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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