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《西南大学》 2012年
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农业农村信息化云服务平台集成关键技术研究

杨国才  
【摘要】:随着我国农业农村信息化的发展和信息技术的进步,国家提出了农业农村信息化的“平台上移、服务下延”发展战略。过去由于①技术的限制和部门与行业条块分割的原因,造成农业农村信息化建设缺乏统筹规划和设计;②信息资源分散、信息平台各自独立,导致农业农村信息资源共享困难;③已有的网站和平台众多,由于管理、运行机制等的原因,信息不能得到及时更新,使得农业农村信息的实用性、时效性差。这些问题己成为制约我国农业农村信息化发展的瓶颈,正是在这样的背景下提出了对农业农村信息化云服务平台集成关键技术开展系统研究的课题。 本研究的目的就是通过对农业农村信息化云服务平台集成的关键技术问题进行探讨和研究,在借鉴国外农业农村信息化发展经验和吸收前人研究成果的基础上,对农业农村信息化服务平台建设进行系统的需求分析和可行性分析;围绕云服务平台构建过程中的体系结构、农业农村信息标准、农业农村本体库与知识库、智能信息服务系统等关键模块进行系统设计;以柑橘产业信息化云服务平台为实现案例开展实证研究,探索加快我国农业农村信息化服务平台建设的新思路和新模式,促进农业农村信息化快速发展。 本文针对上述研究目标,通过全面系统的分析与研究,其主要研究结论如下 1.农业企业、种养大户(合作组织)、农村基层政府部门、农户对信息的需求强烈 以重庆市的农业企业、种养大户、农业合作组织、农村基层政府部门、农户为调查对象,采取实地现场调研、座谈会、调查问卷等进行抽样调查。利用统计分析软件SPSS和Excel等分析工具生成了各种分析图表。 调查问卷设计是按照受访者对调查指标认为的重要程度打分,从1分到5分。农户和种养大户(专业合作组织)对肥料、种子、农药、税收、补贴、教育与医疗服务等政策法规类信息的需求最高,其次是农业生产技术信息的需求,按照受访者认为的重要程度打分,其政策法规类信息和农业生产技术信息的平均得分分别是3.72和3.21。农民对当前各种渠道获得信息的实用性、时效性、可理解性以及可获取程度都极为不满意,特别是网络用户对信息的可理解性和可获取程度的满意度最低。广大农民和乡镇农技人员对"12316”、“12396"和“12582"等农技服务热线和网站的了解几乎为零,平均分只有1.65。调查的农业企业对生产统计、生产成本、企业内部各类信息的整合集成与共享平台、电子商务、农产品物流与产品质量溯源、客户关系管理(CRM)等信息化需求旺盛,按受访企业认为的重要程度打分的平均分均在4.0-4.5之间,特别是对电子商务、农产品物流与产品质量溯源、客户关系管理(CRM)的信息化需求程度给予了最大的关注。农业企业对生产资料(或原材料)、产品市场和生产技术的信息需求中,其平均分值分别为3.68、3.68、4.11,他们对生产技术信息的关注度更高。农业企业对企业信息化服务外包的意愿中,选择信息服务外包价格合理则愿意的企业占52%,32%的企业选择愿意,16%的企业急需信息化外包服务,没有不愿意的企业。基层政府部门对IT企业参与农村电子党务和政务建设、信息化对提升村镇竞争力以及农村市场拓展的影响给予了极高的关注度,其平均分值分别为4.47、4.34、3.79。涉农政府部门对农民在短彩信信息订阅中遇到的困难程度非常高,其平均分值达到了4.06。农村乡镇的信息化基础设施中办公硬件条件(3.25分)和互联网接入条件(3.70分)尚可,但信息化配套设施(1.43分)和配套资金投入(1.32分)严重不足。基层干部认为农村基层计算机的操作使用能力较差(2.75分)、现有信息系统的易用性差(2.61分)、基层信息技术人才需求度高(4.18分)。农技专家们对当前农业农村信息化建设中各自为政没有统一标准的问题表示了高度关注(4.10分),对村镇党务、政务信息化将促进农民生活服务信息化给予了肯定(3.48分)。农技专家们认为目前的农业农村信息服务体系和信息技术支持服务有待进一步完善和加强(3.02分)。 2.农业农村信息云服务平台集成建设的需求分析与可行性分析 综合实地调研、座谈和调查问卷的分析结果可以看出,当前农村基层存在三大迫切的信息化需求。①涉农信息平台与资源集成整合的需求。过去由于技术、管理等诸多原因,造成农业农村信息化建设缺乏统筹规划、信息资源分散、信息平台各自独立,导致农业农村信息资源共享困难。通过农业农村信息化云服务平台建设,将对农业农村信息资源进行统一规划设计,充分整合集成各类涉农信息服务平台和资源,必将极大地提高农业农村信息资源共享程度。②个性化、本地化农业科技信息服务的需求。从对农民的问卷调查可以知道,农民对当前各种渠道获得信息的实用性、可理解性极不满意。这充分说明当前农村基层的信息服务亟待改善,而本体与语义技术的成熟应用,为个性化、本地化的农业农村信息服务提供了技术支持。③方便、快捷、正确、及时的农村信息服务需求迫切。目前虽然网站和平台众多,由于管理、运行机制等的原因,信息不能得到及时更新,使得农业农村信息的实用性、时效性差。 从云计算的理论研究基础上来讲,云计算理论体系研究发展速度快,理论成果丰富。近年来基于云计算的信息化平台建设和云服务模式方面的理论研究成果众多。已经具备了开展农业农村信息化云服务平台建设的可行性;云计算技术是从分布式处理、网格计算和并行处理等技术发展而来。实际上是一种新的网络技术实现方案。成熟的技术支持为建设农业农村信息化云服务平台提供了有力的技术条件;随着我国国民经济的高速发展,利用工业生产中产生经济效益反哺农业已成为国家的重要政策。因此,已具有了建设农业农村信息化服务平台的经济基础条件。国家政策环境的强力支持,特别是农村社会经济条件还比较薄弱,云服务模式的高效率、低成本、灵活性优势,成为建设农业农村信息化云服务平台的强大动力。 3.农业农村信息化云服务平台关键构件的系统设计 围绕农业农村信息化云服务平台建设的总体目标和建设内容,以基础设施即服务(IaaS)、平台即服务(PaaS)、软件即服务(SaaS)的架构模式,设计了农业农村信息化云服务平台的体系结构;按照农业产前、产中、产后和农村民生四大类对农业农村信息进行分类的方法,提出了农业农村信息分类标准体系;应用语义技术和本体论,设计了农业农村信息本体库和知识库,分析了农业农村信息本体库和知识库的关系及其构建方法和策略;采用基于RDF的语义表示、语义推理、用户网络行为定向等技术,对农业农村智能信息服务系统进行了系统设计,详细设计了语义推理机、语义知识集成、信息主动推送等模块。 4.柑橘产业信息化云服务平台案例的关键技术设计与实现 通过基于柑橘产业信息化云服务平台的案例设计与实现的研究,对柑橘产业现状和柑橘信息化资源状况的分析,结合柑橘土壤温度、湿度等参数实时采集与处理的计算机试验模拟系统研究证实:在单机环境下,对于柑橘产业信息化的大规模应用,其内存和外存资源的动态利用受到极大限制。而计算资源的使用也存在同样的问题。为了解决这些问题,必须寻求计算机的新技术来加以解决。云计算技术的出现,为我们带来了解决这些问题的契机。特别是云计算技术的高扩展性、虚拟化、灵活性等特性,将给计算和存储资源的动态扩展带来极大地方便。因此,说明农业农村信息化云服务平台的建设是十分必要的。根据柑橘产业信息化云服务平台建设目标和实施步骤,重点开展了平台总体设计、接口规范设计、数据库设计。围绕柑橘生产过程信息化,在基于Hadoop的云计算平台环境下,实现了平台主界面、柑橘灌溉智能决策系统等功能。进一步证明了基于云计算的农业农村信息化服务平台建设的可行性,探索了云服务平台实现的关键技术。 综上所述,本文通过对国内外农业农村信息化服务平台的系统分析研究,以重庆市为调查研究对象,全面系统地分析了云服务平台建设的需求与可行性;针对农业农村信息化云服务平台集成的关键技术与关键构件进行了系统设计;提出了以农业产前、产中、产后和农村民生四大类设计农业农村信息分类标准体系的方法;应用本体和语义技术,设计了农业农村信息本体库和知识库及其构建方法和策略;采用基于RDF的语义表示、语义推理、用户网络行为定向等技术,详细设计了语义推理机、语义知识集成、信息主动推送等模块。
【学位授予单位】:西南大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:S126

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