基于prolog的小麦生产决策支持系统的研究

基于prolog的小麦生产决策支持系统的研究

1小麦生产质量与生产预案的研究小麦是主要的耕作场所和大面积的红薯。各个地方的地理位置、气象条件、土壤质地和水利设施差异很大,影响小麦生长的主要因素不尽相同。因此要分区域,结合当地条件,找出小麦高产、稳产、优质、低消耗的生产措施。再者小麦生长周期长,受制因素多,利用微机对小麦生产进行深层次、高精度的研究有十分重要的使用价值。河南省小麦高稳优低协助组,经过多年对小麦深入细致的研究,得出了小麦生育的三大规律(即小麦的分孽成穗规律;小麦的幼穗分化规律;小麦的籽粒灌浆规律)与五项指标(即小麦的群体动态指标;小麦的施肥技术指标;小麦的灌溉技术指标;小麦的看苗管理的形态指标;小麦的生产成本指标)。并依据地理、气象、土质和水利条件,将河南省小麦划分为十大类型生态麦区。结合各类型麦区的特点,研究出了小麦高、稳、优、低生产规程,得到河南省技术监督局批准。在河南省小麦高稳优低协助组研究的基础上,吸收国内外的小麦研究成果,借鉴其它决策支持系统的经验和方法,我们使用微机技术和人工智能原理,给出了由静态向动态,由单一功能向综合功能,形成知识库、数据库、主因素筛选、模式生成、咨询服务一体化,以知识推理为主体,具有定量分析和定性分析相结合的小麦高、稳、优、低生产技术微机决策支持系统(以下简称XMDSS)。2整体设计2.1生育期栽培管理的技术服务XMDSS是从小麦备播开始,到小麦收获为止,为用户提供小麦高稳优低的生产模式、全过程的栽培方法和全方位的技术服务。它包括整地方法、品种选用、播期、播量及播法,各个生育期的群体动态、追肥及田间管理。可为农业领导干部决策提供科学依据,为农业技术人员提供生产指导和示范技术,为农民提供一整套生产技术和规程。2.2系统结构XMDSS由知识库管理系统和推理机、数据库管理系统、综合分析系统、咨询服务系统、问题处理系统和人机交互系统组成,其结构如图1所示。2.3用三种称谓功能表示决策目标知识库由种子库、类型麦区分类库、生产技术规程库和病虫害防治库组成。知识表示采用基于谓词逻辑子句表示法。以种子库为例,用三种谓词形式:topic、rule和cond。topic子句为题目表示决策目标。rule子句为规则子句,第一个对象是规则号,第二个对象是决策目标,第三个对象是选用的品种名称,最后一个对象是一个整数表。这张表包括了种子库的每一品种的特征编号。cond子句为条件子句,它囊括了各品种所有可能的特征。以5个品种为例说明种子知识库结构如下:2.4筛选种植库,筛选生产模式XMDSS采用正向推理机制,依据农户所提供的信息,进行推理,用户提供的信息有所在地(市)、县(区)、地理特点、土壤质地。系统将这些信息转成知识库规划中相应匹配的形式,搜索类型麦区知识库中的子句,匹配出相应的类型区。接着从数据库里调入该类型麦区对种子要求特点,搜索种子库中的子句,匹配出所选用的品种。再调入数据库中所选品种的栽培要求和该耕作特点,搜索生产技术规程库,匹配出生产模式。输出的生产措施,其中包括整地、品种、播期、播量及播法,小麦各生育段的群体指标及田间管理措施,施肥量,易发生的病虫害及防治措施等,以较小的投资,获得较高的效益。推理方式如图2所示。2.5创建综合介绍的创建XMDSS的咨询系统是对用户进行单项服务。在总体设计时,有决策服务、咨询服务和综合分析三个选项。系统启动后,可选咨询系统,进行咨询服务,解决在生产过程中出现的问题。例如遇到某种病虫害发生,可咨询防治方法,遇到灾害性天气,可咨询补救措施,最大限度地减少损失。2.6dss分析系统由于农业科技的不断前进,各类型生态麦区的情况不断变化,影响各个类型区小麦生产的主要因素也在不断变化。因此,XMDSS系统增加了综合分析系统。以形成动态指导生产的体系。综合分析是对实验和调查的数据,应用生物统计学原理、模糊数学及灰色系统理论和对影响小麦产量、质量,及生产效益的因素进行相关分析、逐步回归分析、通径分析等分析方法,归纳筛选出影响小麦生产的主要因素,针对这些因素,综合处理方法,并以此对知识库的知识进行更新,使得知识库的知识保持先进性。2.7功能2:单功能带显示某一项或多机XMDSS采用人机交互式友好界面,使用窗口和菜单技术,向用户询问的信息,都是由菜单提示,用户只需简单选择某一项即可。系统启动后,显示屏首先显示一个窗口,出现一菜单如下:若输入2,为决策服务。接着屏幕上出现一个显示河南省的17个地市的菜单,用户可选择所在地市的号码。如此类推,将所在地、市、县(区),地理特点土壤质地等信息输入到数据库中然后由推理机制进行推理,最后输出一套生产措施。3根据信息的增改加量XMDSS系统是将计算机技术与小麦专家的丰富知识和经验及生产实践有机地结合,实现小麦高、稳、优、低生产技术全方位多功能的服务体系,可提供不同层次,不同要求的服务。XMDSS系统易扩充,知识库的知识可依据新的情况随时增添和删改。综合分析系统,可全面地分析小麦生育时期的各种因素,从中筛选若干主要因素,指出影响不同地区小麦产量的主要因素和控制这些因素达到高产的方法。XMDSS系统输出的生产模式详尽,为纯中文形式,极易理解和操作。系统采用PROLOG人工智能语言设计,输出采用纯中文形式对环境要求不高,在一般IBMPC及兼容机内存在640KB以上的微机上