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第一章 农业信息学基础 1

第一节 农业信息学的形成 1

一、农业信息学的发展背景 1

二、农业信息学的形成过程 2

第二节 农业信息学的定义、内涵与特征 4

一、农业信息学的定义 4

二、农业信息学的内涵 5

三、农业信息学的基本特征 6

第三节 农业信息学研究的关键技术 6

一、农业数据库技术 6

二、农业信息监测技术 7

三、农业空间信息管理技术 7

四、农业系统模拟技术 8

五、农业人工智能技术 8

六、农业管理决策技术 9

七、农业信息服务技术 9

第四节 农业信息学的作用与应用 10

一、农业信息学的地位与作用 10

二、农业信息学的应用实践 11

参考文献 14

第二章 农业数据库及管理信息系统 15

第一节 农业数据库的概念与特征 15

一、数据库的概念与结构 15

二、农业数据库系统的特征 18

第二节 农业管理信息系统的概念与特征 20

一、管理信息系统的概念与结构 20

二、农业管理信息系统的特征 24

第三节 农业数据库系统及管理信息系统的研制与应用 24

一、农业数据库的研制 24

二、农业管理信息系统的研制 33

三、农业数据库及管理系统的应用 40

参考文献 43

第三章 农业专家系统 44

第一节 农业专家系统的概念、特征与功能 44

一、专家系统的概念 44

二、农业专家系统的特征 44

三、农业专家系统的结构与功能 45

第二节 农业专家系统的研制与应用 46

一、开发过程 46

二、知识获取 46

三、知识表达 52

四、知识库与模型库的构建 63

五、系统调试与修改 68

六、农业专家系统开发平台 68

七、农业专家系统的应用 74

参考文献 75

第四章 农业模拟模型 76

第一节 农业模拟模型的概念、特征与功能 76

一、农业模拟模型的概念和类型 76

二、农业模拟模型的特征 78

三、农业模拟模型的作用与功能 80

第二节 农业系统的等级性和水平 80

一、农业生产系统的等级性 80

二、农业生产系统的水平和过程 80

第三节 农业系统模拟的原理与技术 85

一、系统分析方法 85

二、机理性与经验性的关系 85

三、模拟研究的尺度 86

四、支持研究 86

五、析因方法与系数化 87

六、遗传参数 88

七、模型开发环境与工具 88

八、构件化程序设计 88

九、农业生长系统的表示方法 89

第四节 农业模拟模型的研制步骤 93

一、模型选择与系统定义 93

二、资料获取与算法构建 93

三、模块设计与模型实现 93

四、模型检验与改进 94

第五节 农业模拟模型基本算法构建 95

一、作物阶段发育的模拟 95

二、作物器官建成的模拟 100

三、物质生产与积累的模拟 106

四、同化物分配与产品形成的模拟 113

五、作物养分效应的模拟 118

六、作物水分效应的模拟 119

第六节 农业模拟模型的应用 121

一、农业模拟模型的应用领域 121

二、模拟模型与其他技术的耦合 122

参考文献 126

第五章 虚拟植物与虚拟农业 127

第一节 虚拟植物的概念与意义 127

一、虚拟植物的概念与特征 127

二、虚拟植物的意义 128

第二节 虚拟植物的构建方法 129

一、与植物形态结构研究相关的一些基本概念 129

二、数据的采集 132

三、植物拓扑结构的模拟 134

四、植物器官形态的模拟 144

五、可视化 145

六、结构－功能模型 147

第三节 虚拟现实与虚拟农业 149

一、虚拟现实的基本概念 149

二、虚拟农业 150

参考文献 152

第六章 农业机器视觉技术 153

第一节 机器视觉的基本原理 153

第二节 农业视觉图像的获取 155

一、图像采集 155

二、图像预处理 157

第三节 视觉图像特征的提取 165

一、特征表示 165

二、特征提取 165

三、特征优化 175

第四节 视觉信息的模式识别 178

一、模式识别方法 178

二、模式识别步骤 182

第五节 农业机器视觉技术的应用 185

一、监测与评价 185

二、检测 186

三、农业视觉机器人 187

四、农业资源调查与评估 188

参考文献 189

第七章 农业遥感技术 190

第一节 农业遥感的定义、作用、发展动态 190

一、农业遥感的定义 190

二、农业遥感的作用 193

三、农业遥感的发展动态 194

第二节 农业遥感原理 196

一、电磁波和电磁波谱 196

二、太阳辐射与大气窗口 197

三、地物波谱特征 199

四、彩色合成原理 202

五、物候学与遥感最佳时相的选择 203

六、农学机理 206

第三节 农业遥感方法 208

一、地面遥感试验研究 208

二、空间遥感数据处理方法 209

三、植被指数模型 216

第四节 农业遥感应用 218

一、农业资源遥感调查 219

二、农作物长势监测与估产 220

三、农业灾害监测与评估 224

参考文献 226

第八章 农业地理信息系统 227

第一节 地理信息系统的概念与特征 227

一、地理信息系统的概念 227

二、地理信息系统的特征 229

第二节 地理信息系统的构成与功能 230

一、地理信息系统的构成 230

二、地理信息系统的功能 234

第三节 农业地理信息系统的研制 240

一、农业地理信息系统的研制流程 240

二、地理信息系统平台 245

三、农业地理信息系统的二次开发 250

四、农业地理信息系统研制实例——青州市耕地地力分析管理系统 251

第四节 农业地理信息系统的应用 255

一、农业地理信息系统应用领域 255

二、农业地理信息系统与其他技术的结合 256

参考文献 258

第九章 农业决策支持系统 259

第一节 决策支持系统的概念、特征与功能 259

一、决策支持系统的产生与发展 259

二、决策支持系统的基本概念 260

第二节 农业决策支持系统的类型与结构 265

一、农业决策支持系统的类型 265

二、基于作物生长模型的决策支持系统 265

三、基于知识规则的作物管理决策支持系统 266

四、基于知识模型的作物管理决策支持系统 268

五、基于知识模型和生长模型的作物管理决策支持系统 270

第三节 农业决策支持系统的开发技术 273

一、农业决策支持系统开发的关键技术 273

二、农业决策支持系统的设计与开发 277

第四节 主要农业决策支持系统及其应用 282

一、基于生长模型的作物管理系统 282

二、基于知识规则的作物管理系统 282

三、基于知识模型的作物管理系统 284

四、专家系统与生长模型相结合的作物管理系统 284

五、生长模型与知识模型相结合的作物管理系统 286

参考文献 287

第十章 农业信息服务系统 288

第一节 农业资源信息服务 288

一、农业资源信息发布 288

二、气象资料生成 291

第二节 农业教育服务 293

一、智能学习 293

二、远程教学 296

第三节 农业咨询服务 300

一、专家咨询 300

二、在线服务 303

第四节 农业物流服务 305

一、物流信息发布与物流管理 305

二、电子商务 310

参考文献 315

第十一章 精确农业技术 316

第一节 精确农业的概念与特征 316

一、精确农业的概念 316

二、精确农业的特征 318

第二节 精确农业的支持技术 319

一、3S技术 319

二、决策支持技术（DSS） 323

三、可变量投入系统 324

四、智能机械装备技术 325

第三节 精确农业技术实施过程 326

一、数据采集 326

二、数据差异分析 330

三、处方生成 333

四、控制实施 333

第四节 精确农业技术的应用 334

一、精确农业技术的分类 334

二、实施精确农业需要满足的条件 336

三、精确农业技术的应用 336

参考文献 340

第十二章 农业信息学发展趋势和前景展望 341

第一节 农业信息学的总体发展趋势 341

第二节 农业信息学的技术发展方向 342

一、数据仓库技术 342

二、RS技术 343

三、GIS和GPS技术 344

四、模拟模型技术 344

五、人工智能技术 345

第三节 农业信息学的前景展望 345

一、信息农业 345

二、3S农业 346

三、数字农业 347

四、虚拟农业 348

五、精确农业 348

六、农业信息化工程 349

参考文献 350