专利名称：一种蔬菜病虫害诊断专家系统构建和服务方法
技术领域：
“蔬菜病虫害诊断专家系统构建和诊断方法”属于现代农业技术领域。
背景技术：
蔬菜病虫害频繁发生、危害加重，病虫害诊断防治措施不当降低农业效益、威胁消 费者健康。提高病虫害防治水平是蔬菜大规模种植和高产优质的保证，病虫害诊断专家系 统能够辅助诊断病虫害，及时找到病虫害防治方法。专家系统因应用领域和求解任务的不同，结构也不尽相同，但基本的概念结构都 包括人机交互接口、知识库、知识获取机构、推理机、解释机构和数据库等组成部分，其中推 理机是专家系统的核心，专家系统各组成部分的结构设计决定于推理机制。国内病虫害诊 断专家系统多采用基于规则的推理机制，针对现象通过规则实现推理。知识表示采用产生 式规则或框架或语义网络等形式，把知识抽象成规则，一步步地使用规则，形成一条推理 链，通过一系列演绎得到问题的答案。知识的表达、规则的形成由领域专家、知识工程师和 系统开发人员共同完成，各个环节诸多因素的限制导致这类专家系统存在知识获取瓶颈， 系统知识库中的以规则形式表示的知识不能够覆盖待求解的问题时，系统的性能将会大幅 度降低而显现出其脆弱性；由于规则之间相互依赖，有严格的使用限制，添加规则复杂而且 难度很大，使系统知识更新难。基于案例的推理是人工智能的新兴领域，是一种基于知识的问题求解和学习方 法，模仿了人类的思维模式，通过访问过去问题的求解案例来获得当前问题求解方法的一 种推理模式。CBR系统所依赖的知识主要是相关领域中以前解决问题的具体记录，无需整理 大量的规则，具有知识获取容易，求解效率高的特征。与传统专家系统相比，CBR的最大优 点在于动态知识库，即通过增量学习而不断增加知识的案例库，自学习能力强，适应领域发 展的需要。蔬菜病虫害种类繁多，症状复杂多变，单病多状，多病同状，病虫害危害进程和环 境极大影响症状体现。模仿植保专家病虫害诊断的分析方式，充分考虑用户的思维习惯，采 用了基于案例的推理机制，创立了包括新案例产生、案例库构成、病虫害症状权重计算、案 例检索和匹配、人机交互接口等内容的病虫害诊断专家系统构建方法并构建了以该方法为 核心的蔬菜病虫害诊断专家系统。系统能够对十字花科、茄果类、瓜类等8类40多种蔬菜 的常见400多种病虫害进行诊断并提供基于诊断结论的防治方案，系统能够协助基层植保 技术人员和蔬菜种植人员在蔬菜生产过程中诊断病虫害，采用合理的绿色防治技术，提高 蔬菜品质，提高蔬菜安全性。
发明内容
1专家系统构建方法蔬菜病虫害诊断专家系统通过病虫为害症状进行病虫害诊断。过去发生过的蔬菜 病虫害各种信息经设计和组织建成蔬菜病虫害诊断案例库，用户通过人机交互接口作为新案例提交病虫害各种实发症状，系统通过从案例库检索最为相似的案例来诊断病虫害种类 并提供防治方案，诊断的准确性取决于案例库中病虫害症状的权重设置和案例检索方法， 蔬菜病虫害诊断专家系统诊断流程如
图1。主要发明内容如下①案例和案例库构成一种蔬菜在一个生育期发生的一种病害或虫害定义为一个案例，所有病虫害案例 构成案例库。每个案例由病虫害名称、病虫害在蔬菜不同部位的为害症状、病虫害发生原 因、病虫害防治方案和案例使用频率构成。其中病虫害症状包括发生在寄主不同部位病虫 害症状、害虫形态等的文字描述和图片描述；病虫害发生原因包括病源、虫源、病虫害发生 条件和流行规律等；病虫害防治方案包括病虫害物理、化学防治方法和农药使用规范。②病虫害症状权重计算设病虫害诊断案例库的检索属性A^在所有的案例中累计包括不重复特征量k个， 这些症状表示为Vjl, Vj,,…，Vjk，这k个症状会出现在一个或多个案例中，它们出现在案例 库各案例中的频次分别记为I^rn2,…，mk，则症状A1, A2,…，Ak对应的权重Wi, i = l，k为
权利要求
1.针对蔬菜病虫害发生特点，模仿植保专家病虫害诊断的分析方式，充分考虑用户的思 维习惯，采用了基于案例的推理机制，构建了一种蔬菜病虫害诊断专家系统并以多种方式 向农技人员和蔬菜种植人员提供病虫害诊断服务。1案例和案例库组织方式。包括一个案例的界定方法、案例的内容组成和组织方式和案 例库的构建方法。2病虫害症状权重计算方法。 3案例检索和匹配策略。4人机交互接口新案例提交方法。包括蔬菜类别、蔬菜种类、各种部位病虫害为害症状 和害虫形态特征等描述和组织方法、多症状案例提交方法。5病虫害诊断服务方法。包括网络服务、单机服务和便携式设备服务。
全文摘要
蔬菜病虫害频繁发生、危害加重，病虫害诊断防治措施不当降低农业效益、威胁消费者健康。提高病虫害防治水平是蔬菜大规模种植和高产优质的保证，病虫害诊断专家系统能够辅助诊断病虫害，缓解农业种植人员素质不高、植保专家不足的矛盾。针对蔬菜病虫害发生特点，模仿植保专家病虫害诊断的分析方式，充分考虑用户的思维习惯，采用了基于案例的推理机制，创立了包括新案例产生、案例库构成、病虫害症状权重计算、案例检索和匹配、人机交互接口等内容的病虫害诊断专家系统构建方法并构建了以该方法为核心的蔬菜病虫害诊断专家系统。并分别通过蔬菜病虫害诊断专家系统网络版、单机版和PDA版，为不同需求的用户提供多渠道病虫害诊断信息技术服务。
文档编号G06F19/00GK102054114SQ20091019792
公开日2011年5月11日 申请日期2009年10月30日 优先权日2009年10月30日
发明者李琳一, 王冬生, 袁永达, 袁涛, 马超 申请人:上海市农业科学院