硕士学位论文.北京农业大学,1995 北京农业大学硕士学位论文 黄淮海地区棉花生产管理系统 董占山 摘要 本文综合运用作物模拟技术、知识工程技术，建立了黄淮海地区棉花生产管理系统COTMAS，它由棉花模拟模型 GOSSYM、棉田管理专家系统CMES、图形用户界面GUI和数据库组成，可以对棉花生产管理中的氮肥、水和植物 生长调节剂(缩节安)的管理提供辅助决策。 为了在系统中使用GOSSYM模型，利用1990年(正常年型)中国农科院棉花研究所(河南安阳)的试验资料，对 GOSSYM 93进行了较全面的验证，结果表明：GOSSYM 93基本上可以模拟中熟品种中棉所12、中早熟品种中棉所 17、早熟品种中棉所16的生长发育和产量的形成过程，但其中还存在一些问题，并针对这些问题提出了对 GOSSYM模型进行修改的建议。 棉田管理是通过定性和定量相结合而进行的，专家系统是操作定性知识的工具，本文利用专家系统技术，建立 了一个可以对棉田水、氮、缩节安管理提供辅助决策的棉田管理专家系统CMES。该系统采用面向对象的编程方 法，建立了一个棉田管理的抽象对象，从此对象衍生出水分管理、氮肥管理和植物生长调节剂管理的对象，将 棉田管理的知识规则组织到对象的方法中，通过消息传递，在规则的引导下推理，完成棉花生产管理中使用水 分、氮素和缩节安的辅助决策。 COTMAS是由多个模块组成的，模块之间的接口关系到系统的运行效率，文中简要介绍了COTMAS系统的模块之间 的接口技术和图形用户界面GUI。 最后，应用该棉花生产管理系统，对中棉所12、中棉所17的种植密度和株行距配置进行了计算机模拟试验，结 果分析表明：模拟试验选出的最优配比基本上与生产实际相吻合。施肥是棉花生产管理中的一项基本生产活动 ，本文提供了一个利用CMES推荐棉田施氮决策的实例。 关键词：棉花，模拟模型，生产管理系统，专家系统 1 前言 自60年代美国的W. G. Duncan和荷兰的C. T. de Wit首创作物模拟模型的研究以来，世界各国先后开始对各 种作物研制了功能强弱不同的模拟模型。之后，随着人工智能技术的兴起，70年代末，美国开始研制农用专家 系统，以求在作物生产的某个或某些过程中，用计算机替代或帮助专家进行决策。80年代中期，这两大技术逐 渐融合，形成了能够在作物生产中使用的作物生产管理系统。 棉花模拟模型的研究始于60年代末的美国。1969年，Stapleton在亚利桑那州开始研制棉花模拟模型，之后形 成了SIMCOT和SIMCOT Ⅱ模型，继之，在1983年Baker等研制出了GOSSYM模拟模型，又经过10年的努力，完善 和扩充的GOSSYM 93已成为美国著名的棉花生产管理系统GOSSYM-COMAX的核心。1984年，Lemmon和McKinion等 为了帮助棉农使用GOSSYM模型，用GC LISP编写了一个专家系统，用来解释GOSSYM的输出信息，并向棉农推荐 棉花生产中的管理措施，这就是COMAX。由二者组成的GOSSYM-COMAX系统是一个农场级棉花生产管理系统， GOSSYM提供关于棉花生长发育等生理学方面的信息，COMAX则制订出关于施肥、灌溉和植物生长调节剂等方面 的决策方案。GOSSYM-COMAX已在美国棉花带各州300多个农场使用，并取得来良好的经济效益。 在美国比较成熟的棉花生产管理系统还有2个，德克萨斯农业及机械大学的COTFLEX(Stone，1986)，加利福尼 亚州立大学的CALEX/Cotton(Plant，1987；Goodell，1990)。CALEX/Cotton可为加利福尼亚棉花生产提供 PIX、害虫管理、收获期等的决策。 目前，美国有4个专家系统还可用于棉花害虫管理，除上面提到的COTFLEX和CALEX/Cotton外，还有 CIC-EM(Bowden，1990)和rbWHIMS(Olson，1992)。CIC-EM是一个基于分类规则的专家系统，主要在密西西比 州使用，可以完成13个棉花害虫的管理。rbWHIMS是由USDA-ARS的CSRU(Crop Simulation Research Unit)设 [...]
