基于本体论的玉米病虫害诊断系统的设计与实现
基于本体论的玉米病虫害诊断系统的设计与实现
【摘要】： 目前的知识系统大多是按照用户的不同需求,采用不同的知识表示方法、不同的建模方法、不同的开发工具,在不同的平台上进行开发或者二次开发。在知识系统之间实现互操作十分困难,更不用说协同各系统的功能去解决问题了。语义网和本体论的相关研究和应用,为解决分布的、异构的知识系统在知识共享、复用和互操作等方面的困难,提供了相应的技术基础和可行的解决方案。本体为给定的关注域给出了一个共同理解的明确说明来促进各种主体之间的交流,通过这种交流来实现给定域中知识在不同主体之间的复用和共享。通过建立领域本体来表达领域知识,为专家系统建立可共享、可重用的知识库提供参考,进而促进系统间的互操作并降低系统开发成本。因此,构建基于本体的专家系统成为了新的研究方向。本文对基于本体论的专家系统的构建进行了研究,具体工作包括构建领域本体和设计基于本体的专家系统两部分。本文的工作属于国家863项目“数字农业知识网格技术研究及应用”中“基于Web的分布式农业生产知识咨询平台”的一部分。本文具体内容：1.提出了一个领域本体的构建方法——“九步法”。对本体的概念、主要的本体描述语言、构建方法及开发工具等理论知识进行了研究,提出了一个领域本体的构建方法——“九步法”。“九步法”包括以下九步：确定本体的领域和范围；考虑复用已有本体；获取知识；列举术语；定义类和层次；定义属性；定义侧面；定义实例；检查异常。2.依照“九步法”实施本体工程,构建了玉米病害诊断本体和玉米虫害诊断本体。在构建本体时参考了相关农学资料,并接受了农学专家的指导。通过建立概念、概念间的关系、定义实例、定义属性的约束等方式表达了玉米病虫害诊断的领域知识。该本体采用了W3C推荐的本体描述语言OWL进行描述,利用斯坦福大学开发的本体构建工具Protege3.4.4进行开发。3.利用构建的玉米病害诊断本体和玉米虫害诊断本体作为玉米病虫害诊断系统的知识库,采用Visual C# 2008和Microsoft SQL Server 2005开发了基于“图像规则”的玉米病虫害诊断系统。从玉米病虫害防治工作的实际情况出发,进行了系统的需求分析和设计,明确了系统的用户、功能和框架。系统采用B/S结构,按照功能划分为知识层、数据层、逻辑控制层和人机交互层。系统的功能包括对玉米常见病虫害的诊断,病虫害详细信息及对应防治方案的查询。系统不仅能对当前已经发生的病虫害进行诊断,也能将潜在的虫害威胁反馈给用户；系统还提供了多种诊断模式,支持用户根据生产中的实际情况选择合适的模式进行诊断。本文工作的意义：本文提出的“九步法”适用于由知识工程师构建领域本体的场景,可以较好的支持本体的维护和进化工作；通过构建玉米病害诊断本体以及玉米虫害诊断本体,为玉米病虫害诊断专家系统建立可共享、可重用的知识库提供了参考；基于本体的玉米病虫害诊断系统不但美观易用,而且满足了用户在农业生产中对信息服务的实际需求,具有很强的实用性。
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
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