玉米病虫草害诊断系统研究与开发

摘要

我国是一个农业大国，玉米是我国重要的粮饲作物及工副业原料。但近年来玉米病虫草害显著增加，限制了玉米增产，使农户遭受严重经济损失。而造成上述现象的原因，一方面是由于玉米生产与植保专家时空分布不对称，农业生产第一线缺少专业技术人员的实时指导，从而使农户对病虫草害认识不清，盲目防治、滥用农药，造成环境污染；另一方面是农业生产和管理水平低，先进的生产技术从传播到应用，速度慢、周期长，严重制约了玉米生产的可持续发展。正确合理的病虫草害诊断是通过结合辨认特征、分析特点及经验知识，最终做出判断的复杂过程。传统的病虫草害专家系统在实际应用过程中，由于系统应用主体--农户的计算机水平不高、对病害有感性认知，但理性认识不足，即对同一症状描述的多样化和对不同病症描述的简单化，最终影响了用户诊断推理的质量和效率，使传统的诊断专家系统难以推广应用。基于上述情况，本研究在参考国内外研究现状的基础上，结合玉米病虫草害防治相关领域知识，针对我国玉米生产的实际需求，以解决生产实践难题为目的，采用全新的设计理念和系统构建技术，使开发的玉米病虫草害系统可操作性强、适用范围广、界面友好、可视化程度高，具有很强的现实指导意义。 本研究采用具有网络开发优势的面向对象的高级语言C＃作为开发语言，结合ADO.NET对象模型方便地访问SQL数据库。为满足实际玉米病虫草害诊断问题对专家系统的要求，将面向对象理念与基于规则诊断、文字规则与特征典型图像相结合，引入到虫害诊断专家系统的设计中，阐述基于图像规则的知识表示，给出病害诊断的推理技术，提出基于图像规则的玉米病害诊断推理机制。并结合以上理论进行知识表示的研究、系统推理机的设计以及诊断平台的设计工作。在作物栽培管理技术与计算机技术交叉领域做了一次有益的尝试，主要取得如下成果：①玉米病虫草害的识别根据不同用户的专业知识、使用特点，系统提供了3种玉米病虫草害的诊断识别方式，分别为检索识别、指认式识别与基于图像规则诊断识别。②丰富翔实的病虫草害防治知识本系统内含丰富翔实的病虫草害诊断知识与病害典型病症图像，可辅助诊断22种玉米病害，31种虫害、46种草害。③系统构架设计系统采用模块化结构设计，使得系统维护只需对特定模块进行完善和扩充，为进行二次开发提供接口。④诊断方式与知识表达的探索本文主要针对用户的使用体验进行研究，融合可视化图像与传统规则诊断，模拟人类专家思维过程，较为准确的解决了跨学科的复杂现实问题。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1论文研究的目的与意义

1.2国内外研究进展

1.2.1专家系统发展历史回顾

1.2.2农业专家系统的发展应用

1.3目前农业专家系统研究存在的问题

1.3.1.信息获取是瓶颈

1.3.2应用与开发脱节，开发技术落后

1.3.3我国农村运用信息化、网络化技术的能力不足

第二章研究思路与技术方法

2.1系统开发的技术路线

2.2功能需求分析

2.3系统采用的软件技术

2.3.1基于ASP.NET的系统结构模型

2.3.2面向对象系统设计

2.3.3模块化设计

2.3.4分层结构设计

2.4系统开发环境的选择

2.4.1系统开发环境

2.4.2系统开发工具

第三章玉米病虫草害诊断系统的设计与实现

3.1玉米病虫草害诊断系统概述

3.1.1功能模块设计

3.1.2解决方案和体系架构概述

3.1.3系统数据库访问

3.2基于图像规则的病害诊断的实现

3.2.1专家系统知识库设计

3.2.2推理机的设计

3.2.3推理机算法设计

第四章玉米病虫草害诊断系统的运行环境与验证

4.1系统运行环境

4.2系统主要用户界面

4.3诊断功能实例测试

第五章结论与展望

5.1结论

5.2研究工作展望

参考文献

致谢

作者简介