煙草栽培專家系統(tǒng)研發(fā)分析

李學(xué)衛(wèi) 和占輝 張雪奇

摘 要 隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)水平的不斷提高，以互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為基礎(chǔ)的專家系統(tǒng)誕生。它的誕生對煙草行業(yè)的生產(chǎn)來說，具有非常重要的意義。系統(tǒng)闡述了以互聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)的煙草栽培專家系統(tǒng)的研發(fā)工作，旨在促進(jìn)煙草行業(yè)的發(fā)展。

關(guān)鍵詞 煙草專家；互聯(lián)網(wǎng)；網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

中圖分類號：S572；TP399 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2016.18.138

以互聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)的煙草栽培專家系統(tǒng)的構(gòu)建，充分體現(xiàn)了信息的開放性，提高了技術(shù)的適用性，實(shí)現(xiàn)了煙草行業(yè)的信息化發(fā)展。由此可見，煙草栽培專家系統(tǒng)的推廣對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者來說具有非常重要的意義?，F(xiàn)階段，在油菜、小麥等方面，我國已經(jīng)研發(fā)出了相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)化農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)，但煙草行業(yè)的栽培專家系統(tǒng)研發(fā)工作，還處于起步階段，因此，設(shè)計煙草專家系統(tǒng)勢在必行。煙草栽培專家系統(tǒng)的構(gòu)建主要分為六個部分。這六個部分分別是知識庫、規(guī)則庫、人機(jī)界面，推理機(jī)、知識獲取機(jī)制和解釋機(jī)制。核心知識的表達(dá)、規(guī)則庫和推理機(jī)設(shè)計是整個煙草栽培專家系統(tǒng)的基礎(chǔ)部分[1]。

1 結(jié)構(gòu)功能方面

設(shè)計煙草栽培專家系統(tǒng)必須從煙草生產(chǎn)發(fā)展的特性出發(fā)，在深入了解栽培管理特點(diǎn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行。此外，還應(yīng)當(dāng)運(yùn)用系統(tǒng)工程的思想，采用模塊化的方法，將煙草栽培專家系統(tǒng)設(shè)計出來。煙草栽培專家系統(tǒng)的一級模塊分為8個區(qū)間，它們分別是煙草概述、煙草生物學(xué)特性、煙草栽培管理、煙草營養(yǎng)與施肥、煙草病蟲害防治、煙草品質(zhì)、煙草文化及煙草科技。在一級模塊下，還分二級模塊，二級模塊下又存在三級模塊。這三者有機(jī)聯(lián)系在一起，將煙草栽培專家系統(tǒng)充分地體現(xiàn)出來。煙草專家系統(tǒng)中所有模塊的設(shè)置，都是建立在不斷學(xué)習(xí)基礎(chǔ)上的，如果在設(shè)計煙草栽培專家系統(tǒng)時，沒有做到不斷在加強(qiáng)學(xué)習(xí)，就很有可能導(dǎo)致煙草栽培專家系統(tǒng)難以發(fā)揮其應(yīng)有的作用[2]。因此，在設(shè)計煙草栽培專家系統(tǒng)時其設(shè)計者應(yīng)當(dāng)具備強(qiáng)大的學(xué)習(xí)功能，能夠在煙草生產(chǎn)過程中解決一些實(shí)際問題。知識工程師經(jīng)驗(yàn)的積累，應(yīng)當(dāng)建立在原有知識庫的基礎(chǔ)上，從而不斷修改與推進(jìn)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫，獲得相應(yīng)的知識，這是煙草栽培專家系統(tǒng)咨詢得以細(xì)致化，為廣大煙草生產(chǎn)者提供精確化服務(wù)的有效途徑，是實(shí)現(xiàn)煙草行業(yè)科學(xué)化發(fā)展的根本路徑[3]。

2 知識庫的建立

煙草專家栽培系統(tǒng)的建立，應(yīng)當(dāng)以煙草科技信息作為基礎(chǔ)，并以相關(guān)教材、圖譜、視頻作為輔助的信息來源，科學(xué)合理劃分煙草生產(chǎn)的階段，總結(jié)和歸納傳統(tǒng)理論知識，從而構(gòu)建出多媒體數(shù)據(jù)庫。依照知識分類的不同，設(shè)計者應(yīng)當(dāng)從實(shí)際情況出發(fā)，將收集的煙草生產(chǎn)信息統(tǒng)一整理為相關(guān)知識點(diǎn)，并在知識點(diǎn)基礎(chǔ)上建立聯(lián)系，確保數(shù)據(jù)庫信息的真實(shí)性。筆者通過長期的研究與實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，煙草中的病蟲草害主要包括121種，隨著煙草行業(yè)的發(fā)展有逐步增加的趨勢[4]。此外，煙草行業(yè)栽培技術(shù)，還存在諸多圖片和視頻，對于這些圖片和視頻，煙草專家應(yīng)當(dāng)做到科學(xué)的篩選和歸納，將歸納結(jié)果輸入進(jìn)數(shù)據(jù)庫當(dāng)中。由此可見，煙草栽培專家系統(tǒng)的構(gòu)建，必須以知識庫為基礎(chǔ)，它是實(shí)現(xiàn)煙草專家系統(tǒng)建立的基本途徑，因此，必須予以關(guān)注。設(shè)計者應(yīng)當(dāng)定期或不定期更新知識庫，并將知識庫中的內(nèi)容存于數(shù)據(jù)庫當(dāng)中，做到與時俱進(jìn)，從而滿足煙草栽培用戶的需求，為煙草行業(yè)的發(fā)展奠定基礎(chǔ)。煙草栽培專家系統(tǒng)見圖1。

3 規(guī)則庫的建立和推理機(jī)的設(shè)計

在煙草栽培專家系統(tǒng)的設(shè)計中，通常需要一定的規(guī)則來將所有的知識進(jìn)行量化處理，而規(guī)則庫的建立則為這種量化處理提供一定的規(guī)則。在收集大量煙草知識之后，專家會組織一定的人員通過一定的方式將煙草知識完整的表達(dá)出來，還要以一定事實(shí)來見證規(guī)則庫中所有規(guī)則的準(zhǔn)確性，確保規(guī)則庫建立的科學(xué)性。以煙草病蟲害為例，設(shè)計人員應(yīng)當(dāng)將煙草病蟲害發(fā)生時的癥狀特征編寫成規(guī)則，在編寫之前必須對病蟲害的基本特征進(jìn)行提煉，并將其存儲起來，如果在今后的煙草栽培過程中遇到了同樣的問題，那么我們完全可以根據(jù)規(guī)則庫中提供的規(guī)則來對煙草進(jìn)行診斷，從而將煙草栽培過程中的病蟲害消滅在萌芽狀態(tài)，確保煙草行業(yè)的發(fā)展[5]。

在知識庫、規(guī)則庫和數(shù)據(jù)庫的基礎(chǔ)上，還應(yīng)當(dāng)建立推理機(jī)。它的主要原理在于根據(jù)既定事實(shí)，推出新的結(jié)果。煙草的生長過程并不是一成不變的，它是隨著時間的發(fā)展而不斷變化的，不同的時間，不同的地理條件會對煙草生產(chǎn)產(chǎn)生重大的影響。因此，應(yīng)當(dāng)在診斷煙草生產(chǎn)過程中遇到的問題時，從煙草生產(chǎn)環(huán)境出發(fā)，并根據(jù)推理來實(shí)現(xiàn)對煙草病蟲害的診斷。這樣做不僅能夠?qū)崿F(xiàn)理論與實(shí)踐的有機(jī)結(jié)合，還能夠進(jìn)一步提高診斷的科學(xué)性，給出切實(shí)可行的防病治病方案。

4 界面設(shè)計

界面設(shè)計的主要目的是實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互，該設(shè)計師充分利用統(tǒng)一的表單處理技術(shù)及相應(yīng)的對話框，實(shí)現(xiàn)頁面布局的簡單性，提高頁面搜索的速度，給廣大煙草生產(chǎn)者提供更加方便、快捷的咨詢服務(wù)。煙草生產(chǎn)者通過界面可以一目了然地了解決策結(jié)果，并根據(jù)系統(tǒng)提供的圖像和圖片來實(shí)現(xiàn)知識點(diǎn)的獲取，從而實(shí)現(xiàn)文字和圖像的結(jié)合，達(dá)到圖文并茂的效果。這對于廣大煙草生產(chǎn)者來說，是具有一定積極意義的。值得注意的是，煙草生產(chǎn)者在咨詢相應(yīng)界面的時候，應(yīng)當(dāng)依據(jù)系統(tǒng)的提示進(jìn)行操作，只有這樣才能夠得出我們需要的結(jié)果。

上述內(nèi)容是監(jiān)理煙草栽培專家系統(tǒng)必須要考慮的問題，是保障煙草栽培專家系統(tǒng)構(gòu)建的有效路徑，相關(guān)研發(fā)人員應(yīng)對這些問題予以關(guān)注。

5 結(jié)語

在煙草栽培領(lǐng)域中建立煙草栽培專家系統(tǒng)，不僅能夠?yàn)閺V大煙草生產(chǎn)者提供煙草生產(chǎn)過程中的生產(chǎn)指導(dǎo)，還可以擴(kuò)大栽培知識的普及范圍。該系統(tǒng)具有可用性高，靈活性強(qiáng)等特點(diǎn)，極大地降低了系統(tǒng)開發(fā)的難度，能夠滿足不同階段煙草栽培者的需求，具有一定的推廣可行性。但該系統(tǒng)也存在一定的問題，例如，系統(tǒng)中所儲存的煙草病蟲害資料比較缺乏等，但這些資料的豐富并不是一蹴而就的，它是一個系統(tǒng)的工程，需要廣大煙草栽培者不斷的豐富煙草載培技術(shù)，為廣大煙草生產(chǎn)者提供更好的服務(wù)。

參考文獻(xiàn)

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[2]劉衛(wèi)華，張順，許家來，等.農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)應(yīng)用現(xiàn)狀與前景展望[J].農(nóng)業(yè)災(zāi)害研究，2015（2）：52-54.

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（責(zé)任編輯：劉昀）