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植保系统在植物保护领域中的应用

1植保系统概述

1.1植保系统的概念

植保系统是一个智能计算机程序系统，其内部含有大量的某

领域专家的知识与经验，能够利用人类专家的知识和解决问题的

方法来处理该领域问题。也就是说，专家系统是一个具有大量的专

门知识与经验的程序系统，它是应用人工智能技术和计算机技术

的一种植保器材，根据某领域一个或多个专家提供的知识和经验，

开展推理和判断，模拟人类专家的决策过程，以便解决那些需要人

类专家处理的复杂问题。简而言之，植保系统是一种模拟人类专家

解决领域问题的计算机程序系统。植保系统是人工智能的一个分

支,主要目的是要使计算机在各个领域中起到人类专家的作用。形

象地说，植保系统来自专家，许多方面又高于专家，犹如一位或多

位“电脑”专家在帮助解决实际问题。

1.2植保系统的基本构造

植保系统具体地说是一个计算机软件系统。它由知识库、推

理机构、人机交互接口和其它有关部分组成，图1是最常见的专

家系统的系统构造。

知识库是用于存放领域知识的场所。在系统中它独立于其它

各部分，这是专家系统构造的一个重要特征。知识库存放知识的方

式是由它的知识表示策略决定的。推理机构是控制整个专家系统

开展工作、求解问题的机构，又称为推理机、控制机构或问题求解

器。解释机构是专用于向用户解释“为什么”、“怎样”之类的提

问，它可解释中间推理过程与整个推理路径。人机交互接口又称用

户界面，即用户与专家系统开展联系的部分，一般是用来开展数

据、信息或命令的输入，以及结果的输出和信息的显示等，它们与

用户交往的媒介可以是文字、声音、图像、图形、动画、音像等。

交互界面是否友好和形象生动往往是衡量一个专家系统性能高低

的标志。随着智能代理技术的出现，人机接口的智能性和对用户需

求的感应性明显增强。数据库存放着系统的有关数据，可以是系统

运行中用户输入的数据，中间推理得到的结果及最终结果等。

由于每个植保系统所需完成的任务不同，因此其系统构造也

不尽一样。知识库和推理机是专家系统中最基本的模块。知识表示

的方法不同，知识库的构造也就不同。推理机是对知识库中的知识

开展操作的，推理机制与知识表示的方法以及知识库构造是严密

相关的，不同的知识表示有不同的推理机制。

1.3植保系统的主要特征

植保系统的工作方式可简单地归结为：运用知识，开展推理。

植保系统本身是一个程序，但它与传统程序又有所不同，它将知识

从处理流程中独立出来，是一类特殊的基于知识的系统。植保系统

的特征主要表达在以下几个方面。

(1)具有专家水平的专门知识。专家系统开发的最终目的是

解决只有人类专家才能解决的问题，所以专家系统必须具备专家

级的知识，知识越丰富，质量越高，解决问题的能力就越强。

(2)能开展有效的推理。专家系统的根本任务是求解领域专

家才能解决的问题。问题的求解过程是一个思维过程，也就是推理

过程，这就要求专家系统必须具有相应的推理机构，能根据用户提

供的已知事实，通过运用掌握的知识,开展有效的推理，以实现对

问题的求解。专家系统的推理机制需要根据问题领域的特点分别

开展设计，以保证问题求解的有效性。

（3）具有灵活性。在专家系统中，其体系构造通常采用知

识库与推理机相分离的构造原则，它们彼此独立又相互联系。这样

的构造优点在于可以在系统运行时根据具体问题的不同要求，分

别选取合适的知识构成不同的求解序列，实现对问题的求解，又能

在对一方开展修改时不致影响到另一方。特别是对于知识库，在系

统不断完善的过程中，可能要经常对数据库开展增、删、改等操作，

由于与推理机分离，所以不会因为知识库的变化而修改推理机的

程序。

（4）具有实用性。专家系统是根据领域问题的实际需求开

发的，因此，它具有坚实的应用背景。另外，专家系统具有大量高

质量的专家知识，能够解决用户所提出的问题，所以它容易被人们

承受、应用。目前，专家系统已经被广泛的应用于多种领域，并取

得了巨大的经济效益及社会效益。

（5）具有交互性。专家系统一般具有良好的人机界面，可

以开展方便的人机交互。目前大多数系统在操作方法上采用了简

单化界面，大大减少用户的手工输入操作，使用户很容易上手操

作。

2植保系统在植物保护领域中的应用概况

自上世纪80年代以来，专家系统在农业中的应用领域已经

渗透到作物育种、施肥、灌溉等