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數字農業定義范文1
0引言
數字農業應用涉及大量的氣象、環境、水文、地質、土壤等領域的時空數據。這些時空數據分散在異構系統中，有著不同的數據格式和規范，采用不同的概念和術語，基于不同的數學模型和分析推理方法。這些多領域時空信息對農業生產、決策均起著重要作用。但是以前由于缺乏高效、合理的技術手段，即使付出很高的代價，也很難將這些時空信息完整無損地共享和融合集成到數字農業應用中，在很大程度上制約了數字農業的應用發展。同時GIS等商業軟件平臺成本較高也不利于大規模應用推廣。
為此，本文基于自主版權GIS、專家系統等系統軟件，應用時空推理、本體論、語義Web、關系數據挖掘和專家系統等技術，建立一個數字農業時空信息智能管理平臺，對多源、異構的數字農業時空數據和推理分析方法進行集中統一的規范化管理，便于在實際應用中進行融合、集成和共享?；谠撈脚_快速建立起了數字化測土施肥系統、大豆種植標準化管理系統、無公害水果蔬菜栽培指導系統等一批智能應用系統。這些應用系統精確控制農田每一地塊種子、化肥和農藥的施用量，在提高作物產量的同時，能夠實現精確控制農業生產過程，有效降低成本，充分保證農業資源科學地綜合開發利用，減少和防止對環境和生態的污染破壞，保持農業生態環境的良性循環，是實現“綠色農業”的重要途徑。
1主要關鍵技術研究現狀
1．1數字農業
數字農業是在“數字地球”的基礎上提出并發展的，是21世紀新型的農業模式和挑戰性的國家目標，包括精準農業、虛擬農業等內容，其核心是精準農業。以3S技術應用為核心的數字農業空間信息管理平臺開發研究是數字農業研究的突破口[1,2]。美國于20世紀80年代初提出數字農業的概念，它是針對農業生產穩定性差、技術措施差異程度大等情況，運用衛星全球定位系統控制位置，用計算機精確定量，把農業技術措施的差異從地塊水平精確到平方厘米水平，從而極大地提高種子、化肥、農藥等農業資源的利用率，提高農產量，減少環境污染。法國農業部植?？偩纸⒘巳珖秶鷥鹊牟∠x測報計算機網絡系統。日本農林水產省建立了水稻、大豆、大麥等多種作物品種、品系的數據庫系統。新西蘭農牧研究院利用信息技術向農場主提供土地肥力測定、動物接種免疫、草場建設、飼料質量分析等各種信息服務。同時，我國緊跟國際研究的前沿，開展了系統工程、數據庫與信息管理系統、遙感、專家系統、決策支持系統、地理信息系統等技術在農業、資源、環境和災害方面的應用研究。
1．2時空推理
近年來，時空推理（Spatio－temporalReasoning）已成為十分活躍的研究方向，在軍事、航天、能源、交通、農業、環境等領域有著廣泛的應用。近十年來我國國家基礎地理信息中心、清華大學、信息大學、中國科學院、武漢測繪科技大學、武漢大學、吉林大學等單位在時態GIS、時空數據模型、時空拓撲、時空數據庫等時空推理相關領域開展了大量研究工作。
1．3時空數據標準與共享
不同領域和應用環境對時空數據的理解存在很大差異，這造成了異構時空系統集成的困難，因此時空數據共享、互操作和標準化的研究具有重要意義。這方面研究最初從空間數據入手，近期開始向時間數據和時空結合數據發展。時空數據的共享有以下方式：
（1）空間數據交換
空間數據交換的基本思想是各系統使用自身的數據格式，通過標準格式進行數據交換。目前空間數據交換標準有：SDTS、DIGEST、RINEX等國際標準；以色列的IEF、英國的MOEPSTD、加拿大的SAIF、我國的CNSDTF等國家標準；AutoDesk的DXF、ESRI的E00、MapInfo的MIF等廠商標準。盡管各GIS軟件廠商提供了公開的交換文件格式來進行空間數據的轉換，但由于底層數據模型的不同，最終導致不同的GIS的空間數據不能無損的共享。雖然空間數據交換仍然在使用，但效果并不理想?？臻g數據互操作標準是當前國際公認的，比空間數據交換標準更有前途的數據標準。
（2）基于GML的空間數據互操作
開放式地理信息系統協會(OpenGISConsortium，OGC)提出了簡單要素實現規范和地理標記語言(GeographyMarkupLanguage，GML)。OGC相繼推出了一整套GIS互操作的抽象規范，包括地理幾何要素、要素集、OGIS要素、要素之間的關系、空間參考系統、定位幾何結構、存儲函數和插值、覆蓋類型及地球影像等17個抽象規范，2003年1月推出GML3.10版[3]。近年來，國內外眾多學者基于GML在空間數據共享等方面開展了大量研究。2001年Rancourt等人[4]將GML與先前所定義的空間標準進行比較，認為GML能有效地滿足空間數據交換標準。2002年，ZhangJianting等人[5]提出了一種基于GML的Internet地理信息搜索引擎。2003年，ZhangChuanrong等人[6]在網絡環境下以GML作為異構空間數據庫交換共享空間數據的格式，成功實現數據的互操作。2003年，崔希民等人[7]提出了GIS數據集成和互操作的系統架構，在數據層次上實現GIS數據的集成和互操作。2003年，張霞等人[8]提出一種基于GML構造WebGIS的框架結構,給出實現框架技術。其中采用GML作為空間數據集成格式。2004年，朱前飛等人[9]提出了一種新的基于GML的數據共享解決方案。2005年，陳傳彬等人[10]提出了基于GML的多源異構空間數據集成框架。GML數據類型較完整，支持廠家較多，相關研究豐富，是目前最有前景的時空數據標準。本文選擇GML作為農業時空數據標準。
1．4時空本體
1．4．1本體、語義Web和OWL
本體方法目前已經成為計算機科學中的一種重要方法，在語義Web、搜索引擎、知識處理平臺、異構系統集成、電子商務、自然語言理解、知識工程等領域有著重要應用。尤其是目前隨著對語義Web研究的深入，本體論方法受到了越來越多的關注，人們普遍認為它是建立語義Web的核心技術。OWL是當前最有發展前景的本體表示語言。2002年7月29日,W3C組織公布了本體描述語言(WebOntologyLanguage,OWL)的工作草案1.0版。目前工作草案的最新更新為2004年2月10日的版本[11]。
1．4．2時空本體
基于本體方法對時空建模的相關研究工作如下：
1998年，Roberto考慮了作為地理表示基礎的某些本體問題，給出了關于一般空間表示理論的某些建議[12]。2000年ZhouQ.和FikesR.定義了一種考慮時間點和時段的時間本體[13]。2000年，Córcoles基于XML定義了一個類似SQL的時空查詢語言，該語言包含八種空間算子和三種時態算子用于表達時空關系[14]。2003年，Grenon基于一階謂詞邏輯定義了時空本體，使用斯坦福大學的Protégé環境實現[15]。2003年，Bittner等人[16]提出了用于描述復雜時空過程和其中的持續實體的形式化本體。以上工作中Grenon的時空本體研究相對完整，相關研究成果已經在網上共享，本文在此基礎上開展研究，建立農業時空本體。
2主要研究內容
（1）農業時空數據規范
現階段我國還沒有公認的農業時空數據標準出臺。本文基于時空推理技術，研究通用性更強的時空數據表示模型，能表示氣象、土壤、環境、水文、地質等各領域的農業時空數據。GML是目前公認的時空數據標準，利用上述模型擴充GML，兼容中國農業科學院的“農業資源空間信息元數據的分類及編碼體系草案”等國內現有的地方性標準，構建針對數字農業中時空數據的DA－GML標準，作為數字農業基礎時空數據的規范。現有的土壤、環境等基礎空間數據庫均支持到GML格式的轉換。
（2）農業基礎時空數據庫
基于筆者自主開發的GIS平臺建立農業基礎時空數據庫，該平臺具有運行穩定、資源占用少、結構靈活、功能可裁減、成本較低、便于移植等特點。采用了時空推理技術，支持對空間和時空信息的表示和推理。通過DA－GML能夠直接從現有系統中獲取領域農業基礎時空數據，主要包括土壤數據庫、環境數據庫、氣象資料數據庫、農業生產條件數據庫、林業信息數據庫、影像數據庫等。
（3）農業時空分析方法庫與農業時空知識庫
時空推理是研究時間、空間及時空結合信息本質的技術，通過時空推理技術將現有面向農業領域的時空分析技術進行整合和規范化表示，形成農業時空分析方法庫。對領域農業時空知識進行歸納、整理，同時通過數據挖掘方法從基礎數據中提煉知識，建立農業時空知識庫。
（4）農業時空本體庫
在(2)、(3)中存儲的數據、方法和知識需要一個有效的機制進行組織和管理。就目前技術而言，本體是表達一個領域內完整的體系（概念層次、概念之間的關聯等）的最有效工具，所以本文選擇建立農業時空本體庫。具體包括本體獲取、本體管理、本體服務與展示三個模塊。使用Protégé做本體開發環境編輯。Protégé是斯坦福大學開發的基于Java的本體編輯與知識獲取工具，帶有OWL插件的Protégé可以支持OWL格式的本體編輯與輸出。
以上三個庫通過WebService方式提供基于Internet的服務，可以在線對庫中信息進行維護和檢索，并能無縫集成到應用系統中。
（5）系統體系結構
系統工作原理如圖1所示。首先，外部系統的時空數據轉換成GML格式（現在絕大多數系統支持該數據標準），進入農業基礎時空數據庫。通過本體獲取與編輯模塊將時空數據和時空知識整理，形成本體庫。外部系統的請求通過WebSer－vices發給仲裁者，仲裁者區分各類情況調用三個庫調用服務、提取數據和執行操作，結果返回給用戶。
（6）基于平臺開發農業生產智能應用系統
基于數字農業時空信息管理平臺建立數字化測土施肥系統、作物種植標準化管理系統、無公害水果蔬菜栽培指導系統等一批農業生產智能應用系統，解決實際問題。
3相關系統對比分析
3．1數字農業空間信息管理平臺
平臺基于信息和知識支持的現代農業管理的集成技術，對農田信息進行動態采集、分析、處理和輸出，從而根據農田區域差異、農事安排進行模擬分析、決策支持管理和指揮控制，并對農業生產過程的區域差異進行精確定位、動態控制等定量操作[17]。
3．2全國農業資源空間信息管理系統
全國農業資源空間信息管理系統(NASIS)實現對全國農業資源空間信息的查詢分發，具有系統管理、動態數據字典、數據檢索、查詢、數據分發、制圖、報表統計、數據分發等功能。該系統已經用于全國農作物遙感監測、農業資源調查、農業科研和農業政策信息支持服務等方面[18]。
3．3中國西部農業空間信息服務系統
計算機技術、互聯網技術的迅速發展為建立基于Web的中國西部農業空間信息服務系統提供技術支撐。本文從西部農業空間信息服務系統的數據庫構建開始，全面地介紹了系統的運行模式和數據庫訪問技術，詳細論述了系統的總體結構、平臺環境和開發實現等。
（1）基于平臺提供的開發框架，能方便、高效地建立大量的數字農業智能應用系統，基層農業科技人員也能快速開發出技術含量高的應用系統，各應用系統能互通、共享，便于升級維護。
（2）由于大量的底層服務、數據、知識和方法由平臺集中統一提供，簡化了開發數字農業應用軟件的工作，節約了成本。
4結束語
數字農業時空信息管理平臺從系統目標、適用范圍、采用技術、系統接口等方面不同于任何現有的基礎農業空間數據管理平臺，是一個概念全新的系統，定位于基礎農業空間數據管理平臺的上層，更便于開發數字農業應用。其中的本體庫等機制為將來建立農業時空數據網格奠定了良好的基礎。
參考文獻：
［1］于淑惠.數字農業及其實現技術[J].農業圖書情報學刊,2004,15(7):5－8.
[2]唐世浩,朱啟疆,閆廣建，等.關于數字農業的基本構想[J].農業現代化研究,2002,23(3):183－187.
[3]Geographymarkuplanguage(GML)[EB/OL].(2003)./techno/specs/002029PGML.html.
[4]RANCOURTM.GML:spatialdataexchangefortheinternetage[D].NewBrunswick:DepartmentofGeodesyandGeomaticsEngineering,UniversityofNewBrunswick,2001.
[5]ZHANGJianting,GRUENWALDL.AGML2basedopenarchitectureforbuildingageographicalinformationsearchengineovertheinternet[DB/OL].(2002).cs.ou.edu/database/documents/zg01.pdf.
數字農業定義范文2
關鍵詞ARC/INFODEM（數字地面模型）土地坡度面積統計
1、引言
根據國家退耕還林有關政策，積極治理現有坡耕地，對25度以上的坡耕地實行有計劃地退耕還林還草，不但有利于中西部的環境保護，而且對調整農業結構、提高農民收入有積極意義。因此能否為各地、市、縣準確提供轄區內各種坡度的土地分布以及土地坡向情況，是能否客觀制定該區域農業規劃和退耕還林還草計劃的關鍵；然而傳統的手工圈繪和主觀的''''估計''''水份太多，實地丈量不但勞民傷財而且精度低下。
我區廣大的測繪工作者多年來為廣西的國民經濟建設做了大量前期性、基礎性的工作，他們測制的1：25萬、1：5萬、1：1萬的基本地形圖為解決這一難題提供了物資基礎；特別是近年來GIS（地理信息系統）技術的發展，使得這些可貴的資料在數字化處理之后日見增值，為準確、快速、低成本地獲取地表的各種統計數據提供可靠的依據。
廣西基礎地理信息中心在為區黨委、區政府制作的《廣西綜合區情地理信息系統（9202工程）》之西部大開發專題中，使用美國ESRI公司生產的GIS軟件――ARC/INFO軟件為東蘭、樂業縣制作了數字地面模型，進行三維地形表面分析和坡度量算統計，取得了準確客觀的成果。
2、工作流程
在ARC/INFO中，管理、組織、存儲數據最基本的單位是圖層（coverage），一個圖層相當于一個專題圖，包含了地物的空間位置信息和屬性信息。利用ARC/INFO進行土地坡度坡向高程的分布統計的工作流程如下：
1、利用國土資源調查結果，提取耕地信息，在ARC/INFO中生成耕地圖層，給不同耕地分類賦予不同的屬性；
2、獲取該地區的DEM數據（DEM即數字高程模型，就是在一個地區范圍內，用規則格網點的平面坐標（x,y）及其高程（z）描述地貌形態的數據集）；
3、分別生成坡度分布圖層、坡向分布圖層和高程帶分布圖層；
4、將耕地圖層與坡度圖層、坡向圖層、高程帶圖層分別疊加分析，得到耕地的坡度、坡向、高程屬性；
5、進行面積統計，疊加河流、行政區劃、道路、居民點等基礎地理信息生成專題圖。
3、坡度、坡向和高層帶分布圖生成
坡度、坡向、高程帶圖層利用ARC/INFO的TIN模塊，由DEM（數字高程模型）數據生成。
3.1DEM數據獲取：
目前常用的獲取DEM數據的方法有兩種：
用航天、航空遙感影像立體像對提取DEM；
用現有地形圖掃描數字化等高線，獲取高程數據生成DEM。
用航天、航空遙感圖像立體像對生成DEM，最大的優點是數據更新快，但購買影像費用高；用高程數據生成DEM，精度高于立體像對生成的DEM，但更新慢，周期長，僅對高程變化不大的地區適用。目前區測繪局具有的南寧市1：1000DEM數據由航空遙感影像立體像對生成；全區1：25萬、1：5萬DEM和部分地區的1：1萬DEM數據則由高程數據生成。
用ARC/INFO生成DEM的方法是：數字化地形圖，獲取高程數據，包括高程點、等高線、軟斷線（如邊界線等）、硬斷線（如河流、山脊、陡崖線等），生成TIN（不規則空間三角網，一種描述地形表面的方法），再由TIN內插成DEM。ARC/INFO軟件生成的TIN對點、軟斷線、硬斷線有不同的插值處理方法。根據筆者對ARC/INFO和國產軟件GEOTIN的對比試驗，ARC/INFO軟件生成的TIN在更大程度上擬合實際的地型，不足之處是加特征點的過程較為繁雜，生產時間較長。
3.2坡度圖、坡向圖、高層帶圖生成：
在ARC/INFO中，坡度、坡向是這樣計算的：DEM上每個格網點的坡度由相鄰8個格網點計算而成（圖1）。高程的最大變化率即為該部分表面的坡度。坡向為用于計算坡度的那條線的方向。
運用TIN模塊的分析功能可計算坡度、坡向和高程帶，使用命令的關鍵是建立好坡度、坡向、高程帶的分級定義查找表（LOOKUP-TABLE）。以坡度查找表為例，根據坡度分類的要求定義如下：
DEGREE-SLOPESLOPE-CODE2162153254905對應的坡度分類：(0°~2°)（2°~6°）（6°~15°）（15°~25°）（25°以上）
c="/Newspic/200881/1127448440.jpg"width=566border=0>
坡度查找表字段要嚴格定義如下：
4、圖層疊加：
GIS強大的分析任務之一是將獨立的特征類型合為一個新的特種類，代表了兩個輸入要素類的合并后的情況。圖層疊加，是將土地利用圖與坡度圖、坡向圖、高層分帶圖依次疊加，可研究它們之間的共同區域。運用OVERLAYEVENTS命令可進行疊加分析。
5、面積統計：
圖層疊加后，根據各種分類條件提取耕地，可得到耕地按坡度、坡向、高程帶的分布圖，利用ARC/INFO的面積計算功能進行面積統計。
精度情況：據清華大學人居環境研究中心黨安容等人研究，經國家測繪局驗收的1：25萬的數字地圖（高程精度為25米），在用于分縣土地坡度分級計算時，最小誤差是0.9%，最大誤差為4.9%[1]，適合省級農業部門制定宏觀規劃。如果利用即將完成的全區1：5萬DEM和已經完成的1：1萬DEM（西江流域），將得到更高的精度，適合縣一級及縣以下農業部門制定本縣、本鄉的部門農業規劃。
值得注意的是，在坡度較大的地區，平面面積與三維地形表面積相差較大，筆者利用1：25萬高程數據生成的DEM計算東蘭縣平面面積為2438平方公里（國土部門公布的數據：2434平方公里[2]），曲面面積為3437平方公里，平面面積與曲面面積相差較大。東蘭地處大石山區，山嶺綿延，河谷深切，地形起伏較大，利用ARC/INFO的表面積計算功能統計面積應該更為合理。
6、輸出專題圖：
對生成的各種分布圖按照需要疊加河流、行政區劃、道路、居民點等基礎地理信息生成專題圖輸出。筆者在《廣西綜合區情地理信息系統（9202工程）》之子系統建設中，利用WebGIS將退耕還林試點縣東蘭縣、樂業縣的坡度圖制成網絡電子地圖（圖3），可供局域網上瀏覽和查詢。
【參考文獻】
1、黨安容毛其智王曉棟.《遙感與地理信息系統在人居環境可持續發展研究中的應用》.ARC/INFO暨ERDAS中國用戶大會論文集（2000）
數字農業定義范文3
為了充分發揮農業科技信息資源數字化平臺的服務效果，對可用資源的梳理和內容的建設是平臺建設的關鍵。這些資源主要包括：（1）館藏文獻資源數字化加工。館藏資源數字化是信息資源建設的重要組成部分[11]，為盤活自治區農牧科學院等各級農業科技機構所擁有的各類館藏文獻資源，實現館藏資源共知、共享，將研究制定元數據標準規范、數字化加工流程、管理模式和共建共享機制，基于信息資源數字化開發與應用管理平臺，以分布式協同的方式開展圖書、期刊、會議錄等各類館藏文獻的目次、文摘和全文的數字化掃描、識別、校對和入庫保存。（2）特色專題數據庫建設。數字信息資源建設的第二階段是自建特色數字資源[12]。開發特色文獻數據庫也是地方信息資源數字化平臺賴以生存的發展道路。的特色農業資源豐富，有自身發展的特點和優勢，對特色文獻數據庫具有廣泛的開發空間和利用價值。依據自治區優勢產業、重點學科或其他特定專題，如青稞、牦牛等農牧業重點研究領域，從文獻資源庫中進行知識抽取、重組，同時對相關的網絡信息進行篩選、采集、智能處理、加工，形成青稞、牦牛特色專題數據庫，并構建特色專題信息門戶，面向決策部門或社會公眾提供專題信息服務。（3）專家庫構建。依據農科院下設的畜牧獸醫、植物保護及農業科技等多個專業協會的結構及人才信息資源，完善專家組織管理，建設專家庫。為人才信息交流、跨專業、行業科技信息共享提供便利服務。（4）多媒體資源建設。依托農科院多年來財政專項“農村現代遠程教育與信息服務建設”項目[13]，累積開發及翻譯的農村實用技術與生活知識視頻課件資源，建設多媒體資源數據庫。現已經收集多媒體資源近千余部，為農村遠程教育任務及服務于基層農牧民提供信息資源支撐。（5）外部資源集成。在中國農業科學院農業信息研究所的支持下，實現了國家農業科學數據中心元數據、中國農業科技文摘數據庫以及農搜信息分類導航與搜索的集成。
2平臺設計與開發
2.1平臺功能設計
為支撐平臺門戶提供農業科技期刊、科技人才、青稞專題庫、牦牛專題庫、農業圖片庫、多媒體資源庫、農業科技文獻、農業科學數據、農業網絡資源等數據資源服務，平臺功能包括數字化加工和內容管理與網絡兩大子系統。平臺功能結構如圖2所示。（1）數字化加工管理子系統數字化加工管理子系統的服務功能包括6項，分別是：流水線管理、數字化加工、數據庫管理、查詢統計、數據交互、系統管理，其主要的功能如下。①任務管理：對文獻數字化加工過程進行流程化管理。根據加工需要可任意建立并管理多條加工流水線，可對加工任務進行分配管理與動態人員配置。②數字化加工：包括全文文獻加工和元數據加工功能。提供掃描識別、校對、輔助著錄、和自動歸檔等多道工序，將紙質文獻加工成數字化的PDF文檔；可直接從全文文獻中識別提取元數據，也支持人工錄入對應的元數據。提供各種電子文檔的入庫管理，可將全文文獻與元數據建立有效連接。③數據庫管理：支持數據庫的動態管理與維護，可添加、修改和刪除數據庫，可修改數據庫表結構等；可對流水線、元數據等與數據庫的對應關系進行配置；支持數據庫的備份與恢復；支持與數據倉庫系統的數據收割。④查詢統計：可從多個角度對流水線、加工任務完成情況、加工元數據和全文等進行便捷的查詢；提供對加工人員工作量、元數據加工量、全文文獻種類等各方面的以圖表等形式進行統計分析；可動態設定查詢、統計的維度和限定條件，可將查詢統計結果導出。⑤數據交互：支持數據以標準的格式進行導入和導出，導出格式和內容可以動態設置；提供數據外部訪問標準接口，滿足第三方系統訪問相關數據資源。⑥系統管理：可對系統中的用戶、用戶組、操作權限進行管理。（2）內容管理與網絡子系統內容管理與網絡子系統用于內容的管理和網絡的管理，主要功能如下。①內容管理：系統提供對所有的數據庫資源進行統一的管理和分配，按資源信息類型的不同可以建立多級的資源級別分類，主要包括維護資源分類、數據庫路徑、選擇模塊等功能，提供添加、修改、刪除和調整資源的顯示順序等管理操作。②檢索瀏覽：為用戶提供統一的瀏覽檢索平臺，用戶可瀏覽、檢索各種資源的元數據和全文信息，提供在線查看全文功能。③模板管理：可提供多套內容模板，針對不同的信息類型如新聞、圖書、期刊、圖片、視頻等提供不同風格的界面。也可靈活自定義模板，操作流程簡單、方便。④數字版權保護：可對訪問網絡系統的用戶進行管理和權限分配，能為全文提供數字簽名（水?。?、電子印章等版權保護功能。⑤網絡管理：支持站點管理、欄目管理；針對站點、欄目和文檔分別提供多種方式；支持跨媒體；實現對內容的可控。
2.2系統開發實現與應用部署
在平臺技術實現上，框架設計采用MVC[14](Model-View-Controller)框架結構，基于.Net技術架構。采用C/S方式實現數據的分布式加工，B/S模式實現數據瀏覽、檢索等前臺服務。在功能上實現了圖書、期刊、專家、科技新聞、圖片、課件和其他專題數據的錄入、管理以及服務，實現了國家農業科學數據中心數據檢索功能、中國農業科技文摘數據庫的檢索、農搜信息分類導航與搜索等外部資源與服務的嵌入，并進行了功能的個性化改造和界面調整。對平臺進行應用部署后，利用其數據管理功能開展了農牧科學院相關圖書、期刊和特色資源的數據整理工作，以支撐數據服務應用。具體包括：（1）完成2369本圖書的數字化整理，包括圖書封面的掃描、上傳，元數據的規范化處理、入庫；（2）完成對農牧科學院的《農業科技》、《畜牧獸醫》兩本院刊從2001年到2012年的數字化工作，實現數據檢索以及全文下載功能；（3）從中國農業科學院國家農業圖書館文摘數據中抽取相關文獻，配合農牧科學院數據，進行數據導入、合并、索引、，建成牦牛、青稞、經濟、農業和農業政策等特色專題欄目。圖3給出了平臺首頁運行截圖，圖4為后臺數據維護界面，圖5為前臺數據瀏覽界面。
3結束語
數字農業定義范文4
關鍵字：數字化；機械設計技術；農耕機械
在企業的競爭風潮中，往往決定了企業命脈的就是其產品的功能、性能、質量以及價格等方面，同時在針對客戶對新機械的運用上，也有著一定的售后問題，需要解決?；谶@些原則，企業在進行發展的過程中，就有很多的考慮因素需要進行研究。而在當下的信息爆炸時代，這些因素都可以通過信息技術進行一系列的改善。而其中最為突出的就是在機械農耕設計上的改革性探索。
1 數字化機械設計技術的定義
我們可以簡單的來理解一下數字化機械設計技術，在應用機械輔助設計軟件CAD的前提下，完成一系列的機械設計創新，就是現代化的機械設計技術。對于開發人員，需要對機械設計的體系有一定的認知，同時也需要進行對CAD的熟練掌握，這些都是現代化數字機械設計技術的最基本前提。而這僅僅是在設計上的基礎，如果僅僅局限于CAD的設計方面，那么對于現代的數字化創意平臺而言，僅僅是冰山一角而已。
數字化機械設計的定義，其實還是通過現代化的數字技術，進行機械磨具的設計加工，拋去了在進行磨具加工中，人力物力的大量消耗，從而解放了勞動力，強化了機械生產的效率。
2 數字化機械設計技術的特點
我們針對傳統的機械設計而言，數字化設計技術，在通過已有的數字設計軟件下，進行相應的周期管理，從而將設計信息進行匯總，然后得出相應的安全信息，然后根據設計的理論數據，進行模擬演練，從而減少了我們傳統設計中的不必要模型建立，從而降低了對資源的消耗。
因為數字化機械設計中，可以通過理想數據，進行建模分析，針對不同的環境因素，以及設計好的模型，是否能夠正常運行，來進行虛擬的運行。這樣就減少了我們過去的不必要步奏，從而縮短了設計的時間和試驗次數。而在針對其制造成本、功能預測等方面，都可以進行一定的節約材料，從而真正的做到了綠色設計的根本理念。
而我們在進行數字建模的過程中，也可以通過微調管理，進行相應的優化，從而在針對不同機型上，可以進行相應的調整，對于不同環境下，所需要的機械進行相應的改善。其最具代表的就是在我們農耕中所涉及到的機械設備的運用中。
針對東北、華北、華南等地區不同的田地結構，我們可以用不同的農耕機械進行日常農作。與此同時，在針對同一地區，不同地段，有時候也需要不同的兩種農耕機械進行相應的收割和播種。這在進行相應的研發中，就對其有了一定的影響和要求。而針對這些問題，我們就可以通過進行實驗室虛擬模擬進行對不同范圍和不同環境，進行相應的模擬，最后得出是否合理，這樣就保證了我們設計的機械在符合要求上能夠達到我們所需要的標準。
3 現下數字設計技術的研究趨向
我們根據現下的設計軟件，以及對機械產品的邏輯思維，進行相應的程序設計開發。而在國內外所有的開發設計理論中，都有大量的論述，其中最具影響力的就是Pahl與Beitz一同指出的針對設計任務、設計概念、設計技術以及設計作業的四階段。同時我國周慧君教授對機械設計進行的四個階段劃分：規劃、方案設計、具體設計以及設備改進。
而這里我們通過簡單的敘述來進行一些結構性的分析。根據上段所說的，國外針對的是概念性的設計，而我國所針對的構型上的設計。具體點的說，國外追求的更多的是構造方面的設計，而我過更注重的是使用過程中所要面臨的問題等所做出的設計。而這兩者雖然在本質上有一點不同，但是在開發上，都是依據我們在基于計算機輔助軟件的情況下進行的相應設計以及改造。
自上世紀八十年代后期開始出現的CACD技術，這一研究領域就炙手可熱。從而將很多過去的弊端都統一的進行的修正，在可持續發展上而言，也迎來了新的變革，同時也加速了我們在機械設計技術上的進步。
4 數字化設計理論對農業機械發展的促進
農耕機械屬于機械制造業一個旁支，其門類較廣，市場需求也大，這就導致其潛力巨大。據不完全統計，我國目前的農耕機械以后三千多種，其分類達到了95種之多，但是即便這些驕人的數據，也不能彌補我們和國外之間的差距。由于我國起步晚，很多數字設計軟件都是用的國外技術，這就導致在核心系統上，比不上國外的先進技術。但是即便這樣，我國的產品也已經走出國門，受到了世界上一些國家，廣泛關注。而在針對農副產品加工方面，也有著不俗的表現。
現在我們的主要任務就是：在產品的設計上進行創新、在開發技術上逐步走上自理、在技術應用上完成自我的發展。而在應對這一系列的發展任務上，也應該注意我們的自我發展，應該擺脫對國外的軟件上的依賴，從而發展自己的技術領先世界。
5 結語
機械生產對于我們人類的現代生活活動生產而言，已經無法被代替了。從工業革命起始之日起，這一表現就已很明顯了。而對于機械設計方面，再過去僅僅處于最尖端科技，而現在通過數字化的發展，已經能夠通過此類軟件進行相應的批量生產和修整。
參考文獻：
[1]蘭毓蕃.21世紀混凝土機械設計技術的發展[J].建筑機械化，2000，21（06）：64-65.
[2]閻楚良，楊方飛，張書明等.數字化設計技術及其在農業機械設計中的應用[J].農業機械學報，2004，35（06）：211-214.
[3]鄭國磊，朱心雄，許德等.飛機裝配型架中骨架的數字化設計原理及實現[J].航空學報，2005，26（02）：229-233.
數字農業定義范文5
關鍵詞：線性代數模型生活應用
中圖分類號：G71 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2016）06（a）-0000-00
線性代數與實際生活聯系緊密并具有廣泛的應用性，生活中一些難以解答的問題，如果能將之抽象成數學問題，且運用線性代數構造模型，這些問題將會得到較為簡單的解決方案。本文通過生活中的一些實例闡述了線性代數模型的應用，下面就幾個生活中的問題進行具體討論。
一、線性代數與通入產出模型
投入產出分析是20世紀30年代由俄羅斯籍美國經濟學家列昂惕夫（ 1906～1999）首先提出的，是經濟分析的一種方法。為了進行生產，每個產業部門必須要有投入，這些投入包括原料、半成品和從其他部門購置的設備等，還需要支付工商稅收、支付工資等。但在生產的過程中，既有物資方面（如原材料、設備、運輸、能源）又有人力等方面的消耗。投入的目的是為了生產，生產的結果必然是要創造新的價值。總之，在物資方面的消耗和新創造的價值等于他的總產品的價值，就是“投入”和“產出”之間總的平衡關系。
下面是一個將產業部門簡化為僅有農業、制造業和服務業構成的例子。假設沒有進口，也不考慮折舊等因素，給出投入產出表（表1-1）
解：表1-1中數字表示產值，單位為億元。每一行表示單位部門生產的用作各部門的投入的價值和提供給外部用戶的分配，沒一列表示一個部門需要投入的資源。用1，2，3分別表示農業、制造業和服務業；設 為部門 的總產值； 為部門 在生產中消耗部門 的產值（也稱部門間的流量）； 為部門的 外部需求（也稱部門的最終產品）。那么表1-1中行的基本關系為
將投入產出表1-1中的數字轉換成表示每個部門的單位產值產出需要的投入更為方便，這樣轉換所得的表稱為技術投入產出表，表中元素稱為投入系數或直接消耗系數。將表1-1中各部門的投入除以該部門的總產出可得技術投入產出表（表1-2）
令 表示生產一個單位產值的產品 需要消耗產品 的產值（稱為直接消耗系數）即
將它代入式（1-1）得
令T （稱為直接消耗系數矩陣），向量x ，d 分別表示總產出向量和外部需求向量，則式（2-2）可寫成矩陣形式
x = Tx + d或（E - T）x = d
（3-3）式稱為產出平衡方程，它是投入產出中的基本平衡關系式，是進行一系列數值計算和經濟分析的基礎。
若令A = E - T，則式（2-2）最終化為
Ax = d，
其中 ，
在本例中，若直接消耗系數矩陣T不變，社會外部需求確定，可求出各部門的總產出x；若社會最終需求改變，那么相應的總產出應如何改變呢？這就需要對d求解線性方程組（3-3）.如果對任何的外部需求d（其元素不會出現負值），方程組都有非負解x（每個元素非負），就稱此經濟系統是可行的。
對上述矩陣A，求其逆矩陣 ，可得
其元素全部非負.因此對任何外部需求向量d（元素全部非負）解得的總產出 的元素也是全部非負，即此經濟系統是可行的。
二、線性方程組在量綱分析模型中的運用
在力學中，任一物理量都可以表示為最基本的物理量―質量（M）、長度（L）和時間（T）的組合形式，這種組合形式稱為這一物理量的量綱.如面積的量綱是 ，密度的量綱是 （或者 ）。值得注意的是量綱是獨立于單位的例如，速度的量綱是 （或者 ），但它可以用英里每小時或米每秒為單位.通常用qim表示取量綱的運算，如面積A的量綱qimA ；速度v的量綱 qimv 等。
量綱齊次原則是指任一個有意義的方程必定是量綱一致的，即方程左右兩邊的量綱應保持一致。即有
qim左邊 = qim右邊.
同時，左邊或右邊的每一項也都必須有相同的量綱.只有量綱相同的項才可以相比較，相加減。
因此，我們來考慮下實際問題。
設長為l，吃水深度為h的船以速度v航行，若不考慮風的影響，那么航船受到的阻力f除依賴船的諸變量l，h，v以外，還與水的參數―密度ρ，粘度μ，以及重力加速度g有關。下面用量綱分析法確定阻力與這些物理量之間的關系。
解：航船問題中涉及到的物理量有：阻力f，船長l ，吃水深度h ，船速v ，水的密度ρ，粘度μ，以及重力加速度g.要尋求的物理關系記作：
這是一個力學問題，基本量綱選為L，M，T，上述各物理量的量綱表為
式中μ的量綱由基本關系 得到.這里p是壓強（單位面積受的力），所以 ；v是流速，x是尺度， ，代入可得μ的上述量綱.
由式（2-2）可寫出量綱矩陣
經計算知矩陣A的秩R（A）=3.
解齊次線性方程組Ay=0 可得基礎解系為
式（2-4）給出4個相互獨立的量綱為1的量
而式（2-1）與
等價，Φ是未定的函數，式（2-5）和式（2-6）表達了航船問題中各物理量之間的全部關系.為得出阻力的顯示表達式，由式（2-6）及式（2-5）中 的式子可寫出
式中Ψ是一個未定函數，在流體力學中量綱為1的量 稱為Froude數， 稱為Reynold數，分別記作
式（2-7）又表示為
式（2-9）就是用量綱分析法確定的航船阻力與各物理量之間的關系.這個結果用通常的機理分析法是難以得到的.雖然函數Ψ的形式無從知道，但它的表達式在物理模擬問題中很有用途.
基本量綱的作用有些類似于線性代數中有限維空間中基的作用.基本量綱選擇過少，無法表示各物理量；選擇過多則會使問題復雜化.還應注意的是齊次線性方程組，雖然基本的基礎解系可以有無窮多組，雖然基本解組能相互線性表示，但為了特定的建模目的恰當的構造基本解，能夠更直接的得到期望的結果。
三、向量組的線性相關性在魔方中的應用
德國著名藝術家AlbrechtDurer（1471-1521）于1514年曾鑄造一枚銅幣.令人奇怪的是在這枚銅幣的畫面上充滿了符號、數字及幾何圖形.這里僅研究數字問題.
下面是一個由自然數組成的方塊，稱之為Dürer魔方.為什么稱之為魔方？這種數字排列有什么性質？從方塊的數字排列可以看出：
每行數字之和為34；每列數字之和也是34；對角線上的數字之和是34；若用水平線和垂直線把它平均分成四個小方塊，每個小方塊的數字之和也是34；若把四個角上的數字相加，其和還是34.
Dürer魔方定義：如果存在一個4×4數字方，它的每一行、每一列、每一對角線及每一小方塊上的數字和均相等且為一確定數，稱這個數字方為Dürer魔方.
現在思考有多少個符合上述定義的魔方？是否存在構建所有魔方的方法？這個問題初看給人變幻莫測的感覺，但如果借助于向量空間，這個問題就很容易解答.
定義“0-方”和“1-方”如下
，
分別計算得，0―方中R=C=D=S=0， 1―方中R=C=D=S=4，其中R為行和，C為列和，D為對角線和，S為小方塊和.
下面通過用0，1兩個數字組合的方法構成R=C=S=1的所有魔方，稱之為基本魔方
假設把一個Dürer魔方堪稱一個向量，那么根據向量運算規則，對Dürer魔方可施行數乘、加減運算.
記
易驗證：D對上述定義的數乘運算、向量加法運算封閉；D中元素的線性組合構成新的魔方D構成向量空間，稱為Dürer魔方空間.
D是向量空間，存在基向量，基向量是線性無關的，并且D中任一元素都可以由基向量線性表示.
等式兩邊對應比較得： ，所以 線性無關.因此 是D的一組基，D中任一元素都可由 線性組合生成， 可以這樣認為： 是D的生成集，但不是最小的生成集，而 是D的最小生成集.
現在回到AlbrechtDurer鑄造的銅幣.用 的線性組合表示銅幣上的魔方， ，即解方程組
解得 .
改變對Dürer魔方數字和的要求，可以利用線性子空間的定義，構造D的子空間或D空間的擴展.1967年，Botsch證明了可以構造大量的D子空間或D的擴展空間.對于1至16之間的每一個數k，都存在k維類似 方的向量空間.
四、小結
線性代數在實際中的應用往往是綜合性的，單單某個章節在某些方面的具體應用很難找到.如矩陣的特征值與特征向量問題，在控制論中討論系統（機械振動、彈性震動、電磁震蕩等）的穩定性以及生物物種存在的狀態和趨勢中有著廣泛應用，但要牽涉到微分方程組的建立和其他的相關知識內容，以上幾例僅僅說明了一小部分線性代數在某些生活領域中的應用。實際上，線性代數在實際生活中的應用相當廣泛，在這里筆者不再一一列舉。
參考文獻
[1]陳東升.線性代數與空間解析幾何.北京：機械工業出版社，2008
數字農業定義范文6
該平臺集中運用了生物工程、信息工程、機械制造、環境工程等眾多前沿學科的最新成果，將農機與農藝、農機化與信息化融合，從而提高土地產出率、資源利用率和勞動生產率。該平臺以無錫市高效農業七大業態為核心，兼顧江蘇省其他主要農業業態，主要包括水產養殖、茶園、蔬菜、果品、花卉苗木、食用菌、畜牧養殖等業態節點，并嘗試在水環境、大氣環境等其他領域的拓展運用。針對不同業態，分別建立種植（養殖）計劃系統、種植（養殖）監控系統、采摘（收獲）控制系統、收購控制系統、加工控制系統、流通控制系統、銷售系統、溯源系統、病蟲害預警預報防治系統、安保系統等十大管理系統，并融入遠程教育和會議系統，實現對無錫及網內企業的農技、農藝、政策法規等方面的教育和培訓，從根本上提高農業生產水平，加強食品安全監管，提高農產品品質。
按照規劃，無錫農業與裝備物聯網中心將建設以“一個平臺、兩個中心、三個基地”為架構核心的、基于傳感網技術的農業信息與服務領域的科技研發創新集群。
其中，一個平臺是指農業與裝備監管技術服務咨詢平臺；兩個中心是指農業與裝備物聯網示范中心、農機與農藝研究中心；三個基地是指農業與裝備傳感產品研發人才培養基地、農機與農藝教育基地、農業科學化生產宣傳示范基地。（張惠）
我國林業信息化由“數字”步入“智慧”
國家林業局日前印發了《中國智慧林業發展指導意見》，這標志著我國林業信息化由“數字林業”步入“智慧林業”發展新階段。
據介紹，“智慧林業”將在“數字林業”的基礎上，全面應用云計算、物聯網、移動互聯、大數據等新一代信息技術，使林業實現智慧感知、智慧管理、智慧服務；通過“智慧林業”建設，形成信息基礎條件國際領先、生態管理與民生服務質量提高、林業產業結構與創新能力優化發展的模式，
“智慧林業”提供了新的發展模式，對林業生產的各種要素實行數字化設計、智能化控制、科學化管理；對森林、濕地、沙地、生物多樣性的現狀、動態變化進行有效監管；對生態工程的實施效果進行全面、準確分析評價；對林業產業結構進行優化升級、引導綠色消費、促進綠色增長；對林農群眾提供全面及時的政策法規、科學技術、市場動態等信息服務。（楊光）
淘寶網向賣家開放淘字號申請
淘寶網店鋪標識服務――淘字號于近日向賣家開放報名申請。淘寶賣家可通過申請字號，申請成功后，不但享有字號保護的權利，還能享受搜索直達和開通愛淘。另外，賣家將在顯著位置增加TB符號，以便讓消費者更好在網上識別其字號。目前，R（商標）或TM滿6個月賣家可直接提交淘字號認證，非R（商標）或TM滿6個月的賣家申請的字號必須為店鋪名里含有的詞。淘字號是指在網上的“標識”，可以由中文、英文或數字組合組成，并且具有唯一性，總長度在4-14字節，店鋪名將由淘字號和自定義區組成。
淘寶網同時推出的淘字號智能機器人，賣家輸入想取得品牌字號，智能機器人就可以幫助查詢所取的字號是否符合相關規范。據悉，當出現多家店鋪申請同一個淘字號時，審核將依據店鋪指標分數來授予字號的歸屬。
業內人士分析指出，小微企業及個人網店往往難以承受商標申請的長時間、精力及資金占有，而淘字號服務或是對商標的一種有效補充。此舉將誕生將近數百萬個淘字號，將遠超過商標數。（姜姝）
廈門社保信息系統全國聯網
廈門社會保險信息系統近日正式與國家人社部養老保險待遇狀態比對查詢服務系統實現聯網。今后，將更有效防止養老保險待遇重復領取，維護廣大養老保險待遇領取人的合法權益，為社?；鸬陌踩O管構筑又一道防火墻。
現在，社保中心經辦窗口在辦理養老保險待遇申報時，系統將自動向人社部待遇比對查詢系統發起查詢，如果有參保人異地待遇領取信息，系統會自動提示；同時，輸入參保人的身份證號可查詢到其異地待遇領取情況。
據介紹，此前廈門就采取了多項舉措防止重復冒領養老保險待遇，如對領取養老保險待遇人員實現社會化管理，每年定期開展資格認證。對異地居住的享受養老保險待遇人員，會進行抽查。廈門還規劃、構建了全市統一的社會保險信息管理系統，與就業、地稅、衛生、計生、公安戶籍、民政殯葬、銀聯、銀行、地理基礎信息、企業法人等10多個管理信息系統實現信息資源共享。（管寧靜）
上海打造數字排水框架
上海排水公司近日打造“數字排水”框架，計劃在“十二五”期間，按照智慧城市建設方針，積極實現排水運行實時監測、科學調度、智能運行三大目標。目前，排水公司已在32條中心城區主要馬路建立了積水自動監測系統和200多個雨情采集點，動態移動與固定相結合，對水位、雨量等信息實行多方位監測和收集，防汛排水的信息化已建成網絡平臺。據透露，下階段將重點抓好排水泵站自動化系統建設、排水防汛預警決策支持系統以及蘇州河水質在線監測等七項重點工作，為城市防汛安全提供技術和管理支持。
浙江推出微信版“智慧高速”
日前，浙江省交通管理部門通過微信建立起便民服務平臺――“智慧高速”，用戶可以通過微信搜索“智慧高速”或“zhgs0571”添加關注即可。該平臺的主要功能就是浙江高速即時路況，用戶可以在出行之前輸入高速公路名稱或代碼，便可查詢這條高速公路的即時路況。據介紹，目前浙江各地高速公路監控報警求助中心都有“智慧高速”信息上報系統，值班人員發現轄區路段有車流量大、堵車、施工、事故、拋錨等凡是與高速通行有關的信息，會第一時間將這些數據上傳至該系統。
中山醫院開啟物聯網醫學模式
日前，復旦大學附屬醫院中山醫院啟用“聯動云加端”物聯網醫學診治模式。該模式通過物聯網醫學技術，由一家三級醫院牽頭，聯合若干二級醫院以及社區衛生服務中心，形成“物聯網醫學聯盟”，開展對患者的早期診斷以及經過治療后的跟蹤管理，從而將市民“病發后到醫院”的被動就醫模式改為“及早預警和及早主動治療”的現代醫學模式。目前，這一全新的醫學模式已在大華社區衛生服務中心、漕河涇社區衛生服務中心、青浦中心醫院、嘉定中心醫院和閘北中心醫院試行，今后還將逐步擴大覆蓋面。
