多通道精準化農業信息服務平臺建設

孟鶴 羅長壽 孫素芬

摘要：針對農業農村信息化推進中面臨的問題，面向農業生產決策與管理對科技服務的多樣化需求，建立多通道精準化農業信息服務平臺。通過信息資源的標準化建設和知識化組織、信息服務的智能化對接和精準化推送、遠程教育移動系統開發和個性化自主學習平臺建設及農業生產遠程監控系統的開發，實現科技推廣、決策輔助、病害診斷、生產管理、信息交流共享等功能。在此基礎上，通過建立基地進行示范推廣，在資源整合、需求對接、人才培養、院區合作等方面實現現代農業信息服務的模式創新。

關鍵詞：農業信息服務；信息資源；精準；語義關聯；智能診斷

中圖分類號：F302.4；S126 文獻標志碼： A 文章編號：1002-1302（2015）07-0475-04

信息技術的飛速發展與廣泛應用帶動了農業信息服務水平的提升，圍繞農業信息服務平臺建設，近年來，從中央到地方的各部門、各地區積極探索創新，形成了各具特色的信息服務新模式，如中國知網與中國科學技術協會合作的面向全國農村建設的網上農民科普書屋[1]、湖南省建立的“兩端兩網、扁平化”的農業農村信息服務平臺[2]、海南省開發的休閑農業手機信息服務平臺[3]、黑龍江省農業高校創建的科技信息服務協同模式[4]等，都為農業信息服務的研究與應用作出了有益的實踐。但從總體上看，當前信息服務平臺建設主要以“一對多”的單向服務為主，還存在信息資源整合不充分、信息供需不對稱、信息服務手段單一、信息服務效果不明顯等問題[5]，難以滿足Web 2.0和大數據時代廣大農業信息用戶對信息服務提出的更高要求，亟須面向農業生產決策和生產管理的全過程，集成應用現代信息技術，針對各類經營主體的多樣化需求而開展精準化的信息服務，建立基于現代信息技術的農業社會化服務體系，切實發揮信息化對農業現代化和新型生產經營主體發展的助推作用。

北京市農林科學院以全面提升農業信息資源利用效率和信息用戶獲取信息的便捷程度為目標，開發建設多通道、精準化農業信息服務平臺，力求通過制定標準、整合資源、開發系統、搭建平臺，解決農業信息服務供求不對稱、信息獲取成本高、信息服務體系與農業科技創新推廣體系相互疏離等問題。在此基礎上，在北京市大興區安定鎮建立“農業信息服務綜合展示示范基地”，在資源整合機制、需求對接機制、人才培養機制、院區合作機制等方面進行有益的探索和創新，為信息服務平臺的應用與推廣積累經驗。

1 多通道精準化農業信息服務平臺建設

1.1 平臺概述

平臺面向移動互聯時代農業生產決策與管理對科技服務的多樣化需求，立足科研院所在信息資源、品種技術、專家隊伍、創新平臺等方面的優勢，建立集互聯網、通信網于一體，基于計算機、電話、手機、移動存儲設備等終端而開發系列服務系統、終端及相應產品，實現生產監控、輔助決策、咨詢診斷、信息發布、交流共享等功能，提供“隨時、隨地、隨人”和“便捷、互動、個性化、低成本”的農業信息服務，實現對科研院所創新資源的充分利用和與農業基層推廣組織的有效銜接。

1.2 平臺的關鍵技術研究與功能實現

平臺的總體架構如圖1所示。在開發思路上突出應用導向，針對用戶在生產決策和生產管理方面的信息需求，圍繞計算機、手機、觸摸屏、電話、“U農”終端等信息服務載體，進行信息資源的整合組織和相關技術系統的研發。重點完成信息資源的標準化建設和知識化組織、信息服務的智能化對接和精準化推送、遠程教育移動系統開發和個性化自主學習平臺建設及農業生產遠程監控系統的開發。

1.2.1 信息資源的標準化建設與知識化組織 針對農業信息服務網絡信息資源分散、利用效率低的問題，研究制定了北京市地方標準DB11/T 836—2011《農業信息資源數據集核心元數據》，為農業信息資源的管理、標引、交換、共享及相關農業信息系統的構建提供依據，實現不同來源、不同媒體、不同格式的信息資源的底層融合，建立北京農業數字信息資源中心（http：//www.agridata.gov.cn）。在此基礎上，應用《中國農業敘詞表》和Ontology技術，構建農業知識網格[6]，將不同

來源、不同格式的農業信息資源庫中的農業知識按照語義關系進行有機連接，實現異構資源在語義層的融合共享；同時創新新詞發現機制，采用文本挖掘和智能聚合技術，從網絡搜索、用戶提問中自動采集新詞，解決農業用戶自然語言與農業領域專業知識的對接以及農業知識的有效鏈接問題，極大提高了農業信息資源的檢索效率。在資源的利用上，突破以往單一的門戶網站在線查詢形式，開發了以U盤為介質的“U農”系列信息服務終端，對農業品種技術信息進行分類整合，并實現導航檢索、智能診斷、在線更新等功能，成為服務于農業生產者和技術人員的便捷高效的生產信息幫手。

1.2.2 信息服務的智能化對接與精準化推送 開發了農業技術信息智能對接系統和雙向視頻咨詢診斷系統，分別基于數據庫和農業專家開展咨詢診斷服務。其中，農業技術信息智能對接系統基于Agent（智能代理）技術實現[7]，利用Agent技術對信息環境所具有的反應性、交互性、自主決策性、主動感知性等特點，為每個用戶生成信息搜索Agent，實現綜合、準確、主動的用戶興趣需求分析。在此基礎上，利用基于Google API的語義聯想技術、基于改進的向量空間模型（modified vector space model，MVSM）的智能對接技術，面向各級農業用戶提供關鍵詞聯想、知識導航、語義檢索、實用技術智能答疑等服務，實現技術信息與用戶需求的精準智能對接。雙向視頻咨詢診斷系統采用H.264編碼技術、音視頻通信捕獲和播放技術、數據包通信隧道技術和XMPP通信協議，實現了遠程咨詢答疑、遠程病蟲害診斷、遠程教學、遠程實時監控、網絡虛擬會議等功能。在面向計算機應用開發以上系統的同時，基于JSON（JavaScript object notation）的移動終端與服務器數據交互技術開發了相應的手機應用系統。

1.2.3 遠程教育移動系統開發和個性化自主學習平臺建設 建立現代農村遠程教育平臺，在基于互聯網開展常規遠程農業科技培訓的同時，開發了移動課程視頻直播點播系統和個性化學習管理平臺：應用視頻編解碼技術和無線傳輸協議，使用戶能夠通過手機等移動終端定制、觀看、下載教學課程；同時，通過對流媒體點播、智能檢索算法、社會性網絡服務（SNS）、Web 2.0等技術的集成創新，開發由網上學習、教學答疑、學習社區等12個應用軟件構成的個性化學習管理平臺，指導用戶進行農業實用技術自主學習，從而提高科技培訓的質量和效果。

1.2.4 農業生產遠程監控系統開發 開發基于物聯網的農情監測診斷綜合平臺，平臺采用XMPP及其擴展協議Jingle，實現了農業生產環境因子遠程監測、生產現場遠程視頻監視、遠程雙向視頻咨詢診斷等功能[8-9]。平臺分為現場數據采集端、服務器端、客戶端3個部分[10]：現場數據采集端主要采集環境因子，包括溫度、濕度、光照、二氧化碳等及現場視頻信息；服務器端主要負責指令的調度和數據的保存；客戶端不僅可以實現對環境因子及現場視頻的監控，還可以實現與專家進行音頻、視頻、圖片、文字交流，實現遠程雙向視頻咨詢診斷，解決了發現問題和解決問題不能同步的難題。

2 平臺在示范基地的推廣與應用

2.1 安定鎮示范基地的建設目標

農業信息服務示范基地要實現信息技術展示、科技成果轉化應用、信息服務、農民信息素質培養等多個功能。安定鎮示范基地在建設過程中通過集中展示多通道精準化信息服務平臺，實現了以現代信息技術促進農業產業發展、推進基層農技推廣體系建設、提升職業農民創新能力和信息素質的目標，同時立足北京、輻射全國，發揮出對各省（市、區）農業信息服務的示范作用。

2.2 安定鎮示范基地的建設實踐

基地將網絡信息服務平臺與實體信息服務站點建設相結合，依托安定鎮農業服務中心建立信息大廳，針對農業生產全過程和用戶多方面的科技需求，設立信息查詢、咨詢診斷、遠程學習、農情監測等四大功能區。在信息查詢功能區，除設置觸摸屏使用戶能夠在基地通過互聯網查詢“北京農業數字信息資源中心”外，還重點面向當地職業農民和農技人員推廣“U農蔬菜通”“U農果樹通”“U農花卉通”“U農家禽通”等信息服務終端產品，使他們能夠隨時獲取各領域農業品種技術信息。

在咨詢診斷功能區設置高清攝像頭、麥克風、數碼相機等音視頻及圖像采集設備，當地的農民和農技員遇到生產技術問題可以通過農業技術信息智能對接系統進行查詢，也可以進一步采集病蟲害的圖像、視頻信息，通過雙向視頻咨詢診斷系統直接向北京市農業科學院的專家實時咨詢，在進行信息互動過程中，除可通過計算機外，也可安裝配套開發的手機應用程序，隨時隨地與專家聯系。

在遠程學習功能區建立多媒體培訓教室，當地農民可在教室在線點播課程，也可集體參加平臺組織的直播培訓，同時用戶也可建立個人學習管理平臺進行課程定制，參與學習社區的討論交流，并可通過手機觀看視頻課程。

在農情監測功能區設置客戶端的監控設備，并與北京市農林科學院的專家進行網絡連接。在應用過程匯總，重視激發農技員在信息服務中的關鍵節點作用，為其配備3G上網本，使他們通過移動網絡隨時了解生產現場的實時情況，指導農戶進行澆水、遮陽、施肥等農事操作，并可根據環境因子的閾值進行報警，對于突發的病蟲害也可通過平臺與專家進行會診。

安定鎮信息服務基地的建設充分發揮了科研院所的信息、專家和技術優勢，有效對接了農業生產一線的技術需求，切實發揮了信息技術對科技推廣的助推作用。自2008年啟動建設至今，當地的農技人員和農業生產者累計登錄北京農業數字信息資源中心查詢信息5.4萬次，通過智能對接和專家診斷系統解決技術問題720多個，遠程培訓農民1.2萬人次，推廣應用“U農”信息服務終端280個，在20個蔬菜溫室示范推廣農情監測診斷綜合平臺，培養當地農技人員和職業農民55人，累計帶動農業產業增收1 200萬元。

3 平臺建設應用的模式創新

平臺通過在北京市大興區安定鎮的推廣應用，在促進當地產業發展、實現經濟效益的同時，在資源整合、需求對接、人才培養、院區合作等方面實現了現代農業信息服務的模式創新。

在資源整合方面，從研發層面上看，平臺建立的“北京農業數字信息資源中心”是基于北京市地方標準建立的綜合性農業資源數據庫，它將與農業生產管理相關的圖書、期刊、網站、視頻等資源進行內容整合和底層融合，不再是單純的信息集合，而是形成了互相關聯的信息體系；從應用層面看，示范基地不僅通過資源中心獲取科研院所的科技信息，同時本地的農技員、鄉土人才和職業農民也可通過個人學習管理平臺將自身的生產經驗進行共享，資源中心也開辟在線互動欄目，來自用戶發布的信息已成為中心信息的又一來源。

在需求對接方面，從研發層面上看，首先資源中心通過建立農業領域的輕量本體，實現語義關聯，使用戶能夠根據自身的生產經驗和實際的技術需求，通過鄉土白話對專業的農業品種技術等信息進行查詢，從而提高資源的利用效率；其次，平臺的咨詢診斷功能，利用技術智能對接系統和雙向視頻咨詢診斷系統分別基于數據庫和專家團隊為用戶提供實時互動的技術咨詢服務，用戶可使用的終端也包括計算機、手機、“U農”系列產品等，降低了獲取服務的成本，也使生產一線的需求能夠第一時間得到反饋和應答。從應用層面上看，平臺所依托的北京市農林科學院集合下屬各所人力資源組建了專職的專家服務團隊，包括種養殖專家16人，同時設立了客服專員，隨時通過系統解答基地用戶的問題，保證咨詢服務的持續開展。

在人才培養方面，在平臺應用推廣過程中重點扶持基地基層農技推廣隊伍的建設。在硬件配置上，為來自鎮內各村的農技人員發放3G上網本和“U農”系列信息終端，使他們能夠及時查詢相關生產信息[11]，并在田間地頭隨時與專家取得聯系，并互通信息；在軟件建設上，基地高度重視對農技人員和職業農民信息技能和科技服務能力的培養，除定期組織相關專題培訓外，還以評選科技之星并資助其參加職業資格證書考試等形式，為優秀人才成長創造條件。經過幾年的發展，安定鎮農技隊伍已經逐步壯大，在輻射帶動當地農民依靠科技增收致富方面發揮了積極作用。

在院區合作方面，基地所在的北京市大興區是京郊現代農業產業發展重點地區，在科技成果引進和推廣方面與北京市農林科學院保持長期合作。在基地建設過程中，大興區政府以院區合作項目的形式給予支持，并針對科技培訓、科技咨詢、農技隊伍建設等工作向北京市農林科學院下達任務目標；北京市農林科學院將來自公益性行業專項、創新能力提升財政專項、農業科技成果轉化等多個渠道的項目經費集中，保證專家服務、信息更新、系統維護等工作持續開展；此外，安定鎮政府在信息大廳開辟農資和特色農產品銷售區，以銷售收入補貼當地日常科技服務的支出。由此，形成了以政府支持為基礎、以科技項目為引領、以信息平臺建設為載體、以農服創收為補充，以基地自我發展為目標的院區合作新模式。

4 結論

多通道精準化農業信息服務平臺的建設在資源建設層面實現了對異構資源的整合，并在數據之間形成語義關聯，使用戶能夠準確地獲取有效信息，同時為用戶自建、共享數據提供空間；在應用層面，分別針對生產決策和生產管理開發適用系統，使用戶一方面能夠及時了解農作物生長狀況和環境變化，另一方面在發生生產問題時能夠第一時間獲得解決方案；在用戶層面，豐富信息的傳輸渠道和服務終端，重點針對手機等低成本信息設備開發應用系統。在平臺應用和信息服務的組織管理上，圍繞農技推廣人員和新型職業農民建立服務網絡，在滿足其自身應用新品種新技術發展現代農業產業的同時，提高其信息素質和科技服務能力，充分發揮其帶動輻射作用。

基于以上對平臺建設與應用的經驗分析，要扭轉當前農業農村信息化建設中存在的難接地氣的尷尬局面，須要綜合應用多種信息傳播渠道，集成應用各種前沿信息技術，一方面不斷增強信息資源建設的融合性和拓展性，滿足用戶對大數據時代農業信息的多樣化需求，同時提高對海量數據的挖掘和分析能力，為開展智能化信息服務奠定基礎；另一方面，對于信息的應用，要盡量降低用戶成本、簡化操作流程、提高系統對復雜信息的處理能力，使用戶通過簡便的輸入就能獲取精準的信息和解決方案。農業信息服務的公益性和外部性使科研院所、高校將始終發揮主體作用，如何保證其可持續地參與信息化建設，必須與相關管理部門建立合作機制[10]，同時調動受益群體的積極性，使用戶參與信息服務的互動和傳播，通過實現職業農民和農技人員的自我發展帶動地方發展和產業發展。

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