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數字農業論文:農業科研檔案數字化管理論文
一、農業科研檔案數字化管理的重要性
1.提高了檔案管理的效率
檔案室工作人員在對檔案進行分門別類的存儲裝訂之后,電子存檔是保障檔案數字化的基礎,對存入的每一份材料都要認真核實,制作詳細的目錄表格,把材料的各項信息填寫清楚。做好這些前期工作,是檔案數字化的前提與基礎。在數字化基礎之上,科研檔案的借閱與查找才能不斷提高效率,才能做到“有查立閱、有借立取”,更加方便科研人員對檔案的需求。
2.減輕了歷史檔案的損傷
我國農業科研工作起步較早,農業科研檔案的保存工作也同時起步,因此檔案室內的部分科研檔案具有一定的存儲歷史,有的檔案儲存時間已有50~60a,紙張的質量與字跡都已經發生了改變,每一次翻閱都可能會造成一定程度的損壞,但是又不能一味追求保存而不參與借閱,致使檔案失去存檔價值。檔案數字化管理的應用,在一定程度上減輕了對歷史檔案的損傷,將檔案資源轉化為數字化的檔案信息,以數字化的形式存儲,形成一個有序結構的檔案信息庫,既提高了查閱速度,又避免了對非目標文件的翻閱,在一定程度上保護了檔案。
3.防止丟失與排放混亂
檔案管理工作自檔案材料交接到檔案工作者手中的時候就正式形成了,并在規定程序下對檔案進行移交、存檔,每一份檔案都有自己所在位置與范圍,錯放、丟失都會影響檔案管理工作。因此,檔案一經存檔,就要確保其所在編目位置,盡量避免錯放,以減少混亂現象發生;在對檔案進行錄入后,只有成為目標文件時才會被查閱,減少查閱該文件時與其他相似文件混淆。而利用計算機系統直接對電子檔案進行查檔,檢索系統直接生成文件內容,可以有效防止檔案的混亂排放,減少丟失現象的發生。
二、提高農業科研檔案數字化管理水平的主要措施
1.建立健全各項規章制度
農業科研單位在遵照國家相應法律法規規定的前提下,制定適合本單位實際情況的檔案管理制度。一方面,使檔案的收集、整理、立卷歸檔,保管、統計、借閱、利用以及安全、保密等各個環節有章可循,有力地促進檔案管理的規范化,方便檔案管理工作進行量化考核;另一方面,提品質案管理的保密力度。進一步提高管理人員的責任意識,牢固樹立“保密工作無小事”的觀念,在實際執行中,不斷完善規章制度,確保農業檔案管理的規范化、制度化。
2.加大投入力度,配備相應的硬件設施
傳統檔案基本上是以紙質或照片的形式存在,需要通過錄入、掃描等工作進行數字化處理,才能生成數據庫資源進行儲備,最終實現檔案的數字化管理。因此,現代化硬件設施、電子設備等資源是檔案數字化的基礎。要及時配備檔案管理所需的設備,并對老化的設備進行更換,充分發揮現代科技在檔案管理中的作用。而對檔案管理的投入程度,直接反映出對此項工作的重視程度,這就需要農業單位的重視,作為一項系統工作來抓。
作者:王麗 單位:黑龍江省農業科學院牡丹江分院
數字農業論文:數字化技術農業機械論文
一、我國農機對數字化技術的實際應用
首先,是關于在綠色環保方面的技術設計。由于我國現在倡導的是可持續發展的科學發展觀,所以我國在設計農業機械的數字化模板的時候,首先針對的就是關于農業機械對自然資源和社會資源的節約使用以及合理利用,防止農民在進行農業生產的時候,產生一些不必要的污染。這是我國的一項新型設計理念,這種設計理念主要就是為了產品在使用過程中,對于生產資源的優化,對工業生產帶來的污染的防治等。只有這樣,才能夠符合我國倡導的可持續發展戰略,實現我國的偉大復興。
其次,是對農業機械進行概念化的設計。事實上這種設計理念就是對于農業機械進行設計的早期階段,要擁有一個非常清晰的設計思路以及產品設計模式。換句話說,設計師在進行產品設計的時候,就要對設計出來產品的具體需求做出一個總結。在進行產品功能、產品原理以及整體布局的設計的時候,進行必要的規劃。要能夠做到在產品的設計過程中融入這些構思,使得生產出來的產品更加具有實用性以及創新性。設計師可以在產品的設計過程中將需要用到的知識以及其他資源進行一個綜合性的總結,然后把得到的結果充分融入到數字化模板中去。將CAD作為一款重要的開發工具,制作出關于產品的設計經驗、設計原理以及設計手冊,幫助農民們在實際的生產生活中充分地了解產品的性能,讓他們對產品做出合理的使用。
,對產品進行虛擬設計。許多的產品在設計最初的時候都會存在許多不合理的地方,這些不足都不可能一次性的解決,那么,就需要對產品進行虛擬設計,要對產品所需要的知識以及資源進行總結,建立一個基礎模型,利用所建立起來的虛擬模型,進一步地對產品進行分析,對產品進行不斷地完善。最終在產品的功能上做到盡善盡美,設計出需要的產品。
二、結語
總之,伴隨著我國在技術上的不斷進步以及信息化技術的普及,我國在社會的各個方面也對數字化技術擁有了一定的了解,并且積極地向這方面做出努力。雖然相對國外在這方面的成果,我國農業技術方面在數字化技術的發展相對來說是比較落后的。但是我們已經在積極地吸取國外的先進技術,并且也在數字化技術的普及方面取得了巨大的成果。這就充分說明了一點,那就是農業機械的數字化技術對我國農業來說并不是遙不可及的,它在我國的農業生產中還是具有非常廣闊的前景。
作者:劉芳 張信威 單位:遼中縣職業教育中心
數字農業論文:農業科研檔案數字化管理論文
摘要:農業科研檔案能夠反映農業科研項目的研究進程,對農業科研事業的創新發展具有至關重要的推動與促進作用,在信息化發展的時代背景之下,農業科研檔案管理應不斷朝著數字化的方向發展,融入具有時代精神的信息化內容,以便為我國農業科研檔案事業的可持續發展奠定良好基礎?;诖?,本文以加強農業科研檔案數字化管理的價值為主要出發點,著重探討加強農業科研檔案數字化管理的策略。
關鍵詞:農業科研檔案;數字化管理;策略
農業作為我國國民產業中的基礎性工程,在推動社會經濟發展、提高人民生活水平等方面具有重要的促進作用。農業科研檔案數字化,顧名思義,是以現代網絡技術、現代數字技術為基礎,對農業科研檔案的各項資源進行優化配置,借助網絡化的形式實現各環節之間的科學聯系,進而形成良性運作的農業科研檔案信息庫,以供相關農業科研人員進行資料查詢和信息檢索。而農業科研則是推動農業事業長遠發展的助推劑,注重對農業科研檔案的科學管理對農業科研事業的發展有重要的引導與推動作用,更為良好地保存農業科研成果,為我國社會主義現代化事業的發展做出重要貢獻。
1加強農業科研檔案數字化管理的價值
1.1提升管理效率
農業科研檔案工作以農業服務為宗旨,加強農業科研檔案數字化管理,把不同載體的農業科研檔案資源轉化為數字化的信息,以數字化的形式存儲,以網絡化的形式互相鏈接,利用計算機進行管理,形成一個有序的信息庫,有利于提高農業科研檔案管理的水平和效率,極大程度上節約了農業科研檔案的人力投入和成本投入,實現資源共享與傳承,切實有效地滿足科研人員的檔案查詢、借鑒與存檔,對農業科研檔案管理的各項資源進行高效配置,優化農業科研檔案管理結構,以便更好地為相關科研人員所服務。
1.2保持檔案完整性
加強農業科研檔案數字化管理,有利于保持檔案完整性,防治檔案丟失現象的發生。農業科研檔案管理是在農業科研研究工作基礎上逐步完善的,傳統的農業科研檔案管理以紙質管理為主要方式,但是因我國農業科研檔案管理工作起步較早,傳統紙質化的農業科研檔案管理工作極易發生變質,特別是在每一次查閱過程中均會發生不同程度的損耗,這對農業科研檔案管理工作的穩定發展極為不利。對此,以數字化為主要途徑開展農業科研檔案管理工作,能夠在一定程度上減少對科研檔案的損壞,實現由紙質資源到數字化資源的系統轉換,為農業科研檔案信息數據庫的建立奠定基礎。
2加強農業科研檔案數字化管理的策略
2.1建立健全農業科研檔案數字化管理制度
要建立健全農業科研檔案數字化管理制度,為農業科研檔案管理工作的順利開展和科學進行提供良好的外部框架,從而更好地制定與之相對應的數字化管理方案,不斷提高農業科研檔案數字化管理的實效性。農業科研單位要根據自身發展的實際情況,制定行之有效的檔案數字化管理制度,保障各項管理制度符合我國相關的法律法規,引導其朝著規范化、科學化和制度化的方向發展。相關管理人員還要不斷強化自身的管理意識,樹立正確的管理理念,保障各項制度內容的貫徹與落實,強化檔案管理工作的保密程度。
2.2加強農業科研檔案數字化管理基礎設施建設
要加強農業科研檔案數字化管理基礎設施建設,為農業科研檔案管理工作的長遠發展奠定重要的硬件基礎,確定技術路線、技術結構及基礎平臺功能,并做好相關的安全保障措施。不斷增強農科科研檔案管理工作的現代化含量和技術化含量,從根本上提高農業科研檔案管理工作的水平和質量。相關工作人員要在傳統紙質檔案管理的基礎上,以計算機錄入的方式對農業科研檔案的各項內容進行科學配置,相關人員要對農業科研檔案數字化管理的各項設備進行更換,結合當前時展的現實情況充分發揮現代科學設備在檔案管理中的重要作用。要建立農業科研檔案管理的數字化平臺,連接農業科研單位的內部系統,將檔案的形成、整理、傳輸和歸檔等內容放置于同一個系統平臺之中,實現各模塊之間檔案資源的共享互惠。
2.3構建一批高素質的農業科研檔案管理隊伍
要構建一批高素質的農業科研檔案管理隊伍,不斷提品質案管理者的綜合素養和管理能力,為農業科研檔案數字化管理提供強有力的人才支持,為其奠定良好的軟實力基礎。農業科研單位要加強對檔案管理工作人員的培訓教育,在提高農業科研檔案管理工作者工作素養和管理能力的基礎上,不斷提高其現代信息技術的應用能力,保障農業科研檔案管理工作的高效開展。農業科研檔案管理工作者要科學制定工作計劃,以本單位管理制度為基礎對檔案的接受、分類、整理及歸檔進行詳盡記錄,做到有據可依。農業科研檔案數字化管理是一項系統性的工程,相關人員要在重視數字化管理工作的基礎上,從制度建立、基礎設施建設和人員素養提升等方面入手,不斷提升農業科研檔案管理工作的質量,保障各項檔案資源的共享與利用。
作者:許正 單位:大連市農業科學研究院
數字農業論文:數字農業時空信息管理平臺論文
摘要:數字農業中大量時空數據分散在異構系統中,有著不同格式規范、概念術語、數學模型和分析推理方法。采用時空推理、本體論、語義Web和專家系統等技術建立一個數字農業時空信息管理平臺,對多源、異構的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?;谠撈脚_構建數字農業應用系統更加方便快捷。
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,能夠實現控制農業生產過程,有效降低成本,充分保障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,用計算機定量,把農業技術措施的差異從地塊水平到平方厘米水平,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、解放軍信息大學、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。目前工作草案的近期更新為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,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。
數字農業論文:數字農業的構想分析論文
論文關鍵詞數字農業;問題;構想
論文摘要闡述數字農業的概念及其作用,指出數字農業建設中存在的問題,包括農業信息化水平低、信息化意識及利用信息能力不強、管理和標準化工作有待進一步加強等,并對數字農業的建設進行了展望和設想。
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、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、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??梢灶A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、品質、高效及可持續方向發展,在帶動廣大農民致富和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、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,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,成為一個多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、部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。
數字農業論文:數字農業構想論文
論文關鍵詞數字農業;問題;構想
論文摘要闡述數字農業的概念及其作用,指出數字農業建設中存在的問題,包括農業信息化水平低、信息化意識及利用信息能力不強、管理和標準化工作有待進一步加強等,并對數字農業的建設進行了展望和設想。
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、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、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??梢灶A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、品質、高效及可持續方向發展,在帶動廣大農民致富和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、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,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,成為一個多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、部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。
數字農業論文:數字農業認識論文
論文關鍵詞數字農業;問題;構想
論文摘要闡述數字農業的概念及其作用,指出數字農業建設中存在的問題,包括農業信息化水平低、信息化意識及利用信息能力不強、管理和標準化工作有待進一步加強等,并對數字農業的建設進行了展望和設想。
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、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、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??梢灶A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、品質、高效及可持續方向發展,在帶動廣大農民致富和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、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,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,成為一個多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、部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。
數字農業論文:數字農業時空信息論文
摘要:數字農業中大量時空數據分散在異構系統中,有著不同格式規范、概念術語、數學模型和分析推理方法。采用時空推理、本體論、語義Web和專家系統等技術建立一個數字農業時空信息管理平臺,對多源、異構的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。基于該平臺構建數字農業應用系統更加方便快捷。
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?;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,能夠實現控制農業生產過程,有效降低成本,充分保障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,用計算機定量,把農業技術措施的差異從地塊水平到平方厘米水平,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、解放軍信息大學、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。空間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。目前工作草案的近期更新為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,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。
數字農業論文:農業檔案數字化創建
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、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,提品質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,較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,保障數字化農業科技檔案真實,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、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,形成多方位、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、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,要按照成本效益較大化的要求,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。及時步,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,保障電子文件是可存取、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,不僅保障電子文件的真實性,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。,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。
3.2加強基礎工作,認真做好檔案數字化
一是檔案數字化必須有所選擇。針對館藏“浩瀚”的檔案資源,不加選擇地全部數字化既不可能、也沒必要。應該根據一定的原則確定哪些館藏檔案原件應該數字化、哪些檔案原件中哪些不需要數字化。二是做好數字化時掃描參數的優化設置。掃描系統掃描參數的選擇和確定對掃描數字影像質量有較大影響,其中掃描分辨率直接關系到掃描文件的清晰度和還原效果。選擇分辨率時應根據實際需要綜合考慮,包括掃描文件的可閱讀性、存儲空間、輸出打印質量等。三是做好檔案數字化的全程控制。在檔案數字化過程中,要注重的質量檢查,加強數據的質量控制。
3.3開展檔案數字化問題的研究,及時解決數字化進程中的疑難問題
農業科技檔案數字化是檔案工作領域的新事物,不可避免地會遇到一些新情況、新問題。比如,數字化檔案信息壓縮及存儲的關鍵技術問題;業務形態與現有技術手段相抵觸問題;數字化檔案信息安全、保密技術問題;數字化檔案信息的訪問形式與安全控制問題;數字化檔案信息知識產權問題;數字化檔案信息的法律地位問題。針對這些新情況、新問題,應在抓檔案原件數字化工作的同時,組織力量開展檔案數字化問題的研究,及時解決工作中的一些業務問題和相關技術性問題,同時澄清和統一思想認識,確保農業科技檔案數字化工作的順利開展。
數字農業論文:數字化在農業經濟管理中的可行性
一、農業經濟管理信息化過程中存在的問題
1.農業信息無法滿足不同受眾的多種需要。
不同的農業信息產品的使用者,他們對農業信息內容的性、及時性和質量要求都不一樣,因此農業信息產品的提供者也必須根據受眾不同的需要提供多樣化的信息產品,從而滿足不同層次以及不同水平的信息接受者的要求。然而目前,我國農業信息網站能夠提供的農業信息大多是一些新聞時政和農業科技類信息,以及轉載其它網站的信息,市場前瞻性和綜合分析能力不強,關于地方農業經濟的信息較少,不能體現區域經濟特色,無法為大部分信息接受者提供滿意的信息服務。
2.農業信息基礎工作水平低。
由于我國農業信息化是近幾年才受到關注并逐漸發展起來的新工作,作為一個新生事物,我國農業系統的信息基礎工作水平低,缺乏專門的信息技術人才來提供技術服務,特別是既深入了解農業知識又能熟練掌握信息技術的復合型人才十分匱乏。調查顯示,現服務于我國縣、市兩級基層單位中,從事農業農村信息工作的人員,大部分都不具有計算機網絡相關專業本??茖W歷,很多都是從農業類專業畢業后通過計算機網絡知識的相關培訓而轉到農業農村信息化建設工作崗位上的。由于缺乏具有專門的計算機知識的技術性人才,從事農業信息工作的人員只能從事一些初級的信息資源采集和工作,對一些農業信息還不能進行深度開發,使大量信息資源得不到利用,嚴重影響了農業農村信息化的步伐。
3.農民的農業信息化能力不強。
農民的文化素質相對較低,再加上農村經濟社會發展相對滯后,使得農民對新事物的接受能力弱,農業信息意識和利用農業信息的能力較差。此外,很多農民在農業信息化的過程中沒有接受專業的信息化培訓,計算機水平較低,無法有效依靠網絡獲取和農業信息。這在一定程度上限制了農業信息技術的應用和發展,阻礙了我國農村農業經濟發展網絡信息平臺的構建,對我國信息化在農村經濟管理的應用與發展造成嚴重影響。
二、加強農業經濟信息化管理的具體措施
1.加大政府扶持力度。
首先,各級政府要把推進農業信息化建設作為農業農村經濟工作的重點,切實做到領導到位、措施到位、資金到位。各相關負責部門要密切配合,盡職盡責,共同推進農業信息化建設。各級政府應從建設社會主義新農村的戰略高度出發,深刻認識承擔的農業信息化建設投資主渠道的職責。同時,政府要在政策、人員、資金等方面加大工作力度,為農業信息化體系建設提供充足的政策、人員和資金保障。其次,各級政府必須盡快制定一套健全完善的惠農政策,提供政策扶持,確保農業經濟的健康發展。要加強對農業信息化相關政策的研究,學習發達國家的成功經驗,研究和制定符合我國特殊情況的農業信息化政策支持體系,使農業信息化工作有法可依。調整我國利益分配格局,加大對農業的資金投入,政府還要組建專門的監督隊伍,加強對資金使用情況的監管,確保資金使用到位,防止因建設不當等原因而造成資金浪費的情況發生,嚴厲杜絕貪污腐敗現象的滋生。
2.加強農業經濟信息網站建設。
農業信息網站的工作人員要根據農業、農村、農民的信息需求,加強高質量農業信息資料的收集與整理,優化農業信息資源的交流與整合。根據農業信息資源接受者的不同,對信息進行有針對性的分類和處理,從而既能保障農業信息資源的完整、和實效,又能滿足不同接受者的信息需要。此外,還要進一步建立健全農業信息網站信息的交流與制度,加強農業信息資源的共享,提升信息的使用效率。
3.加強對農民與工作人員的培訓。
農業經濟管理的信息化,歸根到底是農民經濟管理的信息化,農村是農業信息化建設的主體。農民的信息化水平的高低直接影響并決定著農業信息化實施程度的高低。因此,要提高農業信息化水平,從根本上說必須加強對農民信息意識和信息知識的培訓,采用多種方式來充實農民的農業知識,普及計算機相關知識,提高農民對農業信息的使用能力。此外,還必須對農業信息化工作人員進行專門培訓,通過網站知識推廣和遠程教育培訓等方式提高信息服務人員的素質和能力,提升信息人員的業務水平,從而建立一只專門的的農業信息服務隊伍,充分發揮其在信息化建設中的重要作用。此外,還可以制定又會政策吸引信息專業知識的人才參與到農村的信息化的建設中來,高素質、高技能的專業化信息人才是農業信息化建設的有力保障。
4.加強農業信息網絡與傳統媒體的合作。
盡管信息網絡在資料的收集、處理、分析和存儲方面具有無與倫比的優勢,它以其強大的交互功能,擺脫了時間和空間的限制,能夠有效地進行信息傳播和資源共享。但是我們也應該看到,目前農民網絡的覆蓋率還比較低,而傳統媒體也以其覆蓋面廣、形式直觀、傳播迅速的優點依然贏得大部分農民的堅定支持,現如今電視和廣播等傳統傳播方式依然是農民獲取農業信息的主要方式。因此,要做好農業信息服務,還必須加強與傳統媒體的合作,讓網絡媒體和傳統媒體在農村信息服務中進行優勢互補,從而提高農業信息服務水平。
作者:何亞玲 單位:宣威市來賓鎮農業綜合服務中心
數字農業論文:數字化技術農業機械設計應用
摘要:
隨著數字化進程的加快,機械設計方面摒棄了傳統的圖紙設計模式,應用數字技術,利用CAD軟件進行機械制圖,既提高了設計效率,也節省了成本。本文主要探討數字化技術在農業機械設計中的應用。這對我國農業發展具有十分重要的意義。
關鍵詞:
數字化;機械設計技術;農業機械
目前,我國各大企業之間的競爭越來越激烈。各企業想要在如此激烈的競爭市場中占有一席之地,必須要不斷提高自身產品的功能、性質以及質量等,特別是一些新型機械的使用,一定要做好售后問題。當下正是信息時代,企業可以充分利用信息技術解決好所遇到的問題。結合機械設計中數字化技術的應用,本文探討在農業生產活動中應用數字化設計技術的優勢。
1數字化機械設計技術
數字化機械設計技術是指將計算機技術應用于機械產品設計領域,通過基于產品描述的數字化平臺,建立數字化產品模型,并將其應用到產品開發過程中,以達到減少或避免使用實物模型的一種產品開發技術。它更加注重加強機械的生存率,不同程度上節省了資源,提高了生產效率和生產質量。
2數字化設計技術應用的特點
2.1產品定義模型的統一
在傳統設計技術應用過程中,同一類產品有時也需要采用不同的設計模式,無疑加大了設計技術的難度。同時,在轉換各模塊過程中,也容易丟失一些數據。應用數字化設計技術,則可以解決這個問題。數字化設計不但是一種單一形式的數字化產品模式,而且也是一種基礎設計。數字化設計技術可以結合每個模式的特征,不斷完善自身的不足。
2.2并行設計的實現
設計產品中,應該根據產品的設計要求,每個小組可以負責產品設計中的一部分,最終組合成一個完整的數字化設計模型。這樣既可以提高工作效率,也能保障產品的質量。
2.3不依賴實物模型
數字化設計技術需要運用計算機進行模擬計算和仿真技術。在這個過程中,它將一些設計不合理、不科學的因素去掉,從而制造出一個實物模型。應用數字化設計技術不但可以節省設計成本,而且也能大大提高設計效率。
3研究現代數字設計技術的發展趨勢
在我國與開發設計有關的理論中,通常包括著大量的論述。其中,Beitz和Pah1是最有影響力的兩個理論。在這方面的理論中,他們指出機械設計包括的四個階段,分別是設計任務、設計概念、設計技術、設計作業。這四個階段循序漸進,緊密相關、缺一不可。華東理工大學周慧君教授將這四個階段細致劃分成規劃、設計方案、具體設計、改進設備四個階段。結合上述內容可見,國外注重產品的概念性設計,而我國注重產品的結構形式設計。簡單來講,其他國家更多是追求設計構造,而我國則是注重從產品使用中可能會遇到的問題出發展開設計。因此,我國更加重視產品的實用性。我國與國外在機械設計本質上可能有不同之處,但在開發機械設計上都是結合計算機輔助設計軟件CAD展開的一系列設計和改造。CAD技術研發出來后,被廣泛應用于我國的各行各業,解決了很多工作者在工作中無法解決的問題。不但提高了工作效率,而且也節省了材料成本,節省了人力資源,并進一步促使機械設計應用更為廣泛。
4農業機械設計過程中數字化設計的實際應用
4.1應用虛擬技術
在農業生產活動中應用數字化設計技術,不但可以滿足農業機械設計的多方面需求,而且也能加強農業生產活動的工作效率。數字化設計技術中的虛擬技術,也就是運用計算機圖形系統、形式多樣的控制設備、計算機三維設計技術等,使設計圖像更加形象和逼真。在農業機械設計中,應用虛擬圖像技術,既可以完善傳統設計中的不足,也能設計一些復雜多變的結構部位。另外,運用聲音定位系統和虛擬圖像技術,也能使農業機械設計更加簡單化。因此,在農業機械設計過程中,要充分利用虛擬技術,簡單模擬機械運動的各個過程,完整分析相應的力學系統,從而確保設計的可行性。
4.2實現產品設計和產品制造的協同
產品設計與產品制造之間有著密切的聯系。在現代農業機械設計過程中,充分利用數字化設計技術,可以保障產品設計與產品制造之間的協同性。結合計算機虛擬技術加強農業機械設計技能技術,并結合相應的協同理念,在設計農業機械中有效減少設計成本、縮短設計周期、提高設計的工作質量,同時優化和整合設計方案??梢?,確保農業機械設計與制造之間的協同性,加強設計結構的性、科學性,可有效解決傳統農業機械設計一直解決不了的問題。
4.3注重創新型設計
從農業機械設計層面上講,必須要重視創新設計。在農業機械設計過程中,要充分運用數字化技術,加強設計的合理性、有效性。但是,也應該注意,設計中也會涌現出很多新問題。要及時解決好這些問題,就必須要將“創新性”貫穿于設計的始終。在應用新技術過程中,要重視創新設計理念,運用數字化設計技術,改進優化新技術,并結合創新性設計理論,進一步推進農業機械設計技術的可持續發展。
5結語
隨著機械生產更新速度的加快,數字化技術在人們生活中所發揮的作用越來越大,應用領域范圍也越來越廣泛,成為日常生活不可缺少的一部分。但是,對于機械設計來講,在數字化技術應用下,現代機械設計可以通過利用各種新型的技術和軟件進行大量的生產和修整,不但提高了生產效率,而且也確保了生產質量,完善了傳統機械設計中的不足。
作者:毛暖思 單位:廣東省海洋工程職業技術學校
數字農業論文:數字時代農業科技檔案信息利用
摘要
數字時代背景下,農業科技檔案作為農業科技創新的重要信息資源,如何對其進行有效的開發和利用,是當下亟需探討的問題。本文首先描述了數字時代背景下農業科技檔案信息資源開發利用的意義;其次對當前農業科技檔案開發利用存在的問題進行了的分析;針對相關問題,提出了加強農業科技檔案信息資源開發利用的對策。
關鍵詞
數字時代;農業科技檔案;信息資源;開發利用
為推進我國農村發展,使農村跟上城市發展的節奏,解決城鄉二元結構問題,農業科技創新逐漸成為新農村建設的重要工作。數字時代背景下,我國農業信息化服務體系建設逐漸進入新階段,農業科技檔案作為農業科技創新的重要信息資源,在農業科技創新的進程中,相關部門對農業科技檔案信息資源的需求也不斷提升。如何對其進行有效的開發和利用,提升農業科技檔案相關服務的質量和效率,是當下亟需探討的問題,對于農業信息化建設、現代農業發展有著重要的意義。
一、開發農業科技檔案信息資源的意義
農業科技檔案是對農業科研活動的原始記錄,是農業科技信息的重要載體,其中包括農、林、牧、漁、水利、氣象、土地等涉農各業在生產、經營等活動中直接形成的應歸檔保存的具有一定查閱價值的文字、聲像、電子等資料。農業科技檔案是一種特殊信息資源,其原始性特征使其在農業科研活動中具有不可替代的重要作用。由于農業科技檔案信息資源的價值是持續的,因而對其開發與利用也是持續的。數字時代背景下,為推進我國農村發展,農業科技創新逐漸成為新農村建設的重要工作,我國農業信息化服務體系建設也逐漸進入了新階段,農業科技檔案作為農業科技創新的重要信息資源,在農業科技創新的進程中,相關部門對農業科技檔案信息資源的需求也不斷提升。為對其進行充分的利用,就需要進一步拓展農業科技檔案信息資源的價值,只有這樣才能提高農業科技檔案管理工作的效益,將更多的農業科技檔案信息資源轉化為科研成果,促進農業科研院所科技發展水平的提高,從而促進農業生產力的進一步提升[1]31。
二、當前農業科技檔案開發利用工作中存在的主要問題
雖然相關部門越來越重視農業科技檔案信息資源的開發和利用,然而在實際的操作中,還存在許多不足,主要問題如下。
1.農業科技檔案管理方法缺乏規范性。
隨著我國對農業科技研發方面的重視,培養了大量的農業科技人才,農業科技成果也不斷增多。然而,對于這些農業科技成果的收集歸檔,卻由于管理方法不夠科學合理,導致相關部門對于農業科技檔案的收集、鑒定、分類、編目、歸檔等工作存在程序、步驟不規范的問題。這使得農業科技檔案的完整性受到影響,難以很好地進行查考利用[2]17。
2.檔案管理人員的專業意識薄弱。
農業科技檔案成果往往就是一些文字、數據、影像等資料,里面的內容往往具有較強的專業性,內容枯燥,專業以外的人員往往無法認識到其中價值。目前,一些農業科技檔案管理人員對于農業科技研究成果的重要性缺乏認識,檔案管理的專業意識薄弱,在整理和管理的過程中,由于缺乏專業知識和專業態度,導致一些科技項目檔案資料不齊全,無法很好地體現科技項目的全過程和具體成果。甚至有的農業科技檔案管理人員將在工作中積累的有價值的科技檔案資料據為己有,不愿移交歸檔,致使部分檔案資料流失。
3.檔案信息服務水平低,檔案信息安全保障體系不健全。
數字時代背景下,信息技術發展迅速,已逐漸滲入了各個領域,在檔案管理方面,越來越多的圖書館、檔案管理服務企業都開始進行數字化改革,將內部保存的信息資源進行數字化處理,使更多的用戶能夠通過網絡查閱和下載,使一個信息資源能夠同時給許多不同的人查閱。然而,目前我國農業科技檔案管理的信息服務水平相對低,沒有跟上現實需求,農業科技檔案的檢索速度慢,且存在率不高的問題。此外,我國農業科技檔案管理還存在安全保障體系不健全的問題,對于不同保密級別的農業科技檔案沒有進行區別對待,造成科技檔案信息泄密事件時有發生[3]67。
4.檔案信息資源開發不足,開發利用手段和方法落后。
我國農業科技檔案開發利用的不足不僅僅體現在管理和利用上,還體現在開發方面。目前,我國對于農業科技檔案的信息采集主要還是人工采集,僅在編寫目錄時才用到計算機的一些基本功能,檔案的編研工作更是進行得較少,這非常不利于科技成果的推廣轉化。
三、數字時代背景下加強農業科技檔案信息資源開發利用的對策
1.保障農業科技檔案的質量和完整性。
農業科技檔案的質量和完整性可以說是農業科技檔案信息資源開發利用的物質基礎。農業科研院所應嚴格依據《檔案法》、《科學技術檔案工作條例》等有關法律法規,結合單位實際情況,保障農業科技檔案的質量和完整性,做到“三納入”?!叭{入”即要將農業科技檔案的收集、整理、歸檔等管理過程納入農業科研的最初的工作計劃中,只有這樣,才能實現檔案管理與布置科研任務同步,保障整個農業科研都做好記錄和資料的保存;要將農業科技檔案的收集、整理、歸檔等管理過程納入農業科研的工作程序中,只有這樣,才能保障農業科技檔案管理與檢查科研活動進度同步,從而推進農業科技檔案收集、整理、歸檔等管理過程的規范化;要將農業科技檔案的收集、整理、歸檔等管理過程納入有關部門和有關人員的職責范圍,只有這樣,才能夠做到農業科技檔案管理與科技人員考核獎懲同步,實現權責分明,有責可追,保障農業科技檔案的質量,維護科技檔案的完整性和安全性[4]91。
2.提高農業科技檔案管理人員的素養。
農業科技檔案管理人員的素質是農業科技檔案開發利用的關鍵。而農業科技檔案管理人員的素質的提升是多方面的。首先,相關部門要加強農業科技檔案信息作用的宣傳教育,讓農業科技檔案管理人員認識到農業科技檔案的重要價值,只有這樣,才能使農業科技檔案管理人員真正認識到自身所承載的責任和義務,從而提高農業科技檔案管理人員對農業科技檔案信息資源開發利用的重視程度。其次,相關部門應定期組織技檔案管理人員開展專業培訓,提升農業科技檔案管理人員的科技檔案業務知識儲備,進一步了解自身的權責,提升自身的專業技能的應用能力,做好農業科技檔案的管理工作,保障農業科技檔案的完整性和安全性,對于需要進行保密的農業科技檔案,也要嚴格做好保密工作。與此同時,農業科技檔案管理人員還要熟悉農業科學研究的基本過程和程序,抓住關鍵階段、重要環節,只有這樣,才能增強農業科技檔案管理人員與農業科研人員的互動性,做好農業科技檔案的收集、整理、鑒定等工作,為農業科技檔案的再利用做好準備。此外,相關部門還要順應數字時代的需求,定期開展計算機應用的相關培訓,提升農業科技檔案管理人員的計算機應用水平,加強農業科技檔案的統計工作,同時為農業科技檔案管理的數字化轉型打好基礎。
3.加強檔案信息安全保障工作,注重保密和知識產權保護。
數字時代背景下,隨著科技體制改革和科研手段的現代化進程的推進,農業科研工作呈現出了課題協作多樣化、學術交流多元化、情報交流網絡化的發展趨勢,這雖然促進了我國農業科技檔案信息的交流和科技成果推廣,但同時也大大提升了農業科技檔案信息的保密工作的難度。我國相關部門要理清農業科技檔案開發利用與保密的關系,對于鼓勵推廣的農業科技檔案信息,要充分利用網絡平臺、信息技術,加強推廣。對于要求嚴格保密的農業科技檔案信息,嚴格依據《科學技術保密條例》《專利法》等相關法律法規,做好保密工作,對于泄密的農業科技檔案管理工作人員依法進行懲處。與此同時,我國相關部門也要調撥專業技術人員,構建農業科技檔案信息管理系統,依據農業發展不同階段對科技信息的不同層次的需要,進行不同程度的加密,實現農業科技檔案信息的推廣與農業科技檔案信息的知識產權保護的同步推進。
4.加強信息開發,提高服務水平。
明確服務方向,端正服務態度,數字時代背景下,農業科技檔案工作要面向現代化,就必須樹立信息觀念、強化效益觀念,農業科技檔案管理部門要徹底轉變傳統的重保管、輕利用的服務理念和被動的服務方式,主動與農業科研部門開展合作,深入農業科研一線,主動了解新時期的農業科研工作的現實需求,明確服務方向。并在此基礎上改進農業科技檔案管理方法,提升農業科技檔案的信息服務效率,調整農業科技檔案信息收集的重點內容,提升農業科技檔案信息的實用性[5]64。深化檔案信息資源開發,拓寬工作領域。在明確服務方向,端正服務態度的基礎上,農業科技檔案管理部門要緊跟現實需求、充分利用信息技術,深化檔案信息資源開發,主動拓寬工作領域。首先,農業科技檔案管理部門要做好準備工作,跟隨農科院的農業科研成果示范推廣、科技下鄉等活動進入一線,開展科技宣傳、信息咨詢等服務,一方面進一步發揮農業科技檔案信息的作用,普及農業科技知識;另一方面深入了解農業科研工作對于檔案信息的實際需求。對于一些值得宣傳的農業科技檔案信息,可以通過各類農業信息服務平臺進行傳播,實現農業信息化帶動農業現代化。其次,農業科技檔案管理部門要加強信息采集、整理工作,充分借助信息技術和網絡平臺,進行檔案信息的深度加工,對一些重要的符合農業科研工作的現實需求的農業科技檔案信息資源進行數字化處理,同時結合現實需求,構建科技成果數據庫、農產品質量安全標準數據庫等專題數據庫,編制農業科技檔案檢索工具,方便農業科研工作人員進行查詢檢索。此外,農業科技檔案管理部門還要利用信息技術,對農業科技檔案信息資源進行統計分析等處理,提升農業科技檔案信息資源的系統性,使農業科研部門能夠很好地了解當前我國的農業科研狀況,避免一些課題產生重復性的問題,減少國家農業科研資源的浪費。農業科技檔案管理部門還要發揮農業科技學術交流的紐帶功能,積極開辦科技教育、信息交流等相關活動,這樣一方面能夠推進農業科技檔案信息的共享,促進各相關部門互通有無,促進農業科技檔案信息的開放和利用。另一方面還可以推進農業科技檔案管理部門與其他相關部門的合作,拓寬農業科技檔案管理部門的資金來源,從而為農業科技檔案管理部門的信息化改革提供充足的資金支持。建立農業科技檔案信息開發利用反饋制度。通過反饋信息,總結農業科技檔案的開發與利用工作的經驗教訓,對于不足之處及時調整改進,使我國農業科技檔案管理工作更加符合現代農業發展的需要。數字時代背景下,農業科技檔案信息資源開發利用對于推進農業現代化有著重要的意義,本文基于農業科技檔案管理方法缺乏規范性、檔案管理人員的專業意識薄弱、檔案信息服務水平低等相關問題,提出了保障農業科技檔案的質量和完整性、提高農業科技檔案管理人員的素養、加強檔案信息安全保障工作等對策建議。
作者:陳茜茜 單位:南通市農業科技檔案館
數字農業論文:數字農業:顛覆傳統耕作方式
長久以來,農業生產更多的是依靠人的經驗進行,由于農業生產環境不能按人的要求而改變,對農業的生產全程進行實時精準監控,實現化的生產,在十幾年前還是一個夢想。如今,在北京昌平現代農業科技園建立的2500畝精準農業示范基地里,一群來自國家農業信息化工程技術研究中心的農業科研人員正在利用現代信息技術將這一夢想變為現實。
——信息技術改造傳統農業
利用先進的信息采集系統將一片土地的土壤類型、肥力等土壤信息,降雨、日照等氣象信息,以及農業生產動態等信息收集起來,利用信息分析系統將這些信息進行綜合分析處理,決定耕作的種類、方式,在生產過程中使用具有變量施肥、噴藥功能的農用機械根據不同地塊的情況進行精耕細作,從而有效提高產出、節約投入、減少環境污染———在位于北京市海淀區的國家農業信息化工程技術研究中心,中心精準農業工程技術部主任孟志軍為記者描繪了這樣一幅與傳統農業截然不同的圖景,這就是精準農業。
隨著信息時代的來臨,信息技術的飛速發展改變了人類的生活,這一技術在農業上的應用改變了幾千年來傳統農業的生產方式,翻開了農業發展的嶄新一頁?;凇?s”技術即遙感技術(rs)、地理信息系統(gis)、全球定位系統(gps)在農業中的應用,20世紀90年代中期以來,精準農業在美國、日本等發達國家中的實驗研究與實踐有了快速的發展,被譽為“信息時代作物生產管理技術思想的革命”。
承擔這一項目的是一支年輕的隊伍,平均年齡33歲,70%具有博士學位,多是有著農學與計算機專業背景的復合型人才,短短的五年時間,項目的研發已經有了實質性進展,他們開發出了收集信息的農田地理信息系統、分析信息的變量農業處方圖系統、能進行全自動化操作的變量施肥機、變量噴藥機等,目前他們正在打造一個更大的具有綜合分析功能的平臺系統。
——打造“數字農業”技術體系
事實上,精準農業也好、專家系統也好,還有設施農業、虛擬農業等等,這些基于現代信息技術的農業技術系統,都有一個共同的名字———“數字農業”。
“數字農業”是利用信息技術促進農業、農村可持續發展,建設現代化農業重要的科學支撐技術?!皵底洲r業”的內容主要包括農業要素、農業過程及農業管理的數字信息化。
“數字農業”是農業信息化的核心,也是農業信息化的具體表現形式。
“數字農業”正在使人們對科學利用農業資源潛力的認識和作物生產管理觀念產生深刻的變革,促進農業科技界突破傳統的以單學科研究為主的工作方式,通過多學科的融合和協調,將多種科技成果組裝集成,直接為農業生產的持續發展服務。
——以國產化與社會化為目標
“數字農業”是一個具有挑戰性的國家目標。幾乎所有現存的技術基礎,目前都還不足以支撐這樣一個戰略目標的實現?!皵底洲r業”在國內的發展,一方面是將其作為開展農業高新技術研究的重要方向,另一方面是通過“數字農業”技術體系的研究,從中分解出一系列適用新技術,進行國產化和社會化推廣。
作為“數字農業”的核心之一,精準農業的發展正面臨著令人振奮的前景。從精準農業示范基地的實施情況看,這一技術可以廣泛應用于小麥、玉米等大田作物,對品質要求高的經濟作物如煙葉、茶葉等效果也非常明顯,可以有效提高產出率,節約肥料使用率,提高產品質量。
然而同所有引進的技術一樣,精準農業面臨成本過高以及如何本土化的問題,目前基地使用的全球定位系統和聯合收割機等設備都由國外進口,價格高達100多萬元人民幣,只有實現國產化,其成本才能大幅降低,所以,今后精準農業要在關鍵技術上進行自主知識產權的研發和儲備,建立的國產化的精準農業信息采集、分析以及應用體系。
孟志軍介紹說,目前中心正在與黑龍江農墾總局、上海郊區的現代農業園區合作進行國產化試驗,以目前研發的情況看,精準農業技術的國產化在3、5年之內就可以達到。這意味著被普遍質疑的實施精準農業成本過高的問題會得以解決,進行社會化生產成為可能。
從精準農業的特點來說,一家一戶來使用它并不現實,從技術上,它的潛力巨大,一套系統可以服務于幾萬畝甚至數十萬畝的農地。在國產化成本大幅降低之后,精準農業的推廣重點將會放在建立社會化的服務體系上,面向一個鄉鎮、一個縣,甚至一個省(區),在大的地區內建立一套這樣的技術設備體系,再以社會化服務的方式為農戶服務。
要保障21世紀我國16億人口的食品安全,關鍵在于推動農業科學技術的發展,要進行一次新的技術革命,使傳統農業向現代農業轉變,粗放經營向集約經營轉變?!皵底洲r業”的發展無疑會發揮重大作用。我們期待著“數字農業”會帶來更多更大的驚喜。
數字農業論文:論河北農業大學圖書館數字資源利用及探析
關鍵詞:高校圖書館;數字資源;數字化建設
摘要:本文探討了如何改善我校圖書館數字資源利用現狀,分析了我校圖書館數字資源使用率低的原因,進而提出提高數字資源使用率的對策。
隨著信息技術的飛速發展和普及,數字信息資源在圖書館文獻資源體系中的比重和地位越來越高。許多大中型圖書館日益重視數字化資源建設.尤其是各大高校圖書館更是把數字化資源建設視為圖書館今后發展的重點。我校圖書館也尤為重視數字化建設,圖書館館藏中的數字資源在迅猛增長。數字資源具有信息海量存儲、檢索快、查找方便、節約空間、及時性強、可多人閱讀、存取方便等諸多優點,越來越贏得廣大師生的青睞。但同時有些數據庫的實際使用情況卻不容樂觀,利用率也不盡人意。
1我館數字資源利用現狀
1.1我館引進數字資源現狀
圖書館的數字資源是指凡是圖書館購買、租用、受贈和自建的.擁有磁、光介質或網絡使用權的數字形態的文獻資源。我校已購買的數字資源中包括超星電子圖書數據庫、方正Apabi電子圖書、中國期刊全文數據庫、中國碩士學位論文全文數據庫、中國博士學位論文全文數據庫、人大復印資料數據庫、中經專網數據庫:外文數據庫包括CABI、Agris、Agri.cola三大農業外文文摘數據庫、Agricola全文數據庫、美星外文電子圖書、國道數據庫等。
1.2我校讀者數字資源利用現狀
為了了解我校數字資源利用率問題,筆者對我校保定東西兩校區學生做了抽樣調查。調查內容包括:是否經常登陸圖書館網頁,是否經常使用圖書館的數字資源,在學校里查找網上文獻資源是否方便,自己在檢索網上文獻資源方面的能力如何等問題。結果顯示有23%經常訪問圖書館網頁,12%經常使用本館數字資源,18%了解圖書館館藏的數字資源,17%認為在學校查網上文獻資源方便,14%認為檢索網上資源的能力很好。分析調查結果發現,即便是經常來圖書館學習的人對館藏的數字資源也不甚了解,更談不上利用了,總體說來,我館數字資源利用率較低。
2我館數字資源利用率低的原因
2.1數字資源本身的因素
數字資源呈離散狀態。從數據庫內容看,每種數據庫有各自的學科范圍,同時數據庫之間在內容上存在著一定的重復和交叉,這些因素導致用戶需了解每一種數據庫涵蓋的學科范圍。有些數據庫中與我校無關的專業內容占去了很大比重,用戶在檢索的時候檢索不到自己所需內容或檢出的相關內容很少,下次可能就不會選擇該庫檢索。
數據庫檢索界面的多樣性及檢索式構造的不統一?,F在每家公司的數據庫都有自己獨特的檢索界面。使用者必須熟悉每個數據庫檢索界面的特點,才能查找到需要的內容。雖然都可以刊名瀏覽、輸入檢索詞、選擇不同的檢索途徑檢索。但用戶面對形式各異的檢索界面仍覺得茫然。另外,每個數據庫中檢索技巧都不盡相同,這對使用者來說也造成了不必要的精力投入,也會對讀者的使用造成影響。不同的數據庫有著不同的編碼結構和表達方式。沒有統一的分類體系,每個數據庫使用的檢索技術和數據存放格式不同,導致各種數據庫以不同的檢索界面呈現給用戶。另外,不同的電子資源,由于出版廠家不一,閱讀格式不一,當閱讀不同的電子資源時。就需要下載不同的瀏覽器。因此,這些問題都導致用戶花費大量的時間去熟悉檢索系統。下載不同的瀏覽器,從而降低了數字資源的利用率。
2.2讀者因素
讀者信息意識比較淡薄,對圖書館的數字資源了解甚少。他們對數字資源的需求欲不高學生讀者大部分是面臨寫畢業論文的高年級學生.一、二年級學生相對較少。讀者文獻檢索能力的缺乏也限制了對數字資源的使用。面對浩瀚如海的數字資源.如果檢索方法不恰當,對檢索的結果不滿意,將會影響其進一步使用數字資源
2.3圖書館因素
圖書館經費不足導致圖書館軟硬件設備不能很好滿足讀者需求。如全文收錄率較低,造成讀者只能看見題錄或摘要而無法瀏覽全文,進而影響其使用率;服務器配置較低,導致服務性能降低、進而影響讀者使用;磁盤陣列空間不足嚴重影響數據的存儲等。本館數字資源訪問類型多樣,有本地鏡像和遠程訪問及兩種模式并行,因此圖書館的網絡環境也影響讀者對數據庫的訪問。圖書館對數字資源的宣傳、培訓不夠。圖書館購買了數據庫后,忽視了當代網絡環境下信息的獲取方式已發生的巨大變化,網上資源信息龐雜,沒能很好地宣傳、引導讀者使用,從而降低了數字資源的使用率
圖書館館員自身對數字資源的具體內容和使用方法不甚了解,導致在為讀者提供服務時工作不到位,影響讀者對數字資源的使用.進而大大降低了數字資源的使用率。
3提高我校數字資源使用率的具體措施
3.1加大數字資源經費投入,滿足數字資源建設需要
在數字信息資源有償使用、技術維護、設備更新、系統升級等方面,仍需要大量的經費支持。要使館藏數字資源豐富多樣,有力的吸引讀者,提高資源的使用率,就要加大圖書館經費投入。
在爭取經費的同時。圖書館要保障優先購買讀者最需要的高質量的數據庫,較大滿足學校學科建設和發展的需要。加強自主開發有特色的數字文獻庫,增加專業資料數字文獻庫,并增加其全文收錄率,滿足讀者的多方面需求。
圖書館自主開發或者購買相應的數據庫整合軟件,加強異購數據庫,會更便于讀者了解本館數字資源,選擇所需數據庫進行檢索,也方便讀者檢索。
3.2加大宣傳力度。提高讀者信息素養
調查顯示經常訪問圖書館主頁的不多,因此只是在圖書館主頁上作宣傳是不夠的,應多途徑進行宣傳。如:在學校主頁上增加數字資源的超鏈接;結合傳統宣傳方式,印制《圖書館電子資源及服務指南》在新生入學時與《新生入學指南》一起發給學生,也可以在《新生入學指南》中加上重點介紹圖書館電子資源及使用的內容,讓學生充分了解本館的數字資源.激發其使用欲,進而提高數字資源使用率。
將校文獻檢索課改為必選課,在一年級就開設,提高學生的檢索技能。我校雖已開設文檢課,但系公共選修課,有很大一部分學生沒有修該課,導致其檢索技能低,在使用本館數字資源時重重受阻。若改為必選課,學生入學后都學檢索技能,定會提高數字資源的利用率。
3.3加強讀者培訓咨詢工作,提高數字資源利用率
圖書館應積極對讀者進行相關知識和技術的培訓,根據讀者的文化水平、知識結構、上機能力和實際需要,定期或不定期地舉辦數字資源讀者培訓班。讀者咨詢,就是把關于數字圖書資源利用的知識、技能以及安全、文明、法制等內容做成超文本文件,放在圖書館主頁中,這樣使圖書館信息專家與圖書館讀者之間就有了一個不受時空限制的溝通平臺。通過這一平臺,可及時解答讀者提出的問題,從而提高圖書館數字資源的利用率。
3.4提高館員自身素質,加強讀者服務工作
通過參觀、學習、交流等形式拓寬館員視野,提高館員自身素質,鼓勵其學習各種新知識,不斷調整知識結構,掌握新技能,具備為讀者服務的新觀念,進而提高數字資源的使用率。
4結束語
在網絡環境下.我校圖書館應順應信息技術發展的需要,加快步伐,拓寬思路,重視和加強數字圖書館館藏資源建設和讀者服務體系的建設.不斷提高數字資源的利用率.這樣.數字圖書館的建設才能發揮其社會價值。我們必須明白:數據庫的購買,必須以讀者的需要和學校學科建設、發展的需要為基礎,才能擁有一定的用戶數,保障一定的利用率,否則,就是以低的價格參加集團購買,也是一種浪費,不能盲目跟進。數據庫購買以后,應該充分發揮圖書館館員的作用.加大數據庫宣傳和利用輔導的力度,以多種方式向讀者展示數據庫,較大程度利用數據庫,為教學科研服務。相信,隨著我校學術氛圍的日趨濃厚,數字資源利用環境的進一步改善,用戶信息能力和圖書館館員綜合素質的不斷提升,我校數字資源的利用率必將會有很大提高。
數字農業論文:試析數字農業空間管治信息質量指標研究
論文關鍵詞:數字城市 空間管治 空間準入 空間管制 質量指標
論文摘要:本文探討了數字農業空間管治信息質量指標。提出數字農業空間管治起源于農業發展中土地結構的更新改造,任何一項農業更新改造規劃與實施,都需要對更新項目進行空間準人審批和空間管制決策評價。基于對農業更新改造的評價,建立了空間準入評價與空間管制決策指標體系。通過分析影響數據質量的因素,構建數字農業空間管治質量指標體系。
1.前言
農業空間管治是強調控制和協調,對農業地域空間資源的計劃性配置的新理念川??缛?1世紀,國家正在建設信息高速公路、構筑數字農業。農業空間管治面臨著發展的機遇和挑戰。一方面,數字農業可為農業空間管治提供多元、分散、網絡型和多樣性的農業管理和控制決策支持信息流,利用數字農業信息高速公路網絡構建農業管治決策支持系統,實現科學化的決策。對現代農業這一規模龐大、結構復雜、功能綜合的自然與系統施行科學管理,對農業問題做出、地分析和評價,對農業未來發展進行科學、合理的推斷與預測,使其協調可持續發展,并對農業空間管治決策進行科學論證。另一方面,經濟的網絡化、全球化,使農業空間格局發生變化,農業構造單元的活動已不再局限于本物理空間。若不采取新的農業空間管治模式,即沒有數字化、網絡化信息平臺支持,農業空間管治就會失控失調。
農業空間管治是以農業空間資源分配為核心,將經濟、社會、生態等可持續發展,以及資本、土地、勞動力、技術、信息、知識等生產要素,在虛擬四維時空中的數字化實現。數字農業空間管治可為政府部門和非組織管治決策提供多要素、多層次、多時態的農業自然、生產、社會與經濟信息,使其能更好、更有效地實現農業空間管治目標。
數字農業空間管治信息是農業空間管治最基本和最重要的數據組成部分。農業空間管治所涉及的信息須按一定的標準和規范置于統一管理之下,使農業空間管治工作有一個規范標準化的高質量數據基礎。信息數據質量的好壞,直接影響著空間管治分析評價與決策結果的程度和空間管治目標的真正實現。對于農業空間管治,由于其操作對象具體,功能目標明確,應用范圍集中于農業區域,空間信息的尺度變化較大,數據質量對應用結果的影響非常明顯,在數據質量方面的要求也就更高。因此,在數字農業空間管治研究中,信息數據質量體系研究是一項十分重要的基礎研究工作。
2數字農業空間管治信息數據質量的影響因素
數字農業空間管治信息數據主要有圖形數據和屬性數據兩大類。圖形數據包括基礎數據和專題數據,如土地測量數據、地圖數據和遙感圖像數據等。這些數據的各種數據源都帶有一定的誤差因素,并將之引人數字農業空間管治信息管理的數據庫中。另外,數據源在時間精度(即現勢性)和數據空間范圍與數據內容方面,若不能滿足農業空間管治應用的需要,也會嚴重影響農業信息數據應用的質量。
數字農業空間管治信息數據的質量問題,實際上是伴隨著數據的采集、處理與應用過程而產生并表現出來的。及時個階段是空間管治信息數據的采集和保存;第二個階段是數字農業空間管治信息系統數據庫的建立,包括數字化、數據錄人和必要的數據轉換、數據處理;第三個階段則是在數字農業空間管治決策支持信息系統中對數據的操作、分析評價和決策。每一個階段都包含前一個階段所帶來的原有誤差,并增加了本階段所引人的新的誤差因素。因而,數據質量的影響因素可以數據獲取和應用過程的這三個階段為線索來考查。
(1)數字城市空間管治數據源影響數據質量的因素
數字農業空間管治的數據源,通常包括外業測量、勘丈、調查記錄的數字化數據、圖紙、圖像和文檔材料等。數字農業空間管治數據源的質量問題,包括這些數據源的采集和生成過程中產生的誤差,如測量中由測量方法、儀器及人員操作帶來的誤差,遙感的系統誤差及干擾誤差,文檔材料在社會調查和統計時產生的誤差,地圖本身固有的誤差(包括數學基礎的展繪、編繪、清繪、制圖綜合、地圖復制以及套色誤差),遙感解譯過程中產生的定位和分類誤差等等,以及數據源在保存過程中產生的誤差,如圖紙變形誤差等。
(2)數字農業空間管治決策支持數據庫建立中對數據質量產生影響的因素
根據目前的技術方法和設備條件限制,數字農業空間管治決策支持信息系統所采用的數據源,主要還是來自土地利用規劃圖、外業測量和調查、統計資料等。這類數據源,必須經過數字化和數據錄人以及二者之間的連接配準,也許還要經過一定的格式轉換,才能進人空間管治決策支持系統,成為數字農業空間管治決策支持信息系統數據庫中的原始數據。
這一部分數據質量問題,包括決策支持信息系統數據獲取、數字化和數據錄人以及數據格式轉換所引起的質量問題。影響這部分數據質量的因素主要在于數字化采集儀器的精度、數字化方法以及數字化操作精度、統計數據錄人中的差錯等。這類數據質量問題相對比較簡單,影響因素容易發現,可控制程度相對較高。
(3)數字農業空間管治分析和處理過程產生的數據質量問題
在數字農業空間管治評價和決策過程中,運用農業空間管治決策支持信息系統分析和處理,可能影響其數據質量問題的因素包括計算、拓撲、疊加。這一部分的數據質量問題,是由數字農業空間管治決策支持系統的分析和處理過程引人的問題比較復雜,影響因素較隱蔽,產生的誤差也比較難估計。
3數字農業空間管治信息的質量指標
3.1數字農業空間管治評價與決策指標體系
數字農業空間管治是一項起源于農業發展中土地結構的更新改造活動,促進農業可持續發展的工作。從任何一項農業更新改造規劃開始,到更新方案實施,農業空間管治都需要依據國家的各種法規對更新項目進行空間準人審批和空間管制決策評價。從規劃控制的系統結構來看,評價對農業更新改造有著十分重要的意義。
(1)農業空間管治評價類型與結構。根據農業空間管治評價對象和方法的不同,農業空間管治的評價可分為三種不同的類型:
現狀評價:分析和評價土地利用、農業生產結構和環境質量優劣程序,確定現狀綜合評定值。對現狀息信進行評價是農業更新規劃控制的起點。一方面,總體上根據現狀評價的結果在整個農業區劃范圍內界定更新的對象,排列土地結構更新的先后次序。另一方面,針對具體更新區域的不良因素進行罰分評價,為下一步制定更新目標提供充分的現狀信息。
空間準人評價:針對農業發展目標,評判農業更新改造項目對現狀的改進程度,確定更新方案的綜合評定值,是確立正確的土地利用規劃目標所依靠的有力手段,它不僅可以對單一的目標進行評價,以確定它是否符合農業區劃建設,社會、經濟、環境發展的原則和農業更新的實際需要,而且可以對多種土地利用方案和目標進行比較和挑選,從中選出最為合理的方案和目標。
空間管制評價:評價土地利用規劃目標的實現程度,確定更新后的綜合評定值,是對于更新以后的土地利用所進行的檢測。它一方面對前一階段的土地利用規劃目標進行檢驗,另一方面為下一步的土地利用規劃控制提供新的決策信息。
其評價體系主要由兩大部分構成,即評價指標體系和評價方法體系。指標體系是整個評價程序的框架和基礎,也是建立科學的評價方法的必要前提。因此,我們有必要建立一套較為完善的農業空間管治評價指標體系,使農業空間管治的評價在內容上趨于客觀和.在結構上趨于系統和嚴密,使得農業空間管治的決策更為科學和合理。
(2)農業空間管治評價指標體系的建立
影響因素分析:影響農業空間管治的因素很多,諸如國家對國土資源開發利用、耕地保護、建設社會主義新農村的農業政策,國家的經濟實力,農業的整體結構和功能,社會對土地利用規劃更新的期望值,以及更新區域的社會物質條件等等。其中,對農業空間管治具直接影響的因素是土地結構更新區域的物質和社會狀況,農業的社會物質條件所包含的內容極為豐富,既包括土地結構、建筑建造、農業基本設施、道路交通等,也包括社會組織、歷史文化、人文景觀、農民收人等經濟文化因素。它是土地結構更新地區農民生活質量和農業現代化的尺度和標志,也是農業土地結構更新評價指標的原始素材。因此,需要根據國家現行的各類相關法規和規程規范,綜合地考慮農業空間管治的各種影響因素,建立評價指標體系。評價指標體系:根據其不同內容將其分為兩大類。即空間準人評價體系和空間管制評價體系。
評價體系均以統一標準的位置(坐標)、高程、面積三種幾何物理量作為評價指標。無縫鑲嵌于數字農業空間管治信息分類體系中。圖1為空間準人評價指標體系之一:農業生產控制評價指標體系。
3. 2數字農業空間管治信息數據質量指標確定
數據質量指標是農業空間管治數據質量控制的重要依據。根據對數據誤差來源、性質、類型和大小以及產生的原因的分析。提出數據質量控制指標確定思路。
首先,數據質量是一個相對的概念,甚至衡量數據質量的標準也會隨具體應用的特點和要求而變化。其次,數據質量本身具有不確定性,除了可度量的空間和屬性誤差外,許多質量因素是很不明顯或是很難確定的。因此,數據質量問題中,有可以減小甚至消除的誤差,也有很難檢測和控制的因素。本文研究數字農業空間管治信息的數據質量控制,先僅針對其中可度量和可控制的質量問題而言,主要集中在數據源的信息采集、數字化處理和過程部分。數據質量不確定性另設專題研究。例如土地使用與管理單項空間管治數據質量指標確定,土地資源調查質量指標確定如圖2所示。
根據上述確定的空間管治信息質量分類指標,可將空間管治信息質量分類指標歸納統計于表1.
從表1可確定出數字農業空間管治各種信息質量需求及數據采集所適宜的必要精度、方法與等級。
4結語
數字農業空間管理新模式—空間管治決策支持所需動態地理空間信息的質量控制指標,為數字農業空間管治信息數據采集與處理的生產限差的確定提供了依據。隨著數字農業空間管治機制的實施和發展,數據量與信息種類都將不斷地升級換代,這項工作任重道遠。