内蒙古农业知识服务智库平台的设计与开发

任婷婷，辛庆强，吕 猷，赵俊利

（内蒙古自治区农牧业科学院，内蒙古呼和浩特 010031）

本研究以内蒙古智慧农业的科研事业实际情况为出发点，构建农业知识服务规划远景，“数据”+“知识”开启农业信息化时代。发挥省级农科院在种质资源、品质分析、科研条件方面的优势；充分利用省级农科院及盟市农科院所的试验示范基地，在全区设立资源共享平台，整合各地粮食作物、区域特色作物与养殖数据；建立全区大数据采集分析系统，开展长期的科学采集、整理、分析，共享农业生态环境、作物长势、自然灾害、养殖技术与病害防治等农业数据信息。智库平台采用统一数据管理，融合大数据、智能检索、可视化等新技术，为用户提供产业知识库、知识图谱、视频信息浏览，图书、期刊、硕博论文查阅，专家指导等服务，并为用户提供科学有力的支持，同时为自治区政府及各级地方政府决策提供咨询服务[1]。

在内蒙古农业知识服务智库平台中，聘请农业领域专家建成专家库，整合全区农业科技资源，组建覆盖全区的内蒙古农牧通服务系统，包含建设内蒙古农业科技“云课堂”“云教学”等多媒体形式直播栏目，把技术含量高、经济效益好、增产增收快的现代农业新技术和农业高效生产模式摄制成集知识性、科学性、趣味性、艺术性、实践性于一体的农业科教片。构建立足资源节约、环境友好、生态安全型农业基础，适合农业机械化生产，开放共享的、可用于在线培训的农民职业教育多媒体资源库。加强新型农民的农业技术教育和培训，从而转变农业生产和农业经营方式，提高农业生产与经营的水平，加大科学技术在农业增产增收中的影响比重[2]。

1 研究目的

在大数据时代，针对农业产前、产中、产后各环节的关联，开发大数据关联的农业智能决策模型，结合移动通信技术、多媒体技术，开发兼具语音交互、信息呈现、多通道交互的大数据可视化系统；按单品全产业链体系汇集国内单产业相关的网络信息、科研报告、科研项目、政策文件、期刊、图书、视频等多源异构资源，建立相关数据标准规范体系，形成农业单品全产业链大数据知识图谱；基于农业单品全产业链大数据知识图谱，建立一整套数据采集、加工、存储、管理、应用的大数据发展机制，实现基于业务需求的数据分析挖掘与可视化呈现，辅助决策；围绕“科技兴农”构建农业单品产业专家和知识服务体系，建立可扩展专家智库和产业知识库，形成智库支撑能力，实现资源一站式搜索，满足用户能力提升；建设智库平台专题报告智能生成系统，实现情报报告[3]。

2 研究技术路线

内蒙古农业知识服务智库平台集成基础研究、技术开发、区域特色产业信息和产业技术培训等创新服务环节，以专业技术文献库、标准库、样本库、创新方法、在线咨询为支撑，依托自治区各产业领域专家、公共服务平台、农业试验基地以及同方知网，提供协同创新信息服务，研究技术路线见图1。

3 平台整体技术架构

内蒙古农业知识服务智库平台技术架构包括接入服务、能力服务、监控服务、基础设施服务4个服务板块。接入服务为平台的访问入口，提供访问认证、API 网关、安全策略、服务路由等服务。能力服务为系统的核心业务单元，整合基础能力组件、数据组件，定制智慧养老的业务功能服务。监控服务包括业务监控、应用性能监控、基础设施监控、日志分析等（图2）。基础设施服务提供平台运行的云资源、存储资源及网络资源。

4 平台功能设计

内蒙古农业知识服务智库平台包含了协同创新、资源共享、专家咨询服务、农业遥感空间管理信息库和农民职业教育多媒体资源库等模块，平台首页见图3。

4.1 协同创新模块

建设以农业信息图书期刊为中心，覆盖全区的统一信息资源数字图书馆，形成信息共检、共享、统一高效的信息资源检索系统，创新知识服务模式，提升知识利用率，挖掘隐性知识，做到资源分析利用。

4.1.1 协同研究 主要是面向研究人员、工程技术人员以及管理人员进行学术研究、技术革新、产品发明、决策支持等的协同研究和创新平台，以课题管理的形式对研究和创新过程进行管理，针对具体研究问题以协同研讨为核心发挥群体智慧，将团体的思想和意见进行汇总、归纳和总结，形成解决方案。在研究过程中综合应用各种显性知识并挖掘研究团队的隐性知识，提供规范化、程序化的流程，帮助研究团队完成科学研究和创新[4]。

研究资料查询收集：根据研究的问题，针对问题在知识发现平台上进行资源查询和收集，支持第三方资源和本地上传；协同研讨：针对具体的问题、文档以及观点所有研究人员在线协同讨论和研究，由负责人主持和管理，支持多次迭代以及研讨内容的总结；协同创作：根据研究的问题和研讨结果可进行成果报告、方案等的协同创作，与协同创作平台进行对接；研究过程管理：针对不同的研究课题提供流程管理配置功能，并能对整个研究过程进行管理；决策管理：为决策人员提供过程监督、透明化管理、全过程查看以及提供可信的决策依据；沟通交流：提供各种交流互动的模块，包括留言、评论、在线交流、多人讨论等，支持文字、图片、音视频。

4.1.2 机构知识仓库 通过多渠道、多方式的裸数据整合，整合机构内部各种知识资源以及外部资源，内部资源是其核心数据，外部数据主要是CNKI 知识资源库、问题知识库等。构建平台自己的知识资源池，建立各种知识资源收集、加工标引以及提交的报告流程，实现知识资源的可持续更新[5]。

同时系统实现了知识仓库中各种多源异构知识资源与CNKI 知识资源的统一检索、混合排序和服务，为协同研究和协同创作提供知识资源支撑。机构知识仓库实现了知识资源池建设，在统一仓储和管理的基础上提供了统一知识服务，核心功能包括三大块。知识资源整合：能够将科研院所自有知识资源、个人知识、业务系统知识、CNKI 知识、第三方平台知识、互联网资源等通过多种方式进行整合，建成统一集中的知识大仓库。知识资源管理：采用数据中心云存储架构对集成整合的知识仓库进行统一存储和管理，包括数据导入、更新、同步、导出、备份以及数据交换接口等。知识资源统一服务：通过统一检索服务系统提供知识资源检索、浏览、阅读和下载服务；包括一框式检索、高级检索、大文本检索等功能，结合在线阅读为用户提供阅读笔记功能，方便用户在本平台上进行文献资料的学习和研读。

4.2 资源共享模块

实现对平台采集所有信息、文档、图片、音频、视频等数据资源进行集中管理，可按多个角度提供分类管理并分析。

发布管理以及专家库、优质资源库建设与共享：系统拥有完善的编辑、审核机制；支持对所有信息、文档、图片、音频、视频等内容进行创建、编辑、审核、发布等操作，实现所编辑信息内容的“所见即所得”；支持导入多种格式文档的批量上传；支持自动提取关键词、摘要等信息。

平台聘请全区农业科技及相关行业的科研人员、管理人员、企业研发人员以及大专院校专业教育工作者等为专家顾问，全年无间断帮助用户解决用户在农技推广或者农业生产过程中遇到的问题，如在田间地头遇到疑难的病虫害，可马上拍照上传，会有专家进行分析并给出解决方案，如果专家不在线，还可以通过智能问答模块24 h 在线自动答疑。同时，使用者在平台发起的问题与专家的回答，可于后台自动汇总，组建成问题解答库；另外，专家也可以发布自己的知识点，组建数据库。使用者随时可以在数据库中检索、浏览[6]。

4.2.1 学术空间 本平台汇集的是科技方面的专家人才以及工程师，个人空间以科技创新实践和技术日志为主。在记录自己学术研究、技术思想的同时，通过学术空间展示专家学者的学术水平。

学者圈：学者圈是一个基于学术研究和科技创新的SNS 社交网络，不同机构的专家人才以及不同创新团队的创新成员之间都可以相互关注并成为粉丝，方便相互了解科研进展，进行创新经验交流。系统根据各专家人才从事研究的领域方向以及共同参与的创新项目自动挖掘他们的关系，建立专家关系网络。

成果库：系统将专家学者与创新知识资源库中的科技文献建立对应关系，首先通过作者姓名和机构自动匹配，再通过专家学者自己认领的方式将成果与专家建立联系。同时在本平台的科技创新过程中将产出的创新成果存入个人成果库，方便他人进行查询和浏览，从而更加全面地了解专家科研水平和创新能力。

个人中心：个人中心是为专家人才提供的个人信息维护及内容管理功能，专家登录以后可在个人中心管理各种信息，包括成果认领、个人信息维护、日志管理、评论管理、消息管理、成果管理以及与其他用户的交流互动等[7]。

4.2.2 文档管理与实时共享 上传文档资料时，可以根据提取文档名称、类别、摘要信息进行快速、自动分类归档，可自动将文档属性等信息，进行元数据入库管理；支持根据文档全文的相似度自动识别重复知识，并为重复的文档进行版本管理，可自动检测敏感词；在线阅读功能能够对Office 文档按权限控制要求进行打开、复制、下载、打印等操作；将显性知识、隐性知识开放共享，将不可见资源转化为可识别存储的电子资源，实现长久保存与迭代。同时实现密保加密功能，对于数据进行有效系统的管理[8]。

4.2.3 大数据采集分析中心 利用现有全区各研究基地物联网系统监测中心，集中到大数据采集中心，优化内蒙古特色资源建设库，完善采集样本信息，进行全方位数字化跟进，包括生长情况，病虫害情况等实施监控，将有效数据共享给各使用单位，供其参考了解，从而提供预防决策等信息[9]。

4.3 专家咨询服务模块

整合全区农业科技资源和专家，组建覆盖全区的内蒙古新型农业经营主体科技服务系统，建设基于5G 技术的内蒙古农业科技“云课堂”“云教学”等多媒体形式直播栏目。建立内蒙古自治区农业农村发展研究智库，聘请农业、畜牧、政治、经济、科技、法律、生态环保、社会管理、文化宣传等领域专家，围绕重大决策需要，开展“三农”战略性、方向性、前瞻性重大问题研究，为自治区政府及各级地方政府决策提供咨询服务；整合全区农业科技资源，组建覆盖全区的内蒙古新型农业经营主体科技服务系统，“点”“面”结合，兼顾共性与个性，为家庭农场、专业大户、农民专业合作组织、龙头企业、农业投资集团等新型农业经营主体提供咨询、指导、培训等有效的“近身”服务；建设内蒙古农业科技“云课堂”“云教学”等多媒体形式直播栏目，将声像技术、计算机技术、通信技术紧密结合，秉承“实际、实用、实效”的原则，把技术含量高、经济效益好、增产增收快的现代农业新技术和农业高效模式摄制成集知识性、科学性、趣味性、艺术性、实践性于一体的农业科教片，创新服务方式，与相关部门合作将资源落地，切实保障技术能够深入民众，广为传播。

支持视频方式的病案讨论式教学、技能带教、专题报告、读书报告、课题学术交流等多场景网络直播培训模式。直播课程支持高清、标清、低清多码流直播，支持录播功能，支持讲座式直播、桌面直播等多种直播方式，并可记录直播，实现视频专家库创作[10]。

4.4 农业遥感空间管理信息库模块

整合永久基本农田分布数据、粮食功能生产区和重要农产品保护区划定空间分布数据、农村土地确权空间分布数据、高标准农田空间分布数据、耕地轮作遥感核查等农业资源数据，进行粮食作物种植位置、面积、长势、灾害等数据的图表分析。

以实现全区“作物一张图”为目标，充分发挥系统内多源数据组合利用的优势，围绕多类型作物同步提取和大范围作物种植结构提取数据，包括农作物识别、农作物面积提取、农作物动态变化监测、农作物时空分布监测等，满足多方位的农业应用需求[11]。

在农情遥感监测技术方面，以作物长势、作物产量（单产和种植面积）、复种指数、种植结构为基本内容。作物长势主要利用NDVI、LAI 等遥感参数从实时监测和过程监测两个方面综合反映作物长势。作物单产主要通过构建作物单产估算的农业气象模型、遥感模型和机理模型来实现，作物种植面积主要是将抽样技术与遥感监测技术相结合进行估算，作物种植结构主要通过地面调查或利用作物精细分类得到，复种指数则是通过低分辨率遥感数据的时间序列的峰频计算得到[12]。

在大数据和现有研究基础的支持下，利用遥感技术获得全区农业灾害监测数据，包括农业旱情监测数据、洪涝灾害监测数据、病虫害监测数据和霜冻、冰雹灾害监测数据，农业灾害的遥感监测数据具有十分广阔的应用前景[13]。耕地后备资源是实施土地整治的重要基础，是实现耕地占补平衡的重要保障。未来，系统将补充完善后备耕地资源信息，分析我区可供开发利用的耕地后备资源数量，实现动态监测。其内容包括：盐碱地和可开垦荒草地（撂荒地），为我区积极推进生态文明建设、切实保障国家粮食安全等工作提供数据保障。

针对全自治区的农业工程类项目（粮食功能生产区和重要农产品保护区、高标准农田等）范围内的作物产量情况、灾害情况、作物种植情况、轮作情况等方面进行监测分析，实现对种植环境、种植产量等及时跟踪，实现粮食功能生产区和重要农产品保护区种植监控和灾害预警，助力我区深入实施“藏粮于地、藏粮于技”战略，为实现国家强农惠农政策提供精准定位、精准施策、精准监测和精准评价[14]。

农业遥感空间管理信息库模块在基础地理信息数据的支持下，实时展现自治区农业信息全貌，在指挥中心内大屏幕显示，也能共享到授权PC 端和智能手机端，使自治区党委政府、各级农业管理部门能够全面了解和掌握农业生产、经营概况和关注的重要信息，全面实现农业土地资源的上图、展示、分析、规划，实现农业工作科学化、精细化、合理化，为助力乡村振兴，决胜脱贫攻坚提供科技支撑[15]。

4.5 建成农民职业教育多媒体资源库模块

建成开放共享的、可用于在线教育培训的农民职业教育多媒体资源库。以“新农业”（资源节约、环境友好、生态安全背景下的集约化、专业化、组织化、社会化和现代农业）和“新农民”（农业职业教育对象以及土地流转、林权转让和农业合作互助等背景下的农业生产经营者，包括农场主、林场主、牧场主等）以及规模化生产为前提，以全国农业专家为支撑，按照“内容新视角，知识系统、完整、全面，单元化便于延伸、拓展、掘深”的原则，利用农业科研和农业传媒单位多年的系统知识积累，反复筛选，经过精心编辑加工，并采用文字、图片、视频、动画等表达[16]。

5 研究效益分析

5.1 经济效益

内蒙古农业知识服务智库平台建设是公益性科学研究，不进行内部收益率、投资利润率、投资回收期等指标的计算，也不向银行贷款。所有功能是完全免费向农民、科技人员以及全社会开放使用的，所以没有直接经济效益。通过提高农业科技知识传播能力、节约下乡现场培训时间等服务双方的人力物力财力、减少农业生产的灾害损失，提高农业生产的效率、提高农民收入、推动农业产业的健康高质量发展，取得显著的间接经济效益[17]。

5.2 社会效益

通过认真梳理我区农业产业机能短板，调研产业需求和用户需求，特别是新形势下农业新型经营主体对科技支撑的需求，将问题变成任务，引导农业科技资源配置和项目设置，解决产业发展关键问题。建设内蒙古农业知识服务智库平台，是促进产业融合发展、深化农业供给侧结构性改革的重要抓手，也是实施乡村振兴战略、推进农业高质量发展的关键举措，拓宽农民培训、就业和增收渠道。

5.3 生态效益

平台推广的技术都是以发展绿色农业、保护环境为前提和目标，共建共享科技条件资源，构建开放、协同、畅通、共享的农业科技合作、共享平台，建立资源、信息、成果、示范基地、人才队伍等科技资源共享的长效机制，杜绝重复建设，具有安全、节能、环保等优点[18]，具有良好的生态效益，同时对我区生态环境保护和恢复，构建北方绿色生态屏障具有长远的影响。