專利名稱：一種蔬菜病蟲(chóng)害診斷專家系統(tǒng)構(gòu)建和服務(wù)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
“蔬菜病蟲(chóng)害診斷專家系統(tǒng)構(gòu)建和診斷方法”屬于現(xiàn)代農(nóng)業(yè)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
蔬菜病蟲(chóng)害頻繁發(fā)生、危害加重，病蟲(chóng)害診斷防治措施不當(dāng)降低農(nóng)業(yè)效益、威脅消 費(fèi)者健康。提高病蟲(chóng)害防治水平是蔬菜大規(guī)模種植和高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的保證，病蟲(chóng)害診斷專家系 統(tǒng)能夠輔助診斷病蟲(chóng)害，及時(shí)找到病蟲(chóng)害防治方法。專家系統(tǒng)因應(yīng)用領(lǐng)域和求解任務(wù)的不同，結(jié)構(gòu)也不盡相同，但基本的概念結(jié)構(gòu)都 包括人機(jī)交互接口、知識(shí)庫(kù)、知識(shí)獲取機(jī)構(gòu)、推理機(jī)、解釋機(jī)構(gòu)和數(shù)據(jù)庫(kù)等組成部分，其中推 理機(jī)是專家系統(tǒng)的核心，專家系統(tǒng)各組成部分的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)決定于推理機(jī)制。國(guó)內(nèi)病蟲(chóng)害診 斷專家系統(tǒng)多采用基于規(guī)則的推理機(jī)制，針對(duì)現(xiàn)象通過(guò)規(guī)則實(shí)現(xiàn)推理。知識(shí)表示采用產(chǎn)生 式規(guī)則或框架或語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò)等形式，把知識(shí)抽象成規(guī)則，一步步地使用規(guī)則，形成一條推理 鏈，通過(guò)一系列演繹得到問(wèn)題的答案。知識(shí)的表達(dá)、規(guī)則的形成由領(lǐng)域?qū)＜?、知識(shí)工程師和 系統(tǒng)開(kāi)發(fā)人員共同完成，各個(gè)環(huán)節(jié)諸多因素的限制導(dǎo)致這類專家系統(tǒng)存在知識(shí)獲取瓶頸， 系統(tǒng)知識(shí)庫(kù)中的以規(guī)則形式表示的知識(shí)不能夠覆蓋待求解的問(wèn)題時(shí)，系統(tǒng)的性能將會(huì)大幅 度降低而顯現(xiàn)出其脆弱性；由于規(guī)則之間相互依賴，有嚴(yán)格的使用限制，添加規(guī)則復(fù)雜而且 難度很大，使系統(tǒng)知識(shí)更新難?；诎咐耐评硎侨斯ぶ悄艿男屡d領(lǐng)域，是一種基于知識(shí)的問(wèn)題求解和學(xué)習(xí)方 法，模仿了人類的思維模式，通過(guò)訪問(wèn)過(guò)去問(wèn)題的求解案例來(lái)獲得當(dāng)前問(wèn)題求解方法的一 種推理模式。CBR系統(tǒng)所依賴的知識(shí)主要是相關(guān)領(lǐng)域中以前解決問(wèn)題的具體記錄，無(wú)需整理 大量的規(guī)則，具有知識(shí)獲取容易，求解效率高的特征。與傳統(tǒng)專家系統(tǒng)相比，CBR的最大優(yōu) 點(diǎn)在于動(dòng)態(tài)知識(shí)庫(kù)，即通過(guò)增量學(xué)習(xí)而不斷增加知識(shí)的案例庫(kù)，自學(xué)習(xí)能力強(qiáng)，適應(yīng)領(lǐng)域發(fā) 展的需要。蔬菜病蟲(chóng)害種類繁多，癥狀復(fù)雜多變，單病多狀，多病同狀，病蟲(chóng)害危害進(jìn)程和環(huán) 境極大影響癥狀體現(xiàn)。模仿植保專家病蟲(chóng)害診斷的分析方式，充分考慮用戶的思維習(xí)慣，采 用了基于案例的推理機(jī)制，創(chuàng)立了包括新案例產(chǎn)生、案例庫(kù)構(gòu)成、病蟲(chóng)害癥狀權(quán)重計(jì)算、案 例檢索和匹配、人機(jī)交互接口等內(nèi)容的病蟲(chóng)害診斷專家系統(tǒng)構(gòu)建方法并構(gòu)建了以該方法為 核心的蔬菜病蟲(chóng)害診斷專家系統(tǒng)。系統(tǒng)能夠?qū)κ只?、茄果類、瓜類?類40多種蔬菜 的常見(jiàn)400多種病蟲(chóng)害進(jìn)行診斷并提供基于診斷結(jié)論的防治方案，系統(tǒng)能夠協(xié)助基層植保 技術(shù)人員和蔬菜種植人員在蔬菜生產(chǎn)過(guò)程中診斷病蟲(chóng)害，采用合理的綠色防治技術(shù)，提高 蔬菜品質(zhì)，提高蔬菜安全性。

發(fā)明內(nèi)容
1專家系統(tǒng)構(gòu)建方法蔬菜病蟲(chóng)害診斷專家系統(tǒng)通過(guò)病蟲(chóng)為害癥狀進(jìn)行病蟲(chóng)害診斷。過(guò)去發(fā)生過(guò)的蔬菜 病蟲(chóng)害各種信息經(jīng)設(shè)計(jì)和組織建成蔬菜病蟲(chóng)害診斷案例庫(kù)，用戶通過(guò)人機(jī)交互接口作為新案例提交病蟲(chóng)害各種實(shí)發(fā)癥狀，系統(tǒng)通過(guò)從案例庫(kù)檢索最為相似的案例來(lái)診斷病蟲(chóng)害種類 并提供防治方案，診斷的準(zhǔn)確性取決于案例庫(kù)中病蟲(chóng)害癥狀的權(quán)重設(shè)置和案例檢索方法， 蔬菜病蟲(chóng)害診斷專家系統(tǒng)診斷流程如

圖1。主要發(fā)明內(nèi)容如下①案例和案例庫(kù)構(gòu)成一種蔬菜在一個(gè)生育期發(fā)生的一種病害或蟲(chóng)害定義為一個(gè)案例，所有病蟲(chóng)害案例 構(gòu)成案例庫(kù)。每個(gè)案例由病蟲(chóng)害名稱、病蟲(chóng)害在蔬菜不同部位的為害癥狀、病蟲(chóng)害發(fā)生原 因、病蟲(chóng)害防治方案和案例使用頻率構(gòu)成。其中病蟲(chóng)害癥狀包括發(fā)生在寄主不同部位病蟲(chóng) 害癥狀、害蟲(chóng)形態(tài)等的文字描述和圖片描述；病蟲(chóng)害發(fā)生原因包括病源、蟲(chóng)源、病蟲(chóng)害發(fā)生 條件和流行規(guī)律等；病蟲(chóng)害防治方案包括病蟲(chóng)害物理、化學(xué)防治方法和農(nóng)藥使用規(guī)范。②病蟲(chóng)害癥狀權(quán)重計(jì)算設(shè)病蟲(chóng)害診斷案例庫(kù)的檢索屬性A^在所有的案例中累計(jì)包括不重復(fù)特征量k個(gè)， 這些癥狀表示為Vjl, Vj,,…，Vjk，這k個(gè)癥狀會(huì)出現(xiàn)在一個(gè)或多個(gè)案例中，它們出現(xiàn)在案例 庫(kù)各案例中的頻次分別記為I^rn2,…，mk，則癥狀A(yù)1, A2,…，Ak對(duì)應(yīng)的權(quán)重Wi, i = l，k為
權(quán)利要求
1.針對(duì)蔬菜病蟲(chóng)害發(fā)生特點(diǎn)，模仿植保專家病蟲(chóng)害診斷的分析方式，充分考慮用戶的思 維習(xí)慣，采用了基于案例的推理機(jī)制，構(gòu)建了一種蔬菜病蟲(chóng)害診斷專家系統(tǒng)并以多種方式 向農(nóng)技人員和蔬菜種植人員提供病蟲(chóng)害診斷服務(wù)。1案例和案例庫(kù)組織方式。包括一個(gè)案例的界定方法、案例的內(nèi)容組成和組織方式和案 例庫(kù)的構(gòu)建方法。2病蟲(chóng)害癥狀權(quán)重計(jì)算方法。 3案例檢索和匹配策略。4人機(jī)交互接口新案例提交方法。包括蔬菜類別、蔬菜種類、各種部位病蟲(chóng)害為害癥狀 和害蟲(chóng)形態(tài)特征等描述和組織方法、多癥狀案例提交方法。5病蟲(chóng)害診斷服務(wù)方法。包括網(wǎng)絡(luò)服務(wù)、單機(jī)服務(wù)和便攜式設(shè)備服務(wù)。
全文摘要
蔬菜病蟲(chóng)害頻繁發(fā)生、危害加重，病蟲(chóng)害診斷防治措施不當(dāng)降低農(nóng)業(yè)效益、威脅消費(fèi)者健康。提高病蟲(chóng)害防治水平是蔬菜大規(guī)模種植和高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的保證，病蟲(chóng)害診斷專家系統(tǒng)能夠輔助診斷病蟲(chóng)害，緩解農(nóng)業(yè)種植人員素質(zhì)不高、植保專家不足的矛盾。針對(duì)蔬菜病蟲(chóng)害發(fā)生特點(diǎn)，模仿植保專家病蟲(chóng)害診斷的分析方式，充分考慮用戶的思維習(xí)慣，采用了基于案例的推理機(jī)制，創(chuàng)立了包括新案例產(chǎn)生、案例庫(kù)構(gòu)成、病蟲(chóng)害癥狀權(quán)重計(jì)算、案例檢索和匹配、人機(jī)交互接口等內(nèi)容的病蟲(chóng)害診斷專家系統(tǒng)構(gòu)建方法并構(gòu)建了以該方法為核心的蔬菜病蟲(chóng)害診斷專家系統(tǒng)。并分別通過(guò)蔬菜病蟲(chóng)害診斷專家系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)版、單機(jī)版和PDA版，為不同需求的用戶提供多渠道病蟲(chóng)害診斷信息技術(shù)服務(wù)。
文檔編號(hào)G06F19/00GK102054114SQ20091019792
公開(kāi)日2011年5月11日 申請(qǐng)日期2009年10月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月30日
發(fā)明者李琳一, 王冬生, 袁永達(dá), 袁濤, 馬超 申請(qǐng)人:上海市農(nóng)業(yè)科學(xué)院