基于本体的水稻病虫害诊断专家系统研究

论文摘要

本体作为表达知识的共享概念模型，自提出以来就引起了国内外许多学者的关注，并日渐成为知识工程、知识管理、信息检索、语义Web和人工智能中的一种重要的建模工具。本研究针对南方红壤丘陵区水稻病虫害的特点和特征，采用本体开发工具Protégé建立专家知识本体，利用本体推理技术对病虫害进行诊断推理，开展了基于本体的水稻病虫害诊断专家系统研究，设计开发了原型系统。测试试验表明，系统能够较为准确地诊断出的病虫害，并给出相应病虫害防治措施。本文重点研究水稻病虫害智能诊断系统中的三个关键技术，分别是水稻病虫害知识的概念建模、水稻病虫害知识的智能诊断推理和水稻病虫害诊断原型系统设计。研究的主要内容如下：1.研究了基于OWL（OntologyWebLanguage）的水稻病虫害的概念建模方法。根据水稻病虫害的发生特点和知识特征，确定领域知识的建模模式，提出了基于本体的水稻病虫害知识的组织形式，采用OWL实现水稻病虫害本体知识的有效表达，构建水稻病虫害领域的本体模型。2.研究了基于本体的水稻病虫害不确定诊断推理的方法。通过分析水稻病虫害诊断领域的特点，对本体库中的知识进行检索与匹配，提出运用基于本体推理和相似度计算相结合的方法，并利用权系数算法，实现病虫诊断推理过程，提高系统诊断的准确性。3.研制开发了基于本体的水稻病虫害智能诊断原型系统。在MyEclipse平台环境下，采用JSP和Jena技术设计实现了水稻病虫害智能诊断系统。其中虫害诊断主要依据害虫的形态特征、危害部位和危害症状，病害诊断主要依据病斑形状、病斑颜色、危害部位和植株为害症状。系统诊断界面及防治界面友好，清晰易用。本研究结合“十一五”国家科技支撑计划重点项目课题：红壤丘陵区双季稻专家系统的研究与应用（2009BADC4B02），围绕基于本体理论的水稻病虫害智能诊断系统设计技术开展研究，所开发的系统集诊断、防治和查询多种功能于一体，对南方红壤丘陵区水稻病虫害的诊断和防治具有很好的应用价值。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 选题背景和研究意义
• 1.2 研究目标和研究内容
• 1.2.1 研究目标
• 1.2.2 研究内容
• 1.3 论文结构
• 2 研究进展
• 2.1 相关概念
• 2.1.1 本体论
• 2.1.2 Jena概述
• 2.2 国内外研究现状
• 2.2.1 农业本体研究进展
• 2.2.2 农业专家系统研究进展
• 2.3 本章小结
• 3 水稻病虫害领域本体建模研究
• 3.1 水稻病虫害领域分析
• 3.1.1 江西水稻病虫害发生特点
• 3.1.2 水稻病虫害知识特征
• 3.1.3 水稻病虫害领域知识的建模内容
• 3.2 水稻病虫害知识本体建模方法
• 3.2.1 知识表示方法
• 3.2.2 水稻病虫害知识本体定义
• 3.3 水稻病虫害领域本体库的构建
• 3.3.1 水稻虫害知识建模
• 3.3.2 水稻病害知识建模
• 3.4 本章小结
• 4 基于本体的水稻病虫害诊断推理方法研究
• 4.1 推理方法
• 4.1.1 推理类型
• 4.1.2 推理的控制策略
• 4.2 基于本体的水稻病虫害诊断推理
• 4.2.1 基于本体的推理方法
• 4.2.2 本体的检索与匹配
• 4.3 水稻病虫害诊断推理机设计与实现
• 4.3.1 水稻病害知识描述
• 4.3.2 本体的检索与匹配
• 4.3.3 本体修正
• 4.3.4 本体保存
• 4.4 本章小结
• 5 基于本体的水稻病虫害诊断系统的设计
• 5.1 系统目标
• 5.2 技术实现
• 5.2.1 系统框架
• 5.2.2 系统建模
• 5.2.3 系统功能
• 5.2.4 水稻病虫害诊断系统设计
• 5.3 系统开发流程
• 5.4 用户界面实现
• 5.5 本章小结
• 6 总结与展望
• 6.1 工作总结
• 6.2 未来的研究工作
• 参考文献
• 致谢
• 个人简介
• 在读期间发表学术论文及项目情况