农业专家系统发展的概况与前景

专家系统文献综述1、国内外研究现状1.1国内研究概况随着我国农业科技信息现代化建设的不断发展，全国大多数农业科研院所、农业院校都将农业科技信息现代化建设提到议事日程上，农业领域中专家系统的研究和应用相对较少，尤其是病虫害防治领域，系统应用技术水平低，开发的对象也只限于马尾松毛虫等少数几种，在国内学术期刊中公开报道的有：王淑芬，陈亮，张真(1992)建立的马尾松毛虫防治决策专家系统。

马小明，叶文虎(1993)开发的松毛虫综合管理信息系统；周嘉熹等(1995)采用Profog语言开发的杨树天牛综合管理专家系统；为了解决生产中的实际问题，传播有关方面专家及其防治工作者在长期生产实践中积累起来的宝贵经验，更好地指导生产，王阿川，岳书奎(1998)在国家攻关研究的基础上，经过10年的努力研究完成了“林业种实害虫管理领域内樟子松球果象甲防治决策专家系统”。

进入新千年后，人们对环境的关注程度不断升高，也更加注重生态文明的建设，在这种背景下，越来越多的专家学者花费大量的精力投入病虫害预测，诊断和防治研究中。

齐群，耿祖群，杜永波(2001)采用Sybase公司的Powerbuild 及其数据库系统开发了运行在windows95下的杨树害虫综合治理专家咨询系统。

2003年，王明红等开发的基于B/S结构“北京市农作物病虫害远程预警信息系统”，通过网络将用户和领域专家联系起来，实现了对病虫害灾害远程控制，及时防治的决策目标；徐云等根据我国茶区主要发生的32种病害和5种寄生性植物采用VisualBasic6.O语言开发了“茶树病虫害诊断与防治专家系统”，并取得了应有的效果；张春雨等以Visual later Dev为环境平台，SQL server 7.0为数据库管理系统开发了“枣病虫害诊断咨询专家系统”，系统涉及枣树生产中的31种病害和31种虫害的诊断知识；姚玉霞等将面向对象的知识表达法应用到“水稻病虫害诊治智能化专家系统”中，对水稻病虫鼠害的形态诊断与识别，取得良好的效果；李佐华等以delphi5.0为开发工具完成“温室番茄病虫害、缺素诊断与防治专家系统”的开发；对温室番茄的病害、虫害及非侵染性病害的有效控制进行了细致研究；周如军等采用VisualBasi 6.0和Authorware为开发工具，开发了“中草药病害诊断与防治多媒体专家系统”;系统主要研究内容是中草药病害的诊断与防治，并配有多媒体演示。

农业专家体系发展趋势1专家系统及其基本特征农业专家系统也可叫农业智能系统,是一个具有大量农业专门知识与经验的计算机系统。

它应用人工智能技术,依据一个或多个农业专家系统提供的特殊领域知识、经验进行推理和判断,模拟农业专家就某一复杂农业问题进行决策。

典型的专家系统主要由知识获取工具、知识库、数据库、推理机、解释机、人机交互接口几部分组成。

专家系统的主要特征是有一个巨大的知识库存储农业领域知识,而系统的控制级,通常表达成某种推理规则。

整个系统的工作是从知识库出发,通过控制机理,得到所需的结论。

即利用计算机来模拟某领域专家或专家群体在解决某些任务时所具有的技能,对各种实际问题给出高水平的解答。

对农业生产管理给出决策指导。

2农业专家系统的作用及发展现状2.1农业专家系统的作用我国地域辽阔,气候多样,各地生产条件千差万别,不同作物、不同品种均需要根据当地实际情况,因地制宜地进行管理。

要求必须很好地协调处理好高产、优质、高效的关系,最大限度地利用好各种资源,保护生态环境,实现可持续发展。

农业专家系统为各种单项农业技术提供先进的集成平台,将各种农业技术有机结合起来,帮助农民因地制宜地正确使用各项农业技术,实现生产的科学管理。

农业生产的复杂性和生态区域性决定了必须有一个健全而庞大的推广体系。

在现代农业经营体制下,建立高效的农业技术推广体系、加速科技成果转化,是当前农业科技工作中必须解决的一个重要问题。

信息技术可以为推广体系和广大推广人员提供最先进的工具和技术手段,利用其在传播信息和知识方便、快捷、可大量复制的特点,将大量科技成果迅速传播到农民手中,实现大范围的应用,弥补和克服农业科技人员短缺的问题,改变传统的农业科技推广模式,从而大大促进农业技术成果转化和生产的发展,促进当地生产组织方式科学化。

随着农业种植和养殖业结构的调整,优质高效的经济作物日益受到重视,成为新的投资热点。

农业市场的对外开放(加入WTO),国外大量的新品种、新技术进入国内,同时国内的“名、特、优、新”农产品也不断出现,迫切需要快速获取和更新种养信息,适应复杂多变的市场变化,以提高效益。

智慧农业系统发展与前景展望一、引言随着科技的快速发展和农业生产方式的转型升级，智慧农业系统已经成为现代农业发展的重要方向。

本文就智慧农业系统的发展现状和前景进行探讨。

二、智慧农业系统的定义智慧农业系统是指通过物联网、大数据、云计算、人工智能等技术手段，实现对农业生产过程各个环节进行监测、管理和控制的一套综合系统。

三、智慧农业系统的功能智慧农业系统具有多样化的功能，包括农作物生长环境监测、自动灌溉、智能施肥、病虫害预警与防治、精准农机作业等。

这些功能的实现，能够极大地提高农业生产效率，减少资源浪费和环境污染。

四、智慧农业系统的发展现状当前，智慧农业系统的发展已经取得了一定的成果。

各种物联网传感器设备已经广泛应用于农田土壤湿度、气温、光照等环境因素的监测。

农业机械智能化水平也在不断提高，大数据和人工智能技术的应用也为农业决策提供了有力支持。

五、智慧农业系统的优势智慧农业系统相对传统农业生产方式具有诸多优势。

首先，它能够实现农业生产过程的自动化和智能化，减轻人力劳动强度。

其次，通过大数据分析，农业生产过程的可预测性和可控性得到提高，农作物的品质和产量得到保障。

此外，智慧农业系统的应用还能促进农业信息化进程，增加农业竞争力。

六、智慧农业系统的挑战尽管智慧农业系统具有广阔的发展前景，但目前仍面临一些挑战。

首先，系统设施建设投入较大，需要大量的物联网设备和农业机械智能化装备。

其次，农民对于新技术的接受程度不一，需要加强农民的培训和技术支持。

此外，智慧农业系统的数据安全和隐私保护问题也亟待解决。

七、智慧农业系统的前景展望尽管存在一些挑战，智慧农业系统的前景依然广阔。

随着技术的不断进步，物联网、人工智能等新技术的应用将进一步提升智慧农业系统的效能。

同时，政府的支持和人们对绿色食品的需求也为智慧农业系统的发展提供了有力动力。

八、智慧农业系统的推广策略为了推动智慧农业系统的发展，需要进行相关政策制定和支持措施。

政府可以出台利好政策，降低设备采购成本，提供补贴和贷款支持。

收稿日期:2006-04-24作者简介:孙曰波(1971—),男,山东威海人,潍坊职业学院讲师,硕士。

主要研究方向:园林植物栽培和设施园艺。

农业专家系统发展的概况与前景孙曰波1,赵淑秀2,李寿冰1(1.潍坊职业学院,山东　潍坊　2610412.诸城舜王街道办事处农技站,山东　诸城　262200)摘　要:本文简要论述了国内外农业专家系统的发展概况,提出我国农业专家系统发展中存在的问题,同时就农业专家系统的发展前景进行了阐述。

关键词:农业专家系统;发展概况;前景 中图分类号:C96文献标识码:A 农业专家系统(Expert Syste m ,简称ES )也可以叫智能系统,是基于知识的程序设计方法建立起来的计算机系统,是人类专家的一种模仿物,研制农业专家系统的目的是为了把农业专家多年积累的知识和经验,应用计算机技术,克服时空限制,在较短的时间内得以广泛的应用,使专家的知识和经验变为生产力。

专家系统应用在农业上的各个领域,涉及到作物生产管理、施肥、节水灌溉、品种选育、温室管理、病虫害防治、杂草控制、水土保持、森林环保、家畜饲养、食品加工、财务分析、农业机械选择、市场管理等方面,有些系统已成为商品进入市场。

以农业专家系统为主要内容的农业知识工程越来越为人们所认识,并有广阔的应用发展前景。

1　专家系统的发展1.1　产生阶段(1965年～1971年)1956年人工智能产生,为专家系统的诞生奠定了基础。

1965年～1968年美国Stanf ord 大学计算机系Feigenbau m 等人根据化合物的分子式及其质谱数据,研制出帮助化学家推断分子结构的计算机程序系统DENDRAL,获得极大的成功。

该系统解决问题的能力已达到专家水平,在某些方面甚至超过同行领域的化学家。

这标志着人工智能的一个新的研究领域—专家系统的产生。

1.2　成熟阶段(1972年～1977年)这一时期专家系统的观点逐渐被人们广泛接受,从而先后出现了一批卓有成效的专家系统,典型代表是1974年E .H.Shortliffe 等人研制的用于治疗感染性疾病的MYC I N 系统。

农业专家系统的问题与发展摘要：本文分析了进入新世纪以来我国农业专家系统应用状况、存在的问题，并对未来的农业专家系统发展前景进行了展望。

关键词：专家系统；计算机应用Abstract：This paper analyzed the applications and open questions of agricultural expert system in the new century in China，finally，had all expectation of the development prospect for the future agricultural expert system．Key words：expert system ；computer application我国加入了WTO，传统型农业面临巨大的挑战，因而必须依靠先进的科学技术，向信息化、现代化农业迈进。

而信息技术的广泛应用，为农业的发展提供了技术支持。

农业信息技术是21世纪高新技术应用于农业的关键技术之一，近二十年来在世界各国得以迅速发展。

农业专家系统是农业信息技术的一个重要组成部分，它是我国农业信息技术发展的突破口，对我国农业发展有着深远的影响。

农业专家系统也可叫农业智能系统，是一个具有大量农业专门知识与经验的计算机系统它应用人工智能技术，依据一个或多个农业专家提供的特殊领域知识、经验进行推理和判断，模拟农业专家就某一复杂农业问题进行决策。

目前国际上有近百个农业专家系统．广泛应用于作物生产管理、灌溉、施肥、品种选择、病虫害控制、温室管理、畜禽饲料配方、水土保持、食品加工、财务分析、农业机械选择等方面，有些系统已成为商品进入市场。

1.农业专家系统的演变国际上对农业专家系统的研究是从70年代末期开始的，当时仅用于诊断作物病虫害。

如1978年美国伊利诺斯大学开发的大豆病虫害诊断专家系统Plant／DS。

进入80年代以后，开发出了许多农业专家系统，如1982年美国伊利诺斯大学开发的玉米螟虫害预测专家系统Plant／OD，1983年日本千叶大学开发的MICCS-西红柿病虫害诊断专家系统，1986年美国农业部开发的COMAX／GOSSYM，Plant 等开发的农业管理专家决策支持系统CALEX，Lemmon 等开发了棉花生产管理专家系统，Zhu，Xin X等开发的作物生产过程中的水分处理专家系统等。

农业专家系统应用的前景5．1 系统信息化发展随着农业信息技术的发展以及计算机辅助决策技术一数据库管理系统(Database management system，DBMS)、专家系统、管理信息系统(Management Infor．mation system，MIS)、决策支持系统以及3S(遥感系统Rs、地理信息系统GIS和全球定位系统GPS)等单项技术在农业领域应用的日渐成熟，专家系统与各项信息技术的组合与集成成为专家系统的总发展趋势。

5．2 综合型和专业型专家系统结合农作物生产受多方面因素的影响，时空差异和变异性较大，生产稳定性和可控性差，随时可能遭受气候、气象、病虫害等的侵袭。

为此，可以通过专业型专家系统进行主要因素的分析并结合综合型专家系统进行次要因素分析，两者结合能够更加全面有效服务于生产实践。

5．3 农业专家系统重视应用与开发相结合农业专家系统不仅强调应用，而且要重视在已有专家系统模板上进行二次及多次的开发，使得用户可以根据当地的实际情况创建适合自己的知识库和模型库，扩大专家系统的应用范围。

5．4 农业领域专家和软件开发专家结合农业领域专家的知识对于农业专家系统的质量至关重要，知识库规模的大小和知识的层次标志着一个农业专家系统质量的高低。

一个农业专家系统是农业领域专家知识和计算机领域专家知识的相结合的统一体，只有两方专家的密切合作，才可能开发出高质量高智能的农业专家系统。

5．5 营造良好的农业专家系统应用的外部环境目前，我国农村计算机的普及率低，由于资金、条件和培训对象文化程度等诸多因素的限制，推广和普及计算机依然存在着许多实际困难，与经济和社会发展的要求相差甚远，远远滞后于其他行业，与发达国家相比更显不足，从而也影响了农业专家系统的更进一步推广应用。

为此，必须从计算机技术培训人手，传播和普及计算机技术，并进一步在现有的通信技术体系中，减少农村缺乏网络服务商的服务及农民文化素质低等重大障碍，改善农民的条件。

作者简介孙曰波(1971-),男,山东威海人,讲师,从事园林植物栽培和设施园艺的教研工作。

收稿日期2006-06-30农业专家系统(Expert System ,简称ES)也可以叫智能系统,是基于知识的程序设计方法建立起来的计算机系统,是人类专家的一种模仿物,研制农业专家系统的目的是为了把农业专家多年积累的知识和经验,应用计算机技术,克服时空限制,在较短的时间内得以广泛的应用,使专家的知识和经验变为生产力。

专家系统应用在农业上的各个领域,涉及到作物生产管理、施肥、节水灌溉、品种选育、温室管理、病虫害防治、杂草控制、水土保持、森林环保、家畜饲养、食品加工、财务分析、农业机械选择、市场管理等方面,有些系统已成为商品进入市场。

以农业专家系统为主要内容的农业知识工程越来越为人们所认识,并有广阔的应用发展前景。

1专家系统的发展1.1产生阶段(1965~1971年)1956年人工智能产生,为专家系统的诞生奠定了基础。

1965~1968年美国Stanford 大学计算机系Feigenbaum 等根据化合物的分子式及其质谱数据,研制出帮助化学家推断分子结构的计算机程序系统DENDRAL ,获得极大的成功。

该系统解决问题的能力已达到专家水平,在某些方面甚至超过同行领域的化学家。

这标志着人工智能的一个新的研究领域———专家系统的产生。

1.2成熟阶段(1972~1977年)这一时期专家系统的观点逐渐被人们广泛接受,从而先后出现了一批卓有成效的专家系统,典型代表是1974年E .H .Shortliffe 等研制的用于治疗感染性疾病的MYCIN 系统。

在此期间,知识组织形式、系统的人机接口、解释机制、知识的获取、不确定性推理等技术得到了进一步的发展和成熟。

1.3发展阶段(1978年以后)这一时期专家系统渗透到了非常广泛的领域。

第一个农业专家系统在美国的伊利诺斯大学诞生,我国的农业专家系统研究起步较晚,但发展较快。

自20世纪80年代也开始了农业专家系统的研究。

我国农业专家系统研究进展*李泉1,朱凤荣2(1.河南机电高等专科学校,河南新乡453000, 2.新乡学院,河南新乡453003)摘农业专家系统ES（Expert System），也叫农业智能系统，它是运用人工智能系统技术，使用计算机来模拟专家的思维，代替农业专家进行诊断、决策与规划的一个研究领域。

典型的农业专家系统主要由知识获取工具、知识库、数据库、模型库、推理机、数据接口等6 部分组成，它通过总结、收集农业领域知识和技术、各种试验数据及数学模型，模仿人类的解题策略，对问题进行分析推理得出结论，指导农业生产。

农业专家系统具备的主要功能有:一是在产前，能根据用户的生产条件、生产目的，因地制宜为用户提供最佳或较佳的产量指标、效益指标以及达到指标的优化技术方案;二是在生产中能对出现的问题，根据用户提供的信息进行推断，判断出问题出现的原因，并提供可行、有效的解决办法我国的农业专家系统研究始于20 世纪80 年代初，在80 年代初，浙江大学进行过的蚕育种专家系统的研究，中科院合肥智能所研制的施肥专家系统、中国农科院相断开发的品种选育专家系统，园艺专家系统，作物病虫预测专家系统等都进行了应用。

进入90 年代，我国的农业专家系统发展十分迅速，10 余年间我国先后推出5 个具有较高水平的农业专家系统开发平台，开发了156 个实用农业专家系统，涉及粮食、果树、蔬菜、畜牧等不同领域，推动了农业专家系统的发展，其中农业栽培专家系统作为发展成效最为显著的领域之一，先后出现了李旭等研制的小麦管理智能决策系统、张斌等研制的棉花综合管理专家系统、张跃彬等研制的云南省甘蔗栽培专家系统、廖桂平等研制的油菜优质高产高效栽培管理多媒体专家系统、肖冬根等研制的优质稻栽培管理专家系统、刘根深等研制的红毛丹施肥专家系统、杨燕等研制的保护地甜辣椒栽培管理专家系统。

此外，还有黄土旱源小麦生产综合管理专家系统、淮北小麦栽培专家系统、冬小麦苗情预报专家系统、小麦高产技术专家系统、花椰菜栽培专家系统，农业专家统的研究蓬勃发展。

农业信息系统发展现状及前景分析作者：代瑞娟来源：《河南农业·综合版》2023年第10期农业信息系统是实现农业现代化的现代科学技术体系之一。

十九大以来，农业信息系统建设虽然有了长足的发展，但仍然处在探索研究和全面实践应用的初始阶段。

农业信息系统建设对农业生产经营活动新业态有着广阔的应用空间，为此，党的二十大报告进一步提出着力推动高质量发展，全面推进乡村振兴。

强化农业科技和装备支撑载体之一是全面推进农业信息系统建设。

一、农业信息系统现状（一）农业信息网络随着3S技术和计算机网络技术的蓬勃发展，中国农业农村部门和农村已经逐步使用3S技术和计算机网络系统相关技术，并逐步发挥其作用。

（二）农业信息系统的应用范围农业信息系统应用范围很广，在我国的应用领域主要有土地管理、土壤管理、施肥、农业气象信息系统，农业环境污染监测及评价系统，农作物生长动态监测和估产应用系统，农作物栽培管理系统，园艺、畜禽水产、水利灌溉等应用系统，农业灾害的预报、监测和评估，水土资源调查及区域平衡研究与应用。

（三）农业信息服务以电话和手机短信为平台开展农业信息服务。

依托省级平台，开通“12316”三农服务热线。

针对农民提出的农业技术问题，农业专家团成员积极解答，切实解决农民在农业生产中遇到的技术难题。

与移动公司合作，建立了移动短信农业技术信息发布平台，每到农时关键季节，不定期地发布农业生产关键技术。

农业信息服务实现了农业技术、市场、政策等信息及时有效传播，有效解决了农业信息传播“最后一公里”的问题。

（四）农业信息系统存在的问题农业信息系统的发展离不开农业信息网络。

目前，我国与农业现代化发展的要求还存在一定的差距，与成熟的农业信息系统相比，还存在诸多问题，主要表现为：一是和其他行业相比，农业信息网络的基础设施落后；二是区域分布上，中国农业信息网络存在东西部发展不平衡问题；三是系统质量上，缺乏即时、高效、智能的农业信息资源数字化处理系统，时效性不强；四是农业信息技术人才匮乏；五是农业信息资源的标准化问题突出，影响信息资源共享；六是农业信息系统通用性差，各业务部门的农业子系统未建立统一的技术标准接口，缺少农业信息系统技术设施综合平台。

农业专家系统的开发与利用技术简介摘要：简单介绍了农业专家系统的涵义及国内外农业专家系统的发展现状，阐述了农业专家系统的组成及其数据库、知识库、模型库的内容。

关键词：农业专家系统；开发与利用技术；数据库；知识库；模型库电脑农业——是集计算机网络、通讯技术、人工智能、遥感技术等为一体的智能化农业信息技术，可实现农业专家系统的远程咨询、诊断、技术服务等，达到与主流信息技术的接轨。

1农业专家系统发展概况1.1国外发展概况目前，国外农业专家系统已有极大的发展，其范围涵括了农业生产的各个方面，如农作物的生产与育种，果园的生产管理，病虫害的防治、诊断与发生预测及农业科技管理体制等。

比较有影响的有美国的POMME（果园管理及害虫防治）、Comax-Cossym（棉花管理专家系统）、EXTRA（农业技术和资源保护）及日本千叶大学开发的番茄病害诊断专家系统等。

其中美国农业部农业研究局作物模拟研究所于1985年建立的Comax-Cossym 是目前世界上开发应用最为成功的农业专家系统。

它能为棉花管理提供全面咨询，用于确定灌溉、施肥、施用脱叶剂和棉桃开裂的最佳管理方案。

该系统自1985年在美国推广应用以来，给美国棉花生产带来了巨大的经济效益，每英亩纯盈利超过60美元，使美国的棉花生产管理向前迈进了一大步。

1.2我国发展概况我国农业专家系统的研究，早在80年代初期就已开始,是国际上开展此领域的研究与应用比较早的国家。

在国家“863”计划、国家自然科学基金、国家科技攻关、中科院、农业部、机电部及各地政府的资助与支持下,许多科研院所、高等院校和各地有关部门开展了各种农业专家系统的研究、开发以及推广应用,取得了可喜的成就。

目前已研制出一批有影响的系统软件，如中科院合肥智能所的“施肥专家系统”在全国已推广了100多个县，节约化肥30多万吨，增产粮食十多亿斤；中农院土肥所的“禹城小麦、玉米施肥专家系统”已推广了0.75万hm2，增产小麦200多万千克。

国际上农业专家系统的研究最早始于20 世纪70 年代末期的美国。

世界上第一个农业专家统就是由美国伊利诺斯( Illinois) 大学的植物病理学家和计算机专家共同开发的Plant/ DS(大豆病害诊断专家系统) 。

接着, 1983 年日本千叶大学研制出MTCCS(番茄病虫害诊断专家系统) 。

到了20 世纪80 年代中期,随着专家系统技术的迅速发展,农业专家系统也有了相当的发展,在水平和数量上都有了较大的提高。

农业专家系统也不再是单一的病害诊断系统,美国、日本、中国和许多欧洲国家都相继转向开发涉及生产管理、经济分析与决策、生态环境等方面的农业专家系统。

国外已经开发出不少成功的农业专家系统。

已见报道的有Mackinion 的COMAX/ GOSSYM(棉花生产管理) ,Roach 的POMME(苹果园管理) 和Fermanian 的DIES(用于乳牛管理)等(龙腾芳等,2003) 。

到1996 年为止,国际上的农业专家系统有近100 个,广泛应用于作物生产管理、灌溉、施肥、品种选择、病虫害控制、温室管理、牛奶生产管理、畜牧环境控制、土壤保持等方面,几乎包括了农业的各个方面。

许多系统已经得到应用,一部分已成为商品进入市场。

中国农业专家系统的研究,始于20 世纪80 年代初期,是国际上开展农业专家系统研究和应用比较早的国家之一。

中国于1989 年10 月研制成功了“砂姜黑土小麦施肥专家咨询系统”。

该系统由中国科学院合肥智能机械研究所与安徽省农科院土壤肥料研究所合作研制,在安徽省淮北10 多个县得到较大规模的应用。

随后,合肥智能研究所的“施肥专家系统”在全国推广到100 多个县,节约化肥30万t 以上,增产粮食50 万t ;中国农科院土肥所研制的“禹城小麦、玉米施肥专家系统”已推广了7 500hm2 ,增产小麦2 000 t 以上。

作为智能化农业信息技术的重要手段,农业专家系统在中国正在迅速发展,并将成为中国21 世纪农业现代化的重要内容。