精確農(nóng)業(yè)概論

1、題型：填空、名詞解釋、簡答、論述第一章精確農(nóng)業(yè)概述現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展也帶來了很多問題：環(huán)境、生態(tài)的惡化農(nóng)產(chǎn)品中的藥物殘留資源的過度投入與浪 費(fèi)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的效益下降解決這些問題要求：減少農(nóng)業(yè)資源和化學(xué)品的投入提高利用效率降低對環(huán)境和生態(tài)的負(fù)面影響空間差異性是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的最重要特征之一精確農(nóng)業(yè)的思想依據(jù)：農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件的空間差異性；目標(biāo)：最合理地利用農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資源和保護(hù)生態(tài)環(huán)境； 核心：據(jù)作物個(gè)體或小群體的需要，及時(shí)精確地進(jìn)行有關(guān)作業(yè)；技術(shù)支撐：現(xiàn)代電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)等 高新技術(shù)；精確農(nóng)業(yè)的核心技術(shù)體系：一個(gè)完整的精確農(nóng)業(yè)體系應(yīng)包括信息的采集、信息的處理、決策的生成及 決策的執(zhí)行等系統(tǒng)。其核心技術(shù)可概括為“

2、7S”。GIS-地理信息系統(tǒng)、GPS-全球定位系統(tǒng)、RS （或RSS） 一遙感系統(tǒng)、SS-模擬系統(tǒng)、ES-專家系統(tǒng)、DSS 決策支持系統(tǒng)、ICS智能控制系統(tǒng)。前“3S”（GIS、 GPS、RS）用于信息的采集，后“3S”（SS、ES、DSS ）用于信息的處理及決策生成，ICS用于決策的執(zhí)行。第二章GPS及其在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用GPS導(dǎo)航定位系統(tǒng)的組成：衛(wèi)星、地面站、用戶設(shè)備。導(dǎo)航定位參數(shù)的測定和用戶位置的解算工作， 可由系統(tǒng)任何一個(gè)部分來完全成。用戶不必發(fā)射信號而只需接收信號，這樣做的結(jié)果是系統(tǒng)可容納無限多 個(gè)用戶，并且也保證了用戶自身位置不被暴露。GPS定位衛(wèi)星是一種高軌衛(wèi)星系統(tǒng)，衛(wèi)星運(yùn)行周期接近

3、12小時(shí)。精確地說衛(wèi)星經(jīng)過地面上同一點(diǎn)上空的 時(shí)間，每天要提前4分鐘。時(shí)間基準(zhǔn)對于精確定位十分重要。每顆衛(wèi)星上都裝有4臺(tái)原子鐘（一般為兩臺(tái)銫鐘和兩臺(tái)銣鐘）。各衛(wèi) 星的原子鐘互相同步并與地面站組的原子鐘同步，建立起GPS系統(tǒng)的精密時(shí)系，稱GPS時(shí)。地面站組又稱地面控制部分。包括四個(gè)監(jiān)控站、一個(gè)上行注入站和一個(gè)主控站。監(jiān)控站接收衛(wèi)星的擴(kuò)頻信號，求出相對于原子鐘的偽距和偽距差，檢出衛(wèi)星的導(dǎo)航數(shù)據(jù)并將偽距、星歷、 氣象數(shù)據(jù)以及衛(wèi)星狀態(tài)數(shù)據(jù)一并傳送至主控站。主控站設(shè)在范登堡空軍基地，負(fù)責(zé)對地面監(jiān)控站的全面控制。主控站對測得的偽距進(jìn)行傳播時(shí)延改正， 并將這些數(shù)據(jù)編成導(dǎo)航電文送到注入站。注入站也設(shè)在范登堡空

4、軍基地，它的任務(wù)是通過S波段的指令的控制線路將導(dǎo)航數(shù)據(jù)注入到衛(wèi)星的導(dǎo) 航處理系統(tǒng)，這種注入對每一顆衛(wèi)星每天注入一次，并在衛(wèi)星離開注入站作用范圍之前進(jìn)行最后的注入。用戶設(shè)備：用戶接收機(jī)應(yīng)具備的主要功能是接收衛(wèi)星播發(fā)的信號并利用本機(jī)產(chǎn)生的偽隨機(jī)編碼取得距 離觀測量和導(dǎo)航電文，根據(jù)導(dǎo)航電文提供的衛(wèi)星位置和時(shí)鐘改正信息，計(jì)算接收機(jī)的位置。GPS衛(wèi)星發(fā)射信號的載頻有兩個(gè)，L1、L2。衛(wèi)星播發(fā)的信號包括P碼（供美國軍方及特許用戶使用的保 密碼）、C/A （供一般用戶使用）碼和D碼，其中L1調(diào)制有P碼，C/A碼和D碼，L2上只調(diào)制有P碼和D 碼。選擇L波段的原因之一為了削弱電離層的影響。 10.衛(wèi)星至接收機(jī)

5、的距離與接收機(jī)鐘差修正值之和,通常稱其為偽距離或偽距。GPS偽距測量原理GPS全球定位系統(tǒng)采用多星高軌測距體制以距離為基本觀測量。通過對四顆衛(wèi)星同時(shí)進(jìn)行偽距測量即可 歸算出接受機(jī)的位置。GPS全球?qū)Ш蕉ㄎ幌到y(tǒng)的誤差主要來自三個(gè)方面：衛(wèi)星部分的誤差、信號在空間傳播的誤差、用戶接 收機(jī)的誤差13目前至少有三種差分GPS工作方式可付諸實(shí)施。其一，把接收機(jī)放置在地理位置已知的點(diǎn)上，測出GPS衛(wèi)星導(dǎo)出解（即位置）的誤差項(xiàng)，然后將此信息播 發(fā)給用戶進(jìn)行校正。其二，把一部接收機(jī)放在地理位置已知的點(diǎn)上，確定至所有視界以上衛(wèi)星偽距的偏 差值，一般是使用通道數(shù)較一般配GPS接收機(jī)要多的GPS接收裝置，以保證同時(shí)能

6、收到視界以上人武部衛(wèi) 星發(fā)出的信號，經(jīng)處理后再把它們發(fā)播給用戶。其三，是由地面臺(tái)充當(dāng)一顆偽衛(wèi)星。由它計(jì)算出所有衛(wèi)星偽距的偏差后，加進(jìn)到由偽衛(wèi)星發(fā)播的導(dǎo)航電文 中去。用戶接收此電文，且把它作為常規(guī)導(dǎo)航電文的一部分，來校正其相應(yīng)的解。14.GPS在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用農(nóng)田面積和周邊測量引導(dǎo)田間變量信息定位采集作物產(chǎn)量小區(qū)定位計(jì)算變量作業(yè)機(jī)械實(shí)施定位處方施肥、播種、噴藥、灌溉農(nóng)業(yè)機(jī)械田間導(dǎo)航第三章GIS及其在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用信息是指用文字、數(shù)字、符號、語言、圖像等介質(zhì)來表示事件、事物、現(xiàn)象等的內(nèi)容、數(shù)量或特征，從 而向人們（或系統(tǒng)）提供關(guān)于現(xiàn)實(shí)世界新的事實(shí)和知識。地理信息：表征地理系統(tǒng)諸要素的數(shù)量、質(zhì)量、分布特

7、征、相互聯(lián)系和變化規(guī)律的數(shù)字、文字、圖像和 圖形等的總稱。地理信息系統(tǒng)：是以空間地理信息數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ)，在計(jì)算機(jī)硬軟件技術(shù)支持下采集、存貯、管理、檢索 及綜合分析各種地理空間信息的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)地理信息系統(tǒng)的特征：具有采集、管理、分析和輸出多種空間信息的能力；具有空間分析、多要素 綜合分析和預(yù)測預(yù)報(bào)的能力，為宏觀決策管理服務(wù)；能實(shí)現(xiàn)快速、準(zhǔn)確的空間分析和動(dòng)態(tài)監(jiān)測研究。地理信息系統(tǒng)的分類：專題地理信息系統(tǒng)、區(qū)域地理信息系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)工具6地理信息系統(tǒng)主要由四部分組成：計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)、空間數(shù)據(jù)庫、管理人員7.GIS數(shù)據(jù)-地理數(shù)據(jù)類型：屬性數(shù)據(jù)、幾何數(shù)據(jù)、關(guān)系數(shù)據(jù)。8地理數(shù)據(jù)特征：屬性

8、特征、空間特征、時(shí)間特征9空間對象的拓?fù)淇臻g關(guān)系拓?fù)湓兀狐c(diǎn)：孤立點(diǎn)、線的端點(diǎn)、面的首尾點(diǎn)、鏈的連接點(diǎn)線：兩結(jié)點(diǎn)之間的有序弧段，包括鏈、弧段和線段面：若干弧段組成的多邊形基本拓?fù)潢P(guān)系關(guān)聯(lián)：不同拓?fù)湓刂g的關(guān)系鄰接：相同拓?fù)湓刂g的關(guān)系包含：面與其他元素之間的關(guān)系層次：相同拓?fù)湓刂g的層次關(guān)系拓?fù)湓亓恐g的關(guān)系：歐拉公式 10GIS數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：屬性數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)GIS中屬性數(shù)據(jù)主要是與各種專題地圖有關(guān)的數(shù)量、類別、等級等描述性信息。空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)就是適合計(jì)算機(jī)系統(tǒng)存貯、管理和處理的地學(xué)圖形的邏輯結(jié)構(gòu)矢量數(shù)據(jù)表示的坐標(biāo)是空間連續(xù)的，因此可精確地定義地理實(shí)體的

9、任意位置、長度、面積等。11GIS的基本功能數(shù)據(jù)的采集、編輯數(shù)據(jù)的組織與管理格式化、轉(zhuǎn)換、概括化顯示、查詢空間分析與應(yīng)用12在數(shù)據(jù)的組織與管理中，最為關(guān)鍵的是如何將空間數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)融合為一體13數(shù)據(jù)格式化是指不同數(shù)據(jù)間的變換，尤其是矢量數(shù)據(jù)與柵格數(shù)據(jù)之間的轉(zhuǎn)化。14數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換涉及到數(shù)據(jù)比例尺的縮放、平移、旋轉(zhuǎn)等方面，其中最主要的是投影變換。15GIS的應(yīng)用領(lǐng)域：災(zāi)害控制和分析：水土保護(hù)、農(nóng)業(yè)決策和精細(xì)農(nóng)業(yè)、海洋漁業(yè)、環(huán)境保護(hù)、城市GIS、數(shù)字地球、軍事國防等16.GIS在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用：農(nóng)作物估產(chǎn)、地形估計(jì)、肥料用量估計(jì)第4章RS技術(shù)及其應(yīng)用4.1遙感的概念 1.遙感就是在一定距離之外，不與目標(biāo)

10、物體直接接觸，通過傳感器收集被測目標(biāo)所發(fā)（反）射出來的電 磁波能量而加以記錄，以供有關(guān)專業(yè)信息的識別、分類和分析的一種技術(shù)學(xué)科。遙測是指對被測物體某些運(yùn)動(dòng)參數(shù)和性質(zhì)進(jìn)行遠(yuǎn)離測量的技術(shù)，分接觸測量和非接觸測量。遙控是指遠(yuǎn)距 離控制目標(biāo)物運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和過程的技術(shù)。 一個(gè)完整的遙感系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)由三個(gè)部分組成：即傳感器，載體和指揮系統(tǒng)。傳感器：就是收集目標(biāo)物所反射或者發(fā)射的電磁波信息的裝置。它是遙感系統(tǒng)的主要功能組成部分。包括 多波段照相機(jī)、電視攝影機(jī)、多波段光譜掃描儀、電荷耦合器、紅外光譜儀等。載體：亦稱平臺(tái)，它是負(fù)載這些傳感器的工具，最常見的有相機(jī)支架、氣球、飛機(jī)，目前已發(fā)展為各種衛(wèi) 星。指揮系統(tǒng)：指揮和

11、控制傳感器與平臺(tái)并接收其信息的指揮部，現(xiàn)代遙感的指揮系統(tǒng)一般均為計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。3遙感技術(shù)的研究主要分兩個(gè)方面，即遙感技術(shù)的進(jìn)步和遙感技術(shù)的應(yīng)用4.3大氣氣的透過特性和大氣窗口4實(shí)驗(yàn)證明，光是一種電磁波，具有電磁波的性質(zhì)，是一種橫波；在真空中以光速傳播；電磁波具 有波粒二象性。電磁波譜：按電磁波在真空中傳播的波長或頻率，遞增或遞減排列，則構(gòu)成了電磁波譜。該波譜以頻率 從高到低排列，可以劃分為Y射線、X射線、紫外線、可見光、紅外線、無線電波大氣對太陽輻射的影響：大氣層的反射作用；大氣層的吸收作用；大氣的散射作用在電磁波通過大氣層的過程中，被吸收和散射的比例較小而透過率很高的波段，也就是電磁波在大氣中

12、 傳輸損耗率很小的波段，它被稱之為大氣窗口。影響光譜值與影像的質(zhì)量的因素：太陽高度角（太陽高度角愈小，則電磁波輻射通過大氣層的厚度就 愈大，因而產(chǎn)生散射、吸收的比例也就愈大大氣的成分4.4航空遙感航空遙感是以中低空遙感平臺(tái)為基礎(chǔ)進(jìn)行攝影（或掃描）成像的遙感方式。航空遙感平臺(tái)氣球；飛機(jī)；主光軸：通過物鏡中心并與主平面（或焦平面）垂直的直線稱為主光軸。像主點(diǎn)：主光軸與感光片的交點(diǎn)稱為像主點(diǎn)。航攝傾角與像點(diǎn)傾角：主光軸與鉛垂線的夾角a。單航線攝影：沿一條航線對地面上狹長地帶或線狀地物（如鐵路、公路、河流、管道等）進(jìn)行的連續(xù) 攝影。多航線攝影（面積攝影）：沿?cái)?shù)條互相平行的直線航線對一個(gè)廣大區(qū)域進(jìn)行的連

13、續(xù)的、布滿區(qū)的攝影。航空遙感特點(diǎn)航空遙感空間分辨率高、信息量大。航空遙感靈活，適用于一些專題遙感研究。航空遙感作為實(shí)驗(yàn) 性技術(shù)系統(tǒng)，是各種星載遙感儀器的先行檢驗(yàn)者。信息獲取方便。航片上的標(biāo)志：像幅規(guī)格、框標(biāo)（像片四角隅的“X”標(biāo)志）、時(shí)表（記錄本張像片的拍攝時(shí)刻）、水 準(zhǔn)器（水準(zhǔn)氣泡居中時(shí)水平）、壓平線（像片四邊井字形直線叫壓平線，其彎曲度說明攝影時(shí)感光膠片未 壓平而產(chǎn)生的影像變形情況）、像片編號航空像片的投影原理：中心投影。凡空間任意點(diǎn)A （物點(diǎn)）與一固定點(diǎn)S （投影中心）連成的直線或延 長線（即中心光線）被一個(gè)平面（像平面）所截，則此直線與平面的交點(diǎn)a （像點(diǎn)）稱為A點(diǎn)的中心投影航空像片上

14、某一線段長度與地面相應(yīng)線段長度之比，稱為像片比例尺影響航空像片比例尺的因素：焦距（正比）和航高（反比）、受地形因素（平坦地區(qū)像片的比例尺可以 近似看成處處一致）航空像片的物理特性：色調(diào)：地物電磁輻射能量在像片上的模擬記錄，在黑白像片上表現(xiàn)為灰度，在彩色像上表現(xiàn)為色彩。 色彩：彩色像上某一部分的顏色稱為此部分的色彩?；译A：灰度分成若干個(gè)等級，每一等級稱為一級灰階。一般用2n（n是正整數(shù)）表示灰階序號0,1,2,3, 2n-1。亮度系數(shù)：在相同照度下，某物體表面亮度與絕對白色的理想物體表面亮度之比。表示地物發(fā)射（或反 射）光的能力。影響航空像片色調(diào)的因素地物表面亮度：其取決于攝影時(shí)照度和地物自身的

15、亮度系數(shù)。（1）照度：太陽輻射到地表的強(qiáng)度，即像片上的灰度色調(diào)。（2）地物亮度系數(shù)：當(dāng)照度一定時(shí)，地物亮度系數(shù)決定著地物在黑白航空像片上的相應(yīng)影像的色調(diào)。亮 度系數(shù)越大，色調(diào)越淺。感光材料：感光度攝影技術(shù)：曝光量的選擇、感光片的沖洗及印像、放大技術(shù)等。航空像片的分辨率是衡量其質(zhì)量和確定其使用價(jià)值的重要物理特性，它通常是指一幅像片內(nèi)辨別和 區(qū)分相鄰近兩個(gè)物體的能力，常使用影像分辨率和地面分辨率兩種概念。影像分辨率 是指像片或底片上1mm距離內(nèi)能夠分辨出線條的數(shù)目。地面分辨率 是指在離地面一定高度的空中所獲得的圖像資料，經(jīng)過航攝儀器（透鏡組）或其它電子儀 器的放大，所能觀察到地面最小物體的尺寸，即

16、在航空像片上能分辨出最小物體的大小。4.5 航天遙感航天遙感是以衛(wèi)星為工作平臺(tái)的遙感技術(shù)。衛(wèi)星按用途可分為三種：偵察衛(wèi)星 它是為軍事偵察目的服務(wù)的，要求有較高的分辨率。氣象衛(wèi) 星 它為氣象目的服務(wù)，以攝制云圖為主要目標(biāo)，要求像片的分辨率比較低。但它要求全球覆蓋和重復(fù)觀 測。陸地衛(wèi)星它為探測地球資源目的服務(wù)。所以要求像片分辨率較高，要能既看到宏觀輪廓、又能分 辨地面的細(xì)節(jié)。太空飛行器軌道傾角大于0時(shí)，軌道地跡線與地球赤道相交產(chǎn)生兩個(gè)交點(diǎn)，飛行器由北向南飛越赤道 的交點(diǎn)稱為降交點(diǎn)，反之稱為升交點(diǎn)4.6地物、植物光譜反射特性 24 .地物光譜特性：地物反射、吸收、透射電磁波的特性。到達(dá)地面的太陽輻射

17、能量=反射能量+吸收能量+透射能量。對不透明地物透射率為0,。反射率高的地物，其吸收率就低。吸收率高的地物，其反射率就低。地物的反射率可以測定，而吸收 率須通過反射率推求。地物的反射率隨入射波長變化的規(guī)律，叫做地物的反射光譜。按地物反射率與波長之間關(guān)系繪成曲線 圖（橫坐標(biāo)為波長值，縱坐標(biāo)為反射率），稱為地物反射光譜曲線。4.6.1.2地物的發(fā)射光譜特性通常地物發(fā)射電磁波的能力是以發(fā)射率作為測量標(biāo)準(zhǔn)，而地物的發(fā)射率又是以黑體輻射作為基準(zhǔn)。黑體是指在任何溫度下，對任何波長的輻射能量完全吸收，而且具有最大發(fā)射率的物體。黑體的熱輻射稱 為黑體輻射。黑體輻射通量密度，可以用普朗克公式表示，對于全部波長范

18、圍內(nèi)的輻射通量密度，可以用斯蒂芬一玻爾 茲曼定律表示，對于某個(gè)絕對溫度，輻射通量密度在某個(gè)波長上有個(gè)最大值，這個(gè)最大值所對應(yīng)的波長入 max。可以用維恩位移定律表示地物的發(fā)射率是指地物單位面積上輻射能量W與同一溫度下同面積黑體輻射能量W黑之比值。按發(fā)射率與波長的不同關(guān)系，可以把紅外輻射源分成三類：黑體或絕對黑體灰體選擇性輻射體在任一給定的溫度下，地物單位面積上的輻射通量密度和吸收率之比，對任何地物都是一個(gè)常數(shù)，并 等于該溫度下同面積黑體輻射通量密度W黑，這就是基爾霍夫定律?；鶢柣舴蚨刹坏珜λ胁ㄩL的全輻 射是正確的，而且對波長為入的任何單色波長的輻射也是正確的。這個(gè)定律的含義是，好的吸收體也

19、是好 的發(fā)射體。在一給定的溫度下，任何地物的發(fā)射率，在數(shù)值上等于該溫度下的吸收率。地物的發(fā)射率隨波長變化的規(guī)律，稱做地物發(fā)射光譜。亮度溫度是由輻射計(jì)把所接收到的來自地物的輻射能量轉(zhuǎn)換而來。透射率就是入射到地物的能量與入射光總能量的百分比4.6.2綠色植物的光譜反射曲線綠色植物的光譜反射特性是葉綠素在葉片內(nèi)的水溶膠體的反映。4.7典型遙感軟件簡介101圖像處理系統(tǒng)、ER MaPPer圖像處理軟件4.8遙感的農(nóng)業(yè)應(yīng)用簡介：熱紅外遙感土壤水多譜段遙感土壤水微波遙感土壤水（包括被動(dòng)微波方 法和主動(dòng)微波方法）應(yīng)用NOAA - AVHRR數(shù)據(jù)探測土壤水用熱紅外遙感確定土壤水分包含兩方面的內(nèi)容，一是測定地表

20、溫度，二是確定土壤中水分總量與地表 溫度之間的定量關(guān)系。由土壤導(dǎo)熱率（K）和土壤熱容量（C）定義的土壤自身的熱慣性（P ）則是限制土壤溫度日變幅大小的 內(nèi)在控制因素4.8.2農(nóng)作物遙感動(dòng)態(tài)監(jiān)測與估產(chǎn)采用遙感技術(shù)對農(nóng)作物進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測和估產(chǎn)的基本方法首先在估產(chǎn)區(qū)根據(jù)其自然條件、氣候特征以及歷史的糧食產(chǎn)量和播種面積的實(shí)際情況，將基本類似的區(qū)域 劃成若干產(chǎn)區(qū)。農(nóng)作物種植面積提取。農(nóng)作物長勢動(dòng)態(tài)監(jiān)測。估產(chǎn)精度分析。一個(gè)地區(qū)的農(nóng)作物結(jié)構(gòu)包括農(nóng)作物種類、熟制和套復(fù)種類型三個(gè)方面。第5章專家系統(tǒng)及其農(nóng)業(yè)應(yīng)用簡介專家系：應(yīng)用于某一專門領(lǐng)域，擁有該領(lǐng)域相當(dāng)數(shù)量的專家級知識，能模擬專家的思維，能達(dá)到專家級 水平，能

21、像專家一樣解決困難和復(fù)雜的實(shí)際問題的計(jì)算機(jī)（軟件）系統(tǒng)。專家系統(tǒng)應(yīng)該具備以下四個(gè)要素：（1）應(yīng)用于某專門領(lǐng)域；（2）擁有專家級知識；（3）能模擬專家的思 維；（4）能達(dá)到專家級水平。 專家系統(tǒng)具有下列特點(diǎn)：（1）從處理的問題性質(zhì)看，專家系統(tǒng)善于解決那些不確定性的、非結(jié)構(gòu)化的、 沒有算法解或雖有算法解但在現(xiàn)有的機(jī)器上無法實(shí)施的困難問題。（2）從處理問題的方法看，專家系統(tǒng)則 是靠知識和推理來解決問題（不像傳統(tǒng)軟件系統(tǒng)使用固定的算法來解決問題），所以，專家系統(tǒng)是基于知 識的智能問題求解系統(tǒng)。（3）從系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)來看，專家系統(tǒng)則強(qiáng)調(diào)知識與推理的分離，因而系統(tǒng)具有很好 的靈活性和可擴(kuò)充性。（4）專家系統(tǒng)一

22、般還具有解釋功能，即在運(yùn)行過程中一方面能回答用戶提出的問題， 另一方面還能對最后的輸出（結(jié)論）或處理問題的過程作出解釋。（5）有些專家系統(tǒng)還具有“自學(xué)習(xí)”能 力，即不斷對自己的知識進(jìn)行擴(kuò)充、完善和提煉。這一點(diǎn)是傳統(tǒng)系統(tǒng)所無法比擬的。（6）專家系統(tǒng)不像人 那樣容易疲勞、遺忘，易受環(huán)境、情緒等的影響，它可始終如一地以專家級的高水平求解問題。建造專家系統(tǒng)就涉及到知識獲取、知識表示、知識的組織與管理和知識的利用等一系列關(guān)于知識處理的 技術(shù)和方法。5.2專家系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)概念結(jié)構(gòu)：知識庫（就是以某種表示形式存儲(chǔ)于計(jì)算機(jī)中的知識的集合）推理機(jī)（就是實(shí)現(xiàn)（機(jī)器） 推理的程序，是使用知識庫中的知識進(jìn)行推理而解決問

23、題的。）動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)庫（它是存放初始證據(jù)事實(shí)、 推理結(jié)果和控制信息的場所）人機(jī)界面（最終用戶與專家系統(tǒng)的交互界面）解釋模塊（負(fù)責(zé)向用戶 解釋專家系統(tǒng)的行為和結(jié)果）知識庫管理系統(tǒng)（是知識庫的支撐軟件）概念結(jié)構(gòu):理想結(jié)構(gòu):概念結(jié)構(gòu):理想結(jié)構(gòu):在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，專家系統(tǒng)也可以設(shè)計(jì)成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，瀏覽器/服務(wù)器結(jié)構(gòu)稱為網(wǎng)上專家系統(tǒng)。適合于分布 式計(jì)算環(huán)境的專家系統(tǒng)稱為分布式專家系統(tǒng)。5.2.4黑板模型“黑板模型”是一種典型而流行的專家系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模式。黑板：就是一個(gè)分層的全局工作區(qū)（或稱全局?jǐn)?shù)據(jù)庫）。知識源：就是一個(gè)知識模塊。控制機(jī)構(gòu)：求解問題的推理機(jī)構(gòu)，由監(jiān)督程序和調(diào)度程序組成。5.4專家系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)：專家系統(tǒng)的

24、開發(fā)方法：快速原型與增量式開發(fā)快速原型與增量式開發(fā)，就是在開發(fā)一個(gè)大型軟件系統(tǒng)之前，先盡快地建立一個(gè)簡單的小型的系統(tǒng)“模型” 稱之為系統(tǒng)原型；然后，對原型進(jìn)行擴(kuò)充，即在原型的基礎(chǔ)上進(jìn)行地繼續(xù)開發(fā)，即增量式開發(fā)，這樣 像滾雪球似地直至完成整個(gè)系統(tǒng)專家系統(tǒng)設(shè)計(jì)的內(nèi)容：知識獲取、知識表示與知識描述語言設(shè)計(jì)、知識庫與知識庫管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)、推 理機(jī)與解釋功能設(shè)計(jì)、算法設(shè)計(jì)與程序設(shè)計(jì)、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、人機(jī)界面設(shè)計(jì)知識獲取是建造專家系統(tǒng)的關(guān)鍵一步，知識獲取大體有三種途徑。人工獲取、半自動(dòng)獲取、自動(dòng)獲取 知識庫是專家系統(tǒng)的核心，知識管理由知識庫管理系統(tǒng)負(fù)責(zé)。知識庫設(shè)計(jì)主要是設(shè)計(jì)知識庫的結(jié)構(gòu)，即知識的組織形式。5.

25、5專家系統(tǒng)開發(fā)工具與環(huán)境專家系統(tǒng)開發(fā)工具：面向AI的程序設(shè)計(jì)語言、知識表示語言、外殼系統(tǒng)、組合式構(gòu)造工具、專家系統(tǒng) 工具EST專家系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境提供的功能主要有：（1）多種知識表示多種不精確推理模型多種知識獲取手段多樣的輔助工具（5）多樣的友好用戶界面廣泛的適應(yīng)性5.6新一代專家系統(tǒng)研究深層知識專家系統(tǒng)：不僅具有專家經(jīng)驗(yàn)性表層知識，而且具有深層次的專業(yè)知識。模糊專家系統(tǒng)：主要特點(diǎn)是通過模糊推理解決問題的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)專家系統(tǒng)：用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來實(shí)現(xiàn)專家系統(tǒng)的功能模塊，如：自學(xué)習(xí)、自適應(yīng)大型協(xié)同分布式專家系統(tǒng)網(wǎng)上（多媒體）專家系統(tǒng)：建在Internet上的專家系統(tǒng)事務(wù)處理專家系統(tǒng)：打破了將專家系統(tǒng)孤立于主流的

26、數(shù)據(jù)處理應(yīng)用之外的局面第6章作物模擬系統(tǒng)6.1作物生產(chǎn)系統(tǒng)的特點(diǎn)作物系統(tǒng)的組成：生態(tài)、經(jīng)濟(jì)、技術(shù)、社會(huì)特性：開放性、行為的目的性（人為控制的復(fù)合大系統(tǒng)）一般特征：結(jié)構(gòu)性、功能性、整體性、動(dòng)態(tài)型獨(dú)特方面：隨機(jī)性、模糊性、灰色性：6.2作物模擬模型的概念及應(yīng)用模型的分類：思維模型、物理模型、數(shù)學(xué)模型。數(shù)學(xué)模型可分為：統(tǒng)計(jì)學(xué)模型和機(jī)理模型作物生產(chǎn)系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)模擬（簡稱作物模擬）：是利用計(jì)算機(jī)描述作物生產(chǎn)過程的一種方法。它是以系 統(tǒng)分析的原理和計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)為基礎(chǔ)，結(jié)合作物生理學(xué)、生態(tài)學(xué)、農(nóng)學(xué)、農(nóng)業(yè)氣象學(xué)等與作物生產(chǎn)有關(guān) 學(xué)科的知識，定量描述作物的生長發(fā)育和產(chǎn)量的形成過程以及作物對周圍環(huán)境的反應(yīng)。作物

27、生長發(fā)育的模擬模型：描述性模型（經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ鸵曰貧w規(guī)模型最為典型）、解釋性模型作物模型的應(yīng)用：預(yù)測、培訓(xùn)、決策、作物生產(chǎn)決策系統(tǒng)的組成部分、研究手段6.3專家系統(tǒng)與模型模型sw&糊（管理 診斷、計(jì)劃） 矢明jm sw&糊（管理 診斷、計(jì)劃） 矢明jm 頓 規(guī)M 膨M語義屈絡(luò) 等確（物理生WK!k 切 WfS、raMw; 頑6.4作物模擬模型與統(tǒng)計(jì)模型睥性導(dǎo)H*出醐空mwmj第瓣爨持系統(tǒng)睥性導(dǎo)H*出醐空mwmj第瓣爨持系統(tǒng)（DS1.決策支持系統(tǒng)的概念：以有，唐燮呻嗣 iiBsmwwmi 禾 ntiks徵業(yè)應(yīng)用無唐瞄州區(qū)WW?酬4管理科學(xué)、運(yùn)籌學(xué)、控制論和行為科學(xué)為基礎(chǔ)，以計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)為手段，利用數(shù)據(jù)和模型，解決半結(jié)構(gòu)化、非結(jié)構(gòu)化決策問題的人機(jī)交互系統(tǒng)DSS的基本特征：解決的問題是非結(jié)構(gòu)化或半結(jié)構(gòu)化的。把模型與分析技術(shù)同傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)存取技術(shù)相結(jié) 合。易于非計(jì)算機(jī)專業(yè)人員以交互會(huì)話方式使用。強(qiáng)調(diào)靈活性與適用性。支持但不是代替決策者進(jìn)行決策。DSS與SS的關(guān)系：面向不同層次，不同目標(biāo)。DSS與ES的關(guān)系：DSS強(qiáng)調(diào)通用性，ES是專用的。D