精细农业管理决策支持系统-精确农业-课件-05.ppt

第一个老概念是“投入—产出”黑盒模型，即通过很多小块田的多次重复试验，采限制统计上的偏差以便获得投入与产出之间的较好对应关系。这种过时的不问生物机理的做法势必代之以生产生态学的新观点。生物过程的知识就是要把物理、生物和化学等学科通过系统科学的途径贯穿融为一体。所以，这一新概念综合了实验、模拟以及对机理的分析与理解。而不仅仅是黑盒数学模型所要求的，投入产出间统计(回归)的简单关系。 另一个老概念是“生产方程(模式公式)”它强调了某些单项投入和产出的关系，而实际农业经常涉及各种投入的综合，如氮、磷和水等。这种生产方程的老概念可能让位于“面向目标的途径”，即在某具体情况下对各种变动的外部投入加以综合优选以便在当前可行条件下达到增产。在这个过程中农户要自行确定恰当的目标并且要搞清楚怎样的投入搭配才是实现达标的优化措施。 关于最后一个概念，往常把田块中各局部之间以至区域中各田块之间所存在的差异视为对农业的不利条件。然而，一旦这种差别的本性被人们所理解，它就可能是一笔财富，因为这种知识可改善农艺措施去满足田间某些特殊需要，促使投入效率(利用率)的提高和增产。人们正在研究如何有效地利用这种差别(潜力)达到增产、增效。虽然农业生产是存在限度的，但是目前农业的主要方面还远末达到这个限度，所以说 精确农业大有可为。 Rudy Rabbinge指出：过去我们提倡农民要具有“绿色手指”—掌握新的生产技巧，而今天我们有能力为农民提供科学的“绿色头脑”。为达此目的就要总结出整套的采集田间数据的程序与方法，以便及时精确地反映田间状况的因时因地变化的情形。这种空间差异性无疑是很重要的，我们要掌握它的空间模式及其演变，这正是地理信息系统(GIS) 的用武之地。 作物生产管理决策过程中需要着重考虑以下5个方面的问题： 在取得田间状况(产量、墒情、肥力、病虫等)分布图之后，首先要进行状况诊断，找出其主要成因。 上述初步决定的纠正措施，要通过数学—知识模型进行仿真预测，以改进和验证该措施的正确性和可行性。 通过经济、环境模型预测该管理措施的经济性、经济效益、社会效益和生态效果。 最终以处方图或指令卡的形式将决策传送给智能农机去执行。 专家系统是一个智能计算机程序系统，其内部含有大量的某个领域专家水平的知识与经验，它能应用人工智能技术和计算机技术，根据专家的知识和解决问题的方法进行推理判断，模拟人类专家在相应领域的决策过程，并在很短的时间内对问题得出高水平的解答。简言之：“一个在某领域具有专家水平的解题能力的程序系统”。 解释专家系统 预测专家系统 诊断专家系统 设计专家系统 规划专家系统 1. 解释专家系统(expert system for interpretation) 任务通过对已知信息和数据的分析与解释，确定它们的涵义。 特点 数据量很大，常不准确、有错误、不完全 能从不完全的信息中得出解释，并能对数据做出某些假设 推理过程可能很复杂和很长 例子 语音理解、图象分析、系统监视、化学结构分析和信号解释等 2. 预测专家系统(expert system for prediction) 任务通过对过去和现在已知状况的分析，推断未来可能发生的情况 特点 系统处理的数据随时间变化，且可能是不准确和不完全 系统需要有适应时间变化的动态模型 例子 有气象预报、军事预测等 3. 诊断专家系统(expert system for diagnosis) 任务 根据观察到的情况(数据)来推断出某个对象机能失常(即故障)的原因 特点 能够了解被诊断对象或客体各组成部分的特性以及它们之间的联系 能够区分一种现象及其所掩盖的另一种现象 能够向用户提出测量的数据，并从不确切信息中得出尽可能正确的诊断 例子 有医疗诊断等 4. 设计专家系统(expert system for design) 任务 根据设计要求，求出满足设计问题约束的目标配置。 特点 从多种约束中得到符合要求的设计 系统需要检索较大的可能解空间 能试验性地构造出可能设计，易于修改 能够使用已有设计来解释当前新的设计 例子 VAX计算机结构设计专家系统等 5.规划专家系统(expert system for planning) 任务 寻找出某个能够达到给定目标的动作序列或步骤 特点 所要规划的目标可能是动态的或静态的，需要对未来动作做出预测 所涉及的问题可能很复杂 例子 军事指挥调度系统、ROPES机器人规划专家系统、汽车和火车运行调度专家系统等。 6.监视专家系统(expert system for monitoring) 任务 对系统、对象或过程的行为进行不断观察，并把观察到的行为与其应当具有的行为进行比较，以发现异常情况，发出警报 特点 系统应具有快速反应能力 系统发出的警报