都市型农业信息化服务技术体系的研究与建设

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摘要：都市型高等农业教育体系是伴随着北京农业在不同的发展阶段对人才、技术、智力支持的需求而逐步形成的。信息化的管理运行手段贯穿于农业的产前、产中和产后，无论是前期的资源配置和优化，还是中期生产的数字化、智能化和精准化，力求生产的标准化和管理的规范化，从而需要既具有扎实的农业基础知识，又具有农业生产经营管理知识的信息化专业人才，来为都市型农业信息化服务技术的建设服务。

关键词：都市型农业；服务体系；信息化专业；管理运行

中图法分类号：TP399 文献标识码：A

The Research and Construction of Urban Agricultural Information Service System

Lan Bin

(School of Computer and Information Engineering, Beijing University of Agriculture, Beijing 102206,China)

Abstract: Urban higher education system of agriculture gradually took shape with the requirements of talents, technology, and intellectual support by Beijing agriculture in different stages of development. Management and operational means of information runs through the periods before, while and after agricultural production. Regardless of the configuration and optimization of resources in early production, or the digitization, intellectualization and precision in medium-term production, the means aims at standardization of production and management, thus it needs information professional talents with both solid agricultural knowledge and knowledge of agricultural production, operating and management to serve for the construction of urban agricultural information service technology.

Key words: urban agriculture; service system; information professional; management and operational

1引言

当前，农业结构面临着战略性的调整，农民的知识结构已难于适应新形势的需求，急待加强科学文化素质与提高技能。而农民居住分散，经营规模小，传统的农民培训与科技推广效率低、时效差、成本高；农村地域广，地形复杂，地面网络建设周期长，单纯的信息技术移植应用常导致信息传播无法延伸至“最后一公里”，在城乡之间形成了一道 “数字鸿沟”。那么，将信息服务传递到千家万户，打通服务与用户之间的最后通道的任务就变得艰巨了。

我校提出的以“立足北京，服务首都现代化，服务都市型郊区经济，培养具有创新精神和实践能力的应用型、复合型技术人才，为实现首都的农村城市化、农业现代化和农民知识化提供有效的人才与智力支持”为办学宗旨，以服务地方“三农”为己任，运用信息技术来提升、改造传统农业就变得尤为重要了。

2农业信息化服务智能技术研究

目前，广大农村在农业信息化技术的带动下，积累了大量的数字化生产、经营、管理数据信息，智能化技术研究将为农业数据的深层次利用开辟新的发展空间。纵观当前智能化信息服务技术的研究，已经在众多领域的应用中取得了显著成效，推进了行业进步。但在农村信息服务领域的应用研究还比较少。由于农业生产经营环境复杂，影响因素较多，农民科技文化水平不高，农村经济基础薄弱，将先进的智能技术与农村信息服务相结合，以提高农业生产力水平，促进农村经济发展，是当前急需探索和研究的方向。

2.1农业文本知识智能理解

文本信息智能理解主要以实现机器对信息的自动分析处理为目标，提供提问理解、搜寻、语义匹配、个性分析等智能服务。其通过对用户所能表达的自然语言描述问题进行理解，直接返回若干最准确的答案，而不是一大堆相关信息。农业文本知识智能理解主要研究农业文本信息的收集、加工、存储、检索、分析理解、传递与应用中的理论和方法，进行以计算机为基础的知识信息的处理。包括对文本主题信息自动生成技术、本体技术、语义网格、知识关联、聚类技术等内容的研究应用。农行业的文本信息有着自身的专业特点和语言风格，因此，需充分考虑其个性化特点才能对农业文本进行准确全面的理解，从而提供最适宜的信息服务。

2.2农业数据信息智能挖掘

主要研究以人工智能模型为基础的农业数据信息潜在规律发现，为农业生产、经营、管理环节提供智能决策及预测服务。研究将遗传算法与人工神经网络模型相结合，在一些复杂非线性系统数据的分析预测中开展了研究与应用。包括对应用神经网络、遗传算法、时间序列模型、灰色模型、支持向量回归等对线性、非线性因素进行分析，对不确定性事件建立专门的模型进行处理等。

3果树病虫害远程咨询诊断专家系统关键技术研究

结合农村信息化主题，研究采用基于符号和规则的推理诊断模式并利用多媒体技术、人机交互技术和网络化的实现手段，开发果树病虫害远程咨询、诊断专家系统，对果树的病虫害特征、原因、传播途径、发病条件等作为诊断基本特征，通过推理机制得到诊断结果，提交给用户，实现基于Internet的果树病虫害远程咨询、诊断，能够在果树生长发育的全过程为农业种植农户和基层农科人员提供不同层次、不同需求的信息咨询和技术服务。该系统能够及时解决果树种植业中的问题，防止病虫害的蔓延，提高果实产量、为改善和提高农民生活提供重要的保障。

3.1果树病虫害远程诊断分析

本系统核心是基于知识库的专家系统，它既具有数据库管理和演绎能力，又提供专家推理判断等智能模块。该系统包含客户端的用户可以对果树病虫害专家远程咨询、诊断。病虫害信息的检索，集文字、图片、音频、视频各种信息媒体于一体；服务器端的管理员具有对系统维护、知识获取与维护的功能。果树病虫害咨询、诊断专家系统要对病虫害进行准确地诊断，必须对病虫害诊断知识有系统而详细的结构划分及分析。

3.2系统果树病虫害知识获取与知识库建立

本系统主要是以现有果树病虫害科技信息作为系统的知识基础，选择领域专家正式出版的教材、图谱、视频等信息资源，围绕果树的种类及生长发育的阶段性、连续性进行特征库划分，对传统理论知识进行总结、提炼，通过编辑整理，组成相关知识库，将图片及视频资料构建成多媒体数据库。

3.3果树病虫害远程咨询诊断专家系统应用开发

在本系统中，推理建立知识库、特征库、数据库的基础上，从用户提供的已有事实推出新的结果。果树的部位、病斑/霉层颜色、形状、生长状况是一个变化的过程。因而在推理过程中以之作为条件对问题进行求解，系统采用正向推理的方法，其实际上就是完成对树结构分枝结点的搜索过程。研究服务于农业生产、农产品流通、农村政务、农市商务、农民教育、农村生态环境管理的智能化服务系统，为用户提供专业周到个性化的信息服务。

3.4果树病虫害远程咨询诊断专家系统算法研究

在本系统中有较多的功能模块需要用到专用设计算法，例如病虫害诊断、特征库的创建、病害症状检。构建专家系统知识库，对系统推理机的实现提供支持。该知识库既包含专家知识，又包含了系统的推理规则，是本系统实现的基础，将利用专用算法来实现规则的添加、修改和删除。此外，推理机和专家系统知识库在本系统的研究中占有同等重要的地位，也是决定本系统功能能否实现的关键，系统将采用“向导式”诊断推理算法与“关键词”检索等诊断算法分别来实现果树病虫害农作物的精确推理与非精确推理诊断。

4基于Web GIS的农业资源信息系统关键技术研究

当前，随着遥感、计算机等高新技术的发展和各种应用软件的成熟，通过遥感手段可以及时采集到土地、水域、生物(林、草)资源和环境信息。据此，近年来国内许多地区在农业资源信息系统建设方面都开展了一定程度的研究和开发应用，总的来说项目的设计重点和研发进展不尽相同，各有侧重。

研究采用Web GIS技术、数据库技术与网络技术整合构建农业资源信息系统，利用地理信息为载体，通过Interment在Web上为用户提供直观的农业资源的时空分布、动态分析区域农业资源状况，实现土地利用、土壤类型、气候、道路、水利、作物管理、农业社会经济等资源信息的交互查询和专题图的定制，实现真正的网络空间信息共享与跨平台应用。采用GPS接收机、传感器搭建信息获取实验平台，通过该平台获取农田位置信息、农田水分信息，使学生掌握GPS接收机、传感器设置，并能够使用GPS与土壤水分传感器结合来记录农田位置信息和水分信息，完成信息采集工作的实践训练。

建设数字农业模拟平台，建立实验室物联网模型，通过模拟农田环境的土壤类型、肥力等土壤信息，降雨、日照等气象信息以及农业生产动态等信息收集，利用信息分析系统将这些信息进行综合分析处理，决定耕作的种类、方式，在模拟农田环境中根据不同地块的情况进行精耕细作，实现变量施肥、喷药、灌溉等生产过程，集合了农业灌溉、施肥、温室调控等几大领域的功能，为数字农业实训提供强大的技术原型支持。为农业资源的管理、规划和决策提供了快速、直观和有效的手段。

5结束语

北京市农业生产正处于由传统农业向现代农业的过渡中，农民收入普遍不高，城乡差距依旧很大。因此，在提高农民生活水平，增加经济收入的过程中，农民对市场信息的需求急为迫切。利用农业信息化服务智能技术，搭建农业信息服务平台（果树病虫害远程咨询诊断专家系统、基于Web GIS的农业资源信息系统），使农民在信息服务平成信息交互，实现信息对等。在现代农业生产中，通过计算机技术、3S技术、人工智能技术、农业专家系统、农业生产模拟技术，发挥农业信息化技术在农田基本建设、农作物生产管理的应用，实现优质高效农业，提高农业生产过程的科学化、精确化和标准化水平。

都市型农业信息化服务技术体系集成方案，并通过推广，进行实践总结，研究提升都市型农业信息化的服务水平，完善农村信息服务体系的解决方案与有效模式，提升农村信息服务技术水平，增加农村信息服务效果显示度。

参考文献：

参考文献：

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[3] 张荣沂 等. 应用型本科院校中卓越工程师应具备的技能[J]. 交通科技与经济，2011，（2）.

作者姓名：兰彬

工作单位：北京农学院计算机与信息工程学院 (102206)

联系方式：北京市昌平区回龙观镇龙腾苑二区14号楼3单元301 室 （102208）

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