海南無(wú)公害蔬菜生產(chǎn)專家診斷模型的構(gòu)建與集成開(kāi)發(fā)

董定超+梁偉紅+濮文輝+秦小立

摘 要 以海南無(wú)公害蔬菜生產(chǎn)管理為背景，以生產(chǎn)實(shí)際數(shù)據(jù)和專家經(jīng)驗(yàn)為應(yīng)用基礎(chǔ)，整合農(nóng)業(yè)技術(shù)成果，構(gòu)建無(wú)公害蔬菜生產(chǎn)專家診斷模型，開(kāi)發(fā)海南無(wú)公害蔬菜生產(chǎn)咨詢專家系統(tǒng)，將黃瓜、黃燈籠辣椒和苦瓜3種海南典型無(wú)公害蔬菜生產(chǎn)管理規(guī)則通過(guò)系統(tǒng)工程植入系統(tǒng)，應(yīng)用于海南省無(wú)公害蔬菜生產(chǎn)。

關(guān)鍵詞 無(wú)公害蔬菜 ；生產(chǎn) ；專家系統(tǒng)

分類號(hào) S63

Construction and Integrated Development of Expert Diagnosis Model for Pollution-free Vegetable Production in Hainan

DONG Dingchao LIANG Weihong PU Wenhui QIN Xiaoli

（Science and Technology Information Research Institute， CATAS， Danzhou， Hainan 571737）

Abstract With pollution-free vegetable production management as the background， the paper integrates agriculture technology achievements， build pollution-free vegetable production expert diagnosis model， and develop consultation expert system of pollution-free vegetable production based on the application of actual production data and expert experience in Hainan. This system includes cucumber， yellow lantern chili and balsam pear for actual production.

Keywords non-pollution ； vegetable ； production ； expert system

隨著人民生活水平的提高和對(duì)生態(tài)環(huán)境問(wèn)題認(rèn)識(shí)的不斷深化，人們的消費(fèi)已逐步從數(shù)量型向質(zhì)量型轉(zhuǎn)變，對(duì)蔬菜質(zhì)量有了新的要求，生產(chǎn)供應(yīng)無(wú)公害蔬菜的呼聲越來(lái)越高。

海南具有全國(guó)一流的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境，自然條件優(yōu)勢(shì)得天獨(dú)厚。空氣、河流、湖泊、近岸海域環(huán)境質(zhì)量，一直保持在國(guó)家一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)。同時(shí)，海南四面環(huán)海，具備天然的屏障，能夠有效防治和阻止內(nèi)地病蟲(chóng)害對(duì)本省瓜菜的侵害，發(fā)展無(wú)公害蔬菜生產(chǎn)具有很大的優(yōu)勢(shì)。自2000年以來(lái)，作為加強(qiáng)農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全管理的一項(xiàng)舉措，海南省積極開(kāi)展創(chuàng)建無(wú)公害農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)基地活動(dòng)。海南省政府一直把無(wú)公害瓜菜的發(fā)展作為建設(shè)海南生態(tài)省的一項(xiàng)重要內(nèi)容。目前全省已建立了無(wú)公害瓜果菜示范基地317個(gè)，已建立起瓊海市、儋州市、三亞市、文昌市等4個(gè)全國(guó)無(wú)公害蔬菜生產(chǎn)示范市，無(wú)公害蔬菜生產(chǎn)基地達(dá)38.8萬(wàn)畝[1]。雖然海南無(wú)公害蔬菜生產(chǎn)發(fā)展勢(shì)頭較好，也取得了一定的進(jìn)步，但就目前的生產(chǎn)現(xiàn)狀看，還存在產(chǎn)業(yè)組織化程度和科技含量低，病蟲(chóng)害嚴(yán)重，農(nóng)藥殘留、品種分級(jí)方式不規(guī)范，銷售渠道不暢，信息化水平不高等問(wèn)題。

筆者以生產(chǎn)實(shí)際數(shù)據(jù)和專家經(jīng)驗(yàn)為應(yīng)用基礎(chǔ)，整合農(nóng)業(yè)技術(shù)成果，構(gòu)建無(wú)公害蔬菜生產(chǎn)專家診斷模型，開(kāi)發(fā)海南無(wú)公害蔬菜生產(chǎn)咨詢專家系統(tǒng)。該系統(tǒng)旨在幫助海南菜農(nóng)解決在無(wú)公害蔬菜生產(chǎn)過(guò)程中所遇到的品種選擇、栽培技術(shù)、病蟲(chóng)害防治、合理施肥等一系列問(wèn)題，為海南無(wú)公害蔬菜生產(chǎn)管理和決策的智能化、科學(xué)化和數(shù)字化提供一定的借鑒。

1 數(shù)據(jù)的收集與整理

1.1 數(shù)據(jù)獲取

1.1.1 數(shù)據(jù)范圍

海南無(wú)公害蔬菜生產(chǎn)專家咨詢系統(tǒng)數(shù)據(jù)的采集范圍是海南省的無(wú)公害蔬菜的生產(chǎn)栽培管理等一系列的知識(shí)規(guī)程，主要包括文字、數(shù)據(jù)等形式的內(nèi)容。

1.1.2 數(shù)據(jù)內(nèi)容

海南無(wú)公害蔬菜生產(chǎn)專家咨詢系統(tǒng)采集內(nèi)容主要按照蔬菜種類采集，具體內(nèi)容包括（1）黃瓜：收集整理黃瓜無(wú)公害生產(chǎn)栽培系列基礎(chǔ)信息，內(nèi)容包括園地選擇、品種選擇、育苗管理、播種定植管理、無(wú)公害栽培技術(shù)等；（2）黃燈籠辣椒：收集整理黃燈籠辣椒無(wú)公害生產(chǎn)栽培系列基礎(chǔ)信息，內(nèi)容包括產(chǎn)地環(huán)境、生產(chǎn)條件、栽培技術(shù)、病蟲(chóng)害防治等；（3）苦瓜：收集整理海南苦瓜無(wú)公害栽培相關(guān)信息，內(nèi)容包括產(chǎn)地環(huán)境、栽培技術(shù)、病蟲(chóng)害防治、田園清潔、采收等。

2 模塊的設(shè)計(jì)

2.1 變量的確定

變量是指沒(méi)有固定的值，可以改變的數(shù)。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中存在很多變量，因此在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)專家診斷模型構(gòu)建的過(guò)程中，變量的確定是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實(shí)體向數(shù)字模型轉(zhuǎn)化的首要條件。根據(jù)海南無(wú)公害蔬菜生產(chǎn)的實(shí)際情況，依照農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實(shí)物進(jìn)行初期規(guī)劃和擬定，如作物、土壤條件、病蟲(chóng)害等；在主變量確定后，依照二級(jí)細(xì)分原則，將變量進(jìn)行枚舉，包括變量、變量類型、變量歸屬等。具體見(jiàn)表1。

2.2 決策規(guī)則的設(shè)置

規(guī)則就是數(shù)據(jù)庫(kù)中對(duì)存儲(chǔ)在表的列或用戶自定義數(shù)據(jù)類型中的值的規(guī)定和限制。規(guī)則是單獨(dú)存儲(chǔ)的獨(dú)立的數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)象[2]。對(duì)于規(guī)則的制定，規(guī)則的制定需要充分考量變量在規(guī)則中的可用性和實(shí)用性，目的在于形成更簡(jiǎn)單高效的推理機(jī)作為模型算法的基礎(chǔ)。在編寫(xiě)知識(shí)規(guī)則中，要做到盡可能涵蓋本領(lǐng)域的所有情況。保證知識(shí)的完整性和推理的嚴(yán)密性。

求解型知識(shí)規(guī)則的編寫(xiě)以“黃瓜土壤酸堿度決策”為例，見(jiàn)表2。

診斷型知識(shí)規(guī)則編寫(xiě)以黃瓜病害診斷為例，見(jiàn)表3。

從表2、3可以看出，要充分考慮到變量的所有情況，才能保證決策的完整性與準(zhǔn)確性。endprint

2.3 模塊設(shè)置

按照農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理及物候規(guī)律將專家診斷分為3個(gè)階段，分別為“產(chǎn)前管理”、“產(chǎn)中管理”和“產(chǎn)后管理”。具體見(jiàn)圖1。每個(gè)階段通過(guò)模型構(gòu)建對(duì)作物生長(zhǎng)進(jìn)行診斷，集成一種或幾種作物生產(chǎn)規(guī)則，形成一個(gè)完整的決策模型，以農(nóng)民可以通讀的語(yǔ)句簡(jiǎn)單提示和選擇[3]。

3 數(shù)據(jù)模型的集成開(kāi)發(fā)

3.1 模塊的構(gòu)建

通過(guò)對(duì)生產(chǎn)實(shí)際結(jié)合較為緊密、實(shí)用型的相關(guān)領(lǐng)域?qū)＜业淖稍兒吞接懀约跋嚓P(guān)領(lǐng)域資料的收集整理，根據(jù)課題需求分析，對(duì)黃瓜、黃燈籠辣椒、苦瓜等3種主要熱帶蔬菜生產(chǎn)專家系統(tǒng)流程進(jìn)行系統(tǒng)總體分析與設(shè)計(jì)，搭建了3種海南無(wú)公害蔬菜生產(chǎn)模塊。

3.1.1 黃瓜專家系統(tǒng)各模塊主要功能設(shè)計(jì)

黃瓜專家系統(tǒng)建立了 8大診斷決策模塊，產(chǎn)前管理模塊主要具備無(wú)公害蔬菜的產(chǎn)地環(huán)境條件、園地選擇、品種選擇；產(chǎn)中管理模塊主要具備播種定植管理、病蟲(chóng)害診斷防治、肥料及農(nóng)藥的施用；產(chǎn)后管理模塊主要具備采收、貯藏保鮮。

3.1.2 黃燈籠辣椒專家系統(tǒng)各模塊主要功能設(shè)計(jì)

燈籠辣椒專家系統(tǒng)建立了10大診斷決策模塊，產(chǎn)前管理模塊主要具備無(wú)公害蔬菜的產(chǎn)地環(huán)境條件、生產(chǎn)條件、園地選擇、品種選擇；產(chǎn)中管理模塊主要具備育苗、播種定植管理、田間管理、生長(zhǎng)發(fā)育診斷、病蟲(chóng)害防治、肥料及農(nóng)藥的施用；產(chǎn)后管理模塊主要具備貯藏保鮮。

3.1.3 苦瓜專家系統(tǒng)各模塊主要功能設(shè)計(jì)

苦瓜專家系統(tǒng)建立了10大診斷決策模塊，產(chǎn)前管理模塊主要具備無(wú)公害蔬菜的產(chǎn)地環(huán)境條件、園地選擇、品種選擇；產(chǎn)中管理模塊主要具備育苗、播種定植管理、田間管理、病蟲(chóng)害防治、肥料及農(nóng)藥的施用；產(chǎn)后管理模塊主要具備采收、田園清潔。

3.2 診斷模型集成開(kāi)發(fā)

3.2.1 事實(shí)表與事實(shí)庫(kù)搭建

根據(jù)決策項(xiàng)目的內(nèi)容確定事實(shí)表結(jié)構(gòu)。搭建了3種主要無(wú)公害蔬菜生產(chǎn)事實(shí)表，由事實(shí)表組成事實(shí)庫(kù)。標(biāo)準(zhǔn)表是為事實(shí)表服務(wù)的。標(biāo)準(zhǔn)文件中存放的是用戶在進(jìn)行推理需要直接調(diào)用的數(shù)據(jù)，如栽培數(shù)據(jù)、環(huán)境數(shù)據(jù)、病蟲(chóng)害數(shù)據(jù)等。標(biāo)準(zhǔn)表的結(jié)構(gòu)和事實(shí)表的結(jié)構(gòu)需一致，才能實(shí)現(xiàn)從數(shù)據(jù)庫(kù)中調(diào)用數(shù)據(jù)。事實(shí)表根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)表結(jié)構(gòu)，設(shè)置了： 帳戶、日期、編號(hào)、生產(chǎn)栽培等字段，由此輸入與數(shù)據(jù)項(xiàng)對(duì)應(yīng)的蔬菜生產(chǎn)栽培事實(shí)。事實(shí)表對(duì)應(yīng)字段與標(biāo)準(zhǔn)表具有數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)性，見(jiàn)圖2。

3.2.2 專家系統(tǒng)的推理決策

推理決策是根據(jù)事實(shí)表中用戶輸入的信息和數(shù)據(jù)，推理機(jī)調(diào)用知識(shí)庫(kù)中的知識(shí)和規(guī)則推理出決策結(jié)果，在推薦結(jié)果的顯示上用戶可有選擇的顯示相關(guān)信息，同時(shí)可以對(duì)推理的過(guò)程進(jìn)行瀏覽。需要注意的是對(duì)前面建立的事實(shí)表中所涉及的參數(shù)的定義必須要和后面知識(shí)規(guī)則定義中的各項(xiàng)一一對(duì)應(yīng)，否則推理機(jī)調(diào)用知識(shí)規(guī)則將推理不出決策結(jié)果[4]。

3.3 專家系統(tǒng)的生成

將相關(guān)作物對(duì)應(yīng)的知識(shí)規(guī)則輸入到按標(biāo)準(zhǔn)表結(jié)構(gòu)建立的事實(shí)表中（總知識(shí)規(guī)則達(dá)300余條），進(jìn)行知識(shí)規(guī)則定義，最終打包發(fā)布形成海南無(wú)公害蔬菜生產(chǎn)客戶端查詢頁(yè)面，建立黃燈籠辣椒、黃瓜、苦瓜等3種海南無(wú)公害蔬菜生產(chǎn)專家系統(tǒng)。

3.4 診斷模型的應(yīng)用

專家系統(tǒng)的規(guī)則全部錄入完成后，就可以進(jìn)行事實(shí)錄入、推理。推理測(cè)試無(wú)誤后，就可以打包、發(fā)行了。將開(kāi)發(fā)好的專家系統(tǒng)打包后即可提供給用戶使用 。系統(tǒng)運(yùn)行后，其主要由主頁(yè)、智能決策、專家論壇、專家答疑，專家知識(shí)，系統(tǒng)管理和幫助共7個(gè)功能菜單組成[5]。用戶可以使用以上版塊進(jìn)行問(wèn)題求解與信息咨詢。系統(tǒng)首頁(yè)如圖3所示，在屏幕上部選擇功能模塊，在屏幕左部選擇蔬菜種類，即可進(jìn)行園地選擇、品種選擇、等諸多操作。具體流程見(jiàn)圖4。

4 結(jié)語(yǔ)

本研究從變量映射、規(guī)則梳理和模型構(gòu)建三個(gè)方面入手，在科技研究成果的基礎(chǔ)上，將計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)信息、人工智能等現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)與蔬菜種植、病蟲(chóng)害防護(hù)等農(nóng)業(yè)專業(yè)知識(shí)結(jié)合，研制出海南無(wú)公害蔬菜生產(chǎn)專家診斷模型。該診斷模型經(jīng)過(guò)安裝調(diào)試使用后，能夠較好的運(yùn)行，基本上達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。用戶界面友好，內(nèi)容豐富，操作靈活。從實(shí)踐上將現(xiàn)代信息技術(shù)應(yīng)用到海南省無(wú)公害蔬菜生產(chǎn)中。構(gòu)建海南無(wú)公害蔬菜生產(chǎn)專家咨詢系統(tǒng)，促進(jìn)海南無(wú)公害蔬菜生產(chǎn)管理決策的科學(xué)化、智能化及信息化，為海南反季節(jié)蔬菜及綠色農(nóng)業(yè)建設(shè)提供信息支撐和數(shù)據(jù)保障。

但是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中的不確定因素較多，生產(chǎn)上也面臨很多尚未解決的問(wèn)題或難題，可供決策的知識(shí)相對(duì)來(lái)說(shuō)比較缺乏，所以在診斷模型的構(gòu)建和知識(shí)庫(kù)的建立等方面還存在不足，因此，該系統(tǒng)還需要在實(shí)際生產(chǎn)運(yùn)用中不斷加以完善。

參考文獻(xiàn)

[1] 海南省推進(jìn)無(wú)公害農(nóng)業(yè)建設(shè)進(jìn)程紀(jì)實(shí). http：//d.gouhainan.com/index.php？m=content&c=index&a=show

&catid=5&id=60.2007-11-12

[2] 段愛(ài)玲，楊麗華，于桂玲，等. 數(shù)據(jù)庫(kù)原理與應(yīng)用[M]. 北京郵電大學(xué)出版社有限公司，2010.

[3] 陳贊章，張 峰，張德生. 基于PAID5.0的農(nóng)業(yè)智能專家系統(tǒng)開(kāi)發(fā)研究[J]. 農(nóng)學(xué)學(xué)報(bào)，2011，（12）：43-48.

[4] 王海江，馬玉成，呂 新. 基于 PAID 平臺(tái)的新疆棉花施肥專家系統(tǒng)的建立[J]. 新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)，2007，44（S3）：111-115.

[5] 國(guó)家農(nóng)業(yè)信息化工程技術(shù)研究中心[Z]. 農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)開(kāi)發(fā)平臺(tái)PAID5.0使用手冊(cè).endprint

2.3 模塊設(shè)置

按照農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理及物候規(guī)律將專家診斷分為3個(gè)階段，分別為“產(chǎn)前管理”、“產(chǎn)中管理”和“產(chǎn)后管理”。具體見(jiàn)圖1。每個(gè)階段通過(guò)模型構(gòu)建對(duì)作物生長(zhǎng)進(jìn)行診斷，集成一種或幾種作物生產(chǎn)規(guī)則，形成一個(gè)完整的決策模型，以農(nóng)民可以通讀的語(yǔ)句簡(jiǎn)單提示和選擇[3]。

3 數(shù)據(jù)模型的集成開(kāi)發(fā)

3.1 模塊的構(gòu)建

通過(guò)對(duì)生產(chǎn)實(shí)際結(jié)合較為緊密、實(shí)用型的相關(guān)領(lǐng)域?qū)＜业淖稍兒吞接懀约跋嚓P(guān)領(lǐng)域資料的收集整理，根據(jù)課題需求分析，對(duì)黃瓜、黃燈籠辣椒、苦瓜等3種主要熱帶蔬菜生產(chǎn)專家系統(tǒng)流程進(jìn)行系統(tǒng)總體分析與設(shè)計(jì)，搭建了3種海南無(wú)公害蔬菜生產(chǎn)模塊。

3.1.1 黃瓜專家系統(tǒng)各模塊主要功能設(shè)計(jì)

黃瓜專家系統(tǒng)建立了 8大診斷決策模塊，產(chǎn)前管理模塊主要具備無(wú)公害蔬菜的產(chǎn)地環(huán)境條件、園地選擇、品種選擇；產(chǎn)中管理模塊主要具備播種定植管理、病蟲(chóng)害診斷防治、肥料及農(nóng)藥的施用；產(chǎn)后管理模塊主要具備采收、貯藏保鮮。

3.1.2 黃燈籠辣椒專家系統(tǒng)各模塊主要功能設(shè)計(jì)

燈籠辣椒專家系統(tǒng)建立了10大診斷決策模塊，產(chǎn)前管理模塊主要具備無(wú)公害蔬菜的產(chǎn)地環(huán)境條件、生產(chǎn)條件、園地選擇、品種選擇；產(chǎn)中管理模塊主要具備育苗、播種定植管理、田間管理、生長(zhǎng)發(fā)育診斷、病蟲(chóng)害防治、肥料及農(nóng)藥的施用；產(chǎn)后管理模塊主要具備貯藏保鮮。

3.1.3 苦瓜專家系統(tǒng)各模塊主要功能設(shè)計(jì)

苦瓜專家系統(tǒng)建立了10大診斷決策模塊，產(chǎn)前管理模塊主要具備無(wú)公害蔬菜的產(chǎn)地環(huán)境條件、園地選擇、品種選擇；產(chǎn)中管理模塊主要具備育苗、播種定植管理、田間管理、病蟲(chóng)害防治、肥料及農(nóng)藥的施用；產(chǎn)后管理模塊主要具備采收、田園清潔。

3.2 診斷模型集成開(kāi)發(fā)

3.2.1 事實(shí)表與事實(shí)庫(kù)搭建

根據(jù)決策項(xiàng)目的內(nèi)容確定事實(shí)表結(jié)構(gòu)。搭建了3種主要無(wú)公害蔬菜生產(chǎn)事實(shí)表，由事實(shí)表組成事實(shí)庫(kù)。標(biāo)準(zhǔn)表是為事實(shí)表服務(wù)的。標(biāo)準(zhǔn)文件中存放的是用戶在進(jìn)行推理需要直接調(diào)用的數(shù)據(jù)，如栽培數(shù)據(jù)、環(huán)境數(shù)據(jù)、病蟲(chóng)害數(shù)據(jù)等。標(biāo)準(zhǔn)表的結(jié)構(gòu)和事實(shí)表的結(jié)構(gòu)需一致，才能實(shí)現(xiàn)從數(shù)據(jù)庫(kù)中調(diào)用數(shù)據(jù)。事實(shí)表根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)表結(jié)構(gòu)，設(shè)置了： 帳戶、日期、編號(hào)、生產(chǎn)栽培等字段，由此輸入與數(shù)據(jù)項(xiàng)對(duì)應(yīng)的蔬菜生產(chǎn)栽培事實(shí)。事實(shí)表對(duì)應(yīng)字段與標(biāo)準(zhǔn)表具有數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)性，見(jiàn)圖2。

3.2.2 專家系統(tǒng)的推理決策

推理決策是根據(jù)事實(shí)表中用戶輸入的信息和數(shù)據(jù)，推理機(jī)調(diào)用知識(shí)庫(kù)中的知識(shí)和規(guī)則推理出決策結(jié)果，在推薦結(jié)果的顯示上用戶可有選擇的顯示相關(guān)信息，同時(shí)可以對(duì)推理的過(guò)程進(jìn)行瀏覽。需要注意的是對(duì)前面建立的事實(shí)表中所涉及的參數(shù)的定義必須要和后面知識(shí)規(guī)則定義中的各項(xiàng)一一對(duì)應(yīng)，否則推理機(jī)調(diào)用知識(shí)規(guī)則將推理不出決策結(jié)果[4]。

3.3 專家系統(tǒng)的生成

將相關(guān)作物對(duì)應(yīng)的知識(shí)規(guī)則輸入到按標(biāo)準(zhǔn)表結(jié)構(gòu)建立的事實(shí)表中（總知識(shí)規(guī)則達(dá)300余條），進(jìn)行知識(shí)規(guī)則定義，最終打包發(fā)布形成海南無(wú)公害蔬菜生產(chǎn)客戶端查詢頁(yè)面，建立黃燈籠辣椒、黃瓜、苦瓜等3種海南無(wú)公害蔬菜生產(chǎn)專家系統(tǒng)。

3.4 診斷模型的應(yīng)用

專家系統(tǒng)的規(guī)則全部錄入完成后，就可以進(jìn)行事實(shí)錄入、推理。推理測(cè)試無(wú)誤后，就可以打包、發(fā)行了。將開(kāi)發(fā)好的專家系統(tǒng)打包后即可提供給用戶使用 。系統(tǒng)運(yùn)行后，其主要由主頁(yè)、智能決策、專家論壇、專家答疑，專家知識(shí)，系統(tǒng)管理和幫助共7個(gè)功能菜單組成[5]。用戶可以使用以上版塊進(jìn)行問(wèn)題求解與信息咨詢。系統(tǒng)首頁(yè)如圖3所示，在屏幕上部選擇功能模塊，在屏幕左部選擇蔬菜種類，即可進(jìn)行園地選擇、品種選擇、等諸多操作。具體流程見(jiàn)圖4。

4 結(jié)語(yǔ)

本研究從變量映射、規(guī)則梳理和模型構(gòu)建三個(gè)方面入手，在科技研究成果的基礎(chǔ)上，將計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)信息、人工智能等現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)與蔬菜種植、病蟲(chóng)害防護(hù)等農(nóng)業(yè)專業(yè)知識(shí)結(jié)合，研制出海南無(wú)公害蔬菜生產(chǎn)專家診斷模型。該診斷模型經(jīng)過(guò)安裝調(diào)試使用后，能夠較好的運(yùn)行，基本上達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。用戶界面友好，內(nèi)容豐富，操作靈活。從實(shí)踐上將現(xiàn)代信息技術(shù)應(yīng)用到海南省無(wú)公害蔬菜生產(chǎn)中。構(gòu)建海南無(wú)公害蔬菜生產(chǎn)專家咨詢系統(tǒng)，促進(jìn)海南無(wú)公害蔬菜生產(chǎn)管理決策的科學(xué)化、智能化及信息化，為海南反季節(jié)蔬菜及綠色農(nóng)業(yè)建設(shè)提供信息支撐和數(shù)據(jù)保障。

但是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中的不確定因素較多，生產(chǎn)上也面臨很多尚未解決的問(wèn)題或難題，可供決策的知識(shí)相對(duì)來(lái)說(shuō)比較缺乏，所以在診斷模型的構(gòu)建和知識(shí)庫(kù)的建立等方面還存在不足，因此，該系統(tǒng)還需要在實(shí)際生產(chǎn)運(yùn)用中不斷加以完善。

參考文獻(xiàn)

[1] 海南省推進(jìn)無(wú)公害農(nóng)業(yè)建設(shè)進(jìn)程紀(jì)實(shí). http：//d.gouhainan.com/index.php？m=content&c=index&a=show

&catid=5&id=60.2007-11-12

[2] 段愛(ài)玲，楊麗華，于桂玲，等. 數(shù)據(jù)庫(kù)原理與應(yīng)用[M]. 北京郵電大學(xué)出版社有限公司，2010.

[3] 陳贊章，張 峰，張德生. 基于PAID5.0的農(nóng)業(yè)智能專家系統(tǒng)開(kāi)發(fā)研究[J]. 農(nóng)學(xué)學(xué)報(bào)，2011，（12）：43-48.

[4] 王海江，馬玉成，呂 新. 基于 PAID 平臺(tái)的新疆棉花施肥專家系統(tǒng)的建立[J]. 新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)，2007，44（S3）：111-115.

[5] 國(guó)家農(nóng)業(yè)信息化工程技術(shù)研究中心[Z]. 農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)開(kāi)發(fā)平臺(tái)PAID5.0使用手冊(cè).endprint

2.3 模塊設(shè)置

按照農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理及物候規(guī)律將專家診斷分為3個(gè)階段，分別為“產(chǎn)前管理”、“產(chǎn)中管理”和“產(chǎn)后管理”。具體見(jiàn)圖1。每個(gè)階段通過(guò)模型構(gòu)建對(duì)作物生長(zhǎng)進(jìn)行診斷，集成一種或幾種作物生產(chǎn)規(guī)則，形成一個(gè)完整的決策模型，以農(nóng)民可以通讀的語(yǔ)句簡(jiǎn)單提示和選擇[3]。

3 數(shù)據(jù)模型的集成開(kāi)發(fā)

3.1 模塊的構(gòu)建

通過(guò)對(duì)生產(chǎn)實(shí)際結(jié)合較為緊密、實(shí)用型的相關(guān)領(lǐng)域?qū)＜业淖稍兒吞接懀约跋嚓P(guān)領(lǐng)域資料的收集整理，根據(jù)課題需求分析，對(duì)黃瓜、黃燈籠辣椒、苦瓜等3種主要熱帶蔬菜生產(chǎn)專家系統(tǒng)流程進(jìn)行系統(tǒng)總體分析與設(shè)計(jì)，搭建了3種海南無(wú)公害蔬菜生產(chǎn)模塊。

3.1.1 黃瓜專家系統(tǒng)各模塊主要功能設(shè)計(jì)

黃瓜專家系統(tǒng)建立了 8大診斷決策模塊，產(chǎn)前管理模塊主要具備無(wú)公害蔬菜的產(chǎn)地環(huán)境條件、園地選擇、品種選擇；產(chǎn)中管理模塊主要具備播種定植管理、病蟲(chóng)害診斷防治、肥料及農(nóng)藥的施用；產(chǎn)后管理模塊主要具備采收、貯藏保鮮。

3.1.2 黃燈籠辣椒專家系統(tǒng)各模塊主要功能設(shè)計(jì)

燈籠辣椒專家系統(tǒng)建立了10大診斷決策模塊，產(chǎn)前管理模塊主要具備無(wú)公害蔬菜的產(chǎn)地環(huán)境條件、生產(chǎn)條件、園地選擇、品種選擇；產(chǎn)中管理模塊主要具備育苗、播種定植管理、田間管理、生長(zhǎng)發(fā)育診斷、病蟲(chóng)害防治、肥料及農(nóng)藥的施用；產(chǎn)后管理模塊主要具備貯藏保鮮。

3.1.3 苦瓜專家系統(tǒng)各模塊主要功能設(shè)計(jì)

苦瓜專家系統(tǒng)建立了10大診斷決策模塊，產(chǎn)前管理模塊主要具備無(wú)公害蔬菜的產(chǎn)地環(huán)境條件、園地選擇、品種選擇；產(chǎn)中管理模塊主要具備育苗、播種定植管理、田間管理、病蟲(chóng)害防治、肥料及農(nóng)藥的施用；產(chǎn)后管理模塊主要具備采收、田園清潔。

3.2 診斷模型集成開(kāi)發(fā)

3.2.1 事實(shí)表與事實(shí)庫(kù)搭建

根據(jù)決策項(xiàng)目的內(nèi)容確定事實(shí)表結(jié)構(gòu)。搭建了3種主要無(wú)公害蔬菜生產(chǎn)事實(shí)表，由事實(shí)表組成事實(shí)庫(kù)。標(biāo)準(zhǔn)表是為事實(shí)表服務(wù)的。標(biāo)準(zhǔn)文件中存放的是用戶在進(jìn)行推理需要直接調(diào)用的數(shù)據(jù)，如栽培數(shù)據(jù)、環(huán)境數(shù)據(jù)、病蟲(chóng)害數(shù)據(jù)等。標(biāo)準(zhǔn)表的結(jié)構(gòu)和事實(shí)表的結(jié)構(gòu)需一致，才能實(shí)現(xiàn)從數(shù)據(jù)庫(kù)中調(diào)用數(shù)據(jù)。事實(shí)表根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)表結(jié)構(gòu)，設(shè)置了： 帳戶、日期、編號(hào)、生產(chǎn)栽培等字段，由此輸入與數(shù)據(jù)項(xiàng)對(duì)應(yīng)的蔬菜生產(chǎn)栽培事實(shí)。事實(shí)表對(duì)應(yīng)字段與標(biāo)準(zhǔn)表具有數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)性，見(jiàn)圖2。

3.2.2 專家系統(tǒng)的推理決策

推理決策是根據(jù)事實(shí)表中用戶輸入的信息和數(shù)據(jù)，推理機(jī)調(diào)用知識(shí)庫(kù)中的知識(shí)和規(guī)則推理出決策結(jié)果，在推薦結(jié)果的顯示上用戶可有選擇的顯示相關(guān)信息，同時(shí)可以對(duì)推理的過(guò)程進(jìn)行瀏覽。需要注意的是對(duì)前面建立的事實(shí)表中所涉及的參數(shù)的定義必須要和后面知識(shí)規(guī)則定義中的各項(xiàng)一一對(duì)應(yīng)，否則推理機(jī)調(diào)用知識(shí)規(guī)則將推理不出決策結(jié)果[4]。

3.3 專家系統(tǒng)的生成

將相關(guān)作物對(duì)應(yīng)的知識(shí)規(guī)則輸入到按標(biāo)準(zhǔn)表結(jié)構(gòu)建立的事實(shí)表中（總知識(shí)規(guī)則達(dá)300余條），進(jìn)行知識(shí)規(guī)則定義，最終打包發(fā)布形成海南無(wú)公害蔬菜生產(chǎn)客戶端查詢頁(yè)面，建立黃燈籠辣椒、黃瓜、苦瓜等3種海南無(wú)公害蔬菜生產(chǎn)專家系統(tǒng)。

3.4 診斷模型的應(yīng)用

專家系統(tǒng)的規(guī)則全部錄入完成后，就可以進(jìn)行事實(shí)錄入、推理。推理測(cè)試無(wú)誤后，就可以打包、發(fā)行了。將開(kāi)發(fā)好的專家系統(tǒng)打包后即可提供給用戶使用 。系統(tǒng)運(yùn)行后，其主要由主頁(yè)、智能決策、專家論壇、專家答疑，專家知識(shí)，系統(tǒng)管理和幫助共7個(gè)功能菜單組成[5]。用戶可以使用以上版塊進(jìn)行問(wèn)題求解與信息咨詢。系統(tǒng)首頁(yè)如圖3所示，在屏幕上部選擇功能模塊，在屏幕左部選擇蔬菜種類，即可進(jìn)行園地選擇、品種選擇、等諸多操作。具體流程見(jiàn)圖4。

4 結(jié)語(yǔ)

本研究從變量映射、規(guī)則梳理和模型構(gòu)建三個(gè)方面入手，在科技研究成果的基礎(chǔ)上，將計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)信息、人工智能等現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)與蔬菜種植、病蟲(chóng)害防護(hù)等農(nóng)業(yè)專業(yè)知識(shí)結(jié)合，研制出海南無(wú)公害蔬菜生產(chǎn)專家診斷模型。該診斷模型經(jīng)過(guò)安裝調(diào)試使用后，能夠較好的運(yùn)行，基本上達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。用戶界面友好，內(nèi)容豐富，操作靈活。從實(shí)踐上將現(xiàn)代信息技術(shù)應(yīng)用到海南省無(wú)公害蔬菜生產(chǎn)中。構(gòu)建海南無(wú)公害蔬菜生產(chǎn)專家咨詢系統(tǒng)，促進(jìn)海南無(wú)公害蔬菜生產(chǎn)管理決策的科學(xué)化、智能化及信息化，為海南反季節(jié)蔬菜及綠色農(nóng)業(yè)建設(shè)提供信息支撐和數(shù)據(jù)保障。

但是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中的不確定因素較多，生產(chǎn)上也面臨很多尚未解決的問(wèn)題或難題，可供決策的知識(shí)相對(duì)來(lái)說(shuō)比較缺乏，所以在診斷模型的構(gòu)建和知識(shí)庫(kù)的建立等方面還存在不足，因此，該系統(tǒng)還需要在實(shí)際生產(chǎn)運(yùn)用中不斷加以完善。

參考文獻(xiàn)

[1] 海南省推進(jìn)無(wú)公害農(nóng)業(yè)建設(shè)進(jìn)程紀(jì)實(shí). http：//d.gouhainan.com/index.php？m=content&c=index&a=show

&catid=5&id=60.2007-11-12

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