基于多源異構(gòu)信息農(nóng)業(yè)的應(yīng)用與實(shí)現(xiàn)

0 引 言

我國是一個(gè)擁有 14 億人口的農(nóng)業(yè)大國和發(fā)展中國家，但 人均耕地面積不到世界平均水平的 40%，且中低產(chǎn)田占全部耕 地面積的 70% 以上。我國人口的持續(xù)剛性增長要求未來糧食 的生產(chǎn)能力必須達(dá)到年均增長 2.0%，而糧食播種面積不斷減 小、水資源日趨短缺和全球氣候變化造成災(zāi)害發(fā)生頻率提高等 問題使得糧食安全問題越來越突出。輔助決策系統(tǒng)最核心的 工作是數(shù)據(jù)集成，通過數(shù)據(jù)集成，可將決策系統(tǒng)中相關(guān)聯(lián)的、 分布的、多源異構(gòu)的數(shù)據(jù)集成在一起。 

1 集成多源異構(gòu)農(nóng)業(yè)信息數(shù)據(jù) 

農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)的多源異構(gòu)性由農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的特點(diǎn)決定，其本身 受各個(gè)方面因素的影響，如環(huán)境、物種、地區(qū)、氣候、人文、 時(shí)間等。從應(yīng)用角度分析，有手機(jī)、電話、信息機(jī)等服務(wù)終端。 多源異構(gòu)帶來的一系列問題對數(shù)據(jù)的集成與共享產(chǎn)生了一些消 極影響 [1]。本文提出了面向服務(wù)的多源異構(gòu)數(shù)據(jù)集成的想法， 建立數(shù)據(jù)共享平臺，運(yùn)用數(shù)據(jù)獨(dú)立性與實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)透明性，應(yīng) 用 XML 語法解決語義沖突問題，圖 1 所示為解決農(nóng)業(yè)多源異 構(gòu)數(shù)據(jù)問題的技術(shù)路線 [2]。

1.1 實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)獨(dú)立性 

數(shù)據(jù)獨(dú)立性確保了數(shù)據(jù)平臺與數(shù)據(jù)間的獨(dú)立性。例如， 當(dāng)系統(tǒng)中數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)發(fā)生變動時(shí)，共享平臺的數(shù)據(jù)不必做任 何修改 [3]。采用 XML 語法將程序與數(shù)據(jù)分開，使得二者之間 既可相互協(xié)調(diào)，又可獨(dú)立發(fā)展。 

1.2 解決語義沖突 

目前農(nóng)業(yè)信息系統(tǒng)及數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議相互之間的 標(biāo)準(zhǔn)都不一致。該數(shù)據(jù)共享系統(tǒng)使用 XML 語法，對系統(tǒng)語義 標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行規(guī)范，解決了不同系統(tǒng)及不同數(shù)據(jù)庫中的語義沖突問 題，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)共享系統(tǒng)內(nèi)所有數(shù)據(jù)的集成 [4]。 

1.3 實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)透明性

數(shù)據(jù)共享系統(tǒng)的基本用戶需求是多終端、多樣化。若某 個(gè)農(nóng)業(yè)信息系統(tǒng)與另一個(gè)農(nóng)業(yè)信息系統(tǒng)之間不能傳輸數(shù)據(jù)，那 么用戶就無法獲取這兩個(gè)系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分析和挖掘， 因此實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)透明化變得很重要 [5]。用戶不必關(guān)心數(shù)據(jù)從哪里 獲取，用何種規(guī)則分析和挖掘，只需通過數(shù)據(jù)共享系統(tǒng)就可 享有信息終端的服務(wù)。

 2 系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì) 

系統(tǒng)分別以 Oracle 和 SQL Server 作為 Client 和 Server 的數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，采用 Web Logic Server作為動態(tài) JSP引擎； 在 Linux 系統(tǒng)下使用 Visual C ++ 6.0 程序環(huán)境來設(shè)計(jì)模型、 搭建數(shù)據(jù)庫綜合管理系統(tǒng)。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)有很多影響因素，如空 氣濕度、環(huán)境溫度、生長環(huán)境等，使得農(nóng)業(yè)多源異構(gòu)發(fā)展緩慢。 農(nóng)業(yè)多源異構(gòu)不僅包括數(shù)據(jù)庫中表結(jié)構(gòu)的異構(gòu)，還有操作系 統(tǒng)的異構(gòu)。此外，由于應(yīng)用終端使用的設(shè)備不同，其內(nèi)部數(shù)據(jù) 采集、存儲、處理的方式亦不相同，使得數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)種 類變得多元化。在實(shí)際使用過程中，異構(gòu)數(shù)據(jù)應(yīng)用比同源數(shù)據(jù) 應(yīng)用的結(jié)果更為明顯。所以，數(shù)據(jù)多源異構(gòu)的核心問題是解 決信息在應(yīng)用層與業(yè)務(wù)邏輯層之間的傳輸。因此，多源異構(gòu)問題的解決對信息數(shù)據(jù)集成與共享來說尤其重要，面向 Web 服 務(wù)農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)集成與共享拓?fù)鋱D如圖 2 所示。 

（1）構(gòu)建統(tǒng)一的業(yè)務(wù)邏輯范疇，提高數(shù)據(jù)可靠性。利用 XML 語法解決每個(gè)數(shù)據(jù)庫中傳輸協(xié)議標(biāo)準(zhǔn) 不一致的問題，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息在此平臺下不 同數(shù)據(jù)庫之間的數(shù)據(jù)傳輸，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的 集成與共享，達(dá)到無縫鏈接的效果 [6]。 

（2）中心數(shù)據(jù)庫對用戶訪問來說是透明 的。通過創(chuàng)建一個(gè)中心數(shù)據(jù)庫認(rèn)證和存儲農(nóng) 業(yè)數(shù)據(jù)庫來解決一系列多元化的問題。在此 過程中，用戶無需考慮數(shù)據(jù)模型、數(shù)據(jù)庫管 理系統(tǒng)及應(yīng)用系統(tǒng)之間存在的異構(gòu)問題，只 需使用特定工具和具體規(guī)范來對其進(jìn)行檢 索，以獲取信息服務(wù)。 

（3）當(dāng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享和數(shù)據(jù)集成時(shí)，獨(dú)立性數(shù)據(jù)不僅提 供了平臺，還保證了其獨(dú)立性。當(dāng)數(shù)據(jù)庫中發(fā)生相關(guān)數(shù)據(jù)變 動時(shí)，所用平臺依然維持原來的架構(gòu)，不做任何變動；同時(shí)把 XML 元數(shù)據(jù)映射作為處理數(shù)據(jù)的緩沖站，用來中轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)，實(shí) 現(xiàn)數(shù)據(jù)和程序的分離，達(dá)到了兩全其美的效果，既有利于提 高共享平臺的可靠性，也有利于提高數(shù)據(jù)的真實(shí)度。 

3 面向用戶需求的數(shù)據(jù)服務(wù) 

數(shù)據(jù)集成主要用來服務(wù)用戶。數(shù)據(jù)服務(wù)可在數(shù)據(jù)共享和 描述的前提下，對互聯(lián)網(wǎng)、手機(jī)、語音、視頻等不同來源的數(shù) 據(jù)進(jìn)行集成和優(yōu)化，在季節(jié)時(shí)間、信息種類、品種周期時(shí)間、市場動向、產(chǎn)業(yè)、地區(qū)等多種不同的方向角度，為農(nóng)村用戶提 供網(wǎng)絡(luò)、視頻熱線等信息服務(wù) [7]。面向用戶的數(shù)據(jù)服務(wù)框圖如 圖 3 所示。

3.1 根據(jù)信息內(nèi)容提供應(yīng)用 

基于數(shù)據(jù)整合分析的規(guī)劃是依據(jù)信息內(nèi)容實(shí)現(xiàn)應(yīng)用，具 體來說是以農(nóng)業(yè)專有的品種類型作為應(yīng)用數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)，同時(shí)依 據(jù)所用對象，模擬設(shè)置出多種不同的信息屬性來滿足實(shí)際需求。 用戶可以依據(jù)季節(jié)時(shí)間、信息種類、品種周期時(shí)間等從多種不 同的角度來考慮，以便快捷地獲取所需信息內(nèi)容，所提供的服 務(wù)包括以下幾類 ： 

（1）技術(shù)信息服務(wù)：包括農(nóng)務(wù)農(nóng)作、病蟲防害、農(nóng)業(yè)時(shí)事、 農(nóng)作科技等多方面服務(wù)。技術(shù)信息服務(wù)的主要內(nèi)容是根據(jù)目前 服務(wù)區(qū)域的氣候、天氣變化和土壤等的不同數(shù)據(jù)對其進(jìn)行分析 與統(tǒng)計(jì)，以便給出有利于當(dāng)?shù)剞r(nóng)村經(jīng)濟(jì)、農(nóng)業(yè) 等相關(guān)方面的信息。 

（2）市場信息服務(wù)：包括各類媒體、市場 動向、物資容量等多方面服務(wù)。市場信息服務(wù) 可為用戶提供最新的市場動態(tài)，以便用戶及時(shí) 根據(jù)市場動向進(jìn)行加工和生產(chǎn)，進(jìn)而提高產(chǎn)品 的銷售額。 

（3）產(chǎn)業(yè)信息服務(wù)：包括產(chǎn)業(yè)概括、產(chǎn)業(yè) 動向、人員描述等各方面的內(nèi)容。產(chǎn)業(yè)服務(wù)主 要面向全省大宗交易行業(yè)，其中的大部分都有 相應(yīng)的農(nóng)產(chǎn)品市場。根據(jù)數(shù)據(jù)集成分析得出相 應(yīng)的服務(wù)信息，使農(nóng)業(yè)用戶及農(nóng)業(yè)相關(guān)部門的 發(fā)展方向更加明確 [8]。 

（4）地區(qū)信息服務(wù)：數(shù)據(jù)信息高效準(zhǔn)確， 因此，地區(qū)信息服務(wù)可方便用戶掌握當(dāng)?shù)氐霓r(nóng) 業(yè)科技、市場動態(tài)以及農(nóng)業(yè)相關(guān)媒體等多種數(shù) 據(jù)信息。 

（5）時(shí)效性信息服務(wù)：按日、周、月、季等時(shí)間段的不同，結(jié)合不同的方式實(shí)現(xiàn)時(shí)效性信息服務(wù)。 

3.2 根據(jù)服務(wù)終端提供應(yīng)用 

服務(wù)終端提供的應(yīng)用是為了適應(yīng)農(nóng)村不同階段用戶的需 求，通過采用互聯(lián)網(wǎng)、信息機(jī)、觸摸屏、通訊手機(jī)、雜志和 報(bào)刊等不同服務(wù)終端以不同的結(jié)合方式進(jìn)行數(shù)據(jù)服務(wù)，主要包 括以下幾種 ： 

（1）互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)信息服務(wù)。農(nóng)業(yè)網(wǎng)站借助信息更新快、內(nèi) 容量大、可遠(yuǎn)程交易、查詢便利等優(yōu)點(diǎn)成為當(dāng)今較為通用的 信息服務(wù)方式。同時(shí)還可利用互聯(lián)網(wǎng)向農(nóng)業(yè)科技人員、管理部 門、以及廣大農(nóng)業(yè)生產(chǎn)加工者發(fā)送市場動態(tài)、相關(guān)政策、科 學(xué)技術(shù)、物資供求、招商引資和農(nóng)產(chǎn)品等相關(guān)信息 [9]。 

（2）手機(jī)信息服務(wù)。手機(jī)以使用方式簡單方便、不受地 域限制、信息有效性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)成為當(dāng)今提供信息服務(wù)的主要 方式，能夠展示農(nóng)業(yè)特有產(chǎn)品、當(dāng)?shù)剞r(nóng)作物價(jià)格、勞務(wù)輸出以 及新型技術(shù)等信息內(nèi)容。 

（3）視頻點(diǎn)播服務(wù)。智能電視、4G 等新興信息服務(wù)可以 清晰地展示相應(yīng)的培訓(xùn)教程以及農(nóng)業(yè)產(chǎn)品技術(shù)，受到用戶一 致好評。

（4）語音信息服務(wù)。用戶既可依據(jù)自己所需獲取相應(yīng)的 語音數(shù)據(jù)信息，也可借助人工咨詢獲取信息服務(wù)，當(dāng)在數(shù)據(jù)庫 中查找不到相關(guān)內(nèi)容時(shí)，可依據(jù)服務(wù)人員豐富的知識和經(jīng)驗(yàn)享 受現(xiàn)場答疑服務(wù)。 

（5）信息機(jī)信息服務(wù)。信息機(jī)是一種高效、簡單、價(jià)格適 中的集典型電話網(wǎng)絡(luò)和互聯(lián)網(wǎng)為一體的終端信息服務(wù)產(chǎn)品，為 獲取綜合信息而設(shè)計(jì)，其主要任務(wù)包括瀏覽網(wǎng)頁、發(fā)布信息、 下載信息和定制信息。 

（6）觸摸屏信息服務(wù)。利用便捷的觸摸屏，無需借助外 部多余的硬件設(shè)備便可上網(wǎng)查閱，即使是中老年農(nóng)民用戶也能 在短期上手，同時(shí)也可直觀地進(jìn)行信息查閱、遠(yuǎn)程視頻、電話 語音以及在線更新等 [10]。 

（7）紙質(zhì)媒體傳播服務(wù)。雜志、報(bào)刊等傳統(tǒng)紙質(zhì)媒體具 有涉及面廣、發(fā)行量大、易于保存以及信息時(shí)效長等特點(diǎn)，所 以便于在農(nóng)村推廣。

4 結(jié) 語

本文使用 XML 技術(shù)對農(nóng)業(yè)多源信息的數(shù)據(jù)進(jìn)行融合， 使數(shù)據(jù)具體化、模型化，使得數(shù)據(jù)傳輸與整合問題得以有效 解決。利用農(nóng)業(yè)信息平臺獲取相關(guān)信息，使農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)利用率大 大提高，同時(shí)也對農(nóng)業(yè)多源異構(gòu)數(shù)據(jù)集成與融合產(chǎn)生了重大 影響，加快了現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)發(fā)展的步伐。