苜蓿病虫草鼠害防治专家系统

论文摘要

本研究综述了国内外植保专家系统的研究成果,以贺春贵教授所主编“苜蓿病虫草鼠害防治”(2004)一书为基本素材,应用软件工程和专家系统技术,研究开发了苜蓿病虫草鼠害防治专家系统模块应用框架,建立了基于单机和网络运行的苜蓿病虫草鼠害防治专家系统。该系统由系统管理模块等八大模块构成,对苜蓿病、虫、草、鼠害进行识别、查询、防治技术以及网络交互,初步实现了苜蓿有害生物综合治理和科学防治的专家决策体系。苜蓿病虫草鼠害防治专家系统开发平台.NET Framework2.0,由软通动力信息技术有限公司北京总部(http://www.isoftstone.com)协助提供。该平台运用微软智能客户端技术(Smart Client)开发完成的,它既有Windows程序的强大用户界面,又可以享受Web应用升级和更新的便捷。可以说是充分利用了Windows和Web技术的优势。其每个模块的构建都是通过采用“浏览器/Web服务器/数据库系统”3层网络结构模型实现的。平台面向对象的程序语言是Microsoft Visual C#,辅助以InterDev,Asp,HTML语言,Dream Weaver网页制作工具,并以Microsoft SOL Server2005作为后台数据库开发。在此平台下开发出的苜蓿病虫草害专家系统采用了Windows操作界面,菜单驱动,易学易用,既可以单机运行,又可以在网络环境下运行,支持多用户同时访问。针对不同用户拥有不同的开发环境。用分布式技术、构件技术、Web技术、面向对象技术、这样的分层结构可以使本系统方便的进行升级和完善。开发人员接到用户的反馈后,可以不断修改和完善系统。本系统涉及了苜蓿主要虫害50种、病害40多种、杂草30多种、鼠害4种作为研究对象,并利用面向对象的知识表示方法来进行苜蓿病虫草鼠害知识的计算机信息表达,使知识获取、知识表示、和利用有机的结合起来,在一定程度上克服了知识获取的“瓶颈”问题。采用人工的系统学习机制来保证知识表达的准确性和实用性,通过专家管理界面进行知识的补充、删除和修改。由于苜蓿病虫草鼠害防治专家系统的知识类型复杂,因此,所收集的知识需要经过整理抽取,使知识和信息规范化,才能符合计算机数据信息推理和检索的处理要求,有利于知识的表达和利用。本系统按照病虫草鼠危害的部位进行对象分类,即以苜蓿为父类,整株、根、茎、叶、芽、花、果实为子类进行知识抽取和整理,分别建立苜蓿病虫草鼠害知识库和苜蓿病虫草鼠害关键词知识库,充分利用文字、图片等信息进行知识的表达。本系统在推理策略上选择数据驱动和目标驱动相结合,即采用正反向混合推理的模式,系统操作简单,方便实用,有效的解决了病虫草鼠害“并发症”的诊断问题。根据推理过程中界面知识表达的完整性和用户不同知识水平的需求程度,苜蓿病虫草鼠害专家系统诊断方式分为检索式诊断模式和关键词诊断模式。检索式诊断模式是一种由系统程序引导的判断模式,用户根据界面提示病虫草鼠危害部位和典型症状,利用面向对象的推理策略,经过正反向推理得出具有这些症状的病虫草鼠害中文名、英文名、拉丁学名等,并给出详细信息;关键词式诊断方式是根据用户选择的关键词或输入的关键词进行匹配,经过正反推理,得出具有这些苜蓿症状的病虫草鼠害名称并给出详细的防治方法和信息。

论文目录

• 摘要
• Summary
• 前言
• 第一章 文献综述
• 1 专家系统在植物保护领域中的应用现状
• 1.1 国外应用现状
• 1.2 国内应用现状
• 2 专家系统技术在植物保护学科上的特色
• 2.1 应用范围全面化
• 2.2 功能模块集成化
• 2.3 开发方式和技术手段多样化
• 2.4 分布的国家和地区普遍化
• 2.5 设计风格傻瓜化
• 3 我国植保专家系统存在的问题
• 3.1 植保专家系统总体技术水平还不高
• 3.2 高层植保信息技术开发人才缺乏，利用信息技术能力低
• 3.3 资源开发不能满足植保发展需要
• 3.4 应用与开发脱节，适用对象狭窄，系统的维护和完善不能落实
• 3.5 知识库的深度和广度不够，资料收集一直是植保的“瓶颈”
• 3.6 信息获取困难，存储方式落后
• 3.7 开发工具不完善，商业化水平很低
• 3.8 农村信息化、网络化程度低
• 3.9 植保专家系统应用的外部环境也存在一些问题
• 4 我国植保领域专家系统应用展望
• 4.1 促进植保信息技术革命，加速植保信息产业化
• 4.2 突出多学科集成，增强系统综合功能
• 4.3 面向多层次对象服务
• 4.4 开发与应用双管齐下，静态与动态结合，发挥二次开发的能动性
• 4.5 注重高新技术利用及多种技术的综合应用，使植保专家系统达到人性化
• 4.6 系统网络化发展，实现资源共享
• 4.7 市场国际化
• 4.8 为农业持续发展服务是植保专家系统开发的出发点和终极目标
• 5 苜蓿病虫草鼠害防治专家系统在植保专家系统领域研究的目的和意义
• 5.1 目的
• 5.2 意义
• 6 结束语
• 第二章 系统分析与设计
• 1 苜蓿病虫草鼠害防治专家系统的设计思路
• 1.1 软件策划
• 1.2 需求分析
• 1.3 软件分析
• 1.4 编码思路
• 1.5 测试思路
• 1.6 维护思路
• 2 苜蓿病虫草鼠害防治专家系统的设计原则
• 2.1 模块化的设计原则
• 2.2 实用性原则
• 2.3 可扩充性原则
• 2.4 统一性与简单性原则
• 3 苜蓿病虫草鼠害防治专家系统的设计方法与原理
• 3.1 系统扩充
• 3.2 系统藕合
• 3.3 系统集成
• 4 苜蓿病虫草鼠害防治专家系统设计目标
• 5 苜蓿病虫草害防治专家系统总体构架构建
• 5.1 苜蓿病虫草鼠害研究成果收集整理
• 5.2 苜蓿病虫草害模块数据库的设计
• 5.3 专家系统逻辑推理机的设计
• 5.4 专家系统设计技术流程
• 6 苜蓿病虫草鼠害防治专家系统功能模块的设计
• 6.1 系统管理模块
• 6.2 病虫草鼠害表象数据信息录入模块
• 6.2.1 虫害表象信息模块
• 6.2.2 病害表象信息模块
• 6.2.3 草害表象信息模块
• 6.2.4 鼠害表象信息模块
• 6.3 病虫草鼠危害苜蓿的症状信息录入模块
• 6.4 组合数据查询模块
• 6.5 网络查询模块
• 6.6 病虫草鼠害防治模块
• 6.7 顺序浏览模块
• 6.8 苜蓿田常用药剂信息模块
• 7 讨论
• 8 小结
• 第三章 系统开发与实现
• 1 苜蓿病虫草鼠害防治专家系统的开发与运行环境
• 1.1 开发环境
• 1.2 运行环境
• 2 系统运行环境的设置
• 3 知识库实现规则
• 4 数据库实现规则
• 5 推理机实现规则
• 6 系统登陆的实现
• 7 系统功能模块的开发与实现
• 7.1 系统管理模块的实现
• 7.2 病虫草鼠害表象数据信息录入模块的实现
• 7.2.1 虫害表象信息模块的实现
• 7.2.2 病害表象信息模块的实现
• 7.2.3 草害表象信息模块的实现
• 7.2.4 鼠害表象信息模块的实现
• 7.3 病虫草鼠危害苜蓿的症状信息录入模块的实现
• 7.4 苜蓿田常用药剂信息模块的实现
• 7.5 单机和网络数据查询模块的实现
• 7.6 病虫草鼠害防治模块的实现
• 7.7 顺序浏览模块的实现
• 8 系统的测试、完善、发布与维护
• 8.1 系统的测试
• 8.2 系统的完善、发布与维护
• 9 SQLServer2005 数据库管理界面
• 10 软件安装
• 致谢
• 参考文献
• 作者简介
• 导师简介