基于用戶興趣模型的個性化農(nóng)業(yè)信息推送系統(tǒng)

于輝輝++屠星月++郭承坤

摘要：為解決我國農(nóng)業(yè)信息服務(wù)平臺利用率低、農(nóng)民自主獲取信息能力差的問題，本研究在對農(nóng)業(yè)信息化技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀和農(nóng)戶的實際需求分析的基礎(chǔ)上，構(gòu)建了農(nóng)戶興趣模型，利用信息推送技術(shù)設(shè)計實現(xiàn)了個性化農(nóng)業(yè)信息推送系統(tǒng)。該系統(tǒng)可構(gòu)建動態(tài)用戶興趣模型并對其實時更新，實現(xiàn)了有效、準確的農(nóng)業(yè)信息推送。

關(guān)鍵詞：農(nóng)業(yè)信息；用戶興趣模型；信息推送技術(shù)

中圖分類號： S126文獻標志碼： A文章編號：1002-1302（2015）09-0458-03

農(nóng)業(yè)信息化是發(fā)展現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的動力引擎，而相比于發(fā)達國家農(nóng)業(yè)信息化程度，我國農(nóng)業(yè)信息化的發(fā)展還相對落后[1]。近年來我國農(nóng)業(yè)和農(nóng)村經(jīng)濟雖發(fā)展迅速，但由于我國農(nóng)民的知識水平普遍較低使得實現(xiàn)農(nóng)業(yè)全面信息化仍是一項相當艱巨的任務(wù)。其中，如何使得從事農(nóng)業(yè)的人員及時獲得有效可靠的農(nóng)業(yè)信息是實現(xiàn)農(nóng)業(yè)信息化的重要內(nèi)容之一[2]。傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)信息服務(wù)方式已經(jīng)不能滿足農(nóng)戶、農(nóng)商等從事農(nóng)業(yè)人員對信息的需求。因此，部分傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)信息服務(wù)諸如信息中心、圖書館、資料室等，必須革新其信息服務(wù)方式，充分利用當前先進的信息傳播技術(shù)實現(xiàn)高效率、高質(zhì)量的信息服務(wù)[3]。與此同時，隨著Internet技術(shù)的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)上的信息資源呈指數(shù)增長，其膨脹趨勢日益增多，但采用Internet信息瀏覽方式獲取信息效率低且準確性差，且由于農(nóng)業(yè)從業(yè)人員尤其是廣大的農(nóng)民受物質(zhì)條件和自身科技文化水平的限制，獲取信息等能力較弱。因此，如何使用戶識別信息、及時獲得信息服務(wù)是當前農(nóng)業(yè)信息服務(wù)面臨的實際需求[4]。推送技術(shù)是一種新的信息服務(wù)模型，根據(jù)用戶的特定需求，對其搜索的信息進行過濾、處理、分類之后提供個性化的信息服務(wù)[5]。推送技術(shù)可充分利用已有的信息資源，主動開展信息推送服務(wù)，為農(nóng)業(yè)相關(guān)人員及時提供市場供需信息、病蟲害防治信息、氣象信息推送等，進一步深化農(nóng)業(yè)信息化進程[6]。針對如上的問題，本研究構(gòu)建了農(nóng)戶興趣模型，利用Web Services技術(shù)和信息推送設(shè)計實現(xiàn)了個性化農(nóng)業(yè)信息推送系統(tǒng)，該系統(tǒng)可將信息服務(wù)提升到知識服務(wù)，以便廣大農(nóng)民或從事與農(nóng)業(yè)相關(guān)職業(yè)的人員實時有效地獲得所需的農(nóng)業(yè)科技信息，以此提高我國農(nóng)業(yè)信息服務(wù)的水平。

1系統(tǒng)需求分析

個性化農(nóng)業(yè)信息服務(wù)的系統(tǒng)主要解決“信息獲取”“信息推送”“信息應用”這3個問題，即獲取什么信息推送給用戶，獲取的信息如何推送給用戶，推送的信息服務(wù)于誰的問題[7-8]。解決這些問題首先需要了解農(nóng)戶的需求，然后采用信息檢索技術(shù)獲取所需數(shù)據(jù)，最終根據(jù)用戶的需求將獲取的信息利用推送技術(shù)推送給用戶。農(nóng)村信息服務(wù)的主體對象主要包括廣大農(nóng)民、農(nóng)村基層農(nóng)業(yè)技術(shù)人員、農(nóng)村黨員干部、大學生村干部、農(nóng)業(yè)企業(yè)、農(nóng)業(yè)經(jīng)紀人、種養(yǎng)大戶、回鄉(xiāng)創(chuàng)業(yè)者和農(nóng)業(yè)科技園區(qū)管理者等，可見農(nóng)業(yè)經(jīng)營的群體規(guī)模十分巨大[8]。目前，大多數(shù)農(nóng)業(yè)從業(yè)人員的科技文化素質(zhì)還不高，但他們對信息和知識的需求十分迫切。為了實現(xiàn)信息的準確推送，需要根據(jù)用戶的需求實現(xiàn)對用戶分類即建立用戶興趣模型，滿足不同用戶對信息的需求[9]。通過需求分析確定了本系統(tǒng)主體架構(gòu)與流程，如圖1所示：系統(tǒng)基于B/S架構(gòu)進行設(shè)計，客戶端用戶通過瀏覽器訪問站點資源，同時系統(tǒng)通過瀏覽器和注冊信息建立用戶興趣模型。服務(wù)器端是推送系統(tǒng)的主要部分，首先服務(wù)器端定時從網(wǎng)站采集關(guān)于農(nóng)業(yè)的信息資源，存入數(shù)據(jù)庫；同時服務(wù)器需采集站點的訪問日志并依據(jù)技術(shù)要求對日志進行處理，建立用戶訪問模式并結(jié)合用戶訪問網(wǎng)頁內(nèi)容建立用戶訪問模式描述文件，構(gòu)建用戶興趣模型庫。

2用戶興趣模型

用戶興趣模型是農(nóng)業(yè)信息服務(wù)系統(tǒng)個性化信息推送的重要依據(jù)，即根據(jù)系統(tǒng)獲得的用戶信息構(gòu)建用于表示用戶個性化需求的模型。目前建立用戶興趣模型的方法多種，如用戶信息抽取、用戶信息反饋，通常采用多種方式組合的方法進行用戶模型構(gòu)建。圖2為本系統(tǒng)的用戶興趣模型構(gòu)建方法，系統(tǒng)主要采用用戶信息抽取（注冊、瀏覽行為、瀏覽內(nèi)容等）和用戶信息反饋2種方法組合對用戶模型進行構(gòu)建，彌補了僅采用注冊信息建立模型不可更新的缺點，并通過用戶信息反饋針對性地修改用戶興趣模型，從而建立一個相對全面準確的用戶興趣模型，為農(nóng)業(yè)信息的準確推送奠定基礎(chǔ)。

2.1用戶信息抽取與反饋

用戶興趣模型初建時提取用戶的注冊信息，形成用戶的初步興趣庫并將提取的信息按照規(guī)則存入后臺用戶興趣數(shù)據(jù)庫中。由于根據(jù)用戶注冊信息初步構(gòu)建的模型過于簡單，且簡單關(guān)健詞篩選機制容易造成信息的準確性差問題，因此需根據(jù)輔助信息（瀏覽行為、瀏覽內(nèi)容等）對用戶的模型進行修改。同時，為更準確地表達用戶的信息需求，采用用戶反饋的方法，即引入用戶的興趣偏好對建立的興趣模型及時進行修改。

2.2三元組用戶興趣表達

利用三元組實現(xiàn)用戶興趣表達。農(nóng)業(yè)網(wǎng)絡(luò)信息分類比較簡單明確，可以利用關(guān)鍵詞對信息進行分類，因此用Keyword表示關(guān)鍵詞組向量，用Person表示用戶分類，即用表示了用戶對信息的需求。為得到更加準確的興趣模型，采用了用戶反饋的方式對該模型進行實時修改。其中用戶反饋信息用Situation表示，該特征是用戶對所收到的推送信息給予的主觀評價，表示了用戶的興趣度。最終將用戶興趣模型定義為一個三元組：。其中Keyword的定義如下：Keyword=，其中R表示關(guān)鍵詞之間的邏輯與、或、非關(guān)系。Person為上述的用戶所期待的目標分類，使用1，2，3，…，n表示分類代號。Situation對應于用戶對信息的反饋評價，將situation根據(jù)用戶對信息的興趣度按照從高到低的順序分成5類：很好、好、一般、差、很差，在數(shù)據(jù)庫中分別用數(shù)字5、4、3、2、1來表示信息的權(quán)值。

2.3用戶興趣模型構(gòu)建流程

隨著用戶查詢次數(shù)和反饋次數(shù)的增多，將形成大量的三元組合，對其進一步挖掘，即可構(gòu)建用戶興趣模型。當用戶收到系統(tǒng)推送過來的信息并給出相應的評價后，推送給用戶的來自Person（類）含有Keyword（關(guān)鍵詞）的信息將屬于一個特定的Situation。這樣經(jīng)過用戶與系統(tǒng)的反復交互過程，每個Situation都有1個對應于一系列三元向量的詞典。初期，詞典為空，每收到用戶1次反饋信息，都根據(jù)對應的Person和Keyword更新對應的Situation詞典。若相應的第1次出現(xiàn)，則將它記錄到詞典中，若詞典中有該二元向量，則將它的數(shù)量傳到詞典中。由此，將用戶接收的來自某一個category含Keyword的信息表示為1個的三元組，每個用戶的興趣都可以描述成多個這樣的三元組。每個對應1個Situation，Situation可等于5個不同的值，每個Situation都有1個詞典。這幾個概念以及實際的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)組成了表示用戶對特定信息的感興趣程度，據(jù)此建立相應的用戶興趣模裂，如圖2所示。由于用戶的興趣、知識等會隨時間變化而變化，因而建立的用戶興趣模型也要隨之變化。用戶興趣模塊會根據(jù)每一條用戶反饋更新對應的Situation詞典，這樣就能及時地更新、完善系統(tǒng)對用戶興趣的理解。

3系統(tǒng)設(shè)計

3.1系統(tǒng)架構(gòu)

系統(tǒng)的總體架構(gòu)如圖3所示。它主要由服務(wù)層、網(wǎng)絡(luò)層和應用層3部分構(gòu)成，其中服務(wù)層由服務(wù)器和中間服務(wù)器構(gòu)成，網(wǎng)絡(luò)層中數(shù)據(jù)與信息可通過Internet、3G/WLAN等網(wǎng)絡(luò)傳輸。服務(wù)層包括農(nóng)業(yè)信息數(shù)據(jù)庫和農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)倉庫，主要信息來自于與農(nóng)業(yè)信息相關(guān)的互聯(lián)網(wǎng)；中間服務(wù)器可自動利用Heritrix框架進行特定農(nóng)業(yè)信息的收集，并結(jié)合基于Web的數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)獲取農(nóng)民直接關(guān)心的最新的農(nóng)業(yè)科技信息、市場供求信息、國家政策信息、市場行情等；應用層中的手機客戶端是面向android智能手機用戶而開發(fā)的應用，主要功能包括兩大部分，一是農(nóng)業(yè)信息瀏覽查詢；二是農(nóng)產(chǎn)品供需信息發(fā)布。

3.2系統(tǒng)功能模塊設(shè)計

系統(tǒng)的服務(wù)對象主要為涉農(nóng)人員，例如農(nóng)民、農(nóng)產(chǎn)品貿(mào)易人員、農(nóng)技人員、農(nóng)業(yè)科研人員等。系統(tǒng)的目標是針對這些用戶的需求，根據(jù)用戶興趣模型，定時為農(nóng)戶提供最新農(nóng)業(yè)信息。本系統(tǒng)中信息源主要來自農(nóng)業(yè)綜合信息服務(wù)平臺，所有的農(nóng)業(yè)信息都來自該平臺的數(shù)據(jù)庫。系統(tǒng)的功能模塊如圖4所示：

（1）用戶管理模塊：用戶管理模塊對用戶信息進行管理，該模塊重點實現(xiàn)用戶興趣模型的構(gòu)建。該模塊可抽取用戶的注冊信息、瀏覽信息、反饋信息等存入到數(shù)據(jù)庫中，根據(jù)興趣模型的構(gòu)建方法構(gòu)建興趣模型。因此，該模塊是系統(tǒng)重要的組成部分，是實現(xiàn)個性化農(nóng)業(yè)信息推送的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。

（2）信息采集模塊：信息采集模塊從農(nóng)業(yè)綜合信息服務(wù)平臺上獲取農(nóng)業(yè)科技信息、市場供求信息、國家政策信息、市場行情等農(nóng)業(yè)信息。

（3）信息推送模塊：信息推送模塊主要包括RSS（really simple syndication，簡易信息聚合，也叫聚合內(nèi)容）信息發(fā)布功能、郵件推送功能、短信推送功能。RSS信息發(fā)布功能是負責將采集的信息資源進行再組織，使信息資源符合RSS規(guī)范再發(fā)布，以便供用戶使用。郵件推送功能和短信推送功能是系統(tǒng)的最終目的，是根據(jù)用戶需求選擇的服務(wù)方式。

（4）后臺管理模塊：后臺管理模塊主要對后臺的數(shù)據(jù)庫、系統(tǒng)參數(shù)及用戶的權(quán)限等功能進行管理。

3.3系統(tǒng)流程設(shè)計

系統(tǒng)的流程設(shè)計如圖5所示。首先用戶注冊登錄，該步驟可以獲得用戶的原始信息；然后根據(jù)用戶的瀏覽信息、反饋信息等構(gòu)建用戶的興趣模型；最后，系統(tǒng)將獲得的農(nóng)業(yè)信息根據(jù)用戶興趣模型，以RSS信息、郵件及短信的方式推送農(nóng)業(yè)信息服務(wù)。

3.4關(guān)鍵技術(shù)

本系統(tǒng)中涉及的關(guān)鍵技術(shù)包括RSS信息發(fā)布、信息推送等，具體如下：

（1）RSS信息發(fā)布技術(shù)：RSS為一種新的推送技術(shù)，獲得了廣泛的應用，并極大地推動了信息服務(wù)的發(fā)展。RSS信息推送服務(wù)的原理為：內(nèi)容提供者提供RSS feed并根據(jù)內(nèi)容的變化實時更新RSS feed，用戶借助RSS閱讀器把RSS feed的URL地址添加到閱讀器中，定時同步RSS feed的信息即可閱讀，同時也可以根據(jù)自己的需求進行訂閱服務(wù)。

（2）信息推送技術(shù)：信息推送主要是短信推送和郵件推送。短信推送是該系統(tǒng)的首要設(shè)計，該推送技術(shù)是繼廣播、報紙、電視和網(wǎng)絡(luò)四大媒體之后的一種新興的大眾傳播媒體，業(yè)內(nèi)人士稱之為第五媒體。由于手機短信具有接收簡單、價格低廉、覆蓋面廣等優(yōu)勢得到了農(nóng)民廣泛的應用。郵件推送則是以E-mail推送的方式，是最簡單也是目前應用最廣泛的一種推送方式。隨著網(wǎng)絡(luò)的日益普及，電子郵件已經(jīng)成為人們交流的一種常用工具和人們獲取信息的一種重要手段。

4結(jié)束語

將傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的農(nóng)業(yè)信息推送和信息服務(wù)擴展到農(nóng)業(yè)知識推送和知識服務(wù)，是農(nóng)村信息服務(wù)的必然趨勢和發(fā)展方向。本研究在Web Service開發(fā)平臺的基礎(chǔ)上，構(gòu)建了三元組用戶興趣模型，結(jié)合RSS發(fā)布技術(shù)、信息推送技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)等分析研究了個性化農(nóng)業(yè)信息推送系統(tǒng)。該系統(tǒng)可構(gòu)建動態(tài)用戶興趣模型并對其實時更新，有效、準確地實現(xiàn)了農(nóng)業(yè)信息推送。通過本系統(tǒng)，用戶可以隨時隨地通過手機學習和了解感興趣的最新農(nóng)業(yè)科技信息，也可對農(nóng)產(chǎn)品的需求、價格等信息進行發(fā)布與收集，還可實現(xiàn)物流配送往來的信息交流，最終解決農(nóng)業(yè)信息推送和農(nóng)產(chǎn)品流通難題，提高農(nóng)民在市場中的競爭力，增加農(nóng)民收入。

參考文獻：

[1]陳威，郭書普. 中國農(nóng)業(yè)信息化技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及存在的問題[J]. 農(nóng)業(yè)工程學報，2013（22）：196-205.

[2]孫艷梅，譚峰. 農(nóng)業(yè)信息化發(fā)展的意義與對策[J]. 農(nóng)民致富之友，2013（13）：122-122.

[3]李期位. 農(nóng)業(yè)信息智能推送技術(shù)的研究與實現(xiàn)[D]. 北京：中國農(nóng)業(yè)科學院，2006.

[4]戴起偉，董釗，曹靜，等. 面向農(nóng)村社區(qū)的信息推送服務(wù)平臺技術(shù)設(shè)計與應用[J]. 科技與經(jīng)濟，2009，22（4）：49-52.

[5]綦科，謝冬青. 基于內(nèi)容的短信分類系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[J]. 廣州大學學報：自然科學版，2011，10（5）：43-47.

[6]孫小華，王福順，楊會英，等. 基于智能手機的農(nóng)業(yè)信息服務(wù)系統(tǒng)研究[J]. 科技和產(chǎn)業(yè)，2013，13（6）：33-36.

[7]沈典. 基于信息推送的領(lǐng)域垂直搜索引擎研究[J]. 電子世界，2012（8）：86-87.

[8]李志芳，馮秀芳，趙紅旗. 基于用戶興趣模型的信息推送系統(tǒng)研究[J]. 太原理工大學學報，2011，42（5）：503-505，509.

[9]崔新強，郭雪梅，唐俊，等. 基于短信方式的農(nóng)業(yè)個性化氣象服務(wù)探索與實踐[J]. 湖北農(nóng)業(yè)科學，2012，51（20）：4506-4509.楊欣，顏偉，朱銀，等. 江蘇省農(nóng)業(yè)種質(zhì)資源平臺辦公室信息管理系統(tǒng)的設(shè)計研究[J]. 江蘇農(nóng)業(yè)科學，2015，43（9）：461-463.