生物技术概述篇1

1.2004-2014年农药申请类别分布状况

6.2004-2014年植物生长调节剂专利授权量变化图

此外经保护主题分析发现：

农药活性化合物的专利权绝大多数掌握在国际农药巨头公司手中；

国内申请多以复配型农药和农药制剂等改进发明申请为主。

国内专利申请和授权数量高速增长，表明国内申请人专利保护意识大大增强。

国内专利申请的授权率低于国外申请，国内专利申请的撰写质量低于国外专利。

国内授权专利申请五年后维持率低于国外申请，平均创新高度低于国外申请。

三、对农药企业专利工作的建议

1.企业专利工作的目标

例如：宁南霉素侵权纠纷案

2008年黑龙江强尔公司维护宁南霉素发明专利权（ZL93104287.9）胜诉。

该案经由黑龙江省高院作出终审判决如下：

1四川某公司立即停止生产行为；

2四川某公司赔偿强尔公司经济损失350万元；

3四川某公司赔偿强尔公司为制止侵权所支付的合理费用15万元；

4另外一家公司立即停止销售四川某公司生产的宁南霉素专利产品。

本讼中，四川某公司需承担诉讼费共计61270元。

2.重视专利分析

了解领域研究热点，为立项决策提供导航、了解专利授权情况，规避侵权风险、阻止专利申请中不利专利获得授权、启动无效程序挑战专利获权后不利专利、寻找许可谈判对象、提前抢仿失效专利。

3.注重专利质量

提升申请质量的途径：

注重申请前检索现有技术―新颖性、创造性；注重申请前对核心技术特征的分析―充分公开、概括得当；注重申请中对权利要求的撰写―层层设置、主题多样；注重审查中对申请文本的修改―不超范围。

四、农药专利申请撰写要点介绍

2.对权利要求书的审查要求

2.1专利保护主题（法25条）

疾病的诊断和治疗方法

杀菌剂的用途：（避免涉及疾病的治疗方法）

2.2单一性（法31条）

一件发明申请应当限于一项发明。属于一个总的发明构思的两项以上的发明，可以作为一件申请提出。

过于宽泛限定的通式化合物

过于多种类的复配组合物组分

例如：一种高效杀菌组合物，其特征在于：有效活性成分为活性成分A与活性成分B，所述的活性成分A选自氟吡菌酰胺（列举多种不同类型的杀菌活性组分），活性成分B选自溴菌腈…（列举多种不同类型的杀菌活性组分）。

2.3创造性（法22条3款）

与现有技术相比，该发明具备突出的实质性特点和显著的进步。

专利保护的技术方案不仅仅要是新的，不同于现有技术，还要求在技术上有进步。判断专利是否具备创造性，从某个角度来看，就是要判断发明人是否对技术进步作出了贡献。如果没有技术贡献，或者技术贡献的程度太低，则不宜授予发明人排他性的专利权，这样才能确保专利权人与社会公众之间的利益平衡。

创造性考量中的综合原则

《专利审查指南》规定：“在评价发明是否具有创造性时，审查员不仅要考虑发明技术解决方案本身，而且要考虑发明要解决的技术问题和所产生的技术效果，将其作为一个整体来看待。”

在申请文件中，应写清发明所要解决的技术问题、采取的技术方案和取得的技术效果，必要时提供证明所述技术效果的实验证据。

组合发明的创造性评价原则

《专利审查指南》规定：组合发明是指将某些技术方案进行组合，构成一项新的技术方案，以解决现有技术客观存在的技术问题。

显而易见的组合（简单叠加）。

非显而易见的组合（彼此支持，取得了新的技术效果，或者组合后的技术效果比每个技术特征效果的总和更优越）。

清楚（法26条4款）：权利要求应当清楚地限定要求专利保护的范围，不清楚的权利要求在后续司法程序中无法获得有效保护；支持（法26条4款）：权利要求应当以说明书为依据（防止漫天要价）；必要技术特征（细则20条2款）：独立权利要求应当记载解决技术问题的必要技术特征。

五、农药专利申请答复要点介绍

已知活性成分的组合（混合）使用、组合发明的公开充分和创造性答复、农药制剂的开发或改进、农药制剂发明的创造性和支持答复、组分和助剂类别和含量的概括、支持问题的答复。

1.公开不充分的答复

审点：

对于产品发明，应表明所述化学产品能够确认、制备（来源）并具有所述的用途和/或使用效果。

对于方法发明，应表明所述方法所用原料物质、工艺步骤和工艺条件均已经公开，并能够解决发明所要解决的技术问题。

【案例1】

【权利要求】1.一种增效杀虫组合物，其特征在于含有：

多杀菌素5～10重量%；

氰氟虫腙5～10重量%；

润湿分散剂2～10重量%，为BJ-05，BJ-01A，BJ-11；

增稠剂0.1～0.5重量%，

防冻剂2～7重量%，

消泡剂0.5～8%重量，为自制消泡剂；

水补足至100%，所述杀虫组合物

为悬浮剂型。

【说明书】

本发明人发现氰氟虫腙与多杀菌素的混配制剂具有强烈的增效效应，杀虫效果明显好于原有各单剂。将二者复配制成悬浮剂型，其可与水任意比例均匀混合分散，使用方便，不易污染环境。同时通过加入自制的消泡剂，非常好的解决了悬浮剂加工过程中易起泡的问题，且与制剂的其它组分有很好的相容性。

说明书所有实施例采用的润湿分散剂均为BJ系列，采用的消泡剂均为自制消泡剂1#。

效果方面：本发明记载杀虫剂组合物经田间实验证明具有增效效果，但未给出任何实验效果数据。

【审查意见】

质疑所用消泡剂的可获得性

本申请的悬浮剂型杀虫剂组合物中使用了申请人自制的消泡剂（消泡剂1#），并指出通过加入自制的消泡剂解决了悬浮剂在加工过程中容易起泡的技术问题，并与悬浮剂的其它组分具有良好的相容性。然而本申请说明书中并未公开所述消泡剂的制备方法，因此本领域技术人员无法获得上述消泡剂，更无法用其来制备相应的悬浮剂而解决本发明的技术问题，因此本申请说明书未对发明作出清楚完整的说明，致使本领域的技术人员无法依据说明书的记载实现发明，因此不符合专利法第二十六条第三款的规定。

答复思路：

（1）首先，指出本申请所要解决的最基本的技术问题是克服氰氟虫腙与多杀菌素单剂在杀虫应用中的缺陷，扩大杀虫谱、降低应用成本并提高防效。而悬浮剂加工过程中容易起泡的问题则是在上述基本技术问题基础上进一步需要解决的技术问题。

（2）消泡剂在本发明中起到消除泡沫的作用，只要加入能够起到消泡作用的消泡剂即可解决上述基本技术问题，在此方面，本发明对所使用的消泡剂种类并没有特别的要求。

（3）为了使消泡效果更好，也可使用自制的消泡剂。但获得更好的消泡效果是本发明进一步的发明目的，但即使没有该更好效果，也并不妨碍本发明的最基本的发明目的的实现，即不影响本发明的充分公开。

2.新颖性的答复

新颖性，是指该发明申请不属于现有技术，也没有任何单位或个人就同样的发明在申请日前提出过申请，并记载在申请日以后公布的申请文件或专利文件中。

重点考虑：对比文件是否有效？审查意见中的事实认定是否正确？

【案例2】

1.一种组合物，其中包含活性化合物组合，所述组合包含：

a）通式（I）取代的噻吩-3-基磺酰基氨基（硫代）羰基三唑啉（硫）酮化合物，即化合物I-2：

其中Q1=O；Q2=O；R1=CH3；R2=CH3；R3=OCH3；R4=CH3；

和b）：磺氨黄隆、治草醚和溴苯腈中的一种或多种。

【说明书】：多种选自取代的噻吩-3-基磺酰基氨基（硫代）羰基三唑啉（硫）酮化合物的活性化合物在抗杂草活性方面表现出协同作用。

【案例2】

审查意见：

对比文件1公开了具体化合物I-2，并指出其可与已知除草剂混合使用，其中包括磺氨黄隆、治草醚和溴苯腈，以用于防治不需要的植物。可见，对比文件1已经公开了权利要求1的全部技术特征，因此权利要求1不具备新颖性。

【案例2】

答复要点：

通常不能由对比文件概述性的内容推及具体组合的新颖性。

D1中列出了众多的式I的化合物和众多的可共同使用的已知除草剂；

D1未给出任何技术启示可以选择出本申请的具体化合物；

D1更未指出本申请所述组合具有协同增效作用。

3.创造性的答复

发明的创造性：与现有技术相比，突出的实质性特点和显著的进步。

【案例3】

1、一种作物用增钾抗病活性剂，其特征在于：该组合物各组分由以下重量份数的组分组成：

乙酰基水杨酸8～18份，

氨基酸10～25份，为蛋氨酸或半胱氨酸

氨酸或苯丙氨酸

维生素15～35份。

根据说明书的描述，本申请的活性剂能够提高作物对钾的吸收能力和作物的抗病能力。实验表明所述活性剂能够使烟叶中含钾量平均提高30%左右，上等烟叶的比例提高30～35%，烟叶产量提高8～10%，同时烟草常见的高发病如黑胫病等发病率下降50%以上。

【审查意见】：

权利要求1不具备创造性。

D1公开了一种多元复合液体肥料，其包括下列组份：尿素和/或氨基酸100-300重量份，氯化钾0.5-8.0重量份，硫酸铜0.5-2.0重量份，硫酸铁0.5-2.5重量份，硫酸锌0.5-2.0重量份，硫酸镁1.0-4.0重量份，硫酸锰0.5-3.0重量份，氢氧化钙0.5-2.0重量份，钼酸铵0.3-3.0重量份，氯化钴0.5-1.5重量份，硼砂1.0-4.0重量份，维生素C0.5-5.0重量份，乙酰基水杨酸0.5-4.0重量份，适量水。

其公开了权利要求1中的组分，区别仅在于组分的含量不同。对于组分的含量本领域技术人员可以通过常规实验调节得到，这属于本领域的公知常识。因此在D1的基础上结合上述公知常识以获得权利要求1请求保护的技术方案对本领域技术人员来说是显而易见的。因此权利要求2不具有创造性。

【答复思路】：

（1）找出技术方案之间的区别：

D1提供的多元复合液体肥料包含除水杨酸或其盐、氨基酸、和维生素之外的其它组分如氯化钾、硫酸铜等。

（2）阐述现有技术中不存在技术启示：

D1中是通过添加氯化钾来补充钾元素的，其并未给出通过应用乙酰基水杨酸、氨基酸和维生素的组合来提高作物对钾的吸收能力的启示。

4.支持的答复

权利要求所要求保护的技术方案应当是本领域技术人员能够从说明书充分公开的内容中得到或概括得出的技术方案。

【农药领域不支持问题主要集中在】：

（1）对发明关键组分的概括是否合理；

（2）对增效组合物活性组分含量/比例的概括是否合理。

【常见答复方法】：

（1）修改，对权利要求进行进一步限定；

生物技术概述篇2

关键字：物联网；物联网关键技术；物联网架构

中图分类号：TN711文献标识码：A文章编号：

1物联网概述

所谓物联网就是通过射频识别(RFID)、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网连接起来，进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。

1999年，美国的Auto-ID首先提出“物联网”这一概念，当时的物联网是建立在物品编码、RFID技术和互联网的基础上，以美国麻省理工学院Auto—ID中心研究的产品电子代码EPC（ElectronicProductCode）为核心，利用射频识别、无线数据通信等技术，基于计算机互联网构造的实物互联网。

2005年11月17日，在突尼斯举行的信息社会世界峰会(WSIS)上，国际电信联盟(ITU)了《ITU互联网报告2005：物联网》,提出了“物联网”的新概念。国际电信联盟(ITU)在《TheInternetofThings》报告中对物联网概念进行扩展，提出任何时刻、任何地点、任意物体之间的互联，无所不在的网络和无所不在计算的发展愿景。

2009年8月7日，国务院总理来到中科院无锡高新微纳传感网工程技术研发中心考察并发表重要讲话后，“物联网”这一概念在中国迅速走红。各地相继成立了各种与物联网有关的组织，例如于2009年11月1日成立的中关村物联网产业联盟，]除此之外，2009年9月，无锡市与北京邮电大学就传感网技术研究和产业发展签署合作协议，2009年9月10日，全国高校首家物联网研究院在南京邮电大学正式成立。

2物联网技术

在物联网中涉及到以下几个方面的公共技术：编码技术、标识技术、解析技术、信息服务、安全技术和中间件。

2.1编码技术

所谓的编码技术其实就是给每个对象物一串唯一的数字符号，用于区分不同的对象物，例如人的身份证号码。在这里既要对每家生产厂商进行编码，还需要对每个产品进行编码。只有对他们进行了唯一的编码，才能实现对他们的唯一识别。

2.2标识技术

所谓标识技术就是指用不同的载体来承载这些编码。如果这些编码失去了载体，那么这些编码就不能被读取到，这些编码所代表的信息就不能被获取，要想在整个供应链中实现产品追踪等功能就只能是空中楼阁。我们通常所说的对物品信息的载体主要有一/二维条码、射频识别技术（RFID）等。

2.3解析技术

由于RFID标签中只存储了产品电子代码，计算机需要一些将产品电子代码匹配到相应产品信息的方法。在EPC系统中这部分功能称为“对象名称解析（ObjectNameService,ONS）”信息服务，ONS是负责将标签ID解析成其对应的网络资源地址的服务。例如，客户有一个请求，需要获得标签ID号为“123……”的一瓶药的详细信息，ONS服务器接到请求后将ID号转换成资源地址，那么资源服务器上（一般放在制药的厂家）存有这瓶药的详细信息，例如生产日期、配方、原材料供应商等。

生物技术概述篇3

[关键词]智慧旅游；CAA框架体系；核心技术；价值供给

[中图分类号]F59

[文献标识码]A

[文章编号]1002—5006(2012)05—0066—08

1

智慧旅游的起源及发展条件

1.1

智慧旅游的起源

智慧旅游来源于“智慧地球(smarterPlanet)”及其在中国实践的“智慧城市(smarterCities)”。2008年国际商用机器公司(InternationalBusinessMachine，IBM)首先提出了“智慧地球”概念，指出智慧地球的核心是以一种更智慧的方法通过利用新一代信息技术来改变政府、公司和人们相互交互的方式，以便提高交互的明确性、效率、灵活性和响应速度。

“智慧城市”是“智慧地球”从理念到实际、落地城市的举措。IBM认为，21世纪的“智慧城市”能够充分运用信息和通信技术手段感测、分析、整合城市运行核心系统的各项关键信息，从而对于包括民生、环保、公共安全、城市服务、工商业活动在内的各种需求做出智能的响应，为人类创造更美好的城市生活。该定义的实质是用先进的信息技术，实现城市智慧式管理和运行，进而为城市中的人创造更美好的生活，促进城市的和谐、可持续成长。我国专家对“智慧城市”有自己的解读。国家信息化专家咨询委员会副主任、中国工程院副院长邬贺铨认为，智慧城市就是一个网络城市，物联网是智慧城市的重要标志；两院院士、武汉大学教授李德仁形象的说法是：数字城市+物联网=智慧城市。新加坡提出2015年建成“智慧国”的计划，台北市提出建设智慧台北的发展战略，上海、深圳、南京、武汉、成都、杭州、宁波、佛山、昆山等城市相继推出了“智慧城市”的发展战略。IBM的“智慧城市”理念把城市本身看成一个生态系统，城市中的市民、交通、能源、商业、通信、水资源构成了子系统。这些子系统形成一个普遍联系、相互促进、彼此影响的整体。

在国务院《关于加快发展旅游业的意见》(国发[2009]41号)精神指引下，旅游业开始寻求以信息技术为纽带的旅游产业体系与服务管理模式重构方式，以实现旅游业建设成为现代服务业的质的跨越。受智慧城市的理念及其在我国建设与发展的启发，“智慧旅游”应运而生。从城市角度，“智慧旅游”可视作智慧城市信息网络和产业发展的一个重要子系统，实现“智慧旅游”的某些功能可借助或共享智慧城市的已有成果。因“智慧旅游”是一项侧重公共管理与服务的惠民工程，将“智慧旅游”在城市视角下纳入智慧城市有助于明确建设主体并集约资源。然而，值得注意的是，由于旅游者与城市居民的特性与需求差异，“智慧旅游”与智慧城市体系下的“旅游”是不同的两个概念；旅游并不仅发生在城市，前者要比后者具有更广泛的内涵。

1.2智慧旅游的发展条件

智慧旅游概念源于智慧地球与智慧城市，但其发展的推动力依托以下六个方面：(1)全球信息化浪潮促进了旅游产业的信息化进程；(2)旅游产业的快速发展需要借助信息化手段，尤其是旅游业被国务院定位为“国民经济的战略性支柱产业和人民群众更加满意的现代服务业”以来，旅游业与信息产业的融合发展成为引导旅游消费、提升旅游产业素质的关键环节；(3)物联网／泛在网、移动通信／移动互联网、云计算以及人工智能技术的成熟与发展具备了促成智慧旅游建设的技术支撑；(4)整个社会的信息化水平逐渐提升促进了旅游者的信息手段应用能力，使智能化的变革具有广泛的用户基础；(5)智能手机、平板电脑等智能移动终端的普及提供了智慧旅游的应用载体；(6)最为重要的是，随着旅游者增加和对旅游体验的深入需求，旅游者对信息服务的需求在逐渐增加，尤其旅游是在开放性的、不同空间之间的流动，旅游过程具有很大的不确定性和不可预见性，实时实地、随时随地获取信息是提高旅游体验质量的重要方式，也昭示了智慧旅游建设的强大市场需求。智慧化是社会继工业化、电气化、信息化之后的又一次突破。智慧旅游已经成为旅游业的一次深刻变革。

2智慧旅游的基本概念

2.1

智慧旅游概念评述

生物技术概述篇4

关键词：民族传统体育；武术新定义；形式逻辑

中图分类号：G852文献标志码：A文章编号：1006-7116（2014）01-0023-06

Ananalysisofproblemsexistinginandwaysto

correctthenewdefinitionofWushu

YANGJian-ying，GUOFu-mo

（InstituteofPhysicalEducation，ZhejiangUniversityofTechnology，Hangzhou310014，China）

Abstract：InordertoconsolidatebasictheoriesaboutWushu，firstly，intermsofformallogicandspecificcontent，theauthorsdissectedproblemsexistinginthenewdefinitionofWushuwhichwasgivenatthenationallevel，andpointedoutthefollowings：intermsofform，themostprominentproblemisthemixingupof“definition”and“concept”；intermsofspecificcontent，majorproblemsincludeinaccurateconnotationdefinition，chaoticcategoryrelationship，neglectingtraditionalWushuintheestablishmentofextensions，ignoringthedifferencesbetween“demarcation”and“division”etc.Aimingatthesaidproblems，theauthorscorrectedthenewdefinitionfromtheperspectivesofconceptconnotationandextension，accordingtorequirementsforconceptdefinitionbyapplyingformallogic.Lastly，theauthorsformedtwotypesofWushuconceptsfromsuchtwoperspectivesas“propertydefinition”and“occurrencedefinition”.

Keywords：traditionalnationalsport；newdefinitionofWushu；formallogic

目前，国家层面使用的武术定义是2009年7月国家体育总局武术研究院组织全国50余位专家在河南登封举办的“武术定义和礼仪标准化研讨会”上经充分讨论，在高度民主集中的基础上形成的。该定义表述为“武术是以中华文化为理论基础，以技击方法为基本内容，以套路、格斗、功法为主要运动形式的传统体育”。相对以前的武术概念，新定义既取得了新突破，也产生了新问题。对此，学术界早有讨论。如新华社记者王俊璞[1-2]的《武术新定义融入中华文化内涵新定义着重突出文化性》、《武术新定义诞生记》、乔熛等[3]的《武术新定义诞生武术事业新时期》、周伟良[4]的《“武术”定义的新成果》等从不同角度对武术新定义取得的新进展和重大突破进行了总结。又如张显[5]的《质疑武术新定义》、黄文龙等[6]的《中国武术新定义辨析》、周伟良[7]的《武术概念新论》、卢元镇[8]的《中国武术竞技化的迷途与困境》等则从多方面论证了新定义存在的问题。

对于新定义既不能全盘否定，也不能盲目遵从，而应该客观地对待，形成既符合武术的客观实际，也符合形式逻辑界定概念的基本要求的更为准确的表述。对于新定义取得的新突破，以上学者已经总结得很全面，对于存在的问题，虽已有学者讨论，但还有进一步探讨的空间。本研究拟从概念的形式和内容两方面展开更为深入的剖析，并给予修正，以形成更为客观、严谨的武术概念。

1武术新定义存在的问题剖析

给一个事物下定义、界定概念，必须牢牢把握两方面：其一，形式上，必须遵循形式逻辑下定义、表述概念的基本要求；其二，具体内容上，必须根据不同领域的专业理论知识尽量接近事物本质，全面、客观、准确地进行表述[9]。因此，对武术下定义、表述概念，首先要从形式上遵循形式逻辑的基本规范，其次必须由武术专业人群根据武术专业理论知识确定形式逻辑所规定的形式中的具体内容。武术新定义存在的问题正涉及形式和内容两方面。

1.1武术新定义在形式上存在的问题

武术新定义在形式上存在的最明显问题是将“定义”与“概念”混淆，其他细节问题还包括没有弄清“划分”与“分解”的区别、将“交叉关系”视为“属种关系”等等。这里重点讨论前者，对于其他细节问题将穿插在接下来的具体内容中讨论。

“定义”与“概念”是既有联系又有区别的两个名词，两者的联系在于：定义是明确概念的逻辑方法之一，它揭示了概念的内涵；区别在于：定义仅揭示事物的内涵，而概念除了要揭示事物的内涵之外，还要运用划分的逻辑方法明确事物的外延。也就是说，定义仅仅是概念中的一方面，而非全部。

2009年7月于河南登封召开的“武术定义和礼仪标准化研讨会”所形成的成果“武术是以中华文化为理论基础，以技击方法为基本内容，以套路、格斗、功法为主要运动形式的传统体育”，到底是武术的定义，还是武术的概念？——该表述中既用“属加种差”的方法揭示了武术的内涵“以中华文化为理论基础，以技击方法为基本内容”的“传统体育”，也用划分的方法明确了武术的外延“以套路、格斗、功法为主要运动形式”，这显然是武术的概念。如果仅仅是给武术下定义，表述为“武术是以中华文化为理论基础，以技击方法为基本内容的传统体育”即可，无需画蛇添足地加上“以套路、格斗、功法为主要运动形式”。冠名武术定义研讨会，却形成了武术概念，这是逻辑学方面出现的一个明显失误。改正方法有二：其一把新成果中相关武术外延的内容删掉，其二，把“武术定义研讨会”改为“武术概念研讨会”，把新成果“武术的定义”更正为“武术的概念”。

客观地讲，仅从形式上，新定义优点大于缺点，因为从大方向上该定义遵循了定义事物普遍采用的“属加种差”的逻辑方法，将武术的“属”确立为“传统体育”，将“种差”确立为“以中华文化为理论基础，以技击方法为基本内容”，只是在细节上有所疏忽，没有对定义与概念进行辨别。

1.2武术新概念在具体内容上存在的问题

1）内涵方面。

“概念的内涵，就是概念所反映事物的特有属性”，一般运用“定义”的逻辑方法揭示，常采用“属加种差”的方法。新概念将武术的内涵定义为“以中华文化为理论基础，以技击方法为基本内容的传统体育”，从武术专业知识角度来看是否合适？

首先，作为内涵之一的“中华文化”既笼统，也不全面。形式逻辑要求给一个事物下定义时“定义项中不能包括含混的概念或语词”[9]27，“中华文化”是一个十分宽泛的词语，它包括很多内容，难道都是武术的理论基础？另外，“以中华文化为理论基础”只是针对传统武术，对现代竞技武术显然不合适。以现代散打运动为例，撇开具体技术，仅从文化角度，它与西方拳击运动几乎没有区别。无论从训练过程中的强度、密度、运动量的控制、训练方法的选择、训练周期的安排，还是从训练和竞赛的具体组织实施方法、场地器材服装的选择、比赛结果的判定，现代竞技散打和西方拳击运动一样，都是建构在具有明显西方文化特色的自然科学和社会科学之上的运动项目。确切地说，现代散打运动更多的是以西方文化为理论基础，而非以中华文化为理论基础。如果将“中华文化”作为武术概念的内涵，无疑将把现代竞技武术主要分支的现代散打运动排除在外。因此，表述为“以中华文化为理论基础”不全面。

其次，作为内涵之二的“技击方法”并不是所有武术内容的内涵，不能反映中华武术的新发展。对于传统武术而言，用“技击方法”还勉强说得过去，因为各拳种的绝大多数动作都是围绕技击方法而形成的。对于现代散打运动而言，这种表述也十分贴切，因为其每一动作都是“技击方法”。但是，对现代竞技武术套路，情况就完全不同了。在竞技体育领域，现代竞技武术套路属于难美表现类运动项目，它是武术在现代化发展过程中从技击术领域质变到艺术领域的一个新分支，其具体动作仅仅具有象征性技击含义，早已失去了技击价值。用戴国斌[10]的话说，套路和散打是“两种不同的运动形态，形成了两个不同的编码和解码系统”。可以肯定地说，用这种套路动作与技击对抗，每战必败。因此，竞技武术套路中的动作根本就不是技击方法。如果把“技击方法”作为武术概念的内涵，现代竞技武术套路无疑将被排除在外。另外，被武术管理中心确定为第130个拳种的木兰拳，其中基本没有多少技击方法，难道也将其排除在外？显然，以“技击方法”作为武术概念的内涵，等于否定了武术现代化发展的主要成果——现代竞技武术套路及其他新内容，不能全面地反映武术全貌。

最后，作为新定义之属概念的“传统体育”与武术不是属种关系，而是交叉关系。“传统体育”是否属于“武术”？也就是说，是否所有的武术内容都包含在“传统体育”之中？仅仅对现代竞技武术而言，还勉强说得过去。因为可以称现代竞技武术为现代体育，因为它融入了太多的现代元素，是传统武术现代化发展的产物；同时也可以称其为传统体育，尽管它融入了很多现代元素，但仍蕴含着一些中国文化的传统。称其为现代体育，是相对传统武术而言，称其为传统体育，是相对外来体育项目而言。因此，称现代竞技武术为传统体育，虽然不是很恰当，但尚不会出现太大的问题。但是，对传统武术而言，问题就大了，因为传统武术根本就不属于体育，更不用说属于传统体育了。以传统武术中徒手技法为例，其中不乏二龙戏珠、海底撩阴、双峰贯耳、脑后摘盔等致命的技击招法，这些是现代体育规则所能容忍的吗？以武术中的器械为例，只是到了近几十年才改为目前这种样子，之前刀剑都是有重量并且开刃的武器。1958年时任国家体委运动司司长李梦华为贯彻国家层面发展武术“淡化技击”指导思想，而在一次简短的报告中说：“即便是练习枪刀剑棍，也不应该理解为战斗武器，而应理解为运动器械。”[11]他之所以这样强调，正说明当时人们仍把武术器械理解为战斗武器。追寻童年习武之初的记忆，有位曾参加对日寇白刃战的老武术家向我们讲解刀应该如何用力才能够快速刺入人体，刺入之后应该如何用力才能够既迅速拔出又让对方立刻毙命的技巧。这种技巧显然是武术中的刀术技法，但是，如果将其归为体育，恐怕既有悖常理，也难以被人们接受。程大力[12]将“真正的武术”界定为“杀人术”、“杀人艺术”或“艺术杀人”，可能正是基于这种考虑。客观地讲，无论武术徒手技法还是器械技法，长期以来都是自卫应敌的技术，只是在发展过程中产生了体育化发展的趋向，有些发展成为具有一定安全保障的竞技运动，有些发展成为人们健身的手段而已。

在体育界，卢元镇、张洪潭等名家都极力反对把武术归属于体育。卢元镇[8]指出“中国武术是一个多元化的文化丛体，它以多个触角与哲学、军事、教育、医学、养生、竞技、娱乐、休闲、民俗等相关联，具有跨领域、跨学科、跨人群的性质，它不仅仅属于体育，体育部门对它的定义只能算是其中一家之言。”有学者引用张洪潭[5]的观点指出“武术与体育在本质上是两个不同的事物”。在武术界，邱丕相[13]早在20世纪90年代就曾提出质疑：“难道由于武术归体育部门来管，它只带有体育属性吗？诚然不能！从广义上说，武术的定义并不是体育能够涵盖的。”在其新近再版的专著《武术初阶》中又强调“武术在古代并不是作为体育形态出现的，武术作为一种社会形态，首先是一种中国传统的技击术，从严格意义上武术广泛的功能和社会价值，体育尚不能涵盖它的全部。”[14]李印东[15]在其博士论文专著《武术释义》中也以图示的方法说明“武术和体育的逻辑关系不是属种关系，而是交叉关系”。如果以体育涵盖整个武术，显然有悖常理，既不符合武术界的认识，也不符合体育界的认识。另外，随着武术的发展，目前很多内容跨入舞台艺术领域，成为“演艺武术”，这些恐怕“传统体育”也难以涵盖。应该说，中国的传统体育包括拔河、跳绳、秋千、风筝、毽球、导引养生术等很多方面的内容，而武术的主体原本是如何克敌制胜的技击术，只是有一部分内容具有了体育化发展的趋向，成为健身术和竞技运动，并逐渐成为当今武术的主流而已，武术与“传统体育”是上述逻辑学中所列举的第4类——交叉关系，而非下属关系。“传统体育”不能涵盖整个武术，所以将其作为武术的上属概念，显然是犯了逻辑学方面的错误。

2）外延方面。

划分是“把一类事物分成许多小类，或把一个属分成几个种”，而分解则是“把一个具体事物分成许多部分”[9]60。例如，我们对“树”进行分类时，可以分为针叶树、阔叶树，而绝不能分为树根、树干、树枝、树叶等组成部分，前者是划分，后者是分解。分解后的部分不一定具有整体的属性，而划分之后的小类都具有原事物的属性[16]。新概念中将武术按照“主要运动形式”划分为“套路、格斗、功法”3大类，是否合适？

对现代竞技武术而言，无疑套路、格斗、功法是将武术划分之后的3类内容。因为在现代竞技武术领域首先得到开展的是竞技武术套路（20世纪50年代后期），然后是竞技武术散打（1979年试点，1989年成为正式竞赛项目），最后是竞技武术功法（2004年始第1届武术功力比赛），这3块内容相互独立，所以可以将现代竞技武术划分为套路、格斗、功法3类。然而，对于广泛流传于民间的传统武术，情况就完全不同了。温力[17]曾将武术传统的训练体系提炼为从基本功、套路，到拆手、喂手、对抗性练习、实战的训练过程。程大力[18]将拳种流派下面的内容概括为“有各自不同风格和内容的基本功、功法、内功、若干拳术套路、若干器械套路、拳术和器械的拆单练习、拳术和器械的对抗练习等等。”周伟良[19]从很多拳种中总结归纳出“以拳法为诸艺之源，以套路为入门之法，最终以‘既得艺，必试敌’即由招至化这样一个‘不离日用’的基本习武程序。”在绝大多数传统武术拳种的技术训练体系中，基本功、套路（单练、对练）、拆招、喂手、散手、实战等，构成了一个有机技术体系，套路、格斗、功法仅仅是这个技术体系中的3个环节，而非3类。如果对流传于民间的传统武术进行分类，可以按拳种分为少林拳、太极拳、形意拳、八卦掌……等不同拳种，也可以按地域分为黄河流域、长江流域、珠江流域等不同地域的武术，还可以把每个拳种横向切开，划分为徒手和持械两类，但是绝对不能划分为基本功、套路、拆招、实战等。因为前3种划分之后的每一小类都具有武术的本质属性，可以单独成类，而后者只是列举了每个拳种的技术环节，每个环节不一定具有武术的本质属性（如武术中的踢腿、劈叉、下腰、翻腰、站桩、举石锁等一些功法练习只是武术技击的辅手段，根本不具有技击含义），这显然是分解。

形式逻辑明确概念外延的方法是划分，而非分解，将武术概念的外延表述为“套路、格斗、功法”仅适合官方开展的现代竞技武术，不适合在民间广泛流传的传统武术。如果上述武术新概念仅仅是针对现代竞技武术没有问题，如果也涵盖传统武术，那将犯混淆“划分”与“分解”的逻辑错误。

2按照形式逻辑表述概念的要求对武术新概念的修正

2.1对内涵的修正

由于揭示概念内涵逻辑方法是定义，而定义一般采用“属+种差”的方法，所以，首先应该确立武术的属概念，在此基础上再界定相应的种差。

既然传统体育与武术是交叉关系，不是属种关系，不能涵盖所有的武术内容，那么就应该选取更大能够涵盖武术整体的属概念。经反复推敲，“人体运动文化”是一个合适的选择。由于半个多世纪以来，国家层面一直把武术定位于体育领域的技术层面，由此导致了本来作为一个“多元化的文化丛体”[8]的武术失去了很多文化特色。进入21世纪以来，随着国家层面把文化置于前所未有的高度，武术界很多学者也开始从文化角度重新认识武术，武术的文化景观得以重现。邱丕相[14]13在《武术初阶》的序言中总结道：“我们不能仅仅将武术作为一项技术来认识，也不应把它只看作强身健体的手段，更不能只从防身自卫去考虑。应该说，这些认识都没错，但是不全面，站得不够高，看得不够远”；“中国武术是以身体动作诠释中国文化的生动载体，是宝贵的文化资源与教育资源。”站在文化的高度从人文学科的视角重新认识武术，是研究武术和发展武术的制高点，由此而言，可以将武术归属于“人体运动文化”。人体运动文化既包括舞蹈、杂技，也包括体育、技击术，是一个涵盖面更广的属概念。目前的武术既有一部分仍属于技击术范畴，也有一部分发展成了体育运动，还有一部分跨入了艺术领域，只有“人体运动文化”才能涵盖这么庞大复杂的文化现象。因此，将武术的属概念确立为“人体运动文化”是一个恰当的选择。

鉴于新概念中“以中华文化为基础”既笼统含混，也不能涵盖基本丧失中国文化特色的现代武术散打等内容，所以建议将其直接拿掉。但是，拿掉之后，又将出现涵盖面过宽的逻辑问题，势必把国外武技也包括进来。因此，还必须加以限定。其实，解决这个问题很简单，只需在其属概念加上“由中华民族创造的”修饰语即可。因为尽管现代散打丧失了众多中国文化特色，但是无可否认的是，它是由中华民族创造的。而且“由中华民族创造的”语义明了，清晰易懂。因此武术的属概念可以限定为“由中华民族创造的人体运动文化”。

属概念确定之后，就要确定种差，即武术不同于“由中华民族创造的人体运动文化”这个“属”中其他种类的事物的属性。对种差的确立，既可以从武术的性质角度出发，也可以从武术形成发展的角度出发，下面分别论证。

武术新概念之内涵“技击方法”存在的最大问题是忽视了武术的新发展，把竞技武术套路等内容排除在外。为了把这些内容涵盖进来，可以将“以技击方法为基本内容”修正为“以具有技击含义的动作为主要内容”。首先，对于竞技武术套路中的动作而言，虽然失去了技击价值，不再是技击方法，但是，这些动作毕竟由技击动作演化而来，大部分还保留着象征性的技击含义，所以可以称其为“具有技击含义的动作”。又由于竞技武术套路中还有少数动作根本没有技击含义，所以直接称“以具有技击含义的动作为内容”过于绝对，加上“主要”二字，称“以具有技击含义的动作为主要内容”更为恰当。其次，如此修正，也涵盖了现代竞技武术散打和传统武术。因为现代散打技术体系中的每个动作都是实实在在的技击方法，都已经是技击方法了难道还没有技击含义？无可否认，这些技击方法肯定是“具有技击含义的动作”，传统武术亦然。因此，以“具有技击含义的动作”作为武术概念内涵的种差，基本能够涵盖所有的武术内容，是一个更为合适的选择。

有学者可能质疑：概念应该反映事物的本质属性，而技击是武术的本质属性，将概念内涵的种差修改为“具有技击含义的动作”是否会扩大武术的本质？形式逻辑教材在讲解事物的属性时说：事物有很多属性，其中有些是特有属性，有些是偶有属性，特有属性又包括本质属性和固有属性[9]15-16。而界定概念只须揭示事物的特有属性即可，不一定必须揭示事物的本质属性。因为界定一个事物，从不同角度出发可以选取不同的属，由此也分别对应着不同的种差。例如，从中国传统文化的角度认识武术时，武术与书法、绘画、舞蹈、戏曲、杂技以及其他民族传统体育的种差就是“武术主要由具有技击含义的动作组成”。而如果从世界技击术的范围来认识武术，武术与世界其他国家武技的种差就是“由中华民族创造的，具有技术多元、内外兼修、形神兼备、诗意审美等的中华文化特色”。从不同角度出发，事物的特有属性是多元的，而本质属性则是相对固定单一的。鉴于形式逻辑界定概念的要求，此处没有必要一定揭示武术最本质的属性，只须揭示与相应的属概念相对应特有属性即可，而“以具有技击含义的动作为主要内容”正是武术相对由中华民族创造的其他人体运动文化的种差。

综上所述，武术的新定义可以表述为：“以具有技击含义的动作为主要内容，由中华民族创造的人体运动文化”。

以上定义是“以概念所反映的对象的性质作为种差的定义”，属于“性质定义”[20]。形式逻辑告诉我们，“一类事物的种差，可以是这类事物现有的属性，也可以是这类事物发生或形成过程中的情况”，“用事物发生或形成过程中的情况作为种差的定义”[9]46称为发生定义。对于武术而言，也可以根据现有武术内容的历史形成过程进行定义。现有的武术内容，无论是保持着原有技击本质的隶属于技击术范畴的武术，还是经健身化、竞技化发展之后跨入体育领域的武术，或是进军艺术领域的演艺类武术，都是在技击的基础上，围绕技击而逐渐形成、发展起来的。技击是各类各色的武术内容的本源和核心。长期以来，针对竞技武术套路对武术技击特点的淡化，武术界很多学者曾展开激烈争论，但是，强化技击特点也好，淡化技击特点也罢，都没有离开技击，都说明竞技武术套路与技击的内在联系，是在技击动作的基础上发展起来的。武术现有的各类各色的内容都是围绕技击而发展起来的。因此，也可以从“形成过程”的角度，将“围绕技击而发展起来”的作为种差，将武术“发生定义”表述为“由中华民族创造的围绕技击而发展起来的人体运动文化”。

2.2对外延的修正

前面已经论证了将武术概念的外延表述为“套路、格斗、功法”，混淆了“划分”与“分解”，仅考虑官方开展的竞技武术，没有兼顾广泛流传于民间的传统武术。而“武术不仅仅属于体育，更不仅仅属于竞技体育，尤其不属于行政垄断体制管制下的、以‘金牌至上’为理念的竞技体育”[8]，所以，应该突破竞技体育的思维限定，改变单纯从竞技武术出发考虑问题的单一思维模式，着眼于武术的整体全局，界定包含所有武术内容的新概念，这样才既符合武术发展的实际，也符合武术主管部门新近提出的“大武术观”。

把武术分成几个小类，可以根据不同标准进行多种划分。例如：根据文化学方面赖以构建的理论基础，可粗略地划分为传统武术、竞技武术；根据活动人群，可大体分为学校武术、大众武术、专业武术；根据技术风格，可划分为太极拳、形意拳、八卦掌、少林拳等不同拳种；根据形成的地域，可分为黄河流域、长江流域、珠江流域的武术等等。但是，这些都不是完全遵循形式逻辑的严格意义上的“划分”。形式逻辑对划分事物有严格的要求，既不能子项兼容，也必须穷尽母项，还应按照同一标准。以上显然难以满足这么苛刻的划分条件。

翻阅各种武术资料，发现老一辈武术家蔡龙云[21]1在表述武术概念时曾采用“徒手或器械”的分类方法，邱丕相[14]13在《武术初阶》中介绍武术“原本”时将其称为“徒手或手持武器用于搏杀格斗的方法与技艺”，也采用了“徒手或手持武器”的划分方法。从逻辑学角度，将武术划分为“徒手”、“持械”，应该没有逻辑问题。

首先，这种分法是“划分”而非“分解”。无论是徒手技击、徒手演练，还是持械技击、持械演练，都具有武术的特有属性——技击，其主要组成动作都具有技击含义。以形意拳的徒手练习为例，其中包括三体式（站桩）、五行拳（单势）、十二形（组合）、杂式捶（单练套路）、安身炮（对练套路）、形意散手等组成部分，基本上包括了武术技击的全息影像。即使竞技武术领域的长拳套路，其动作虽失去了技击价值但也大多基本保持着象征性的技击含义。武术器械中，以温力[22]著《六合大枪》为例，其中介绍的枪术既包括拦枪、拿枪、劈枪、挑枪、拨枪、闯扎枪、穿指挑枪等单势对扎技法，也包括六路单练套路，还包括四路对扎套路，这些技法都可以拆开实战，可以说，这套枪法同徒手拳种一样，也基本包括了武术的全息影像。其他很多武术器械也都如此。即使现代竞技武术中的花枪套路，其大部分动作也保留着象征性的技击含义。因此，把武术分为徒手和持械，绝非将其肢解之后的组成部分，而是将其划分之后的两大类内容。

其次，这种划分不存在子项兼容、未穷尽母项、未按同一划分标准等逻辑问题。将武术划分为徒手技术和持械技术，属于划分中最特别的“二分法”，两者之间既没有相互交叉的内容，也是按照一个而非两个标准进行的划分，同时也涵盖了武术的所有内容，穷尽了武术这个母项，因此，从形式逻辑划分事物的角度，不存在任何问题。

按照运动形式将武术划分为徒手和持械，以此作为武术概念的外延，可以解决将武术划分为套路、格斗、功法带来的逻辑混乱问题，应该是一个比较科学的选择。

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生物技术概述篇5

目前,对农作物单产预测的主要方法可归纳为以下4种:农业生物学模型[2]、统计预报模型[34]、作物生长动力模型[56]及经济计量模型[78]。农业生物学模型通过建立作物生长状况与作物产量之间的关系进行农作物产量预测。该类农学方法需要有一定样本数量的抽样调查,适用于较小区域范围内的直接调查式估产。统计预报模型则是通过建立统计因子和作物产量之间的关系实现预测,统计因子可以是气象因素(如作物生长期的积温、降水及日照等),基于气象因子进行预测的方法也称为农业气象模型;除此之外,有的研究把农业生产要素(如有效灌溉面积、机耕面积、农机总动力、化肥施用量等)考虑进来,使得预测结果更为合理。作物生长动力模型根据物理学和生物学规律,以动力学方法模拟作物的能量和物质转化过程,建立作物生长的动力学模型。经济计量模型是应用农业经济学原理,以社会政策、农业投入、农业技术等各种经济计量因子为主要预测因子的产量预测方法。该方法认为社会政策、经济和农业生产技术因素不仅决定作物产量的长期趋势,而且是造成年际间作物产量波动的重要因素,特别是农业政策、价格等对中国农作物产量有重大影响[56]。以上这些预测模型的共同点在于寻找作物产量与各种影响因子(气象因子、经济计量因子、生物学因子等)之间的关系,而对这些关系的获取和描述技术主要有统计学方法,如时间序列分析、马尔柯夫链、逐步回归、混沌理论、遗传算法等[812],除此之外还有系统模拟[5,13]、遥感技术[1418]等,而遥感技术成为目前单产预测领域的研究热点。

农作物单产预测方法逐渐向多学科、多技术综合方向发展,但本文认为现存的单产预测方法技术还需考虑以下问题。首先,现有的模型技术侧重于相对确定的、精确的农作物产量值预测。然而,农作物产量预测系统是复杂的,具有很强的不确定性,一般很难用一个确定的、合适的数学公式进行描述并预测。因此,精确预测值往往有一定的误差,使得预测的可信度大打折扣。而且产量的等级水平预测不会因为数值的微小波动影响等级预测结果,因此具有相对的稳定性,有利于把握作物总体生长情况,对于宏观政策制订、日常生产管理具有较强的指导性。其次,对农作物单产量进行预测的目的在于,为有关人员或部门提供一定程度的预警和决策分析等,以降低各种已知自然风险和生产风险所带来的损失。而上述大部分模型、技术侧重于预测,而对问题的分析、解释和诊断能力有所欠缺,对于即将发生的后果和已经发生的后果,无法得到引起事件的主要因素,因此只能被动地接受,而无法通过采取改进或规避措施来降低损失。另外,现有的预测技术必须事先知道预测年份预测因子的完备信息,不能根据农业生产决策人员提供的、仅有的不完全信息进行预测。事实上,获取完全信息是需要代价的,甚至在特定情况下不可能获得完备信息。因此实现不完备信息下的作物产量预测是现实的客观需要。影响农作物单产的各因素对单产作用关系是无从跟踪的,属于某种程度上的“黑箱子”关系,带有极大的不确定性和非线性。Credal网络把图模型和概率推理技术有效地结合起来,能很好地表示变量的随机不确定性和相关性,并能进行不确定性推理。目前,该技术已成功应用于农牧环境[19]、泥石流预测[20]、安全评价[21]和科技竞争力评价[22]等领域,将Credal网络应用于农作物单产系统的预测分析中,可以清晰地表示该系统中固有的不确定性,能够客观地反映该系统的全貌。

本文把Credal网络这种不确定性推理方法引入到农作物单产预测系统,利用其把各种影响因子与作物单产事件联系起来,通过对相关领域专家的知识获取及其表达,建立起农作物单产预测和评估的不确定系统模型,并通过模型的概率推理达到人类专家级的决策效果。通过模型的建立,把先验知识融入预测模型并进行推理,可以用来预测未来年份作物单产事件的概率状况;同时,在已观察到某些因素变量取值的情况下,把证据事件加入模型并进行推理,得出影响农作物单产变动的重要因素,从而为生产提供决策分析,并根据推理结果有目的地改善影响单产高低的重要因素。Credal网络方法的引入可以有效解决现行作物单产预测方法中存在的不足,实现单产等级预测、不完备性预测及问题诊断。因此,构建基于Credal网络的农作物单产预测和诊断模型,对于有关农作物生产的专家系统和决策支持系统的建立,提高农业生产决策的水平具有重大的理论意义和现实意义。

1Credal网络相关理论

Credal网络[23]是在2000年由Cozman正式提出的,它是一个有向无环图,其上的每个节点联系着一个变量Xi,以及一个条件Credal集合K(Xi|Pa(Xi)),式中,Pa(Xi)表示Xi的父节点集,[注意对应于Pa(Xi)的每一个值有一个条件Credal集]。一个根节点联系着一个单一的边缘Credal集。Credal网络是在贝叶斯网络模型基础上发展起来。但与贝叶斯网络模型不同的是,在Credal网络中各节点的概率分布不再是精确值,而是用概率区间、不等式等不同的概率测度表达专家的不确定性[22,24]。这样,在一定程度上放宽了贝叶斯网络的建模要求,更贴近应用实际。原因是:(1)专家可能没有足够的信息、时间和信心给出精确的概率估计;(2)多个专家共同指定一个概率时,可能无法就某个精确概率达成共识。因此精确的点概率无法处理这些问题。Credal网络中用概率测度的闭环凸集称为Credal集合[22]来表达不完整和不确定信息情况下的信念和决策。用概率密度P(X)定义的Credal集合记做K(X)。Credal网络中的“推理”是在给定证据变量状态的情况下,计算在一定扩展下的查询变量可能的概率区间。设Xq是查询变量,XE是证据变量的集合,那么“推理”就是要计算Xq上一个或者某几个值的条件概率p(Xq|Xe))的紧边界[25]。已证明在网络强扩展上推理时,p(Xq|Xe)分布的概率区间均属于该扩展的各凸集顶点构成的集合[26]。因此,Credal网络推理是求解顶点组合约束下后验概率的最优化问题,与贝叶斯网络推理不同。而Credal集顶点的组合爆炸问题是Credal网络推理要解决的瓶颈问题。建立在贝叶斯网络推理基础之上的Credal网络推理,分为精确推理和近似推理。精确推理包括:枚举方法、2U算法、Signomial规划方法和分支定界法等[27],并且所处理的网络也限于中小型网络。因此,从理论上讲,本身表示不确定性的网络结构也没有必要花费较高的代价实现确定的概率表示形式。基于智能算法(如蒙特卡洛方法、模拟退火法、粒子群算法、蚁群算法或者遗传算法)的近似推理算法陆续被提出,从一定程度上解决了Credal网络推理中的组合爆炸问题。

2基于Credal网络的农作物单产预测模型

2.1建立农作物单产预测的结构模型

结构模型是对农作物单产预测系统组成元素及其相互关系的直观描述。本研究把影响农作物单产的因素如日光、水分等称之为影响因子。一般来说,影响农作物单产的众多影响因子可以从某一角度进行分类,形成若干类要素,如天气、土壤、灾害等可归结为自然要素,而灌溉、施肥、除草等因素可归结人为要素等。把影响因子、类要素及其相互关系以图的形式表示出来就形成了农作物单产预测的整理结构模型(图1)。该结构中包含若干个类要素C1、C2、…,这些要素可以是独立的,也可以是相关的,从而充分再现系统原貌。影响因子Xnl直接与类要素连接,表明类要素与影响因子之间的关系,每个类要素可以与多个影响因子连接,而每个影响因子又可以与多个类要素相连,这样分属于不同类要素的影响因子之间不再是独立的,可以还原系统的本来面目。若某一类所辖因子过多,可进一步细分小类。不同农作物,甚至同一农作物的不同生长期影响因子有可能不同,需要由相关领域的专家来识别及确定。

2.2建立农作物单产预测Credal网络的参数模型

参数模型反映了网络中各节点状态事件发生的概率。首先需要对网络节点事件进行刻画。为简化系统事件的处理,对各节点的状态进行分级处理,即对其取值进行离散化处理,在数据丰富的情况下这一过程可以通过数据训练利用有效的离散化方法实现。在数据无积累或不充分的情况下往往需要通过专家根据预测目标指定或凭经验来确定。针对农作物单产状况,可以划分为高产、中高产、中产、中低产、低产等多种状态,再比如土壤类型节点可采取好、中、差3种状态来表示,因此每一个影响因子及类要素的各状态都有具体的划分描述。本研究采用专家指定的方法对节点状态进行区分。由于Credal网络模型囊括了系统中事件的诸多不确定性,农作物产量不再是一个具体的数值,而是一个概率事件,概率值的大小反映了专家对产量状态的信念。节点概率参数的确定是Credal网络建模的难点,专家对参数的取值有时很难达成一致。于是,邀请相关领域的专家为每个节点Xi指定在其父节点可能的取值配置下的条件Credal集,允许采用概率区间、概率分布集合、不等式等诸多形式表达其不确定性。当然如果概率分布指定为不等式或区间,则需要进行Credal集顶点的转换。对于局部Credal集的获取,边缘节点的局部Credal集可根据相关数据并借助IDM方法进行学习获得,其他节点的条件Credal集可根据专家进行指定。

2.3农作物单产预测与诊断

由于把农作物单产作为一个概率事件,而且对其取值进行了离散化,因此对其进行预测就是确定其在给定条件(证据)下,各种状态发生的概率。如在已知气候条件下农作物低产的概率有多大。该预测模型返回的不是一个状态标记,而是每个状态出现的概率。这里是把后验概率最高的状态,作为该变量的状态预测,因为这个状态最可能产生这个数据。当然也可以在给出影响因子数据的前提下,推理其所处各种类要素等级的概率,判断影响因子对类要素的影响。另一方面,若已知产量的某一状态,可以根据网络的拓扑结构进行反向推理,从而可以解释该状态发生的主要原因,形成相应的诊断结果,从而为决策提供指导。

3算例分析及模型验证

本研究着重讨论方法的应用,为缩小推理规模,对上述整理模型进行了简化(图2),选用了气象因子进行模型应用,其中部分节点命名参考文献[1]。节点状态依据预测目标而设定,其中,网络中农作物单产节点是3状态的,分别为低产、中产和高产,用1、2和3表示,其余节点为两状态的,分别为差、好或不适合作物生长、适合作物生长,分别用1、2来代表,其中C1、C2、X21、X22、X23节点参数为区间概率,其余节点参数均为精确概率。概率分布表由相关专家指定得到,表1中列出了D节点的概率分布表。现假设X12=2、X22=2为证据变量,D、C1、C2为查询变量。由变量的区间参数,可计算出其对应的Credal集顶点,如表2所示。从推理结果可知,在给定证据X12=1、X22=2下,可得到D=1、C1=2、C2=1的结论,即作物单产可预测为低产水平,而C1处于适合作物生长状态,C2处于不适合作物生长状态。在施肥状况不好的情况下,人为因素类要素处于不利于作物生长状态,而土壤状况良好的前提下,自然因素类要素处于利于作物生长状态。参照专家给定的先验概率可知,在上述人为类要素和自然类要素的该种组合状态下,单产的状态为低产的概率高于其他状态发生的概率,可见,该预测结果是合理的。结果表明,若改变某一影响因子的值,会引起整个网络概率的传播。也就是说,若改变某一影响因子值,可能会引起各影响因子及类要素的状态概率变化,最终影响农作物产量的状态概率,因此可以利用该网络进行预测。在已知作物单产状态和部分影响因子数据的情况下,可据此判断作物产量处于该状态的症结所在。假设单产处于低产状态D=1,并已知X11=2、X21=2,利用相同推理方法可得到表4的诊断结果。由表4可知,在已知无灾害、灌溉良好的不完备信息下,农作物单产低的症结在于X22(土壤)和X23(气候)处于不适合作物生长状态,因此应采取适当措施改良土壤状况或因地适宜,并针对相应的气候状况把握农作物耕作时机,达到因时适宜,从而可以提高农作物的产量。