系，語義網(wǎng)絡(luò)表示方法可以把事物的結(jié)構(gòu)、屬性及因果關(guān)系通過節(jié)點(diǎn)與弧鏈形式明顯而簡要表達(dá)出來，自然直觀，易于理解，也符合人在處理這類問題的思維習(xí)慣。第二章農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)原理end四、知識(shí)表示技術(shù)4．規(guī)則組法對(duì)于表達(dá)如診斷、分類以及包含大量運(yùn)算性知識(shí)的領(lǐng)域，可采用具有層次結(jié)構(gòu)描述的規(guī)則組形式加以表達(dá)，一個(gè)規(guī)則組是求解一個(gè)子問題的所有知識(shí)的集合，本身具有獨(dú)立性和封閉性，由規(guī)則架和規(guī)則體組成。規(guī)則架是參加系統(tǒng)推理的骨架，是一個(gè)多前提多結(jié)論且結(jié)論之間也可存在因果關(guān)系的規(guī)則形式，只反映結(jié)論與前提之間因素的邏輯確定關(guān)系。規(guī)則體反映因素之間求解或定值方法的具體知識(shí)，包含運(yùn)算公式和一組規(guī)則。第二章農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)原理end四、知識(shí)表示技術(shù)5．綜合知識(shí)體法綜合知識(shí)體由描述框架、規(guī)則組和黑板結(jié)構(gòu)三部分組成，統(tǒng)一調(diào)度，有機(jī)配合，不同的知識(shí)在不同部分加以處理。一個(gè)綜合的知識(shí)體是一個(gè)獨(dú)立的基本知識(shí)單元，它本身具有相當(dāng)強(qiáng)的功能，將邏輯型、過程型、運(yùn)算型、描述型知識(shí)以及聲音、圖象、圖形集成于一體，表示方法層次清楚，符合人的思維方式，簡明易懂，便于用戶學(xué)習(xí)，便于增加其它知識(shí)表示形式。對(duì)于象作物栽培、畜禽養(yǎng)殖等領(lǐng)域的知識(shí)通常多為建議性、描述性的知識(shí)，且通常與邏輯性、過程性和運(yùn)算性知識(shí)交織在一起運(yùn)用，則宜采用綜合知識(shí)體的知識(shí)表示方法。第二章農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)原理end五、推理策略推理機(jī)構(gòu)是專家系統(tǒng)的控制中心，依靠推理機(jī)這種控制程序去運(yùn)行知識(shí)庫和其它機(jī)構(gòu)，解決用戶提出的問題。目前比較成熟和通用的控制策略主要采用推理策略（或推理機(jī)制），即根據(jù)因果關(guān)系進(jìn)行一步步分析、推斷。第二章農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)原理end正向推理反向推理雙向混合推理不確定推理第二章農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)原理end反向推理的思路是一種稱作“假設(shè)—測(cè)試”的策略。先假定是某一個(gè)目標(biāo)，然后去測(cè)試，尋找以此目標(biāo)為結(jié)論的規(guī)則集，然后逐個(gè)檢查規(guī)則集中每個(gè)規(guī)則的各個(gè)條件項(xiàng)與用戶輸入的事實(shí)是否相匹配。1．反向推理第二章農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)原理end與反向推理相反，正向推理是事實(shí)或數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)，從推理網(wǎng)絡(luò)圖的葉節(jié)點(diǎn)，即詢問因素——用戶提供的事實(shí)、數(shù)據(jù)開始，自下向上進(jìn)行推理，逐一將用戶提供的信息與各個(gè)規(guī)則的條件進(jìn)行匹配，最后求得當(dāng)前問題的解答。2．正向推理第二章農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)原理end即正向推理與反向推理配合進(jìn)行，運(yùn)用這兩種推理各自的優(yōu)點(diǎn)。反向推理中目標(biāo)的選擇是順序進(jìn)行，比較費(fèi)時(shí)?？梢韵韧ㄟ^某些已知數(shù)據(jù)或事實(shí)的驅(qū)動(dòng)去選擇合適的目標(biāo)，然后再反向推理，這樣減少了反向推理選擇目標(biāo)的盲目性，又減少了單純應(yīng)用正向推理漫無目標(biāo)的盲目性。3．混合推理第二章農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)原理end4．不確定推理在上述介紹的規(guī)則中條件和結(jié)論本身所表示的知識(shí)均是確定性知識(shí)，即不是“是”，就是“否”，以及條件與結(jié)論之間的關(guān)系也是肯定的。而實(shí)際生活中，許多事實(shí)、概念并非絕對(duì)肯定能夠精確描述的，有許多中間過渡類型，規(guī)則本身也有肯定程度的不同。為了表達(dá)這種不確定性，常采用概率論、證據(jù)理論、可信度方法、模糊理論等數(shù)學(xué)方法來進(jìn)行不精確計(jì)算。此外，專家系統(tǒng)推理方法還有非單調(diào)推理、定性推理、常識(shí)推理、基于案例推理等。第二章農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)原理end六、知識(shí)獲取在專家系統(tǒng)知識(shí)庫建造中，領(lǐng)域?qū)＜易陨砘蛑R(shí)工程師與領(lǐng)域?qū)＜夜餐砜偨Y(jié)領(lǐng)域的知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)、模型及研究成果，按所建專家系統(tǒng)規(guī)定的知識(shí)表示形式，整理成為一個(gè)個(gè)知識(shí)單元，放入知識(shí)庫，這種過程稱之為知識(shí)獲取。第二章農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)原理end六、知識(shí)獲取知識(shí)獲取、知識(shí)表示與知識(shí)運(yùn)用是建造專家系統(tǒng)的三大關(guān)鍵技術(shù)。知識(shí)表示是解決知識(shí)的存在形式問題，知識(shí)運(yùn)用是解決知識(shí)的操作運(yùn)行問題，而知識(shí)獲取則是解決知識(shí)的來源問題。知識(shí)獲取是研究如何從知識(shí)源去獲得本專家系統(tǒng)解決某特定問題需要的各種知識(shí)。這里所說的知識(shí)源可以是專家、技術(shù)人員，也可以是書本、資料、試驗(yàn)數(shù)據(jù)與事例等。知識(shí)獲取是建造專家系統(tǒng)十分重要而又相當(dāng)困難的環(huán)節(jié)，是關(guān)系到專家系統(tǒng)成敗的關(guān)鍵。第二章農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)原理end1．知識(shí)獲取的困難在建造知識(shí)庫時(shí)，知識(shí)工程師需要和領(lǐng)域?qū)＜液献鳙@取領(lǐng)域知識(shí)。由于知識(shí)工程師對(duì)領(lǐng)域知識(shí)十分生疏，而領(lǐng)域?qū)＜矣謱?duì)專家系統(tǒng)技術(shù)缺乏了解，知識(shí)獲取過程通常十分艱苦，成為建造專家系統(tǒng)的“瓶頸”問題。在專家系統(tǒng)建成后，仍然需要對(duì)知識(shí)進(jìn)行修改和完善。所以，知識(shí)獲取是貫穿于專家系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、維護(hù)的全過程。第二章農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)原理end2．知識(shí)獲取方式（1）人工獲取方式，即知識(shí)工程師參與，與領(lǐng)域?qū)＜医徽?、討論，從書本資料去整理、總結(jié)。人工整理好后，再建造知識(shí)庫。知識(shí)工程師也可以是領(lǐng)域?qū)＜液图夹g(shù)人員。這是目前通常采用的方式。（2）半自動(dòng)獲取方式，計(jì)算機(jī)通過一種智能編輯器工具同專家打交道，按照人機(jī)交互要求去整理知識(shí)，編排知識(shí)庫。（3）自動(dòng)獲取方式，計(jì)算機(jī)直接從專家、書本以至實(shí)例、數(shù)據(jù)中獲取專家系統(tǒng)需要的知識(shí)，并在獲取過程中不斷改善知識(shí)的性能，也即自身具有學(xué)習(xí)本領(lǐng)。自動(dòng)知識(shí)獲取是獲取領(lǐng)域知識(shí)的最高級(jí)手段，實(shí)現(xiàn)難度很大，但目前國際上利用機(jī)器學(xué)習(xí)、機(jī)器發(fā)現(xiàn)技術(shù)從數(shù)據(jù)或?qū)嵗凶詣?dòng)獲取知識(shí)的研究十分活躍。第二章農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)原理end七、專家系統(tǒng)開發(fā)工具知識(shí)庫只是專家系統(tǒng)的“大腦”，它需要與推理機(jī)構(gòu)、人機(jī)交互接口等“外殼”組成專家系統(tǒng)。這些外殼若初學(xué)者自己編程建造則比較困難，也沒有必要。實(shí)際上這些外殼對(duì)同類型專家系統(tǒng)來說具有通用性。專家系統(tǒng)開發(fā)工具就是這樣一種具有通用性的“外殼”，它還包含了知識(shí)庫調(diào)試進(jìn)行語法檢查和一致性檢驗(yàn)等所需的管理機(jī)構(gòu)，是用來簡化構(gòu)造專家系統(tǒng)工作的程序系統(tǒng)。第二章農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)原理end七、專家系統(tǒng)開發(fā)工具編輯型開發(fā)工具智能型開發(fā)工具自動(dòng)知識(shí)獲取工具第二章農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)原理end1．編輯型開發(fā)工具這類工具供專家系統(tǒng)建造者將領(lǐng)域?qū)＜业闹R(shí)按規(guī)定的知識(shí)庫描述語言格式編輯成知識(shí)庫，并將獲取的知識(shí)進(jìn)行檢驗(yàn)，生成所需的專家系統(tǒng)。該類工具由專家系統(tǒng)外殼和知識(shí)庫生成與管理子系統(tǒng)2部分組成。專家系統(tǒng)外殼包括推理機(jī)構(gòu)、人機(jī)交互接口、解釋模塊、綜合數(shù)據(jù)庫等，它們具有通用性，當(dāng)聯(lián)入特定的知識(shí)庫，即構(gòu)成所需建造的專家系統(tǒng)。第二章農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)原理end2．智能型開發(fā)工具雖然編輯型開發(fā)工具使用方便，領(lǐng)域技術(shù)人員經(jīng)過短期培訓(xùn)就可學(xué)會(huì)使用，但仍需熟悉如何將知識(shí)經(jīng)驗(yàn)按照知識(shí)描述語言規(guī)定的格式進(jìn)行編輯。為了讓用戶不必了解人工智能、專家系統(tǒng)的術(shù)語和原理，完全按照該領(lǐng)域的思維方式與術(shù)語去引導(dǎo)領(lǐng)域?qū)＜液图夹g(shù)人員整理知識(shí)經(jīng)驗(yàn)，這稱之為智能引導(dǎo)型專家系統(tǒng)開發(fā)工具。這種工具比編輯型工具功能強(qiáng)大，但實(shí)現(xiàn)的難度也大。第二章農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)原理end第二節(jié)

農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)概述

農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)是基于農(nóng)業(yè)專家知識(shí)和模仿農(nóng)業(yè)專家進(jìn)行推理決策的計(jì)算機(jī)程序系統(tǒng)。這類系統(tǒng)能對(duì)需要解決的農(nóng)業(yè)問題進(jìn)行解答、解釋或判斷，提出決策建議，使計(jì)算機(jī)在農(nóng)業(yè)活動(dòng)中起到類似人類農(nóng)業(yè)專家的作用第二章農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)原理end一、農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)研究的必要性從農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù)發(fā)展本身看，農(nóng)業(yè)是一個(gè)多學(xué)科、多技術(shù)交叉的復(fù)雜領(lǐng)域，但由于多種因素的限制，分散的、單項(xiàng)的、局部的研究成果和技術(shù)經(jīng)驗(yàn)比較多，而農(nóng)業(yè)領(lǐng)域知識(shí)的整體性、系統(tǒng)性、綜合性以及可操作性和應(yīng)變性不夠強(qiáng)。專家系統(tǒng)通過對(duì)專家群體知識(shí)的整理、歸納和多學(xué)科知識(shí)的綜合集成，形成快速的計(jì)算能力和較強(qiáng)的推理能力，增強(qiáng)了農(nóng)業(yè)領(lǐng)域知識(shí)的系統(tǒng)性和實(shí)用性，對(duì)深化農(nóng)業(yè)科學(xué)研究，提高農(nóng)業(yè)專家自身的技術(shù)水平，都有重大促進(jìn)作用。第二章農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)原理end一、農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)研究的必要性我國農(nóng)民科技素質(zhì)較低，需要大量專家系統(tǒng)指導(dǎo)生產(chǎn)實(shí)踐歐美發(fā)達(dá)國家農(nóng)業(yè)實(shí)行規(guī)模化、機(jī)械化、專業(yè)化與技術(shù)集約化生產(chǎn)經(jīng)營方式不同，我國農(nóng)戶生產(chǎn)經(jīng)營規(guī)模小而分散，農(nóng)業(yè)科技素質(zhì)差，習(xí)慣于傳統(tǒng)粗放的生產(chǎn)方式，雖然急切希望農(nóng)業(yè)專家能到千家萬戶，言傳身教現(xiàn)場傳播最新農(nóng)業(yè)生產(chǎn)知識(shí)和技術(shù)，但由于我國農(nóng)業(yè)專家十分奇缺，極難長期深入農(nóng)村。農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)來自于專家，又高于專家，可以代替為數(shù)極少的專家群體，成為成千上萬個(gè)“電腦專家”，走向田間地頭，進(jìn)入農(nóng)戶家，具體指導(dǎo)農(nóng)民的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營，培訓(xùn)農(nóng)業(yè)技術(shù)人員，幫助各級(jí)干部管理農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。隨著計(jì)算機(jī)和通信網(wǎng)絡(luò)的日益普及，這種愿望逐漸成為可能。這是一項(xiàng)投資少，見效快、實(shí)用性強(qiáng)的農(nóng)業(yè)信息技術(shù)。第二章農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)原理end農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)的作用在當(dāng)前我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營活動(dòng)中，農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)的作用主要表現(xiàn)在：（1）匯集高水平的農(nóng)業(yè)知識(shí)，克服農(nóng)村地區(qū)交通信息不便的障礙，實(shí)地指導(dǎo)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，緩解農(nóng)技人員不足以及水平參差不齊的矛盾。（2）匯集當(dāng)?shù)氐霓r(nóng)業(yè)知識(shí)，搶救、固化農(nóng)學(xué)專家和種田能手的寶貴經(jīng)驗(yàn)，使其逐漸積累豐富，構(gòu)成本地農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)數(shù)據(jù)庫集和農(nóng)業(yè)環(huán)境數(shù)據(jù)庫集。第二章農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)原理end（二）農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)的作用（3）推廣演示軟件采用多媒體技術(shù)既有文字，又有聲音、圖象，內(nèi)容詳盡，針對(duì)性、操作性強(qiáng)，易于被農(nóng)民理解、接受，并付之以實(shí)踐。（4）農(nóng)業(yè)生產(chǎn)時(shí)效性很強(qiáng)，農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)隨時(shí)解答農(nóng)民生產(chǎn)中遇到的問題，大大減少了解決問題的時(shí)滯。第二章農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)原理end二、農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)發(fā)展概況

國際上在20世紀(jì)60年代中后期首例專家系統(tǒng)——化合物分子結(jié)構(gòu)推斷計(jì)算機(jī)程序誕生，70年代末期將專家系統(tǒng)技術(shù)應(yīng)用于農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，以美國的研究開始最早，當(dāng)時(shí)開發(fā)的專家系統(tǒng)主要是面向農(nóng)作物的病蟲害診斷，如伊利諾斯大學(xué)開發(fā)的大豆病蟲害診斷專家系統(tǒng)PLANT/ds（1978）和玉米螟蟲蟲害預(yù)測(cè)專家系統(tǒng)PLANT/cd（1982），此外還有日本千葉大學(xué)的西紅柿病蟲害診斷專家系統(tǒng)MICCS（1983）。20世紀(jì)80年代中期，隨著專家系統(tǒng)技術(shù)的迅速發(fā)展，農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)研究有了相當(dāng)大的進(jìn)展，在數(shù)量和水平上均有了較大的起色，已從單一的病蟲害診斷轉(zhuǎn)向生產(chǎn)管理、經(jīng)濟(jì)分析決策、生態(tài)環(huán)境評(píng)價(jià)等方面。尤其以美國、日本、中國和歐洲最為突出。第二章農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)原理end二、農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)發(fā)展概況

(一)國外1、美國美國農(nóng)業(yè)部和全國棉花委員會(huì)于1986年開發(fā)研制成功著名的棉花生產(chǎn)管理專家系統(tǒng)GOSSYM/COMAX，它是一個(gè)基于棉花生長模型GOSSYM的專家系統(tǒng)COMAX，利用GOSSYM為COMAX提供決策依據(jù)，利用COMAX分析和解釋GOSSYM的模擬結(jié)果，功能十分強(qiáng)大，應(yīng)用十分廣泛，成為農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)開發(fā)的典例。此外，加里福尼亞大學(xué)戴維斯分校研制開發(fā)的CALEX系統(tǒng)也非常成功，包括CALEX/COTTON、CALEX/PEACHES、CALEX/RICE等已廣泛的應(yīng)用于棉花、桃樹和水稻生產(chǎn)管理。目前，CALEX已演化成為專用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理的專家系統(tǒng)開發(fā)工具軟件。同時(shí)，美國農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)開發(fā)多利用商用的開發(fā)工具如LEVELES、VP-EXPERT、INSIGHT等。第二章農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)原理end二、農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)發(fā)展概況

2、日本日本政府對(duì)農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)研究重視較早，1986年就出版了《人工智能與農(nóng)業(yè)：精農(nóng)技術(shù)與尖端技術(shù)的融合》的農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)發(fā)展規(guī)劃，此后研發(fā)了若干農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)，如東京大學(xué)的西紅柿栽培管理專家咨詢系統(tǒng)和培養(yǎng)液管理專家系統(tǒng)；千葉大學(xué)研發(fā)的作物病害診斷專家系統(tǒng)、花卉栽培管理支持系統(tǒng)和庭院景觀評(píng)價(jià)系統(tǒng)；農(nóng)業(yè)研究中心研發(fā)的耕作方式計(jì)劃支持系統(tǒng)、大豆栽培作業(yè)規(guī)劃管理系統(tǒng)、拖拉機(jī)選用決策支持系統(tǒng)、聯(lián)合收割機(jī)故障診斷系統(tǒng)等。近年來又將專家系統(tǒng)應(yīng)用于蔬菜溫室、牛奶生產(chǎn)等設(shè)施農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)管理中，取得了良好效果。第二章農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)原理end二、農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)發(fā)展概況

(一)國內(nèi)1、80年代初期我國農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)的研究開始于20世紀(jì)80年代初期，1985年中國科學(xué)院合肥智能機(jī)械研究所和安徽農(nóng)科院合作研制成功的“砂姜黑土小麥?zhǔn)┓蕦＜蚁到y(tǒng)”，在淮北平原得到較大規(guī)模應(yīng)用，開拓了農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)在我國的發(fā)展。通過“七五”、“八五”科技攻關(guān)，我國又研制了一批農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)，如中科院合肥智能所研制的13種作物23個(gè)施肥專家系統(tǒng)、中科院水保所的“黃土旱塬小麥生產(chǎn)綜合管理專家系統(tǒng)”、中國農(nóng)科院作物所的“品種選育專家系統(tǒng)”、植保所的“粘蟲測(cè)報(bào)專家系統(tǒng)”、土肥所的“施肥專家系統(tǒng)”、華中農(nóng)業(yè)大學(xué)的“園藝專家系統(tǒng)”、浙江大學(xué)和中國農(nóng)科院蠶桑所合作研制的“蠶育種專家系統(tǒng)”等。第二章農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)原理end二、農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)發(fā)展概況

90年代以來，我國不少研究單位將基于案例推理技術(shù)、面向?qū)ο蠹夹g(shù)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)、多媒體技術(shù)、地理信息系統(tǒng)技術(shù)、作物生長模擬技術(shù)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等綜合集成應(yīng)用于農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)研究，提高了農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)的技術(shù)水平。如浙江大學(xué)的飼料配方專家系統(tǒng)、河北農(nóng)業(yè)大學(xué)的土壩事故診斷專家系統(tǒng)、中科院沈陽計(jì)算研究所的水稻育種專家系統(tǒng)、江蘇農(nóng)科院的水稻栽培計(jì)算機(jī)模擬優(yōu)化決策系統(tǒng)RCSODS（1994）、中國農(nóng)科院棉花所研制的基于GOSSYM模型的黃淮海地區(qū)棉花生產(chǎn)管理系統(tǒng)COTMAS（1996）、中科院合肥智能所研制的施肥推薦專家系統(tǒng)和雄風(fēng)系列農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)開發(fā)工具、北京市農(nóng)林科學(xué)院作物所的小麥綜合管理專家系統(tǒng)ESWCM和玉米綜合管理專家系統(tǒng)（1998）等。第二章農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)原理end三、農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)的類型（一）按功能和結(jié)構(gòu)特征劃分（1）啟發(fā)式專家系統(tǒng)（HeuristicExpertSystem）這類系統(tǒng)以某些領(lǐng)域?qū)＜业慕?jīng)驗(yàn)知識(shí)為基礎(chǔ)，按照傳統(tǒng)方式建立專家系統(tǒng)，適用于那些目標(biāo)明確、內(nèi)容較窄的應(yīng)用價(jià)值較高的領(lǐng)域，但系統(tǒng)知識(shí)獲取的工作量很大。如美國的大豆病蟲害管理系統(tǒng)SOYBUG、柴毅等開發(fā)的基于作物生長特征的作物栽培專家系統(tǒng)。第二章農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)原理end三、農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)的類型（2）實(shí)時(shí)控制專家系統(tǒng)(Real－timeControlExpertSystem)它利用來自傳感器監(jiān)測(cè)裝置的數(shù)據(jù)，運(yùn)用專家處理問題的經(jīng)驗(yàn)，依據(jù)狀態(tài)條件的變化去自動(dòng)調(diào)整或控制某些參數(shù)或裝置。此類系統(tǒng)多用于溫室的自動(dòng)調(diào)節(jié)與控制，如美國的MISTING系統(tǒng)、孫忠富等研制的溫室番茄計(jì)算機(jī)環(huán)境管理系統(tǒng)屬于實(shí)時(shí)控制專家系統(tǒng)。第二章農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)原理end三、農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)的類型（3）基于模型的專家系統(tǒng)(Model－basedExpertSystem)這類系統(tǒng)把模型與知識(shí)庫相結(jié)合，利用專家系統(tǒng)為模型提供參數(shù)和對(duì)模型結(jié)果進(jìn)行解釋，以便用戶更好的使用模型。此類系統(tǒng)把定性和定量分析、符號(hào)處理和數(shù)據(jù)處理有效地結(jié)合，功能十分強(qiáng)大，應(yīng)用前景廣闊，是農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)發(fā)展地重要方向。如GOSSYM/COMAX、曹衛(wèi)星等研制的基于生長模型的小麥管理專家系統(tǒng)。第二章農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)原理end三、農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)的類型（4）專家數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)(ExpertDatabase)目前已經(jīng)建立了許多功能強(qiáng)、結(jié)構(gòu)好地?cái)?shù)據(jù)庫系統(tǒng)，但庫容量和復(fù)雜性已成為數(shù)據(jù)庫使用的障礙。將專家系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫相結(jié)合，可改善數(shù)據(jù)庫的可檢索性和對(duì)數(shù)據(jù)庫信息的解釋能力，從而使決策者方便地從大型數(shù)據(jù)庫中獲取有用地信息。如美國的良種選擇專家系統(tǒng)CUE。第二章農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)原理end三、農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)的類型（5）專家系統(tǒng)開發(fā)工具(Problem－specificShell)這是一種輔助專家系統(tǒng)開發(fā)的軟件工具，主要用來幫助研究人員建立知識(shí)庫和進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。如SELECT、CALEX、LEVELS、VP-Expert以及國內(nèi)熊范綸等研制的雄風(fēng)專家系統(tǒng)開發(fā)工具、蔣文科等研制的通用農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)生成工具AEST等。第二章農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)原理end（二）按涉及農(nóng)業(yè)學(xué)科學(xué)科領(lǐng)域劃分（1）作物栽培專家系統(tǒng)。此類系統(tǒng)根據(jù)特定地區(qū)氣候、土壤特點(diǎn)和作物栽培經(jīng)驗(yàn)，為當(dāng)?shù)赜脩籼峁┯嘘P(guān)大田作物、園藝作物的品種選擇、土壤耕作、灌水施肥、病蟲草害防治、產(chǎn)量估算等田間栽培管理綜合措施的技術(shù)指導(dǎo)。第二章農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)原理end三、農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)的類型（2）農(nóng)田施肥專家系統(tǒng)。也叫肥料推薦專家系統(tǒng)，主要針對(duì)特定地區(qū)土壤理化性質(zhì)，評(píng)估肥力水平，根據(jù)作物、氣候、土壤、栽培管理及肥料特點(diǎn)，推薦肥料運(yùn)籌與施肥方法，計(jì)算施肥效益等。（3）植物保護(hù)專家系統(tǒng)。根據(jù)特定地區(qū)農(nóng)作物病、蟲、草害發(fā)生規(guī)律，為用戶提供有關(guān)作物的病、蟲、草害診斷、預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)和防治方法。第二章農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)原理end三、農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)的類型（4）設(shè)施農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)。主要針對(duì)果蔬的溫室栽培和冷庫儲(chǔ)藏開發(fā)的實(shí)時(shí)控制專家系統(tǒng)，以達(dá)到對(duì)設(shè)施農(nóng)業(yè)環(huán)境的自動(dòng)監(jiān)測(cè)與控制。（5）新品種選育專家系統(tǒng)。包括動(dòng)、植物的親本選配、后代選擇和品種評(píng)價(jià)，提高農(nóng)業(yè)生物育種的效率。（6）畜禽水產(chǎn)養(yǎng)殖專家系統(tǒng)。提供各種家畜、家禽、水產(chǎn)品的科學(xué)養(yǎng)殖技術(shù)，包括場所建設(shè)、品種選擇、飼料配合、科學(xué)飼養(yǎng)、病蟲防治等方面。第二章農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)原理end三、農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)的類型（7）水利灌溉專家系統(tǒng)。提供灌溉水源預(yù)報(bào)、灌溉需水量預(yù)報(bào)、作物灌溉制度擬定、灌區(qū)用水計(jì)劃管理、灌溉設(shè)施的自動(dòng)化控制等。（8）其它學(xué)科領(lǐng)域的專家系統(tǒng)，包括農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理、農(nóng)機(jī)具優(yōu)化設(shè)計(jì)與選擇、農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)分析、農(nóng)產(chǎn)品評(píng)價(jià)、水土保持等方面。第二章農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)原理end第三節(jié)農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)實(shí)例分析第二章農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)原理end二、農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)研究的發(fā)展方向?qū)＜蚁到y(tǒng)和模型的結(jié)合專家系統(tǒng)和模型的結(jié)合，可以靈活地處理結(jié)構(gòu)化和半結(jié)構(gòu)化乃至無結(jié)構(gòu)問題。結(jié)構(gòu)化和半結(jié)構(gòu)化的問題可以通過模型系統(tǒng)進(jìn)行精確的計(jì)算，而結(jié)構(gòu)性不強(qiáng)的描述性的知識(shí)則可通過專家系統(tǒng)的符號(hào)推理來實(shí)現(xiàn)。第二章農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)原理end專家系統(tǒng)和3S技術(shù)相結(jié)合專家系統(tǒng)和3S技術(shù)相結(jié)合，可以擴(kuò)展知識(shí)獲取、表達(dá)、運(yùn)算能力。以“3S”(GPS，GIS，RS)技術(shù)為核心是未來農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)。全球定位系統(tǒng)GPS能精確地確定地物的空間位置，可以提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。地理信息系統(tǒng)GIS可以對(duì)地理實(shí)體實(shí)現(xiàn)定位、定性和定量的描述，為專家系統(tǒng)提供必需的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)的分析和可視化。遙感技術(shù)RS也可以為專家系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)。第二章農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)原理endES和PA精確農(nóng)業(yè)是將遙感、地理信息系統(tǒng)、全球定位系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)技