數(shù)字農(nóng)業(yè)的概念

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數(shù)字農(nóng)業(yè)的概念范文第1篇

關(guān)鍵詞：農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)；數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)；現(xiàn)代化

農(nóng)業(yè)機(jī)械產(chǎn)品具有種類多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、易操作等特點(diǎn)，我國(guó)是農(nóng)業(yè)大國(guó)，農(nóng)業(yè)機(jī)械具有非常廣闊的市場(chǎng)潛力。然而，受到傳統(tǒng)設(shè)計(jì)理念與設(shè)計(jì)工藝的影響，我國(guó)機(jī)械產(chǎn)品的整體設(shè)計(jì)水平偏低，數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)的應(yīng)用，顛覆了農(nóng)業(yè)機(jī)械的傳統(tǒng)設(shè)計(jì)模式，極大地提升了農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)的效率與質(zhì)量，尤其是CAD、CAE等技術(shù)，更是改變了產(chǎn)品的生命周期，實(shí)現(xiàn)了對(duì)農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備整體設(shè)計(jì)的優(yōu)化。

1數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)的內(nèi)涵與優(yōu)勢(shì)

1.1數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)的內(nèi)涵

數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)指的是一種將聲音、圖文轉(zhuǎn)化為數(shù)據(jù)，之后再轉(zhuǎn)化成二進(jìn)制代碼，經(jīng)過(guò)計(jì)算機(jī)進(jìn)行信息傳遞與處理的技術(shù)。在信息化時(shí)代，數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)逐漸演變成為依靠計(jì)算機(jī)進(jìn)行輔助的新型設(shè)計(jì)技術(shù)，故計(jì)算機(jī)是數(shù)字化設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，也是核心。從另一個(gè)角度來(lái)說(shuō)，數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)，即以計(jì)算機(jī)為核心構(gòu)建數(shù)字化模型，再通過(guò)數(shù)字化平臺(tái)展開(kāi)產(chǎn)品研發(fā)的一種技術(shù)，數(shù)字化技術(shù)最明顯的特點(diǎn)即不需要實(shí)物模型。

1.2數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

（1）數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)視為一種產(chǎn)品定義模型，其可以在各行業(yè)領(lǐng)域發(fā)揮作用，且具有較大的發(fā)展空間；（2）數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)可進(jìn)行仿真模擬處理，不需要實(shí)物模型，因而可有效降低設(shè)計(jì)成本；（3）相比傳統(tǒng)產(chǎn)品設(shè)計(jì)形式，數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)依托數(shù)字化平臺(tái)，以計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)，產(chǎn)品設(shè)計(jì)更具靈活性，不受時(shí)間、地點(diǎn)的限制；（4）在數(shù)字化設(shè)計(jì)中，可以采取分工合作模式進(jìn)行多元設(shè)計(jì)，將不同板塊的設(shè)計(jì)交由不同小組同步進(jìn)行設(shè)計(jì)，整體設(shè)計(jì)更加系統(tǒng)化，提高了設(shè)計(jì)效率。

2農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)的特征與現(xiàn)狀

農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)的特征主要體現(xiàn)在：第一，我國(guó)農(nóng)作物類型比較豐富，所以農(nóng)業(yè)機(jī)械種類繁多，例如播種機(jī)就包括條播機(jī)、精密播種機(jī)、穴播機(jī)等多個(gè)類型；第二，雖然農(nóng)業(yè)機(jī)械種類豐富多樣，但大多數(shù)功能比較簡(jiǎn)單，上手難度低，操作也比較便利。目前我國(guó)的農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備大部分是由傳動(dòng)系統(tǒng)、機(jī)件、鎮(zhèn)壓器、軸輪等構(gòu)件組成。這些均為數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)在農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，提供了良好基礎(chǔ)與廣闊前景。目前，數(shù)字化設(shè)計(jì)已經(jīng)在國(guó)內(nèi)外農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)中得到了廣泛應(yīng)用，主要應(yīng)用技術(shù)包括CAD、CAE等技術(shù)。數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用，不僅提高了設(shè)計(jì)效率，降低了設(shè)計(jì)成本，而且也極大地縮短了農(nóng)業(yè)機(jī)械的設(shè)計(jì)周期，更便于達(dá)到設(shè)計(jì)要求。而且，為了給農(nóng)業(yè)機(jī)械后續(xù)維修工作提供便利，在初期設(shè)計(jì)時(shí)，更注重農(nóng)業(yè)機(jī)械的整體化設(shè)計(jì)。隨著農(nóng)業(yè)機(jī)械化水平的不斷提升，農(nóng)業(yè)機(jī)械的市場(chǎng)需求增加，產(chǎn)品定制需求增多，而且對(duì)產(chǎn)品的品質(zhì)要求也更加嚴(yán)格。在這一新的商業(yè)環(huán)境下，農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)更應(yīng)注重?cái)?shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)的應(yīng)用，必要時(shí)進(jìn)行跨部門(mén)合作，更好地展開(kāi)農(nóng)業(yè)機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與制造，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的規(guī)?；?、自動(dòng)化發(fā)展，提供保障，為農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的進(jìn)一步提升，提供內(nèi)動(dòng)力。

3數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)的應(yīng)用熱點(diǎn)

3.1計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)

計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)簡(jiǎn)稱CAD，以現(xiàn)代設(shè)計(jì)理念為基礎(chǔ)，不僅具有開(kāi)放性較強(qiáng)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)模式，而且開(kāi)發(fā)程序也具有較強(qiáng)規(guī)范性。從數(shù)字技術(shù)層面來(lái)看，CAD技術(shù)在概念、任務(wù)、技術(shù)等層面均有所優(yōu)化，可以設(shè)計(jì)更多優(yōu)秀產(chǎn)品。以CAD技術(shù)為核心設(shè)計(jì)的產(chǎn)品，大部分是以概念設(shè)計(jì)產(chǎn)品與構(gòu)型設(shè)計(jì)產(chǎn)品。其中，概念設(shè)計(jì)即制定產(chǎn)品設(shè)計(jì)方案的具體內(nèi)容，而構(gòu)型設(shè)計(jì)即明確具體細(xì)節(jié)。

3.2虛擬原型技術(shù)

虛擬原型技術(shù)簡(jiǎn)稱VR是最近5年內(nèi)數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)的翹楚，得到了設(shè)計(jì)領(lǐng)域的重點(diǎn)關(guān)注。VR技術(shù)是在CAD、CAM、CAE技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)的，其可以在特有技術(shù)基礎(chǔ)上，對(duì)多方面技術(shù)進(jìn)行全面整合。VR技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)成品信息與基本概念的整合，并從行為、感官以及功能等方面不斷對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化。在該技術(shù)中，產(chǎn)品設(shè)計(jì)的整個(gè)過(guò)程被視為多個(gè)不同極端，且逐漸向全生命周期進(jìn)行轉(zhuǎn)變，以此推動(dòng)產(chǎn)品設(shè)計(jì)與生產(chǎn)兩個(gè)階段的融合，在很大程度上推動(dòng)了各行業(yè)的發(fā)展。

3.3知識(shí)工程技術(shù)

知識(shí)工程技術(shù)簡(jiǎn)稱KBE，是現(xiàn)階段應(yīng)用率最高，且特色最明顯的一種數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)。KBE技術(shù)主要應(yīng)用在提前預(yù)測(cè)未來(lái)市場(chǎng)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)，因而該技術(shù)的應(yīng)用比較依賴新知識(shí)內(nèi)容。同時(shí)，KBE技術(shù)在信息傳遞、知識(shí)展示等方面，也具有較好的應(yīng)用效果。而且，還能夠單獨(dú)構(gòu)建顯性、隱性知識(shí)統(tǒng)一建模，有利于技術(shù)創(chuàng)新的橫縱向發(fā)展。

4數(shù)字化技術(shù)在農(nóng)業(yè)機(jī)械產(chǎn)品中的具體應(yīng)用

4.1VR技術(shù)的應(yīng)用

VR技術(shù)在農(nóng)業(yè)機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，將影音資料、3D影像、多媒體等進(jìn)行整合，使設(shè)計(jì)人員可以更好地利用個(gè)人想法，創(chuàng)設(shè)相應(yīng)的設(shè)計(jì)情境，所以應(yīng)用VR技術(shù)，設(shè)計(jì)人員可以享受身臨其境般的設(shè)計(jì)體驗(yàn)。目前，VR技術(shù)主要應(yīng)用在大型設(shè)備的設(shè)計(jì)中，對(duì)設(shè)備的特殊性能進(jìn)行模擬，之后逐步實(shí)現(xiàn)設(shè)備與功能之間的優(yōu)化。與此同時(shí)，通過(guò)其創(chuàng)設(shè)的信息反饋平臺(tái)，能夠加速產(chǎn)品的投放，提升產(chǎn)品應(yīng)用效果，讓用戶直接了解產(chǎn)品的優(yōu)勢(shì)，進(jìn)而更好地掌握設(shè)備應(yīng)用要點(diǎn)。在國(guó)外，應(yīng)用VR展開(kāi)農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)的技術(shù)有很多種，最具代表性的即可視化技術(shù)，該技術(shù)以CAD技術(shù)為基礎(chǔ)，構(gòu)建功能性模型，再通過(guò)模型輸入的方式，將其傳遞到VR環(huán)境中，最終實(shí)現(xiàn)設(shè)備強(qiáng)化。例如，用戶可以通過(guò)VR頭盔顯示器，直接對(duì)農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備進(jìn)行操控體驗(yàn)。同時(shí)，VR技術(shù)在農(nóng)業(yè)設(shè)備拆裝中也有廣泛應(yīng)用，如小麥聯(lián)合收獲機(jī)的各方面功能，均可以通過(guò)VR技術(shù)展現(xiàn)出來(lái)，包括原理展示、內(nèi)部結(jié)構(gòu)等，讓使用者可以進(jìn)行拆裝練習(xí)，不斷提升自身對(duì)機(jī)械設(shè)備的操控與應(yīng)用能力。此外，VR-CAD系統(tǒng)在虛擬環(huán)境設(shè)計(jì)中也可以發(fā)揮作用，優(yōu)化農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備的設(shè)計(jì)模式與功能效果。

4.2農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備產(chǎn)品的創(chuàng)新

數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)在農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，主要體現(xiàn)在農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備產(chǎn)品的創(chuàng)新方面，即利用數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)對(duì)農(nóng)業(yè)機(jī)械產(chǎn)品的使用性能、使用效果等進(jìn)行創(chuàng)新，增強(qiáng)產(chǎn)品的新穎性，并提供給消費(fèi)者更多選擇。目前，在農(nóng)業(yè)機(jī)械產(chǎn)品的數(shù)字化設(shè)計(jì)中，主要從該類型農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備的常見(jiàn)使用問(wèn)題或故障入手，從設(shè)計(jì)層面針對(duì)性地采取改進(jìn)措施，進(jìn)而降低故障發(fā)生率以及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本，提升該類型農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，擴(kuò)大市場(chǎng)份額。一般情況下，在利用數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)對(duì)農(nóng)業(yè)機(jī)械產(chǎn)品進(jìn)行創(chuàng)新時(shí)，主要從技術(shù)分析、材料優(yōu)選等方面進(jìn)行。例如，近幾年我國(guó)研發(fā)出了一種新型拖拉機(jī)，該拖拉機(jī)不同于傳統(tǒng)低功率拖拉機(jī)，其采用了數(shù)字化同步器與動(dòng)力換擋配合靜液壓傳動(dòng)系統(tǒng)，具有獨(dú)立的控制機(jī)構(gòu)與控制面板，不僅更易操作，而且系統(tǒng)更加靈活，功率更高。

4.3協(xié)同化優(yōu)化設(shè)計(jì)

在當(dāng)下復(fù)雜的市場(chǎng)環(huán)境下，農(nóng)業(yè)機(jī)械生產(chǎn)不僅涉及市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，而且為了更好地滿足消費(fèi)者個(gè)性化的定制需求，必要時(shí)還需要進(jìn)行跨企業(yè)合作。所以，農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)中，數(shù)字化設(shè)計(jì)的應(yīng)用與協(xié)同化發(fā)展，已經(jīng)成為農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)與制造企業(yè)生存的關(guān)鍵。因此，數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)在農(nóng)業(yè)機(jī)械產(chǎn)品的協(xié)同化設(shè)計(jì)中具有較好的應(yīng)用效果。為了從海量的技術(shù)信息與零件資源中，找到所需要的信息與數(shù)據(jù)，必須利用數(shù)字化技術(shù)對(duì)搜索技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)所需零件參數(shù)與性能的高效率搜索。例如，PTC企業(yè)的Web服務(wù)器，其中儲(chǔ)存了海量的技術(shù)型方案，我國(guó)的農(nóng)業(yè)機(jī)械產(chǎn)品制造企業(yè)應(yīng)借鑒這一做法，以不斷地提升數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)的應(yīng)用效果。此外，隨著環(huán)保理念不斷深入人心，為了建設(shè)環(huán)境友好型社會(huì)，農(nóng)業(yè)行業(yè)也應(yīng)朝著綠色化方向發(fā)展，而數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用，極大地促進(jìn)了農(nóng)業(yè)行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用，顯著提升了農(nóng)業(yè)機(jī)械產(chǎn)品的節(jié)能效果，降低了能源損耗，充分發(fā)揮了環(huán)保能力。

5結(jié)語(yǔ)

總而言之，我國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)的數(shù)字化發(fā)展還處在探索性階段，很多理論、方法等還不夠成熟。在進(jìn)入數(shù)字化時(shí)代后，農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)更應(yīng)注重?cái)?shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)的應(yīng)用，充分利用數(shù)字化設(shè)計(jì)效率高、成本低、可控性強(qiáng)等優(yōu)勢(shì)，持續(xù)提升農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)的科學(xué)性、高效性，并不斷利用數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)展開(kāi)農(nóng)業(yè)機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)的創(chuàng)新，以不斷促進(jìn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的現(xiàn)代化發(fā)展，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的智能化、規(guī)?；M(jìn)而推動(dòng)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平更上一層樓。

參考文獻(xiàn)：

[1]馬云紅,董中輝.現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)在農(nóng)業(yè)機(jī)械工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].農(nóng)業(yè)與技術(shù),2019,v.39;No.329(12):47-48.

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數(shù)字農(nóng)業(yè)的概念范文第2篇

關(guān)鍵詞：數(shù)字農(nóng)業(yè)；時(shí)空推理；專家系統(tǒng)

0引言

數(shù)字農(nóng)業(yè)應(yīng)用涉及大量的氣象、環(huán)境、水文、地質(zhì)、土壤等領(lǐng)域的時(shí)空數(shù)據(jù)。這些時(shí)空數(shù)據(jù)分散在異構(gòu)系統(tǒng)中，有著不同的數(shù)據(jù)格式和規(guī)范，采用不同的概念和術(shù)語(yǔ)，基于不同的數(shù)學(xué)模型和分析推理方法。這些多領(lǐng)域時(shí)空信息對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、決策均起著重要作用。但是以前由于缺乏高效、合理的技術(shù)手段，即使付出很高的代價(jià)，也很難將這些時(shí)空信息完整無(wú)損地共享和融合集成到數(shù)字農(nóng)業(yè)應(yīng)用中，在很大程度上制約了數(shù)字農(nóng)業(yè)的應(yīng)用發(fā)展。同時(shí)GIS等商業(yè)軟件平臺(tái)成本較高也不利于大規(guī)模應(yīng)用推廣。

為此，本文基于自主版權(quán)GIS、專家系統(tǒng)等系統(tǒng)軟件，應(yīng)用時(shí)空推理、本體論、語(yǔ)義Web、關(guān)系數(shù)據(jù)挖掘和專家系統(tǒng)等技術(shù)，建立一個(gè)數(shù)字農(nóng)業(yè)時(shí)空信息智能管理平臺(tái)，對(duì)多源、異構(gòu)的數(shù)字農(nóng)業(yè)時(shí)空數(shù)據(jù)和推理分析方法進(jìn)行集中統(tǒng)一的規(guī)范化管理，便于在實(shí)際應(yīng)用中進(jìn)行融合、集成和共享。基于該平臺(tái)快速建立起了數(shù)字化測(cè)土施肥系統(tǒng)、大豆種植標(biāo)準(zhǔn)化管理系統(tǒng)、無(wú)公害水果蔬菜栽培指導(dǎo)系統(tǒng)等一批智能應(yīng)用系統(tǒng)。這些應(yīng)用系統(tǒng)精確控制農(nóng)田每一地塊種子、化肥和農(nóng)藥的施用量，在提高作物產(chǎn)量的同時(shí)，能夠?qū)崿F(xiàn)精確控制農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程，有效降低成本，充分保證農(nóng)業(yè)資源科學(xué)地綜合開(kāi)發(fā)利用，減少和防止對(duì)環(huán)境和生態(tài)的污染破壞，保持農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境的良性循環(huán)，是實(shí)現(xiàn)“綠色農(nóng)業(yè)”的重要途徑。

1主要關(guān)鍵技術(shù)研究現(xiàn)狀

1．1數(shù)字農(nóng)業(yè)

數(shù)字農(nóng)業(yè)是在“數(shù)字地球”的基礎(chǔ)上提出并發(fā)展的，是21世紀(jì)新型的農(nóng)業(yè)模式和挑戰(zhàn)性的國(guó)家目標(biāo)，包括精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)、虛擬農(nóng)業(yè)等內(nèi)容，其核心是精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)。以3S技術(shù)應(yīng)用為核心的數(shù)字農(nóng)業(yè)空間信息管理平臺(tái)開(kāi)發(fā)研究是數(shù)字農(nóng)業(yè)研究的突破口[1,2]。美國(guó)于20世紀(jì)80年代初提出數(shù)字農(nóng)業(yè)的概念，它是針對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)穩(wěn)定性差、技術(shù)措施差異程度大等情況，運(yùn)用衛(wèi)星全球定位系統(tǒng)控制位置，用計(jì)算機(jī)精確定量，把農(nóng)業(yè)技術(shù)措施的差異從地塊水平精確到平方厘米水平，從而極大地提高種子、化肥、農(nóng)藥等農(nóng)業(yè)資源的利用率，提高農(nóng)產(chǎn)量，減少環(huán)境污染。法國(guó)農(nóng)業(yè)部植?？偩纸⒘巳珖?guó)范圍內(nèi)的病蟲(chóng)測(cè)報(bào)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。日本農(nóng)林水產(chǎn)省建立了水稻、大豆、大麥等多種作物品種、品系的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)。新西蘭農(nóng)牧研究院利用信息技術(shù)向農(nóng)場(chǎng)主提供土地肥力測(cè)定、動(dòng)物接種免疫、草場(chǎng)建設(shè)、飼料質(zhì)量分析等各種信息服務(wù)。同時(shí)，我國(guó)緊跟國(guó)際研究的前沿，開(kāi)展了系統(tǒng)工程、數(shù)據(jù)庫(kù)與信息管理系統(tǒng)、遙感、專家系統(tǒng)、決策支持系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)等技術(shù)在農(nóng)業(yè)、資源、環(huán)境和災(zāi)害方面的應(yīng)用研究。

1．2時(shí)空推理

近年來(lái)，時(shí)空推理（Spatio－temporalReasoning）已成為十分活躍的研究方向，在軍事、航天、能源、交通、農(nóng)業(yè)、環(huán)境等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。近十年來(lái)我國(guó)國(guó)家基礎(chǔ)地理信息中心、清華大學(xué)、信息大學(xué)、中國(guó)科學(xué)院、武漢測(cè)繪科技大學(xué)、武漢大學(xué)、吉林大學(xué)等單位在時(shí)態(tài)GIS、時(shí)空數(shù)據(jù)模型、時(shí)空拓?fù)洹r(shí)空數(shù)據(jù)庫(kù)等時(shí)空推理相關(guān)領(lǐng)域開(kāi)展了大量研究工作。

1．3時(shí)空數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)與共享

不同領(lǐng)域和應(yīng)用環(huán)境對(duì)時(shí)空數(shù)據(jù)的理解存在很大差異，這造成了異構(gòu)時(shí)空系統(tǒng)集成的困難，因此時(shí)空數(shù)據(jù)共享、互操作和標(biāo)準(zhǔn)化的研究具有重要意義。這方面研究最初從空間數(shù)據(jù)入手，近期開(kāi)始向時(shí)間數(shù)據(jù)和時(shí)空結(jié)合數(shù)據(jù)發(fā)展。時(shí)空數(shù)據(jù)的共享有以下方式：

（1）空間數(shù)據(jù)交換

空間數(shù)據(jù)交換的基本思想是各系統(tǒng)使用自身的數(shù)據(jù)格式，通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)格式進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。目前空間數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)有：SDTS、DIGEST、RINEX等國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)；以色列的IEF、英國(guó)的MOEPSTD、加拿大的SAIF、我國(guó)的CNSDTF等國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)；AutoDesk的DXF、ESRI的E00、MapInfo的MIF等廠商標(biāo)準(zhǔn)。盡管各GIS軟件廠商提供了公開(kāi)的交換文件格式來(lái)進(jìn)行空間數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換，但由于底層數(shù)據(jù)模型的不同，最終導(dǎo)致不同的GIS的空間數(shù)據(jù)不能無(wú)損的共享。雖然空間數(shù)據(jù)交換仍然在使用，但效果并不理想。空間數(shù)據(jù)互操作標(biāo)準(zhǔn)是當(dāng)前國(guó)際公認(rèn)的，比空間數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)更有前途的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)。

（2）基于GML的空間數(shù)據(jù)互操作

開(kāi)放式地理信息系統(tǒng)協(xié)會(huì)(OpenGISConsortium，OGC)提出了簡(jiǎn)單要素實(shí)現(xiàn)規(guī)范和地理標(biāo)記語(yǔ)言(GeographyMarkupLanguage，GML)。OGC相繼推出了一整套GIS互操作的抽象規(guī)范，包括地理幾何要素、要素集、OGIS要素、要素之間的關(guān)系、空間參考系統(tǒng)、定位幾何結(jié)構(gòu)、存儲(chǔ)函數(shù)和插值、覆蓋類型及地球影像等17個(gè)抽象規(guī)范，2003年1月推出GML3.10版[3]。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外眾多學(xué)者基于GML在空間數(shù)據(jù)共享等方面開(kāi)展了大量研究。2001年Rancourt等人[4]將GML與先前所定義的空間標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較，認(rèn)為GML能有效地滿足空間數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)。2002年，ZhangJianting等人[5]提出了一種基于GML的Internet地理信息搜索引擎。2003年，ZhangChuanrong等人[6]在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下以GML作為異構(gòu)空間數(shù)據(jù)庫(kù)交換共享空間數(shù)據(jù)的格式，成功實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的互操作。2003年，崔希民等人[7]提出了GIS數(shù)據(jù)集成和互操作的系統(tǒng)架構(gòu)，在數(shù)據(jù)層次上實(shí)現(xiàn)GIS數(shù)據(jù)的集成和互操作。2003年，張霞等人[8]提出一種基于GML構(gòu)造WebGIS的框架結(jié)構(gòu),給出實(shí)現(xiàn)框架技術(shù)。其中采用GML作為空間數(shù)據(jù)集成格式。2004年，朱前飛等人[9]提出了一種新的基于GML的數(shù)據(jù)共享解決方案。2005年，陳傳彬等人[10]提出了基于GML的多源異構(gòu)空間數(shù)據(jù)集成框架。GML數(shù)據(jù)類型較完整，支持廠家較多，相關(guān)研究豐富，是目前最有前景的時(shí)空數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)。本文選擇GML作為農(nóng)業(yè)時(shí)空數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)。

1．4時(shí)空本體

1．4．1本體、語(yǔ)義Web和OWL

本體方法目前已經(jīng)成為計(jì)算機(jī)科學(xué)中的一種重要方法，在語(yǔ)義Web、搜索引擎、知識(shí)處理平臺(tái)、異構(gòu)系統(tǒng)集成、電子商務(wù)、自然語(yǔ)言理解、知識(shí)工程等領(lǐng)域有著重要應(yīng)用。尤其是目前隨著對(duì)語(yǔ)義Web研究的深入，本體論方法受到了越來(lái)越多的關(guān)注，人們普遍認(rèn)為它是建立語(yǔ)義Web的核心技術(shù)。OWL是當(dāng)前最有發(fā)展前景的本體表示語(yǔ)言。2002年7月29日,W3C組織公布了本體描述語(yǔ)言(WebOntologyLanguage,OWL)的工作草案1.0版。目前工作草案的最新更新為2004年2月10日的版本[11]。

1．4．2時(shí)空本體

基于本體方法對(duì)時(shí)空建模的相關(guān)研究工作如下：

1998年，Roberto考慮了作為地理表示基礎(chǔ)的某些本體問(wèn)題，給出了關(guān)于一般空間表示理論的某些建議[12]。2000年ZhouQ.和FikesR.定義了一種考慮時(shí)間點(diǎn)和時(shí)段的時(shí)間本體[13]。2000年，Córcoles基于XML定義了一個(gè)類似SQL的時(shí)空查詢語(yǔ)言，該語(yǔ)言包含八種空間算子和三種時(shí)態(tài)算子用于表達(dá)時(shí)空關(guān)系[14]。2003年，Grenon基于一階謂詞邏輯定義了時(shí)空本體，使用斯坦福大學(xué)的Protégé環(huán)境實(shí)現(xiàn)[15]。2003年，Bittner等人[16]提出了用于描述復(fù)雜時(shí)空過(guò)程和其中的持續(xù)實(shí)體的形式化本體。以上工作中Grenon的時(shí)空本體研究相對(duì)完整，相關(guān)研究成果已經(jīng)在網(wǎng)上共享，本文在此基礎(chǔ)上開(kāi)展研究，建立農(nóng)業(yè)時(shí)空本體。

2主要研究?jī)?nèi)容（1）農(nóng)業(yè)時(shí)空數(shù)據(jù)規(guī)范

現(xiàn)階段我國(guó)還沒(méi)有公認(rèn)的農(nóng)業(yè)時(shí)空數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)出臺(tái)。本文基于時(shí)空推理技術(shù)，研究通用性更強(qiáng)的時(shí)空數(shù)據(jù)表示模型，能表示氣象、土壤、環(huán)境、水文、地質(zhì)等各領(lǐng)域的農(nóng)業(yè)時(shí)空數(shù)據(jù)。GML是目前公認(rèn)的時(shí)空數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，利用上述模型擴(kuò)充GML，兼容中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院的“農(nóng)業(yè)資源空間信息元數(shù)據(jù)的分類及編碼體系草案”等國(guó)內(nèi)現(xiàn)有的地方性標(biāo)準(zhǔn)，構(gòu)建針對(duì)數(shù)字農(nóng)業(yè)中時(shí)空數(shù)據(jù)的DA－GML標(biāo)準(zhǔn)，作為數(shù)字農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)時(shí)空數(shù)據(jù)的規(guī)范。現(xiàn)有的土壤、環(huán)境等基礎(chǔ)空間數(shù)據(jù)庫(kù)均支持到GML格式的轉(zhuǎn)換。

（2）農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)時(shí)空數(shù)據(jù)庫(kù)

基于筆者自主開(kāi)發(fā)的GIS平臺(tái)建立農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)時(shí)空數(shù)據(jù)庫(kù)，該平臺(tái)具有運(yùn)行穩(wěn)定、資源占用少、結(jié)構(gòu)靈活、功能可裁減、成本較低、便于移植等特點(diǎn)。采用了時(shí)空推理技術(shù)，支持對(duì)空間和時(shí)空信息的表示和推理。通過(guò)DA－GML能夠直接從現(xiàn)有系統(tǒng)中獲取領(lǐng)域農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)時(shí)空數(shù)據(jù)，主要包括土壤數(shù)據(jù)庫(kù)、環(huán)境數(shù)據(jù)庫(kù)、氣象資料數(shù)據(jù)庫(kù)、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件數(shù)據(jù)庫(kù)、林業(yè)信息數(shù)據(jù)庫(kù)、影像數(shù)據(jù)庫(kù)等。

（3）農(nóng)業(yè)時(shí)空分析方法庫(kù)與農(nóng)業(yè)時(shí)空知識(shí)庫(kù)

時(shí)空推理是研究時(shí)間、空間及時(shí)空結(jié)合信息本質(zhì)的技術(shù)，通過(guò)時(shí)空推理技術(shù)將現(xiàn)有面向農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的時(shí)空分析技術(shù)進(jìn)行整合和規(guī)范化表示，形成農(nóng)業(yè)時(shí)空分析方法庫(kù)。對(duì)領(lǐng)域農(nóng)業(yè)時(shí)空知識(shí)進(jìn)行歸納、整理，同時(shí)通過(guò)數(shù)據(jù)挖掘方法從基礎(chǔ)數(shù)據(jù)中提煉知識(shí)，建立農(nóng)業(yè)時(shí)空知識(shí)庫(kù)。

（4）農(nóng)業(yè)時(shí)空本體庫(kù)

在(2)、(3)中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)、方法和知識(shí)需要一個(gè)有效的機(jī)制進(jìn)行組織和管理。就目前技術(shù)而言，本體是表達(dá)一個(gè)領(lǐng)域內(nèi)完整的體系（概念層次、概念之間的關(guān)聯(lián)等）的最有效工具，所以本文選擇建立農(nóng)業(yè)時(shí)空本體庫(kù)。具體包括本體獲取、本體管理、本體服務(wù)與展示三個(gè)模塊。使用Protégé做本體開(kāi)發(fā)環(huán)境編輯。Protégé是斯坦福大學(xué)開(kāi)發(fā)的基于Java的本體編輯與知識(shí)獲取工具，帶有OWL插件的Protégé可以支持OWL格式的本體編輯與輸出。

以上三個(gè)庫(kù)通過(guò)WebService方式提供基于Internet的服務(wù)，可以在線對(duì)庫(kù)中信息進(jìn)行維護(hù)和檢索，并能無(wú)縫集成到應(yīng)用系統(tǒng)中。

（5）系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)

系統(tǒng)工作原理如圖1所示。首先，外部系統(tǒng)的時(shí)空數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成GML格式（現(xiàn)在絕大多數(shù)系統(tǒng)支持該數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)），進(jìn)入農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)時(shí)空數(shù)據(jù)庫(kù)。通過(guò)本體獲取與編輯模塊將時(shí)空數(shù)據(jù)和時(shí)空知識(shí)整理，形成本體庫(kù)。外部系統(tǒng)的請(qǐng)求通過(guò)WebSer－vices發(fā)給仲裁者，仲裁者區(qū)分各類情況調(diào)用三個(gè)庫(kù)調(diào)用服務(wù)、提取數(shù)據(jù)和執(zhí)行操作，結(jié)果返回給用戶。

（6）基于平臺(tái)開(kāi)發(fā)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)智能應(yīng)用系統(tǒng)

基于數(shù)字農(nóng)業(yè)時(shí)空信息管理平臺(tái)建立數(shù)字化測(cè)土施肥系統(tǒng)、作物種植標(biāo)準(zhǔn)化管理系統(tǒng)、無(wú)公害水果蔬菜栽培指導(dǎo)系統(tǒng)等一批農(nóng)業(yè)生產(chǎn)智能應(yīng)用系統(tǒng)，解決實(shí)際問(wèn)題。

3相關(guān)系統(tǒng)對(duì)比分析

3．1數(shù)字農(nóng)業(yè)空間信息管理平臺(tái)

平臺(tái)基于信息和知識(shí)支持的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)管理的集成技術(shù)，對(duì)農(nóng)田信息進(jìn)行動(dòng)態(tài)采集、分析、處理和輸出，從而根據(jù)農(nóng)田區(qū)域差異、農(nóng)事安排進(jìn)行模擬分析、決策支持管理和指揮控制，并對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程的區(qū)域差異進(jìn)行精確定位、動(dòng)態(tài)控制等定量操作[17]。

3．2全國(guó)農(nóng)業(yè)資源空間信息管理系統(tǒng)

全國(guó)農(nóng)業(yè)資源空間信息管理系統(tǒng)(NASIS)實(shí)現(xiàn)對(duì)全國(guó)農(nóng)業(yè)資源空間信息的查詢分發(fā)，具有系統(tǒng)管理、動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)字典、數(shù)據(jù)檢索、查詢、數(shù)據(jù)分發(fā)、制圖、報(bào)表統(tǒng)計(jì)、數(shù)據(jù)分發(fā)等功能。該系統(tǒng)已經(jīng)用于全國(guó)農(nóng)作物遙感監(jiān)測(cè)、農(nóng)業(yè)資源調(diào)查、農(nóng)業(yè)科研和農(nóng)業(yè)政策信息支持服務(wù)等方面[18]。

3．3中國(guó)西部農(nóng)業(yè)空間信息服務(wù)系統(tǒng)

計(jì)算機(jī)技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的迅速發(fā)展為建立基于Web的中國(guó)西部農(nóng)業(yè)空間信息服務(wù)系統(tǒng)提供技術(shù)支撐。本文從西部農(nóng)業(yè)空間信息服務(wù)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)構(gòu)建開(kāi)始，全面地介紹了系統(tǒng)的運(yùn)行模式和數(shù)據(jù)庫(kù)訪問(wèn)技術(shù)，詳細(xì)論述了系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)、平臺(tái)環(huán)境和開(kāi)發(fā)實(shí)現(xiàn)等。

（1）基于平臺(tái)提供的開(kāi)發(fā)框架，能方便、高效地建立大量的數(shù)字農(nóng)業(yè)智能應(yīng)用系統(tǒng)，基層農(nóng)業(yè)科技人員也能快速開(kāi)發(fā)出技術(shù)含量高的應(yīng)用系統(tǒng)，各應(yīng)用系統(tǒng)能互通、共享，便于升級(jí)維護(hù)。

（2）由于大量的底層服務(wù)、數(shù)據(jù)、知識(shí)和方法由平臺(tái)集中統(tǒng)一提供，簡(jiǎn)化了開(kāi)發(fā)數(shù)字農(nóng)業(yè)應(yīng)用軟件的工作，節(jié)約了成本。

4結(jié)束語(yǔ)

數(shù)字農(nóng)業(yè)時(shí)空信息管理平臺(tái)從系統(tǒng)目標(biāo)、適用范圍、采用技術(shù)、系統(tǒng)接口等方面不同于任何現(xiàn)有的基礎(chǔ)農(nóng)業(yè)空間數(shù)據(jù)管理平臺(tái)，是一個(gè)概念全新的系統(tǒng)，定位于基礎(chǔ)農(nóng)業(yè)空間數(shù)據(jù)管理平臺(tái)的上層，更便于開(kāi)發(fā)數(shù)字農(nóng)業(yè)應(yīng)用。其中的本體庫(kù)等機(jī)制為將來(lái)建立農(nóng)業(yè)時(shí)空數(shù)據(jù)網(wǎng)格奠定了良好的基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

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數(shù)字農(nóng)業(yè)的概念范文第3篇

關(guān)鍵詞：數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)；農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)；應(yīng)用

近年來(lái)，信息技術(shù)發(fā)展十分迅速。伴隨著信息技術(shù)研究的深入與推廣應(yīng)用，由此衍生出了數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)，同樣在社會(huì)各行業(yè)中得到廣泛應(yīng)用，并發(fā)揮了巨大的作用，為社會(huì)進(jìn)一步發(fā)展作出了突出貢獻(xiàn)。就數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)在農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用而言，一定程度上實(shí)現(xiàn)了農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)化與前沿化發(fā)展。然而技術(shù)的發(fā)展是必然的，就農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)中應(yīng)用數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)進(jìn)行更深層次的剖析十分重要，這對(duì)推動(dòng)農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)的進(jìn)步與發(fā)展具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。本文主要以數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)與農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)為主線，分3部分進(jìn)行論述，主要目的在于促進(jìn)農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)中數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)應(yīng)用價(jià)值提升。

1數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)相關(guān)內(nèi)容概述

1.1數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)概念

所謂“數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)”，是指在計(jì)算機(jī)數(shù)字化技術(shù)發(fā)展到一定程度的背景下，用于輔助設(shè)計(jì)領(lǐng)域的部分工作[1]。就當(dāng)前大家所了解的數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)而言，涉及眾多技術(shù)，核心處理技術(shù)主要有數(shù)字壓縮、數(shù)字編碼以及數(shù)字調(diào)制等。伴隨著信息技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷深入應(yīng)用與發(fā)展，數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)也得到了長(zhǎng)足發(fā)展，逐步建立了一個(gè)以計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)框架的模型，現(xiàn)如今在社會(huì)眾多領(lǐng)域當(dāng)中得到了廣泛應(yīng)用[2]。

1.2數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)特點(diǎn)

數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)在實(shí)踐應(yīng)用中，彰顯了眾多特點(diǎn)，總結(jié)起來(lái)，主要包括以下幾個(gè)方面：首先，一個(gè)統(tǒng)一化產(chǎn)品定義模型，在社會(huì)眾多領(lǐng)域當(dāng)中能夠得到更加廣泛的應(yīng)用，并且有著巨大的、潛在的應(yīng)用空間；其次，數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)可實(shí)現(xiàn)并行設(shè)計(jì)，能夠?qū)崿F(xiàn)多小組同時(shí)作業(yè)，在一定程度上，可以大大提高工作效率[3]；再次，基于統(tǒng)一化模型，設(shè)計(jì)質(zhì)量也有相應(yīng)的保障；最后，設(shè)計(jì)可以實(shí)現(xiàn)虛擬仿真處理，主要是利用計(jì)算機(jī)技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)，避免了傳統(tǒng)設(shè)計(jì)對(duì)實(shí)物模型依賴程度高的弊端，相比傳統(tǒng)設(shè)計(jì)而言，具有明顯的優(yōu)勢(shì)，具體表現(xiàn)在工作效率與成本2個(gè)方面。

2農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)中數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀分析

在數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)推廣應(yīng)用之前，設(shè)計(jì)主要是滿足設(shè)計(jì)對(duì)象的一些具體要求，在局部?jī)?yōu)化或者整體優(yōu)化方面，并沒(méi)有重點(diǎn)考慮，導(dǎo)致無(wú)法實(shí)現(xiàn)總體設(shè)計(jì)優(yōu)化。數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)的應(yīng)用，主要是在產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程中，注重CAD、CAE等多類處理技術(shù)的應(yīng)用，使得產(chǎn)品設(shè)計(jì)周期影響因素發(fā)生巨大改變，從而達(dá)到各項(xiàng)要求，例如設(shè)計(jì)質(zhì)量、設(shè)計(jì)成本等。與此同時(shí)，為保障后期維護(hù)工作的便捷，設(shè)計(jì)會(huì)重視總體設(shè)計(jì)的優(yōu)化。就農(nóng)業(yè)機(jī)械而言，具有種類繁多、市場(chǎng)需求量大等特點(diǎn)，在具體設(shè)計(jì)中，主要是在傳統(tǒng)設(shè)計(jì)理念的支撐下，采用一些傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)工藝，造成整體設(shè)計(jì)水平低下，然而數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)具有一定的先進(jìn)性，基于農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)現(xiàn)狀，無(wú)形中為數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)的應(yīng)用提供了巨大的空間。縱觀當(dāng)前數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)的應(yīng)用，尤其是在農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，有效促進(jìn)了農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)效率與質(zhì)量的提升，然而在實(shí)際應(yīng)用中，相關(guān)設(shè)計(jì)人員還需要高度重視一些注意事項(xiàng)，包括農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)特點(diǎn)，同時(shí)對(duì)數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)的特點(diǎn)引起高度重視，確保兩者的兼容性，以此有效提升農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)的總體水平。農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)特點(diǎn)眾多，概括起來(lái)，主要包括以下2個(gè)方面：首先，從結(jié)構(gòu)方面而言，結(jié)構(gòu)類型較多且較為復(fù)雜；其次，從功能角度而言，功能多樣，操作較為方便、簡(jiǎn)單。就前者而言，以播種機(jī)為例，在具體的設(shè)計(jì)過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員通常需要重視的僅有2項(xiàng)，一是農(nóng)作物的品種，二是農(nóng)藝特點(diǎn)。根據(jù)上述2項(xiàng)要求，播種機(jī)便可以大致分為條播種機(jī)、穴播種機(jī)以及精密播種機(jī)等，在此基礎(chǔ)上，結(jié)合工作原理加以區(qū)分，播種機(jī)又可以分為2大類，分別是機(jī)械式與氣力式?；诖?，農(nóng)業(yè)機(jī)械種類繁雜。就后者而言，為滿足播種的各項(xiàng)需求，即使農(nóng)業(yè)機(jī)械型號(hào)不同，在功能方面也沒(méi)有本質(zhì)差異。

3農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)中數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)應(yīng)用前景

數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)在農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。伴隨著各項(xiàng)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，有必要對(duì)數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)的應(yīng)用前景進(jìn)行更深層次的剖析。對(duì)其應(yīng)用前景進(jìn)行論述，具體內(nèi)容如下：（1）農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)中引入虛擬技術(shù)。虛擬技術(shù)在農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，最大優(yōu)勢(shì)在于有效解決復(fù)雜結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問(wèn)題，具體操作：借助聲音定位技術(shù)以及三維成像技術(shù)實(shí)現(xiàn)仿真處理，在計(jì)算機(jī)上完成結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，以此簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)，有效降低設(shè)計(jì)難度。另外，虛擬技術(shù)的應(yīng)用，可以真實(shí)再現(xiàn)機(jī)械運(yùn)動(dòng)過(guò)程，并且可以在虛擬的情況下，借助計(jì)算機(jī)進(jìn)行機(jī)械運(yùn)動(dòng)的力學(xué)分析，以此有效提升農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)的可行性與質(zhì)量。（2）實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)以及制造的協(xié)同性，主要是注重兩者的協(xié)調(diào)，才能保障農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)質(zhì)量。然而傳統(tǒng)設(shè)計(jì)在設(shè)計(jì)與制造2個(gè)方面，存在嚴(yán)重的脫節(jié)問(wèn)題。因此，在今后的設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)人員需要高度重視農(nóng)業(yè)機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制造的協(xié)同化，并且落實(shí)到具體的設(shè)計(jì)工作中，以此實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)優(yōu)化、降低成本以及周期縮減等目的。關(guān)鍵工作是落實(shí)數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)的集成式應(yīng)用，恰當(dāng)運(yùn)用這一技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)設(shè)計(jì)效果的最優(yōu)化。（3）重視技術(shù)的創(chuàng)新。21世紀(jì)是知識(shí)時(shí)代，也是一個(gè)創(chuàng)新時(shí)代。一項(xiàng)技術(shù)是否能可持續(xù)發(fā)展，關(guān)鍵在于技術(shù)是否能夠與時(shí)俱進(jìn)、不斷創(chuàng)新。數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)也需要不斷創(chuàng)新，才能滿足農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)的各項(xiàng)實(shí)時(shí)要求。隨著時(shí)間推移，農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)將會(huì)不斷衍生出新問(wèn)題，數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)的應(yīng)用將會(huì)面臨諸多挑戰(zhàn)。基于這一認(rèn)識(shí)，為滿足農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)的可行性與前沿性，實(shí)現(xiàn)數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)的創(chuàng)新顯然具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。與此同時(shí)，農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)必然朝著高標(biāo)準(zhǔn)方向發(fā)展，這無(wú)形中對(duì)數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)提出了更高的要求。數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)的創(chuàng)新，注重理念與技術(shù)的同時(shí)創(chuàng)新，以新理念推動(dòng)技術(shù)的深入研究與實(shí)踐，以此推動(dòng)技術(shù)的發(fā)展，切實(shí)使設(shè)計(jì)水平得到有效提升。

數(shù)字農(nóng)業(yè)的概念范文第4篇

這次參加科學(xué)普洱專家論壇，是我第一次踏上云南普洱這神奇、迷人、一見(jiàn)就忘不掉的紅土地。面對(duì)層巒疊嶂、一望無(wú)際的綠色，所有曾經(jīng)的期待、想象都被這一抹清涼所覆蓋，我只能被震撼著、感動(dòng)著、憧憬著、征服著、榮幸著……

歷史賦予普洱茶以厚重，而我得以加入“數(shù)字化茶山工程”將帶給普洱茶新的使命――切實(shí)推動(dòng)數(shù)字化精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的發(fā)展。

如果我們把數(shù)字化茶山工程比作一個(gè)人，那么他必將是一個(gè)智者，是俠士，更是中堅(jiān)力量。智者?!

說(shuō)他是智者，是因?yàn)樗熨x異稟，能目窮千里、逍遙神游、能事無(wú)巨細(xì)、過(guò)目不忘，更能統(tǒng)攬全局、運(yùn)籌帷幄。分布在千年古茶山上的新一代無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)，就是他窮千里而逍遙游之的根本。這些傳感器有的能攝像、有的能測(cè)海拔、有的能測(cè)溫濕度，有的能測(cè)土壤成分；他們彼此分工，卻又緊密協(xié)作，在現(xiàn)代化網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的支持下，這些傳感器獲取的信息時(shí)刻不停的匯成數(shù)據(jù)的洪流，延綿流淌在茶山上，流向數(shù)字化茶山的大腦――存儲(chǔ)分析中心。現(xiàn)代化的機(jī)房中，海量存儲(chǔ)器實(shí)時(shí)記錄著茶山上的視頻圖像、氣象資料、土壤變化。面對(duì)一排排的存儲(chǔ)服務(wù)器，你仿佛能聽(tīng)到歷史流淌進(jìn)現(xiàn)代的嘀嗒聲。不僅如此，通過(guò)計(jì)算機(jī)信息挖掘技術(shù)，我們可以從幾年、十幾年、甚至幾十年的數(shù)據(jù)中分析出茶山上每寸土地更適合種植什么種類、什么等級(jí)的茶葉。俗語(yǔ)說(shuō)“高山云霧出好茶”，什么樣的高山、什么樣的云霧、什么樣的好茶、好到什么程度，你都可以盡皆知曉，千年俗語(yǔ)，卻在現(xiàn)代的今天第一次明了地貼近了你。

俠士?!

說(shuō)他是俠士，因?yàn)閼阉麧?jì)世而憂之心，握資源而不獨(dú)享，網(wǎng)羅天下英才而為民所用。我雖是不懂茶道之人，但我也能感受到：當(dāng)你左持砂杯，靜品絕世香茗，右握鼠標(biāo)，網(wǎng)目千里茶園云霧縹緲美景，是何等悠然和超脫。也許你不僅是愛(ài)茶之人，更是做茶之人，那么你可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)翻舀所中崽茶園的數(shù)據(jù)記錄，做到每一片葉子從發(fā)芽到生長(zhǎng)到采摘的每一個(gè)環(huán)節(jié)你都可了然于胸。數(shù)字化茶山工程，不僅能通過(guò)網(wǎng)絡(luò)和3G手機(jī)終端將千里之外的茶山拉到你咫尺眼前，更能為“科學(xué)普洱”的研究計(jì)劃提供支撐平臺(tái)。在這個(gè)研究計(jì)劃中，身處云南、北京、東北、乃至海外的眾多生化專家，正通過(guò)這個(gè)平臺(tái)共享著采樣數(shù)據(jù)、實(shí)驗(yàn)方案、試制設(shè)備和科研成果；正通過(guò)這個(gè)平臺(tái)密切協(xié)作，研究著普洱茶的功效和機(jī)理；正通過(guò)這個(gè)平臺(tái)踐行著新一輩科研工作者的責(zé)任和使命。不難設(shè)想，在不久的將來(lái)，當(dāng)一個(gè)普通消費(fèi)者買到一餅普洱茶。打開(kāi)包裝，會(huì)看見(jiàn)一個(gè)條碼標(biāo)簽，將祭碼輸入瀏覽器，就可以點(diǎn)擊查看到這餅茶葉產(chǎn)門(mén)茶山的哪片土地；餅中每一枚茶葉生長(zhǎng)全過(guò)程的視頻記錄和氣象記靈，采購(gòu)、粗制、發(fā)酵、翻堆、千蝶、分篩、揀剔、拼配，和壓制、包裝與貯運(yùn)等所有環(huán)節(jié)的監(jiān)控記求，你甚至可以知道每個(gè)茶工的工號(hào)、運(yùn)輸?shù)能囂?hào)。你看到的不僅是全部的細(xì)節(jié)，更是茶人傾注其中的汗水和熱忱。更為重要的是，數(shù)字化茶山還是預(yù)警平臺(tái)和專家系統(tǒng)，當(dāng)監(jiān)控端發(fā)現(xiàn)氣象異?；虿∠x(chóng)害，會(huì)采用手機(jī)短信的形式通知茶農(nóng)；隨著更多專家的加入，科研成果也將植入這個(gè)平臺(tái)，茶農(nóng)遇到問(wèn)題可以通過(guò)手機(jī)查詢解決方案。

記得我在論壇上把普洱數(shù)字茶山歸納為“六化”：數(shù)據(jù)采集綜合化；信息存儲(chǔ)長(zhǎng)期化；網(wǎng)絡(luò)傳輸點(diǎn)播化；多點(diǎn)監(jiān)控實(shí)時(shí)化；科學(xué)研究協(xié)同化；成果受眾普適化。與前端技術(shù)特點(diǎn)相比，我個(gè)人更看重最后這一點(diǎn)“成果受眾普適化”。數(shù)字茶山是一個(gè)科技成果，更是一個(gè)網(wǎng)聚優(yōu)勢(shì)力量的平臺(tái)，這個(gè)平臺(tái)的受眾不可謂不廣：政府、企業(yè)、茶農(nóng)、專家……。政府，是數(shù)字茶山工程的規(guī)劃者和踐行哲，但更是受益者，有了數(shù)字化茶…，政府可以即時(shí)掌握第一手資料，作出精準(zhǔn)的決策；企業(yè)在數(shù)字化茶山的支撐下，可在原葉采購(gòu)階段就進(jìn)行優(yōu)中選優(yōu)，可將生產(chǎn)環(huán)節(jié)接入數(shù)字化茶山，既促進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)，又提升了品質(zhì)公信力，擴(kuò)大了品牌影響；茶農(nóng)在數(shù)字化茶山專家知識(shí)庫(kù)的輔導(dǎo)下，可從容面對(duì)各種問(wèn)題，高產(chǎn)不說(shuō)，更可以瀟灑的從手機(jī)中監(jiān)控茶山，一改而朝黃土背朝天的形象，完成山“茶農(nóng)”向“茶工”的轉(zhuǎn)變；專家，更離不開(kāi)數(shù)字化茶…這樣一個(gè)優(yōu)勢(shì)共享的平臺(tái)。在網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室上。交流討論大大開(kāi)闊了思路，加快了研究進(jìn)度，這也是科研工作者耕耘的茶山

中堅(jiān)?!

說(shuō)他是中堅(jiān)力量，是因?yàn)樗缲?fù)著數(shù)字化精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)示范和推廣的重要使命。2007年中央1號(hào)文件把發(fā)展現(xiàn)代農(nóng)業(yè)作為社會(huì)主義新農(nóng)村建設(shè)的首要任務(wù)擺在了全黨和全國(guó)人民面前，并且提出要用現(xiàn)展理念引領(lǐng)農(nóng)業(yè)。這就要求跳出傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)發(fā)展的思維定勢(shì)，以與時(shí)俱進(jìn)的精神積極探索現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的新思路。傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的技術(shù)模式只是在區(qū)域尺度上進(jìn)行品種選擇和土肥監(jiān)測(cè)，通過(guò)地區(qū)試驗(yàn)積累適于當(dāng)?shù)氐脑耘喙芾泶胧┫蜣r(nóng)戶推薦使用，從而形成了“傳統(tǒng)精耕細(xì)作”的生產(chǎn)管理經(jīng)驗(yàn)，但因缺乏現(xiàn)代科學(xué)方法的定量研究和現(xiàn)代工程手段的支持而形不成大規(guī)模的生產(chǎn)力。而20世紀(jì)80年代未由美國(guó)農(nóng)學(xué)家提出的精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)，將高新技術(shù)與地理學(xué)、農(nóng)學(xué)、生態(tài)學(xué)。植物生理學(xué)和土壤學(xué)等基礎(chǔ)學(xué)科有機(jī)結(jié)合，融現(xiàn)代信息技術(shù)、現(xiàn)代生物技術(shù)和現(xiàn)代工程技術(shù)等一系列高新技術(shù)為一體，形成現(xiàn)代農(nóng)田“精耕細(xì)作”技術(shù)。通過(guò)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)農(nóng)作物、土地、土壤從宏觀到微觀的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，通過(guò)對(duì)農(nóng)作物生長(zhǎng)、發(fā)育、病蟲(chóng)害、水肥狀況以及相應(yīng)的環(huán)境狀況進(jìn)行定期信息獲取和動(dòng)態(tài)分析及滲斷，實(shí)時(shí)決策，進(jìn)行田間作業(yè)的精細(xì)管理。據(jù)測(cè)算，采用精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)，可以節(jié)約30％以上的肥料和農(nóng)藥，可使作物生產(chǎn)成本降低20％以上，在科學(xué)利用投入的情況下增加產(chǎn)量，節(jié)約資源，降低成本，減少污染，保護(hù)環(huán)境。精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)是當(dāng)今世界農(nóng)業(yè)發(fā)展的新潮流，它使農(nóng)業(yè)生產(chǎn)由粗放型向集約型經(jīng)營(yíng)，其重要特征是使各種原料的用量達(dá)到非常精確，像工業(yè)流程一樣連續(xù)進(jìn)行，從而實(shí)現(xiàn)科學(xué)化經(jīng)營(yíng)。發(fā)展“精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)”的關(guān)鍵是加強(qiáng)地理信息系統(tǒng)、遙感遙測(cè)、全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)等技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用。

應(yīng)時(shí)而生的普洱數(shù)字茶山，不僅應(yīng)用了上述技術(shù)，更開(kāi)創(chuàng)性的融合了新一代無(wú)線傳感器技術(shù)、下一代互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和計(jì)算機(jī)高性能并行計(jì)算和數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)。

數(shù)字農(nóng)業(yè)的概念范文第5篇

關(guān)鍵詞：數(shù)字圖書(shū)館；用戶畫(huà)像；數(shù)據(jù)建模

Edwards等[1]通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，1945年以后，科研產(chǎn)出量每九年可翻一番，此外計(jì)算機(jī)、通信、網(wǎng)絡(luò)及存儲(chǔ)技術(shù)的高速發(fā)展，催生了科研產(chǎn)出數(shù)字出版的新業(yè)態(tài)。數(shù)字圖書(shū)館容納的電子資源數(shù)量、類型和知識(shí)內(nèi)容空前增長(zhǎng)。海量資源衍生出知識(shí)冗余及知識(shí)迷航問(wèn)題，知識(shí)消費(fèi)者的獲得感低。新形勢(shì)下，通過(guò)對(duì)科研用戶精細(xì)刻畫(huà)，實(shí)現(xiàn)用戶需求與館藏資源的精準(zhǔn)匹配，優(yōu)化數(shù)字圖書(shū)館知識(shí)服務(wù)形式成為突出問(wèn)題。用戶畫(huà)像作為數(shù)字化、虛擬化描述真實(shí)用戶的技術(shù)手段，可整合用戶資源，從動(dòng)態(tài)增長(zhǎng)的用戶行為日志中挖掘用戶的場(chǎng)景域、資源域及服務(wù)域需求。將其應(yīng)用于數(shù)字圖書(shū)館領(lǐng)域用戶建模，一方面可充分釋放館藏資源價(jià)值，促進(jìn)圖書(shū)館各項(xiàng)服務(wù)增值；另一方面，可準(zhǔn)確把握用戶脈搏，提升圖書(shū)館智能化、個(gè)性化服務(wù)水平。同時(shí)，近年來(lái)用戶畫(huà)像在電商、智慧出行等智能信息服務(wù)領(lǐng)域的成功應(yīng)用，也為數(shù)字圖書(shū)館領(lǐng)域提供了相對(duì)成熟的技術(shù)應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)及成功案例[2]。

1圖書(shū)館用戶畫(huà)像概述

1.1概念界定

圖書(shū)館及信息學(xué)界對(duì)用戶畫(huà)像的概念界定目前尚不統(tǒng)一。用戶畫(huà)像這一概念最早源于交互設(shè)計(jì)/產(chǎn)品設(shè)計(jì)領(lǐng)域，交互設(shè)計(jì)之父Cooper[3]于2004年提出了用戶畫(huà)像概念，并指出用戶畫(huà)像是真實(shí)用戶的虛擬代表，是建立在真實(shí)數(shù)據(jù)之上的目標(biāo)用戶模型。陳慧香等[4]認(rèn)為用戶畫(huà)像是建立在一系列真實(shí)數(shù)據(jù)之前的描述用戶需求和偏好的目標(biāo)用戶模型，該模型可全方位、立體化地反映用戶特征。胡媛等[5]認(rèn)為數(shù)字圖書(shū)館將知識(shí)社區(qū)用戶信息抽象化并運(yùn)用聚類、關(guān)聯(lián)規(guī)則及分類等數(shù)據(jù)挖掘方法匯制所得的用戶可視化畫(huà)像即為用戶畫(huà)像。陳冬玲等[6]將用戶畫(huà)像稱為“userprofile”，認(rèn)為其是用戶興趣的描述文件，是用戶個(gè)性化需求的體現(xiàn)，是個(gè)性化搜索的基礎(chǔ)設(shè)施?？傊?，由于總體設(shè)計(jì)思路及實(shí)現(xiàn)技術(shù)的不同，不同學(xué)者對(duì)用戶畫(huà)像的理解各有側(cè)重。

筆者引入互聯(lián)網(wǎng)用戶行為分析領(lǐng)域用戶畫(huà)像概念，擬通過(guò)用戶行為信息標(biāo)簽化以實(shí)現(xiàn)數(shù)字圖書(shū)館用戶畫(huà)像的構(gòu)建。筆者認(rèn)為數(shù)字圖書(shū)館用戶畫(huà)像主要指面向真實(shí)讀者用戶，以用戶的靜態(tài)屬性（人口統(tǒng)計(jì)特征、科研屬性特征、空間和地理特征等）和動(dòng)態(tài)屬性（訪問(wèn)行為、資源檢索及獲取行為、學(xué)術(shù)社交行為、學(xué)術(shù)成果發(fā)表行為等）數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，綜合應(yīng)用文本挖掘、機(jī)器學(xué)習(xí)等方法提煉出的具有顯著特征的用戶標(biāo)簽集合，該標(biāo)簽集合應(yīng)該是關(guān)聯(lián)、無(wú)歧義并且富含語(yǔ)義的。

1.2國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀

以“圖書(shū)館用戶畫(huà)像”作為檢索詞搜索谷歌學(xué)術(shù)相關(guān)主題中文文獻(xiàn)，得到800余條檢索結(jié)果，發(fā)文時(shí)間在2010年之后。以“l(fā)ibraryuserprofile”作為檢索詞搜索谷歌學(xué)術(shù)外文文獻(xiàn)，檢索結(jié)果數(shù)達(dá)百萬(wàn)余條，最早文獻(xiàn)發(fā)表時(shí)間可追溯至20世紀(jì)50年代。由此可見(jiàn)，國(guó)外相關(guān)研究起步較早，在理論及實(shí)踐探索層面已相對(duì)成熟和完善，國(guó)內(nèi)用戶畫(huà)像的研究在互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的帶動(dòng)下開(kāi)始成為熱點(diǎn)，目前國(guó)內(nèi)發(fā)文主要處于理論研究和前期探索階段，實(shí)踐層面研究成果相對(duì)較少。按照建模的數(shù)據(jù)對(duì)象來(lái)劃分，用戶畫(huà)像包含基于用戶行為及基于科研產(chǎn)出兩類方法。

基于用戶行為的畫(huà)像構(gòu)建方面，Leung等[7]通過(guò)搜集搜索引擎日志中的正向與反向反饋為目標(biāo)用戶畫(huà)像并完成聚類分析。國(guó)家圖書(shū)館在其大數(shù)據(jù)項(xiàng)目中通過(guò)匯總讀者的注冊(cè)、到館、搜索、借閱等系列行為數(shù)據(jù)，搭建HadoopMapReduce大數(shù)據(jù)管理與計(jì)算框架，構(gòu)建了包括三級(jí)標(biāo)簽的讀者畫(huà)像[8]。

基于科研產(chǎn)出的畫(huà)像構(gòu)建方面，美國(guó)加州圣瑪麗學(xué)院圖書(shū)館研究并設(shè)計(jì)了PlumX管理工具，該工具以學(xué)者興趣領(lǐng)域的科研產(chǎn)出為對(duì)象，構(gòu)建可視化學(xué)者畫(huà)像以響應(yīng)本?？蒲泄芾響?zhàn)略[9]。Gu等[10]以學(xué)者的研究成果為分析對(duì)象，設(shè)計(jì)MagicFG算法，以出版成果數(shù)據(jù)為對(duì)象從中抽取學(xué)者基本信息，挖掘?qū)W者研究興趣，并構(gòu)建了Aminer研究者學(xué)術(shù)搜索網(wǎng)站。

綜上可知，基于用戶行為的建模方法受限于用戶行為數(shù)據(jù)的離散性；基于科研產(chǎn)出的建模方法則更聚焦于學(xué)術(shù)興趣，無(wú)法兼顧行為模式研究。筆者以國(guó)家農(nóng)業(yè)圖書(shū)館各項(xiàng)知識(shí)資源內(nèi)容及應(yīng)用服務(wù)用戶群體為研究對(duì)象，綜合使用基于用戶行為及興趣偏好的方法開(kāi)展學(xué)術(shù)用戶的畫(huà)像建模，以期從行為模式、使用場(chǎng)景及學(xué)術(shù)興趣多維度刻畫(huà)目標(biāo)用戶。

2數(shù)字圖書(shū)館用戶畫(huà)像建模

數(shù)字圖書(shū)館用戶畫(huà)像建模是指面向各類數(shù)字圖書(shū)館服務(wù)場(chǎng)景，抽象用戶描述標(biāo)簽體系，此外綜合使用多種渠道獲取可信用戶數(shù)據(jù)集，選取數(shù)據(jù)挖掘模型及算法實(shí)現(xiàn)標(biāo)簽抽取與映射，支撐對(duì)各類用戶的精準(zhǔn)描述與可視化呈現(xiàn)。整體技術(shù)路線如圖1所示，主要包括模型設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)準(zhǔn)備、數(shù)據(jù)挖掘與標(biāo)簽映射3部分工作，用戶畫(huà)像可為開(kāi)展畫(huà)像可視化、資源評(píng)價(jià)、個(gè)性化推薦及精準(zhǔn)推送等系列個(gè)性化服務(wù)提供支持。

2.1用戶畫(huà)像模型設(shè)計(jì)

信息識(shí)別是用戶畫(huà)像構(gòu)建的重要內(nèi)容，其核心工作就是給用戶貼“標(biāo)簽”，標(biāo)簽通常是高度凝練的用戶特征標(biāo)識(shí)，將所有的標(biāo)簽綜合起來(lái)，就可以勾勒出該用戶的畫(huà)像。

根據(jù)數(shù)字圖書(shū)館業(yè)務(wù)特點(diǎn)，筆者將畫(huà)像標(biāo)簽分為固定屬性、訪問(wèn)環(huán)境、忠誠(chéng)度及研究興趣4類，共計(jì)16個(gè)維度，具體標(biāo)簽體系如表1所示。其中，固定屬性是對(duì)用戶基礎(chǔ)特征的描述，該類標(biāo)簽主要用于識(shí)別用戶身份，標(biāo)簽值可直接從用戶注冊(cè)信息或其成果署名信息中獲取；訪問(wèn)環(huán)境類是對(duì)用戶訪問(wèn)場(chǎng)景的描述，主要記錄時(shí)間、地點(diǎn)、硬件設(shè)備及軟件環(huán)境4個(gè)要素，這類標(biāo)簽一般需要以多值字段形式來(lái)描述；忠誠(chéng)度類描述科研用戶對(duì)數(shù)字圖書(shū)館服務(wù)的黏性及認(rèn)可度，通過(guò)訪問(wèn)頻率、訪問(wèn)深度及距離上次訪問(wèn)時(shí)間3個(gè)標(biāo)簽值來(lái)體現(xiàn)；研究興趣類是數(shù)字圖書(shū)館與其他領(lǐng)域建模不同之處的體現(xiàn)，該類標(biāo)簽描述用戶的學(xué)術(shù)屬性，從關(guān)注學(xué)科主題、資源類型、作者及機(jī)構(gòu)多維度表征用戶對(duì)科技知識(shí)資源的偏好。

2.2用戶數(shù)據(jù)準(zhǔn)備

圍繞用戶畫(huà)像標(biāo)簽體系的設(shè)計(jì)框架，搜集圖書(shū)館自身業(yè)務(wù)系統(tǒng)、三方業(yè)務(wù)系統(tǒng)等多種渠道的可信數(shù)據(jù)，以此數(shù)據(jù)集作為下一步數(shù)據(jù)標(biāo)簽與標(biāo)簽映射的對(duì)象語(yǔ)料。具體來(lái)說(shuō)，用戶數(shù)據(jù)準(zhǔn)備主要包括數(shù)據(jù)獲取及入庫(kù)存儲(chǔ)兩部分工作。

用戶畫(huà)像基礎(chǔ)數(shù)據(jù)集由用戶靜態(tài)基本屬性、動(dòng)態(tài)行為數(shù)據(jù)和科研成果數(shù)據(jù)3部分組成，以上3類數(shù)據(jù)均以結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)為主。其中，用戶靜態(tài)基本屬性主要包括用戶標(biāo)識(shí)、姓名、電子郵箱、性別和工作機(jī)構(gòu)等信息，這些信息相對(duì)較好采集，通常采用系統(tǒng)直接導(dǎo)入的方式。動(dòng)態(tài)行為數(shù)據(jù)主要包括用戶紙質(zhì)與電子資源的查找、檢索及借閱行為，項(xiàng)目立項(xiàng)的查新查引需求、學(xué)術(shù)社交網(wǎng)站的互動(dòng)行為等數(shù)據(jù)，這類數(shù)據(jù)較為分散，主要通過(guò)鎖定信息來(lái)源后應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)爬蟲(chóng)和日志記錄技術(shù)進(jìn)行提取。其中用戶日志記錄的采集主要包括WEB日志、JavaScript標(biāo)記（代碼埋點(diǎn)方式）和包嗅探器3種方式。相比而言，JavaScript標(biāo)記方式收集數(shù)據(jù)靈活，可定制性強(qiáng)；可以記錄緩存、服務(wù)器訪問(wèn)；對(duì)訪問(wèn)者行為追蹤更為準(zhǔn)確[11]。科研成果數(shù)據(jù)主要包括用戶作為科技創(chuàng)新主體的科研項(xiàng)目、論文、專利及獲獎(jiǎng)成果等各類成果描述信息，該類數(shù)據(jù)可從機(jī)構(gòu)知識(shí)庫(kù)及成果數(shù)據(jù)庫(kù)中對(duì)應(yīng)抽取。

對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)類型特點(diǎn)及標(biāo)簽描述需要，預(yù)先為上述3類信息設(shè)計(jì)元數(shù)據(jù)描述與存儲(chǔ)規(guī)范。圖2展示了包括以上3類數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)描述模型[12]，該模型設(shè)計(jì)了通用容器和用戶描述容器兩類數(shù)據(jù)描述集合，通用容器類主要包括管理通用、主題、學(xué)科、責(zé)任機(jī)構(gòu)、責(zé)任者5類公共描述元素，用戶描述容器類主要包括用戶基本屬性、用戶行為、用戶行為情景及用戶成果4類用戶描述元素。后者將在描述目標(biāo)對(duì)象時(shí)直接引用通用容器中各類描述元素。遵循上述各類元數(shù)據(jù)描述規(guī)范，綜合考慮數(shù)據(jù)管理工具的安全性及穩(wěn)定性，選取合適的數(shù)據(jù)庫(kù)管理工具并設(shè)計(jì)定時(shí)冷備份機(jī)制來(lái)完成原始數(shù)據(jù)從關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)到大數(shù)據(jù)存儲(chǔ)工具的備份。

2.3數(shù)據(jù)挖掘與標(biāo)簽映射

數(shù)據(jù)挖掘與標(biāo)簽映射階段主要以用戶描述模型為依據(jù)，設(shè)計(jì)標(biāo)簽挖掘計(jì)算模型及規(guī)則，從各類用戶數(shù)據(jù)集中對(duì)應(yīng)挖掘并抽取用戶標(biāo)簽值，設(shè)計(jì)標(biāo)簽管理流程，實(shí)現(xiàn)標(biāo)簽值提取、規(guī)范化、標(biāo)引及存儲(chǔ)等系列操作，并支持個(gè)性化服務(wù)對(duì)各類畫(huà)像標(biāo)簽的靈活調(diào)用。該管理流程主要包括標(biāo)簽值提取、自動(dòng)映射及標(biāo)準(zhǔn)化存儲(chǔ)3個(gè)關(guān)鍵步驟，見(jiàn)圖3。具體來(lái)說(shuō)，標(biāo)簽抽取是指按照標(biāo)簽值是否直接可見(jiàn)將用戶描述標(biāo)簽分為兩類，遵循對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)模型并基于ETL工具實(shí)現(xiàn)標(biāo)簽值抽取。自動(dòng)映射是指完成標(biāo)簽值的去重、合并、消歧歸一等系列規(guī)范化處理并生成最終標(biāo)簽值，以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化批量標(biāo)引的過(guò)程。需要去重及合并處理的主要為訪問(wèn)瀏覽器、設(shè)備、訪問(wèn)時(shí)段、訪問(wèn)地點(diǎn)等多值類標(biāo)簽；需要消歧歸一的主要為研究領(lǐng)域、興趣作者及興趣機(jī)構(gòu)等可能存在同義詞、中外文對(duì)照詞及別名等多值類標(biāo)簽。標(biāo)準(zhǔn)化存儲(chǔ)規(guī)范是為了兼顧單值標(biāo)簽與多值標(biāo)簽的存儲(chǔ)要求同時(shí)滿足前端多項(xiàng)個(gè)性化服務(wù)模式對(duì)畫(huà)像數(shù)據(jù)的靈活調(diào)用，設(shè)計(jì)了索引的存儲(chǔ)規(guī)范，并選擇以Solr、ES為代表的索引管理工具實(shí)現(xiàn)用戶畫(huà)像標(biāo)簽庫(kù)的索引構(gòu)建及調(diào)用響應(yīng)。

4類標(biāo)簽中，固定屬性類、訪問(wèn)環(huán)境類及忠誠(chéng)度類標(biāo)簽大都屬于顯性標(biāo)簽，隱性標(biāo)簽則主要包括跨渠道用戶標(biāo)識(shí)、研究興趣及興趣實(shí)體的標(biāo)簽值確定，下面詳細(xì)介紹以上3項(xiàng)隱性標(biāo)簽挖掘的實(shí)現(xiàn)思路。

（1）跨渠道用戶標(biāo)識(shí)打通。數(shù)字圖書(shū)館用戶在科技創(chuàng)新的全生命周期中會(huì)用到包括聯(lián)合檢索、參考咨詢、館際互借、查新查引及成果認(rèn)證等多個(gè)圖書(shū)館服務(wù)平臺(tái)，此外，這些用戶也會(huì)使用包括ResearchGate、LinkedIn等在內(nèi)的第三方學(xué)術(shù)社交平臺(tái)來(lái)跟蹤國(guó)內(nèi)外同行的最新研究和成果，因此用戶畫(huà)像的數(shù)據(jù)來(lái)源包括來(lái)自數(shù)字圖書(shū)館本地及第三方的多個(gè)平臺(tái)，為實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)用戶的數(shù)據(jù)化建模，需要集合多渠道用戶行為數(shù)據(jù)，完成標(biāo)識(shí)間的打通串聯(lián)，實(shí)現(xiàn)單用戶跨系統(tǒng)用戶行為的關(guān)聯(lián)。目前跨渠道用戶標(biāo)識(shí)打通主要基于id-mapping算法，以包括MAC（MediaAccessControl）、AndroidID、IDFA、手機(jī)號(hào)碼及電子郵箱等終端訪問(wèn)及信息標(biāo)識(shí)為關(guān)聯(lián)依據(jù)，為不同訪問(wèn)途徑下記錄下了不同ID?；贗D間的共現(xiàn)關(guān)系，該算法將不同ID進(jìn)行路徑鏈接，這些相連路徑則可被認(rèn)定為同一位用戶。

（2）研究領(lǐng)域識(shí)別。研究領(lǐng)域識(shí)別是指綜合行為模式及科研成果，識(shí)別圖書(shū)館用戶所關(guān)注的研究主題。因此，該過(guò)程可轉(zhuǎn)化為對(duì)用戶歷史互動(dòng)數(shù)據(jù)的文本集合進(jìn)行主題挖掘，其中歷史互動(dòng)數(shù)據(jù)包括檢索詞、借閱書(shū)目及文獻(xiàn)等。目前文本主題挖掘的實(shí)現(xiàn)方法按照是否需要先驗(yàn)知識(shí)可以分為文獻(xiàn)計(jì)量及概率主題模型兩類方法，前者以基于關(guān)鍵詞的詞頻分析方法和共詞分析方法為代表，后者以LDA、DMM、BTM、CTM等潛在主題信息挖掘方法為代表，此外隨著詞向量模型的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，結(jié)合深度學(xué)習(xí)思想的概率主題模型也在近幾年嶄露頭角[13]。

（3）興趣實(shí)體識(shí)別。同領(lǐng)域?qū)＜覍W(xué)者和專業(yè)機(jī)構(gòu)也是用戶在使用數(shù)字圖書(shū)館各項(xiàng)信息與知識(shí)服務(wù)過(guò)程中重點(diǎn)關(guān)注的命名實(shí)體類型。對(duì)于數(shù)字圖書(shū)館各項(xiàng)服務(wù)來(lái)說(shuō)，用戶具有多角色屬性，一方面是各類科技信息資源的消費(fèi)者，另一方面作為專家學(xué)者也是各類科技信息資源的供應(yīng)者。故此，可以從用戶資源使用行為及成果發(fā)表行為兩類數(shù)據(jù)中識(shí)別用戶興趣專家及機(jī)構(gòu)標(biāo)識(shí)。用戶資源使用行為中，根據(jù)用戶資源檢索、查閱各類資源的描述文本，抽取責(zé)任作者、責(zé)任機(jī)構(gòu)等信息，根據(jù)不同操作行為的質(zhì)量權(quán)重，進(jìn)行加權(quán)求和。根據(jù)求和結(jié)果降序排列，抽取規(guī)定閾值數(shù)目的作者及機(jī)構(gòu)名單作為目標(biāo)用戶興趣專家及機(jī)構(gòu)標(biāo)簽值。用戶成果發(fā)表行為中，抽取目標(biāo)用戶的合作發(fā)文作者及機(jī)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)，將閾值范圍內(nèi)的合作專家及機(jī)構(gòu)補(bǔ)充作為該用戶的興趣作者和興趣機(jī)構(gòu)標(biāo)簽值。

3國(guó)家農(nóng)業(yè)圖書(shū)館用戶畫(huà)像實(shí)踐探索

國(guó)家農(nóng)業(yè)圖書(shū)館研建了農(nóng)業(yè)科技信息資源共建共享平臺(tái)，該平臺(tái)以整合知識(shí)檢索及獲取為核心，為農(nóng)業(yè)及相關(guān)學(xué)科的科研主體提供知識(shí)資源發(fā)現(xiàn)及多渠道全文供給。筆者以該系統(tǒng)及其用戶群體為對(duì)象，遵循第2章所述用戶畫(huà)像模型，完成用戶行為數(shù)據(jù)準(zhǔn)備工作，研發(fā)用戶畫(huà)像管理工具，該工具支持對(duì)用戶畫(huà)像的可視化展示及標(biāo)簽化維護(hù)。

3.1用戶數(shù)據(jù)準(zhǔn)備

通過(guò)對(duì)系統(tǒng)用戶使用邏輯的分析梳理，筆者確定了該系統(tǒng)用戶畫(huà)像所需的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)體系，主要包括用戶基本屬性、科研屬性、訪問(wèn)行為、知識(shí)資源檢索行為、知識(shí)資源獲取行為及知識(shí)資源瀏覽行為6類信息，具體記錄字段如圖4所示。其中，右側(cè)2類屬于靜態(tài)信息，可直接從用戶注冊(cè)信息表中獲得；左側(cè)4類屬于動(dòng)態(tài)信息，使用JavaScript標(biāo)記方式實(shí)現(xiàn)對(duì)4類動(dòng)態(tài)信息的記錄及實(shí)時(shí)入庫(kù)。

適應(yīng)上述各類數(shù)據(jù)的來(lái)源及數(shù)據(jù)規(guī)范，設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸、解析及入庫(kù)規(guī)則，以結(jié)構(gòu)化形式存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)表中，構(gòu)建完成的用戶行為數(shù)據(jù)集主要包括用戶屬性表、訪問(wèn)場(chǎng)景表、關(guān)鍵行為表，其中關(guān)鍵行為表又包含資源檢索、資源瀏覽及資源獲取3類子表。以資源檢索為例，圖5展示了資源檢索行為中檢索時(shí)間、檢索詞及資源類型等關(guān)鍵字段的記錄代碼及已記錄數(shù)據(jù)示例。

3.2畫(huà)像管理實(shí)踐

以農(nóng)業(yè)科技信息資源共建共享平臺(tái)用戶行為數(shù)據(jù)集為基礎(chǔ)語(yǔ)料，對(duì)應(yīng)固定屬性、訪問(wèn)環(huán)境、忠誠(chéng)度和研究興趣4類標(biāo)簽體系，完成對(duì)應(yīng)屬性值抽取及標(biāo)注。為實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)字圖書(shū)館用戶畫(huà)像的可視化及標(biāo)簽體系管理，筆者構(gòu)建了用戶畫(huà)像管理工具，該工具為數(shù)字圖書(shū)館的用戶運(yùn)營(yíng)管理提供綜合看板、標(biāo)簽管理及用戶畫(huà)像呈現(xiàn)等系列功能。

綜合看板以雷達(dá)圖標(biāo)形式集中展示所有用戶的農(nóng)業(yè)知識(shí)服務(wù)訪問(wèn)情況，并支持從PV、UV、搜索量、停留時(shí)間、下載量、注冊(cè)時(shí)間等多個(gè)維度自定義排序篩選用戶訪問(wèn)情況，頁(yè)面示例如圖6。

標(biāo)簽管理是通過(guò)標(biāo)簽組定義、標(biāo)簽增刪改等功能提供對(duì)用戶畫(huà)像標(biāo)簽體系的維護(hù)及集中式管理。使用該管理功能，按照標(biāo)簽組添加、標(biāo)簽名添加、標(biāo)簽值管理的流程，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)科技信息資源共建共享平臺(tái)用戶的畫(huà)像標(biāo)簽體系自定義維護(hù)與管理。

用戶畫(huà)像呈現(xiàn)是基于數(shù)據(jù)建模及可視化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)包括用戶基本情況、綜合訪問(wèn)表現(xiàn)、用戶標(biāo)簽及歷史搜索關(guān)鍵詞的整合顯示，以真實(shí)用戶為例，使用畫(huà)像管理工具對(duì)其畫(huà)像數(shù)據(jù)進(jìn)行可視化展示，頁(yè)面效果見(jiàn)圖7。

4結(jié)語(yǔ)