数字农业定义例1

一、充分认识实施“数字乡村”工程建设的重要意义

农业信息化是发展现代农业，建设社会主义新农村的重要推动力和突破口。实施“数字乡村”工程建设对推动农业信息化,促进农民增收和城乡协调发展，构建和谐社会，加快社会主义新农村建设具有十分重要的意义。

（一）实施“数字乡村”工程建设，是推进农业农村信息化的一项战略举措

实施“数字乡村”工程建设，是省委、省政府根据新时期“三农”工作新形势作出的一项重大决策，是全省信息化、数字化、电子政务和“数字云南”建设的重要内容，是针对新时期“三农”工作作出的一项战略举措。我县农业和农村信息化建设严重滞后，与发展现代农业和建设社会主义新农村的要求相比，还存在着信息设施落后、服务体系不健全、实际应用水平低、涉农信息资源分散、信息队伍建设不适应发展需要等突出问题，严重影响和制约了全县农业和农村经济的健康发展。因此，加强“数字乡村”工程建设，推进农业和农村信息化工作显得非常必要和紧迫。对此，县委、政府高度重视，决定以实施“数字乡村”工程建设为契机，将“数字乡村”工程建设作为推进农业和农村信息化的一项重大战略举措和标志性工程，列入当前的工作重点加以推动实施。

（二）实施“数字乡村”工程建设，是发展现代农业、推进新农村建设的一项基础性、系统性工程

开展“数字乡村”工程建设，是发展现代农业和推进新农村建设的基础性、系统性工程。农业农村信息技术在现代农业社会中的运用日趋重要，对它的开发利用，直接关系到现代农业和新农村建设的进程。我县的农业还处于从传统农业向现代农业转变的过渡阶段，在总体上还未摆脱靠天吃饭的局面。要发展现代农业、推进新农村建设，必须加快农业农村信息化进程，有效利用信息技术提高农业生产效益，促进我县农业农村经济又好又快发展，有力带动科、教、文、卫等农村各项社会事业的持续发展，最终建成“生产发展、生活宽裕、村容整洁、乡风文明、管理民主”的社会主义新农村。

（三）实施“数字乡村”工程建设，是一项惠及广大人民群众的民心工程、德政工程

近年来，国家在信息领域投入了大量的人力、物力，推动了信息化水平的提高。但是，从实际的应用效果来看，受益人群主要是城市居民。由于缺乏信息化基础设施的支撑，农村居民很难享受到信息化带来的便利与高效。特别是我县的那些边远、贫困、偏僻、分散的乡村，更是难上加难。加快推进“数字乡村”工程建设，必将促进沟通，加强联系，有效缩小城乡差距，让农村居民也享受到信息化带来的便利与高效。必将有力促进城乡信息传播和农民思想观念的更新，为加快农村经济发展创造条件。因此，开展“数字乡村”工程建设，是促进我县城乡协调发展、构建和谐社会的一件大事，是“工业反哺农业、城市支持农村”的具体体现，是关心“三农”、关注民生的一项德政工程和民心工程。

（四）开展“数字乡村”工程建设，是党委政府了解社情民意、实现科学决策的客观需要

“数字乡村”工程是一项利用现代信息网络技术，通过文字、数据、图片、视频音像四种表现形式，全面、真实、直观地展现乡村风貌、基础设施、自然资源、农村经济、特色产业、历史文化、民风民俗、政务公开、存在问题和发展重点等内容，有利于各级各部门及时了解掌握农村基层最基本的情况，为实施科学决策、民主决策提供重要依据。全面实施好“数字乡村”工程，对于进一步加强对“三农”工作的领导和规范乡村公共事务管理，促进农民增收和城乡经济社会协调发展，加快社会主义新农村建设都具有十分重要的意义和作用。

二、围绕目标任务，着力构建“数字乡村”信息网络平台

（一）指导思想

坚持以邓小平理论和“三个代表”重要思想为指导，深入贯彻落实科学发展观，紧紧围绕中央、省委、省政府关于建设社会主义新农村、构建社会主义和谐社会的总体要求和市委、市政府关于建设小康、文明、生态、和谐新农村的目标任务，强化农村信息基础设施建设，健全信息服务网络，建立、完善农业和农村综合信息数据库，提高信息服务人员素质和服务质量，加快信息技术在农业生产经营和农村社会管理服务中的应用，全面提高我县农村社会管理服务的信息化水平，努力缩小城乡“数字鸿沟”，促进我县现代农业发展，加快推进社会主义新农村建设。

（二）工作目标

根据省、市要求，我县“数字乡村”工程建设的目标是：紧紧围绕我县“五村三化”社会主义新农村建设这一中心任务，在做好前期准备工作的基础上，8月下旬全面开展建设，到今年10月底前基本建立起覆盖全县，连接县、乡、村的“数字乡村”信息网络服务体系，为各级人民政府决策和广大农民群众提供图文并茂的网络信息服务。

（三）工作重点

“数字乡村”工程建设涵盖的工作内容多，包括农村信息基础设施的建设，农村综合数据库建设，农村综合信息网络平台建设，农业农村管理服务信息化等，不可一蹴而就。当前，最重要的工作就是抓好信息采集和信息网络平台建设。

1．抓紧建立和完善综合信息数据库。抓好信息采集是推进“数字乡村”工程建设的基础性工作。各乡镇要严格按照要求，抓紧组织开展好自然村包括文字、报表、图片、声像等基础信息的采编工作，建立和完善以自然村为基础的数据库。对基础信息的采编，各乡镇要实行领导、干部和技术人员分片包干制，做到每个行政村、每个自然村都有乡镇领导、机关干部、村委会干部和技术人员负责，做到责任到人、任务落实到人。技术力量不足的，各乡镇和挂钩部门要自己想办法解决，要搞好协调、整合。设备不够的，要通过租借、调节等方式解决。要充分利用好现有统计资料和农业普查成果，确保采集资料的完整和准确。

2．抓好“数字乡村”信息网络平台建设。我县“数字乡村”信息网络平台以全省统一的“数字乡村”工程信息网为依托，项目建设与“金农工程”等项目有机结合，利用电脑、电视、电话、广播、手机短信等方式，构建“数字乡村”信息网络平台，重点对乡镇、村委会、自然村三级子网进行建设，形成县、乡、村三级联动的信息网络体系。结合实际，我县目前的村级网络终端建设首期安排在白鹤滩镇的莲塘、库着、黎明、七里、北门、可福、迤博7个村委会和其它15个乡镇政府所在地的15个村委会，其余村委会待条件成熟后逐步建设。网络建成后，要最大限度地开发、利用和整合信息资源，推动涉农信息网络互联、互通、共享，防止各自为政，避免重复建设。

3.搞好信息。建立农业农村信息服务网络，其目的在于通过信息的有效运用，快捷、高效地为农村经济发展服务。各乡镇必须在10月底前，完成包括乡镇、行政村、自然村等三级网页的制作，全面实现自然村基础信息上网。各项数据的收集、整理、报送和，既要符合实际、真实有用，又要体现创新、突出特色，做到图、文、声、像、表等综合并用、形式多样、一目了然，全面、真实地展示和反映全县以自然村为起点和建设重点的农村基本情况。在网页栏目的设计上，原则上要按照统一的模式进行，要有可读性、可看性，既要符合上级要求，又要简便易行，方便各级干部和基层群众使用。在信息上，要适应各级各部门领导及时了解掌握农村基层最基本的情况，实施科学决策、民主决策的需要，更要满足广大农民群众在生产发展、增收致富上对信息的需求，要积极探索创新，不断增加服务“三农”的新栏目，增强网站服务农村社会经济发展的功能，要提高信息的权威性、实用性、实效性，提供及时、高效的信息服务，推进社会主义新农村建设。同时，要加强信息资源开发利用，建立健全信息服务规章，搞好网页的更新和维护。

（四）实施步骤

按照省、市“数字乡村”工程建设会议精神和市委、政府的安排部署，结合实际，我县的“数字乡村”工程建设分四个阶段进行。

第一阶段：前期准备阶段。主要是成立县级领导机构和工作机构，开展县级试点，制定县级方案，召开动员培训会，为“数字乡村”工程的开展奠定基础。本阶段的工作任务，到目前为止，已基本完成。

第二阶段：信息采集阶段。本阶段从8月21日开始，用40天的时间，分四个步骤完成信息采集工作。第一,制定乡级方案。各乡镇从8月21日到25日结束，完成本乡镇方案的制定，并召开动员培训会；第二，试点村信息采集，从8月26日开始到31日结束，各乡镇要完成试点村的信息采集工作，并报县领导组办公室审核；第三，信息采集，从9月1日开始到20日结束，各乡镇要完成所有村的信息采集工作；第四，审核工作，从9月21日开始到30日结束，县直各有关部门要完成对所有信息的审核工作。

第三阶段：信息平台建设阶段。从10月1日开始到31日结束，用1个月的时间，完成所需文字、数据、图片、视频图像的整理、编录、处理及基本网页的制作并上网运行。

第四阶段：检查验收阶段。从11月1日开始到15日结束，由县领导组办公室采取网上检查验收或组成检查组分赴各乡镇进行实地检查验收的方式，对各乡镇“数字乡村”工程进行检查验收，并写出书面检查验收报告报县领导组，同时做好相关准备工作，完善相关材料，迎接省、市检查验收。

三、加强领导，强化措施，狠抓落实，扎实推进“数字乡村”工程建设

（一）加强领导，健全组织机构

各乡镇党委、政府要把“数字乡村”工程建设作为今年农业农村工作的重要任务纳入中心议事日程，主要领导负总责，分管领导具体负责，切实加强领导，有效解决工作中存在的困难和问题。县政府已成立了“数字乡村”工程建设领导组,办公室设在县农业局,负责组织、协调、抓好全县“数字乡村”工程建设。实行了县“四家班子”领导和领导组成员单位挂钩联系制度。各乡镇也要成立“数字乡村”工作领导组和办事机构，切实加强领导，建立目标责任考核制度，强化督促检查，做到领导、措施、责任“三到位”，机构、人员、经费“三落实”，确保建设任务按时完成。县直各部门要明确责任，分工协作，紧密配合，认真组织实施“数字乡村”工程建设。

（二）拟定方案，细化工作措施

“数字乡村”工程建设从现在开始，只有2个月的时间，时间紧，任务重，要求高，既要按时完成，又要保证质量。会议结束后，各乡镇要及时以自然村为单元，按照《*县人民政府关于切实抓好“数字乡村”工程建设的通知》要求，学习借鉴金塘乡的经验和办法，结合乡镇实际，精心组织编制实施方案，于8月25日前报县领导组审核并备案。在方案的制定上，既要统一标准，注重实效，又要明确目标任务，工作原则，建设内容、建设时间，细化工作措施，为“数字乡村”工程建设有计划、按步骤顺利推进奠定坚实基础。

（三）严格把关，确保建设质量

1．坚持部门负责制，严把数据质量关。数据质量是“数字乡村”工程的生命。“数字乡村”工程的采集内容涉及基础设施建设、经济社会发展、文化事业等方方面面，要把好众多领域、众多数据的质量关是任何一家部门都难以做到的。因此，为确保采集数据的质量，县直各有关部门都要从自身职能出发，对乡镇采集的数据进行严格把关。未经把关的数据不能输入信息网络平台；已经把关但把关不严致使“数字乡村”工程在接受省、市验收中出现问题的，要按照谁把关、谁签字的原则，追究谁的责任。各乡镇在数据采集中要坚持客观真实、实事求是的原则，提供的数据绝对不能想当然和凭空捏造，一定要据实填报和客观采集。若弄虚作假，一经发现，要按照《统计法》等相关法律法规和政策严肃处理。

2．严把信息整理录入关。各乡镇要根据所建网站栏目设置对文字、数据、图片的要求，在收集、处理、编辑、录入数据资料和图片资料的过程中，要严格按照“三统一、一集中”（统一“数字乡村”建设情况调查表、统一照片收集标准、统一文字处理模板；文字、图片编辑录入集中）的要求开展信息整理录入工作。县直挂钩部门要加强督促检查指导，发现问题立即纠正，及时解决，确保信息整理录入工作按质按时完成。

3．坚持转段验收制，严把阶段质量关。为把好各阶段的工作质量，确保“数字乡村”工程的整体实施效果，各阶段的工作必须实行转段验收制。即，本阶段的工作完成后，各乡镇必须向县领导组办公室写出自查报告和验收申请，经县领导组办公室审核验收后，方能转入下一阶段的工作，领导组办公室在审核中必须尽职尽责，坚持即到即审，绝不允许推诿扯皮和拖沓延误，在接到乡镇的验收申请后，务必在3天内做出答复。

（四）明确职责，强化职能作用

我县“数字乡村”工程建设实行“政府领导、部门指导、乡镇实施”的工作机制。在县委政府的领导下，各部门和乡镇要各司其职，各负其责，抓好“数字乡村”工程的实施。农业局负责组织协调有关部门实施“数字乡村”工程建设，并处理领导组的日常事务工作，将“数字乡村”工程建设纳入信息化发展规划，搞好工作指导，提供技术支撑；通信管理部门负责牵头各通信企业，进一步完善农村信息基础设施建设；发改部门负责将“数字乡村”工程纳入重大投资计划，并审定相关投资项目；财政部门负责落实“数字乡村”工程建设补助资金，并加强对资金使用的监督管理；统计局、交通局、公安局、城管局、规划局、水利局、林业局、民政局、民宗局、扶贫办、教育局、卫生局、经贸局、气象局、人力办、文体局、供电公司、合管办、党史办、交警大队等部门要负责相关信息的核实、整理、交换，以及相关信息系统的建设和服务；国土资源部门负责农村地理、农村地籍等信息系统的建设、推广和服务；宣传、通信、广电等部门负责广播、电视、电话、手机短信平台等基础设施和信息系统的建设及宣传工作。各乡镇负责数据采集、照片拍摄、图片收集处理、文字编辑录入等工作。各级各有关部门要逐级细化工作目标，层层明确工作责任，确保按时完成“数字乡村”工程建设任务。

（五）强化培训，加快队伍建设

一是加强业务骨干人员的培训。要从相关部门抽调熟悉农业农村工作、懂信息技术的人员，采取以会代训的方式，重点进行信息统计、信息采集、文字编辑、图片处理、数据录入等技术知识培训。县农业局必须对县直部门抽调参加“数字乡村”工程的业务人员和各乡镇的业务骨干进行培训，通过测试合格后方能上岗。乡镇的业务骨干接受培训合格后，要对本乡镇所有参加“数字乡村”工程的业务人员进行培训。通过培训，尽快培养出一批能够熟练运用信息技术手段的农村信息员队伍。二是加强农民信息员队伍建设。要注意从农村种养大户、营销大户、农民经纪人、农业龙头企业、农产品批发市场、中介组织以及村组干部中选拔事业心强、有经营头脑、掌握一定农业技术、乐于为民办事的同志作为农民信息员。通过这些农民信息员，上传民情民意，下播致富信息，进一步活跃农村市场，促进商品流通，引导农业产业结构调整。

（六）拓宽渠道，加大资金投入

为切实抓好“数字乡村”工程建设工作，县政府根据各乡镇的工作量，决定下拨给各乡镇一定数额的“数字乡村”工程建设专项经费，并配备一台电脑和一台数码相机。所配设备必须用于“数字乡村”工程建设，绝不能挪作它用，并落实专人管理，如发生人为损坏，要追究相关人员的责任。涉及到的文本材料、图表等由领导小组办公室统一印制后下发各乡镇。各乡镇也要多渠道筹措资金，多形式充实设备，确保工程顺利实施。同时，支持和鼓励社会力量积极参与，加大投入，不断拓宽建设筹资渠道。

（七）政府主导，部门齐抓共管

“数字乡村”工程建设是一个系统化、集约化工程，不是一个或几个部门就能做起来的，必须在党委政府的统一领导下，各部门密切配合，按照目标任务，共同努力完成。县四家班子领导要实行联系责任制度，负责指导、检查、督促所联系乡镇的“数字乡村”工程建设；县领导组成员单位要建立挂钩负责制度，尽全力帮助挂钩乡镇解决一些实际问题，与乡镇共同推进“数字乡村”工程建设的全面实施；各乡镇也要实行乡镇领导、干部和技术人员分片包干制，把责任落实到人、任务分解到人，从而形成上下左右互联互动的运行机制和工作合力。

（八）先行试点，稳步扎实推进

前一段时间,县政府已在金塘乡进行了试点，县农业局要认真总结金塘乡的试点经验,供各乡镇学习借鉴。各乡镇也要选择具有一定基础、条件较好的村就信息采集先行试点，在试点的基础上及时总结有效做法和成功经验后全面推开，达到少走弯路、稳步推进的目的，确保整个“数字乡村”工程建设顺利开展。

（九）加强宣传，营造工作氛围

各级各部门要强化对“数字乡村”工程建设的宣传，要采取标语、专刊，广播和召开专题培训会、机关干部职工会、村民会议等形式，广泛宣传“数字乡村”工程建设的重要意义及建设内容和目标，积极展示建设成果，推广成功经验，普及信息技术知识，增强广大农业生产、经营和管理者的信息意识，形成全社会广泛参与、关心和支持“数字乡村”工程建设的良好氛围。

数字农业定义例2

0引言

数字农业应用涉及大量的气象、环境、水文、地质、土壤等领域的时空数据。这些时空数据分散在异构系统中，有着不同的数据格式和规范，采用不同的概念和术语，基于不同的数学模型和分析推理方法。这些多领域时空信息对农业生产、决策均起着重要作用。但是以前由于缺乏高效、合理的技术手段，即使付出很高的代价，也很难将这些时空信息完整无损地共享和融合集成到数字农业应用中，在很大程度上制约了数字农业的应用发展。同时GIS等商业软件平台成本较高也不利于大规模应用推广。

为此，本文基于自主版权GIS、专家系统等系统软件，应用时空推理、本体论、语义Web、关系数据挖掘和专家系统等技术，建立一个数字农业时空信息智能管理平台，对多源、异构的数字农业时空数据和推理分析方法进行集中统一的规范化管理，便于在实际应用中进行融合、集成和共享。基于该平台快速建立起了数字化测土施肥系统、大豆种植标准化管理系统、无公害水果蔬菜栽培指导系统等一批智能应用系统。这些应用系统精确控制农田每一地块种子、化肥和农药的施用量，在提高作物产量的同时，能够实现精确控制农业生产过程，有效降低成本，充分保证农业资源科学地综合开发利用，减少和防止对环境和生态的污染破坏，保持农业生态环境的良性循环，是实现“绿色农业”的重要途径。

1主要关键技术研究现状

1．1数字农业

数字农业是在“数字地球”的基础上提出并发展的，是21世纪新型的农业模式和挑战性的国家目标，包括精准农业、虚拟农业等内容，其核心是精准农业。以3S技术应用为核心的数字农业空间信息管理平台开发研究是数字农业研究的突破口[1,2]。美国于20世纪80年代初提出数字农业的概念，它是针对农业生产稳定性差、技术措施差异程度大等情况，运用卫星全球定位系统控制位置，用计算机精确定量，把农业技术措施的差异从地块水平精确到平方厘米水平，从而极大地提高种子、化肥、农药等农业资源的利用率，提高农产量，减少环境污染。法国农业部植保总局建立了全国范围内的病虫测报计算机网络系统。日本农林水产省建立了水稻、大豆、大麦等多种作物品种、品系的数据库系统。新西兰农牧研究院利用信息技术向农场主提供土地肥力测定、动物接种免疫、草场建设、饲料质量分析等各种信息服务。同时，我国紧跟国际研究的前沿，开展了系统工程、数据库与信息管理系统、遥感、专家系统、决策支持系统、地理信息系统等技术在农业、资源、环境和灾害方面的应用研究。

1．2时空推理

近年来，时空推理（Spatio－temporalReasoning）已成为十分活跃的研究方向，在军事、航天、能源、交通、农业、环境等领域有着广泛的应用。近十年来我国国家基础地理信息中心、清华大学、信息大学、中国科学院、武汉测绘科技大学、武汉大学、吉林大学等单位在时态GIS、时空数据模型、时空拓扑、时空数据库等时空推理相关领域开展了大量研究工作。

1．3时空数据标准与共享

不同领域和应用环境对时空数据的理解存在很大差异，这造成了异构时空系统集成的困难，因此时空数据共享、互操作和标准化的研究具有重要意义。这方面研究最初从空间数据入手，近期开始向时间数据和时空结合数据发展。时空数据的共享有以下方式：

（1）空间数据交换

空间数据交换的基本思想是各系统使用自身的数据格式，通过标准格式进行数据交换。目前空间数据交换标准有：SDTS、DIGEST、RINEX等国际标准；以色列的IEF、英国的MOEPSTD、加拿大的SAIF、我国的CNSDTF等国家标准；AutoDesk的DXF、ESRI的E00、MapInfo的MIF等厂商标准。尽管各GIS软件厂商提供了公开的交换文件格式来进行空间数据的转换，但由于底层数据模型的不同，最终导致不同的GIS的空间数据不能无损的共享。虽然空间数据交换仍然在使用，但效果并不理想。空间数据互操作标准是当前国际公认的，比空间数据交换标准更有前途的数据标准。

（2）基于GML的空间数据互操作

开放式地理信息系统协会(OpenGISConsortium，OGC)提出了简单要素实现规范和地理标记语言(GeographyMarkupLanguage，GML)。OGC相继推出了一整套GIS互操作的抽象规范，包括地理几何要素、要素集、OGIS要素、要素之间的关系、空间参考系统、定位几何结构、存储函数和插值、覆盖类型及地球影像等17个抽象规范，2003年1月推出GML3.10版[3]。近年来，国内外众多学者基于GML在空间数据共享等方面开展了大量研究。2001年Rancourt等人[4]将GML与先前所定义的空间标准进行比较，认为GML能有效地满足空间数据交换标准。2002年，ZhangJianting等人[5]提出了一种基于GML的Internet地理信息搜索引擎。2003年，ZhangChuanrong等人[6]在网络环境下以GML作为异构空间数据库交换共享空间数据的格式，成功实现数据的互操作。2003年，崔希民等人[7]提出了GIS数据集成和互操作的系统架构，在数据层次上实现GIS数据的集成和互操作。2003年，张霞等人[8]提出一种基于GML构造WebGIS的框架结构,给出实现框架技术。其中采用GML作为空间数据集成格式。2004年，朱前飞等人[9]提出了一种新的基于GML的数据共享解决方案。2005年，陈传彬等人[10]提出了基于GML的多源异构空间数据集成框架。GML数据类型较完整，支持厂家较多，相关研究丰富，是目前最有前景的时空数据标准。本文选择GML作为农业时空数据标准。

1．4时空本体

1．4．1本体、语义Web和OWL

本体方法目前已经成为计算机科学中的一种重要方法，在语义Web、搜索引擎、知识处理平台、异构系统集成、电子商务、自然语言理解、知识工程等领域有着重要应用。尤其是目前随着对语义Web研究的深入，本体论方法受到了越来越多的关注，人们普遍认为它是建立语义Web的核心技术。OWL是当前最有发展前景的本体表示语言。2002年7月29日,W3C组织公布了本体描述语言(WebOntologyLanguage,OWL)的工作草案1.0版。目前工作草案的最新更新为2004年2月10日的版本[11]。

1．4．2时空本体

基于本体方法对时空建模的相关研究工作如下：

1998年，Roberto考虑了作为地理表示基础的某些本体问题，给出了关于一般空间表示理论的某些建议[12]。2000年ZhouQ.和FikesR.定义了一种考虑时间点和时段的时间本体[13]。2000年，Córcoles基于XML定义了一个类似SQL的时空查询语言，该语言包含八种空间算子和三种时态算子用于表达时空关系[14]。2003年，Grenon基于一阶谓词逻辑定义了时空本体，使用斯坦福大学的Protégé环境实现[15]。2003年，Bittner等人[16]提出了用于描述复杂时空过程和其中的持续实体的形式化本体。以上工作中Grenon的时空本体研究相对完整，相关研究成果已经在网上共享，本文在此基础上开展研究，建立农业时空本体。

2主要研究内容

（1）农业时空数据规范

现阶段我国还没有公认的农业时空数据标准出台。本文基于时空推理技术，研究通用性更强的时空数据表示模型，能表示气象、土壤、环境、水文、地质等各领域的农业时空数据。GML是目前公认的时空数据标准，利用上述模型扩充GML，兼容中国农业科学院的“农业资源空间信息元数据的分类及编码体系草案”等国内现有的地方性标准，构建针对数字农业中时空数据的DA－GML标准，作为数字农业基础时空数据的规范。现有的土壤、环境等基础空间数据库均支持到GML格式的转换。

（2）农业基础时空数据库

基于笔者自主开发的GIS平台建立农业基础时空数据库，该平台具有运行稳定、资源占用少、结构灵活、功能可裁减、成本较低、便于移植等特点。采用了时空推理技术，支持对空间和时空信息的表示和推理。通过DA－GML能够直接从现有系统中获取领域农业基础时空数据，主要包括土壤数据库、环境数据库、气象资料数据库、农业生产条件数据库、林业信息数据库、影像数据库等。

（3）农业时空分析方法库与农业时空知识库

时空推理是研究时间、空间及时空结合信息本质的技术，通过时空推理技术将现有面向农业领域的时空分析技术进行整合和规范化表示，形成农业时空分析方法库。对领域农业时空知识进行归纳、整理，同时通过数据挖掘方法从基础数据中提炼知识，建立农业时空知识库。

（4）农业时空本体库

在(2)、(3)中存储的数据、方法和知识需要一个有效的机制进行组织和管理。就目前技术而言，本体是表达一个领域内完整的体系（概念层次、概念之间的关联等）的最有效工具，所以本文选择建立农业时空本体库。具体包括本体获取、本体管理、本体服务与展示三个模块。使用Protégé做本体开发环境编辑。Protégé是斯坦福大学开发的基于Java的本体编辑与知识获取工具，带有OWL插件的Protégé可以支持OWL格式的本体编辑与输出。

以上三个库通过WebService方式提供基于Internet的服务，可以在线对库中信息进行维护和检索，并能无缝集成到应用系统中。

（5）系统体系结构

系统工作原理如图1所示。首先，外部系统的时空数据转换成GML格式（现在绝大多数系统支持该数据标准），进入农业基础时空数据库。通过本体获取与编辑模块将时空数据和时空知识整理，形成本体库。外部系统的请求通过WebSer－vices发给仲裁者，仲裁者区分各类情况调用三个库调用服务、提取数据和执行操作，结果返回给用户。

（6）基于平台开发农业生产智能应用系统

基于数字农业时空信息管理平台建立数字化测土施肥系统、作物种植标准化管理系统、无公害水果蔬菜栽培指导系统等一批农业生产智能应用系统，解决实际问题。

3相关系统对比分析

3．1数字农业空间信息管理平台

平台基于信息和知识支持的现代农业管理的集成技术，对农田信息进行动态采集、分析、处理和输出，从而根据农田区域差异、农事安排进行模拟分析、决策支持管理和指挥控制，并对农业生产过程的区域差异进行精确定位、动态控制等定量操作[17]。

3．2全国农业资源空间信息管理系统

全国农业资源空间信息管理系统(NASIS)实现对全国农业资源空间信息的查询分发，具有系统管理、动态数据字典、数据检索、查询、数据分发、制图、报表统计、数据分发等功能。该系统已经用于全国农作物遥感监测、农业资源调查、农业科研和农业政策信息支持服务等方面[18]。

3．3中国西部农业空间信息服务系统

计算机技术、互联网技术的迅速发展为建立基于Web的中国西部农业空间信息服务系统提供技术支撑。本文从西部农业空间信息服务系统的数据库构建开始，全面地介绍了系统的运行模式和数据库访问技术，详细论述了系统的总体结构、平台环境和开发实现等。

（1）基于平台提供的开发框架，能方便、高效地建立大量的数字农业智能应用系统，基层农业科技人员也能快速开发出技术含量高的应用系统，各应用系统能互通、共享，便于升级维护。

（2）由于大量的底层服务、数据、知识和方法由平台集中统一提供，简化了开发数字农业应用软件的工作，节约了成本。

4结束语

数字农业时空信息管理平台从系统目标、适用范围、采用技术、系统接口等方面不同于任何现有的基础农业空间数据管理平台，是一个概念全新的系统，定位于基础农业空间数据管理平台的上层，更便于开发数字农业应用。其中的本体库等机制为将来建立农业时空数据网格奠定了良好的基础。

参考文献：

［1］于淑惠.数字农业及其实现技术[J].农业图书情报学刊,2004,15(7):5－8.

[2]唐世浩,朱启疆,闫广建，等.关于数字农业的基本构想[J].农业现代化研究,2002,23(3):183－187.

[3]Geographymarkuplanguage(GML)[EB/OL].(2003)./techno/specs/002029PGML.html.

[4]RANCOURTM.GML:spatialdataexchangefortheinternetage[D].NewBrunswick:DepartmentofGeodesyandGeomaticsEngineering,UniversityofNewBrunswick,2001.

数字农业定义例3

0引言

数字农业应用涉及大量的气象、环境、水文、地质、土壤等领域的时空数据。这些时空数据分散在异构系统中，有着不同的数据格式和规范，采用不同的概念和术语，基于不同的数学模型和分析推理方法。这些多领域时空信息对农业生产、决策均起着重要作用。但是以前由于缺乏高效、合理的技术手段，即使付出很高的代价，也很难将这些时空信息完整无损地共享和融合集成到数字农业应用中，在很大程度上制约了数字农业的应用发展。同时GIS等商业软件平台成本较高也不利于大规模应用推广。

为此，本文基于自主版权GIS、专家系统等系统软件，应用时空推理、本体论、语义Web、关系数据挖掘和专家系统等技术，建立一个数字农业时空信息智能管理平台，对多源、异构的数字农业时空数据和推理分析方法进行集中统一的规范化管理，便于在实际应用中进行融合、集成和共享。基于该平台快速建立起了数字化测土施肥系统、大豆种植标准化管理系统、无公害水果蔬菜栽培指导系统等一批智能应用系统。这些应用系统精确控制农田每一地块种子、化肥和农药的施用量，在提高作物产量的同时，能够实现精确控制农业生产过程，有效降低成本，充分保证农业资源科学地综合开发利用，减少和防止对环境和生态的污染破坏，保持农业生态环境的良性循环，是实现“绿色农业”的重要途径。

1主要关键技术研究现状

1．1数字农业

数字农业是在“数字地球”的基础上提出并发展的，是21世纪新型的农业模式和挑战性的国家目标，包括精准农业、虚拟农业等内容，其核心是精准农业。以3S技术应用为核心的数字农业空间信息管理平台开发研究是数字农业研究的突破口[1,2]。美国于20世纪80年代初提出数字农业的概念，它是针对农业生产稳定性差、技术措施差异程度大等情况，运用卫星全球定位系统控制位置，用计算机精确定量，把农业技术措施的差异从地块水平精确到平方厘米水平，从而极大地提高种子、化肥、农药等农业资源的利用率，提高农产量，减少环境污染。法国农业部植保总局建立了全国范围内的病虫测报计算机网络系统。日本农林水产省建立了水稻、大豆、大麦等多种作物品种、品系的数据库系统。新西兰农牧研究院利用信息技术向农场主提供土地肥力测定、动物接种免疫、草场建设、饲料质量分析等各种信息服务。同时，我国紧跟国际研究的前沿，开展了系统工程、数据库与信息管理系统、遥感、专家系统、决策支持系统、地理信息系统等技术在农业、资源、环境和灾害方面的应用研究。

1．2时空推理

近年来，时空推理（Spatio－temporalReasoning）已成为十分活跃的研究方向，在军事、航天、能源、交通、农业、环境等领域有着广泛的应用。近十年来我国国家基础地理信息中心、清华大学、信息大学、中国科学院、武汉测绘科技大学、武汉大学、吉林大学等单位在时态GIS、时空数据模型、时空拓扑、时空数据库等时空推理相关领域开展了大量研究工作。

1．3时空数据标准与共享

不同领域和应用环境对时空数据的理解存在很大差异，这造成了异构时空系统集成的困难，因此时空数据共享、互操作和标准化的研究具有重要意义。这方面研究最初从空间数据入手，近期开始向时间数据和时空结合数据发展。时空数据的共享有以下方式：

（1）空间数据交换

空间数据交换的基本思想是各系统使用自身的数据格式，通过标准格式进行数据交换。目前空间数据交换标准有：SDTS、DIGEST、RINEX等国际标准；以色列的IEF、英国的MOEPSTD、加拿大的SAIF、我国的CNSDTF等国家标准；AutoDesk的DXF、ESRI的E00、MapInfo的MIF等厂商标准。尽管各GIS软件厂商提供了公开的交换文件格式来进行空间数据的转换，但由于底层数据模型的不同，最终导致不同的GIS的空间数据不能无损的共享。虽然空间数据交换仍然在使用，但效果并不理想。空间数据互操作标准是当前国际公认的，比空间数据交换标准更有前途的数据标准。

（2）基于GML的空间数据互操作

开放式地理信息系统协会(OpenGISConsortium，OGC)提出了简单要素实现规范和地理标记语言(GeographyMarkupLanguage，GML)。OGC相继推出了一整套GIS互操作的抽象规范，包括地理几何要素、要素集、OGIS要素、要素之间的关系、空间参考系统、定位几何结构、存储函数和插值、覆盖类型及地球影像等17个抽象规范，2003年1月推出GML3.10版[3]。近年来，国内外众多学者基于GML在空间数据共享等方面开展了大量研究。2001年Rancourt等人[4]将GML与先前所定义的空间标准进行比较，认为GML能有效地满足空间数据交换标准。2002年，ZhangJianting等人[5]提出了一种基于GML的Internet地理信息搜索引擎。2003年，ZhangChuanrong等人[6]在网络环境下以GML作为异构空间数据库交换共享空间数据的格式，成功实现数据的互操作。2003年，崔希民等人[7]提出了GIS数据集成和互操作的系统架构，在数据层次上实现GIS数据的集成和互操作。2003年，张霞等人[8]提出一种基于GML构造WebGIS的框架结构,给出实现框架技术。其中采用GML作为空间数据集成格式。2004年，朱前飞等人[9]提出了一种新的基于GML的数据共享解决方案。2005年，陈传彬等人[10]提出了基于GML的多源异构空间数据集成框架。GML数据类型较完整，支持厂家较多，相关研究丰富，是目前最有前景的时空数据标准。本文选择GML作为农业时空数据标准。

1．4时空本体

1．4．1本体、语义Web和OWL

本体方法目前已经成为计算机科学中的一种重要方法，在语义Web、搜索引擎、知识处理平台、异构系统集成、电子商务、自然语言理解、知识工程等领域有着重要应用。尤其是目前随着对语义Web研究的深入，本体论方法受到了越来越多的关注，人们普遍认为它是建立语义Web的核心技术。OWL是当前最有发展前景的本体表示语言。2002年7月29日,W3C组织公布了本体描述语言(WebOntologyLanguage,OWL)的工作草案1.0版。目前工作草案的最新更新为2004年2月10日的版本[11]。

1．4．2时空本体

基于本体方法对时空建模的相关研究工作如下：

1998年，Roberto考虑了作为地理表示基础的某些本体问题，给出了关于一般空间表示理论的某些建议[12]。2000年ZhouQ.和FikesR.定义了一种考虑时间点和时段的时间本体[13]。2000年，Córcoles基于XML定义了一个类似SQL的时空查询语言，该语言包含八种空间算子和三种时态算子用于表达时空关系[14]。2003年，Grenon基于一阶谓词逻辑定义了时空本体，使用斯坦福大学的Protégé环境实现[15]。2003年，Bittner等人[16]提出了用于描述复杂时空过程和其中的持续实体的形式化本体。以上工作中Grenon的时空本体研究相对完整，相关研究成果已经在网上共享，本文在此基础上开展研究，建立农业时空本体。

2主要研究内容（1）农业时空数据规范

现阶段我国还没有公认的农业时空数据标准出台。本文基于时空推理技术，研究通用性更强的时空数据表示模型，能表示气象、土壤、环境、水文、地质等各领域的农业时空数据。GML是目前公认的时空数据标准，利用上述模型扩充GML，兼容中国农业科学院的“农业资源空间信息元数据的分类及编码体系草案”等国内现有的地方性标准，构建针对数字农业中时空数据的DA－GML标准，作为数字农业基础时空数据的规范。现有的土壤、环境等基础空间数据库均支持到GML格式的转换。

（2）农业基础时空数据库

基于笔者自主开发的GIS平台建立农业基础时空数据库，该平台具有运行稳定、资源占用少、结构灵活、功能可裁减、成本较低、便于移植等特点。采用了时空推理技术，支持对空间和时空信息的表示和推理。通过DA－GML能够直接从现有系统中获取领域农业基础时空数据，主要包括土壤数据库、环境数据库、气象资料数据库、农业生产条件数据库、林业信息数据库、影像数据库等。

（3）农业时空分析方法库与农业时空知识库

时空推理是研究时间、空间及时空结合信息本质的技术，通过时空推理技术将现有面向农业领域的时空分析技术进行整合和规范化表示，形成农业时空分析方法库。对领域农业时空知识进行归纳、整理，同时通过数据挖掘方法从基础数据中提炼知识，建立农业时空知识库。

（4）农业时空本体库

在(2)、(3)中存储的数据、方法和知识需要一个有效的机制进行组织和管理。就目前技术而言，本体是表达一个领域内完整的体系（概念层次、概念之间的关联等）的最有效工具，所以本文选择建立农业时空本体库。具体包括本体获取、本体管理、本体服务与展示三个模块。使用Protégé做本体开发环境编辑。Protégé是斯坦福大学开发的基于Java的本体编辑与知识获取工具，带有OWL插件的Protégé可以支持OWL格式的本体编辑与输出。

以上三个库通过WebService方式提供基于Internet的服务，可以在线对库中信息进行维护和检索，并能无缝集成到应用系统中。

（5）系统体系结构

系统工作原理如图1所示。首先，外部系统的时空数据转换成GML格式（现在绝大多数系统支持该数据标准），进入农业基础时空数据库。通过本体获取与编辑模块将时空数据和时空知识整理，形成本体库。外部系统的请求通过WebSer－vices发给仲裁者，仲裁者区分各类情况调用三个库调用服务、提取数据和执行操作，结果返回给用户。

（6）基于平台开发农业生产智能应用系统

基于数字农业时空信息管理平台建立数字化测土施肥系统、作物种植标准化管理系统、无公害水果蔬菜栽培指导系统等一批农业生产智能应用系统，解决实际问题。

3相关系统对比分析

3．1数字农业空间信息管理平台

平台基于信息和知识支持的现代农业管理的集成技术，对农田信息进行动态采集、分析、处理和输出，从而根据农田区域差异、农事安排进行模拟分析、决策支持管理和指挥控制，并对农业生产过程的区域差异进行精确定位、动态控制等定量操作[17]。

3．2全国农业资源空间信息管理系统

全国农业资源空间信息管理系统(NASIS)实现对全国农业资源空间信息的查询分发，具有系统管理、动态数据字典、数据检索、查询、数据分发、制图、报表统计、数据分发等功能。该系统已经用于全国农作物遥感监测、农业资源调查、农业科研和农业政策信息支持服务等方面[18]。

3．3中国西部农业空间信息服务系统

计算机技术、互联网技术的迅速发展为建立基于Web的中国西部农业空间信息服务系统提供技术支撑。本文从西部农业空间信息服务系统的数据库构建开始，全面地介绍了系统的运行模式和数据库访问技术，详细论述了系统的总体结构、平台环境和开发实现等。

（1）基于平台提供的开发框架，能方便、高效地建立大量的数字农业智能应用系统，基层农业科技人员也能快速开发出技术含量高的应用系统，各应用系统能互通、共享，便于升级维护。

（2）由于大量的底层服务、数据、知识和方法由平台集中统一提供，简化了开发数字农业应用软件的工作，节约了成本。

4结束语

数字农业时空信息管理平台从系统目标、适用范围、采用技术、系统接口等方面不同于任何现有的基础农业空间数据管理平台，是一个概念全新的系统，定位于基础农业空间数据管理平台的上层，更便于开发数字农业应用。其中的本体库等机制为将来建立农业时空数据网格奠定了良好的基础。

参考文献：

［1］于淑惠.数字农业及其实现技术[J].农业图书情报学刊,2004,15(7):5－8.

[2]唐世浩,朱启疆,闫广建，等.关于数字农业的基本构想[J].农业现代化研究,2002,23(3):183－187.

[3]Geographymarkuplanguage(GML)[EB/OL].(2003)./techno/specs/002029PGML.html.

[4]RANCOURTM.GML:spatialdataexchangefortheinternetage[D].NewBrunswick:DepartmentofGeodesyandGeomaticsEngineering,UniversityofNewBrunswick,2001.

数字农业定义例4

0引言

数字农业应用涉及大量的气象、环境、水文、地质、土壤等领域的时空数据。这些时空数据分散在异构系统中，有着不同的数据格式和规范，采用不同的概念和术语，基于不同的数学模型和分析推理方法。这些多领域时空信息对农业生产、决策均起着重要作用。但是以前由于缺乏高效、合理的技术手段，即使付出很高的代价，也很难将这些时空信息完整无损地共享和融合集成到数字农业应用中，在很大程度上制约了数字农业的应用发展。同时GIS等商业软件平台成本较高也不利于大规模应用推广。

为此，本文基于自主版权GIS、专家系统等系统软件，应用时空推理、本体论、语义Web、关系数据挖掘和专家系统等技术，建立一个数字农业时空信息智能管理平台，对多源、异构的数字农业时空数据和推理分析方法进行集中统一的规范化管理，便于在实际应用中进行融合、集成和共享。基于该平台快速建立起了数字化测土施肥系统、大豆种植标准化管理系统、无公害水果蔬菜栽培指导系统等一批智能应用系统。这些应用系统精确控制农田每一地块种子、化肥和农药的施用量，在提高作物产量的同时，能够实现精确控制农业生产过程，有效降低成本，充分保证农业资源科学地综合开发利用，减少和防止对环境和生态的污染破坏，保持农业生态环境的良性循环，是实现“绿色农业”的重要途径。

1主要关键技术研究现状

1．1数字农业

数字农业是在“数字地球”的基础上提出并发展的，是21世纪新型的农业模式和挑战性的国家目标，包括精准农业、虚拟农业等内容，其核心是精准农业。以3S技术应用为核心的数字农业空间信息管理平台开发研究是数字农业研究的突破口[1，2]。美国于20世纪80年代初提出数字农业的概念，它是针对农业生产稳定性差、技术措施差异程度大等情况，运用卫星全球定位系统控制位置，用计算机精确定量，把农业技术措施的差异从地块水平精确到平方厘米水平，从而极大地提高种子、化肥、农药等农业资源的利用率，提高农产量，减少环境污染。法国农业部植保总局建立了全国范围内的病虫测报计算机网络系统。日本农林水产省建立了水稻、大豆、大麦等多种作物品种、品系的数据库系统。新西兰农牧研究院利用信息技术向农场主提供土地肥力测定、动物接种免疫、草场建设、饲料质量分析等各种信息服务。同时，我国紧跟国际研究的前沿，开展了系统工程、数据库与信息管理系统、遥感、专家系统、决策支持系统、地理信息系统等技术在农业、资源、环境和灾害方面的应用研究。

1．2时空推理

近年来，时空推理（Spatio－temporal Reasoning）已成为十分活跃的研究方向，在军事、航天、能源、交通、农业、环境等领域有着广泛的应用。近十年来我国国家基础地理信息中心、清华大学、解放军信息大学、中国科学院、武汉测绘科技大学、武汉大学、吉林大学等单位在时态GIS、时空数据模型、时空拓扑、时空数据库等时空推理相关领域开展了大量研究工作。

1．3时空数据标准与共享

不同领域和应用环境对时空数据的理解存在很大差异，这造成了异构时空系统集成的困难，因此时空数据共享、互操作和标准化的研究具有重要意义。这方面研究最初从空间数据入手，近期开始向时间数据和时空结合数据发展。时空数据的共享有以下方式：

（1）空间数据交换

空间数据交换的基本思想是各系统使用自身的数据格式，通过标准格式进行数据交换。目前空间数据交换标准有：SDTS、DIGEST、RINEX等国际标准； 以色列的IEF、英国的MOEPSTD、加拿大的SAIF、我国的CNSDTF等国家标准；AutoDesk的DXF、ESRI的E00、MapInfo的MIF等厂商标准。尽管各 GIS 软件厂商提供了公开的交换文件格式来进行空间数据的转换，但由于底层数据模型的不同，最终导致不同的GIS的空间数据不能无损的共享。虽然空间数据交换仍然在使用，但效果并不理想。空间数据互操作标准是当前国际公认的，比空间数据交换标准更有前途的数据标准。

（2）基于GML的空间数据互操作

开放式地理信息系统协会 (OpenGIS Consortium，OGC)提出了简单要素实现规范和地理标记语言( Geography Markup Language，GML)。OGC 相继推出了一整套GIS互操作的抽象规范，包括地理几何要素、要素集、OGIS 要素、要素之间的关系、空间参考系统、定位几何结构、存储函数和插值、覆盖类型及地球影像等17个抽象规范，2003年1月推出GML 3.10版[3]。近年来，国内外众多学者基于GML在空间数据共享等方面开展了大量研究。2001年 Rancourt等人[4]将GML与先前所定义的空间标准进行比较，认为GML能有效地满足空间数据交换标准。2002年，Zhang Jianting等人[5]提出了一种基于GML的Internet地理信息搜索引擎。2003年，Zhang Chuanrong等人[6]在网络环境下以GML作为异构空间数据库交换共享空间数据的格式，成功实现数据的互操作。2003年，崔希民等人[7]提出了GIS数据集成和互操作的系统架构，在数据层次上实现GIS 数据的集成和互操作。2003年，张霞等人[8]提出一种基于GML 构造WebGIS 的框架结构， 给出实现框架技术。其中采用GML 作为空间数据集成格式。2004年，朱前飞等人[9]提出了一种新的基于GML 的数据共享解决方案。2005年，陈传彬等人[10]提出了基于GML 的多源异构空间数据集成框架。GML数据类型较完整，支持厂家较多，相关研究丰富，是目前最有前景的时空数据标准。本文选择GML作为农业时空数据标准。

1．4时空本体

1．4．1本体、语义Web和OWL

本体方法目前已经成为计算机科学中的一种重要方法，在语义Web、搜索引擎、知识处理平台、异构系统集成、电子商务、自然语言理解、知识工程等领域有着重要应用。尤其是目前随着对语义Web研究的深入，本体论方法受到了越来越多的关注，人们普遍认为它是建立语义Web的核心技术。OWL是当前最有发展前景的本体表示语言。2002年7月29日，W3C组织公布了本体描述语言(Web Ontology Language， OWL)的工作草案1.0版。目前工作草案的最新更新为2004年2月10日的版本[11]。

1．4．2时空本体

基于本体方法对时空建模的相关研究工作如下：

1998 年，Roberto 考虑了作为地理表示基础的某些本体问题，给出了关于一般空间表示理论的某些建议[12]。2000年Zhou Q.和Fikes R.定义了一种考虑时间点和时段的时间本体[13]。2000年，Córcoles基于XML定义了一个类似SQL的时空查询语言，该语言包含八种空间算子和三种时态算子用于表达时空关系[14]。2003年，Grenon基于一阶谓词逻辑定义了时空本体，使用斯坦福大学的Protégé环境实现[15]。2003年，Bittner等人[16]提出了用于描述复杂时空过程和其中的持续实体的形式化本体。以上工作中Grenon的时空本体研究相对完整，相关研究成果已经在网上共享，本文在此基础上开展研究，建立农业时空本体。

2主要研究内容

（1） 农业时空数据规范

现阶段我国还没有公认的农业时空数据标准出台。本文基于时空推理技术，研究通用性更强的时空数据表示模型，能表示气象、土壤、环境、水文、地质等各领域的农业时空数据。GML是目前公认的时空数据标准，利用上述模型扩充GML，兼容中国农业科学院的“农业资源空间信息元数据的分类及编码体系草案”等国内现有的地方性标准，构建针对数字农业中时空数据的DA－GML标准，作为数字农业基础时空数据的规范。现有的土壤、环境等基础空间数据库均支持到GML格式的转换。

（2） 农业基础时空数据库

基于笔者自主开发的GIS平台建立农业基础时空数据库，该平台具有运行稳定、资源占用少、结构灵活、功能可裁减、成本较低、便于移植等特点。采用了时空推理技术，支持对空间和时空信息的表示和推理。通过DA－GML能够直接从现有系统中获取领域农业基础时空数据，主要包括土壤数据库、环境数据库、气象资料数据库、农业生产条件数据库、林业信息数据库、影像数据库等。

（3） 农业时空分析方法库与农业时空知识库

时空推理是研究时间、空间及时空结合信息本质的技术，通过时空推理技术将现有面向农业领域的时空分析技术进行整合和规范化表示，形成农业时空分析方法库。对领域农业时空知识进行归纳、整理，同时通过数据挖掘方法从基础数据中提炼知识，建立农业时空知识库。

（4）农业时空本体库

在(2)、(3)中存储的数据、方法和知识需要一个有效的机制进行组织和管理。就目前技术而言，本体是表达一个领域内完整的体系（概念层次、概念之间的关联等）的最有效工具，所以本文选择建立农业时空本体库。具体包括本体获取、本体管理、本体服务与展示三个模块。使用Protégé做本体开发环境编辑。Protégé是斯坦福大学开发的基于Java的本体编辑与知识获取工具，带有OWL插件的Protégé可以支持OWL格式的本体编辑与输出。

以上三个库通过Web Service方式提供基于Internet的服务，可以在线对库中信息进行维护和检索，并能无缝集成到应用系统中。

（5） 系统体系结构

系统工作原理如图1所示。首先，外部系统的时空数据转换成GML格式（现在绝大多数系统支持该数据标准），进入农业基础时空数据库。通过本体获取与编辑模块将时空数据和时空知识整理，形成本体库。外部系统的请求通过Web Ser－vices发给仲裁者，仲裁者区分各类情况调用三个库调用服务、提取数据和执行操作，结果返回给用户。

（6） 基于平台开发农业生产智能应用系统

基于数字农业时空信息管理平台建立数字化测土施肥系统、作物种植标准化管理系统、无公害水果蔬菜栽培指导系统等一批农业生产智能应用系统，解决实际问题。

3相关系统对比分析

3．1数字农业空间信息管理平台

平台基于信息和知识支持的现代农业管理的集成技术，对农田信息进行动态采集、分析、处理和输出，从而根据农田区域差异、农事安排进行模拟分析、决策支持管理和指挥控制，并对农业生产过程的区域差异进行精确定位、动态控制等定量操作[17]。

3．2全国农业资源空间信息管理系统

全国农业资源空间信息管理系统(NASIS)实现对全国农业资源空间信息的查询分发，具有系统管理、动态数据字典、数据检索、查询、数据分发、制图、报表统计、数据分发等功能。该系统已经用于全国农作物遥感监测、农业资源调查、农业科研和农业政策信息支持服务等方面[18]。

3．3中国西部农业空间信息服务系统

计算机技术、互联网技术的迅速发展为建立基于Web的中国西部农业空间信息服务系统提供技术支撑。本文从西部农业空间信息服务系统的数据库构建开始，全面地介绍了系统的运行模式和数据库访问技术，详细论述了系统的总体结构、平台环境和开发实现等。

（1）基于平台提供的开发框架，能方便、高效地建立大量的数字农业智能应用系统，基层农业科技人员也能快速开发出技术含量高的应用系统，各应用系统能互通、共享，便于升级维护。

（2）由于大量的底层服务、数据、知识和方法由平台集中统一提供，简化了开发数字农业应用软件的工作，节约了成本。

4结束语

数字农业时空信息管理平台从系统目标、适用范围、采用技术、系统接口等方面不同于任何现有的基础农业空间数据管理平台，是一个概念全新的系统，定位于基础农业空间数据管理平台的上层，更便于开发数字农业应用。其中的本体库等机制为将来建立农业时空数据网格奠定了良好的基础。

参考文献：

［1］于淑惠.数字农业及其实现技术[J ] .农业图书情报学刊，2004，15(7):5－8.

[2]唐世浩，朱启疆，闫广建，等.关于数字农业的基本构想[J ].农业现代化研究，2002，23(3):183 －187.

[3]Geography markup language (GML)[EB/OL].(2003).opengis.org/techno/specs/002029PGML.html.

[4]RANCOURT M. GML:spatial data exchange for the internet age[D].New Brunswick:Department of Geodesy and Geomatics Engineering ， University of New Brunswick，2001.

数字农业定义例5

“*”是我市农村电影发展的重要时期。经过多方努力争取，省文化厅、省发改委立项申报，国家广电总局、发改委批准同意，确定20*年在我市全面推广农村电影数字化放映工作，这是推进我市农村电影发展一次难得的机遇，必将对我市农村电影改革发展产生深远的影响。各市、县区有关部门要高度重视，充分认识推广农村电影数字化放映工作的重要意义，进一步增强责任感和紧迫感，统一思想，扎实工作，采取有效措施，确保我市农村电影数字化放映工作取得实效。

二、实施农村电影放映工作的总体要求和目标任务

实施农村电影放映工作的总体要求：贯彻落实科学发展观，坚持社会效益第一的原则，按照“企业经营、市场运作、政府买服务”的新思路，深化农村电影改革，探索建立多种所有制，多种发行放映主体和多种发行放映方式相结合的新模式，鼓励农村电影跨地区经营，促进农村电影放映规模化发展，增加并组织适合农民群众观看的片源供应，从根本上解决广大农村群众看电影难的问题。

实施农村电影放映工作的目标任务：优化资源配置，理顺管理体制，培育农村电影发行放映新主体，建立政府公益放映补贴新机制，结合乡镇文化基础设施规划，综合改造建设一批放映场所，推动露天放映与室内放映相结合，免费放映与有偿放映相结合，胶片放映与数字放映相结合，并逐步向数字化放映过渡，不断扩大农村电影数字化放映的覆盖面，到20*年全面巩固一村一月放映一场电影的公益服务目标。

三、实施农村电影放映工作政策措施。

（一）推进农村电影体制机制改革，积极推动国有电影行业内部资源重组，整合市、县、乡各方面资源。支持各类社会资本参与民营、个体等各类农村电影发行放映新主体以及跨地区股份制农村电影院线公司和多种形式的放映队伍，大力推进农村电影发行放映体制和机制创新，打破国有与民营单位和地区界限，促进农村电影市场化、规模化发展。

（二）推广农村电影数字化放映。大力加强以“三网”建设（配送网、传输网和培训网）为主要内容的数字化电影公共服务体系建设。一是构建设备配送网，负责数字机及其技术维护，做好流动放映车和放映大棚等设备的供销配送工作；二是构建节目传输网，负责数字节目的订购、接收、下载和分发工作，做好节目的放映管理；三是构建技术培训网，负责技术培训，提供技术升级服务。培育发展农村电影院线，积极探索农村电影数字化放映的有效模式，建立各级数字电影服务和监管的计算机网络平台，实现数字电影放映信息化管理，形成覆盖全市乡镇农村、具有一定规模的农村数字电影服务体系，为农民群众提供优质、快捷、方便的电影数字化放映服务。

（三）加强农村电影公益性放映。紧紧围绕农村中心工作，普及以弘扬爱国主义精神和时代精神为核心的重点影片、主旋律影片的放映。加强未成年人思想道德教育，扎实有效地开展农村中小学爱国主义影视教育活动，认真落实省文化厅等五部门<<关于加强中小学爱国主义影片放映工作的通知>>（*文市[20*]75号）精神，妥善解决学生观看爱教片的费用问题。紧密结合农村经济发展和农民生产生活实际，有计划、有针对性地组织放映知识性、实用性强的科教片，推进科技兴农，服务农民脱贫致富。

（四）组建商洛市农村电影数字化放映院线股份有限公司，承担全市农村数字电影发行和放映任务。各县区设立农村电影数字化放映服务站，属院线公司派出机构，人员实行全员聘任制，面向社会、公开招聘，在同等条件下原电影放映员优先聘用。

（五）建立农村电影公益放映补贴新机制。各县区政府要改进对农村电影放映的扶持方式和以往按人拨款的财政投入方式，政府只买服务，不养人，不养机构。为确保农村数字电影的公益服务，国家统一实施农村公益放映场次政府补贴机制，根据中、省有关文件精神，结合我市实际，我市农村数字电影放映每场补贴标准为200元，其中：中、省财政每放映一场数字电影补贴标准为*0元，市、县区两级财政每放映一场补贴*0元（分担比例为2：8），并纳入财政预算。对农村电影放映单位的场次补贴，要引入竞争机制，对国有、集体、民营、个体等一视同仁，采取面向社会、面向市场，公开招标采购的方式进行，同时建立健全有关专项资金管理制度，加强对财政资金使用的监督检查。

四、加强组织领导，建立农村电影数字化放映工作的长效运行机制

（一）加强领导。市上成立由市政府分管领导任组长的推广农村电影数字化放映工作领导小组，成员由市发改委、市财政局、市广电局、市文化局等部门负责同志组成，领导小组办公室设在市文化局，负责组织、指导、协调工作。各县区要成立相应的领导机构，切实加强对此工作的组织领导。要把农村电影工作摆上重要议事日程，纳入当地经济社会发展规划和年度目标考核，制定周密的实施方案和放映计划，足额落实场次补贴经费，为推广农村电影数字化放映工作提供强有力的组织保障。

数字农业定义例6

1 数字农业管理系统意义重大

通过数字农业技术的应用，以最少的或最节省的投入，获得最高的经济收益和最佳的环境效益。大幅度提高农业信息化和现代化管理水平。实施数字农业、精准农业不但可以最大限度提高农业现实生产力，而且是实现优质、高产、低耗和环保的可持续发展农业的有效途径。

2 赵光农场农机概况

赵光农场现有农机总动力达到2.8万千瓦，农机具858台件，耕地动力比为17.85：1，田间综合作业机械化率达到98%，大宗作物全部实现机械化，农机具原值已达1.4亿元，其中：

（1）动力拖拉机89台，其中375马力以上5台，180-210马力50台，180马力以下（1204）34台；（2）收获机68台，其中进口收获机17台，国产3518收获机7台，1076/1075收获机33台，割晒机8台，玉米扒棒机3台；（3）运输拖拉机81台，其中90马力拖拉机24台，80马力以上51台，70马力拖拉机6台；4）农具现有858台件：其中进口播种机25台，国产播种机75台，重轻耙125台，玉米灭茬机80台，秸秆搂草机10台，打包机4台。

现已投资4800万元建设大型服务中心两处，投资4000万元购置进口机械66台套。以农机中心为管理中心，作业半径范围30公里，可承担跨区作业120万亩。

根据目前农场的农业机械化、集约化、规模化生产的特点，在数字化农业技术创新的基础上，集成国内外先进的计算机技术和农业生产技术的最新研究成果，构建精准农业及数字化农业技术应用的软硬件平台和信息服务体系，应用遥感系统（RS）、地理信息系统（GIS）、全球定位系统（GPS），建立地学空间信息数据库和信息动态更新获取采集系统，引进开发适宜本地作物的精确施肥、平衡施肥、病虫草害诊治专家系统（ES）；实现RS、GPS、GIS、ES技术与自动变量施肥机、自动变量喷药机和与收获机配套的作物产量实时计产系统等智能农机设备的集成应用，将产生明显的社会、经济与生态效益。

3 赵光农场数字农业管理系统主要完成的功能

3.1 门户系统 门户系统是数字农业信息网的门户系统，提供日常信息的、系统入口的引导功能等功能。具体包括：农业概况：展示农场及农业的基本情况。基础信息：包括气象数据、土壤指标数据、生产资料、农机、种子数据、其他等农业生产相关数据。农业图库。技术推广。网络视频协同办公系统。办公自动化系统。领导决策桌面系统等等。

3.2 日常信息

3.3 系统功能入口 为数字化管理系统、数字化辅助决策系统和第三方应用系统提供连接服务，使得第三方系统可以方便快速的嵌入到整个数字管理系统中。

3.4 农业数字化管理系统：主要体现服务、管理、精准农业三大功能模块。

（1）服务系统：基于WebGIS的测土配方施肥辅助决策；基于WebGIS的病虫害防治辅助决策；基于WebGIS的高清影像与作物长势决策；基于WebGIS的气象信息服务系统。（2）管理系统：基于WebGIS的农场资源管理功能：农业、农机、气象、水利、林业、畜牧等资源进行汇总分析。（3）精准农业系统：①作物产量实时计产系统；②土壤养分检测与管理系统；③农业专家决策支持系统；④精量播种、变量施肥实施管理系统；⑤农田病虫害监测系统与变量施药作业系统的集成；⑥农机卫星导航自动驾驶系统、3G（无线）视频监控系统。

数字农业定义例7

在我国2000年的《农业科技发展纲要》中，将数字农业放在农业信息技术的首要位置，引起了人们的普遍关注。本文试图谈谈对数字农业的认识、存在的问题和建设数字农业的基本设想，以供参考。

1对数字农业的认识

数字农业（digitalagriculture）就是用数字化技术，按人类需要的目标，对农业所涉及的对象和全过程进行数字化和可视化的表达、设计、控制和管理。其本质是把信息技术作为农业生产力要素，将工业可控生产和计算机辅助设计的思想引入农业，通过计算机、地学空间、网络通讯、电子工程技术与农业的融合，在数字水平上对农业生产、管理、经营、流通、服务以及农业资源环境等领域进行数字化设计、可视化表达和智能化控制，使农业按照人类的需求目标发展[1]。

有的学者认为[2]，数字农业是“数字地球”在农业领域的延伸。正如“数字地球”的概念一样，数字农业这一概念体现了数据和技术的综合集成。数字农业可以有广义和狭义之分。广义的数字农业，即信息化农业，包括农业要素（生物要素、环境要素、技术要素、社会经济要素等）、农业过程（生产、管理、储运、流通等）的数字化、网络化、自动化以及智能化，形成数字驱动的农业生产管理体系。狭义的数字农业，是以农业空间信息机理为基础的、以“3S”技术为支撑的农业系统空间信息技术体系。

事实上数字农业是一个学术性很强的综合概念。近年来，与数字农业技术体系有关的理论基础和应用技术研究，已经成为主要发达国家发展高新技术农业的侧重点，成为极其活跃的科技创新领域。数字农业是一项集农业科学、地球科学、信息科学、计算机科学、空间对地观测、数字通讯、环境科学等众多学科理论与技术于一体的现代科学体系，是由理论、技术和工程构成的三位一体的庞大系统工程。数字农业是对有关农业资源（植物、动物、土地等）、技术（品种、栽培、病虫害防治、开发利用等）、环境、经济等各类数据的获取、存贮、处理、分析、查询、预测与决策支持系统的总称。数字农业是信息技术在农业中应用的高级阶段，是农业信息化的必由之路；农业信息化、智能化、精确化与数字化将是信息技术在农业中应用的结果。实现农业农村现代化、保障我国的食物安全、全面建设小康社会的关键在于推动农业科技的发展，创造条件进行一次新的技术革命，促使传统农业向现代农业转变，促使粗放生产向集约化经营转变。可以预言，数字农业及其相关技术的快速发展和推广应用，必将成为新世纪农业科技革命不可缺少的重要内容，必将推动农业向高产、优质、高效及可持续方向发展，在带动广大农民致富和全面建设小康社会中发挥越来越重要的作用[3]。

2存在的问题

2.1农业信息化水平较低

收集信息、处理信息、传播信息的软硬件设备与网络体系不健全；已开发的大量农业经济信息系统、农作物病虫害数据库、作物品种资源管理数据库系统、农业土壤系统分类数据库系统等大多不涉及空间维度，难以适应当前对空间数据信息的需求；对于来源多种多样、格式也不尽相同的各种数据的实时性、地域性、综合性处理还需作出很多努力。

2.2农业信息化意识和利用信息的能力不强

一方面，许多基层农技人员和广大农业从业者，知识老化，整体素质有待进一步提高，对于利用现代技术，收集、处理、利用农业信息的意识和能力不强；另一方面，农业信息加工处理的技术人员缺乏，当前，就连最基本的能够及时、准确地提供农产品供需信息，对网络信息进行收集、整理，分析市场形势，回复网络用户的电子邮件，解答疑问等方面的人才也不多，更谈不上能够满足数字农业发展对于人才的需求。2.3农业信息化效益不明显

数字农业还刚刚起步，在国内总体上尚处于探索阶段，实用性、普遍性的技术应用还很少，直接带来的经济效益还没有很好地显现出来。

2.4农业信息数据的管理和标准化工作有待进一步加强

地理信息系统（GIS）以及其他农业信息管理系统为了完成某种分析工作所要求的各种农业数据往往格式与结构不同，而且往往掌握在不同的管理部门或研究机构中。因此，未来建立在网络上的农业地理信息系统要具备获取和分析分布式存储数据的能力，也就是说我们要使所谓的WebGIS能够协同处理来自不同组织和机构的农业数据[2]。

3建设数字农业的基本设想

随着经济社会的快速发展和科技进步，台州在数字网络建设、原始数字化数据积累、数字化信息采集及其处理等

方面的工作已有一定的基础，起动发展数字农业不仅是必要的，而且是可行的。借鉴许多学者的研究结果[4，5]，提出建设台州数字农业的基本设想，就是要在台州已有农业信息化建设成果基础上，建立可视化的台州农业地理信息系统，构建直观形象的农业信息管理与辅助决策视频体系，实现农业信息的现代化综合管理、分析、共享和，彻底改造台州传统的农业管理模式，全面提升台州农业工作的信息化和现代化水平。

3.1整合已有的农业信息

在国家、省级信息基础设施建设的基础上，以各级农业部门为依托，建设中央一省一市县信息骨干网络系统，形成一个功能完善、性能优良的农业综合信息网络系统，并与其他网络互联，成为一个全方位的农业资源和经济信息网络系统。

3.2信息表达要直观、形象，并要实现信息系统的联网

把市内的地形、地貌、交通、村镇、行政区划等基础地理信息以及耕地分布、土壤类型、种植结构、水肥状况、农作物生长发育、气象、病虫害、农民知识、乡镇企业、农业法律法规等各种农业信息以图形图像等直观形象的可视化电子地图与相关信息的形式在投影视频系统上进行显示和表达，随着数字农业的发展，逐步做到与省级、部级类似的信息系统进行交互式查询等。

3.3强化对科研、管理等的服务工作

通过对基础地理信息和农业专题信息的空间分析、网络分析和追踪分析等，实现农业科研、管理和决策人员在全市三维农业电子模型上，对农业生产中的现象、过程进行模拟，高效、直观、形象地为农业工作的规划、设计、建设、经营、管理、服务、决策等提供科学依据。

4参考文献

[1]蒋建科.“数字农业”带动农业现代化[J].农资科技，2003（5）：41.

[2]薛领，雪燕.数字农业与我国农业空间信息网格（Grid）技术的发展[J].农业网络信息，2004（4）：4-7.

数字农业定义例8

在我国2000年的《农业科技发展纲要》中，将数字农业放在农业信息技术的首要位置，引起了人们的普遍关注。本文试图谈谈对数字农业的认识、存在的问题和建设数字农业的基本设想，以供参考。

1对数字农业的认识

数字农业（digitalagriculture）就是用数字化技术，按人类需要的目标，对农业所涉及的对象和全过程进行数字化和可视化的表达、设计、控制和管理。其本质是把信息技术作为农业生产力要素，将工业可控生产和计算机辅助设计的思想引入农业，通过计算机、地学空间、网络通讯、电子工程技术与农业的融合，在数字水平上对农业生产、管理、经营、流通、服务以及农业资源环境等领域进行数字化设计、可视化表达和智能化控制，使农业按照人类的需求目标发展[1]。

有的学者认为[2]，数字农业是“数字地球”在农业领域的延伸。正如“数字地球”的概念一样，数字农业这一概念体现了数据和技术的综合集成。数字农业可以有广义和狭义之分。广义的数字农业，即信息化农业，包括农业要素（生物要素、环境要素、技术要素、社会经济要素等）、农业过程（生产、管理、储运、流通等）的数字化、网络化、自动化以及智能化，形成数字驱动的农业生产管理体系。狭义的数字农业，是以农业空间信息机理为基础的、以“3S”技术为支撑的农业系统空间信息技术体系。

事实上数字农业是一个学术性很强的综合概念。近年来，与数字农业技术体系有关的理论基础和应用技术研究，已经成为主要发达国家发展高新技术农业的侧重点，成为极其活跃的科技创新领域。数字农业是一项集农业科学、地球科学、信息科学、计算机科学、空间对地观测、数字通讯、环境科学等众多学科理论与技术于一体的现代科学体系，是由理论、技术和工程构成的三位一体的庞大系统工程。数字农业是对有关农业资源（植物、动物、土地等）、技术（品种、栽培、病虫害防治、开发利用等）、环境、经济等各类数据的获取、存贮、处理、分析、查询、预测与决策支持系统的总称。数字农业是信息技术在农业中应用的高级阶段，是农业信息化的必由之路；农业信息化、智能化、精确化与数字化将是信息技术在农业中应用的结果。实现农业农村现代化、保障我国的食物安全、全面建设小康社会的关键在于推动农业科技的发展，创造条件进行一次新的技术革命，促使传统农业向现代农业转变，促使粗放生产向集约化经营转变。可以预言，数字农业及其相关技术的快速发展和推广应用，必将成为新世纪农业科技革命不可缺少的重要内容，必将推动农业向高产、优质、高效及可持续方向发展，在带动广大农民致富和全面建设小康社会中发挥越来越重要的作用[3]。

2存在的问题

2.1农业信息化水平较低

收集信息、处理信息、传播信息的软硬件设备与网络体系不健全；已开发的大量农业经济信息系统、农作物病虫害数据库、作物品种资源管理数据库系统、农业土壤系统分类数据库系统等大多不涉及空间维度，难以适应当前对空间数据信息的需求；对于来源多种多样、格式也不尽相同的各种数据的实时性、地域性、综合性处理还需作出很多努力。

2.2农业信息化意识和利用信息的能力不强

一方面，许多基层农技人员和广大农业从业者，知识老化，整体素质有待进一步提高，对于利用现代技术，收集、处理、利用农业信息的意识和能力不强；另一方面，农业信息加工处理的技术人员缺乏，当前，就连最基本的能够及时、准确地提供农产品供需信息，对网络信息进行收集、整理，分析市场形势，回复网络用户的电子邮件，解答疑问等方面的人才也不多，更谈不上能够满足数字农业发展对于人才的需求。

2.3农业信息化效益不明显

数字农业还刚刚起步，在国内总体上尚处于探索阶段，实用性、普遍性的技术应用还很少，直接带来的经济效益还没有很好地显现出来。

2.4农业信息数据的管理和标准化工作有待进一步加强

地理信息系统（GIS）以及其他农业信息管理系统为了完成某种分析工作所要求的各种农业数据往往格式与结构不同，而且往往掌握在不同的管理部门或研究机构中。因此，未来建立在网络上的农业地理信息系统要具备获取和分析分布式存储数据的能力，也就是说我们要使所谓的WebGIS能够协同处理来自不同组织和机构的农业数据[2]。

3建设数字农业的基本设想

随着经济社会的快速发展和科技进步，台州在数字网络建设、原始数字化数据积累、数字化信息采集及其处理等

方面的工作已有一定的基础，起动发展数字农业不仅是必要的，而且是可行的。借鉴许多学者的研究结果[4，5]，提出建设台州数字农业的基本设想，就是要在台州已有农业信息化建设成果基础上，建立可视化的台州农业地理信息系统，构建直观形象的农业信息管理与辅助决策视频体系，实现农业信息的现代化综合管理、分析、共享和，彻底改造台州传统的农业管理模式，全面提升台州农业工作的信息化和现代化水平。

3.1整合已有的农业信息

在国家、省级信息基础设施建设的基础上，以各级农业部门为依托，建设中央一省一市县信息骨干网络系统，形成一个功能完善、性能优良的农业综合信息网络系统，并与其他网络互联，成为一个全方位的农业资源和经济信息网络系统。

3.2信息表达要直观、形象，并要实现信息系统的联网

把市内的地形、地貌、交通、村镇、行政区划等基础地理信息以及耕地分布、土壤类型、种植结构、水肥状况、农作物生长发育、气象、病虫害、农民知识、乡镇企业、农业法律法规等各种农业信息以图形图像等直观形象的可视化电子地图与相关信息的形式在投影视频系统上进行显示和表达，随着数字农业的发展，逐步做到与省级、部级类似的信息系统进行交互式查询等。

3.3强化对科研、管理等的服务工作

通过对基础地理信息和农业专题信息的空间分析、网络分析和追踪分析等，实现农业科研、管理和决策人员在全市三维农业电子模型上，对农业生产中的现象、过程进行模拟，高效、直观、形象地为农业工作的规划、设计、建设、经营、管理、服务、决策等提供科学依据。

4参考文献

[1]蒋建科.“数字农业”带动农业现代化[J].农资科技，2003（5）：41.

[2]薛领，雪燕.数字农业与我国农业空间信息网格（Grid）技术的发展[J].农业网络信息，2004（4）：4-7.

数字农业定义例9

1引言

2020年10月29日，《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十四个五年规划和二〇三五年远景目标的建议》(以下简称“建议”)指出，“我国发展环境面临深刻复杂变化。当前和今后一个时期，我国发展仍然处于重要战略机遇期，但机遇和挑战都有新的发展变化”。同时，《建议》指出，“坚持把解决好‘三农’问题作为全党工作重中之重，走中国特色社会主义乡村振兴道路，全面实施乡村振兴战略”。促进农村发展，实施乡村振兴战略，亟须通过提升农村经济水平，增强农产品抵御风险能力，以形成稳定农村产业链。2020年的中央一号文件提出，要加强现代农业设施建设，加快现代信息技术在农业领域的应用。区块链自出现后广受人们关注，通俗地讲，它可以作为一个分布式的共享账本，还具有数据库的功能，自身带有一些很好的性质，比如，去中心化、不可篡改等。这些性质确保了区块链内容记载真实可信，使人们更加相信区块链上记载的数据。当区块链与农产品供应链相结合，有效改善了整条农产品供应链的信息不对称的问题，实现各节点的优化，有利于实现农产品的防伪溯源，分配利润公平，助力农村经济发展，实现“大数据农业”。本文立足于数字乡村背景下区块链与农产品供应链的整合这一主题，指出当前对农村经济的发展需求，以及区块链技术与农产品供应链的整合模式描述，指明这一模式对建设数字乡村的帮助。

2农产品供应链现状

国以民为本，民以食为天。粮食安全在当下被提到显著重要的地位，保障粮食供给，减少粮食浪费是我们当前迫切的任务。2021年中央一号文件指出，“农业供给侧结构性改革深入推进，粮食播种面积保持稳定，产量达到1.3万亿斤以上，生猪产业平稳发展，农产品质量和食品安全水平进一步提高，农民收入增长继续快于城镇居民，脱贫攻坚成果持续巩固。”由于耕地的原因，我国的粮食自给率只有91%，剩余不足的部分就要依靠进口来解决。受外部现实因素影响，粮食进口存在一定风险，所以，应将视角转到国内供给上来。目前国内农产品供给与需求之间存在不平衡不匹配的问题。就农产品需求角度讲，随着人们生活水平的提高，人们对生活质量也提出了较高的要求，他们更倾向于挑选绿色、安全、健康、多样的农产品。但就农产品供给角度讲，由于农产品产地仓储保鲜冷链物流设施建设不足等情况，农户为了农产品能够进行远距离运输以及具备更长的新鲜保质期，会采取农药或者其他添加剂对农产品进行二次加工，这些手段均大大提高了农产品自身风险因素。另外，传统的国内农产品供给模式很难适应多变的市场需求。由于农产品种植需要成长期以及种植方法差异化调整，市场上的农产品供给不能够及时满足市场需求变化。随着建设数字乡村之势，运用农产品供应链与区块链结合的方法解决农产品市场所存在的问题，实现农业大发展，促进乡村振兴。

3区块链与农产品供应链的结合

3.1双链整合模式描述。将区块链应用到农产品供应链上，能够使农产品来源可追溯，人们可以通过区块链技术查找购买的农产品从生产到流通到销售的全过程，保障农产品的质量安全。同时，区块链技术不仅只是提供全程可追溯的采购、生产、物流、销售数据，而且还可以把这些数据转化为被社会普遍认可的信用信息，这些信用信息可以为经营者提供必要的信用支持。由于区块链具有电子账本和信息共享的特点，它既可以监督交易的实施，又能够有效避免信息的不对称。只要加以运用，便能够在各个环节上减少浪费，降低成本，从农产品供应链的节点和路径选择上做到优化。3.2双链整合的应用设想。将供应链与区块链进行整合，设计出一个针对农产品的区块链应用软件，以提高信息流的传递速度，使农产品市场更透明即时，促进不同主体积极参与市场的良性竞争。此应用程序包括以下两个系统。3.2.1多点实时上传系统。根据区块链“共享账本”的特点，交易记账可多点上传，由不同主体共同完成。农产品供应链节点繁多，从生产至销售，链条长且分散，不易于统一沟通管理，因此农产品区块链平台将设计不同主体的上传界面，包括农户、专业合作社、批发市场、集贸市场、大型商超等，从而使获取的信息更有针对性与区分性，在同一个系统中，可以查询到产品在不同生产经营环节的流通轨迹。3.2.2即时信息共享系统。根据区块链“信息共享”的特点，区块链各个节点的信息完全一致，且系统内数据能够自动更新，能够即时反映出当下的农产品信息、相关企业信息、流通运输状态等。因此农产品区块链平台将设计使用者的功能界面，包括产品溯源、流通状态、供需信息共享、政策信息分布、资质认证等面向普通消费者，从而使区块链发挥最大效用，惠及更多群众。此外，供应端即生产者也可以通过信息的及时共享，获取市场运营反馈，调整生产策略，避免不必要的损失和浪费。跨部门、跨系统的协调运作，也使得传统农业发挥规模经济，提高合作效率，焕发新的生机。

4双链整合与数字乡村

中央经济工作会议提出，要大力发展数字经济，加大新型基础设施投资力度。数字经济在全面推进乡村振兴中大有可为。随着历史大变革，技术大发展与大融合，数字乡村的发展产生了新的重大机遇，催生新的农业产业形态与经济格局，助力实现振兴乡村。4.1数字乡村。数字乡村是一个新的概念，它是将网络以及新型数字技术应用到农村的经济发展当中，提高农民的现代信息知识水平，让科学技术以一种新的方式出现在农业生产当中，让科技更好地惠及各方。数字乡村是实现乡村振兴战略的一个重要抓手，也是建设数字中国的重要内容。《数字乡村发展战略纲要》指出，“当下数字农村发展主要形势是：立足新时代国情农情，要将数字乡村作为数字中国建设的重要方面，加快信息化发展，整体带动和提升农业农村现代化发展”。4.2双链整合对建设数字乡村的帮助。农产品供应链建设不够完善很大程度上影响我国农村的发展，农产品销售渠道较为单一，主要依靠实体市场。数字乡村的建设能够为农产品的销售提供网络虚拟市场，扩充农产品销售渠道。但单一互联网销售的背景下，会存在农产品以次充好等现象，降低消费者信心，让消费者不敢买，优质农产品卖不出去。区块链凭借其分布式存储、不可篡改和可追溯等特征，与大数据、物联网等相关技术结合，让农产品质量安全得到保证，能够实现农产品溯源有效；区块链所储存的大量数据，可以为农户或经销商进行分析决策提供基础，降低资源浪费，提高资源使用效率；根据区块链各个节点运行状况，合理分配各环节利益，剔除中间商的交易平台，直接面向销售者，让农户利益得到最大化的实现。通过双链整合这一模式，结合互联网、物联网以及大数据的优势，将消费者个性化需求直接反馈给生产主体，拉动内需，实现定制农业，解放农村数字化生产力，促进农业农村农民发展。4.3双链整合在建设数字乡村中所面临的挑战。区块链与供应链的整合，是信息化前沿领域的新应用，是可以让农业大发展迈向新台阶的重要一步，对于数字乡村也意义重大。经调查研究发现，区块链技术在数字农业领域已经出现一些落地应用，但农业区块链应用普及之路尚远。区块链技术和农业的融合发展仍面临一系列的挑战。农业数字化程度较低，区块链发展“土壤”不充分。数字化是区块链发展的前提，区块链提供了新的数据记录方式，但只有拥有数据才能让数据记录方式发挥作用。目前，农业数字化发展总体滞后，发展过程面临诸多问题和挑战。此外，区块链技术发展尚未成熟，许多技术层面的难题还尚未解决，相关投入成本较大，难以实现大规模应用。“区块链+数字农业”领域复合型人才缺失。当前农村很重要的一个现状就是人才外流，青壮劳动力以及高科技人才外出务工，农业的经营主体大部分是年龄偏大、知识水平有限的群体，他们对互联网技术的了解和应用尚处于较低水平，对区块链等新型数字技术更是了解有限。因此，要实现区块链在数字农业领域的发展，专业的人才储备是关键。区块链在农业领域的应用广度和深度虽有所欠缺，但区块链与农业结合的这一新领域正逐渐受到政府部门的重视。未来，随着农业数字化程度的加深，区块链技术的应用规模、应用场景等将逐步扩大，发展模式也将进一步改变。

5政策意义

2020年5月出台的《中共中央国务院关于新时代推进西部大开发形成新格局的指导意见》指出，要支持先进技术在传统产业的应用与融合，促进产业改造升级，建立完善现代化产业体系。大数据、区块链等新一代数字技术在农业方面加快开发，有助于促进和深化农产品价值链与供应链，提升农产品供应链价值，对于国家加快数字乡村建设，推动乡村振兴具有重大意义。5.1构建区块链农业应用平台。组织科技人才，搭建适宜的区块链平台，帮助农户、经销商以及消费者使用该区块链平台，发挥该平台最大的效益。农户方面，及时准确上传农产品信息，使得农产品能够直接追溯到源头，提高农产品安全性；经销商方面，正确上传农产品销售情况，以及销售价格，及时给农户以反馈，增强农产品供应链活力；消费者方面，可以根据该平台上传的信息，确定农产品质量以及价格等情况，使消费者更加放心，减少购买到以次充好的农产品的情况，有助于扩大内需。5.2应用推广。将储存的数据加以应用，给农户以反馈，引导农户及时调整农产品生产结构，调节供求不匹配，减少资源浪费；该平台不仅可以应用在农产品供应链上，而且还可以与物联网等技术相结合，应用在物流方面，减少物流等因素对农产品质量产生的影响，合理配置物流资源，优化各方利益；该平台与互联网直播带货相结合，凭借平台优势，减少消费者心中顾虑，同时扩大农产品销量，提高农产品知名度。区块链与农产品供应链的结合，将优化农产品供应链，并成为深化农业供给侧结构性改革，促进我国农业发展和推动乡村振兴战略的一个重要领域。实质是通过区块链技术构建自治溯源的封闭体系，实行“区块链+农业”的战略组合，打开“大数据农业”的新大门，对农产品供应链进行深度优化改造，促进农业向信息化、科技化转型，不仅优化农业供给侧，而且也提升了农业运营效率和质量，实现了质的飞跃。

参考文献

[1]景娥.区块链背景下农产品流通模式演化动力机制与创新[J].商业经济研究,2020(23):125-128.

[2]干梓悦,林欣瑶,周东.基于区块链的农产品溯源机制[J].农村经济与科技,2021,32(01):118-122.

[3]陈炳才.后疫情时代我国经济发展若干政策建议[D].开放导报,2020-12-08.

[4]何宛昱.陈翰笙与托尼的中国农村经济问题研究[J].史学理论研究,2020(01):24-38+158.

[5]刘建平.后疫情时代提升农村贫困治理能力的路径探索[J].西部学刊,2020(11):13-16.

数字农业定义例10

自然语言理解（natural language understanding，NLU），又称自然语言处理(natural language processing, NLP)，人工智能研究的重要内容之一。自然语言理解，是指计算机对自然语言的音，形，义等信息进行处理，即对字，词，句子和篇章的输入，输出，识别，分析，理解，生成等操作和加工。就是利用电子计算机来理解自然语言,使计算机懂得人的语言,让计算机在人的语言的指挥下,进行某些“智能”活动。

自然语言理解是一门新兴的边缘学科，内容涉及语言学、心理学、逻辑学、声学、数学和计算机科学，而以语言学为基础。自然语言理解的研究，综合应用了现代语音学、音系学语法学、语义学、语用学的知识，同时也向现代语言学提出了一系列的问题和要求。这门学科也通过长期的研究，已经形成了一整套的理论和方法，使我们加深了人类语言现象的理解，并且能解决在自然语言的应用中遇到的许多实际问题。

中文信息处理

1. 领域知识库构建，中文自动分词

领域知识库是用来存储领域专家提供的专门知识的集合体。这种专门知识即包括领域对象的原理性知识，如有关对象的概念、事实、定理、方程、方法、模型、实验、和操作等。一般或存在于书本或文献中，大多数有确定的数学模型；也包括专家解决复杂的不良结果问题时得到的经验等启发性知识。

领域知识库是基于知识的系统的核心部件，知识库中的知识数量和质量直接决定着系统性能和效率。

    构建领域知识库。知识是智能的基础，为了使计算机具有智能，使它能模拟人类的智能行为，就必须使它具有知识，但是需要把人类拥有的知识采用适当的模式表示出来，才能存储到计算机中去，这就是知识表示要解决的问题。知识表示是对知识的一种描述，或者说是一组约定，是一种计算机可以接受的、用于描述知识的数据结构，对知识进行表示就是把知识表示成便于计算机存储和利用的某种数据结构，知识表示方法又称为知识表示技术，其表示形式称为知识表示模式。

目前使用较多的只是表示方法有：一阶谓词逻辑表示法，产生式表示法，框架表示法，语义网络表示法，面向对象表示法。

一个完整的知识库非常庞大，不仅需要精密的框架设计还要录入海量的词汇数据，甚至还有一次多义、多词同义等特殊情况。知识库中需要一个词汇集合来存放已知的词汇信息。在数据库中建立词汇表，各字段如下：编号（id）表示本条词语在数据库中的编号。为整数类形，自动递增且为主键，必填字段。词语（word）表示词汇本身，为字符类型，必填字段，词性（partos）表示词汇的词性，为字符类型，必填字段。近义词（similar）表示词汇的相近词汇，为字符类型，可选字段，词义（acceptation）表示词汇的词义，字符类型，可选字段。备注（remark）例如：id:1,word:大豆partos：名词，similar：黄豆。当然基于农业领域的知识库构建只有词汇表是不够的，还要有农业信息知识库。以大豆为例，大豆的基础知识，大豆的品种介绍，大豆植物学特征，大豆生物学特征，大豆病害，大豆虫害，大豆草害，大豆栽培技术，大豆高产栽培技术，大豆栽培新技术，大豆市场信息等等。所以要对各种农业信息进行详细入库，并使其更高效查询。

中文自动分词(Chinese Word Segmentation)指的是将一个汉字序列切分成一个一个单独的词。中文自动分词是文本挖掘的基础，对于输入的一段中文，成功的进行中文自动分词，可以达到电脑自动识别语句含义的效果。汉语自动分词的任务，通俗地说，就是要由机器在中文文本中词与词之间自动加上空格。

现有的分词算法可分为三大类：基于字符串匹配的分词方法、基于理解的分词方法和基于统计的分词方法。

(1)基于字符串匹配的分词方法：本质就是基于大规模词库的机械分词方法。

(2)基于理解的分词方法：基本思想就是在分词的同时进行句法、语义分析，

利用句法信息和语义信息来处理歧义现象。通常包括3个部分：分词子系统、句法语义子系统、总控部分。

(3) 基于统计的分词方法：主要是利用词是稳定的字的组合这一规律，这样就可以通过记录字与字相邻共现的频率从而利用概率统计的方法给切词系统提供切分标准。

本系统为自动回答系统，所以要充分理解每一条用户所提信息，以上分词方法作为本系统基础分词的方法，在对领域内的名词用概念从属树组织起来，再利用格语法理论建立动词的静态知识库，用静态事实库配合概念从属树的爬树过程来完成对切词结果的语义分析，同时对切词结果进行歧义排除。

2. 进行语言分析，语言理解的实现

语言虽然表示成一连串的文字符号或者一串声音流，但其内部实际上是一个层次化的结构，语言的分析和理解过程也应当是一个层次化的过程，一般分为词法分析、句法分析、和语义分析。词法分析的主要目的是找出词汇的各个词素，从中获得语言学信息，汉语中每个字都是一个词素，但是切分出各个词就不是那么容易的。例如，我们研究所有东西，可以是“我们——研究所——有——东西“，也可以是”我们——研究——所有——东西“。句法分析是对句子和短语的结构进行分析，最直接的方法就是模式匹配，如noun+verb+noun，但自然语言有很多变化，一个句子可以表示成（(pronoun∨(adj*noun))verb(pronoun∨(adj*noun))

这也可以用状态转移图来表示，称之为转移网络(TN，transition network)。语义分析就是通过分析找出词义、结构意义及其结合意义，从而确定语言所表达的真正含义和概念。语义分析方法主要有谓词逻辑、语义网络、格语法、概念从属理论等等。

语言理解的实现，农业信息的语句结构相对简单，句子组成远不如日常用语那么复杂。农业词语根据行业特性、构成特点的差异,可以划分为农业术语、农业语词、农业用语三个层次。农业术语一般运用于行业典籍,农业语词较易为行外人士理解,农业用语容 易发生分化。其扩散以南北朝同类文献为起点,到普通文献的农业语境,然后到普通文献的非农业语境,经过激烈竞争,部分词语保留到了后世文献中。专门词语和一般词语可以互相转化,行业色彩轻重是决定性因素:农业术语演变为一般词语的难度较大,演变为农业语词的难度较小,演变为农业用语的难度最大。农业信息提问句式以农业方面名词开头，并大多数以疑问句存在。下面以“大豆子叶上产生赤褐色圆形斑是什么病，怎样防治”。

这个句子根据上面的切词方法，首先字符匹配可以切成“大豆/子叶/上/产生/赤褐色/圆形/斑/是/什么/病/,/怎样/防治”.用这种方法会产生歧义，也可以分成“大豆子/叶/上/产生/赤褐色/圆形/斑/是/什么/病/,/怎样/防治”。大豆和大豆子在农业上是两种植物，所以还要进一步对这句话理解，分析其句子成分，找到主语，谓语，宾语。只要能准确分析出句子的每个成分，那么整句的分析就有了一个良好的基础。“（大豆子叶上产生赤褐色圆形斑）主语（是）谓语（什么病）宾语，（怎么）主语（防治）谓语。首先找到句子谓语（谓语一般由动词构成的），这样我们就可以根据分词到指示表中找到句子中的谓语，在程序中一般扫描谓语前面的为主语，谓语后面的为宾语。找到主语和宾语到知识表中各个词进行搜索，搜索引擎会把搜到的结果进行排列，降低切词带来的歧义性，找到用户提出问题的最佳答案。

3. 语言自动生成。

一个基于中文自然语言理解的农业信息自动回答系统不仅是理解了提问就算完成，最重要的是对问题的回答。语言生成就是把在计算机内部以某种形式存放的需要交流的信息，以自然语言的形式表达出来。语言生成是自然语言理解的一个逆过程。一般包括以下两部分：1、建立一种结构，以表达出需要交流的信息。2、以适当的词汇和一定的句法规则，把要交流的信息以句子形式表达出来。同自然语言理解一样，语言生成的处理方法有很多种，这不仅由于它们所采用的内部表达结构不同(如采用语义网络或者概念从属等)，而且由于语言生成的目的不同(如有的目的是为了对输入文章作摘要，有的是为了作为问题回答系统的人-机界面等) 。

本系统首先要建立一种结构，以回答的形式为主，如：主语+”是”+(宾语)，如果我们要回答“大豆子叶上产生赤褐色圆形斑是什么病”这个问题，就要提出主语（大豆子叶上产生赤褐色圆形斑）+谓语（是）+宾语（来自知识库）。知识库中有大豆紫斑病（症状、病原、传播途径和发病条件、防治方法）。程序查找到（大豆子叶上产生赤褐色圆形斑）为大豆紫斑病的症状里边的字段，程序可得出宾语(大豆紫斑病),同时第二个问题也进行了回答。

在本问题得到完善回答后，系统后台在程序运行前期需要进行人工审核，如果问题回答出现偏差需要及时修改，并存入历史数据库。如有相同问题出现时，可直接读取历史数据库进行回答。使本系统更加完善，搜索更高效，回答更准确，更加有利于用户使用。

结束语

本文设计了一个简单的基于中文自然语言理解的农业信息自动回答系统，本系统的核心技术为中文的自然语言理解技术，实现了领域知识库的建立，中文的自动分词和进行了语言分析、语言理解的实现，并成功对其所提出问题进行了合理回答。经过简单的输入测试，系统初步达到设计目的。能够满足一些简单农业信息要求。还存在不足之处待以后改进。

(1)扩充知识库。虽然是农业领域知识库，但其内容涉及也是十分庞大的，

所以无论在结构上或内容上都要扩充知识库。

(2)完善分词算法。本系统分词还存在歧义性，还需要长时间的对各种句子测试和改进。

(3)完善语言理解和自动回答。

自然语言的丰富程度远远超过这些，如何做到更高级的自动回答系统，使机器语言理解更加智能，是一个长期且艰巨的任务。

参考文献：

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[2]吴　江。  中文自然语言理解技术与智能检索  图书馆学研究　2006(3)

[3]尹朝庆， 尹皓。人工智能与专家系统  中国水利水电出版社  2002

[4]丰博，胡钢伟，赵克，亿珍珍。  一种自反馈汉语切词系统的研究和实现 计算机技术与发展  2006（5）

[5]王祥滨,赵　克,程培涛,许　威。 基于领域自然语言理解的知识库管理系统  计算机技术与发展  2009(12)