4.2具有顯著社會效益的幾類典型應用
除上述電解鋁生產(chǎn)過程外,KDTICM與ICCKDSS還應用于農(nóng)業(yè)、現(xiàn)代遠程教育網(wǎng)、氣象、國際商務等領域,已在6個單位具體實施推廣應用(見附件);分別與國內外13個公司簽定了銷售與研發(fā)協(xié)議(見附件);曾與美國Zaptron公司與德國柏林洪堡大學合作研發(fā)(見附件)。
解決了一批原領域尚未解決或解決不好的問題,得到了領域專家的認可,產(chǎn)生了相當可觀的效益(尤其是社會效益)。經(jīng)五次查新證實(見附件):將知識發(fā)現(xiàn)技術用于農(nóng)業(yè)、現(xiàn)代遠程教育網(wǎng)、氣象及國際商務等領域尚屬首次。這種應用又可看作:將創(chuàng)新的知識發(fā)現(xiàn)技術與傳統(tǒng)的實用智能系統(tǒng)相融合而產(chǎn)生的新型實用智能系統(tǒng)在上述領域中的應用。
4.2.1 農(nóng)業(yè)
在國家自然科學基金重點項目 “基于數(shù)據(jù)庫與知識庫的知識發(fā)現(xiàn)及其農(nóng)業(yè)應用系統(tǒng)的研究”(項目編號:69835001)的資助下(見附件),從1999年1月開始至2002年12月,經(jīng)過四年的努力,我們以安徽省合肥農(nóng)業(yè)示范區(qū)為基地,開發(fā)出了面向施肥的農(nóng)業(yè)知識發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)(KDIST-SF)和面向植保的農(nóng)業(yè)知識發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)(KDIST-ZB),將KDTICM與ICCKDSS成功地應用于施肥、植保及防治病蟲害等農(nóng)業(yè)具體領域。
1) 功能簡介
(1) 農(nóng)業(yè)生產(chǎn)規(guī)劃
挖掘實例之一表明:根據(jù)土壤肥力和有效硫的含量,采取適當?shù)氖┓视昧浚扇〉幂^大的增產(chǎn)效益。
(2) 施肥
①包含的主要功能模塊有:用戶庫管理模塊、數(shù)據(jù)預處理模塊、數(shù)據(jù)挖掘(KDD)模塊、知識評價模塊、KDD*模塊、KDK模塊、幫助模塊等。
②肥西油菜知識發(fā)現(xiàn)實例(見最后生成的擴展知識庫圖(圖23))。

圖23 生成的擴展知識庫圖
(3) 植保
①包含的主要功能模塊有:用戶庫管理模塊、數(shù)據(jù)預處理模塊、數(shù)據(jù)挖掘(KDD)模塊、知識評價模塊、KDD*模塊、KDK模塊、幫助模塊等。
②肥西油菜病害診斷知識發(fā)現(xiàn)實例(見生成的擴展知識庫圖(圖24))。

圖24 生成的擴展知識庫圖
2)解決的典型問題
① 農(nóng)業(yè)施肥問題。在ICCKDSS的基礎上,我們開發(fā)的面向施肥的農(nóng)業(yè)知識發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)—KDIST-SF(開發(fā)環(huán)境是KDIST/V1.0,用戶只需提供自己的數(shù)據(jù)庫和知識庫,基本數(shù)據(jù)庫是土壤肥力參數(shù)樣本數(shù)據(jù)庫,基本知識庫是施肥專家系統(tǒng)的樣本知識庫,由KDD*和KDK*構造相應的知識發(fā)現(xiàn)工具箱),可進行土壤肥力評估、施肥量確定、目標產(chǎn)量確定等方面的知識發(fā)現(xiàn)和精化。
通過使用ICCKDSS對合肥市相關的農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)進行挖掘,我們發(fā)現(xiàn):水稻干物質累積和對硒的累積不同步,前者高峰在生長中期,后者以生長后期為主;另外水稻對硒有一定的生物富集作用。將這些規(guī)則存于知識庫后,根據(jù)這些規(guī)則,在農(nóng)藝措施上應在稻灌漿充實前增施一次硒肥,而在缺硒和低硒地區(qū)施用硒肥,能顯著提高水稻含硒量,改善其營養(yǎng)品質,提高其市場競爭力。這樣一方面可以指導人們合理地施加肥料,另一方面也可以指導肥料生產(chǎn)廠家在不同階段添加不同的微量元素,以適應農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的需要。對于農(nóng)作物其它的數(shù)據(jù),也可以這樣處理。實際運用證明合肥市油菜施肥專家系統(tǒng)的知識庫經(jīng)過知識發(fā)現(xiàn),得到了完善和進一步精化。
② 農(nóng)業(yè)植保問題。在ICCKDSS的基礎上,我們開發(fā)了面向植保的農(nóng)業(yè)知識發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)—KDIST-ZB(開發(fā)環(huán)境是KDIST/V1.0)。該系統(tǒng)由用戶提供植保領域的真實數(shù)據(jù)庫和待精化的基本知識庫,在知識發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)開發(fā)平臺KDIST/V1.0環(huán)境下構建,旨在從植保數(shù)據(jù)庫中發(fā)現(xiàn)有用的知識,充實完善基本知識庫。它能夠完善和精化專家系統(tǒng)知識庫,可從植保數(shù)據(jù)庫中發(fā)現(xiàn)下列類型知識:1)病蟲害診斷知識;2)氣象與病蟲害發(fā)生規(guī)律的關聯(lián)關系;3)預測蟲害發(fā)生數(shù)量;4)發(fā)現(xiàn)蟲害各代發(fā)生程度的序貫模式。
根據(jù)我國某地區(qū)二十年來的小麥苗情資料和氣象信息,我們發(fā)現(xiàn)了節(jié)氣、降水、日照、苗高、苗數(shù)等之間的關系,從而有助于對農(nóng)作物田間管理、施肥、施藥等進行有針對性的科學指導;另外還找到了對水稻產(chǎn)量有影響的主要土壤因子有機質、粘粒、CEC、PH、全P之間的關系。此外,我們收集了有關廬江地區(qū)三化螟的數(shù)據(jù),就以該螟蟲數(shù)據(jù)庫作為應用對象,進行數(shù)據(jù)挖掘。廬江螟蟲害數(shù)據(jù)庫中,記錄的屬性分別為雌蟲密度,雄蟲密度,最低溫度,平均溫度,降雨量,日照時數(shù)等,對它們利用語言場和語言值的方法處理以后,再進行挖掘,結果發(fā)現(xiàn)許多有價值的規(guī)律,例如“降水量很小,雄蟲密度很小”、“降水量很小,雌蟲密度很小”,所以在降水量大的年份要注意防止三化螟病蟲害等。(注:這里的“大”、“小”是實際數(shù)據(jù)經(jīng)語言場、語言值理論處理后的語言值) 實際運用證明廬江地區(qū)植保專家系統(tǒng)的知識庫經(jīng)過知識發(fā)現(xiàn),得到了完善和進一步精化。
以上這兩個系統(tǒng)已經(jīng)在國家863智能農(nóng)業(yè)信息技術應用安徽示范區(qū)進行了試驗和應用,對原有專家系統(tǒng)的知識庫進行了豐富和完善,并推動了農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)庫建設與充實,產(chǎn)生了顯著的經(jīng)濟和社會效益。(見安徽省農(nóng)技推廣總站用戶報告)
通過ICCKDSS軟件平臺,還可以方便地開發(fā)出諸如園藝、水產(chǎn)、畜禽等知識發(fā)現(xiàn)系統(tǒng),具有十分廣闊的應用前景。
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