速生丰产林病虫害防治专家系统的研究与实现

论文摘要

本课题源于国家支撑科技计划课题子课题——东北地区速生丰产林培育作业远程咨询系统。这个项目是面向广大林农和造林企业,利用现代信息技术集成林木培育与管护、病虫害防治、林木收获利用等整个森林的经营管理的全过程中的相关技术手段和知识,研制速生丰产林培育技术远程咨询服务系统和速生丰产林生产（培育）、经营过程智能决策支持系统。其目的是针对速生丰产林生产经营全过程提供专业技术支持,以改变落后的粗放的经营管理模式,提高土地生产力,为广大农户、林业企业和林场提高经济收入水平服务。本文主要针对其中的速生丰产林病虫害防治专家系统（以下简称系统）的实现方法做研究和讨论。速生丰产林病虫害防治专家系统是一个集病虫害诊断、预报、防治、林木与病虫害基本信息查询以及常见问题问答于一体的综合系统。其中病虫害诊断、预报、防治系统是基于产生式规则的推理系统,而常见问题问答系统则是检索系统。不同的系统功能是建立在不同的数据库结构之上的,而建立这些系统所需数据库的平台只有一个——关系数据库,如何表达不同系统所需要的知识,开发相应的推理机制是本文讨论的重点。本文介绍了速生丰产林病虫害防治系统与诊断系统的设计与实现,包括诊断与防治知识的表达,专家系统推理机的设计以及解释功能的实现。在病虫害诊断推理过程中本文提出了一种采用向量空间模型,通过改写文本分类中TF-IDF公式计算权重,以向量相似度作为规则选择标准的规则选取方法。另外将检索技术引进专家系统功能模块是本系统对突破传统专家系统开发模式的一个尝试。系统研究过程中采用了B/S结构,B/S结构前后台较强的独立性为知识库的设计打下良好基础。后台关系数据库软件采用了著名开源数据库软件MYSQL5.0,前台开发采用当今流行的JSP技术,JSP技术对后台数据库强大的连接、访问与控制能力也为知识库建立提供了有力支持。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.2 国内外研究情况
• 1.2.1 国外研究情况
• 1.2.2 国内研究情况
• 1.3 发展趋势
• 1.4 本文的研究内容
• 2 系统开发相关理论介绍
• 2.1 人工智能
• 2.2 专家系统
• 2.3 知识的表示方法
• 2.4 推理
• 2.4.1 推理的基本概念
• 2.4.2 推理的控制策略
• 2.5 向量空间模型与TF-IDF算法
• 2.5.1 向量空间模型的基本概念
• 2.5.2 TF-IDF权值算法
• 2.6 本章小结
• 3 系统开发相关技术
• 3.1 软件系统体系结构
• 3.2 数据库技术
• 3.3 动态页面技术
• 3.3.1 通用网关接口（CGI）编程
• 3.3.2 动态服务器页面（ASP）
• 3.3.3 Java服务器页面（JSP）
• 3.4 本章小结
• 4 系统总体设计
• 4.1 系统的体系结构
• 4.2 系统结构设计
• 4.3 系统功能组成
• 4.4 本章小结
• 5 系统关键技术研究
• 5.1 知识的获取与表示
• 5.1.1 知识的获取
• 5.1.2 病虫害知识的特点
• 5.1.3 知识的表达
• 5.2 知识库的建立
• 5.3 推理机设计
• 5.3.1 病虫害诊断推理机
• 5.3.2 虫害发生期与发生量预测预报推理机
• 5.4 解释功能的实现
• 5.5 本章小结
• 6 基于智能检索的问答系统
• 6.1 问答系统工作原理
• 6.2 分词
• 6.2.1 常用分词方法
• 6.2.2 分词中的难题
• 6.2.3 分词词库建立
• 6.3 问答知识库
• 6.3.1 LUCENE
• 6.3.2 问答知识库结构
• 6.4 问答系统作为解释器的使用
• 6.5 本章小结
• 7 系统运行实例与分析
• 7.1 系统运行实例
• 7.1.1 病虫害诊断
• 7.1.2 虫害预测预报
• 7.1.3 病虫害知识问答
• 7.2 运行结果分析
• 7.2.1 人工诊断与智能诊断结果比较分析
• 7.2.2 问答系统使用分析
• 7.3 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 附录
• 攻读学位期间发表的学术论文
• 致谢