科技人生

发表于 计算机农业应用. 1993, (1):16-19 董占山 潘学标 吴同礼 邓绍华 蒋国柱 (中国农科院棉花研究所) 提要: 我们采用Turbo PROLOG在微机上实现了一个棉花生产管理决策支持系统CPMSS, 本文详细介 绍CPMSS的设计思想和系统设计中的几个关键问题。 关键词: 棉花,生产管理,决策 一、前言 随着农业生产的工业化和现代化,美国、荷兰、澳大利亚等国，从60年代开始就展开了作物生产的计 算机模拟, 在80年代初又把作物模拟技术与人工智能技术相结合, 实现农业生产管理和措施推荐的 智能化、现代化, 为农业生产的发展开创了新的途径。较成功的例子有：美国以Ritchie为首研制 的CERES系列软件, 和Baker等研制的COMAX/GOSSYM; 还有澳大利亚Hearn等研制的SIRATAC。国内 有江苏省农科院高亮之等人研制的RCSODS水稻栽培管理系统。 “七五”期间，我们以系统论为指导思想，采用人工智能技术，广泛收搜集植棉专家和传统的棉花 高产栽培经验，初步建成了一个可管理亩产100公斤左右皮棉的棉花生产管理决策支持系统CPMSS。 在多年棉花生理和生态理论研究的基础上，运用作物模拟技术，建立了高产栽培条件下的棉花生长 发育和产量形成的动态模拟模型CGSM, 从而得到一个适合于县级棉花生产管理的决策系统 CPMSS/CGSM。本文仅对CPMSS的设计思想和设计原理进行阐述。 二、CPMSS的系统设计思想 棉花生产系统是一个受天、地、人、作物本身多种因素制约的复杂系统,在系统内部,各因素间又相 互依存。在这个系统中除各种不可控因素外,人是这个系统的主要控制者。人类的各种农事活动与棉 花的生长发育以及最终产量的形成之间都有着密切的联系。人类在棉花生产的长期实践中积累了丰 富的经验性知识,特别是棉花栽培专家,他们都积累了许多丰富的经验,这些经验性知识不是那么严格 。棉花高产栽培方面的专门知识,由于其不严密和模糊性,专家的经验在生产管理中往往起着决定性 作用。因此,CPMSS为了适应这些特点,应用规则形式表示栽培专家的判断性知识,采用可信度来反映 专家经验的不精确性,以模拟棉花栽培专家的推理方法,去解决棉花高产栽培中的具体问题。 在分析矛盾的各个方面之后,首先,针对不同的环境条件和决策目标,推理所用的知识是变化着的,为 此,需要将知识库与推理机分离,皆做为独立模块进行设计,使知识库的修改与推理机无关,增强系统 在决策活动上的伸缩性; 其次,为了增加系统透明度,使知识库易于修改、扩充、完善,应提供知识的 解释与获取功能; 其三,为了易于同棉花生长发育模拟系统CGSM和用户接口,须设计一个动态数据库, 把用户的输入和CGSM的输出作为事实存放在动态的事实数据库中,便于推理机使用; 最后，为了方便 用户的使用,人机接口应全部选用菜单提示。 CPMSS是以专家系统的原理为指导，统筹考虑了系统的统用性、实用性和简便性，从系统的概念设计 、模型设计到系统的物理设计均经过认真的评估后，最后确立了以棉花生长发育动态模拟模型和棉 花栽培专家的知识与经验为内核，利用推理机和交互式人机接口,来完成棉花生产管理的具体决策。 这样得到的CPMSS系统具有很大的灵活性,一方面，可以随时修改已有知识和向知识库添加新的知识, [...]

董占山 吴同礼 (中国农科院棉花研究所) 发表于 河南职技师院学报. 1992, 20(2):18-21 [提要] 本文介绍了”回归设计试验指导与统计通用软件包SPRD的设计思想、主要功能及其特点, 并简要论述了农用软件的开发原则。 关键字: 回归设计 软件包 SPRD 运用回归设计寻求农业生产系统中的优化组合或最佳生产条件, 特别是在农作物栽培技术系统优化设计中的应用, 在我国很多地区已取得明显效果[3]。目前我国从国外引进不少统计软件, 如 SPSS/PC+、 STATPAK、MSTAT等, 这些软件虽然功能较强, 但是均无回归设计的统计分析功能。有关回归设计的计算机程序已有人作过[1,2], 但多为某种特定的回归设计而编写, 不具有通用性, 且多数用解释BASIC编制, 程序与数据混合, 无数据交换功能, 运行速度太慢, 使用烦琐, 因许多农业科技人员对计算机不太熟悉, 使用这些程序存在一定困难。我们在IBM PC/XT/AT系列微型机上，开发了一个用户界面友好、通用性强、功能齐全的回归设计试验指导与统计软件包SPRD。下面具体介绍SPRD的设计思想、主要功能和特点。 系统的设计思想 一、设计原则 为了使广大专业人员能得心应手地在计算机上完成他们自己的试验任务, 我们以简化操作步骤、增强程序的通用性、节约机器的开销、提高工作效率为指导思想, 在以前工作的基础上, 采用模块化结构、窗口式用户界面、下拉式菜单, 运用Turbo Pascal和Turbo Prolog语言结合开发了这个回归设计试验指导与统计软件包SPRD。该软件包能设计试验方案、建立数学模型、模拟仿真与筛选优化组合、分析因子效应、完成模糊多目标规划等。 二、设计方法 回归设计可分为回归的正交设计、回归的旋转设计、回归的D-最优设计、混料回归设计四大类, 根据因子数、试验实施水平的不同, 每类中又分若干种, 假如分别对每一种设计编写一段程序, 则是事倍功半, 效果很差, 因此应力求编制通用程序。再则, 为了让操作人员从乏味的数据输入中解脱出来, 在系统运行期间应尽量减少人机交互,凡可用程序代替的工作全部均由程序完成。针对这个目标, 设计了如下通用模块: 1. 结构矩阵生成模块: 该模块可以根据不同的设计参数生成相应的试验结构矩阵, [...]

董占山 中国农科院棉花研究所 李会卿 余松欣 汝州市农科所 发表于 广西农学报. 1991, (增刊):88-94 提要:采用“多元二次旋转回归正交组合设计法”测得的各项数据，建立了豫麦七号以产量指标为 目标的数学模型，并对模型进行了全面系统的分析，在探讨数学模型整体结构的基础上，根据不同的栽培 条件筛选出不同的栽培方案，并对各种方案进行了经济效益分析。 现代小麦栽培理论和栽培技术的发展，要求研究定量化、精确化、指标化、最优化，应用旋转回归设计 建立数学模型来评价小麦生长发 育的行为反应，为小麦栽培理论和栽培技术开辟了新的研究途径。此项研 究采用“五元二次正交旋转回归组合设计”方法研究底氮、底磷 、追氮、追肥期和密度五个因子对小麦产量 的综合效应，建立了小麦 高产栽培综合农艺措施的数学模型，通过模拟选优和模型整体结构的分析，筛选 出不同栽培条件下的高产栽培方案，为小麦规范化栽培提供理论依据。 材料与方法 本试验于1986-1987年在河南省汝州市农科所试验场进行。试验地前作玉米，土壤基础肥力中上等，试验 选用基本苗(X1)、底氮量(X2)、底磷量(X3)、追氮量(X4)和追氮时期(X5)作为高产栽培的研究对象，采用 五元二次正交旋转组合设计，诸因素设计水平边码值如表1。田间实施按五因素1/2实施方案进行，即mc=16， mr=10，m0=10，共36 个小区。供试材料为分蘖力较差、大穗大粒型春性品种豫麦七号。 表1、五因素五水平编码表 —————————————————— 因子设计水平(γ=2) 因 素 间 距 ————————— -2 -1 0 1 2 —————————————————— 基本苗(X1) 5 万苗/亩 5 10 15 20 35 底氮量(X2) 2.5 公斤/亩 2.5 5 7.5 10 [...]