2025年大學(xué)《系統(tǒng)科學(xué)與工程》專業(yè)題庫——農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)智能化技術(shù)研究考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每題2分，共20分。請將正確選項字母填入括號內(nèi)）1.從系統(tǒng)科學(xué)角度看，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)的主要特性不包括（）。A.動態(tài)性B.隨機性C.封閉性D.開放性2.在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)中，下列哪項不屬于典型的“軟”要素？（）A.作物品種B.農(nóng)民知識技能C.農(nóng)業(yè)政策D.土壤肥力3.以下哪種技術(shù)主要解決農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中“何時、何地、施用多少”的精準(zhǔn)管理問題？（）A.農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)傳感器技術(shù)B.農(nóng)業(yè)機器人技術(shù)C.精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)變量投入技術(shù)D.農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)分析技術(shù)4.系統(tǒng)動力學(xué)（SD）方法在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)研究中的主要優(yōu)勢在于（）。A.直接進行硬件設(shè)備設(shè)計B.實現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)完全自動化C.動態(tài)模擬系統(tǒng)行為和反饋機制D.提供瞬時最優(yōu)的經(jīng)濟參數(shù)5.以下哪項技術(shù)通常作為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)物聯(lián)網(wǎng)的“神經(jīng)末梢”，負責(zé)感知環(huán)境和農(nóng)事操作？（）A.農(nóng)業(yè)無人機B.傳感器C.云計算平臺D.農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)6.農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)智能化的核心目標(biāo)之一是（）。A.完全替代人工勞動B.實現(xiàn)所有生產(chǎn)環(huán)節(jié)的無人干預(yù)C.提升系統(tǒng)整體效率、可持續(xù)性和穩(wěn)定性D.降低農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的物耗成本7.人工智能在農(nóng)業(yè)病蟲害識別中的應(yīng)用，主要依賴哪種技術(shù)？（）A.系統(tǒng)仿真技術(shù)B.預(yù)測與決策技術(shù)C.機器視覺與模式識別技術(shù)D.傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)8.將傳感器采集的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)數(shù)據(jù)傳輸?shù)竭h程服務(wù)器進行處理，常涉及（）技術(shù)。A.邊緣計算B.云計算C.系統(tǒng)動力學(xué)D.人工智能9.農(nóng)業(yè)知識圖譜構(gòu)建的主要目的是（）。A.實現(xiàn)農(nóng)田自動化耕作B.存儲海量農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)C.表示和推理農(nóng)業(yè)領(lǐng)域知識，支持智能決策D.優(yōu)化農(nóng)業(yè)供應(yīng)鏈管理10.農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)智能化面臨的挑戰(zhàn)之一是（）。A.技術(shù)成本過高B.數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化困難C.技術(shù)應(yīng)用效果立竿見影D.農(nóng)民對新技術(shù)的接受度低二、名詞解釋（每題3分，共15分）1.智慧農(nóng)業(yè)2.系統(tǒng)反饋3.大數(shù)據(jù)農(nóng)業(yè)4.農(nóng)業(yè)機器人5.系統(tǒng)建模三、簡答題（每題5分，共20分）1.簡述農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)的主要構(gòu)成要素及其相互關(guān)系。2.簡述物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)智能化中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在哪些方面。3.簡述應(yīng)用系統(tǒng)動力學(xué)方法研究農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)的基本步驟。4.簡述精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)需要解決的關(guān)鍵技術(shù)問題。四、論述題（每題10分，共30分）1.論述人工智能技術(shù)如何賦能農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)的智能化升級。2.結(jié)合實際，論述農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)智能化發(fā)展對農(nóng)業(yè)可持續(xù)性帶來的機遇與挑戰(zhàn)。3.試述在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)中應(yīng)用系統(tǒng)科學(xué)方法分析問題的必要性和優(yōu)勢。試卷答案一、選擇題1.C2.D3.C4.C5.B6.C7.C8.B9.C10.B二、名詞解釋1.智慧農(nóng)業(yè)：指利用物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能、移動互聯(lián)網(wǎng)等現(xiàn)代信息技術(shù)，與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、經(jīng)營、管理、服務(wù)等環(huán)節(jié)深度融合，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)精準(zhǔn)化、智能化、可視化和高效化，最終達到提升農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率、資源利用率、產(chǎn)品品質(zhì)和經(jīng)濟效益的現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)發(fā)展模式。2.系統(tǒng)反饋：指系統(tǒng)內(nèi)部某個要素的變化引起其他相關(guān)要素的變化，這些變化又反過來影響最初發(fā)生變化要素的過程。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)中，環(huán)境變化影響作物生長，作物生長狀況又可能反過來影響管理措施（如灌溉、施肥），形成反饋回路，調(diào)節(jié)系統(tǒng)行為。3.大數(shù)據(jù)農(nóng)業(yè)：指利用大數(shù)據(jù)采集、存儲、處理、分析和應(yīng)用技術(shù)，對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中的環(huán)境、作物、土壤、農(nóng)機、市場等海量數(shù)據(jù)進行挖掘和利用，以支持農(nóng)業(yè)生產(chǎn)決策、優(yōu)化資源配置、提高管理效率和實現(xiàn)精準(zhǔn)化、智能化農(nóng)業(yè)的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展方式。4.農(nóng)業(yè)機器人：指應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、加工、運輸?shù)拳h(huán)節(jié)的，能夠代替人工完成特定作業(yè)任務(wù)的自動化或半自動化設(shè)備。例如，用于播種、施肥、噴藥、收割、運輸、環(huán)境監(jiān)測等的機器人，是實現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)自動化和智能化的關(guān)鍵裝備。5.系統(tǒng)建模：指運用特定的符號、形式和規(guī)則，對現(xiàn)實世界中的系統(tǒng)（如農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)）的結(jié)構(gòu)、功能、行為和規(guī)律進行抽象、簡化和表示的過程。通過建立模型，可以更清晰地理解系統(tǒng)，進行仿真分析、預(yù)測、優(yōu)化和決策支持。三、簡答題1.答：農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)的主要構(gòu)成要素包括：*自然環(huán)境要素：包括氣候、土壤、地形、水源等，提供農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)條件和限制。*生物要素：包括作物、牲畜、微生物等，是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的直接產(chǎn)出物和基礎(chǔ)。*經(jīng)濟要素：包括勞動力、資本、技術(shù)、土地等生產(chǎn)資料，以及市場、價格、政策等經(jīng)濟環(huán)境，驅(qū)動和制約農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動。*技術(shù)要素：包括農(nóng)業(yè)知識、技能、工具、設(shè)備、工藝、方法等，是提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品競爭力的關(guān)鍵。*社會要素：包括農(nóng)民、農(nóng)村社區(qū)、組織管理、文化習(xí)俗等，影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的組織方式、行為模式和可持續(xù)發(fā)展。這些要素相互交織、相互作用，通過能量流、物質(zhì)流和信息流形成復(fù)雜的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，共同決定農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)的功能、行為和績效。2.答：物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)智能化中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在：*環(huán)境智能感知：通過部署各種傳感器（如溫濕度、光照、土壤水分、空氣成分等），實時、連續(xù)地監(jiān)測農(nóng)田、畜禽舍等環(huán)境參數(shù)，為精準(zhǔn)管理提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。*作物/牲畜狀態(tài)監(jiān)測：利用傳感器、攝像頭、RFID等技術(shù)，監(jiān)測作物生長指標(biāo)、病蟲害發(fā)生情況，或牲畜的健康狀況、行為活動、位置信息等。*農(nóng)事操作自動化：通過連接執(zhí)行器（如水泵、閥門、噴頭、卷簾機等），實現(xiàn)對灌溉、施肥、噴藥、通風(fēng)、遮陽等農(nóng)事活動的自動控制和遠程管理。*農(nóng)機智能監(jiān)控：利用GPS、北斗、物聯(lián)網(wǎng)模塊等，實時追蹤農(nóng)機位置、作業(yè)狀態(tài)、油耗等信息，實現(xiàn)農(nóng)機調(diào)度優(yōu)化和作業(yè)質(zhì)量監(jiān)控。*信息集成與共享：將采集到的各種數(shù)據(jù)通過無線網(wǎng)絡(luò)（如NB-IoT,LoRa,5G）傳輸?shù)皆破脚_或本地服務(wù)器，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的集成、存儲、處理和共享，為上層智能分析和決策提供支持。3.答：應(yīng)用系統(tǒng)動力學(xué)方法研究農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)的基本步驟通常包括：*界定問題與系統(tǒng)邊界：明確研究的目標(biāo)，確定所要研究的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)及其包含的主要要素、反饋回路和外部環(huán)境。*系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分析：識別系統(tǒng)的主要變量（狀態(tài)變量、速率變量、輔助變量），分析變量之間的因果關(guān)系，繪制因果關(guān)系圖，揭示系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)。*建立概念模型：基于因果關(guān)系圖，選擇合適的數(shù)學(xué)方程（通常是微分方程或差分方程組），構(gòu)建系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，描述系統(tǒng)的動態(tài)行為。*模型檢驗與修正：利用歷史數(shù)據(jù)對模型進行參數(shù)估計和驗證，檢查模型的行為是否與實際系統(tǒng)相符，根據(jù)結(jié)果對模型進行必要的修正和完善。*模型仿真與分析：在模型中設(shè)置不同的政策干預(yù)或外部環(huán)境變化，進行仿真運行，觀察系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng)，分析系統(tǒng)的穩(wěn)定性、靈敏度和關(guān)鍵反饋回路的作用。*政策模擬與決策支持：基于仿真分析結(jié)果，評估不同策略的潛在效果和風(fēng)險，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理者和政策制定者提供決策支持。4.答：精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)需要解決的關(guān)鍵技術(shù)問題主要包括：*高精度數(shù)據(jù)采集技術(shù)：如何高效、準(zhǔn)確、低成本地獲取農(nóng)田的空間變異信息（如土壤理化性質(zhì)、作物長勢、病蟲害分布等），以及作業(yè)過程信息。*數(shù)據(jù)融合與處理技術(shù)：如何有效整合來自不同傳感器、不同來源（地面、航空、衛(wèi)星）的數(shù)據(jù)，進行清洗、校正、融合和存儲管理。*空間信息建模與制圖技術(shù)：如何建立描述地物空間分布和變化的模型，生成高精度的數(shù)字地圖（如數(shù)字高程圖、土壤圖、作物長勢圖等）。*變量投入決策模型與算法：如何根據(jù)獲取的空間變異信息，制定科學(xué)的變量施肥、變量灌溉、變量植保等決策模型和算法。*智能裝備與作業(yè)技術(shù)：如何開發(fā)和應(yīng)用能夠按照變量決策指令進行精確作業(yè)的農(nóng)機裝備（如變量施肥機、精準(zhǔn)噴灑設(shè)備等）。*系統(tǒng)集成與平臺技術(shù)：如何將數(shù)據(jù)采集、處理、建模、決策、裝備控制等環(huán)節(jié)集成到一個統(tǒng)一的操作平臺，實現(xiàn)信息化管理。四、論述題1.答：人工智能技術(shù)通過多種方式賦能農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)的智能化升級：*提升感知與決策能力：AI（特別是機器學(xué)習(xí)、深度學(xué)習(xí)）能夠從海量農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)（圖像、傳感器數(shù)據(jù)、環(huán)境數(shù)據(jù)等）中自動學(xué)習(xí)和提取特征，實現(xiàn)更精準(zhǔn)的作物病蟲害識別、產(chǎn)量預(yù)測、土壤質(zhì)量評估、氣象災(zāi)害預(yù)警等，為精準(zhǔn)管理和科學(xué)決策提供依據(jù)。*實現(xiàn)自動化與無人化作業(yè)：基于AI的視覺識別、自主導(dǎo)航、路徑規(guī)劃等技術(shù)，使農(nóng)業(yè)機器人能夠自主完成播種、施肥、噴藥、除草、收割、分揀、運輸?shù)葟?fù)雜任務(wù)，減少對人力的依賴，提高作業(yè)效率和精度。*優(yōu)化生產(chǎn)管理與資源利用：AI可以構(gòu)建復(fù)雜的優(yōu)化模型，綜合考慮產(chǎn)量、成本、資源消耗、環(huán)境影響等多目標(biāo)，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供最優(yōu)的種植結(jié)構(gòu)、灌溉方案、施肥計劃、能源管理等決策支持，實現(xiàn)資源的高效利用和可持續(xù)發(fā)展。*增強系統(tǒng)適應(yīng)性與韌性：AI能夠分析歷史數(shù)據(jù)和實時信息，預(yù)測市場變化和潛在風(fēng)險，幫助生產(chǎn)者做出更明智的市場銷售和風(fēng)險管理決策，提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)的抗風(fēng)險能力和市場競爭力。*促進個性化與定制化農(nóng)業(yè)：AI技術(shù)使得根據(jù)不同田塊、不同作物的具體需求提供差異化的管理方案成為可能，推動農(nóng)業(yè)從標(biāo)準(zhǔn)化向個性化、定制化方向發(fā)展。綜上，AI技術(shù)正從感知、決策、執(zhí)行到管理等多個層面滲透到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)中，推動農(nóng)業(yè)向更智能、更高效、更可持續(xù)的方向發(fā)展。2.答：農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)智能化發(fā)展對農(nóng)業(yè)可持續(xù)性帶來的機遇與挑戰(zhàn)并存：*機遇：*資源節(jié)約與環(huán)境保護：智能化技術(shù)（如精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)）可以實現(xiàn)按需投入水、肥、藥等，減少浪費，降低農(nóng)業(yè)面源污染，保護生態(tài)環(huán)境。*提高產(chǎn)出效率與穩(wěn)定性：通過優(yōu)化管理、精準(zhǔn)作業(yè)和災(zāi)害預(yù)警，可以提高單位面積產(chǎn)量和農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量，增強農(nóng)業(yè)系統(tǒng)應(yīng)對氣候變化等外部沖擊的能力，保障糧食安全。*減少環(huán)境影響：自動化、無人化作業(yè)可以減少農(nóng)業(yè)勞動力對環(huán)境的直接干擾，同時精準(zhǔn)投入也降低了化學(xué)品使用對環(huán)境的負面影響。*促進農(nóng)業(yè)綠色轉(zhuǎn)型：智能化技術(shù)是實現(xiàn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化和綠色發(fā)展的關(guān)鍵支撐，有助于推動農(nóng)業(yè)向低碳、高效、循環(huán)的模式轉(zhuǎn)變。*挑戰(zhàn)：*技術(shù)投入與成本壓力：智能化設(shè)備和系統(tǒng)的購置、部署、維護成本較高，可能加劇農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者之間的技術(shù)鴻溝，對資源有限的農(nóng)戶構(gòu)成經(jīng)濟壓力。*數(shù)據(jù)安全與隱私保護：農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)智能化依賴于大量數(shù)據(jù)的采集和傳輸，存在數(shù)據(jù)泄露、被篡改或濫用的風(fēng)險，涉及農(nóng)民和企業(yè)的數(shù)據(jù)隱私安全問題。*數(shù)字鴻溝與技能更新：并非所有農(nóng)民都能熟練掌握和運用智能化技術(shù)，可能加劇城鄉(xiāng)之間、不同年齡農(nóng)民之間的數(shù)字鴻溝，需要大規(guī)模的培訓(xùn)和能力建設(shè)。*技術(shù)依賴與系統(tǒng)脆弱性：過度依賴智能系統(tǒng)可能導(dǎo)致傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)知識和技能的流失，同時系統(tǒng)自身的穩(wěn)定性、抗干擾能力以及網(wǎng)絡(luò)安全也面臨挑戰(zhàn)。*標(biāo)準(zhǔn)化與兼容性難題：不同廠商的智能化設(shè)備和系統(tǒng)可能存在兼容性問題，數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一也阻礙了信息的有效共享和集成應(yīng)用。*潛在的社會與倫理問題：如自動化可能導(dǎo)致農(nóng)民失業(yè)，AI決策的公平性和透明度問題等?？傮w而言，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)智能化是農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的必然趨勢，但需要積極應(yīng)對其帶來的挑戰(zhàn)，通過政策引導(dǎo)、技術(shù)攻關(guān)、人才培養(yǎng)等方式，確保智能化發(fā)展能夠真正服務(wù)于農(nóng)業(yè)的長期可持續(xù)性。3.答：在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)中應(yīng)用系統(tǒng)科學(xué)方法分析問題的必要性和優(yōu)勢體現(xiàn)在：*必要性：*復(fù)雜性：農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)本身是一個極其復(fù)雜的巨系統(tǒng)，涉及自然、經(jīng)濟、社會、技術(shù)等多個維度，要素眾多，關(guān)系交錯，行為動態(tài)，傳統(tǒng)線性、單一學(xué)科的方法難以全面、深入地刻畫和分析。*整體性要求：農(nóng)業(yè)問題的解決往往不是單一環(huán)節(jié)的改進所能奏效的，需要從系統(tǒng)整體出發(fā)，考慮各部分之間的相互作用和影響，追求整體效益最優(yōu)化。*動態(tài)性與反饋：農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)處于不斷變化的環(huán)境中，存在各種正負反饋機制，需要動態(tài)地、歷史地看待問題，預(yù)測系統(tǒng)行為趨勢。*預(yù)見性與決策支持：現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理需要基于科學(xué)預(yù)測和評估做出決策，系統(tǒng)科學(xué)方法（如系統(tǒng)動力學(xué)）能夠模擬系統(tǒng)演化，評估不同策略的長期效果和風(fēng)險。*優(yōu)勢：*強調(diào)整體與關(guān)聯(lián)：系統(tǒng)科學(xué)提供了一套完整的思維框架，強調(diào)要素之間的相互聯(lián)系和整體性，有助于全面理解農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)的內(nèi)在規(guī)律和結(jié)構(gòu)。*關(guān)注動態(tài)與演化：能夠有效處理時間因素和系統(tǒng)隨時間的演變，通過建模仿真揭示系統(tǒng)的動態(tài)行為模式和關(guān)鍵轉(zhuǎn)折點。*揭示反饋機制：擅長識別和分析系統(tǒng)中的各種反饋回路（正反饋和負反饋），理解它們?nèi)绾悟?qū)動系統(tǒng)行為，為干預(yù)和調(diào)控提供依據(jù)。*支持戰(zhàn)略性與長遠規(guī)劃：通過系統(tǒng)仿真