基于多源異構信息農業的應用與實現

鄧林強+胡欣宇+王昕波

摘 要：借助當前互聯網絡技術對農業相關數據進行分析與整合，設計出相關數據庫與模型，使得當前的農業信息系統更加完善、便捷。采用XML語法在系統中讀寫數據，實現了不同系統中數據的傳輸。同時在不影響系統性能的前提下，數據可在系統中獨立運行。農業信息系統為用戶提供了更多的數據，使得數據間互相異構融合、傳輸通暢，解決了不同數據庫之間存在的難題。此系統有助于提高農業信息服務，并推動了農業信息數據的傳遞和交互。

關鍵詞：數據庫；農業信息系統；XML；異構融合

中圖分類號：TP31 文獻標識碼：A 文章編號：2095-1302（2017）11-00-03

0 引 言

我國是一個擁有14億人口的農業大國和發展中國家，但人均耕地面積不到世界平均水平的40%，且中低產田占全部耕地面積的70%以上。我國人口的持續剛性增長要求未來糧食的生產能力必須達到年均增長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害發生頻率提高等問題使得糧食安全問題越來越突出。輔助決策系統最核心的工作是數據集成，通過數據集成，可將決策系統中相關聯的、分布的、多源異構的數據集成在一起。

1 集成多源異構農業信息數據

農業數據的多源異構性由農業生產的特點決定，其本身受各個方面因素的影響，如環境、物種、地區、氣候、人文、時間等。從應用角度分析，有手機、電話、信息機等服務終端。多源異構帶來的一系列問題對數據的集成與共享產生了一些消極影響[1]。本文提出了面向服務的多源異構數據集成的想法，建立數據共享平臺，運用數據獨立性與實現系統透明性，應用XML語法解決語義沖突問題，圖1所示為解決農業多源異構數據問題的技術路線[2]。

1.1 實現數據獨立性

數據獨立性確保了數據平臺與數據間的獨立性。例如，當系統中數據庫的數據發生變動時，共享平臺的數據不必做任何修改[3]。采用XML語法將程序與數據分開，使得二者之間既可相互協調， 又可獨立發展。

1.2 解決語義沖突

目前農業信息系統及數據庫中數據傳輸協議相互之間的標準都不一致。該數據共享系統使用XML語法，對系統語義標準進行規范， 解決了不同系統及不同數據庫中的語義沖突問題，實現了數據共享系統內所有數據的集成[4]。

1.3 實現系統透明性

數據共享系統的基本用戶需求是多終端、多樣化。若某個農業信息系統與另一個農業信息系統之間不能傳輸數據，那么用戶就無法獲取這兩個系統中的數據信息進行分析和挖掘，因此實現系統透明化變得很重要[5]。用戶不必關心數據從哪里獲取，用何種規則分析和挖掘，只需通過數據共享系統就可享有信息終端的服務。

2 系統架構設計

系統分別以Oracle和SQL Server作為Client和 Server的數據庫設計結構，采用 Web Logic Server作為動態JSP引擎；在 Linux 系統下使用 Visual C ++ 6.0程序環境來設計模型、搭建數據庫綜合管理系統。農業生產有很多影響因素，如空氣濕度、環境溫度、生長環境等，使得農業多源異構發展緩慢。農業多源異構不僅包括數據庫中表結構的異構，還有操作系統的異構。此外，由于應用終端使用的設備不同，其內部數據采集、存儲、處理的方式亦不相同，使得數據庫中的數據種類變得多元化。在實際使用過程中，異構數據應用比同源數據應用的結果更為明顯。所以，數據多源異構的核心問題是解決信息在應用層與業務邏輯層之間的傳輸。因此，多源異構問題的解決對信息數據集成與共享來說尤其重要，面向Web服務農業數據集成與共享拓撲圖如圖2所示。

（1） 構建統一的業務邏輯范疇，提高數據可靠性。利用 XML語法解決每個數據庫中傳輸協議標準不一致的問題，實現數據信息在此平臺下不同數據庫之間的數據傳輸，從而實現數據的集成與共享，達到無縫鏈接的效果[6]。

（2） 中心數據庫對用戶訪問來說是透明的。通過創建一個中心數據庫認證和存儲農業數據庫來解決一系列多元化的問題。在此過程中，用戶無需考慮數據模型、數據庫管理系統及應用系統之間存在的異構問題，只需使用特定工具和具體規范來對其進行檢索，以獲取信息服務。

（3） 當實現數據共享和數據集成時，獨立性數據不僅提供了平臺，還保證了其獨立性。當數據庫中發生相關數據變動時，所用平臺依然維持原來的架構，不做任何變動；同時把XML元數據映射作為處理數據的緩沖站，用來中轉數據，實現數據和程序的分離，達到了兩全其美的效果，既有利于提高共享平臺的可靠性，也有利于提高數據的真實度。

3 面向用戶需求的數據服務

數據集成主要用來服務用戶。數據服務可在數據共享和描述的前提下，對互聯網、手機、語音、視頻等不同來源的數據進行集成和優化，在季節時間、信息種類、品種周期時間、市場動向、產業、地區等多種不同的方向角度，為農村用戶提供網絡、視頻熱線等信息服務[7]。面向用戶的數據服務框圖如圖3所示。

3.1 根據信息內容提供應用

基于數據整合分析的規劃是依據信息內容實現應用，具體來說是以農業專有的品種類型作為應用數據的基礎，同時依據所用對象，模擬設置出多種不同的信息屬性來滿足實際需求。用戶可以依據季節時間、信息種類、品種周期時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容，所提供的服務包括以下幾類：

（1）技術信息服務：包括農務農作、病蟲防害、農業時事、農作科技等多方面服務。技術信息服務的主要內容是根據目前服務區域的氣候、天氣變化和土壤等的不同數據對其進行分析與統計，以便給出有利于當地農村經濟、農業等相關方面的信息。

（2）市場信息服務：包括各類媒體、市場動向、物資容量等多方面服務。市場信息服務可為用戶提供最新的市場動態，以便用戶及時根據市場動向進行加工和生產，進而提高產品的銷售額。endprint

（3）產業信息服務：包括產業概括、產業動向、人員描述等各方面的內容。產業服務主要面向全省大宗交易行業，其中的大部分都有相應的農產品市場。根據數據集成分析得出相應的服務信息，使農業用戶及農業相關部門的發展方向更加明確[8]。

（4）地區信息服務：數據信息高效準確，因此，地區信息服務可方便用戶掌握當地的農業科技、市場動態以及農業相關媒體等多種數據信息。

（5）時效性信息服務：按日、周、月、季等時間段的不同，結合不同的方式實現時效性信息服務。

3.2 根據服務終端提供應用

服務終端提供的應用是為了適應農村不同階段用戶的需求，通過采用互聯網、信息機、觸摸屏、通訊手機、雜志和報刊等不同服務終端以不同的結合方式進行數據服務，主要包括以下幾種：

（1）互聯網絡信息服務。農業網站借助信息更新快、內容量大、可遠程交易、查詢便利等優點成為當今較為通用的信息服務方式。同時還可利用互聯網向農業科技人員、管理部門、以及廣大農業生產加工者發送市場動態、相關政策、科學技術、物資供求、招商引資和農產品等相關信息[9]。

（2）手機信息服務。手機以使用方式簡單方便、不受地域限制、信息有效性強等優點成為當今提供信息服務的主要方式，能夠展示農業特有產品、當地農作物價格、勞務輸出以及新型技術等信息內容。

（3）視頻點播服務。智能電視、4G等新興信息服務可以清晰地展示相應的培訓教程以及農業產品技術，受到用戶一致好評。

（4）語音信息服務。用戶既可依據自己所需獲取相應的語音數據信息，也可借助人工咨詢獲取信息服務，當在數據庫中查找不到相關內容時，可依據服務人員豐富的知識和經驗享受現場答疑服務。

（5）信息機信息服務。信息機是一種高效、簡單、價格適中的集典型電話網絡和互聯網為一體的終端信息服務產品，為獲取綜合信息而設計，其主要任務包括瀏覽網頁、發布信息、下載信息和定制信息。

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

（7）紙質媒體傳播服務。雜志、報刊等傳統紙質媒體具有涉及面廣、發行量大、易于保存以及信息時效長等特點，所以便于在農村推廣。

4 結 語

本文使用XML技術對農業多源信息的數據進行融合，使數據具體化、模型化，使得數據傳輸與整合問題得以有效解決。利用農業信息平臺獲取相關信息，使農業數據利用率大大提高，同時也對農業多源異構數據集成與融合產生了重大影響，加快了現代化農業發展的步伐。

參考文獻

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[10]趙衛利，劉冠群，程俊力.國外農業信息化發展現狀及啟示[J].世界農業，2011（5）：71-73.endprint