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。
国内于80年代初期开始研究农业专家系统。
1980年浙江大学与中国农科院蚕桑所合作
开始研究蚕育种专家系统，1983年中科院合
肥智能研究所与安徽农科院合作开发的砂
礓黑土小麦施肥专家系统 。近几年来，我
国农业专家系统的研究更是蓬勃发展，
赵林峰，硕士研究生，湖南农业大学园艺园
林学院.410128。
*熊兴耀，博士，教授，博士生导师，湖南
农业大学园艺园林学院，410128，
E-mail:xiongxingyao@
如基于规则和图形的苹果、梨病虫害及防治
专家系统 ，多媒体玉米病虫害诊断专家系
统，基于生长模型的小麦管理专家系统，水
土保持专家系统的探索与试验等。
2 存在的问题
2．1 农业专家系统自身存在的问题
2．1．1至今为止，在农业专家系统中，由
专家整理出来的知识大多属于这个领域的
浅层知识，形式上也主要是条件规则型知识。
因为知识种类、数量可能很多，难于详细检
验，待到专家系统具体使用这些知识时，机
械死板的计算机程序就有可能推导出一些
错误的结论。另外，由于专家系统并不具有
真正的学习能力，结果导致系统的表现只能
处理人类专家见过的各种情况，不能“随机
应变”，人工智能面临严峻的考验。
2．1．2 开发工具不完善,国外目前出现了
许多专用的专家系统工具，开发某领域系统
基本上是运用开发工具来实现的。我国农业
专家系统的开发工具在应用国外较成熟的
开发工具的同时，也自主研制了一些开发工
具。但利用开发工具开发的专家系统已形成
系列化，商品化水平很低。而且，目前国内
开发的农业专家系统生成工具太都在处理
文字描述的定性知识方面功能较强，而在处
理用数学模型描述的定量知识方面很少涉
及。
2．1．3信息(知识)获取困难、存储方式落
后。我国是农业大国，农业信息资源极其丰
富，但农业信息网络和数据库的建设严重滞
后，缺乏有序管理，使专家系统的知识来源
比较单一。另外，我国已完成了农业普查、
土壤普查、土地利用现状调查等基础性工作，
取得了大量的属性数据图和形数据，这是农
业专家系统的基础数据。但这些数据太多以
纸为存储介质，不但信息的精度和数量受到
限制，信息的更新也不方便，影响其时效性。
[7 8]
2．2农业专家系统应用的外部环境中存在的
问题
2．2．1 农业专家系统的应用与开发脱节、
适用对象狭窄。我国的一些农业专家系统只
强调应用，缺乏进行二次开发所需的专家系
统开发工具，使用者无法根据当地实际情况
创建知识库和模型库，限制了专家系统的进
一步应用。有些农业专家系统虽提供了开发
工具，但缺少通用的模板和模型，要求使用
者具有一定的计算机基础技术，缩小了专家
系统的应用范围。而且一些农业专家系统追
求所谓先进性，要求高档次的软硬件，也要
求使用者有一定的计算机技术基础，很难在
农业基层普及；另一些农业专家系统与领域
知识结合不够，停留于科普性知识介绍，其
先进性和实用性不高。
2．2．2 动态服务能力低，时效性差。农业
生产中的多变因素复杂，受很多外界条件的
影响，有许多结果事先是无法预测的，这就
要求专家系统有适应动态变化的能力，而我
国目前的农业专家系统多数是静态的，因此
在农业专家系统开发过程中必须注意动态
性建设[4,9]。
2. 2. 3缺少进一步延续开发的能力。一些
农业专家系统只是为了一时的应用，而忽视
了搭建好功能强、灵活性高的平台，缺少二
次开发的接口。目前虽然有许多的开发工具，
但通用性差，很难在农业基层普及，使那些
具有普通计算机水平而又想开发所研究领
域专家系统的人员无计可施，从而限制了专
家系统的进一步开发与应用，因此，开发与
应用并进，增强系统的实用性是非常必要的。
2．2．4 网络化农业专家系统的开发数量不
多。多数农业专家系统仅局限于某一区域，
应用面窄，若要扩大应用范围，就得大力开
发网络版专家系统，充分利用好网络，实现
专家系统的网络化远程服务，这也是今后专
家系统研制和应用的大势所趋[10]。
2．2．5推广问题。目前研制出的农业专家
系统较多，但真正用于生产实际的不多，这
说明我们重开发， 轻系统推广，在推广上
下的功夫不够。在目前家庭联产承包责任制
情况下，每户的种、养殖的规模都很小．投
资电脑、购买专家系统软件费用很高，投入
产出比很低，要推广就得换思路。充分利用
互联网，在各地网站设立专家系统咨询推广
点，或许是不错的选择。同时，加强农业专
家系统的实用培训，提高使用者的对专家系
统的认识、计算机使用水平和科学生产的水
平，也是推广中需要加强的措施之一。
2．2．6知识产权问题
在开发农业专家系统时，需要大量领域专家
的智慧或者说采纳了许多领域专家的经验，
如果专家系统作为产品要销售时，就存在商
业盈利目的，就必然会产生知识产权的纠纷。
现在农业专家系统的使用还不普遍，但是随
着网络信息服务业的发展，各国都在重视网
络环境下的知识产权立法问题。对此，农业
专家系统的设计者在建造时，所采用的各种
图文资料最好是具有自主知识产权的，或者
购买别人的图文资料 。农业专家系统中，
无论是知识库中知识的抽取、规则的确定，
还是推理机的设计，每一个环节都要符合科
学的原则，相关数据、公式都要经实践检验，
经试运行完善后才可正式使用。因此，在研
制农业专家系统时，要有法律意识，研制者
要对专家系统使用的后果负责[11]。
3 农业专家系统研究的前景展望
3．1 系统数据动态化。农作物生产系统是
由生态系统、经济系统和技术系统在持定的
空间和时间上(四维特性)组合而成的复杂
大系统，它是一个多因素、多层次、多目标、
关系纵横交叉的复合系统。这一系统的复杂
性、动态性、模糊性和不可确定性是其它专
家系统无法比拟的。由于农作物生产的这一
特性就要求专家系统中的基础数据不但是