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數字農業范文1
在我國2000年的《農業科技發展綱要》中，將數字農業放在農業信息技術的首要位置，引起了人們的普遍關注。本文試圖談談對數字農業的認識、存在的問題和建設數字農業的基本設想，以供參考。
1對數字農業的認識
數字農業（digitalagriculture）就是用數字化技術，按人類需要的目標，對農業所涉及的對象和全過程進行數字化和可視化的表達、設計、控制和管理。其本質是把信息技術作為農業生產力要素，將工業可控生產和計算機輔助設計的思想引入農業，通過計算機、地學空間、網絡通訊、電子工程技術與農業的融合，在數字水平上對農業生產、管理、經營、流通、服務以及農業資源環境等領域進行數字化設計、可視化表達和智能化控制，使農業按照人類的需求目標發展[1]。
有的學者認為[2]，數字農業是“數字地球”在農業領域的延伸。正如“數字地球”的概念一樣，數字農業這一概念體現了數據和技術的綜合集成。數字農業可以有廣義和狹義之分。廣義的數字農業，即信息化農業，包括農業要素（生物要素、環境要素、技術要素、社會經濟要素等）、農業過程（生產、管理、儲運、流通等）的數字化、網絡化、自動化以及智能化，形成數字驅動的農業生產管理體系。狹義的數字農業，是以農業空間信息機理為基礎的、以“3S”技術為支撐的農業系統空間信息技術體系。
事實上數字農業是一個學術性很強的綜合概念。近年來，與數字農業技術體系有關的理論基礎和應用技術研究，已經成為主要發達國家發展高新技術農業的側重點，成為極其活躍的科技創新領域。數字農業是一項集農業科學、地球科學、信息科學、計算機科學、空間對地觀測、數字通訊、環境科學等眾多學科理論與技術于一體的現代科學體系，是由理論、技術和工程構成的三位一體的龐大系統工程。數字農業是對有關農業資源（植物、動物、土地等）、技術（品種、栽培、病蟲害防治、開發利用等）、環境、經濟等各類數據的獲取、存貯、處理、分析、查詢、預測與決策支持系統的總稱。數字農業是信息技術在農業中應用的高級階段，是農業信息化的必由之路；農業信息化、智能化、精確化與數字化將是信息技術在農業中應用的結果。實現農業農村現代化、保障我國的食物安全、全面建設小康社會的關鍵在于推動農業科技的發展，創造條件進行一次新的技術革命，促使傳統農業向現代農業轉變，促使粗放生產向集約化經營轉變。可以預言，數字農業及其相關技術的快速發展和推廣應用，必將成為新世紀農業科技革命不可缺少的重要內容，必將推動農業向高產、優質、高效及可持續方向發展，在帶動廣大農民致富和全面建設小康社會中發揮越來越重要的作用[3]。
2存在的問題
2.1農業信息化水平較低
收集信息、處理信息、傳播信息的軟硬件設備與網絡體系不健全；已開發的大量農業經濟信息系統、農作物病蟲害數據庫、作物品種資源管理數據庫系統、農業土壤系統分類數據庫系統等大多不涉及空間維度，難以適應當前對空間數據信息的需求；對于來源多種多樣、格式也不盡相同的各種數據的實時性、地域性、綜合性處理還需作出很多努力。
2.2農業信息化意識和利用信息的能力不強
一方面，許多基層農技人員和廣大農業從業者，知識老化，整體素質有待進一步提高，對于利用現代技術，收集、處理、利用農業信息的意識和能力不強；另一方面，農業信息加工處理的技術人員缺乏，當前，就連最基本的能夠及時、準確地提供農產品供需信息，對網絡信息進行收集、整理，分析市場形勢，回復網絡用戶的電子郵件，解答疑問等方面的人才也不多，更談不上能夠滿足數字農業發展對于人才的需求。
2.3農業信息化效益不明顯
數字農業還剛剛起步，在國內總體上尚處于探索階段，實用性、普遍性的技術應用還很少，直接帶來的經濟效益還沒有很好地顯現出來。
2.4農業信息數據的管理和標準化工作有待進一步加強
地理信息系統（GIS）以及其他農業信息管理系統為了完成某種分析工作所要求的各種農業數據往往格式與結構不同，而且往往掌握在不同的管理部門或研究機構中。因此，未來建立在網絡上的農業地理信息系統要具備獲取和分析分布式存儲數據的能力，也就是說我們要使所謂的WebGIS能夠協同處理來自不同組織和機構的農業數據[2]。
3建設數字農業的基本設想
隨著經濟社會的快速發展和科技進步，臺州在數字網絡建設、原始數字化數據積累、數字化信息采集及其處理等
方面的工作已有一定的基礎，起動發展數字農業不僅是必要的，而且是可行的。借鑒許多學者的研究結果[4，5]，提出建設臺州數字農業的基本設想，就是要在臺州已有農業信息化建設成果基礎上，建立可視化的臺州農業地理信息系統，構建直觀形象的農業信息管理與輔助決策視頻體系，實現農業信息的現代化綜合管理、分析、共享和，徹底改造臺州傳統的農業管理模式，全面提升臺州農業工作的信息化和現代化水平。
3.1整合已有的農業信息
在國家、省級信息基礎設施建設的基礎上，以各級農業部門為依托，建設中央一省一市縣信息骨干網絡系統，形成一個功能完善、性能優良的農業綜合信息網絡系統，并與其他網絡互聯，成為一個全方位的農業資源和經濟信息網絡系統。
3.2信息表達要直觀、形象，并要實現信息系統的聯網
把市內的地形、地貌、交通、村鎮、行政區劃等基礎地理信息以及耕地分布、土壤類型、種植結構、水肥狀況、農作物生長發育、氣象、病蟲害、農民知識、鄉鎮企業、農業法律法規等各種農業信息以圖形圖像等直觀形象的可視化電子地圖與相關信息的形式在投影視頻系統上進行顯示和表達，隨著數字農業的發展，逐步做到與省級、國家級類似的信息系統進行交互式查詢等。
3.3強化對科研、管理等的服務工作
通過對基礎地理信息和農業專題信息的空間分析、網絡分析和追蹤分析等，實現農業科研、管理和決策人員在全市三維農業電子模型上，對農業生產中的現象、過程進行模擬，高效、直觀、形象地為農業工作的規劃、設計、建設、經營、管理、服務、決策等提供科學依據。
4參考文獻
[1]蔣建科.“數字農業”帶動農業現代化[J].農資科技，2003（5）：41.
[2]薛領，雪燕.數字農業與我國農業空間信息網格（Grid）技術的發展[J].農業網絡信息，2004（4）：4-7.
[3]曹宏鑫，王家利，鄭宏偉.發展“數字農業”推動農村信息化[J].農業網絡信息，2004（1）：17-20.
數字農業范文2
關鍵詞：數字農業；時空推理；專家系統
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。基于該平臺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.
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[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.
數字農業范文3
1農業科技檔案管理數字化建設的必要性
1.1是有效改善檔案管理工作的需要紙質載體是農業科技檔案的根本依據，但是避免不了局限性，存在著數量多、體積大、質量重，不易攜帶，不便查找，信息傳遞慢，無法檢索等方面的不足。農業科技檔案管理的數字化建設，可以從根本上克服這些弊端，即以現代通信、計算機網絡、多媒體信息技術為基礎，建立計算機網絡平臺，以建立好的各種檔案信息庫為資源，利用智能信息處理技術，將數據庫轉變為知識庫，以供需要者查詢、搜索，并且信息資源的使用維護方便，安全保密性強。農業科技檔案管理的數字化建設，可以達到資源信息的數字化、資源管理網絡化和智能化。
1.2是檔案管理發展的大勢所趨農業科技檔案資源的高效、快捷開發利用需要應用數字化技術。傳統的查閱方法是到檔案館，采用人工撿索的辦法查找所需的檔案，費時、費力，查全率和查準率均不高。檔案管理實行數字化后，全市農技推廣機構通過互聯網，進入市科技檔案館數字化信息中心，各單位的檔案電子目錄和開放檔案數字信息均上傳至市農業科技檔案館信息中心，方便全市農業科技檔案資源的整合和利用，順應檔案館現代化發展的需要。
1.3是現代農業發展的必須在當今人們的時間意識越來越強，領導需要迅速、準確的決策；各職能部門工作要求快速及時；社會廣大公眾對檔案信息需要量不斷增加的情況下，要求檔案部門必須盡快改變傳統的原始管理、檢索和提供利用的手段，運用現代信息處理技術手段來處理農業科技檔案信息資源，提高檔案資源的開發能力和利用效率，確保檔案信息能及時、方便地提供。
1.4是節約農業檔案機構建設資金的舉措庫藏檔案案卷數量的不斷增加需要信息化來管理。以杭州市農業科學研究院為例，該院下轄農作、水產、茶葉、蔬菜、畜牧、生物等多個科研所，截止2010年全院庫藏檔案820卷，資料12088冊，其中相當部分檔案分散在基層建檔單位，如果對這些檔案進行有效整合，采用數字化管理，可大大減輕農業科技檔案管理工作人員的工作量，降低費用支出，使檔案管理人員能在有限的時間內搜集更多的信息，不僅降低了成本，而且極大地提高了效率。
2農業科技檔案管理數字化建設總體設計
農業科技檔案管理數字化建設的指導思想是：以需求為導向，以利用為目的，充分利用計算機軟硬件功能，最大限度發揮人力資源和數字化加工設備能力，保護農業科技檔案原件完好，保證數字化農業科技檔案真實準確，更好地發揮農業科技檔案信息資源的作用。農業科技檔案管理數字化建設的原則是：檔案數字化，工作標準化。檔案數字化標準規范體系的建設，可以從管理、業務、技術等標準規范層面來研究制定。從簡單的標準化向科學、精確的標準化過渡，從孤立的標準向體系化的標準推進。重要檔案優先數字化。以利用需求為導向，結合實際，統籌規劃，分步實施，突出重點，量力而行，將年限較長、具有館藏特色、最為珍貴以及利用頻率高的檔案優先數字化。各部門分工協作。檔案數字化工作相當繁瑣，涉及面廣，必須堅持分工協作、整體配合、長期堅持、相互理解的工作理念，充分發揮單位各個部門和各類人員的作用，明確工作任務，落實責任分工，真正做到各司其責，各施其能，協調配合，形成全方位、多層面、多角度、共同推進檔案數字化建設的科學發展模式。多方位快速高效檢索。數字檔案管理系統應該建立多種滿足檔案利用者的檢索方式，提高檢索的自由度。完善的電子檢索系統，能高效、快速、全面地從檔案信息中檢索出利用者所需的信息，并對檔案利用進行快速統計。數字檔案管理系統應及時公布、更新、維護網站網頁內容，提供服務范圍、內容，便于檔案利用者了解檔案信息動態，及時查找所需信息。注重檔案數字化人才培養。要建立和完善檔案人才選拔、任用和激勵機制，重視人才的儲備，以超前的意識搞好人才建設，造就一批既熟悉檔案工作管理、通曉檔案理論知識，又掌握現代檔案數字信息技術的新型檔案工作人才隊伍，確保檔案數字化建設及檔案事業又好又快地發展。農業科技檔案管理數字化建設需要投入，特別是建設初期軟硬件配置投入較大，建成后也要保持一定的運行成本。因此，要按照成本效益最大化的要求，細化農業科技檔案管理數字化建設的步驟。同時優化農業科技檔案管理數字化的各種資源配置，根據不同的情況，進行農業科技檔案管理專業人員和數字化技術人員、計算機和掃描設備的合理配置，構建農業科技檔案管理數字化投入小收益大的新模式。具體步驟上：一是建立農業科技檔案管理數據庫。第一步，輸入文件級目錄。在建立數據庫的過程中，可邊輸入邊打印，一方面補齊卷內文件目錄，另一方面檢驗輸入的正確性，從而確保農業科技檔案管理數據庫的真實性、完整性和有效性。第二步，采用掃描儀、數碼相機等設備，實現原文件信息數字化。二是加強電子文件的收集和積累工作。電子文件包括電子文件內容、電子文件載體和電子文件顯示、修改的電子計算機軟硬件平臺組合，是未來數字農業科技檔案管理最主要的來源。為了確保所形成的電子文件不被丟失，保證電子文件是可存取、可利用和可理解，必須及時對所形成的電子文件進行收集積累。電子文件的收集積累，不僅保證電子文件的真實性，還維護了它的系統性、完整性，同時，也防止了存有信息內容的載體在個人手中發生丟失、損壞，從而保護電子文件的安全，為電子文件的歸檔打下基礎。電子文件的收集積累范圍，應嚴格按照國家有關規定執行。用載體傳遞的電子文件，要按規定進行登記、簽署，對更改處，要填寫更改單，按更改審批手續進行，并存有備份件，防止出現差錯。三是農業科技檔案管理數字化與上網利用同步。農業科技檔案管理數字化及管理流程重組是一個管理思想不斷變化的過程，農業科技檔案管理數字化與上網利用同步即是新技術和新理念相互融合的表現。數字化農業科技檔案管理分開放與不開放兩種，開放農業科技檔案管理即上互聯網，建立農業科技檔案管理資料網站，實施資源共享，在互聯網上向政府和社會提供農業科技檔案管理信息。
3農業科技檔案管理數字化建設需要把握的幾個問題
3.1提高認識，統籌規劃首先必須在思想上充分認識農業科技檔案信息資源的重要意義。在當今信息公開程度越來越高的形勢下，農業科技檔案的文化性質和社會性質逐步強化，利用的范圍和對象將逐步擴大，只有當農業科技檔案信息資源在農業現代化建設中發揮重要作用時，農業科技檔案和檔案工作的意義和價值才能充分地全面地展現出來。其次，做好統籌規劃。將大量的農業科技檔案數字化，是一個龐大的系統工程。首先要做好館藏情況的調查，包括檔案的類型、載體形態與狀態、館藏數量、檔案信息利用等基本情況。根據館藏情況，制訂農業科技檔案數字化的科學規劃，包括服務器、電腦、掃描設備等硬件的購置計劃和數字化處理規劃。最后，要保障檔案整理過程的完整性。農業科技檔案數字化是一項費時較長的工程，在大規模、流程化的數字化過程中，所有檔案原件都需從檔案庫房分批大量取出，一定要保障檔案原件的完整，不允許出現損毀和遺失的現象。
數字農業范文4
關鍵詞：數字農業；時空推理；專家系統
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。基于該平臺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?，F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：
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[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.
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[4]RANCOURTM.GML:spatialdataexchangefortheinternetage[D].NewBrunswick:DepartmentofGeodesyandGeomaticsEngineering,UniversityofNewBrunswick,2001.
[5]ZHANGJianting,GRUENWALDL.AGML2basedopenarchitectureforbuildingageographicalinformationsearchengineovertheinternet[DB/OL].(2002).
數字農業范文5
隨著社會對農產品安全及品質的關注，農業分析測試的需求急劇增加，農業分析測試檔案管理便凸顯其重要性。當前農業分析測試檔案主要以實體形式存放和管理，而隨著分析測試的發展及分析測試種類的不斷增加，會不斷產生大量的實體形式檔案，新增數據量、信息量不斷膨脹，在查找、分類及管理上難免耗費人力和物力，并具有一定的滯后性。在當今“大數據”的時代背景下，檔案管理、處理等向著方便、快捷、安全的趨勢發展，實現數字化檔案管理迫在眉睫。檔案數字化完全可以滿足數據獲取具有實時性的需求，客戶可通過電腦或者手機連接數據源，即可查找自己需要的數據，了解分析測試的最新動態等。
一、農業分析測試檔案數字化介紹
農業分析測試檔案數字化是將計算機技術、分析測試結果數據庫、多媒體技術、存儲技術等融為一體的一種新型檔案信息形態，將傳統實體形式載體的檔案資源轉化為數字化檔案信息，以數字化的形式存儲，網絡化的形式互相連接，利用計算機系統進行管理，形成一個有序結構的檔案信息庫，能及時提供利用、查找獲取，可提高農業分析測試管理水平、提高效率，增強檔案管理部「1的服務水平，為檔案內部管理及面向客戶服務提供高效率的全面服務。
二、農業分析測試檔案數字化建設
農業分析測試檔案數字化要求通過建立分析樣品信息數據庫，從客戶委托分析測試的農產品樣品接收開始，到分析測試結果查詢、管理過程，全部實現網絡登記。具體包括:第一步，樣品接受人員通過互聯網對樣品數量、名稱、產地、狀態、委托人、分析測試內容、檢驗人員分工、完成期限等詳細數字化記錄，建立該委托樣品數據庫，并依據委托人信息，賦予其樣品分析測試查看賬戶、登錄密碼，設置其訪問權限，該賬戶只對其委托分析測試的指標有效;第二步，樣品分析測試人員通過信息查看需要分析測試的內容，從樣品管理員處獲取樣品在規定期限進行分析檢驗，并對分析檢測結果進行數據輸人保存和提交;第三步，由具有豐富分析檢驗經驗的人員作為結果審核人員，對分析檢驗結果進行復審審核，結果通過則提交至業務服務部門，反之，則由分析測試人員進行復檢確認;第四步，業務服務部門對審核結果加注檔案部門標識水印憑證，確保電子檔案的有效性;第五步，客戶通過登錄賬戶，查看委托樣品處理進度，結果下載。
三、農業分析測試檔案管理
數字農業范文6
關鍵詞：數字化設計技術；農業機械設計；應用
近年來，信息技術發展十分迅速。伴隨著信息技術研究的深入與推廣應用，由此衍生出了數字化設計技術，同樣在社會各行業中得到廣泛應用，并發揮了巨大的作用，為社會進一步發展作出了突出貢獻。就數字化設計技術在農業機械設計中的應用而言，一定程度上實現了農業機械設計的標準化與前沿化發展。然而技術的發展是必然的，就農業機械設計中應用數字化設計技術進行更深層次的剖析十分重要，這對推動農業機械設計的進步與發展具有十分重要的現實意義。本文主要以數字化設計技術與農業機械設計為主線，分3部分進行論述，主要目的在于促進農業機械設計中數字化設計技術應用價值提升。
1數字化設計技術相關內容概述
1.1數字化設計技術概念
所謂“數字化設計技術”，是指在計算機數字化技術發展到一定程度的背景下，用于輔助設計領域的部分工作[1]。就當前大家所了解的數字化設計技術而言，涉及眾多技術，核心處理技術主要有數字壓縮、數字編碼以及數字調制等。伴隨著信息技術與計算機技術的不斷深入應用與發展，數字化設計技術也得到了長足發展，逐步建立了一個以計算機為基礎框架的模型，現如今在社會眾多領域當中得到了廣泛應用[2]。
1.2數字化設計技術特點
數字化設計技術在實踐應用中，彰顯了眾多特點，總結起來，主要包括以下幾個方面：首先，一個統一化產品定義模型，在社會眾多領域當中能夠得到更加廣泛的應用，并且有著巨大的、潛在的應用空間；其次，數字化設計技術可實現并行設計，能夠實現多小組同時作業，在一定程度上，可以大大提高工作效率[3]；再次，基于統一化模型，設計質量也有相應的保障；最后，設計可以實現虛擬仿真處理，主要是利用計算機技術來實現，避免了傳統設計對實物模型依賴程度高的弊端，相比傳統設計而言，具有明顯的優勢，具體表現在工作效率與成本2個方面。
2農業機械設計中數字化設計技術應用現狀分析
在數字化設計技術推廣應用之前，設計主要是滿足設計對象的一些具體要求，在局部優化或者整體優化方面，并沒有重點考慮，導致無法實現總體設計優化。數字化設計技術的應用，主要是在產品設計過程中，注重CAD、CAE等多類處理技術的應用，使得產品設計周期影響因素發生巨大改變，從而達到各項要求，例如設計質量、設計成本等。與此同時，為保障后期維護工作的便捷，設計會重視總體設計的優化。就農業機械而言，具有種類繁多、市場需求量大等特點，在具體設計中，主要是在傳統設計理念的支撐下，采用一些傳統的設計工藝，造成整體設計水平低下，然而數字化設計技術具有一定的先進性，基于農業機械設計現狀，無形中為數字化設計技術的應用提供了巨大的空間?？v觀當前數字化設計技術的應用，尤其是在農業機械設計中的應用，有效促進了農業機械設計效率與質量的提升，然而在實際應用中，相關設計人員還需要高度重視一些注意事項，包括農業機械設計特點，同時對數字化設計技術的特點引起高度重視，確保兩者的兼容性，以此有效提升農業機械設計的總體水平。農業機械設計特點眾多，概括起來，主要包括以下2個方面：首先，從結構方面而言，結構類型較多且較為復雜；其次，從功能角度而言，功能多樣，操作較為方便、簡單。就前者而言，以播種機為例，在具體的設計過程中，設計人員通常需要重視的僅有2項，一是農作物的品種，二是農藝特點。根據上述2項要求，播種機便可以大致分為條播種機、穴播種機以及精密播種機等，在此基礎上，結合工作原理加以區分，播種機又可以分為2大類，分別是機械式與氣力式。基于此，農業機械種類繁雜。就后者而言，為滿足播種的各項需求，即使農業機械型號不同，在功能方面也沒有本質差異。
3農業機械設計中數字化設計技術應用前景
數字化設計技術在農業機械設計中的應用，具有十分重要的現實意義。伴隨著各項技術的進一步發展，有必要對數字化設計技術的應用前景進行更深層次的剖析。對其應用前景進行論述，具體內容如下：（1）農業機械設計中引入虛擬技術。虛擬技術在農業機械設計中的應用，最大優勢在于有效解決復雜結構設計問題，具體操作：借助聲音定位技術以及三維成像技術實現仿真處理，在計算機上完成結構設計，以此簡化設計，有效降低設計難度。另外，虛擬技術的應用，可以真實再現機械運動過程，并且可以在虛擬的情況下，借助計算機進行機械運動的力學分析，以此有效提升農業機械設計的可行性與質量。（2）實現產品設計以及制造的協同性，主要是注重兩者的協調，才能保障農業機械設計質量。然而傳統設計在設計與制造2個方面，存在嚴重的脫節問題。因此，在今后的設計中，設計人員需要高度重視農業機械產品設計與制造的協同化，并且落實到具體的設計工作中，以此實現農業機械設計優化、降低成本以及周期縮減等目的。關鍵工作是落實數字化設計技術的集成式應用，恰當運用這一技術，能夠實現設計效果的最優化。（3）重視技術的創新。21世紀是知識時代，也是一個創新時代。一項技術是否能可持續發展，關鍵在于技術是否能夠與時俱進、不斷創新。數字化設計技術也需要不斷創新，才能滿足農業機械設計的各項實時要求。隨著時間推移，農業機械設計將會不斷衍生出新問題，數字化設計技術的應用將會面臨諸多挑戰?；谶@一認識，為滿足農業機械設計的可行性與前沿性，實現數字化設計技術的創新顯然具有十分重要的現實意義。與此同時，農業機械設計必然朝著高標準方向發展，這無形中對數字化設計技術提出了更高的要求。數字化設計技術的創新，注重理念與技術的同時創新，以新理念推動技術的深入研究與實踐，以此推動技術的發展，切實使設計水平得到有效提升。
