数字化农业信息咨询决策集成平台的构建研究

来源 :石河子大学 | 被引量 : 8次 | 上传用户:hzau1
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数字农业是当代科学技术与农业生产、管理需求紧密结合的农业生产管理技术体系,包括了农业生产要素、过程和管理的数字化。本文针对兵团农业信息化发展进程中存在的信息数据分散孤立,系统研发环境独立、功能简单等问题开展了兵团农业“数字化信息咨询决策集成平台的构建研究”。本研究以信息技术为出发点,紧密结合兵团种植业生产流程和管理模式的实际状况,应用信息软件开发技术,研发适合兵团农业生产特点和各类农业用户使用的信息咨询决策功能集成的服务平台;通过对农业信息数据库管理系统研究,建立适宜兵团农业生产需求的农业数据共享管理平台;通过平台研究促进兵团数字农业网络集成化进程,对促进新疆兵团农业信息化发展具有一定的理论和实践意义。本文以兵团农业生产体系为研究对象;以兵团师、团、连三级管理模式、农业生产业务流程和农业生产用户的需求为分析对象;以农业数据为主线和基础,以满足用户需求为目标;采用系统分析和软件工程的研究方法围绕着兵团“数字化农业信息咨询决策集成平台”开展了以下研究内容:1.通过多种方式获取研究资料,进行平台分析。调研范围涉及兵团3个师局、20多个团场、200多个连队。在资料分类整理和汇总的基础上进行平台总体需求分析。从软件系统开发的角度对平台需求分析的性质、意义、目标和构成进行的解析。以面向对象技术的快速原型法的研究方法,采用包括图表、文字说明和专用的形式化语言等建模方法进行分析表述。建模思路自底向上、综合集成。2.基于平台的需求分析,完成了数字化农业信息咨询决策集成平台设计。平台设计遵循自上而下、先整体后个体的原则。平台总体模式为C/S与B/S集成;主体结构自下而上分为基础层、数据层、服务层、业务流程层、应用层和接入层;平台系统框架为一个后台服务管理系统、一个由农业资源信息数据库管理系统和农业模型库管理系统构成的农业信息数据共享平台、一个以主页形式提供信息咨询查询和辅助决策集成功能的服务平台。功能设计明确了平台主体的信息咨询查询和辅助决策分析功能。后台服务管理系统承担对平台用户、元数据、业务树、日志维护和管理功能;农业资源信息数据库管理子系统实现对文本数据、空间数据、属性数据和多媒体数据的管理功能;通过农业模型库管理子系统生成、控制和运行各类农业模型。按照行业通用规范明确了数据库对象命名、后台程序代码采用英文和拼音形式;根据平台业务功能将平台数据库划分为土地土壤数据库、气候气象数据库、大田作物品种数据库、病虫害数据库、模型数据库等几大类数据库群体,进行各资源数据库管理系统设计。设计和明确平台开发的软硬件环境。3.农业数据的获取和处理研究。平台中的数据获取途径包括遥感技术、GPS与地理信息系统技术、调查方法、统计报表。数据内容包括:各师局、农牧团场的地理分布、地形地貌等自然资源的文本信息和行政区划图;作物种植、土壤理化分析、气象预测预报和历年气象测报数据、灾害调查报表、生产计划、技术指南和手册等资料信息;3个师局行政区划内遥感影像图。依据科学数据共享工程技术标准中的分类原则思想,结合线和面分类法,设计建立兵团14个师局单位的大类编码、180多个团场的中类编码和农业资源信息分类小类编码及编码顺序的标准规范。依据数据标准规范整合处理调查数据,或者按照标准规范利用获取的原始资料进行平台数据生成。4.数字化农业信息咨询决策集成平台维护与管理实现。根据平台总体功能设计和系统框架,通过对新疆兵团农业生产管理模式、业务流程、业务内容、用户角色等在平台系统中的映射关系,对后台服务管理系统的各功能模块的维护数据库、元数据库管理与维护、业务树管理、用户数据库、日志管理数据库进行设计。实现了后台对平台用户个人管理、角色管理、权限管理和系统设置等功能模块。5.数字化农业信息咨询决策集成平台的数据共享管理平台构建研究。平台功能集成基于农业数据的共享和集成;根据农业数据特性和在平台中的作用,农业数据共享管理平台由农业资源数据库管理系统和模型库管理系统构成,分别对农业基础数据和农业模型进行分类、控制和运行管理;通过接口技术实现模型库、数据库和平台人机交互界面的数据调用和运行。根据农业资源属性和分类,结合平台功能优先建设目标,设计和实现了农田土地资源土壤信息、农业气象信息、作物资源、病虫害资源信息、文献信息资源的分类管理功能。根据农业模型应用特点,结合平台决策功能优先开发目标,将农业模型按照农业生产业务功能分为施肥模型、灌溉模型和病虫害模型(病害模型、虫害模型)等;采用面向对象法研究设计了模型库的数据存储结构、运行、管理和维护功能。实现了对施肥模型、灌溉模型、病虫害预警预测和报表模型的生成、管理、控制和运行。采用ADO.NET技术实现了模型库与数据库、人机交互界面的数据调用和数值输入输出接口。6.数字化农业信息咨询决策集成服务平台设计与实现。根据平台总体规划,设计了集成服务平台的主页功能区划、界面风格、用户登录和功能集成服务方式。平台决策系统为“人机交互、模型、数据”三部件模式。通过系统开发和软件集成技术,最终实现了网页式查询服务,为授权用户提供了兵团农业单位农业资源信息查询和多功能辅助决策分析服务。在决策功能集成中,实施了基于平台的C/S、B/S两种模式的施肥决策系统的集成方案;实现了基于平台的B/S模式的施肥推荐、棉铃虫预警预测、棉花滴灌决策系统集成。研究中提出的兵团农业信息分类和标准的初步设计方案对建立兵团农业资源信息编码体系建设具有参考意义;采用了模型库软件系统开发技术,结合农业模型的业务功能分类,设计研发的农业模型库管理系统在研究中少见文献报道;在数据共享、系统集成和功能集成方面的设计和构建研究少有文献公开报道;本研究为实现兵团农业数据共享和功能集成服务方面进行了理论探讨和实践研究。
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