题名 | 水土保持林草措施“专家”系统(BPESSC)研究 |
作者 | 张晓萍 |
学位类别 | 硕士 |
答辩日期 | 1996 |
授予单位 | 中国科学院、水利部水土保持研究所 |
授予地点 | 陕西 |
导师 | 李锐 |
学位专业 | 水土保持学 |
中文摘要 | 林草措施是控制水土流失的有效和根本措施,在水土流失地区更应该认识到植树种草的意义。水土保持学、植物生态学、植物地理学、造林学、草地生态学等丰富的理论知识和水土流失治理中的实践经验成为建立水土保持林草措施专家系统的理论依据和知识基础。 “专家”系统是基于知识的计算机程序系统;与遥感技术、地理信息系统技术等综合集成,监测、分析、管理、决策一体化,更好地为生产服务。其生命力在于提供了一种成功地解决现实世界中难以定量化和结构化问题的技术途径。 本研究以黄土高原为例,探讨了水土保持林草措施专家系统的设计和建立方法。目的是为改善生态环境,合理开发利用资源,改广种薄收、单一种植为农业生态工程、综合经营的根本战略,进行水土保持树草种适宜性评价等分析研究。 系统分为数据库及数据库管理系统,知识库及知识库管理系统,推理机制以及学习、解释、人-机界面等模块。系统通过两种形式工作:在树草种生态因子等数据基础上,回答该树(草)种的生长适宜性,并提出相应的造林整地要点;在生态环境背景数据库基础上,回答某地区适宜发展的树草种及其注意事项,在此基础上,通过适宜性定量比较,对林草水保效益予以评价和预测,结果以表格、图形等方式表示,以打印、屏幕显示和绘图等的形式输出。系统具有树草种适宜性评价、林草措施知识性咨询、水土保持效益评价及预测、林草建设区划、规划、辅助决策、空间分析等功能。 系统的建立分总体设计、数据库/知识库建立及设计、软件开发和运行调试等几个阶段。 总体设计:分析研究ES技术本身发展与应用趋势,ES在农业和水土保持中的应用现状与问题,总结了黄土高原水土保持林草植被建设的问题与要求,设计了系统总体结构与功能,制定了系统目标、技术路线与方法。数据库的建立:在MBRIAN、ARC/INFO等软件的支持下,对黄土高原不同比例尺遥感图像和专题地图进行处理,得到相应的图像数据、图形数据以及数字地形模型(DTM)数据,建立了包括气候、气象、土壤、植被、土地利用/土地覆盖、侵蚀地貌等生态环境背景数据库,同时还整编和建立了相关的社经数据库。共有200个左右的数据库。 知识库的建立:收集查阅大量文献资料,从水土保持学、植物生态学、造林学、草地生态学原理出发,选取温度、降水、海拔等指标作为确定植物生长及分布的宏观控制因子;选取土壤质地、土层厚度、土壤pH值及盐份含量和地形坡度、坡向、坡形等指标作为确定植物生长及分布的局部控制因子,根据这些指标,对105种树草种收集生物学特征、生态因子、栽培技术、产生的效益等相关的数据及资料,另外获取领域专家经验,将这些知识条理化、科学化后建立了知识库(300余个)。 软件开发与运行调试:采用体现领域知识特色的产生式作为知识表达法,模拟领域专家解决问题的基本思路,采用数据驱动的正向推理方式为推理机制。以Foxpro和ARC/INFO等作为主要支撑软件,采用模块化设计方法,编写了控制程序、用户界面程序、解释程序、输入输出程序等(300个左右),完成系统设计的功能。 研究表明:水土保持林草专家系统是研究和解决水保林草植被布局与建设中难以定量和结构化问题的有力工具,较传统方式和一般定量研究,其特色是: *知识与过程相独立,采用开放式结构,可以很方便的添加、修改、更新知识。 *具有学习、咨询、评价、统计、空间分析进行预测、决策等多种功能。 *既是数据存储库又是知识存储库,采用适当的知识表示法和推理方式,解决常规定性和定量方法不能成功解决的问题。为用户提供咨询与辅助决策。 *以航空像片和专题系列图以及典型资料统计等作为数据源,保证数据的完备、丰富和现势性。* 结果输出形式的多样性。 系统规模虽然已经具备,但人工智能及专家系统技术还在不断的发展和成熟,而土壤侵蚀及水土保持问题也很复杂,我们的工作仅是一个初步尝试。在知识完备性、推理机制的灵活性及空间分析等方面还有待完善和改进。 |
公开日期 | 2011-06-27 ; 2011-07-14 |
内容类型 | 学位论文 |
源URL | [http://ir.iswc.ac.cn/handle/361005/3861] ![]() |
专题 | 水土保持研究所_水保所知识产出(1956-2013) |
推荐引用方式 GB/T 7714 | 张晓萍. 水土保持林草措施“专家”系统(BPESSC)研究[D]. 陕西. 中国科学院、水利部水土保持研究所. 1996. |
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