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《西北农林科技大学》 2006年
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节水灌溉智能决策与管理专家系统研究

李玉平  
【摘要】: 节水农业是一个长期的世界性课题,如何在发展中国家以信息技术为载体,发展节水农业是从事节水研究的一个重要组成部分。在农业信息技术中以专家系统为代表的智能化系统,将节水农业领域的科学研究成果与农业专家系统相结合,应用于农业生产,对于普及、推广节水型的灌溉农业,起到了重大的推动作用。 本文从节水灌溉的基本原理入手,分析了灌溉预报中的各个参量,提出了节水灌溉决策的依据,以中科院合肥智能所研制的智能化农业信息技术开发平台XF6.1为系统开发工具,运用知识工程和信息技术原理,将节水灌溉领域内的专家知识、经验和多年来的科研成果与计算机软件相结合,开发完成了节水灌溉智能决策与管理专家系统。 本系统的组织结构主要由知识库、数据库、人机界面、解释机构和推理机等部分组成,知识库与推理机相互独立,扩充性很强;与此同时,本系统将农业专家系统与多媒体技术、*.EXE等类型的外部对象相集成,系统直观、形象、人机交互界面友好,且使用与操作简捷方便,易学易懂。系统以Windows为应用平台,综合运用推理、预测、解释等机制,为用户实现节水灌溉决策与管理咨询服务。 系统的功能和研究的主要成果: (1)灌溉预报与决策子模块 灌溉预报是农田水分管理的主要内容,是对一定条件下作物的灌水日期及灌水定额作出预测。该子模块从节水灌溉的基本原理入手,分析了灌溉预报中的各个参量,通过人机对话,输入所需预报地块的土壤、作物、气象以及水文地质等参数,该系统即可推理出该田块需不需要灌水、灌水时间、灌水定额,以及对应于不同灌水策略下的供水成本与增产效益,切实帮助农民作出最佳的节水灌溉决策。同时还利用多媒体介绍了国内外先进的节水灌溉技术,帮助农户根据作物生育期及水源情况选用较好的灌溉方式,使得有限的可用水量发挥较大的经济效益。可见这一系统主要是立足田间,面向农户,来进行灌水预报与决策。 (2)渠道量水与地面灌水子模块 针对目前我国灌区中小型渠道的主流衬砌方式—U型渠道,分析比较了与其相应的几种量水技术。采用Visual Basic语言编译使用精度高、过流特性较好的平底抛物线形量水槽时的测流程序,并与专家系统集成,帮助农户计算当预报该地块需要灌水时渠道的来水流量。同时,农户通过选择该地块所采用的地面灌水方法,依据前面计算出的渠道流量即可迅速得到灌溉该块地需要的时间及费用。 (3)农业综合管理专家系统软件
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