本发明涉及一种顾及时空特征的水稻施肥知识图谱构建及知识推理方法。该方法:首先,使用六元组结构进行知识建模,构建水稻施肥本体,包含水稻、种植环境、营养元素诊断、施肥方案4类核心要素。其中,通过时空关系、空间属性与时间状态共同表达水稻施肥知识的时空差异;其次,在此基础上提出一种基于知识图谱的水稻施肥策略推理方法,结合确定性因子模型通过知识推理实现营养元素诊断,并基于历史案例检索和养分平衡法形成不同阶段的施肥方案。最后,对水稻施肥相关群智感知时空数据进行知识抽取,形成水稻施肥知识图谱用于实践。本发明方法可实现顾及水稻生长过程及复杂地理环境的施肥决策表达与推理,为水稻因时因地制宜的施肥提供支持。

本发明的目的在于对水稻施肥机理和时空关系进行规范化描述，构建顾及时空特征的水稻施肥知识图谱，在此基础上，提出一种顾及时空特征的水稻施肥知识图谱构建及知识推理方法。该方法将确定性因子模型与知识图谱相结合，综合土壤环境与外观表征实现水稻营养元素诊断，并引入历史案例检索技术，综合土壤环境和水稻生长阶段推荐差异化施肥方案，实现不同时空条件下的水稻精细化施肥决策应用，为水稻因时因地制宜的施肥提供支持。

水稻作为世界三大粮食作物之一，其产量与品质对于全球粮食安全至关重要。施肥有助于平衡土壤养分，提高作物产量和品质[1]，但盲目施肥会导致产量下降、肥料利用率低下、环境污染等一系列问题[2]。为了在保证水稻产量的同时减少对环境的负面影响，必需发展精准农业，指导农户科学用肥。然而，由于水稻施肥的机理复杂、时空异质性显著，专家精细化种植指导的成本高，农户缺少专家知识指导精细化种植，无法针对不同时空条件科学用肥，因此有必要考虑时间、空间等因素，综合专家知识实现复杂时空条件下的施肥决策，为推动水稻科学用肥，实现农业可持续发展提供支持。

发明人：李代超 林亦婷 吴升 梁建琴 丁飞 金鑫垒福州大学（Fuzhou University），简称福大，位于福建省福州市，创建于1958年，是国家“双一流”建设高校，国家“211工程”建设高校，国家教育部、国家国防科技工业局与福建省人民政府共建高校，福建省三所重点建设的高水平大学之一，福建省一流大学建设高校，入选国家建设高水平大学公派研究生项目、教育部首批“卓越工程师教育培养计划”高校、新工科研究与实践项目、数据中国“百校工程”项目、国家“111计划”、“高校国际化示范学院推进计划”、国家级大学生创新创业训练计划、全国首批深化创新创业教育改革示范高校、中国政府奖学金来华留学生接收院校、全国专业学位研究生教育综合改革试点单位、国家集成电路人才培养基地、首批高等学校科技成果转化和技术转移基地、高校国家知识产权信息服务中心。

本发明梳理了水稻施肥专家知识，整合多源异构的农业时空数据，有效组织融合时间、空间纬度的复杂水稻施肥知识，降低了农业专家知识获取的成本，为针对不同时空条件下的水稻施肥决策提供支持。基于水稻施肥知识图谱的知识推理进行施肥决策，能够综合种植环境的空间特征、水稻生长的时间特征以及生长情况提供差异化方案，在提升了施肥方案推荐的精细化程度的同时，通过推理结果的可视化展示兼顾了模型方法的可解释性。

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