关于云南电脑农业专家系统考察报告

按照市政府领导的指示，我们一行三人于6月7日至6月18日对云南省农业专家系统的应用情况及组织体系、软件开发、技术培训、经济效益等方面进行了实地考察。所到之处，看到云南省在多民族边疆贫困落后地区推广电脑农业专家系统以“应用广、面积大、效益好”的特点取得了令世人瞩目的成就，在全国产生了重大影响，取得了显著经济和社会效益。已被国家科委正式批准为继北京、安徽、吉林之后的第四个国家级智能化农业信息技术应用示范工程示范区，并列入国家高科技“863”计划项目。

电脑农业专家系统及国内外发展概况

电脑农业专家系统简称电脑农业，它是总结和汇集了农业领域最新科技知识、不同层次农业专家长期积累的大量宝贵经验，以及通过试验得到的各种数据及数字模型等，最后由计算机工程师利用智能技术编制出来的指导农业生产的计算机智能软件。电脑农业专家系统通过计算机对各类数据的分析、推理，针对不同土壤和气候等条件，提供最优化的综合增产方案。其优点是高度的针对性和强大的解答能力，可以具体根据某个特定区域的地理状况和自然条件指导当地农民从事农业生产；另一个优点是以电脑为载体，可以常年驻在农村及时指导生产，成为农村“不走的农业高级专家”极大地弥补了农技人员短缺带来的弊端。

专家系统在农业中最早应用是70年代美国ILLINOIS大学的植物病理专家和计算机科学家共同开发的大豆病害诊断专家系统PLANT/ds（Michalskiet al, 1982），一个未经训练的普通人使用该系统能够识别大豆病害症状，并提出管理方案，测试表明，其诊断能力在许多方面超过了真正的专家。以后日本、英国、荷兰、澳大利亚、加拿大等国家相继开发了其它一些农业专家系统。80年代末，农业专家系统有了很大的发展，从应用领域来看主要是作物的病虫害防治、灌水控制、作物轮作混作、推荐施肥、作物和动物的生产管理以及营养管理、农场系统管理决策、温室的环境监控与调节等。到1995年美国已使用和准备投入使用的农业专家系统就有1000多个，日本有400多个，澳大利亚有39个，并且取得了可观的经济效益。

我国从80年代初也开始了农业专家系统的研究应用，虽起步晚，但势头好，“七五”和“八五”期间出了一批成果。特别是1996年以来，国家“863”计划先后支持了北京小麦生产、吉林省玉米生产、安徽省水稻生产和云南省综合性四大国家级智能化信息技术应用示范区，取得了显著的社会效益和经济效益，为电脑农业在全国的普及推广揭开了新的一页。

云南是一个多民族的边疆山区省份。世居在这块红土高原的少数民族就有25种，少数民族人口占全省总人口的三分之一。山区面积占全省土地面积的94%。由于历史和自然的原因，地区之间发展极不平衡，列入国家“八五”扶贫攻坚计划的贫困县有73个，是全国贫困县最多的省份，占全国592个贫困县的12.3%，其中70%分布在民族地区。为了使民族贫困地区的经济建设逐步转移到依靠科技进步和提高劳动者素质的轨道上来，1992年云南省一些农业单位开始引进电脑农业专家系统，收到了明显的增产效果。得到了省委主要领导的关注和重视，省委、省政府经过科学论证，决定把电脑农业专家系统列为重点推广的农业重大科技项目之一。随后在全省部分县示范推广。截止目前，云南省电脑农业专家系统已推广到35个试点县（其中31个是国家级贫困县），6种粮食、经济作物（水稻、小麦、玉米、烤烟、甘蔗、苹果）和养牛等领域，现推广面积达197.4万亩，得到了显著的经济和社会效益。主要表现：一是提高了农作物的产量和质量，增加了农民收入。电脑农业专家系统指导农民按最优方案生产，农作物普遍增收。截止99年元月份，35个示范推广示范田平均增产幅度达到7.5%－11%以上，仅增产的水稻和玉米经济效益就达7626万元。二是电脑农业专家系统促进了生产方式的重大变革，提高了农民科学种田水平，对促进传统农业向现代农业、粗放经营向集约经营转化起了重要作用。澜沧拉祜族自治县少数民族人均受教育年限仅为1.36年，边境一些地区的农民仍采用刀耕火种的落后生产方式。全县46万人口中有近30万处于温饱线下。但经过4年电脑农业的示范推广，农户普遍掌握了1－2项实用技术，告别了过去的粗放经营，粮食产量不断增加，绝大多数贫困户基本解决了温饱。三是找到了一条科技兴农的有效途径。由于云南大部是偏远山区，山大沟深，交通不便，信息不灵，先进的农业科技知识很难到农户，生产力水平很低，电脑农业专家系统的推广应用，使这一难题迎刃而解，而且大大提高了生产力水平，找到了一条使科学技术尽快转化为生产力，使传统农业迈向现代农业有效途径。

基本经验

通过考察学习他们的做法和经验，我们感到云南省在电脑农业专家系统推广和开发方面具有以下几个特点：

（一）各级领导重视

云南省委、省政府十分重视电脑农业专家系统的开发和推广，把电脑农业专家系统的推广作为重大技术推广项目来抓，作为农业增产、农民增收的大事来抓。省政府1996年9月成立了电脑农业专家系统推广领导小组。主管农业的副省长任组长，成员单位有省民委、农业厅、科委、科协、扶贫办、农科院、云南农大等单位，领导小组办公室设在省民委。办公室现有专职工作人员8人，由省民委、省科协抽调人员组成。集中办公，专门负责全省电脑农业专家系统的推广工作。全省35年推广县也相应成立了推广领导小组，由分管农业的副县长任组长。有两个以上推广县的地州也成立了推广领导小组，由分管农业的副专员、副州长任组长。省推广办从工作需要出发，聘请了中科院院士、工程院士及省内外的专家学者组成顾问专家组，对软件开发及推广工作中的技术性问题进行咨询。全省上下建立起了健全的推广领导体系，有力地保证了推广工作的顺利开展。

（二）注重技术队伍建设

云南省通过几年的实践总结出了一套富有自身特色的培训体系和思路。主要包括两个层次：一是省上重点对州（市）、县专家系统软件开发队伍的技术培训。我们在云南考察学习期间，省上正举办第九期电脑农业专家系统培训班。培训内容重点是在农业专家系统开发平台DET环境下各种作物的应用软件和农情资料数据库获取工具DAT的使用。参加培训的学员被要求，要熟悉当地农业生产，具有一定农业基础知识、同时具有一定的计算机基础知识，具有中专以上文化程度。学员培训结束经考试合格发给结业证书。取得证书方可上岗。第二个层次的培训是对专家系统应用队伍的技术培训。云南省建立了以州府所在地和县城为中心，以乡（镇）农技站为依托，以村、组、户为主要对象的上下贯通，功能齐全的科技培训网络，采用举办培训班，科普专栏，印发资料，田间地头现场培训等多种形式，培训村组干部和农户，依靠典型引路，以带动面上推广工作的开展，每年云南省用于培训的经费达30－40万元。1998年全省35个推广县培训村组干部和农户共计55.2万人次，发放电脑农业专家系统高产栽培指导卡和技术资料共28.5万份。全省上下形成了一套比较完善的推广培训网络，提高了推广人员的业务素质，增强了农民的科技意识，加快了电脑农业专家系统的推广步伐。

（三）软件开发卓有成效

云南省在软件开发工作中，确定了以工具软件先行启动，应用软件遍地开花的工作思路。委托中国科学院合肥智能研究所根据省农科院、省农业厅提供的农业专家知识，开发出了农业专家系统工具软件，包括DET专家系统开发工具、农情资料数据库获取工具、土壤养分空间查询系统和水稻、玉米、小麦、烤烟、甘蔗、苹果、养牛等专家应用系统。由于云南省特殊的地理环境，生产条件复杂、多变，立体气候非常明显（海拔27米至6000多米），“十里之内不同天”，一个作物的应用软件既辐射不了所有的推广县，也不可能适用一个县的所有乡（镇）。针对这种情况，他们组织推广人员结合本地的实际，进行农业专家系统应用软件的二次开发，并可随时根据生产条件的变化，对省里提供的水稻、玉米、小麦等共性应用软件进行修改、补充和完善。使之更有针对性，更有适应性，更能发挥专家系统的作用。

DET是一个面向农业应用领域的专家系统开发工具，是一个功能强大的开发平台。其主要特点，一是设计了编译机、DET指令代码系统、代码解释器，提高整个系统的运行效益，使得容易与其他类型的文件（如数据库、多媒体）结合。二是将我国农业生产中普遍应用的模式化栽培与人工智能中的知识表示、推理机制有机结合，建立了模型化知识表示方法和基于模式化案例推理机制。三是引用Agent的思路，设计了多种软件信息通道及并发过程。知识模型在多路消息的影响下，产生出最优的合理化栽培模式，并可记忆该优化方案，以供再利用。四是设计了多媒体输入和输出接口。其中图形菜单接口，为开发者的最终用户提供了很大的方便。五是连机帮助系统，采用超文本的媒体结构，利用对象连接，可引导用户执行跳跃的非顺序式的查询。

农情资料数据库获取工具可以获得7大类信息：推广情况、土地海拔、气候、降雨、肥料情况、农药除草剂、母/肉牛、主栽品种（水稻、小麦、玉米、烤烟、甘蔗、苹果），共有12个数据库，基本涵盖了云南省农业信息所涉及的内容。

土壤养分空间查询系统是利用世界标准桌面地图信息技术，可以和当前流行的多种主流关系型数据库进行动态连接，使得存放在数据库中的土壤专业属性数据和表格能方便地通过地理图形进行查询和显示。其主要特点，一是可以在CLIENT/SERVER环境下开发运行，实现数据共享，避免原始数据重复录入、同类统计数据不一致的问题，最大限度发挥原有和新开发系统的功效。二是操作方便，界面友好，易于移植，开放性很强，提示信息丰富。

应用专家系统已开发出水稻、小麦、玉米、烤烟、甘蔗、苹果和养牛7个多媒体专家系统，现可直接指导农民进行农业生产，除了养牛还未推广实施外，其余6个专家系统已在生产中推广应用，并取得了明显的成效。

云南省在实践中摸索出了一套由开发到应用的整体动作农业专家系统模式，即：软件开发→因子调查→电脑推算→修改补充→提供咨询→配售农资→培训示范→跟踪检测→软件升级。诸多环节相互衔接和循环提高，这一模式的特点：一是软件质量高；二是重点突出；三是保证了应用效果。使广大农户甚至还没有见过电脑就享受到了农业专家系统所带来的实惠。

（四）管理机制形式多样

云南为了切实抓好电脑农业专家系统的推广工作，把推广计划层层层落实到户到田，技术措施落实到户到人，实行目标管理责任制。大理白族自治州制定了电脑农业推广工作量化考核指标，从组织机构、物资保障、推广队伍建设、技术培训、效益指标等方面对四个推广县进行量化考核，使推广工作逐步走上科学、规范的管理轨道。文山壮族苗族自治州的西畴县政府把推广电脑农业专家系统所办的样板田列为县、乡干部政绩考核、科技人员职称考评的重要内容，各推广乡镇分别与县推广办签订责任书，并制定奖罚条款，对完成样板面积、单产指标达到要求、验收合格的，水稻完成一亩奖1元，超一亩奖4元，少一亩罚1元，奖金由县财政安排。宁蒗彝族自治县采取合同管理的办法，由县推广办代表县政府与乡镇签订推广合同，各乡镇又与行政村订立合同，把任务层层分解量化到乡镇，落实到村，具体到田块。怒江傈僳族自治州的福贡县对9000亩水稻农业专家系统示范样板田实行科技项目承包，考核面积、技术标准、品种产量等三个指标。对三个指标都达到要求的奖励，完不成一项便不能受奖。目标管理责任制的实行，充分调动了干部、农技人员的积极性，有效地推动了推广工作的顺利实施。

（五）资金保障到位

云南省为了保证推广工作的顺利进行，从1997年起，省政府每年安排推广专项经费430万元，（98年起增加到600万元），省民委每年从少数民族经费中安排资金共100万，国家高技术智能计算机系统专家组支持110万元，这些经费主要用于农业专家系统工具开发和水稻、玉米、小麦等应用软件的开发、技术引进、人才培训、硬件配置和基层推广工作的补助等。现共购置美国康柏多媒体计算机217套，配发到8个地州市推广办、35个县推广办和174个乡，为大范围推广工作打下了坚实的物质基础。

（六）各方能力协作，形成合力

实施智能化农业信息技术应用示范工程，是一项规模庞大的系统工程、涉及面广，业务性强，既需要行政部门的组织协调，更需要科研部门、农业部门和财政部门的紧密配合，形成整体合力，才能使电脑农业工程顺利实施。云南省由省政府领导牵头，强化政府行为，充分调动各级各部门的积极性，做到统一认识步调一致，形成了在省政府领导下的软件研制开发与推广应用的强有力的推广开发体系，促进了示范推广工作的全面开展，取得了明显的成效。

几点建议

这次实地考察对我们感触最深的是电脑农业专家系统不仅在北京、安徽、吉林三个经济比较发达地区农村获得成功，难能可贵的是在云南这样一个多民族的的边疆山区省份同样获得了成功，更令人振奋的是在云南省确定的35个推广县中有32个是民族自治县，有31个是国家级贫困县。也正是因为如此云南省智能化农业信息技术示范区得到了国家科委“863－306”主题评估组的高度评价。在全国具有一定的适应性。

21世纪的社会是信息化社会，21世纪的经济是知识经济，21世纪的农业将是数字化农业，电脑农业专家系统的推广应用将成为未来农业发展的一个热点。抓住机遇，在世纪之交，启动和加快电脑农业专家系统在我市的应用步伐，对实现我市农业可持续增长展，推进农业科技革命具有极其重要的意义。借鉴外地经验，结合我市实际，特提出以下建议：

（一）把电脑农业专家系统作为重大科技项目加以推广

电脑农业专家系统可利用高新技术将农业科学技术和新的研究成果迅速转化为生产力，是实施科技兴农战略，提高科技含量的现实途径，是传统农业迈向现代农业的必须选择，是市场农业条件下农技推广工作的的效手段，可以解决目前生产中急需，而基层农技人员解决不了的问题，可以从根本上解决我市农业实现可持续发展所面临的高科技成果匮乏，县、乡农技推广人员信息不灵，知识更新缓慢，技术水平受到限制的问题。因此，建议把电脑农业专家系统作为重点推广的农业重大科技项目，并命名为“金农工程”，每年由市政府划拨专项开发推广经费，“一年打基础、三年见成效、五年迈大步”，从现在起用3－5年时间使我市农业生产管理挤身国内先进行列，使我市农业生产水平跃上一个新的台阶。

（二）尽快成立宝鸡市农业信息中心，依托宝鸡市农业信息中心开展电脑农业专家系统开发应用

按照市农业信息中心的区域网络建设、大型农业数据库开发和电脑农业专家系统推广三大基本功能的构想，尽快成立宝鸡市农业信息中心是应用推广电脑农业专家系统的组织保证。也是发展宝鸡农业、宣传宝鸡农业的需要；是实施科技兴农战略，迎接新技术革命的需要；是普及实用技术，提高农民科技素质的需要；是提高农业综合效益，增强农业自我发展能力的需要；同时也是转变政府职能建立农产品市场预报系统的需要。

（三）创办宝鸡市“金农工程”高新技术示范区

我市电脑农业专家系统应用应遵循“研究开发→典型引导→辐射推广→普遍应用”的技术路线，以保证“金农工程”的健康顺利发展。典型引导是重要一环。因此，建议可先确定3县6乡（二个川道乡，二个塬区乡，二个山区乡）18村（六个经济发达村，六个欠发达村，六个贫困村）作为我市“金农工程”高新技术示范区，边示范、边推广，不断总结经验；并对农业专家系统进行反馈验证、修正改进，提高我市农业专家系统的技术水平。

（四）引进与开发并重，加快我市电脑农业专家系统推广步伐

目前国内外农业专家系统的开发应用日新月异，一批多媒体专家系统已在全国有些地区发挥着越来越重要的作用。对于工具软件可直接引进并示范推广。对于应用软件，本着高起点的原则，针对我市生产水平较高的实际，首先以经济作物（苹果、蔬菜、万元田等）和畜禽养殖（养羊、养猪）为突破口，同时，兼顾优质粮食作物开发，组织专门班子，采取派出去，请进来的办法，尽快开发出适合我市实际的农业专家系统，尽快应用于农业生产，为我市农业增产，农民增收作出应有的贡献。

（五）狠抓技术队伍建设

搞好技术队伍的培训是电脑农业专家系统推广成败的关键。因此，对每个示范县乡，挑选1－2名具有计算机基础知识，懂农业科技的大中专毕业生，委托有条件的高等院校集中培训，达到熟练掌握计算机操作技能，取得结业证书，方可上岗，努力培养一支高素质的专家系统开发队伍。同时，以县为单位，面向农户，由县上统一集中培训，培训一支专家系统的应用人才队伍，真正形成一支多层次多领域的复合人才群，扛起计算机农业应用大旗，保证我市电脑农业“金农工程”的顺利实施。

（六）建议成立电脑农业专家系统推广领导小组，强化组织协调领导

电脑农业专家系统的推广工作是一项庞大的系统工程，需要行政、农业、科技、财政等部门通力协作，在统筹规划和组织协调下，调动各方面的积极性，保证农业专家系统推广应用健康发展。市上应尽快成立“宝鸡市电脑农业专家系统推广领导小组”，成员单位由农业、科委、财政等单位组成，下设办公室，固定专人具体负责推广应用的实施、协调、服务、管理工作。聘请国家、省内外的专家学者组成顾问专家组，负责对软件开发及推广的工作中的技术性问题进行咨询。以保证推广工作顺利实施。  

市政府办：周长安  高锁扬

市农业局：张林约   

一九九九年七月一日