人工智能系列白皮书——智慧农业（140页 WORD)

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中国人工智能系列白皮书 -- 智慧农业 Intell Al Computer Knowledge Learning Reasonin 目 录 第 1 章 智慧农业发展背景 ...............................................................1 1.1 人工智能在农业领域中的应用历程 ........................................1 1.2 智慧农业及其发展趋势 ............................................................8 第 2 章 农业智能分析 .....................................................................12 2.1 农业数据挖掘 ........................................................................ 12 2.1.1 农业数据挖掘特点...........................................................12 2.1.2 农业网络数据挖掘 ..........................................................13 2.1.3 农业数据挖掘应用...........................................................16 2.2 农业数据语义分析 ....................................................................18 2.2.1 农业数据语义模型 ..........................................................18 2.2.2 农业数据存储模型 ..........................................................19 2.2.3 农业数据知识发现 ..........................................................20 2.2.4 农业数据语义检索 ..........................................................21 2.2.5 分布式农业知识协同构建 ..............................................21 2.3 农业病虫害图像识别...............................................................22 2.3.1 基于机器视觉的农业病虫害自动监测识别系统框 架 23 2.3.2 农业病虫害图像采集方法 ...............................................24 2.3.3 农业病虫害图像预处理 ...................................................26 2.3.4 农业病虫害特征提取与识别模型构建 ...........................27 2.3.5 农业病虫害模式识别.......................................................28 2.4 动物行为分析 ..........................................................................29 2.5 农产品无损检测 ..................................................................... 34 2.5.1 农产品的无损检测 ......................................................... 35 2.5.2 农产品无损检测主要方法与基本原理 ............................36 2.5.3 无损检测在农产品质量检测中的应用............................38 2.5.4 问题与展望 ........................................................................38 第 3 章 典型农业专家系统与决策支持 ................................................40 3.1 作物生产决策系统 .....................................................................40 3.1.1 作物生产决策支持系统的概念与功能 .......................... 40 3.1.2 作物决策支持系统的发展 ............................................... 41 3.1.3 我国作物决策支持系统发展状况 .................................. 41 3.1.4 作物生产决策支持系统的发展趋势 .............................. 42 3.1.5 作物生产决策支持系统的存在问题 ...............................43 3.1.6 作物生产决策支持系统的发展措施建议错误!未定义书签。 3.2 作物病害诊断专家系统 ............................................................45 3.2.1 病害诊断知识表达 ............................................................45 3.2.2 作物病害描述模糊处理 ....................................................47 3.2.3 病害诊断知识推理 ............................................................47 3.2.4 基于图像识别的作物病害诊断 .......................................48 3.3 水产养殖管理专家系统 ............................................................49 3.3.1 问题与挑战 ....................................................................... 49 3.3.2 主要进展 ........................................................................... 51 3.3.3 发展趋势 .............................................................................52 3.4 动物健康养殖管理专家系统 ....................................................54 3.4.1 妊娠母猪电子饲喂站 ........................................................54 3.4.2 哺乳母猪精准饲喂系统 ....................................................56 3.4.3 个体奶牛精准饲喂系统 ....................................................57 3.4.4 畜禽养殖环境监测系统 ...................................................58 3.5 多民族语言农业生产管理专家系统 ........................................59 3.5.1 多民族语言智慧农业即时翻译系统结构 ......................59 3.5.2 多民族语言农业智能信息处理系统机器翻译流程 .... 60 3.5.3 多民族语言农业信息平台中的翻译关键技术 ..............62 3.5.4 多民族语言农业智能信息处理系统机器翻译结果 .... 63 3.6 农业空间信息决策支持系统 ..................................................66 第 4 章 典型农业机器人 ...................................................................71 4.1 茄果类嫁接机器人 ..................................................................74 4.1.1 研究背景意义 ..................................................................74 4.1.2 国内外研究现状 ..............................................................74 4.1.3 关键技术与研究热点.......................................................76 4.1.4 案例分析 ............................................................................77 4.1.5 存在问题与发展策略 ......................................................78 4.2 果蔬采摘机器人 ........................................................................79 4.2.1 研究背景意义 ..................................................................79 4.2.2 国内外研究现状 ............................................................. 79 4.2.3 关键技术与研究热点 .................................................... 80 4.2.4 案例分析 ..........................................................................81 4.2.5 存在问题与发展策略 ......................................................82 4.3 大田除草机器人 ......................................................................83 4.3.1 研究背景意义 ..................................................................83 4.3.2 国内外研究现状 ............................................................ 84 4.3.3 关键技术与研究热点 ..................................................... 84 4.3.5 存在问题与发展策略 .....................................................86 4.4 农产品分拣机器人 ...................................................................87 4.4.1 农产品分拣机器人发展现状 ..........................................88 4.4.2 农产品分拣机器人的应用特点和支撑技术 .................. 90 4.4.3 主要问题和建议 ..............................................................92 第 5 章 农业精准作业技术 ...............................................................94 5.1 拖拉机自动导航 ..................................................................... 94 5.2 农机作业智能测控 ................................................................. 97 5.3 果树对靶施药 .......................................................................... 101 5.3.1 我国果园施药作业现状 ..................................................101 5.3.2 基于靶标探测的智能施药 ............................................ 102 5.3.3 靶标探测技术 ..................................................................102 5.3.4 对靶施药的经济性与环保性 .........................................106 5.4 设施蔬菜水肥一体化 ..............................................................106 5.4.1 水肥一体化在设施蔬菜中的应用..................................107 5.4.2 智能灌溉施肥设备 ..........................................................108 5.4.3 设施蔬菜水肥一体化发展趋势 .....................................110 5.5 设施环境智能调控 ..................................................................112 5.5.1 温室环境与作物信息采集 ............................................ 112 5.5.2 温室作物生长发育模型和小气候预测模型 ............... 115 5.5.3 温室智能环境控制理论 ..................................................116 5.5.4 测控装备及平台构建方面 ..............................................117 5.6 农用无人机自主作业 ..............................................................117 5.6.1 农用无人机自主作业需求背景 .....................................117 5.6.2 农业无人机自主作业技术特点 .................................... 118 5.6.3 农业无人机自主作业发展现状 .................................... 119 5.6.4 抓住机遇迎接挑战人工智能技术的挑战 .................... 122 第 6 章 智慧农业展望 ......................................................................123 6.1 当前农业发展需求分析 .........................................................123 6.2 发展重点与建议 .......................................................................123 第 1 章智慧农业发展背景 中国农业经历了原始农业、传统农业、现代农业、智慧农业的 逐渐过渡。智慧农业充分应用现代信息技术成果，集成应用计算机 与网络技术、物联网技术、音视频技术、3S 技术、无线通信技术 及 专家智慧与知识，实现农业可视化远程诊断、远程控制、灾害 预警 等职能管理。本章从人工智能在农业领域的应用历程与智慧 农业发 展趋势两方面阐述了智慧农业作为一种高新技术与农业生 产相结合 的产业，是农业可持续发展的重要途径，通过高科技投 入和管理， 获取资源的最大节约和农业产出的最佳效益，实现农 业的科学化、 标准化、定量化、高效化。 1.1 人工智能在农业领域中的应用历程 人工智能 (Artificial Intelligence,AI) 是研究、开发用于模拟、 延伸和扩展人的智能理论、方法、技术及应用系统的一门学科。人工 智能是计算机科学的一个分支，它试图了解智能的实质，并生产出一 种新的能以人类智能相似的方式做出反应的智能机器，该领域研究包括 机器人、语言识别、图像识别、自然语言处理和专家系统等。人工智能 从诞生以