自考辅导资料-10379农业信息化.docx

第一章农业信息学基础1、随着信息科学和技术的开展，信息已经和物质、能量一起成为共同构成客观世界的三大 要素。2、信息技术在世界农业领域的应用始于20世纪70年代末，近20余年尤其在90年代开展 较快，以作物生长模拟模型的成功研制和应用为突出代表。公认较为优秀且应用广泛的作物 生长模型有美国的CERES系列模型和荷兰的通用作物生长模型SUCROS等。3、数字农业是用数字化技术，按人类需要的目标，对农业所涉及的对象和全过程进行数字 化表达、设计、控制、管理，是数字地球理论与知识在农业上的应用。4、“3S”技术是指遥感技术（RS）、地理信息系统（GIS）、全球定位系统（GPS）三大技术。5、信息学是研究信息的产生、获取、存储、运输、处理、利用及其运动规律的科学与技术， 是一门研究信息、认识信息和利用信息的科学与技术。6、农业信息学的定义：以农业科学的基本理论为基础，以农业生产活动信息为对象、以信 息技术为支撑，进行农业信息采集、处理、分析、存储、传输等具有明确时空尺度和定位含 义的农业信息管理与决策，研究和解决农业生产活动信息变化规律的科学。农业信息学体系 由理论基础、关键技术、应用系统三个方面组成。7、农业信息学的技术体系包括农业信息获取、信息处理、信息模拟和信息控制四个主要方 面。主要表现为以卫星遥感、地理信息系统和全球定位系统为核心的现代空间信息技术，以 及包括以数据仓库、模拟模型、人工智能、多媒体和网络技术等为代表的现代信息管理技术。8、农业信息学的关键技术包括农业数据库技术、农业信息监测技术、农业空间信息管理技 术、农业系统模拟技术、农业人工智能技术、农业管理决策技术、农业信息服务技术。9、农业空间信息管理技术主要包括GIS和GPSo第二章农业数据库及管理信息系统1、数据库系统：包括了以数据为主体的数据库和管理数据库的系统软件DBMS,还包括了 支持数据库系统的计算机硬件环境和操作系统环境、管理和使用数据库系统的人、方便使用 和管理系统的各种技术说明书和使用说明书。2、数据库系统的三级模式结构上外模式、模式和内模式组成。模式也称为逻辑模式，是数据库中全体数据的逻辑结构和特性的描述，是所有用户的公共 数据视图，描述的是数据的全局逻辑结构。外模式：也称为子模式或用户模式，是数据库用户看到的数据视图，它涉及的是数据的局 部逻辑结构，通常是模式的子集。外模式是个另用户的数据视图，即与某一应用有关的数据 的逻辑表示。内模式：也称为存储模式，是数据在数据库系统内部的表示，即对数据的物理结构和方式 的描述。内模式是全体数据库数据的内部表示或者低层次描述，用来定义数据的存储方式和 物理结构。3、二级映像：即外模式/模式映像和模式/内模式映像。4、数据库的功能和特性：（1）数据库是相互关联的数据的集合；（2）用综合的方法组织数 据，降低数据的冗余度，实现数据共享；（3）具有较高的独立性；（4）数据库技术能够保证 数据是平安、可靠的；（5）能最大限度地保证数据的正确性和完整性；（6）数据库中的数据 可以并发使用并能同时保证数据的一致性。5、数据库管理系统是可以用来管理并与数据库相互作用的工具。数据库管理系统的功能包（2）知识模型用数学算法和量化模型代替了专家系统中的知识规那么。（3）知识模型中的动态模型描述了作物生育和栽培管理与环境的关系，原那么上能用于不同 的环境和生产系统。（4）知识模型的驱动变量为环境条件，使用时用户只需提供当地的环境条件数据，便可实 现知识体系的更新。9、基于知识模型和生长模型的作物管理决策支持系统的特点：（1）预测性，系统中的生长模型可以动态预测实际条件下的作物生长和产量形成过程，知 识模型可以预测合乎需要的作物生育指标及配套技术方案。（2）决策性，系统中的知识模型通过设计适宜的系统指标和特征，来调节和控制系统的运 行轨迹和技术措施。（3）准确性，系统结合了生长模型和知识模型，因此设计的管理方案即表达了专家的经验 知识，又具有机理模型的过程解释，具有较高的准确性和科学性。（4）实时性，在系统运行过程中，系统能根据生长模型的预测结果和知识模型的控制指标 来判断作物生长状况的好坏，及时提出必要的调控措施。10、基于知识模型和生长模型的作物管理决策支持系统的结构和实现原理：该系统充分表达数据库、生长模型、知识模型、知识库、推理机等智能成分的有机结合， 可视为综合作物管理的智能化专家系统。（1）数据库包括气象、土壤、作物、社会经济方面的信息资料（2）模拟模型提供对作物生长发育与产量形成的动态预测（3）知识模型用于设计与作物管理相关的生育指标和生产技术方案（4）推理机是对知识、信息的整合、分析、优选决策等系统所实现的主要决策功能包括品种选择，产量目标设计，播期、播种方式及密度确实 定，施肥及灌溉决策，病虫草害的综合管理，实时苗情评估及产量预测，综合效益分析等。 系统实现包括栽培方案设计和实时管理调控。（1）栽培方案设计，根据决策地点的常年气象和土壤生态条件、用户的产量和品质目标等 制定出一套适宜的播前栽培方案，包括品种、播期、密度、肥料运筹、水分管理等措施。（2）实时管理调控，以栽培方案中的作物生育指标为标准曲线，当生长模型预测的作物生 长发育偏离曲线时，推荐一个适宜的调控措施以及调控时期。11、建模技术分三步完成，包括（1）建立模型数学结构；（2）确定模型的参数；（3）验证 模型。12、模型库中的模型可以用方程、算法和程序等形式表示。13、基于生长模型的作物管理系统有美国的禾谷类DSSAT系统、大豆管理系统SMARTSOY、 澳大利亚的棉花管理系统SIRATAC,我国的水稻栽培系统RCSODS,江西农业大学的水稻生产 管理决策系统RICAM/RICOS,其中最具代表性的是美国的DSSAT3系统和我国的RCSODSo 14、基于知识规那么的作物管理系统有我国的小麦栽培管理系统ESWCM和中科院研制的棉花 栽培管理专家系统。15、专家系统与生长模型相结合的作物管理系统代表性的有CO-MAX/GOSSYM棉花生产管理 系统。16、生长模型与知识模型相结合的作物管理系统代表性的有IDSSWM小麦管理智能决策支持 系统。第十章农业信息服务系统1、图形文件格式有 BMP、JPG、GIF、PNG、PCX、TIF 等。2、动画形式主要有AVI动画和FLASH动画两种。3、智能学习根据学习的内容不同，可以分为参数学习、结构学习、对象学习和环境学习等； 按学习的方式不同，学习过程可分为有导师学习、无导师学习和加强学习等。4、有导师学习：指基于知识系统，在实际的学习过程中需要通过给定的输入输出数据组所 进行的一种学习方式。无导师学习：是通过系统自身的学习来到达期望的学习结果所进行的一种学习。该学习不 需要老师为系统提供各种精确的输入输出信息和有关知识，只需提供系统所期望到达的目标 和结果。加强学习：学习时的训练数据是粗糙的，训练数据仅仅具有“评价”作用，学习的反应不 是直接、即时和有信息的，用反应具有评价作用的加强信号训练一个学习系统即为加强学习。 5、远程教学：以计算机网络为基础、教学课件为核心的教学系统。6、根据实现方式不同，远程教学分为广播式远程授课系统和课件式远程教学系统。在广播 式远程授课系统是模拟课堂教学的方式，学生接受老师授课，学生基本处于被动状态；课件 式远程教育系统以教学课件为中心，通过教师制作课件，学生远程访问教学课件进行教学。 7、农业专家咨询的知识的表示方式有：数据库表示、规那么表示、面向对象表示和超媒体知 识表小。8、农业物流：指以农业生产为中心而发生的一系列物质运动过程和与之有关的技术组织、 管理等活动。9、开展我国区域现代农业物流的意义：（1）提升农业聚集效应；（2）降低农业生产本钱；（3）促进农业专业化；（4）保障农业资源优化配置。10、区域农业物流的三大平台：区域农业物流基础设施平台、区域农业信息平台、区域农业 物流政策平台。11、区域农业物流信息平台的三大功能：信息平台、交易平台和宣传平台。（1）信息平台承当着信息发布以及接受用户信息查询的功能，使用户获得农资、农产品及 涉农物流的供需信息。信息平台通过信息收集和处理工作，为农业经营提供价格、生产、库 存、气象、销售等信息，并进一步提供相关市场预测分析。（2）交易支持功能通过开展在线交易、数据交换、订单管理、向客户提供农业电子商务服 务进行。（3）宣传功能表达在通过向外发布区域信息来实现提升地区形象、推广会员品牌（特色产 品及服务）、进行技术推广及教育培训目的。12、电子商务按交易对象可以分为：（1）企业对个人，如电子购物或网上购物；（2）企业对 企业，如电子贸易、网上签署合同等；（3）政府对企业，如网上报关、网上征税、网上申领 执照等；（4）政府对个人，网上实现个人身份的核实、报税、收税等；（5）个人对个人，如 网上拍卖等。括：存储数据；建立并维护数据结构；允许多个用户并发访问；加强平安性和保密性；允许 提取和操作已存储的数据；实现数据录入和数据加载，提供对指定数据快速提取的高效索引 机制；提供不同记录的一致性；通过备份和恢复过程保证数据免遭丧失。6、管理信息系统：是一个不断开展的新兴学科，由人和计算机设备或其他信息处理手段组 成并用于管理信息的系统，是一门管理科学、信息科学、系统科学与计算机技术相结合的综 合性学科。7、管理信息系统的特点：管理信息系统由人、硬件和软件构成，具有人机系统、综合性和 动态性3个特点。人机系统性：一方面要利用计算机强大的信息处理能力和存储能力，另一方面系统开发需 要各方面的人才，可靠数据要靠人组织和输入，信息的输出、系统的维护都离不开人。综合性：多学科交叉，管理信息系统（MIS）是一个综合运用系统论、信息论、控制论、行 为科学、计算机技术和通信技术的过程；多种人才结合；软件和硬件的集成。动态性：系统的维护与开发处理在连续不断地动态过程中，MIS开发从系统请求开始，经过 系统调查、可行性分析、系统性分析、系统设计、系统实施、系统运行和维护等阶段，进入 实用状态。随着环境的变化，系统又会产生新的需求，从而导致新的系统开发。8、管理信息系统的概念来看，由信息源、信息处理器、信息管理者和信息接受者四大局部 组成。9、管理信息系统的开展趋势：（1）向高可靠性、高性能、可伸缩性和高平安性开展；（2）向网络管理信息系统开展；（3）与多媒体技术更好地融合；（4）协应用；（5）测、控、管一体同化；（6）向战略管理系统过渡。10、数据库的概念结构是独立于数据库逻辑结构和具体的数据库管理系统的、关于现实世界 用户需求的“纯粹”描述，是用户、数据库设计者和数据库管理者之间的主要界面。U、数据库概念设计最常用的方法是E.R法，即实体联系模型法。在E-R模型中，最基本的 概念是实体、联系和属性。实体是指任何一个能够根据它们所包含的信息而加以区别的“事 物”。一个实体所包含的信息通常用一组有限个相应的值来描述，称作属性值。联系是E-R 模型中为表示事物之间关联性引入的重要概念。例如一个特定的土壤就是实体，土壤的土层 厚度、质地、有机质含量、pH等就是属性，而土壤实体之间存在的“空间位置邻接”的关 系那么属于联系。12、农业信息综合基础数据库的逻辑设计，是有效进行农业资源信息获取、管理与加工分析 的手段。在此之前，首先要分析构成地理实体诸要素的数据表达方式。地理要素的数据表示 主要有三方面内容：空间信息、属性信息与关系信息的表示，其中空间信息是描述地理数据 的关键。13、农业信息综合基础数据库的数据源包括地图、遥感资料和其他数据。其他数据包括GPS 定位数据、统计图表、统计数据、文献文字报告、法律法规文件、实地调查和测量数据等。 14、数据分类与编码：分类是把不同的事物或现象分成不同的类别；编码是将经过分类的数 据信息用适当的数码（字符串或数值）来表示。编码主要针对属性数据。编码的原那么：（1）惟一性：编码和分类一一对应，防止一个编码对应多种分类或多个编码对应一种分类； （2）可扩充性，如要增添新的内容，尽量不改变原有体系而实现扩充；（3）识别性，用户看到编码时，凭经验就可知道事物的分类，并和其他事物产生比照、联 想；（4）简单性，编码越简单，人的记忆、操作也简单，计算机处理也方便；（5）完整性，应全面考虑有关的信息类型与分类，防止顾此失彼。15、数据分类编码的方法包括：层次分类编码法、顺序分类编码法等。16、农业管理信息系统按内容可分为土地资源信息系统、土壤资源信息系统、水资源信息系 统、农业气候资源信息系统和肥料资源信息系统等。17、土地资源信息系统主要在土地资源调查与监测、土地资源评价与规划、土地资源日常管 理等方面应用。18、农业管理信息系统的开发过程可分为六个阶段：可行性研究、系统分析、系统总体方案 设计、系统技术方案设计、系统实施、系统评价与维护。19、农业数据库的应用：农业数据库的应用多数与管理和科研相关。计算机农业数据库包 括农业生物数据库、农业环境资源数据库和农业经济数据库等。（1）农业生物数据库方面，农业科研单位与院校对各种农作物、园艺作物、畜禽水产生 物都需要建立其品种、品系和近缘生物的数据库。各农业病菌、农业昆虫、农业微生物都需 要建立其分类体系、特性特征、生态类型、生理小种的数据库。3分（2）农业环境资源数据库方面，建立尽可能完备的气候与气象数据库、土壤资源数据库、 水资源数据库和农业环境数据库。3分（3）农业经济数据库方面，建立完备的人口、土地、耕地、各种作物面积和产量、各种 畜禽的数量、农民收入、农民消费、农民就业和乡镇财政等数据库。3分我国目前建立的“农产品集市贸易价格行情数据库”，用来检索、报价查询、比照分析等； 建立了 “中国农业科技文献数据库”，用以查询文献资料；建立“中国作物种质资料数据库” 收录多种作物。等等。第三章农业专家系统1、专家系统：是一个运用知识进行推理的计算机程序，能对那些需要专家知识才能解决的 应用难题提供专家水平的解答。2、农业专家系统的特征：（1）农业专家系统具有显示表达的专门领域的大量知识。（2）能进行符号处理。（3）具有智能性。（4）能对推理过程进行解释。（5）包括知识库、数据库和模型库。（6）人机界面友好。3、农业专家系统一般由知识库、推理机、数据库、人机界面、知识获取、解释机构构成。（1）知识库是用来存放农业领域专家的专门知识；（2）数据库用于存储领域或问题的初始数据和推理过程中得到的中间数据，即被处理对象 的一些当前事实；（3）推理机有于记忆所采用的规那么和控制策略的程序，使整个农业专家系统能够以逻辑方 式协调地工作；（4）知识获取是使农业专家的专业知识从知识源到知识库的转移过程。（5）解释机构向用户解释农业专家系统的行为，包括解释推理结论的正确性和系统输出其 他候选解的原因；（6）人机界面能够使系统与用户进行对话，使用户能够输入必要的数据、提出问题和了解 推理过程及推理结果等。4、知识获取：领域专家自身或知识工程师与领域专家共同整理总结领域的知识和他们的实 际知识、经验、模型及研究成果等，按所建专家系统规定的知识表示形式，整理成一个个知 识单元，放入知识库的过程。5、知识获取、知识表示、知识运用是建造一个专家系统的三个关键技术。知识转换：把知识由一种表示形式转换为另一种表示形式。6、非自动知识获取：知识获取分两步进行，首先由知识工程师从领域专家和有关技术文献 获取知识，然后由知识工程师用某种知识编辑软件输入到知识库中。自动知识获取：指系统自身具获取知识的能力，不仅可以直接与领域专家对话，从专家 提供的原始信息中学习到专家系统所需要的知识，还能从系统自身的运行实践中总结、归纳 出新的知识，发现知识中可能存在的错误，自我完善，建立起性能优良、知识完善的知识库。 7、机器学习的几种方式包括：机械记忆式学习、教导注入式学习、归纳式学习、类比式学 习。8、常用的知识表达的方法：（1）逻辑表示法；（2）产生式规那么表示法；（3）特性表表示法;（4）过程表示法；（5）框架表示法；（6）语义网络表示法；（7）案例表示法；（8）面向对 象表示法。9、模型的种类：按功能特征可分为单一模型与综合模型、经验模型与机理模型、描述模型 与解释模型、统计模型与过程模型、应用模型与研究模型等。10、模型的功能与应用：（1）帮助人们理解和认识生物生育过程的基本规律和量化关系；（2） 对生物生长系统的动态行为和最后产量进行预测；（3）辅助进行对生物生长和生产系统的适 时合理调控；（4）为信息农业和精确农业的实施提供系统动力学工具；（5）计算机模拟试验 有助于评估生物生产系统的综合表现及可持续开展的能力，或进行农业政策分析；（6）利用 生物模型在计算机上进行假设测验和模拟试验；（7）应用生物模型开展生物学的辅助教学和 科技推广活动。11、模拟模型和专家系统的结合。其技术路线是综合模拟模型的动态预测功能和专家系统的 推理决策功能。实现方式表现为：在专家系统给出初步决策方案的基础上，通过对特定环境 条件和生产系统的模拟运行，预测系统的实际状态和走向，作为专家系统进行推理决策并制 定调控措施的依据。专家系统可以在系统运行的任何时期调用和使用模拟模型的结果，同时 又能为模拟系统设计下一阶段的基本生产方案。专家系统与模型间的通讯由存储有关参数和 信息的文件来实现。12、农业专家系统的应用：（1）农业专家系统可用于种植业、养殖业及农产品储藏与加工业的生产管理等领域，服 务于农业科技人员和生产管理人员，指导农业生产及农业科研与技术推广。在种植业领域：收集种植业中的各类信息，包括气候、土地、水等自然资源；各类作物信 息，包括粮食作物、油料作物、纤维作物、经济作物、林木、饲草等。在养殖业领域：包括以猪、牛、羊、鸡、鸭为饲养对象的畜禽养殖，和以鱼类、虾类、贝 类、水生植物类为养殖对象的水产养殖产业。在农产品储臧、加工领域：指对种植业和养殖业产品为原料进行的农产品保鲜与贮存加工 及深加工等不同深度和层次的加工业。（2）与基他技术集成。如与多媒体技术结合可在更大的程度上提高对信息的利用率，极 大改善人机交互接口的方式。与模型技术结合，可兼得模型与专家系统的优点，实现预测和 决策功能的有机结合与综合协调，更好服务于作物管理的科学化和定量化。第四章农业模拟模型1、农业模拟模型：利用系统分析方法和计算机模拟技术，对农业系统中的生物与非生物过 程及其与环境和技术的动态关系进行定量描述和预测。2、模拟模型的建立即建模，是指模拟模型研制的过程，指解析系统的结构、功能和行为， 并进行模型运作的过程。广义的模拟包括模型建立和模拟试验。3、农业模拟模型与统计模型的差异：（1）农业统计一般只对农业生产系统的最终结果进行比拟，而不揭示结果产生的机理性 过程及因果关系。而农业模拟模型完全可以揭示生物生长与生产过程及其动态关系，帮助人 们更好地理解生物生长和生产的机制与结果。（2）农业统计一般只能考虑与结果有关的少数技术措施（如品种、肥料、密度等），而 客观上影响生物生长和生产的因子往往很多，无法用农业统计的方法综合研究和分析。而农 业模拟模型可以对农业生产系统进行综合分析和合成，同时考虑许多因子的作用，并可进行 大量的计算机模拟试验。（3）农业统计的研究结果具有明显的地域性和季节性，且局限于特定的生物品种、土壤 类型和气候条件，很难应用于不同地区、时间和生产系统。而模拟模型同时受外部环境和内 在特征所驱动，具有较强的动态性和灵活性，可以应用于不同的地点、时间和生产系统。 4、农业模拟模型的作用与功能：（1）作用：农业模拟模型是对整个农业生产系统的知识进行综合，并量化机理性过程及 其相互关系，即综合知识和量化关系。对不同的生物与非生物过程进行系统分析和合成， 实质上相当于所研究系统的最新知识的积累和综合。在知识合成的过程中，还能鉴定知识 空缺，从而明确新的研究方向。可促进对生物与非生物规律由定性描述向定量分析的转化, 深化了对农业系统过程的定量化认识和数字化表达。（2）功能：理解、预测和调控。表现为模拟模型能够帮助人们理解和认识生物与非生物 过程的基本规律和量化关系，并对系统的动态行为和最后表现进行预测，从而辅助进行对生 物生长和生产系统的适时合理调控，实现优质、高产、高效、生态、平安的可持续开展。 5、农业生产系统一般可分解成区域、农区、农田生态、作物群落、群体、个体、器官、组 织、细胞等不同层次与等级。对于一个机理性和经验性兼顾的农业模拟模型而言，模拟的层 次应低于研究目标的两个级别。如：研究作物的群体产量表现就必须能模拟个体与器官的生 长与发育过程。6、限制作物生产系统的5个水平是：（1）光温潜力；（2）水分限制；（3）氮素调控；（4） 磷钾等养分调控；（5）病虫草害等生物灾害影响。7、系统分析法：是将一个系统分解成主要成分，研究系统的成分及其关系，提供系统的定 量描述来预测系统的行为。8、机理性与经验性是农业模型的两个重要特征。机理性或经验性的选择取决于四个因子： 一是应用与研究，应用性模型有较强的经验性，研究性模型那么注重机理性；二是资料的可用 性，丰富的资料可深化对机理性过程的认识；三是黑箱模拟的运用，有助于增强机理性，但 要以合理的假设为基础；四是系统的识别，级别的模型具有较强的机理性。9、农业模拟的尺度具有三维的特性：时间性、空间性、复杂性。第五章虚拟植物与虚拟农业1、虚拟植物：应用计算机模拟植物在三维空间中的生长发育状况。2、虚拟植物的主要特征：（1）以植物的形态结构为研究重点。模拟出的植物要忠于植物学规律，包括器官在植物个 体上的排列方式和各个器官的几何形态与空间伸展方式，最终表现植物的形态结构。(2)以植物个体为研究单元，通过对植物个体的整个生长过程的研究，确定植株的拓扑结 构形成规律，并通过对植株个体的各种类型器官，来模拟植株个体的形态建成规律。(3)所建立的模型是三维的，以可视化的方式反映植物的形态结构规律，如具有真实的植 物个体或群体。3、虚拟植物的意义：植物的形态结构很大程度上决定着植物的竞争能力和资源获取强度， 如植物冠层对太阳光辐射的截获能力、相邻植株根系之间对土壤水分和养分的竞争能力等。 就某一时刻而言，植株当前的形态结构决定了植株当前的资源获取强度。通过虚拟植物的研 究实习植物形态结构的定量化，有助于从生长机理上明确植物的生长发育规律。另一方面，虚拟植物模型具有广泛的应用价值。可以基于虚拟植物建立虚拟农场，应用 于教学、科普、和农业技术推广。虚拟植物还可以应用于娱乐、广告和影视场景设计等领域。 4、植物茎分枝的四种方式包括：二叉分枝、单轴分枝、合轴分枝、假二叉分枝。5、虚拟现实：通过提供一个由计算机生成的虚拟环境以及交互手段，让人们可以“沉浸” 其中，使可视化的结果更为生动，感受更加逼真，还可对虚拟环境中的三维物体进行交互操 作。6、虚拟现实的三个特性：沉浸性、交互性、想像性。第六章农业机器视觉技术1、机器视觉系统处理的核心目标是图像。目标物体的图像被单帧和多帧采集量化为数字化 消息。2、灰度法：是指图像用多级亮度来表示并进行量化采集的方法。3、图像：是指照相机、显微镜或望远镜等的取镜器上的光学成像。4、图像获取：即图像的数字化过程，就是将图像采集到计算机中的过程，主要涉及成像及 模数转换。5、照明是影响机器视觉系统输入的重要因素，直接影响图像输入数据的质量和应用效果。 照明系统按其照射方法可分为：背向照明、前向照明、结构光照明、频闪光照明等。 背向照明是被测物放在光源和摄像机之间，优点是能获得高比照度的图像。前向照明是光源和摄像机位于被测物的同侧，优点是便于安装。结构照明是将光栅或线光源等投射到被测物上，根据它们产生的畸变，解调出被测物的 三维信息。频闪光照明是将高频率的光脉冲照射到物体上，摄像机拍摄要求与光源同步。6、图像采集部件包括：摄像机和视频图像采集卡、图像扫描仪、数码摄像机等。7、图像增强处理：指按需要突出某些有用的消息、，去除或消弱有害无益的消息、，如改变图 像比照度、去除噪声或强调边缘的处理等。8、图像增强处理的基本方法：灰度变换法、直方图变换法、锐化、平滑。9、景物形状特征的提取包括图像分割和形状特征描述两局部。10、彩色空间的三种基本颜色是红、绿、蓝。在彩色空间取三种基本光波长分别取不同的量 加以复合后就可以产生出人眼能感受到的儿乎所有的彩色。11、图像纹理特征的两个构成要素是：纹理基元和纹理基元的排列组合。12、纹理分析方法可分为统计方法和结构方法。统计方法被用于分析像木纹、沙地、草坪那 样的纹理细而且不规那么的物体。结构方法那么适用于像布料的印刷图案或砖的花样等一类纹理 基元及其排列较规那么的图像。13、农业机器视觉技术的应用：(1)物料特性及动植物生长过程的监测与评价，包括外表特性和内部特性的监测与评价。 由于可视图像可以表示景物的形状、颜色、纹理等基本外表特征，图像外表特征的利用和日 常生活中人们对这些特性的认识相呼应，也是比拟直观的。如作物的营养含量与作物叶面颜 色之间存在相关关系。如作物叶片受有害气体污染后，红外图像清晰地显示出污染的区域。 红外、近红外、核磁共振等图像的应用，能使研究深入到物料内部。（2）对农产品进行检测，具体内容包括分级、检验和分类。分级是根据要求做出优次不同 等级的一种判断。根据大小或外表积分级是简单易行的方法，如按照土豆的形状复杂度、鱼 苗的长度、苹果的直径或周长等，都能有效地将对象分成不同的等级。检验是根据某种标准 做出符合与不符合的判断。图像可以针对农产品损伤、新鲜度与成熟度、病虫害、以及形状 变化进行识别检验。分类是根据类别描述做出是或不是的判断。如去除土豆混杂的土块、石 头，黄豆混杂的其他豆类等。也可以在同一物品上进行区分，如从番茄上摘除花蒂，帮胡萝 卜、萝卜去顶叶等。（3）农业视觉机器人，主要表达在机器视觉与其控制的机械手在农业工程中的应用，包括 鲜果、蔬菜的收获、包装林木剪枝等，田间、温室的机器人包括作物的识别与定位。（4）农业资源调查与评估。计算机视觉系统是收集、存储和使用有关土地、作物管理、宏 观区域分布信息的快速、有效的系统。通过分析卫星、航测、遥感图像图片，可以得到植物 分布、绿化和沙漠化地域、作物面积、虫害范围等数据，可用来检测作物生长和土壤类型以 及估计作物水分亏缺等，可以对农业资源、产量、自然灾害、农村人士分布等进行调查与评 估。第七章农业遥感技术1、按电磁波的光谱波段，遥感类型包括：可见光-反射红外遥感、热红外遥感、微波遥感。 可见光反射红外遥感所观测的电磁波的辐射源是太阳。热红外遥感所观测的电磁波的辐射 源是目标物的热辐射。2、按传感器的工作方式，可分为主动遥感和被动遥感。 被动遥感是指传感器自己不发射 信号，而是接收目标物辐射的电磁波或反射的太阳辐射； 主动遥感是传感器向目标物发 射电磁波，然后收集从目标物反射回来的电磁波的遥感方式。3、遥感平台是指搭载传感器的工具，遥感平台按高度可分为地面平台、航空平台和航天平 台。其中地面平台包括汽车、轮船和高塔等；航空平台主要包括飞机和气球；航天平台主要 包括探测火箭、人造地球卫星、宇宙飞船和航天飞机等。4、遥感信息的传输有两种方式：一种为直接回收，是指传感器将地物反射或发射的电磁波 信息记录在胶卷或磁带上，待运载工具返回地面时回收。一种为视频传输，是指传感器将 接收至的地物反射或发射的电磁波信息，经过光、电转换，通过无线电将数据传送到地面接 收站。5、遥感测量的是从目标物反射或发射的电磁波能量，根据测定波长范围不同可分为辐射测 量和光度测量。辐射测量是对Y射线到无线电波的整个波长范围的测定，光度测量是对可见 光所引起的知觉的量的测定。6、大气窗口：大气对电磁波衰减较小、透射率较高的波段为大气窗口。7、传感器的工作波段应在大气窗口处才能接收到地面目标的电磁波信息。8、可摄影窗口：波长范围0.31.3pm,包括全部可见光、局部紫外光以及局部近红外波段。 可摄影窗口对电磁波的透射率在90%以上，是目前遥感上应用最广的窗口。短波红外窗口：波长范围1.52.4|im,信息只能用扫描仪和光谱仪进行探测与记录，可 探测农作物叶片温度状况，某些波段对区分蚀变岩石有较好的效果。中红外窗口：波长范围2.46.0pn,信息只能用扫描仪和光谱仪进行探测与记录。热红外窗口：波长范围814|im,是地物本身的热辐射。微波窗口：波长范围8mm1m,此波段的电磁波不受大气干扰，透过率达100%,是全天 候的遥感波段。9、地物波谱：物体在同一时间、空间条件下，其辐射、反射、吸收和透射电磁波的特性是 波长的函数。将物体或现像的电磁波特性用曲线的形式表现出来，就形成了地物波谱。10、地物发射光谱：指地物的发射率随波长变化的规律。发射光谱曲线：是指某一物体电磁波的发射率随波长而变化的曲线。11、加色法：以红、绿、蓝三基色中的两种以上色光按一定比例混合，产生其他色彩的方法 称为加色法。减色法：从白光中减去其中一种或两种基色光而产生色彩的方法。12、遥感最正确时相选择：最正确时相选择要做的基础性工作是从自然生态系统的季节性变化规律即物候中确定最正确时 相，包括植被分类遥感图像最正确时相选择，植物物候的遥感监测及其最正确时相等。选择参照物候历选择：(1)林地、草地和农田一般秋末易分辨。(2)农作物调查要选择作物生长茂盛、卫星影像上有明显反映的时期，如小麦、水稻等选 择拔节期至乳熟期；病虫害监测要依据病虫害发生、开展和为害的规律确定。(3)林地调查用秋冬春季卫星图像较适宜。(4)草场面积调查可利用植物生长期的卫星图像。13、农业遥感的农学机理：指绿色植被的叶绿素含量、施肥量及叶面积指数等农学参数与变 量之间的相关性、联系性、规律性，根据规律性而通过遥感方法来服务于农业生产和管理。 如农作物遥感估产的农学机理就是把农作物产量形成机理与光谱变量之间的规律性揭示出 来，以通过遥感手段来监测农作物的长势和估产。14、地面遥感传感器主要有普通相机、数码摄像机、摄影经纬仪等摄影仪，和美国产的 EXOTECH系列的四波段野外辐射计、ADS FieldSpec Pro FR光谱仪等。15、遥感影像变形的原因：(1)遥感平台位置和运动状态变化的影响。由卫星、飞机在运动过程中的航高、航速、 俯仰、翻滚、偏航引起的遥感影响变形。(2)地形起伏的影响。当地形存在起伏时，产生了高差，导致局部像点的位移。(3)地球外表曲率的影响。地球外表是曲面，曲面导致像点位置的移动、像元对应于地 面宽度的不等。(4)大气折射的影响。大气密度分布不均，使折射率不断变化，经折射后的辐射传播变 成曲线，导致像点发生位移。(5)地球自转的影响。地球自转会产生影像偏离。16、遥感信息的复合主要指不同传感器的遥感数据复合和不同时相的遥感数据复合。遥感信息与非遥感信息复合时，首先要对数据进行网格化处理。第八章农业地理信息系统1、地理信息系统(GIS)：是在计算机硬、软件环境的支持下，对空间数据进行采集、存取、 编辑、处理、分析和显示的计算机应用系统。2、一个完整的地理信息系统由四局部组成，即计算机硬件系统、计算机软件系统、地理空 间数据和系统管理人员，核心局部是计算机软硬件系统。3、GIS的数据输入设备包括：数字化仪、扫描仪、键盘、GPS接收机、遥感图像处理系统、 其他解析和数字化摄影测量仪等。GIS的数据主要输出设备包括笔式绘图仪、喷墨绘图仪、 激光打印机、喷墨打印机、图形显示器等。4、GIS的数据源主要包括：地图、遥感数据、统计数据、调查实测数据、多媒体数据、文 字资料、其他系统资料。5、GIS中的图形编辑基本对象为弧段。6、农业地理信息系统的研制可分为：可行性研究、系统分析、系统设计、系统实施、系统 评价与维护。7、目前国外较著名的地理信息系统有ARC/INFO、ARCVIEW MAPINFO、GEOMEDIA等,国 内较著名的有 MAPGIS、GEOSTAR、CITYSTAR 等。8、农业地理信息系统的应用主要在于（1）农业资源与环境管理；（2）农业规划及区划；（3） 农业灾害监测；（4）农业环境保护。第九章农业决策支持系统1、人类的决策行动一般包括确定目标、设计方案、评价方案和实施方案四个阶段。2、决策支持系统的“三部件”结构包括人机对话部件、数据部件、模型部件。决策支持系统的“三系统”结构由语言系统、知识系统、问题处理系统组成。在“三系 统”结构中，问题处理系统是决策支持系统的核心。它的功能包括信息收集、问题识别、模 型生成、问题求解等。3、目前比拟成功的农业生产决策支持系统可分为基于生长模型的决策支持系统、基于知识 规那么的决策支持系统、基于知识模型的决策支持系统、基于生长模型和知识模型的决策支持 系统等4种基本类型。4、作物模型有生长模型与知识模型两大类。生长模型是指利用系统分析方法和计算机模拟技术，对作物生长发育过程及期与环境和 技术的动态关系进行定量的描述和预测。知识模型是指在充分理解和分析专家经验与知识的基础上，基于作物与环境的关系，提 炼和总结出有关作物生育与管理调控指标的定量化模型。5、基于生长模型的作物管理决策支持系统具有以下特性：（1）机理性；（2）预测性；（3） 动态性；（4）通用性。其中机理性和预测性是其最基本的特性。6、基于知识规那么的作物管理决策支持系统即专家系统，它的核心是专家知识的收集、表达 和应用。专家系统具有自然、透明、灵活的特点。7、基于知识规那么的专家系统由知识库、推理机、综合数据库、数据及知识获取系统、解释 机制、人机接口等几局部组成。（1）知识库是专业知识存储器，存放以一定形式表示的专家知识、经验和书本知识及常识。 知识库的可用性、确定性和完善性决定着专家系统性能的高低。（2）推理机是一组优化程序，用来控制、协调整个系统的运行，它根据当前输入的数据, 利用知识库中的知识，按一定的推理策略去解决实际问题。（3）综合数据库用于存储专业内初始数据和推理过程中得到的中间信息，也即存放用户回 答的事实、的事实和推理而得到的事实。（4）数据及知识获取系统用于建立和修改数据库和知识库中的数据和知识。（5）人机接口是连接用户与专家的桥梁，用户通过它把一些基本领实输入到数据库中，供 推理机使用。8、基于知识模型的作物管理决策支持系统特点：（1）知识模型模拟的是农业专家处理问题的思维和推理方式，而不是作物本身。