基于多源异构信息农业的应用与实现

0 引 言

我国是一个拥有 14 亿人口的农业大国和发展中国家，但 人均耕地面积不到世界平均水平的 40%，且中低产田占全部耕 地面积的 70% 以上。我国人口的持续刚性增长要求未来粮食 的生产能力必须达到年均增长 2.0%，而粮食播种面积不断减 小、水资源日趋短缺和全球气候变化造成灾害发生频率提高等 问题使得粮食安全问题越来越突出。辅助决策系统最核心的 工作是数据集成，通过数据集成，可将决策系统中相关联的、 分布的、多源异构的数据集成在一起。 

1 集成多源异构农业信息数据 

农业数据的多源异构性由农业生产的特点决定，其本身 受各个方面因素的影响，如环境、物种、地区、气候、人文、 时间等。从应用角度分析，有手机、电话、信息机等服务终端。 多源异构带来的一系列问题对数据的集成与共享产生了一些消 极影响 [1]。本文提出了面向服务的多源异构数据集成的想法， 建立数据共享平台，运用数据独立性与实现系统透明性，应 用 XML 语法解决语义冲突问题，图 1 所示为解决农业多源异 构数据问题的技术路线 [2]。

1.1 实现数据独立性 

数据独立性确保了数据平台与数据间的独立性。例如， 当系统中数据库的数据发生变动时，共享平台的数据不必做任 何修改 [3]。采用 XML 语法将程序与数据分开，使得二者之间 既可相互协调，又可独立发展。 

1.2 解决语义冲突 

目前农业信息系统及数据库中数据传输协议相互之间的 标准都不一致。该数据共享系统使用 XML 语法，对系统语义 标准进行规范，解决了不同系统及不同数据库中的语义冲突问 题，实现了数据共享系统内所有数据的集成 [4]。 

1.3 实现系统透明性

数据共享系统的基本用户需求是多终端、多样化。若某 个农业信息系统与另一个农业信息系统之间不能传输数据，那 么用户就无法获取这两个系统中的数据信息进行分析和挖掘， 因此实现系统透明化变得很重要 [5]。用户不必关心数据从哪里 获取，用何种规则分析和挖掘，只需通过数据共享系统就可 享有信息终端的服务。

 2 系统架构设计 

系统分别以 Oracle 和 SQL Server 作为 Client 和 Server 的数据库设计结构，采用 Web Logic Server作为动态 JSP引擎； 在 Linux 系统下使用 Visual C ++ 6.0 程序环境来设计模型、 搭建数据库综合管理系统。农业生产有很多影响因素，如空 气湿度、环境温度、生长环境等，使得农业多源异构发展缓慢。 农业多源异构不仅包括数据库中表结构的异构，还有操作系 统的异构。此外，由于应用终端使用的设备不同，其内部数据 采集、存储、处理的方式亦不相同，使得数据库中的数据种 类变得多元化。在实际使用过程中，异构数据应用比同源数据 应用的结果更为明显。所以，数据多源异构的核心问题是解 决信息在应用层与业务逻辑层之间的传输。因此，多源异构问题的解决对信息数据集成与共享来说尤其重要，面向 Web 服 务农业数据集成与共享拓扑图如图 2 所示。 

（1）构建统一的业务逻辑范畴，提高数据可靠性。利用 XML 语法解决每个数据库中传输协议标准 不一致的问题，实现数据信息在此平台下不 同数据库之间的数据传输，从而实现数据的 集成与共享，达到无缝链接的效果 [6]。 

（2）中心数据库对用户访问来说是透明 的。通过创建一个中心数据库认证和存储农 业数据库来解决一系列多元化的问题。在此 过程中，用户无需考虑数据模型、数据库管 理系统及应用系统之间存在的异构问题，只 需使用特定工具和具体规范来对其进行检 索，以获取信息服务。 

（3）当实现数据共享和数据集成时，独立性数据不仅提 供了平台，还保证了其独立性。当数据库中发生相关数据变 动时，所用平台依然维持原来的架构，不做任何变动；同时把 XML 元数据映射作为处理数据的缓冲站，用来中转数据，实 现数据和程序的分离，达到了两全其美的效果，既有利于提 高共享平台的可靠性，也有利于提高数据的真实度。 

3 面向用户需求的数据服务 

数据集成主要用来服务用户。数据服务可在数据共享和 描述的前提下，对互联网、手机、语音、视频等不同来源的数 据进行集成和优化，在季节时间、信息种类、品种周期时间、市场动向、产业、地区等多种不同的方向角度，为农村用户提 供网络、视频热线等信息服务 [7]。面向用户的数据服务框图如 图 3 所示。

3.1 根据信息内容提供应用 

基于数据整合分析的规划是依据信息内容实现应用，具 体来说是以农业专有的品种类型作为应用数据的基础，同时依 据所用对象，模拟设置出多种不同的信息属性来满足实际需求。 用户可以依据季节时间、信息种类、品种周期时间等从多种不 同的角度来考虑，以便快捷地获取所需信息内容，所提供的服 务包括以下几类 ： 

（1）技术信息服务：包括农务农作、病虫防害、农业时事、 农作科技等多方面服务。技术信息服务的主要内容是根据目前 服务区域的气候、天气变化和土壤等的不同数据对其进行分析 与统计，以便给出有利于当地农村经济、农业 等相关方面的信息。 

（2）市场信息服务：包括各类媒体、市场 动向、物资容量等多方面服务。市场信息服务 可为用户提供最新的市场动态，以便用户及时 根据市场动向进行加工和生产，进而提高产品 的销售额。 

（3）产业信息服务：包括产业概括、产业 动向、人员描述等各方面的内容。产业服务主 要面向全省大宗交易行业，其中的大部分都有 相应的农产品市场。根据数据集成分析得出相 应的服务信息，使农业用户及农业相关部门的 发展方向更加明确 [8]。 

（4）地区信息服务：数据信息高效准确， 因此，地区信息服务可方便用户掌握当地的农 业科技、市场动态以及农业相关媒体等多种数 据信息。 

（5）时效性信息服务：按日、周、月、季等时间段的不同，结合不同的方式实现时效性信息服务。 

3.2 根据服务终端提供应用 

服务终端提供的应用是为了适应农村不同阶段用户的需 求，通过采用互联网、信息机、触摸屏、通讯手机、杂志和 报刊等不同服务终端以不同的结合方式进行数据服务，主要包 括以下几种 ： 

（1）互联网络信息服务。农业网站借助信息更新快、内 容量大、可远程交易、查询便利等优点成为当今较为通用的 信息服务方式。同时还可利用互联网向农业科技人员、管理部 门、以及广大农业生产加工者发送市场动态、相关政策、科 学技术、物资供求、招商引资和农产品等相关信息 [9]。 

（2）手机信息服务。手机以使用方式简单方便、不受地 域限制、信息有效性强等优点成为当今提供信息服务的主要 方式，能够展示农业特有产品、当地农作物价格、劳务输出以 及新型技术等信息内容。 

（3）视频点播服务。智能电视、4G 等新兴信息服务可以 清晰地展示相应的培训教程以及农业产品技术，受到用户一 致好评。

（4）语音信息服务。用户既可依据自己所需获取相应的 语音数据信息，也可借助人工咨询获取信息服务，当在数据库 中查找不到相关内容时，可依据服务人员丰富的知识和经验享 受现场答疑服务。 

（5）信息机信息服务。信息机是一种高效、简单、价格适 中的集典型电话网络和互联网为一体的终端信息服务产品，为 获取综合信息而设计，其主要任务包括浏览网页、发布信息、 下载信息和定制信息。 

（6）触摸屏信息服务。利用便捷的触摸屏，无需借助外 部多余的硬件设备便可上网查阅，即使是中老年农民用户也能 在短期上手，同时也可直观地进行信息查阅、远程视频、电话 语音以及在线更新等 [10]。 

（7）纸质媒体传播服务。杂志、报刊等传统纸质媒体具 有涉及面广、发行量大、易于保存以及信息时效长等特点，所 以便于在农村推广。

4 结 语

本文使用 XML 技术对农业多源信息的数据进行融合， 使数据具体化、模型化，使得数据传输与整合问题得以有效 解决。利用农业信息平台获取相关信息，使农业数据利用率大 大提高，同时也对农业多源异构数据集成与融合产生了重大 影响，加快了现代化农业发展的步伐。