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文献综述
论文题目远程农作物病虫害诊断专家系统的设计与实现系别_____ ______ _
年级______ _ _ _ _ _
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指导教师______ ___ _ __ _
职称______ __ ___
系主任 _________________ _ _ ___
2012年 04月22 日
文献综述
一、针对农作物病虫害诊断系统的研究
病虫害诊断目前已经在农业领域中得到了广泛的应用，作为一种有别于传统的专家到田里诊断病虫害的新型方式，病虫害诊断代替专家走向田里，在收集知识、整理规则、推理诊断等各个方面均有突出的表现，能正确诊断病虫害。
目前已经有很多人对其各个环节进行了大量的研究与设计。
从远程农作物病虫害诊断应用的时间上可以分为“诊断前”和“诊断”两个阶段。
对于诊断前，病虫害诊断需要进行收集整理知识，构建知识库；诊断需要进行根据用户输入的事实，从知识库中读取有用的规则来推理诊断。
1、针对诊断前的相关研究
在诊断前需要对专家系统、专家系统的结构进行研究：
参考文献[1]对农业专家系统做了详细的介绍，给出了农业专家系统的定义：它是运用知识表示、推理、知识获取等技术，总结农业专家的宝贵经验、实验数据及数学模型，建造起来的计算机农业软件系统；农业专家系统可应用于农业的各个领域，如作物栽培、植物保护、配方施肥、农业经济效益分析、市场销售管理等。
利用系统工程和软件工程的理论和方法，应用先进的软件制作工具，制作出一套果树病虫害测报与防治技术的专家系统软件。
该专家系统由三套软件组成，即林果病虫害防治技术专家咨询系统、昆虫图像处理及计算机视觉系统、果树害虫辅助鉴定多媒体专家系统。
该套系统软件具有果树害虫的自动识别，害虫的辅助鉴定等害虫鉴定功能，同时其具有浏览、查询、知识学习、病虫害的预防、防治策略、资料输入、资料输出等果树病虫害测报与防治功能。
专家系统是模拟人类专家运用他们所知道的知识和经验来解决实际问题的方法、技巧和步骤。
专家系统具有：启发性、透明性和灵活性等特点。
选择什么结构最为合适，要根据应用环境和所要做的任务来确定。
选择的系统结构，与专家系统的适用性和效率紧密相连。
针对专家系统的结构问题，参考文献[2]给出了具体的阐述，总结出了专家系统的基本结构包括知识库、推理机、全局数据库、人机接口、解释器等五个部分，并对这五个部分的功能做出具体的解释。
针对知识获取问题，传统的农业专家到田里诊断农作物病虫害，没有知识库，专家根据农作物生长状态直接给出结论。
但在专家系统中，设计师需要向有关专家收集知识，把知识转换成另一种表示形式，经过编辑、编译送入知识库，这就涉及到知识库构建的问题。
参考文献[3]提出了知识获取是一件相关困难的工作，被公认是专家系统建造中的一个“瓶颈”问题，知识获取的目的是为专家系统获取知识、建立健全完善、有效的知识库。
后期可以对构建好的知识库进行维护和完善。
2、针对诊断过程中相关研究
参考文献[4]将CBR技术引入到蔬菜病虫害诊断中, 解决蔬菜病虫害诊断专家系统在知识获取上存在的瓶颈问题。
针对农业专家在对病虫害诊断时的思维过程和CBR基本原理的一致性, 构建了CBR的蔬菜病虫害诊治专家系统，为蔬菜病虫害诊断问题开辟了一条新的途径,将其应用到蔬菜病虫害的防治工作中,不能使广大菜农独立完成病虫害的防治工作,而且,由CBR具有能够对未知案例进行推理得出新结论的功能,也能够辅助农业专家对复杂问题进行诊断和防治。
对生产实践具有重要意义。
推理机的设计是农作物病虫害诊断系统的重要部分，推理机的模型有正向推理、反向推理和双向推理三中典型策略。
每种策略都有他们的优缺点，在参考文献[5]提出了反向推理的基本思想：首先选定一个假设目标，然后寻找支持该假设的证据，若所需的证据都能找到，则说明原假设是成立的；若无论如何都找不到所需要的证据，则说明原假设不成立，此时需要另外选定新的假设。
与正向推理相比，反向推理的主要优点是不必使用与目标无关的知识，目的性强，同时它还有利于向用户提供解释。
反向推理的缺点是在选择初始目标时具有很大的盲目性，若假设不正确，就有可能需要多次提出假设，影响了系统的效率。
反向推理比较适合结论单一或直接提出结论要求证实的系统。
3、专家数据库的研究
针对专家系统数据库的研究，参考文献[6]中指出：此类系统是专家系统与数据库相连接的组合系统，其中专家系统的作用是改善对数据库的存取和解释能力，更方便地实现对数据库有关信息的利用。
参考文献[7]对研制了北京地区蔬菜病虫害远程诊治专家系统VPRDES。
该系统对实时推广北京地区主要蔬菜病虫害的无公害治理技术、促进农户合理用药、提高蔬菜产品的安全性等具有重要作用。
根据知识库与数据库的比较，数据库中的规则通常是隐含于数据结构或完整性约束中，而知识库中的规则主要通过某种知识表示方式，与事实一样显示的表达出来。
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