种植制度知识模型系统的设计与实现

以优化利用农业自然资源为出发点,着重运用系统分析原理和数学建模技术来研究种植制度设计的知识表达体系,在系统收集和分析种植制度设计方面的文献资料以及专家知识和经验的基础上,通过定量解析种植制度指标与生态环境、品种类型、社会经济条件之间的动态关系,创建了种植制度设计知识模型;充分利用软构件的技术特点,在Visual C++平台上设计并实现了数字化和组件化的种植制度知识模型系统,实现了适宜作物选择、作物搭配、作物布局设计和系统维护等功能.本研究克服了传统种植制度专家系统地域性强和广适性弱的不足,为实现种植制度设计的定量化和数字化奠定了基础.     

数字农作技术研究的若干进展与发展方向

 着重介绍数字农作技术研究的若干最新进展与发展方向。数字农作即通过综合运用数字化技术，研究农作物生产系统中信息获取、处理、管理和利用的关键技术及应用系统，从而对农作系统过程的信息流实现全面的数字化表达和整合。近年来，作者围绕数字农作的关键技术及应用系统，开展了较为深入和系统的研究工作，重点在作物生长模拟模型、作物管理知识模型、作物生长无损监测、农作空间信息管理、数字农作决策系统等5个领域取得了显著的研究进展。数字农作的未来发展将需要综合运用信息管理、自动监测、动态模拟、虚拟现实、知识工程、精确控制、网络通讯等现代信息技术，以农作物生产要素与生产过程的信息化与数字化为主要研究目标，发展农业资源的信息化管理、农作状态的自动化监测、农作过程的数字化模拟、农作系统的可视化设计、农作知识的模型化表达、农作管理的精确化控制等关键技术，进一步研制综合性数字农作技术软硬件系统，实现农作系统监测、预测、设计、管理、控制的数字化、精确化、可视化、网络化。农作生长与生产系统的数字化将带动农业产业的信息化和现代化。     

基于模型和WebGIS数字农作支持系统的设计与实现

基于系统用户需求及现有农作模型特点,研究GIS技术与农作模型集成的机制与方法,提出了"XML技术+自定义地图引擎"的技术思路,设计了合理的系统体系结构.运用软构件技术,基于B/S(Browser/Server) 的分布式网络技术,以WebGIS为空间信息管理平台,建立了基于模型和WebGIS的数字农作支持系统(MGDFSS) .该系统实现了基本地图操作、农作空间信息管理、作物生态区划、种植制度设计、栽培方案设计、生长模拟预测、管理策略分析、生长监测与调控、精准农作处方、生产力分析、专家咨询以及系统维护等综合功能.该系统的建立和应用可显著提升农作生产过程的数字化表达与信息化管理,促进数字农作技术的发展.     

玉米数字模拟器研究

以玉米为对象，对作物-环境-技术关系展开了数字化模拟研究。运用系统分析方法和动态模拟技术，构建了基于玉米生长发育过程的玉米产量与品质形成模拟器系统；应用组件化程序设计思想，采用标准化接口和模块化封装技术，研究了玉米生长、管理、调控与设计数字化模拟器系统；应用可视化技术实现了玉米动态模拟的可视化输出；从而实实现了玉米生产系统预测、管理、调控、设计的数字化和科学化。     

基于作物生长模型的农业专家系统中知识表示及管理的研究

基于作物生长模型的农业专家系统中,采用“模型字典 系统变量”对于作物生长模拟模型这类过程性知识进行表示,采用“描述框架 规则组”对问题域进行知识表示,解决了作物生长模拟模型与农业专家系统的有机结合,使农业专家系统具有动态的科学决策能力.基于这种知识表示技术,设计实现了基于作物生长模型的农业专家系统中的知识管理子系统,并给出知识管理子系统中因素分类、知识检测与求精和知识发现等构件的实现方法.     

监测生长状态和环境响应的作物数字孪生系统研究综述

在农业生产数字化和智慧化阶段，需实时、全面、准确地了解作物生长状态和农田环境，并根据相关信息做出相应的分析、反馈、决策。针对这一问题，借鉴工业数字孪生系统的概念，将作物实际生长与模拟生长的同步、作物实时状态与作物实时管理策略之间的交互系统概括为作物数字孪生系统。在梳理国内外研究现状的基础上，指出作物数字孪生系统包含数据获取与传输、模型构建、可视化交互等阶段；其关键技术包括传感器技术、图像分割技术、建模技术以及可视化技术等。同时指出该领域的研究可以从作物基础数据、系统模型能力、多方协同交互等方面进行。监测生长状态和环境响应的作物数字孪生系统的相关研究对农业生产的智慧化和数字化有较大的现实意义，从理论和应用层面也有较大的价值。     

基于模型的冬小麦-夏玉米两熟数字化种植设计系统构建

构建基于模型的定量化和数字化种植设计系统。以农业系统学理论和模拟模型为基础,运用知识工程和信息技术原理,总结并提炼黄淮海粮食生产区冬小麦-夏玉米一年两熟制种植模式关键技术,形成了冬小麦和夏玉米生长模拟模型、水分与养分动态平衡模型以及生产管理技术设计动态知识模型,构建了冬小麦-夏玉米两熟数字化种植设计系统。该系统采用面向对象的程序设计方法,在.NET平台上运用C#语言进行开发。该系统具有7大功能模块:文件管理模块、参数管理模块、生长模拟模块、实时管理模块、方案设计模块、专家咨询模块和系统帮助模块。该系统界面友好,易于使用,具有较强的机理性,同时兼顾应用性需求,基本实现了作物生产力与效益品质的相互平衡。     

基于知识模型和GIS的作物生产潜力评价

 引入知识模型概念，通过光、温、水、土、施肥、灌溉、社会等因子的逐步衰减，建立作物生产潜力估算的知识模型。将知识模型与数据库有机结合，以Mapinfo5.5为系统开发平台，利用MapBasic和VB程序设计语言，建立基于知识模型的作物生产潜力分析系统，实现作物生产潜力评价的计算机辅助决策。以江苏省作物生产系统为案例，应用本系统对江苏地区作物生产潜力区域优势进行实例评价，并与实际单产相比较，进行单产潜力、潜力系数和总产潜力的对比分析，确定作物生产地域优势。     

作物知识模型构建方法的研究

为了提高作物研究领域专家系统知识的数量与质量，在分析知识模型研究现状的基础上，结合作物的生育特点，提出了作物知识模型建立的基本依据是作物生育时间和农艺技术措施，并依此建立由浅知识模型和深知识模型所组成的油菜三维知识模型，同时对该知识模型的知识表示和模糊推理进行了描述，该知识模型具有一定的通用性。     

863课题介绍

<正>课题名称:玉米作物系统数字化设计与预测预警技术研发课题编号:2013AA102404-02课题内容、目标:本课题主要任务目标包括发展与完善玉米生产力形成模型和结构-功能模型;提出玉米田间感知信息融合计算分析技术;建立基于模型的玉米株型指标设计、气候效应定量评价与管理方案生成技术等数字化设计技术;实现集模型、     

贵州山区作物生产专家系统开发技术研究

本文通过对贵州山区复杂生态条件下农作物生产知识进行分析 ,提出“平台—框架—应用系统”的作物专家系统开发技术路线。其中对知识模型的建立、应用框架的开发设计和系统集成进行了详细的论述。其技术思想对在相应的生态条件下开发作物专家系统具有一定的借鉴意义     

小麦管理智能决策系统的设计与实现

运用知识工程和信息技术原理,将小麦生长模型与专家系统相结合,建立一个基于生长模型的小麦管理智能决策系统（ＩＤＳＷＭ）。系统应用元级控制、模式匹配等策略,采用产生式规则表达专家知识,逆向推量机制进行推理。建立了知识库（ＫＢ）、模型库（ＭＢ）、数据库（ＤＢ）、推理机（ＩＥ）和人机界面。系统以Ｗｉｎｄｏｗｓ为应用平台,综合运用推理、预测、解释等机制帮助用户设计栽培管理方案,解答栽培技术问题,以及动态调控     

小麦栽培管理知识模型系统的设计与实现

在总结、归纳和提炼小麦栽培理论与技术的研究成果和知识积累的基础上，运用系统学方法和结构化途径，建立了具有时空适应性的小麦栽培管理动态知识模型系统，用于确定不同环境条件和生产系统下的小麦生育特征及栽培管理技术方案，系统包括：产量水平与产量结构、主要品质指标、品种类型、播种期、基本苗、播种量、适宜生育期；主要生育期的茎蘖数、叶龄、叶面积指数、生物量等动态指标；有效叶面积率、高效叶面积率和粒叶比等源库指标；氮、磷、钾肥料运筹及主要生育期的水分管理等。本系统克服了传统作物栽培模式与专家系统的地域性强和广适性差的不足，从而为实现作物栽培管理的定量化和信息化奠定了基础。     

甘薯栽培管理知识模型系统的设计思路

本研究以系统工程思想为指导,通过对甘薯栽培研究成果及专家知识归纳总结,应用作物栽培学、生理学、生态学以及计算机科学等多学科的基础理论和方法,对甘薯栽培管理知识模型系统进行了设计,拟以甘薯生育指标、环境因子、技术措施之间的定量化动态关系为主线,建立具有动态预测和决策功能的甘薯栽培管理知识模型.本设计主要包括研究思路与技术路线、资料获取方式、研究方法、开发过程等部分,实现播前栽培方案的设计与动态生育指标的确定等功能,揭示生态环境和农艺栽培措施与甘薯生长发育及产量和品质形成的内在关系和机制,实现区域化和经验性甘薯栽培管理模式的系统化整合和科学化表达,形成模型化的专家系统和决策性的系统模型.     

小麦-玉米连作协同模型系统研究

小麦-玉米连作是我国北方地区重要的种植方式,本文提出了小麦玉米管理模型的协同机制,探讨了基于生理生态过程的小麦玉米生长、发育、产量和品质形成协同模型,小麦-玉米周年连作协同模型,基于协同模型的连作决策支持仿真系统实现方法等.     

多元多熟种植制度复种指数计算方法探讨

针对９０年代种植制度变革的新特点,分析了间套作、复种及复种指数的意义,讨论了区别间套作的共生期标准、作物标准熟期与熟数系数以及面积系数等概念,提出了多样化的多元多熟种植条件下复种指数的计算规则和方法。     

呼和浩特市种植业生产系统能值分析与评价

为分析呼和浩特市种植业生产系统长期发展情况,进而优化系统投入产出结构,促进其可持续发展,采用能值分析方法与选取评价指标,以1996—2016年为时间跨度,对呼和浩特市种植业生产系统进行分析与评价。结果表明:1)能值投入部分,可更新的有机能、不可更新的工业辅助能、可更新的环境资源、不可更新的环境资源的在所研究的时间跨度内(21年)平均占有比例分别为44.51%、40.19%、14.31%、0.99%。其中,可更新的有机能呈现下降趋势,而不可更新的工业辅助能呈现增长趋势,并于2009年超过可更新的有机能,成为能值投入的第一大组成部分。能值产出部分,粮食作物、粮食作物秸秆、经济作物、经济作物秸秆、蔬菜、水果21年平均占有比例分别为42.20%、27.71%、12.13%、0.37%、16.73%、0.86%。其中,经济作物呈现下降—增长趋势,并于2016年超过蔬菜,成为继粮食作物、粮食作物秸秆的能值产出第三大组成部分。2)种植业生产系统的集约化程度增高,生产效率较为稳定,但环境承载压力增大,可持续发展指数下降。建议通过有机肥替代部分氮肥等途径提升呼和浩特市种植业生产系统可持续发展水平。     

Knowledge model-based decision support system for maize management

Based on the relationship between crops and circumstances, a dynamic knowledge model for maize management with wide applicability was developed using the system method and mathematical modeling technique. With soft component characteristics incorporated, a component and digital knowledge model-based decision support system for maize management was established on the Visual C++ platform. This system realized six major functions: target yield calculation, design of pre-sowing plan, prediction of regular indices, real-time management control, expert knowledge reference and system administration. Cases were studied on the target yield knowledge model with data sets that include different eco-sites, yield levels of the last three years, and fertilizer and water management levels. The results indicated that this system overcomes the shortcomings of traditional expert systems and planting patterns, such as site-specific conditions and narrow applicability, and can be used more under different conditions and environments. This system provides a scientific knowledge system and a broad decision-making tool for maize management. Translated from Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering, 2006, 22(10): 163–166 [译自: 农业工程学报]     

基于MVC结构的农业专家系统研究

文章研究基于MVC结构的农业专家系统的设计和实现过程,在MVC构架基础上,详细介绍了知识库模型的开发过程。此专家系统已在实践中应用,并取得了良好效果。