黑龙江工程学院院科学研究基基金申 请 书书项 目 名名 称： 大豆病害害专家系统 项 目 负 责责 人： 刘晓晓红 起 止 日日 期： 2007--4-23至至2008--8-23 黑龙江工程学院院2007年 44 月 23 日一、简表项目申请项目名称大豆病害专家系系统类 别 基础研研究 √ 应用研究究起止时间2007-4--23至2008--8-23申请经费1.3万元项目负责人姓名刘晓红性别女出生年月1971-1--17职称工程师最后学历硕士在读学位学士项目成员姓名性别年龄从事专业技术职称学位项目分工雷国华男44计算机应用教授硕士系统设计靳 敏 女44 计算机应用 教授硕士数据分析张起晶女36通信与信号处理理讲师硕士数据采集余培强男20计算机应用学生测试薛 鹏男20计算机应用学生测试付 鸣男20计算机应用学生测试二、立论依据1.项目的研究究意义大豆也叫黄豆，古古代称作菽，是是我国“五谷”之一它起起源于我国东东北和华北，野野生种至今在在我国许多地地方尤其是东东北地区仍有有广泛。
世界界上最早食用用黄豆的是我我们的老祖先先神农皇帝，他他老人家在公公元前两千多多年就已经吃吃上豆腐了到到了公元188世纪，黄豆豆才引种到美美国现在提提起豆制品，人人们都知道那那是非常棒的的植物蛋白，并并且可以提供供人体必不可可少的不饱和和脂肪酸但但最新的科学学研究发现，大大豆的好处还还不仅仅如此此恰到好处处的降血脂功功能：研究证证实，大豆蛋蛋白可以显著著降低血浆胆胆固醇、甘油油三酯和低密密度脂蛋白，同同时不影响血血浆高密度脂脂蛋白神奇奇的植物雌激激素：大豆中中含有的植物物雌激素（羟羟基异黄酮及及木脂素）还还有抗氧化的的功效动物物实验证实，高高植物雌激素素饮食显著降降低了脂质过过氧化物的形形成这种植植物雌激素能能保护血管内内皮细胞，使使其不被氧化化破坏此外外，豆腐含钙钙丰富，能提提供人体所需需的大量钙质质研究发现现，大豆中的的植物雌激素素可以有效抑抑制睾丸酮，后后者是诱发男男性前列腺癌癌的重要物质质大豆植物物雌激素同样样也能抑制乳乳腺细胞的雌雌激素受体，减减少妇女乳腺腺癌的发病率率此外，关关节炎患者多多食用豆制品品可以减少非非类固醇消炎炎药的用量而而且，大豆蛋蛋白同样能使使慢性肾衰患患者尿蛋白丢丢失减少，延延缓肾脏纤维维化过程。
大大豆的诸多益益处是其他任任何农作物所所无法比拟的的，人们也越越来越认识到到了这一点不不同的地区都都栽种各种品品系的大豆20世纪30年年代，美国从从我国收集了了2000多多个品系的大大豆回去栽培培，与此同时时不断扩大栽栽培规模11954年，美美国的大豆产产量开始超过过我国成为为我国大豆出出口的强劲对对手我国由于农业现现代化还未实实现，农作物物的产量和质质量无法保证证，因此在农农业出口的国国际竞争中不不如某些发达达国家但在在大豆的种植植生产上，我我们也有自己己的优势我我国大豆的主主产区在东北北东北地区区的黑土地是是地球上仅有有的三块黑土土地之一，肥肥沃的土地和和适宜的气候候生长出了优优质的大豆如如果在此基础础上再提高其其产量，那我我们的竞争优优势就会显示示出来影响大豆产量的的主要原因之之一是大豆病病害针对这这一点，及时时对大豆的病病害作出诊断断，使病害的的危害减少到到最少，具有有现实的意义义目前大豆豆病害的诊断断主要通过两两种方式：一一种是种植大大豆的普通农农民或当地农农技人员根据据经验进行诊诊断，往往因因为知识和经经验的局限性性而不能及时时正确诊断的的情况较多；；另一种是请请大豆病专家家进行会诊，这这种形式往往往因为专家的的原因而实施施困难。
为此此，本研究在在大量收集各各种病害图片片的基础上，利利用大豆病诊诊断的知识积积累和人工智智能技术，初初步研究和开开发出大豆病病害诊断专家家系统并在在知识库的更更新方面做进进一步的研究究2.国内外研究究现状分析国际上农业专家家系统的研究究是在70年年代末期开始始的，以美国国最早当时时开发的系统统主要是面向向农作物的病病虫害诊断到到了80年代代中期，随着着专家系统技技术的迅速发发展，农业专专家系统在国国际上有了相相当的发展，在在数量和水平平上均有了较较大的提高，已已从单一的病病虫害诊断转转向生产管理理、经济分析析与决策生生态环境等，尤尤其以美国、中中国、日本和和欧洲国家最最为突出我我国农业专家家系统的研究究，早在800年代初期就就已开始，是是国际上开展展此领域的研研究与应用比比较早的国家家在国家“八八六三”计划划、国家自然然科学基金、国国家科技攻关关的资助与中中科院、农业业部、机电部部和各地政府府的支持下，许许多科研院所所、高等院校校和各地有关关部门开展了了各种农业专专家系统的研研究、开发以以及推广应用用，取得了可可喜的成就近近年来，随着着信息技术的的飞速发展，农农业信息技术术正受到国家家有关部门以以及各省领导导的重视。
智智能化农业信信息技术应用用示范工程”已已被列为国家家“八六三”重重点项目，国国家科委、国国家自然科学学基金委、农农业部和许多多省都安排了了相应的攻关关研究课题中中国工程院召召开了“农业业信息工程发发展战略研讨讨会”，香山山科学会议也也以“植物生生理生态过程程模拟与信息息农业”为题题进行了深入入有益的研讨讨可以预料料，一个以农农业专家系统统为重要手段段的智能化农农业信息技术术将在我国迅迅速发展，并并将成为我国国21世纪农农业现代化的的重要内容三、研究内容1.研究目标、研研究内容和拟拟解决的关键键问题1.1研究目标标在大量收集各种种病害图片的的基础上，利利用大豆病诊诊断的知识积积累和人工智智能技术，初初步研究和开开发出大豆病病害诊断专家家系统，可实实现大豆病害害的添加、删删除、查询，等等功能1.2研究内容容大豆是一种易受受疾病侵害的的农业作物，危危害它的病害害种类很多为为了使系统有有较好的应用用价值， 在收集大量量疾病资料的的基础上，整整理较常发生生的疾病322种，将这些些资料存人数数据库中，形形成系统赖以以执行其功能能的知识库系系统还包括疾疾病咨询模块块、数据库管管理模块、推推理模块、文文本浏览模块块、解释模块块。
各模块之之间相对独立立，具有各自自的功能1、 推理模块块推理模块是系统统的核心模块块该模块对对大豆的疾病病诊断主要是是通过危害症症状、时期、部部位来进行的的用户回答答系统提出的的询问(如大豆所处处的生育期；；大豆的危害害部位：叶、果果、茎和根、危危害特征状况况)，逐步得出出诊断结论，然然后给出防治治措施、发生生规律、危害害症状图片等等2、 数据库管管理模块该模块用来创建建、编辑和修修改数据库系系统的知识及及规则的创建建、编辑和修修改都是通过过这个模块来来完成3、 文本模块块文本模块主要对对大豆的一些些植物学特性性、生理特性性和栽培管理理的一些技术术提供文字描描述4、 疾病咨询询模块疾病咨询模块为为用户提供咨咨询功能， 用户可以选选择一种病害害的名称，系系统就会提供供该种疾病的的发病症状、发发病规律、防防治方法和病病症图片等比比较直观的描描述1.3 拟解决决的关键问题题主要解决如下问问题：1）知识的表示示 2）推推理机制 3）系统统的知识和规规则库的维护护功能2.拟采取的研研究方法、技技术路线、实实验方案及可可行性分析（1）知识获取取：结合农业业生产实际，选选择了大豆病病虫害知识库库中诊断条件件中的发生时时期、发生部部位和症状特特点，并分别别对其编码。
考考虑到大豆病病害为害特征征的多样性，对对症状特点进进行分类概括括，建立症状状特点分归类类知识表332种常见大大豆病害诊断断条件、条件件项和编码中中发生期分为为七个时期，编编码1至7；发生部位位分为六个条条件项，编码码1到6；症状特点点分为10个选项，编编码1至102）推理机制制：知识库表内设计计有8个字段：编编码、发生时时期、发生部部、症状特点点、部位一时时期关系、症症状一部位关关系、症状一一时期关系、发发生概率三三个诊断条件件(发生时期、发发生部位和症症状特点)是根据识别别病害的主要要特点选取的的，并依据各各病害的实际际特点归纳出出各条件的项项或等级；再再用三个诊断断条件和条件件项去套各病病害的实际特特点，建立各各病害的三个个诊断条件的的关系代码，即即规则大豆豆病害诊断代代码和代码关关系中，如大豆病病在表现症状状特点“幼苗卷缩枯枯死”发生时期为为苗期，则编码为2；在表现症症状特点．“暗绿色椭圆圆形病斑有毛毛状霉层”发生时期为为分蘖期至灌灌浆期，编码码为3，4，5，6和7其它类似似这样通过过编码建立了了大豆病三个个诊断条件的的关系代码，减减少了大量的的代码关系数数据，使知识识库变得很清清爽。
推理过过程如下：用用户选择发生生时期，如果果部位一时期期=发生期，则则列出对应的的发生部位行行用户在选选择出的对应应的发生部位位中选择，如如果特征一部部位=发生部位，则则列出对应的的症状特点行行用户在症症状特点中选选择，如果时时期一症状==时期，则诊诊断为某种大大豆病大豆疾病诊断过过程就是一个个基于知识的的推理过程推推理系统的控控制策略主要要解决知识的的选择与应用用的顺序根根据知识的选选择与应用顺顺序， 目前推理的的控制策略基基本上分为数数据驱动控制制策略、目标标驱动控制策策略和混合控控制推理3.本项目的特特色与创新之之处农业专家系统有有近百个品种种，广泛应用用于作物生产产管理、灌溉溉、施肥、品品种选择、病病虫害控制、温温室管理、牛牛奶生产管理理、牲畜环境境控制、土壤壤保持、食品品加工、粮食食储存、环境境污染控制、森森林火灾控制制、经济分析析、财务分析析、市场分析析、农业机械械选择、农业业机械故障检检测等众多方方面，几乎无无所不包许许多系统已经经得到应用一一部分已成为为商品进入市市场但专家家系统在知识识库、规则库库的更新上探探索的人很少少，如果能有有所突破，将将对专家系统统产生深远的的影响。
本设计力求在大大量收集各种种病害图片的的基础上，利利用大豆病诊诊断的知识积积累和人工智智能技术，初初步研究和开开发出大豆病病害诊断专家家系统，可实实现大豆病害害的添加、删删除、查询，等等基本功能，同时在在规则库与知知识库的更新新上做一次有有益的探索4.预期的研究究进展及经费费预算研究进展：2007.4 --20007.8 农业大豆病病害专家系统统总体设计2007.9---20077.12 数数据采集、数数据结构设计计2008. 11--20008 4 建立规范的的病害资源，通通过程序实现现信息抽取 2008. 5--20008. 8 自动诊病病系统的建立立和测试经费预算： 调研费用 ：30000元 资料、论文文发表、学术术会议费：3000元计算费与试验测测试费：35500元仪器设备费：33500元 共计：130000元四、研究基础1.现有的研究究工作基础、条条件及手段通过与佳木斯农农科所的合作作，可以获得得病害的原始始文本及有关关病害知识的的帮助，并且且可以在该所所具体实验，测测试系统的实实用性本课课题的申请者者们一直从事事农业专家系系统的研究，具具有一定的研研究和系统开开发经验。
因因此，本课题题组有足够能能力完成所承承担的项目2.预期的研究究成果形式应用软件系统：：大豆病害管理软软件自动诊断专家系系统文本资料：大豆病害知识库库大豆病害规则库库研究报告或论文文一至三篇五、审查意见系、部、中心审审查意见 （公章章） 系系、部、中心心主任签章：： 年 月 日院学术委员会意意见 （公公章） 负责责人签章： 年 月 日 学院审批意见 （公公章） 主管院长长签章： 年 月 日9。