基于多源异构信息农业的应用与实现

邓林强+胡欣宇+王昕波

摘 要：借助当前互联网络技术对农业相关数据进行分析与整合，设计出相关数据库与模型，使得当前的农业信息系统更加完善、便捷。采用XML语法在系统中读写数据，实现了不同系统中数据的传输。同时在不影响系统性能的前提下，数据可在系统中独立运行。农业信息系统为用户提供了更多的数据，使得数据间互相异构融合、传输通畅，解决了不同数据库之间存在的难题。此系统有助于提高农业信息服务，并推动了农业信息数据的传递和交互。

关键词：数据库；农业信息系统；XML；异构融合

中图分类号：TP31 文献标识码：A 文章编号：2095-1302（2017）11-00-03

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]。用戶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。endprint

（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。

参考文献

[1] Bellinger G， Castro D， Mills A. Data， information， knowledge， and wisdom[EB/OL].（2004-05-04）http：//www. systems-thinking. org/dikw/dikw. htm.

[2] Kanehisa M， Goto S， Sato Y， et al. Data， information， knowledge and principle： back to metabolism in KEGG[J]. Nucleic acids research， 2014， 42：199-205.

[3]倪凯，祝晓东，张超.基于关联规则的空间数据知识发现及实现[J].计算机应用与软件，2005，22（12）：34-35，87.

[4] Pimentel D， Houser J， Preiss E， et al. Water resources：Agriculture， the environment， and Ethics[J]. BioScience， 1997，47（2）： 97-106.

[5]常宏.甘肅现代制种业发展的思路与对策[J].农业科技与信息，2013（2）：11-16.

[6]冯华.发展现代农业时机已经成熟[N].人民日报，2007-03-07（12）.

[7]马新明，杨林楠.农业信息技术[M]. 北京：中国农业出版社，2010.

[8]王亚东，黄梯云，赵春江.中国农业信息化建设研究[J].情报学报， 2002，21（2）：214-218.

[9]余振华.杨凌示范区农业企业投资环境研究[D].杨凌：西北农林科技大学，2013.

[10]赵卫利，刘冠群，程俊力.国外农业信息化发展现状及启示[J].世界农业，2011（5）：71-73.endprint