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《华东师范大学》 2004年
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数字农业空间信息管理平台开发研究

张伟  
【摘要】:农业是国民经济的基础。在中央将农业、农村、农民“三农”问题提到历史新高度、全面建设农村小康社会的关键历史阶段,我国明确提出要进一步提高科学技术在支撑未来现代农业发展中的重要作用。在此背景上,实施数字农业行动成为各方面的共识。 数字农业是在“数字地球”的基础上提出并发展的,是21世纪新型的农业模式和挑战性的国家目标。以3S技术应用为核心的数字农业空间信息管理平台开发研究是数字农业研究的突破口。近年来我国开展的以3S技术为支撑的农业GIS研究,为数字农业空间信息管理平台开发奠定了良好的基础,而近年来蓬勃发展的现代农业园区成为数字农业空间信息管理平台建设的良好示范基地。 我国近年来高度重视数字农业研究,在多年来相关研究的基础上,国家863计划于2003年开展了数字农业专项计划。上海作为我国沿海经济最发达的地区之一,将“数字农业若干关键技术”列为2003年度重大科研攻关课题,本论文即是在该课题01子课题“数字农业空间信息管理平台开发”(课题编号:03DZ19301;支撑下完成的。 论文共分八章。第一章为绪论,介绍问题的由来和研究的重大意义、国内外相关研究现状、论文的主要内容和结构框架;第二章是理论基础,着重分析了数字农业和农业信息化的关系,指出数字农业是农业信息化的核心和最高表现形式,数字农业对农业信息化具有重要的推动作用;第三章是技术基础,从宏观层面上分析了数字农业信息技术框架,从中观层面上分析了数字农业空间信息管理平台的技术体系;第四章是平台的总体设计,构建了数字农业空间信息管理平台的总体框架,探讨了微观层面上平台实现的关键技术;第五章是平台软件开发案例,运用当前GIS最前沿的Web Services技术,设计与开发了基于Web Services的农业信息共享安全控制案例;第六章是编码标准研究,提出了数字农业标准体系和针对农业信息资源管理、共享和查询的农业信息分类编码方案;第七章是应用示范,对示范基地空间信息管理平台的建设背景、总体设计、数据库设计、系统功能设计、农业知识整理、空间信息的互联网发布等做了详细分析和部分功能模块的开发;第八章是结论和展望,对论文的特色和创新作了总结,并对今后的进一步研究提出了设想。综上所述,围绕数字农业空间信息管理平台开发这一主题,第二章到第六章作为论文的主体,分别探讨了平台建设需要解决的理论基础、技术基础、总体设计、信息共享、编码标准、应用示范等重要问题,它们彼此密切关联、环环相扣,共同构成了平台开发的整体解决模式。 在论文的研究过程中,笔者认为可以得出以下几方面的特色: 数字农业空间信息管理平台开发研究 摘要 (1)提出了数字农业空间信息管理平台的理论基础和技术体系。在关于数字 农业及其空间信息管理平台的研究中,如何描述其理论基础,国内外没有系统的 研究,同时它们的技术基础和体系也众说纷纭。本文将该理论基础定位于数字农 业与农业信息化的关系上,从数字农业的产生背景、内涵、内容和特点等方面都 可以看出,数字农业是农业信息化的核心和最高表现形式,数字农业对农业信息 化具有重要的推动作用。论文提出了宏观层面上由农业信息网络、一农业数据库建 设、精准农业技术、农业资源信息管理和农业地理信息系统组成的数字农业信息 技术框架和中观层面上由地理信息系统、遥感与遥测技术、全球定位系统、虚拟 现实技术、自动化农机技术、计算机网络与数据通信技术等构成的数字农业空间 信息管理平台技术体系。 (2)探讨了数字农业空间信息管理平台的总体设计和关键技术体系。立足于 数字农业建设与农业信息化的长远目标,提出分层次实现的数字农业空间信息管 理平台的总体框架和结构。在中观层面上的数字农业空间信息管理平台技术体系 的基础上,提出了微观层面上的数字农业空间信息管理平台开发需要的10项具体 的单项关键技术,即:农业信息分类与编码标准,基于GPS/GPRS的移动式农业生 产过程信息采集技术,数字农业GIS技术平台与各类数据采集系统的接口中间件 开发,基于遥感高光谱分析技术的农业资源动态监测技术,基于GPRS/GPS的农业 动态定位与指挥监控平台插件,基于GIS的智能化农业机械集散控制系统,基于 GIS的农田生态环境与农产品安全辅助分析决策系统,基于Web GIS技术的市场信 息发布与电子商务平台开发,基于Web Services技术的数据共享、网络安全和信 息流控中间件,基于中枢神经控制系统模型的平台集成模式,它们共同构成了数 字农业空间信息管理平台的关键技术系统。 (3)实现了基于Web ServiceS技术的农业信息共享安全控制案例。Web Serviees是当前GIS最前沿的技术,运用基于JZEE的开发工具IBM Websphere Studio Applieation Development 4.0(WSAD)设计与开发了基于Web Serviees 的农业信息共享安全控制案例。 (4)构建了数字农业标准体系与农业信息分类编码方案。数字农业标准化是 数字农业建设的重要组成部分,是实施数字农业专项行动的“人才、标准和专利” 三大战略之一,也是数字农业空间信息管理平台开发的基础性重要工作,目前全 ?
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