农业咨询(赵春江院士：农业知识智能服务技术综述)

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赵春江. 农业知识智能服务技术综述[J]. 智慧农业(中英文), 2023, 5(2): 126-148.

ZHAO Chunjiang. Agricultural Knowledge Intelligent Service Technology: A Review[J]. Smart Agriculture, 2023, 5(2): 126-148.

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农业知识智能服务技术综述

赵春江^{1，2，3，4*}

（1. 国家农业信息化工程技术研究中心，北京 100097；2. 北京市农林科学院信息技术研究中心，北京 100097；3. 农业农村部农业信息技术重点实验室，北京 100097；4. 农业农村部数字乡村技术重点实验室，北京 100097）

摘要：[目的/意义]农业环境动态多变、动植物生长影响因子众多且互作关系复杂，如何将分散无序信息理解生成生产知识或决策案例是世界性难题。农业知识智能服务技术是应对农业数据低秩化、规则关联度低和推理可解释性差等现状，提升农业生产全过程综合预测和决策分析能力的核心关键。[进展]本文综合分析了感知识别、知识耦合、推理决策等农业知识智能服务技术，构建由云计算支撑环境、大数据处理框架、知识组织管理工具、知识服务应用场景组成的农业知识智能服务平台，提出一种基于知识规则和事实案例相结合的农情解析与生产推理决策方法，构造产前规划、产中管理、收获作业、产后经营等全链条知识智能应用场景。[结论/展望]从农业多尺度农情稀疏特征发现与时空态势识别、农业跨媒体知识图谱构建与自演化更新、复杂成因农情多粒度关联与多模式协同反演预测、基于生成式人工智能的农业领域大语言模型设计、知识智能服务平台与新范式构建等方面对农业知识智能服务技术发展趋势进行总结，对实现农业生产由“看天而作”到“知天而作”转变具有技术支撑作用。

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图1 农业知识智能服务技术架构

Fig. 1 Technology architecture of agricultural knowledge intelligent service

图2 两阶段作物病害检测网络结构图

Fig. 2 Structure chart of a two-stage crop disease detection network

图3 两阶段复杂背景下作物病斑分割网络结构图

Fig. 3 Structure chart of two-stage crop disease detection network under complex background

图4 农业文本分类模型流程图

Fig. 4 Flowchart of agricultural text classification model

图5 农业多模态知识图谱构建

Fig. 5 Construction of a multimodal agriculture knowledge graph

图6 农业多模数据知识匹配流程示意图

Fig. 6 Schematic diagram of knowledge matching for agricultural multimodal data

图7 干旱洪涝监测预警应用

Fig. 7 Drought and flood monitoring and warning

图8 基于多模态知识图谱的生产决策流程

Fig. 8 Production decision process based on multimodal knowledge graph

图9 设施栽培水肥施用量决策

Fig. 9 Decision on water and fertilizer application in greenhouse

图10 知识驱动无人化作业

Fig. 10 Knowledge driven unmanned operation

图11 农业知识智能服务云平台结构图

Fig. 11 Structure chart of agricultural knowledge intelligent service cloud platform

作者简介

赵春江 院士

赵春江，研究员，中国工程院院士。现任北京农业信息技术研究中心首席科学家，《智慧农业（中英文）》主编，农产品质量安全追溯技术及应用国家工程实验室主任、农业部农业信息技术重点实验室主任。主要从事农业信息技术与精准农业技术体系研究。入选国家级百千万人才工程，全国杰出专业技术人才，全国农业科研杰出人才，北京学者，北京市高创计划，农业科研杰出人才及其创新团队科技部创新人才推进计划，科技北京百名领军人才，科技北京百名领军人才培养工程等人才项目；曾获得联合国联合国世界信息峰会奖、美国农学会滕头农业科学奖，国务院政府特殊津贴，全国创新争先奖，全国“五一”劳动奖章，全国先进工作者，全国农业科技先进工作者，全国优秀科技工作者，中国青年科技奖， “十一五”国家科技计划执行突出贡献奖，国家973计划先进个人，国家863计划突出贡献奖，中国农业信息化十大年度人物，中国软件行业十大杰出青年，中华农业英才奖，首都农业科技先进工作者，北京市有突出贡献的科学、技术、管理专家等荣誉称号。获得国家科技进步二等奖4项，省部级科技奖励26项，以第一完成人授权PCT1项、发明专利80余项，以第一和通讯作者发表论文300余篇，主编出版著作16部。

来源：《智慧农业（中英文）》2023年第2期

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