基于AGENT的分布式协同虚拟学习环境构建研究

目的 利用DCVE及其先进的计算机应用技术构建分布式协同虚拟学习环境,为网络教学中的学习者增强感知性和交互性,在实现教育资源共享、提高教育效率、实现个性化学习等方面发挥重要作用.方法 在探讨了分布式协同虚拟学习环境架构的理论基础上,分析了将Agent技术与DCVLE结合的可行性和必要性,为设计一个具有开放式标准架构的分布式虚拟学习环境系统提供一定的技术支持.结果给出了基于Agent技术的分布式协同虚拟学习环境系统模型的构建方案,并对系统中两个主要构成模块的设计和实现进行了研究,其中着重探讨了协作Agent的组织架构及Agent的一般结构.结论 将Agent技术应用在DCVLE中为解决分布式虚拟学习环境中智能人机及人人交互提供了新的方法,从而增强了虚拟学习环境的智能性和协同性,使系统具有更好的可重用性和扩展性.     

基于Agent的温室作物生长过程模拟系统

针对目前温室作物生长模型重用性和共享性差的问题,建立了基于Agent的温室作物生长模拟系统,分析了模型集成的模型Agent、管理Agent、通信传输系统和模型目录服务器的结构和功能,建立了基于XML的温室作物生长模拟Agent、目录服务器和Agent间通信表示方法,采用程序-逻辑混合(PLM)方法实现模型表示。以JADE平台为基础,开发了温室作物生长模拟系统软件。以黄瓜生长模型进行了系统测试,结果表明本系统所建立的温室黄瓜生长模型能实现温室黄瓜生长的模拟。     

基于Multi-Agent的智能植物系统的构建与应用研究

植物的智能化是在物联网传感数据实时驱动下,由知识模型和多源异构数据融合计算提供智能决策,从而实现植物与环境、植物与人、植物与植物之间互联互通、全程感知与实时反馈的智能化过程,探讨了智能植物的概念、内涵、技术体系及基于Multi-Agent的智能植物系统构建方法。针对植物智能行为复杂异构性,将Multi-Agent技术应用于植物的生长计算和行为模拟,从面向服务的智能植物农业应用出发,综合分析了植物的自治性、反应性、社会性和主动性等智能属性、概念和内涵,构建了多智能体智能植物系统。多智能体智能植物系统的内核由感知器Agent、数据处理Agent、知识模型Agent、智能计算Agent以及虚拟交互Agent构成,并详细描述了系统结构及其关键模型,在多Agent系统中,植物能够感知其所处的环境上下文,自主地决策其行为。构建了基于Multi-Agent的智能植物系统,并以果树修剪虚拟培训智能服务为例验证,结果表明,该系统交互性强、智能程度高、体验效果好,以期为智能植物的发展提供有益的帮助。     

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.     

作物生长模型（CropGrow）研究进展

农业信息技术是基于信息技术与农业科学的交叉融合而形成的新兴技术,催生了数字农业和智慧农业的快速发展。作物生长模型作为其核心内容之一,可以动态模拟作物生长发育过程及其与气候因子、土壤特性和管理技术之间的关系,从而有效克服传统农业生产管理研究中较强的时空局限性,为不同条件下的作物生产力预测预警与效应评估等提供量化工具。本文重点介绍笔者团队在作物生长模型的构建与应用方面形成的总体技术方法、最新研究进展及未来发展思考。通过20多年系统深入的探索和实践,本团队以小麦、水稻等作物为主要对象,以“生理机制解析-模型算法构建-生产力动态预测-效应定量评估-模拟平台研发”为主线,综合运用系统分析、动态建模、虚拟现实、情景模拟及决策支持等方法,开展了作物生长模型CropGrow的构建与应用研究。首先,利用系统分析方法与动态建模技术,构建了机理性与预测性兼备的综合性作物生长模型（CropGrow）,包括阶段发育与物候期、器官发生与建成、光合生产与物质积累、同化物分配与产量品质形成、养分动态、水分平衡以及作物三维形态建成与虚拟显示等子模型,可数字化、可视化表征不同条件下作物生长发育与生产力形成过程;然后,结合地理信息系统（GIS）和遥感（RS）技术,构建了基于模型、GIS和RS有效耦合的区域作物生产力预测技术;进一步量化了气候变化、品种更新、土壤改良、措施优化对区域作物生产力形成的影响,拓展了适宜方案生成、理想品种设计、气候效应评估、耕地利用评价以及农业政策制定等应用技术;最后,运用构件化程序设计思想,基于作物生产数据库、作物模型构件库等,集成开发了基于模型的数字化、可视化作物生长模拟系统与决策支持平台,实现了数据管理、参数优化、生长模拟、遥感耦合、区域预测、方案设计、效应评估、安全预警、产品发布等综合功能。未来作物模拟研究将在完善基础数据库的基础上,进一步提升预测能力、量化基因效应、拓展智能决策、耦合多功能模型等,为粮食生产的预测预警、情景效应的量化评估、生产管理的智能决策、作物品种的优化设计等提供数字化支撑,对于保障国家粮食安全和推进数字农业发展具有重要意义。     

作物生长模型（CropGrow）研究进展

农业信息技术是基于信息技术与农业科学的交叉融合而形成的新兴技术,催生了数字农业和智慧农业的快速发展。作物生长模型作为其核心内容之一,可以动态模拟作物生长发育过程及其与气候因子、土壤特性和管理技术之间的关系,从而有效克服传统农业生产管理研究中较强的时空局限性,为不同条件下的作物生产力预测预警与效应评估等提供量化工具。本文重点介绍笔者团队在作物生长模型的构建与应用方面形成的总体技术方法、最新研究进展及未来发展思考。通过20多年系统深入的探索和实践,本团队以小麦、水稻等作物为主要对象,以"生理机制解析-模型算法构建-生产力动态预测-效应定量评估-模拟平台研发"为主线,综合运用系统分析、动态建模、虚拟现实、情景模拟及决策支持等方法,开展了作物生长模型CropGrow的构建与应用研究。首先,利用系统分析方法与动态建模技术,构建了机理性与预测性兼备的综合性作物生长模型(CropGrow),包括阶段发育与物候期、器官发生与建成、光合生产与物质积累、同化物分配与产量品质形成、养分动态、水分平衡以及作物三维形态建成与虚拟显示等子模型,可数字化、可视化表征不同条件下作物生长发育与生产力形成过程;然后,结合地理信息系统(GIS)和遥感(RS)技术,构建了基于模型、GIS和RS有效耦合的区域作物生产力预测技术;进一步量化了气候变化、品种更新、土壤改良、措施优化对区域作物生产力形成的影响,拓展了适宜方案生成、理想品种设计、气候效应评估、耕地利用评价以及农业政策制定等应用技术;最后,运用构件化程序设计思想,基于作物生产数据库、作物模型构件库等,集成开发了基于模型的数字化、可视化作物生长模拟系统与决策支持平台,实现了数据管理、参数优化、生长模拟、遥感耦合、区域预测、方案设计、效应评估、安全预警、产品发布等综合功能。未来作物模拟研究将在完善基础数据库的基础上,进一步提升预测能力、量化基因效应、拓展智能决策、耦合多功能模型等,为粮食生产的预测预警、情景效应的量化评估、生产管理的智能决策、作物品种的优化设计等提供数字化支撑,对于保障国家粮食安全和推进数字农业发展具有重要意义。     

温室微气候模拟与温室作物生长模型研究进展

现代的温室是一个复杂的环境系统,其中土壤、作物和微气候三个子系统间各种生物和非生物现象时常发生。农业数学模型可以用来模拟和预测温室内微气候和植物生长的变化,从而推荐最优化的生产管理策略。本文对国内外温室气候模型和温室作物生长模型进行了综述,温室气候动态模型可以预测关键气候因子,分为机械模型和黑箱模型。机械模型基于物理方程构建,它描述了基于过程的知识模拟的系统;黑箱模型属于经验模型,更多地用于温室系统控制、优化和设计的应用。作物生长模型是基于科学原理和数学关系的一种定量化工具,可以评估温室内土壤、微气候、水分和管理因素对作物生长发育的影响程度,预测作物生长状况。作物生长模型主要包括两类：描述性模型和解释性模型。温室作物模型是基于露地作物建立的最早的作物生长模型,并在几十年发展过程中对原来各功能模块进行修正、扩展和升级而来。功能-结构植物模型（functional–structural plant modeling,FSPM）是基于植物建筑学并结合气候和作物模块而形成,可以模拟单个植物的生长、形态以及它们与其生长环境的相互作用。最后指出未来趋势是利用数字技术、人工智能结合FSP模型,利用云...     

农业环境数据共享应用框架及关键技术

农业环境数据是农业应用系统、模型进行分析和决策的重要参数。经调查,目前农业应用系统、模型运行缺少农业环境数据支持,而基于物联网技术采集的农业环境数据成为越来越不可忽视的重要资源,因此考虑搭建一座农业应用与农业环境数据之间的桥梁,集成共享基于物联网技术采集的环境数据以满足农业应用系统、模型的需求。针对实现过程中存在的集成、共享、实现设计等方面的问题,采用面向对象分层设计思想,提出了农业环境数据集成共享应用框架,基于该框架低成本地实现分散的农业环境数据集成共享和一站式在线数据服务与应用。该研究具有理论价值和实际意义,同时也为其他类型的农业科学数据共享应用提供借鉴。     

基于构件化生长模型的作物管理决策支持系统

运用系统分析原理和数学建模技术,通过分析不同作物生长模型的共性及特点,初步创建了基于通用算法框架的作物生长模型。并进一步结合气象生成模型、品种参数生成模型及策略分析评价模型,以C#为编程语言,应用面向对象的程序设计与软构件技术,建立了基于构件化生长模型的作物管理决策支持系统。系统实现了农作模拟预测、决策支持和人机交互技术的有机耦合,具有农作信息管理、动态模拟、方案评估、因苗预测、时空分析及系统维护等功能。系统的建立可为通用性、综合性数字化作物管理决策支持系统的构建奠定基础。     

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。     

地理信息网格与数字农业建设刍议

网格技术是网络环境下海量数据管理和信息共享的有效方法。地理信息网格是网格技术在地理空间技术领域的应用,作为农业空间信息网格的基础,它是实现农业信息共享与服务的有效途径。地理信息网格在数字农业领域的广泛应用将深刻影响农业信息系统的规划部署、运行和管理机制,提高农业信息资源共享程度和使用效率,推进数字农业建设的步伐。     

四种抗生素对小麦玉米高粱三种作物种子芽与根伸长的影响

为了探明土霉素(OTC)、强力霉素(DOX)、恩诺沙星(ENR)、氧氟沙星(OFL)四种典型兽用抗生素对三种常见田间作物(小麦、玉米、高粱)的生态毒理效应,为评价抗生素对作物的影响提供必要的基础数据,采用水培法,研究了不同浓度的四种抗生素对小麦、玉米、高粱种子萌发时根长和芽长的影响。结果显示:土霉素和强力霉素对三种作物种子的毒性作用相似,对作物的影响程度依次为小麦高粱玉米;恩诺沙星和氧氟沙星对三种作物种子的毒性作用相似,影响程度依次为小麦玉米高粱。对比作物根的生长和芽的生长结果可以看出,三种作物种子根长对环境中的抗生素更加敏感。三种作物对抗生素的敏感程度差异比较显著,小麦对四种抗生素的敏感程度为恩诺沙星氧氟沙星土霉素强力霉素,玉米对四种抗生素的敏感程度为恩诺沙星强力霉素土霉素氧氟沙星,高粱对四种抗生素的敏感程度为强力霉素土霉素恩诺沙星氧氟沙星。     

高产玉米种植技术要点及病虫害防治策略分析

摘要：玉米作为我国重要的农作物之一,是人们生活中必不可少的食物组成,对人们的饮食健康具有重要影响,同时也是玉米产区的重要收入来源。玉米种植过程中对选种与种植管理投入的精力较多,当前对高产玉米的种植技术进行深入的研究,并对常见的病虫害进行科学有效的防治,是玉米种植过程中必不可少的重要工作,本文通过对高产玉米种植技术要点及病虫害防治策略进行分析,以期为实现玉米种植的高质高产,以及农民增收提供一定的指导作用。     

城市土地利用的生态服务功效评价方法——以常州市为例

生态服务功能的产出是生态服务功效,分为正功效和负功效。快速城市化进程严重影响了土地的生态服务功能,导致城市人居生态环境的日益恶化,自然生态系统服务负功效逐渐增加。常州是我国东部沿海快速城市化的典型代表,城市化占用生态用地由此产生了一系列生态环境问题。在GIS和RS技术的支持下,采用网格分析法和复合生态评价的方法,建立了复合生态服务功效的空间评价指标体系,从正负生态功效两方面评价了当前土地利用的复合生态功效。结果表明当前常州市的土地复合生态服务功效64.5%为正功效,35.5%的土地生态服务为负功效。按照当前的城市发展思路,新的土地利用规划将进一步导致自然生态服务正功效的衰退。该研究为城市土地利用规划管理提供了科学思路与决策依据。     

贸易便利化评价指标体系研究及其应用

从口岸效率、关税环境、基础设施及服务、信息和通信技术、商务环境五个方面遴选若干指标,运用德尔菲法和层次分析法构建了对贸易便利化进行科学测评的综合指标体系,并合理确定了各指标的权重指数,将贸易便利化指标作为自变量导入传统贸易引力模型,对原模型进行修正。采用我国的25个主要贸易伙伴的数据,对模型进行了实证检验。回归结果表明,包括贸易便利化指标在内的自变量很好地解释了我国出口贸易的情况。同时,这个结果也反证了本文提出的模型贸易便利化测评指标体系构建合理,有较强的说服力。     

基于随机需求和消费者意识的双回收渠道闭环供应链研究

在市场需求不确定和消费者具有环保意识的情形下,考虑市场需求依赖销售价格,建立了由制造商和零售商共同参与回收的Stackelberg博弈模型.在集中决策和分散决策两种情形下探讨了闭环供应链中各成员的最优决策问题,并分析了两种情形下消费者环保意识对制造商和零售商最优决策的影响.研究表明:集中决策情形下消费者环保意识的增加有利于整个供应链系统,分散决策情形下消费者环保意识的增加只有利于制造商而不利于零售商.     

适度规模经营与农户玉米储备损失

为探究不同种植规模条件下,储备规模与农户储备损失的关系,更好地保障国家粮食安全,本研究基于中国23省1 196份玉米种植户的问卷调查数据,在测算中国农户玉米储备损失的基础上,按照经营规模对农户进行分组,采用二次项模型和分位数回归方法分析不同规模条件下储备规模对农户玉米储备损失的影响,并考察储备规模和农户玉米储备损失的关...     

基于Lasso和支持向量机的组合预测及其应用

针对Lasso方法与支持向量机两者的联系与各自的优势，给出了基于Lasso与支持向量机的串联型、并联型和嵌入型三种组合预测，并将它们运用到我国粮食价格预测中.实证结果表明，与单一预测方法的预测结果相比，基于Lasso方法与支持向量机的串联型组合预测和嵌入型组合预测具有更高的预测精度.     

试论农业信息化与现代农业

农业信息化是现代农业建设的主要内容,是建设现代农业的必然要求。中国农业信息化发展还存在着有效信息供给不足、信息资源共享程度底、资源整合难度大、农民获取信息成本高等问题,加快中国农业信息化进程,促进现代农业发展,必须依靠政府的支持、市场的手段、人才的培养。