第四章 農(nóng)業(yè)生產(chǎn)信息化技術(shù).ppt

1、2020/8/1,第一節(jié) 農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng),1,第四章 農(nóng)業(yè)生產(chǎn)信息化技術(shù),第一節(jié) 農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng) 第二節(jié) 設(shè)施農(nóng)業(yè)控制技術(shù) 第三節(jié) 農(nóng)業(yè)遠(yuǎn)程診斷技術(shù),2020/8/1,第一節(jié) 農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng),2,第一節(jié) 農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng),一、農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)概述 二、產(chǎn)前決策專家系統(tǒng)技術(shù) 三、施肥管理專家系統(tǒng)技術(shù) 四、病蟲害防治專家系統(tǒng)技術(shù) 五、節(jié)水灌溉專家系統(tǒng)技術(shù),2020/8/1,第一節(jié) 農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng),3,一、農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)概述,農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)的概念 農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)的特點(diǎn) 知識(shí)工程 農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)的開發(fā)工具,2020/8/1,第一節(jié) 農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng),4,一、農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)概述(一)農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)的概念,農(nóng)業(yè)專家系

2、統(tǒng)，也可以叫做農(nóng)業(yè)智能系統(tǒng)，是農(nóng)業(yè)信息技術(shù)的一項(xiàng)重要技術(shù)。它是運(yùn)用人工智能專家系統(tǒng)技術(shù)，結(jié)合農(nóng)業(yè)特點(diǎn)發(fā)展起來(lái)的一門高新技術(shù)。具體來(lái)說(shuō)，就是利用人工智能技術(shù)，總結(jié)和匯集各層次、各方面的農(nóng)業(yè)專家長(zhǎng)期積累的寶貴經(jīng)驗(yàn)，以及通過(guò)試驗(yàn)獲得的各種資料和數(shù)據(jù)，總結(jié)和匯集農(nóng)技推廣人員和農(nóng)民群眾的長(zhǎng)期實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，針對(duì)具體的自然條件和生態(tài)環(huán)境，用相應(yīng)的信息技術(shù)開發(fā)的各種能從理論和實(shí)踐相結(jié)合的科學(xué)地指導(dǎo)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，以實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、低耗、高效目標(biāo)的計(jì)算機(jī)智能軟件。,2020/8/1,第一節(jié) 農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng),5,一、農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)概述(一)農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)的概念,運(yùn)用農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)，讓使用者輸入自己的要求和設(shè)定相關(guān)的條件，通過(guò)系統(tǒng)的

3、分析和計(jì)算后，將結(jié)果“告訴”給用戶，讓用戶從中選擇最佳方案，科學(xué)地進(jìn)行生產(chǎn)，以達(dá)到降低成本，提高效益的目的。這一過(guò)程猶如聘請(qǐng)了無(wú)數(shù)個(gè)農(nóng)藝師、農(nóng)技干部來(lái)指導(dǎo)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，并且得到的結(jié)果是綜合他們各自技術(shù)的最佳方案。,2020/8/1,第一節(jié) 農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng),6,一、農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)概述（二） 農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)的結(jié)構(gòu),2020/8/1,第一節(jié) 農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng),7,一、農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)概述（三）農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)的特點(diǎn),1、知識(shí)的匯集 2、啟發(fā)性推理 3、推理和解釋的透明性 4、知識(shí)更新,2020/8/1,第一節(jié) 農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng),8,一、農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)概述（四）知識(shí)工程建造一個(gè)農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)的過(guò)程,它是把軟件工程的思想應(yīng)用于基于知

4、識(shí)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)。一個(gè)典型的農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)的開發(fā)，主要依靠知識(shí)工程師(Knowledge Engineer)與人類的農(nóng)業(yè)專家或農(nóng)技人員交流獲取知識(shí)，知識(shí)工程師將獲取的知識(shí)編制代碼到知識(shí)庫(kù)，然后相關(guān)的農(nóng)業(yè)專家對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行評(píng)估，將意見反饋給知識(shí)工程師。如此往復(fù)，直到開發(fā)出完善的農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng),2020/8/1,第一節(jié) 農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng),9,一、農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)概述（五）農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)的開發(fā)工具,是開發(fā)專家系統(tǒng)的最基本工具，典型的有符號(hào)處理語(yǔ)言 LISP，邏輯語(yǔ)言PROLOG，這兩種語(yǔ)言它都是專門為人工智能設(shè)計(jì)的。當(dāng)然也不排除常規(guī)語(yǔ)言如C，PASCAL，BASIC等。用通用人工智能語(yǔ)言來(lái)編寫專家系統(tǒng)，設(shè)計(jì)者可以有較大的

5、自由度，可以自己設(shè)計(jì)自己需要的知識(shí)表示模式和推理方法等，可塑性很大，當(dāng)然開發(fā)工作量大得多。,1. 通 用 人 工 智 能 語(yǔ) 言,2020/8/1,第一節(jié) 農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng),10,一、農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)概述（五）農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)的開發(fā)工具,系統(tǒng)外殼也稱為骨架系統(tǒng)，是一個(gè)成功的專家系統(tǒng)刪除知識(shí)庫(kù)中特定領(lǐng)域的知識(shí)留下來(lái)的框架系統(tǒng)。它給用戶提供了一些友好的接口，利用原有專家系統(tǒng)成功的知識(shí)表達(dá)方式，推理機(jī)制，知識(shí)庫(kù)結(jié)構(gòu)以及解釋機(jī)構(gòu)等，只要有類似的需要解決的問(wèn)題，只要把問(wèn)題的特定知識(shí)填入知識(shí)庫(kù)，就可以建造另外一個(gè)專家系統(tǒng)，用起來(lái)十分方便。這種骨架系統(tǒng)應(yīng)用的針對(duì)性很強(qiáng)，只用來(lái)開發(fā)類似領(lǐng)域的專家系統(tǒng)，這種開發(fā)工具局限性較

6、大，靈活性也比較差。如EMYCIN，就是非常成功的例子，它就是MYCIN醫(yī)療診斷專家系統(tǒng)去除醫(yī)療診斷知識(shí)而得到的骨架系統(tǒng)。,2 專 家 系 統(tǒng) 外 殼,2020/8/1,第一節(jié) 農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng),11,一、農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)概述（五）農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)的開發(fā)工具,它是專門用于構(gòu)造和調(diào)試專家系統(tǒng)的通用程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言，比基本人工智能語(yǔ)言如LIPS，PROLOG方便，但比骨架系統(tǒng)靈活。 (1)OPS (Official Production System)是著名的通用型語(yǔ)言工具 (2)KEE (Knowledge Engineering Environment)也是著名的通用語(yǔ)言 (3)ROSIE (Rule-Ori

7、ented System for Implementing Expertise)是Rand公司于1981年開發(fā)的，用InterLISP和C語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)的。,3. 通 用 知 識(shí) 工 程 語(yǔ) 言,2020/8/1,第一節(jié) 農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng),12,一、農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)概述（五）農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)的開發(fā)工具,專家系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境是以一種或多種工具和方法為核心，加上與之配套的各種輔助工具和界面環(huán)境的完整的集成系統(tǒng)。 專家系統(tǒng)的規(guī)模越來(lái)越大，出現(xiàn)了數(shù)量達(dá)數(shù)千條乃至數(shù)萬(wàn)條規(guī)模，知識(shí)層次包括元知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)性知識(shí)、原理性知識(shí)和常識(shí)性知識(shí)等幾個(gè)層次的專家系統(tǒng)，因此，超大規(guī)模知識(shí)庫(kù)的組織和管理變得突出起來(lái)。,4 專 家 系 統(tǒng) 開 發(fā)

8、環(huán) 境,2020/8/1,第一節(jié) 農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng),13,一、農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)概述（五）農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)的開發(fā)工具,系統(tǒng)輔助工具主要用于幫助建造高質(zhì)量的知識(shí)庫(kù)和調(diào)試專家系統(tǒng)。 知識(shí)獲取工具和知識(shí)庫(kù)管理與維護(hù)工具是最重要的輔助工具。 知識(shí)獲取工具有自動(dòng)知識(shí)獲取工具、知識(shí)庫(kù)編輯工具、面向問(wèn)題求解方法的知識(shí)獲取工具、面向特定知識(shí)生成技術(shù)的知識(shí)獲取工具、面向特定問(wèn)題領(lǐng)域的知識(shí)獲取工具以及基于特定語(yǔ)言的知識(shí)獲取工具等類型。 知識(shí)庫(kù)編輯工具能把專家領(lǐng)域知識(shí)加工、編輯到知識(shí)庫(kù)中，這樣的編輯工具有TEIRE- SIAS編輯器。 知識(shí)庫(kù)管理與維護(hù)工具能檢查輸入知識(shí)的一些常見錯(cuò)誤，自動(dòng)維護(hù)知識(shí)庫(kù)中知識(shí)的一致性和完備性。,5

9、系 統(tǒng) 輔 助 工 具,2020/8/1,第一節(jié) 農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng),14,二、產(chǎn)前決策專家系統(tǒng),概念 類型 應(yīng)用實(shí)例,2020/8/1,第一節(jié) 農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng),15,二、產(chǎn)前決策專家系統(tǒng)（一）概念,產(chǎn)前決策專家系統(tǒng)以作物生理生態(tài)的內(nèi)在機(jī)理為依據(jù)，以外在環(huán)境和市場(chǎng)變化規(guī)律為條件，以系統(tǒng)方法、控制論和電子計(jì)算機(jī)作為手段和工具為生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)者提供產(chǎn)前決策的人-機(jī)對(duì)話系統(tǒng)。 農(nóng)業(yè)產(chǎn)前決策專家系統(tǒng)存在著決策層次的問(wèn)題。農(nóng)業(yè)產(chǎn)前決策專家系統(tǒng)有的面向高層領(lǐng)導(dǎo)決策部門，有的面向中層管理部門，有的面向基層生產(chǎn)部門，無(wú)論面向哪個(gè)決策層次的農(nóng)業(yè)產(chǎn)前決策專家系統(tǒng)，其任務(wù)均是為各層次的農(nóng)業(yè)策略的制定和科學(xué)管理起到輔助決策的作用。

10、,2020/8/1,第一節(jié) 農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng),16,二、產(chǎn)前決策專家系統(tǒng)（二）類型,1.田間尺度 2.農(nóng)場(chǎng)尺度 3.區(qū)域尺度,2020/8/1,第一節(jié) 農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng),17,二、產(chǎn)前決策專家系統(tǒng)（二）類型,1田間尺度 田間尺度的農(nóng)業(yè)產(chǎn)前決策專家系統(tǒng)，是在作物模擬模型的基礎(chǔ)上研究田間單一作物狀態(tài)，通過(guò)選種、播期、播種密度等因素的決策，預(yù)測(cè)在不同氣候和土壤條件下作物的生長(zhǎng)、發(fā)育和產(chǎn)量。這類系統(tǒng)一般不考慮田間作業(yè)的制約和種植制度，而偏重于農(nóng)作物生產(chǎn)管理的決策。 這類產(chǎn)前決策專家系統(tǒng)能幫助決策者和糧食貿(mào)易商估計(jì)作物的產(chǎn)量，為制定糧食進(jìn)出口貿(mào)易決策提供依據(jù)。同時(shí)，可針對(duì)不同年景為農(nóng)民采取相應(yīng)的栽培管理措施提供

11、科學(xué)的決策。,2020/8/1,第一節(jié) 農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng),18,二、產(chǎn)前決策專家系統(tǒng)（二）類型,2農(nóng)場(chǎng)尺度 農(nóng)場(chǎng)尺度的農(nóng)業(yè)產(chǎn)前決策專家系統(tǒng)是分析農(nóng)場(chǎng)的復(fù)雜情況、幫助農(nóng)場(chǎng)管理者制定計(jì)劃、合理安排勞動(dòng)力以及農(nóng)場(chǎng)資源的組合配置等作出科學(xué)決策的輔助工具。在農(nóng)場(chǎng)管理決策支持系統(tǒng)中不僅要考慮作物生產(chǎn)管理的決策，還需考慮田間作業(yè)勞動(dòng)力的需求、農(nóng)業(yè)機(jī)械的類型、耕作制度和農(nóng)場(chǎng)各田塊間的相互作用等。,2020/8/1,第一節(jié) 農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng),19,二、產(chǎn)前決策專家系統(tǒng)（二）類型,2農(nóng)場(chǎng)尺度 該系統(tǒng)中的農(nóng)場(chǎng)知識(shí)包含有農(nóng)場(chǎng)的總面積、種植面積、作物類型、品種名稱、田塊數(shù)量、土壤類型、肥料類型、灌溉需求、勞動(dòng)力、農(nóng)機(jī)具名稱、拖

12、拉機(jī)的型號(hào)、作業(yè)名稱及開始和完成時(shí)間以及生產(chǎn)費(fèi)用等信息。 整個(gè)系統(tǒng)由信息管理系統(tǒng)、作業(yè)模擬系統(tǒng)、專家系統(tǒng)和產(chǎn)量評(píng)估系統(tǒng)4部分組成。,2020/8/1,第一節(jié) 農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng),20,二、產(chǎn)前決策專家系統(tǒng)（二）類型,2農(nóng)場(chǎng)尺度 信息管理系統(tǒng)是產(chǎn)前決策系統(tǒng)的智能前端，它收集了農(nóng)場(chǎng)、作物、田塊、機(jī)械、勞力、其他能源和與作物相聯(lián)系的不同作業(yè)的信息。信息管理系統(tǒng)具有信息的修改、增加、刪除等功能。 作業(yè)模擬系統(tǒng)的功能是模擬田間作業(yè)，以日為時(shí)間步長(zhǎng)對(duì)農(nóng)場(chǎng)所有田塊的整個(gè)生長(zhǎng)季進(jìn)行模擬，并產(chǎn)生3種報(bào)告：工作報(bào)告、不工作報(bào)告和摘要報(bào)告。 作業(yè)模擬系統(tǒng)由2種知識(shí)構(gòu)成：農(nóng)場(chǎng)或區(qū)域知識(shí)、模擬過(guò)程的知識(shí)。,2020/8/1,

13、第一節(jié) 農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng),21,二、產(chǎn)前決策專家系統(tǒng)（二）類型,2農(nóng)場(chǎng)尺度 農(nóng)場(chǎng)或區(qū)域知識(shí)包括天氣、土壤水分的特性、不同土壤條件下各種作物生長(zhǎng)所需求的灌溉量、每天田間作業(yè)的工作時(shí)數(shù)等，這些知識(shí)是以數(shù)據(jù)庫(kù)的方式存儲(chǔ)的。 模擬過(guò)程的知識(shí)是用某些程序語(yǔ)言的謂詞和子句所寫的執(zhí)行實(shí)際模擬的知識(shí),2020/8/1,第一節(jié) 農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng),22,二、產(chǎn)前決策專家系統(tǒng)（二）類型,2農(nóng)場(chǎng)尺度 該系統(tǒng)能對(duì)各種資源的組合進(jìn)行測(cè)試，諸如農(nóng)業(yè)機(jī)械的能力、作物配置、不同氣候年景下作物管理的策略和勞力資源的安排。 它也能估計(jì)整個(gè)農(nóng)場(chǎng)或個(gè)別田塊的作物產(chǎn)量、毛收益和凈利等。 因此，它是農(nóng)場(chǎng)主們制定生產(chǎn)計(jì)劃和農(nóng)場(chǎng)管理的一個(gè)輔助決策工具

14、。,2020/8/1,第一節(jié) 農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng),23,二、產(chǎn)前決策專家系統(tǒng)（二）類型,3區(qū)域尺度 國(guó)際上的農(nóng)業(yè)決策支持系統(tǒng)，尤其是產(chǎn)前決策系統(tǒng)的研制逐漸轉(zhuǎn)向與GIS相結(jié)合，構(gòu)筑區(qū)域尺度的農(nóng)業(yè)決策專家系統(tǒng)。 這種類別的農(nóng)業(yè)產(chǎn)前決策專家系統(tǒng)應(yīng)用范圍涉及到土地利用、作物管理、水土保持結(jié)構(gòu)、對(duì)策選擇等方面。系統(tǒng)運(yùn)行所用到的因子有土地利用、地形、土壤類型、社會(huì)和經(jīng)濟(jì)等。 這類系統(tǒng)一般是由地理信息系統(tǒng)(GIS)，各類環(huán)境模型和專家系統(tǒng)(ES)組成。,2020/8/1,第一節(jié) 農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng),24,二、產(chǎn)前決策專家系統(tǒng)（二）類型,3區(qū)域尺度 這里的GIS是專門為農(nóng)業(yè)的地理?xiàng)l件和土壤條件的評(píng)價(jià)而設(shè)計(jì)的； 環(huán)境模型一

15、般是對(duì)外在條件因素(如：氣候、水分等)的模擬； 專家系統(tǒng)由知識(shí)庫(kù)、事實(shí)庫(kù)和推理機(jī)組成，并采用反向鏈的推理策略。專家系統(tǒng)的知識(shí)庫(kù)貯存著格式化的農(nóng)作物的品種選擇、播種密度、播期等經(jīng)驗(yàn)性的規(guī)則等。,2020/8/1,第一節(jié) 農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng),25,二、產(chǎn)前決策專家系統(tǒng)（三）應(yīng)用實(shí)例,美國(guó)將棉花生長(zhǎng)模擬模型GOSSYM與專家系統(tǒng)COMAX結(jié)合形成的棉花生產(chǎn)管理系統(tǒng)GOSSYM-COMAX已在該國(guó)推廣應(yīng)用，作為棉花產(chǎn)前決策的一種手段，已取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益。 澳大利亞的北方小麥生產(chǎn)管理決策支持系統(tǒng)WHEATMAN發(fā)揮了很好的作用。,2020/8/1,第一節(jié) 農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng),26,二、產(chǎn)前決策專家系統(tǒng)（三）應(yīng)用

16、實(shí)例,江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院的高亮之等人研制的作物計(jì)算機(jī)模擬優(yōu)化決策系統(tǒng)CC-SODS已在生產(chǎn)決策中發(fā)揮作用。 北京市農(nóng)林科學(xué)院的諸德輝等人開發(fā)的小麥管理專家系統(tǒng)ESWCM 北京農(nóng)業(yè)大學(xué)建成的農(nóng)業(yè)氣候資源信息系統(tǒng)AC-RIS 中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院棉花研究所的董占山和北京農(nóng)業(yè)大學(xué)合作建立的棉花生產(chǎn)管理模擬與決策系統(tǒng)CPMSSLGSM,2020/8/1,第一節(jié) 農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng),27,三、施肥管理專家系統(tǒng),施肥管理專家系統(tǒng)主要為基層肥料銷售部門、復(fù)混肥廠和各級(jí)農(nóng)業(yè)服務(wù)體系、廣大農(nóng)村農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者等研制，目的是以其為技術(shù)服務(wù)橋梁，在向農(nóng)民銷售肥料或在從事農(nóng)業(yè)生產(chǎn)時(shí)，通過(guò)專家系統(tǒng)逐一分析每塊耕地的需肥情況，最后得出當(dāng)年配

17、方施肥方案。 研制的基本思想是在對(duì)一定區(qū)域土壤有效養(yǎng)分測(cè)定和肥料田間試驗(yàn)結(jié)果掌握的基礎(chǔ)上，不針對(duì)一家一戶的地塊進(jìn)行實(shí)際土壤測(cè)定，而是通過(guò)將農(nóng)民對(duì)自己地塊了解的信息進(jìn)行專業(yè)化綜合和提高，得出該地塊當(dāng)年半定量配方施肥方案。對(duì)于有土壤養(yǎng)分測(cè)定值的地塊能夠定量預(yù)測(cè)施肥量。 在設(shè)計(jì)原則上要求全國(guó)或在某一區(qū)域范圍內(nèi)通用，不同施肥類型區(qū)參數(shù)系統(tǒng)不同，面向一定區(qū)域(如縣、市)的專家系統(tǒng)應(yīng)與G15技術(shù)結(jié)合以實(shí)現(xiàn)不同空間單元的施肥量預(yù)測(cè)。,2020/8/1,第一節(jié) 農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng),28,三、施肥管理專家系統(tǒng),2020/8/1,第一節(jié) 農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng),29,三、施肥管理專家系統(tǒng),施肥管理專家系統(tǒng)具有如下功能： 土壤性狀

18、與肥料特性查詢。 根據(jù)咨詢地土壤情況，提出合理施肥方案，如需施用氮、磷、鉀化肥數(shù)量，將會(huì)得到畝產(chǎn)量、化肥成本、經(jīng)濟(jì)收入與化肥產(chǎn)投比等。 根據(jù)用戶目標(biāo)產(chǎn)量，提出建議施肥方案。 根據(jù)施用化肥的數(shù)量，預(yù)估農(nóng)作物產(chǎn)量。 修改與刪除原有知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)，增添新的知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)。,2020/8/1,第一節(jié) 農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng),30,四、病蟲害防治專家系統(tǒng),植物病害防治專家系統(tǒng)主要指依據(jù)人工智能原理和利用專家系統(tǒng)技術(shù)開發(fā)的，針對(duì)病蟲害發(fā)生的時(shí)期、發(fā)生部位、癥狀等特點(diǎn)模仿人類植保專家的思維，進(jìn)行病蟲害的診斷和科學(xué)管理的智能系統(tǒng)。,2020/8/1,第一節(jié) 農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng),31,四、病蟲害防治專家系統(tǒng)技術(shù),2020/8/1,第一

19、節(jié) 農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng),32,四、病蟲害防治專家系統(tǒng)技術(shù),2020/8/1,第一節(jié) 農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng),33,五、節(jié)水灌溉專家系統(tǒng)技術(shù),農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉專家系統(tǒng)設(shè)計(jì)一般把幾年來(lái)國(guó)內(nèi)外對(duì)節(jié)水灌溉管理的最新研究成果如作物水分生產(chǎn)函數(shù)、非充分灌溉、調(diào)虧灌溉、分根交替灌溉以及節(jié)水灌溉信息的控技術(shù)等加以集成，并立足田間，面向農(nóng)產(chǎn)。通過(guò)人機(jī)對(duì)話，只要事先將當(dāng)?shù)氐臍庀?、土壤、作物等參?shù)建立起數(shù)據(jù)庫(kù)，即可快速、準(zhǔn)確地作出節(jié)水灌溉預(yù)報(bào)與決策方案。,2020/8/1,第一節(jié) 農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng),34,五、節(jié)水灌溉專家系統(tǒng)技術(shù),（一）灌溉信息服務(wù)子系統(tǒng)，包括有灌區(qū)用水管理歷史信息查詢和現(xiàn)實(shí)灌區(qū)信息生成與管理兩個(gè)部分。歷史信息查詢部分收集

20、灌區(qū)有記載以來(lái)的大部分用水管理資料，由灌溉面積、引用水量、有效利用系數(shù)、糧棉產(chǎn)量、降雨量、灌區(qū)水費(fèi)6類14種資料組成；信息生成與管理部分收集有灌溉、糧棉產(chǎn)量、灌區(qū)水費(fèi)、灌區(qū)現(xiàn)時(shí)運(yùn)行的基本資料等。,2020/8/1,第一節(jié) 農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng),35,五、節(jié)水灌溉專家系統(tǒng)技術(shù),（二）灌區(qū)管理決策咨詢子系統(tǒng)是此專家系統(tǒng)的中心部分，通過(guò)信息服務(wù)查詢和用戶咨詢提供的有關(guān)信息，例如灌區(qū)灌溉面積、作物種植情況、土壤含水量、可用水量、市場(chǎng)糧棉價(jià)格、氣象預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)等。通過(guò)專家系統(tǒng)推理給出灌區(qū)優(yōu)化灌溉方案。知識(shí)庫(kù)由“規(guī)則架+規(guī)則體”規(guī)則組表示技術(shù)建造。首先把有關(guān)知識(shí)整理成推理網(wǎng)絡(luò)圖。例如根據(jù)某水庫(kù)蓄水量、庫(kù)容、分水系數(shù)確

21、定渠首可引水量，再根據(jù)渠首可分水量、土壤墑情、灌溉面積、工程情況來(lái)編制灌區(qū)用水計(jì)劃。又根據(jù)小麥、棉花、玉米種植比、降水頻率以及渠首引水量來(lái)預(yù)測(cè)每種作物的灌溉面積。,2020/8/1,第一節(jié) 農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng),36,五、節(jié)水灌溉專家系統(tǒng)技術(shù),（三）灌溉優(yōu)化調(diào)度子系統(tǒng)，主要解決灌溉面積的優(yōu)化和各干：渠灌溉區(qū)域的水量配置。在這部分，根據(jù)歷史資料數(shù)據(jù)，運(yùn)用數(shù)理統(tǒng)計(jì)、回歸分析等，進(jìn)行大量的計(jì)算。這些計(jì)算由專家啟發(fā)性知識(shí)加以引導(dǎo)自動(dòng)運(yùn)行。還可以用一些技術(shù)手段(如遺傳算法)進(jìn)行改進(jìn)，可得到良好的效果。,2020/8/1,第二節(jié) 設(shè)施農(nóng)業(yè)控制技術(shù),37,第二節(jié) 設(shè)施農(nóng)業(yè)控制技術(shù),設(shè)施農(nóng)業(yè)就是運(yùn)用現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)成果和

22、方法，用工程建設(shè)的手段為農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)提供可以人為進(jìn)行控制和調(diào)節(jié)的環(huán)境和條件，使植物和動(dòng)物處于最佳的生長(zhǎng)狀態(tài)，使光、熱、土地等資源得到最充分的利用，形成農(nóng)產(chǎn)品工業(yè)化生產(chǎn)和周年生產(chǎn)，從而更加有效地保證農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)，提高農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量，生產(chǎn)規(guī)模和經(jīng)濟(jì)效益，促進(jìn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化。 其主要內(nèi)容是與集約化種植、養(yǎng)殖業(yè)相關(guān)的園藝設(shè)施和畜、禽舍的環(huán)境創(chuàng)造、環(huán)境控制技術(shù)及與其配套的各種技術(shù)裝備。因此設(shè)施農(nóng)業(yè)又被稱為工廠化農(nóng)業(yè)。,2020/8/1,第二節(jié) 設(shè)施農(nóng)業(yè)控制技術(shù),38,第二節(jié) 設(shè)施農(nóng)業(yè)控制技術(shù)一、概述,設(shè)施農(nóng)業(yè)的發(fā)展經(jīng)歷了塑料大棚、溫室和工廠化栽培3個(gè)不同的技術(shù)階段。,2020/8/1,第二節(jié) 設(shè)施農(nóng)業(yè)控制技術(shù),3

23、9,第二節(jié) 設(shè)施農(nóng)業(yè)控制技術(shù)二、設(shè)施農(nóng)業(yè)環(huán)境控制的主要技術(shù),(一)溫度控制技術(shù) (二)光照控制技術(shù) (三)氣體環(huán)境控制技術(shù),2020/8/1,第二節(jié) 設(shè)施農(nóng)業(yè)控制技術(shù),40,第二節(jié) 設(shè)施農(nóng)業(yè)控制技術(shù)二、設(shè)施農(nóng)業(yè)環(huán)境控制的主要技術(shù),(一)溫度控制技術(shù) 溫度控制主要通過(guò)加溫、降溫和保溫隔熱來(lái)實(shí)現(xiàn)。 溫室加溫，在歐美、日本和以色列等發(fā)達(dá)國(guó)家，大型連棟溫室主要采用集中熱水供暖，但也部分采用暖風(fēng)機(jī)管道送風(fēng)方式供暖。,2020/8/1,第二節(jié) 設(shè)施農(nóng)業(yè)控制技術(shù),41,第二節(jié) 設(shè)施農(nóng)業(yè)控制技術(shù)二、設(shè)施農(nóng)業(yè)環(huán)境控制的主要技術(shù),(一)溫度控制技術(shù) 溫室降溫：季節(jié)性利用的溫室有時(shí)安裝有機(jī)械通風(fēng)加濕簾降溫系統(tǒng)。自然

24、通風(fēng)主要通過(guò)開啟側(cè)窗和邊窗進(jìn)行通風(fēng)，齒輪齒條以及拉桿機(jī)構(gòu)常用來(lái)進(jìn)行通風(fēng)窗的開啟，荷蘭Rider等公司在降溫齒輪齒條以及渦輪桿減速機(jī)械方面較有影響。 溫室保溫：美國(guó)有50的溫室采用雙層充氣式覆蓋。瑞典的LS公司、法國(guó) Filclair公司生產(chǎn)的遮陰保溫幕，具有較好的保溫性能，韓國(guó)多采用屋頂噴淋方式進(jìn)行冬夏季溫度的調(diào)節(jié)。,2020/8/1,第二節(jié) 設(shè)施農(nóng)業(yè)控制技術(shù),42,第二節(jié) 設(shè)施農(nóng)業(yè)控制技術(shù)二、設(shè)施農(nóng)業(yè)環(huán)境控制的主要技術(shù),(一)溫度控制技術(shù) 模糊控制技術(shù)是采用與人腦的思維方法相似的控制原理，具有很大的靈活性，它不需要先分析系統(tǒng)的模型，可直接使用專家的意見，一般只需很短的程序和較少的存儲(chǔ)器，便能

25、在很短的時(shí)間內(nèi)完成復(fù)雜的控制任務(wù)。模糊控制系統(tǒng)對(duì)于外界環(huán)境的干擾并不敏感，但卻能保證足夠的工作靈敏度。 在許多溫度控制系統(tǒng)中，被控對(duì)象往往存在著結(jié)構(gòu)和參數(shù)的不確定性、純滯后特性或變量的耦合性，以至難以建立精確的數(shù)學(xué)模型，用現(xiàn)代控制理論都難以達(dá)到滿意的控制效果。,2020/8/1,第二節(jié) 設(shè)施農(nóng)業(yè)控制技術(shù),43,第二節(jié) 設(shè)施農(nóng)業(yè)控制技術(shù)二、設(shè)施農(nóng)業(yè)環(huán)境控制的主要技術(shù),(二)光照控制技術(shù) 光照控制是設(shè)施農(nóng)業(yè)環(huán)境下動(dòng)植物生長(zhǎng)的重要決定因素之一，光照調(diào)節(jié)主要通過(guò)光形態(tài)、光強(qiáng)和光周期來(lái)影響動(dòng)、植物的生理機(jī)能。 北歐、美國(guó)和日本一些發(fā)達(dá)國(guó)家許多蔬菜溫室或育苗溫室均有人工補(bǔ)光措施。荷蘭、美國(guó)的一些企業(yè)為控制

26、花期，也進(jìn)行人工補(bǔ)光措施。遮光調(diào)節(jié)主要用來(lái)進(jìn)行降溫和用一些弱光照植物。畜、禽舍方面，在美國(guó)、丹麥等國(guó)較多地采用間隙式光照以調(diào)節(jié)畜禽的生理和生長(zhǎng)性能。,2020/8/1,第二節(jié) 設(shè)施農(nóng)業(yè)控制技術(shù),44,第二節(jié) 設(shè)施農(nóng)業(yè)控制技術(shù)二、設(shè)施農(nóng)業(yè)環(huán)境控制的主要技術(shù),(三)氣體環(huán)境控制技術(shù) 氣體環(huán)境控制對(duì)溫室環(huán)境主要是補(bǔ)充CO2。荷蘭和美國(guó)均有許多家公司生產(chǎn)燃燒天然氣增施CO2的裝置，日本還以燃燒白煤油和優(yōu)質(zhì)汽油等方法產(chǎn)生CO2。目前，荷蘭、以色列、日本等部分溫室也采用鋼瓶裝液態(tài)CO2進(jìn)行補(bǔ)充。 在畜、禽舍中，主要是控制氨氣等有害氣體。,2020/8/1,第二節(jié) 設(shè)施農(nóng)業(yè)控制技術(shù),45,第二節(jié) 設(shè)施農(nóng)業(yè)控制技術(shù)二、設(shè)施農(nóng)業(yè)環(huán)境控制的主要技術(shù),(三)氣體環(huán)境控制技術(shù) 氣體環(huán)境控制對(duì)溫室環(huán)境主要是補(bǔ)充CO2。荷蘭和美國(guó)均有許多家公司生產(chǎn)燃燒天然氣增施CO2的裝置，日本還以燃燒白煤油和優(yōu)質(zhì)汽油等方法產(chǎn)生CO2。目前，荷蘭、以色列、日本等部分溫室也采用鋼瓶裝液態(tài)CO2進(jìn)行補(bǔ)充。 在畜、禽舍中，主要是控制氨氣等有害氣體。,2020/8/1,第三節(jié) 農(nóng)業(yè)遠(yuǎn)程診斷技術(shù),46,第三節(jié) 農(nóng)業(yè)遠(yuǎn)程診斷技術(shù)一、概述,農(nóng)業(yè)遠(yuǎn)程診斷系統(tǒng)是結(jié)合TCPIP和Internet網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，利用專家系統(tǒng)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)作物病蟲害進(jìn)行遠(yuǎn)程推理、診