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關鍵詞:農業(yè)機械設計;數(shù)字化設計技術;現(xiàn)代化
農業(yè)機械產品具有種類多、結構復雜、易操作等特點,我國是農業(yè)大國,農業(yè)機械具有非常廣闊的市場潛力。然而,受到傳統(tǒng)設計理念與設計工藝的影響,我國機械產品的整體設計水平偏低,數(shù)字化設計技術的應用,顛覆了農業(yè)機械的傳統(tǒng)設計模式,極大地提升了農業(yè)機械設計的效率與質量,尤其是CAD、CAE等技術,更是改變了產品的生命周期,實現(xiàn)了對農業(yè)機械設備整體設計的優(yōu)化。
1數(shù)字化設計技術的內涵與優(yōu)勢
1.1數(shù)字化設計技術的內涵
數(shù)字化設計技術指的是一種將聲音、圖文轉化為數(shù)據(jù),之后再轉化成二進制代碼,經(jīng)過計算機進行信息傳遞與處理的技術。在信息化時代,數(shù)字化設計技術逐漸演變成為依靠計算機進行輔助的新型設計技術,故計算機是數(shù)字化設計的基礎,也是核心。從另一個角度來說,數(shù)字化設計技術,即以計算機為核心構建數(shù)字化模型,再通過數(shù)字化平臺展開產品研發(fā)的一種技術,數(shù)字化技術最明顯的特點即不需要實物模型。
1.2數(shù)字化設計技術的優(yōu)勢
(1)數(shù)字化設計技術視為一種產品定義模型,其可以在各行業(yè)領域發(fā)揮作用,且具有較大的發(fā)展空間;(2)數(shù)字化設計技術可進行仿真模擬處理,不需要實物模型,因而可有效降低設計成本;(3)相比傳統(tǒng)產品設計形式,數(shù)字化設計技術依托數(shù)字化平臺,以計算機為基礎,產品設計更具靈活性,不受時間、地點的限制;(4)在數(shù)字化設計中,可以采取分工合作模式進行多元設計,將不同板塊的設計交由不同小組同步進行設計,整體設計更加系統(tǒng)化,提高了設計效率。
2農業(yè)機械設計的特征與現(xiàn)狀
農業(yè)機械設計的特征主要體現(xiàn)在:第一,我國農作物類型比較豐富,所以農業(yè)機械種類繁多,例如播種機就包括條播機、精密播種機、穴播機等多個類型;第二,雖然農業(yè)機械種類豐富多樣,但大多數(shù)功能比較簡單,上手難度低,操作也比較便利。目前我國的農業(yè)機械設備大部分是由傳動系統(tǒng)、機件、鎮(zhèn)壓器、軸輪等構件組成。這些均為數(shù)字化設計技術在農業(yè)機械設計中的應用,提供了良好基礎與廣闊前景。目前,數(shù)字化設計已經(jīng)在國內外農業(yè)機械設計中得到了廣泛應用,主要應用技術包括CAD、CAE等技術。數(shù)字化技術的應用,不僅提高了設計效率,降低了設計成本,而且也極大地縮短了農業(yè)機械的設計周期,更便于達到設計要求。而且,為了給農業(yè)機械后續(xù)維修工作提供便利,在初期設計時,更注重農業(yè)機械的整體化設計。隨著農業(yè)機械化水平的不斷提升,農業(yè)機械的市場需求增加,產品定制需求增多,而且對產品的品質要求也更加嚴格。在這一新的商業(yè)環(huán)境下,農業(yè)機械設計更應注重數(shù)字化設計技術的應用,必要時進行跨部門合作,更好地展開農業(yè)機械產品的設計與制造,為農業(yè)生產的規(guī)模化、自動化發(fā)展,提供保障,為農業(yè)經(jīng)濟發(fā)展水平的進一步提升,提供內動力。
3數(shù)字化設計技術的應用熱點
3.1計算機輔助技術
計算機輔助技術簡稱CAD,以現(xiàn)代設計理念為基礎,不僅具有開放性較強的產品設計模式,而且開發(fā)程序也具有較強規(guī)范性。從數(shù)字技術層面來看,CAD技術在概念、任務、技術等層面均有所優(yōu)化,可以設計更多優(yōu)秀產品。以CAD技術為核心設計的產品,大部分是以概念設計產品與構型設計產品。其中,概念設計即制定產品設計方案的具體內容,而構型設計即明確具體細節(jié)。
3.2虛擬原型技術
虛擬原型技術簡稱VR是最近5年內數(shù)字化設計技術的翹楚,得到了設計領域的重點關注。VR技術是在CAD、CAM、CAE技術的基礎上發(fā)展而來的,其可以在特有技術基礎上,對多方面技術進行全面整合。VR技術可以實現(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其進行優(yōu)化。在該技術中,產品設計的整個過程被視為多個不同極端,且逐漸向全生命周期進行轉變,以此推動產品設計與生產兩個階段的融合,在很大程度上推動了各行業(yè)的發(fā)展。
3.3知識工程技術
知識工程技術簡稱KBE,是現(xiàn)階段應用率最高,且特色最明顯的一種數(shù)字化設計技術。KBE技術主要應用在提前預測未來市場技術發(fā)展趨勢,因而該技術的應用比較依賴新知識內容。同時,KBE技術在信息傳遞、知識展示等方面,也具有較好的應用效果。而且,還能夠單獨構建顯性、隱性知識統(tǒng)一建模,有利于技術創(chuàng)新的橫縱向發(fā)展。
4數(shù)字化技術在農業(yè)機械產品中的具體應用
4.1VR技術的應用
VR技術在農業(yè)機械產品設計中的應用,將影音資料、3D影像、多媒體等進行整合,使設計人員可以更好地利用個人想法,創(chuàng)設相應的設計情境,所以應用VR技術,設計人員可以享受身臨其境般的設計體驗。目前,VR技術主要應用在大型設備的設計中,對設備的特殊性能進行模擬,之后逐步實現(xiàn)設備與功能之間的優(yōu)化。與此同時,通過其創(chuàng)設的信息反饋平臺,能夠加速產品的投放,提升產品應用效果,讓用戶直接了解產品的優(yōu)勢,進而更好地掌握設備應用要點。在國外,應用VR展開農業(yè)機械設計的技術有很多種,最具代表性的即可視化技術,該技術以CAD技術為基礎,構建功能性模型,再通過模型輸入的方式,將其傳遞到VR環(huán)境中,最終實現(xiàn)設備強化。例如,用戶可以通過VR頭盔顯示器,直接對農業(yè)機械設備進行操控體驗。同時,VR技術在農業(yè)設備拆裝中也有廣泛應用,如小麥聯(lián)合收獲機的各方面功能,均可以通過VR技術展現(xiàn)出來,包括原理展示、內部結構等,讓使用者可以進行拆裝練習,不斷提升自身對機械設備的操控與應用能力。此外,VR-CAD系統(tǒng)在虛擬環(huán)境設計中也可以發(fā)揮作用,優(yōu)化農業(yè)機械設備的設計模式與功能效果。
4.2農業(yè)機械設備產品的創(chuàng)新
數(shù)字化設計技術在農業(yè)機械設計中的應用,主要體現(xiàn)在農業(yè)機械設備產品的創(chuàng)新方面,即利用數(shù)字化設計技術對農業(yè)機械產品的使用性能、使用效果等進行創(chuàng)新,增強產品的新穎性,并提供給消費者更多選擇。目前,在農業(yè)機械產品的數(shù)字化設計中,主要從該類型農業(yè)機械設備的常見使用問題或故障入手,從設計層面針對性地采取改進措施,進而降低故障發(fā)生率以及農業(yè)生產成本,提升該類型農業(yè)機械設備的市場競爭力,擴大市場份額。一般情況下,在利用數(shù)字化設計技術對農業(yè)機械產品進行創(chuàng)新時,主要從技術分析、材料優(yōu)選等方面進行。例如,近幾年我國研發(fā)出了一種新型拖拉機,該拖拉機不同于傳統(tǒng)低功率拖拉機,其采用了數(shù)字化同步器與動力換擋配合靜液壓傳動系統(tǒng),具有獨立的控制機構與控制面板,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)化設計
在當下復雜的市場環(huán)境下,農業(yè)機械生產不僅涉及市場競爭,而且為了更好地滿足消費者個性化的定制需求,必要時還需要進行跨企業(yè)合作。所以,農業(yè)機械設計中,數(shù)字化設計的應用與協(xié)同化發(fā)展,已經(jīng)成為農業(yè)機械設計與制造企業(yè)生存的關鍵。因此,數(shù)字化設計技術在農業(yè)機械產品的協(xié)同化設計中具有較好的應用效果。為了從海量的技術信息與零件資源中,找到所需要的信息與數(shù)據(jù),必須利用數(shù)字化技術對搜索技術進行優(yōu)化,進而實現(xiàn)對所需零件參數(shù)與性能的高效率搜索。例如,PTC企業(yè)的Web服務器,其中儲存了海量的技術型方案,我國的農業(yè)機械產品制造企業(yè)應借鑒這一做法,以不斷地提升數(shù)字化設計技術的應用效果。此外,隨著環(huán)保理念不斷深入人心,為了建設環(huán)境友好型社會,農業(yè)行業(yè)也應朝著綠色化方向發(fā)展,而數(shù)字化技術的應用,極大地促進了農業(yè)行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。數(shù)字化技術的應用,顯著提升了農業(yè)機械產品的節(jié)能效果,降低了能源損耗,充分發(fā)揮了環(huán)保能力。
5結語
總而言之,我國農業(yè)機械設計的數(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。在進入數(shù)字化時代后,農業(yè)機械設計更應注重數(shù)字化設計技術的應用,充分利用數(shù)字化設計效率高、成本低、可控性強等優(yōu)勢,持續(xù)提升農業(yè)機械設計的科學性、高效性,并不斷利用數(shù)字化設計技術展開農業(yè)機械產品設計的創(chuàng)新,以不斷促進農業(yè)生產的現(xiàn)代化發(fā)展,實現(xiàn)農業(yè)生產的智能化、規(guī)模化,進而推動農業(yè)經(jīng)濟發(fā)展水平更上一層樓。
參考文獻:
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數(shù)字出版業(yè)務外包各環(huán)節(jié)存在的主要風險點有以下方面:
(一)準備階段
此階段風險點表現(xiàn)在:一是數(shù)字出版項目業(yè)務外包無管理制度,擬訂方案或審批時無依據(jù)可循,本專業(yè)相應配套的技術支撐不夠;二是數(shù)字出版項目業(yè)務外包流程不健全,導致項目啟動時看似很合規(guī),但到具體實施時隨意性較大,易出現(xiàn)技術漏洞;三是數(shù)字出版企業(yè)內部職責不清,由于項目資金很大一部分是國家資金支持,在項目進行階段以及數(shù)字出版項目結束后,還要接受國家的資金項目審計,職責不清直接導致審批流于形式,甚至也會出現(xiàn)越權審批的風險,可能致使數(shù)字出版項目外包出現(xiàn)重大疏漏;四是數(shù)字出版外包合同文本涵蓋不全面,目前的合同都是標準范本,無法涵蓋所有的技術服務,且數(shù)字出版項目需要專業(yè)技術支持,表面上簽訂了標準合同,但數(shù)字出版業(yè)務外包仍然滿足不了既定目標。
(二)開展階段
此階段風險點表現(xiàn)在:一是組織措施不利,承包方未能按期按技術要求完成相應的節(jié)點任務,業(yè)務銜接不及時,導致各業(yè)務節(jié)點出現(xiàn)數(shù)據(jù)傳遞使用不暢;二是外包方不懂出版業(yè)務,直接導致數(shù)字出版業(yè)務不能實現(xiàn)合同目標,企業(yè)將發(fā)生損失的風險。根據(jù)數(shù)字出版的特點,形式上看有圖片資源、文字資源、視頻資源、音頻資源等,內容鏈接有圖片、文本、視頻、音頻等,外包能否達到數(shù)字出版要求,是否能達到大眾認可的數(shù)字產品,存在較大風險;三是出版方與外包方出現(xiàn)新情況、新問題時沒有及時溝通、解決,尤其是“整體外包”的項目管理方式,承包方違背出版規(guī)律,就是承包合同定的再詳細,在項目合作過程中,也難免出現(xiàn)這樣那樣的實際情況,因為誰也無法預料事態(tài)的變化,所以要邊合作、邊調整、邊溝通。
(三)總結驗收階段
此階段風險點表現(xiàn)在:一是出版方與外包方在項目業(yè)務外包結束后,能否及時進行技術驗收、調試與技術工程安裝對接;在總結積累經(jīng)驗、教訓的基礎上,能否為后續(xù)的數(shù)字化出版項目提供借鑒。二是出版社根據(jù)制度建設要求能否進行整體績效評價,由于數(shù)字項目柔性強、人為感覺因素多、效果不易評估等特點,加上績效考評體系不夠完善,結果就是無法及時進行科學評估或者評估流于形式,再加上項目實施周期較長,分支事項較多,項目越做越增加難度,有可能導致總體驗收評價缺乏科學依據(jù),項目最終無法得出客觀的結論。三是甲乙雙方資金結算時,能否嚴格按照財政項目資金的核算要求進行,能否根據(jù)財政項目審計的要求完成項目驗收,都將會導致財務風險的發(fā)生。
二、數(shù)字出版業(yè)務項目外包主要控制點
控制數(shù)字出版業(yè)務外包風險是整個外包活動能否成功的關鍵。針對以上階段業(yè)務外包風險點,出版企業(yè)從制定數(shù)字出版業(yè)務外包方案到選擇承包商、到外包合同的簽訂、執(zhí)行再到合同驗收,整個過程的每一個環(huán)節(jié)都應強化數(shù)字出版外包業(yè)務各個環(huán)節(jié)的內部控制,盡力降低數(shù)字出版項目外包風險。
(一)主導數(shù)字出版核心業(yè)務是關鍵
出版業(yè)是內容產業(yè),內容資源無疑是傳統(tǒng)出版企業(yè)向數(shù)字出版轉型的基礎,數(shù)字出版的個性化強,通用性差,不同專業(yè)有不同的特點和技術要求,而作為項目主導的許多核心業(yè)務,出版社不僅有能力承擔,而且非自己承擔不可。所以,數(shù)字出版“整體外包”的管理模式是不成功的,也不可能成功,如果通過合法的招投標方式,通過一紙合同把項目管理和施工交給一兩家技術合作商,把監(jiān)理的事項也作為外包,表面上看,符合國家規(guī)定,但容易產生數(shù)字化產品同質化現(xiàn)象。因此出版企業(yè)一定要主導數(shù)字出版核心業(yè)務。
(二)小包招標更符合外包的特點
一般數(shù)字出版項目都是由國家項目資金支持,同時還有本單位的配套自有資金,按照規(guī)定,專款專用,資金到賬后,不可以自己承擔施工,必須委托別的商家來做,金額超過一定數(shù)額的數(shù)字出版項目必須要進行網(wǎng)上公開招標,要改變大資金、大項目整包。根據(jù)數(shù)字出版的特點,可以進行“小包招標”的管理模式。
(三)深度參與數(shù)字媒體產品才能出精品
出版的數(shù)字媒體產品要符合自身特點,核心內容由出版社自己人才能干好,其它任何一家技術承包單位,也沒有自家明白,因此在項目外包的過程中,出版社自身要深度參與。例如在農業(yè)數(shù)字出版領域農作物的數(shù)字產品就要根據(jù)農時、節(jié)氣進行技術指導;養(yǎng)殖畜牧類數(shù)字產品要根據(jù)動物生長規(guī)律和養(yǎng)殖過程中新情況、新問題進行個性化指導,才能滿足行業(yè)技術的需要。如果出版社做甩手掌柜,由于承包商不懂出版業(yè)務,最終就成了技術和內容兩張皮,同質化和大路貨產品出現(xiàn)的可能性就大了,表面上看,一切都是按照國家項目規(guī)定要求做的,最終的產品未必是市場需要的好產品。
(四)會計核算管理是做好外包的支撐
出版社在完成與承包商的技術對接的同時,還要加深溝通,實時關注承包商的履約能力。按照國家的準則制度,必須要做好外包會計的核算,一項外包合同完成后,要組織專家和相關人員進行驗收,總結經(jīng)驗教訓。依照內容選編、流程重造、產品研發(fā)、市場挖掘及售后服務等任務環(huán)節(jié)分解工作,確保各個節(jié)點每項任務都能順利實施,會計核算要嚴格依照財政項目資金的核算要求,根據(jù)項目預算進度,合理安排資金收支,做好年度數(shù)字出版項目決算工作,為配合項目資金的評估驗收,從而保證數(shù)字出版項目的轉型。
三、數(shù)字出版業(yè)務項目外包幾點建議
數(shù)字出版業(yè)務項目外包,涉及到從項目立項到檔案管理各個環(huán)節(jié)。傳統(tǒng)大型出版企業(yè),經(jīng)歷了幾十年的積累,出版資源非常豐富。為了完成傳統(tǒng)出版到數(shù)字出版的戰(zhàn)略轉型目標,出版社需要分析其現(xiàn)實狀況,站在大數(shù)據(jù)的維度上,將傳統(tǒng)紙質資源整合到數(shù)字出版資源上,改變紙質出版?zhèn)鹘y(tǒng)模式。對于一些非核心業(yè)務、需要數(shù)字支持和大數(shù)據(jù)集成等專業(yè)技術性較強的業(yè)務,可選擇通過外包來實現(xiàn)。
(一)利用外包商專業(yè)優(yōu)勢,才能提高出版企業(yè)經(jīng)濟效益
通過項目外包,由專業(yè)的人去做專業(yè)的事,利用專業(yè)化外包服務團隊的專業(yè)技術化優(yōu)勢,在相應程度上降低數(shù)字出版企業(yè)成本,保證收益,保持企業(yè)的競爭優(yōu)勢。通過公開招標,優(yōu)中選優(yōu),強中選強,選擇專業(yè)型較強、信譽良好的制作公司作為數(shù)字出版的合作伙伴,這樣技術與制作才有保障。
(二)選擇熟悉行業(yè)特點外包商,才能降低出版企業(yè)經(jīng)營風險
數(shù)字出版項目外包是一項策略,需要選擇相適宜的合作伙伴。同時,通過選擇適合的外包商,可以分擔企業(yè)發(fā)展過程中遇到的相關風險。由于數(shù)字出版的個性化、技術含量較高,數(shù)字出版項目有些相關結點,必須要經(jīng)過專業(yè)數(shù)字技術的開發(fā)、再造、再開發(fā)的過程,在尋找軟件外包商以及研發(fā)時期,要確定相對熟悉,有共同目標的外包商,才能在共同價值理念下,為顧客提供令人滿意的產品,從而降低出版企業(yè)經(jīng)營的風險。
(三)實行項目負責制授權管理,才能規(guī)范數(shù)字出版外包業(yè)務
根據(jù)數(shù)字出版行業(yè)特點,外包方案的確定,其實是經(jīng)過科學論證的,審批同樣需要相關部門進行合理的授權。合同訂的再具體,在實施項目的過程中,由于情況很復雜,隨時都需要做好技術溝通與節(jié)點對接工作,還要邊施工、邊研發(fā)。比如農業(yè)種植、養(yǎng)殖類數(shù)字產品要依托農業(yè)科技的力量,從農時入手,傳承科學種植、養(yǎng)殖技術,一直到售后指導。同時,依托互聯(lián)網(wǎng)優(yōu)勢,鏈接國際先進的農業(yè)技術資源,獲得較為科學的數(shù)字出版產品。這就需要對不同部門進行合理的授權。
(四)評估外包商履約能力,才能合理規(guī)避外包風險
出版企業(yè)應當對承包方的履約能力進行持續(xù)的評估,由于整個數(shù)字出版項目涉及的資金較大、技術要求繁多,外包商的履約能力直接影響著項目的成功與否,如有確鑿證據(jù)表明承包方存在重大違約行為,導致無法履約合同,應及時終止,并按照合同對承包商進行索賠。
(五)及時進行項目外包結算,才能適時總結經(jīng)驗教訓
關鍵詞:數(shù)字農業(yè);時空推理;專家系統(tǒng)
0引言
數(shù)字農業(yè)應用涉及大量的氣象、環(huán)境、水文、地質、土壤等領域的時空數(shù)據(jù)。這些時空數(shù)據(jù)分散在異構系統(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語,基于不同的數(shù)學模型和分析推理方法。這些多領域時空信息對農業(yè)生產、決策均起著重要作用。但是以前由于缺乏高效、合理的技術手段,即使付出很高的代價,也很難將這些時空信息完整無損地共享和融合集成到數(shù)字農業(yè)應用中,在很大程度上制約了數(shù)字農業(yè)的應用發(fā)展。同時GIS等商業(yè)軟件平臺成本較高也不利于大規(guī)模應用推廣。
為此,本文基于自主版權GIS、專家系統(tǒng)等系統(tǒng)軟件,應用時空推理、本體論、語義Web、關系數(shù)據(jù)挖掘和專家系統(tǒng)等技術,建立一個數(shù)字農業(yè)時空信息智能管理平臺,對多源、異構的數(shù)字農業(yè)時空數(shù)據(jù)和推理分析方法進行集中統(tǒng)一的規(guī)范化管理,便于在實際應用中進行融合、集成和共享。基于該平臺快速建立起了數(shù)字化測土施肥系統(tǒng)、大豆種植標準化管理系統(tǒng)、無公害水果蔬菜栽培指導系統(tǒng)等一批智能應用系統(tǒng)。這些應用系統(tǒng)精確控制農田每一地塊種子、化肥和農藥的施用量,在提高作物產量的同時,能夠實現(xiàn)精確控制農業(yè)生產過程,有效降低成本,充分保證農業(yè)資源科學地綜合開發(fā)利用,減少和防止對環(huán)境和生態(tài)的污染破壞,保持農業(yè)生態(tài)環(huán)境的良性循環(huán),是實現(xiàn)“綠色農業(yè)”的重要途徑。
1主要關鍵技術研究現(xiàn)狀
1.1數(shù)字農業(yè)
數(shù)字農業(yè)是在“數(shù)字地球”的基礎上提出并發(fā)展的,是21世紀新型的農業(yè)模式和挑戰(zhàn)性的國家目標,包括精準農業(yè)、虛擬農業(yè)等內容,其核心是精準農業(yè)。以3S技術應用為核心的數(shù)字農業(yè)空間信息管理平臺開發(fā)研究是數(shù)字農業(yè)研究的突破口[1,2]。美國于20世紀80年代初提出數(shù)字農業(yè)的概念,它是針對農業(yè)生產穩(wěn)定性差、技術措施差異程度大等情況,運用衛(wèi)星全球定位系統(tǒng)控制位置,用計算機精確定量,把農業(yè)技術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、農藥等農業(yè)資源的利用率,提高農產量,減少環(huán)境污染。法國農業(yè)部植保總局建立了全國范圍內的病蟲測報計算機網(wǎng)絡系統(tǒng)。日本農林水產省建立了水稻、大豆、大麥等多種作物品種、品系的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。新西蘭農牧研究院利用信息技術向農場主提供土地肥力測定、動物接種免疫、草場建設、飼料質量分析等各種信息服務。同時,我國緊跟國際研究的前沿,開展了系統(tǒng)工程、數(shù)據(jù)庫與信息管理系統(tǒng)、遙感、專家系統(tǒng)、決策支持系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)等技術在農業(yè)、資源、環(huán)境和災害方面的應用研究。
1.2時空推理
近年來,時空推理(Spatio-temporalReasoning)已成為十分活躍的研究方向,在軍事、航天、能源、交通、農業(yè)、環(huán)境等領域有著廣泛的應用。近十年來我國國家基礎地理信息中心、清華大學、信息大學、中國科學院、武漢測繪科技大學、武漢大學、吉林大學等單位在時態(tài)GIS、時空數(shù)據(jù)模型、時空拓撲、時空數(shù)據(jù)庫等時空推理相關領域開展了大量研究工作。
1.3時空數(shù)據(jù)標準與共享
不同領域和應用環(huán)境對時空數(shù)據(jù)的理解存在很大差異,這造成了異構時空系統(tǒng)集成的困難,因此時空數(shù)據(jù)共享、互操作和標準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,近期開始向時間數(shù)據(jù)和時空結合數(shù)據(jù)發(fā)展。時空數(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,通過標準格式進行數(shù)據(jù)交換。目前空間數(shù)據(jù)交換標準有:SDTS、DIGEST、RINEX等國際標準;以色列的IEF、英國的MOEPSTD、加拿大的SAIF、我國的CNSDTF等國家標準;AutoDesk的DXF、ESRI的E00、MapInfo的MIF等廠商標準。盡管各GIS軟件廠商提供了公開的交換文件格式來進行空間數(shù)據(jù)的轉換,但由于底層數(shù)據(jù)模型的不同,最終導致不同的GIS的空間數(shù)據(jù)不能無損的共享。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)互操作標準是當前國際公認的,比空間數(shù)據(jù)交換標準更有前途的數(shù)據(jù)標準。
(2)基于GML的空間數(shù)據(jù)互操作
開放式地理信息系統(tǒng)協(xié)會(OpenGISConsortium,OGC)提出了簡單要素實現(xiàn)規(guī)范和地理標記語言(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、要素之間的關系、空間參考系統(tǒng)、定位幾何結構、存儲函數(shù)和插值、覆蓋類型及地球影像等17個抽象規(guī)范,2003年1月推出GML3.10版[3]。近年來,國內外眾多學者基于GML在空間數(shù)據(jù)共享等方面開展了大量研究。2001年Rancourt等人[4]將GML與先前所定義的空間標準進行比較,認為GML能有效地滿足空間數(shù)據(jù)交換標準。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)絡環(huán)境下以GML作為異構空間數(shù)據(jù)庫交換共享空間數(shù)據(jù)的格式,成功實現(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,在數(shù)據(jù)層次上實現(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構造WebGIS的框架結構,給出實現(xiàn)框架技術。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,相關研究豐富,是目前最有前景的時空數(shù)據(jù)標準。本文選擇GML作為農業(yè)時空數(shù)據(jù)標準。
1.4時空本體
1.4.1本體、語義Web和OWL
本體方法目前已經(jīng)成為計算機科學中的一種重要方法,在語義Web、搜索引擎、知識處理平臺、異構系統(tǒng)集成、電子商務、自然語言理解、知識工程等領域有著重要應用。尤其是目前隨著對語義Web研究的深入,本體論方法受到了越來越多的關注,人們普遍認為它是建立語義Web的核心技術。OWL是當前最有發(fā)展前景的本體表示語言。2002年7月29日,W3C組織公布了本體描述語言(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時空本體
基于本體方法對時空建模的相關研究工作如下:
1998年,Roberto考慮了作為地理表示基礎的某些本體問題,給出了關于一般空間表示理論的某些建議[12]。2000年ZhouQ.和FikesR.定義了一種考慮時間點和時段的時間本體[13]。2000年,Córcoles基于XML定義了一個類似SQL的時空查詢語言,該語言包含八種空間算子和三種時態(tài)算子用于表達時空關系[14]。2003年,Grenon基于一階謂詞邏輯定義了時空本體,使用斯坦福大學的Protégé環(huán)境實現(xiàn)[15]。2003年,Bittner等人[16]提出了用于描述復雜時空過程和其中的持續(xù)實體的形式化本體。以上工作中Grenon的時空本體研究相對完整,相關研究成果已經(jīng)在網(wǎng)上共享,本文在此基礎上開展研究,建立農業(yè)時空本體。
2主要研究內容(1)農業(yè)時空數(shù)據(jù)規(guī)范
現(xiàn)階段我國還沒有公認的農業(yè)時空數(shù)據(jù)標準出臺。本文基于時空推理技術,研究通用性更強的時空數(shù)據(jù)表示模型,能表示氣象、土壤、環(huán)境、水文、地質等各領域的農業(yè)時空數(shù)據(jù)。GML是目前公認的時空數(shù)據(jù)標準,利用上述模型擴充GML,兼容中國農業(yè)科學院的“農業(yè)資源空間信息元數(shù)據(jù)的分類及編碼體系草案”等國內現(xiàn)有的地方性標準,構建針對數(shù)字農業(yè)中時空數(shù)據(jù)的DA-GML標準,作為數(shù)字農業(yè)基礎時空數(shù)據(jù)的規(guī)范。現(xiàn)有的土壤、環(huán)境等基礎空間數(shù)據(jù)庫均支持到GML格式的轉換。
(2)農業(yè)基礎時空數(shù)據(jù)庫
基于筆者自主開發(fā)的GIS平臺建立農業(yè)基礎時空數(shù)據(jù)庫,該平臺具有運行穩(wěn)定、資源占用少、結構靈活、功能可裁減、成本較低、便于移植等特點。采用了時空推理技術,支持對空間和時空信息的表示和推理。通過DA-GML能夠直接從現(xiàn)有系統(tǒng)中獲取領域農業(yè)基礎時空數(shù)據(jù),主要包括土壤數(shù)據(jù)庫、環(huán)境數(shù)據(jù)庫、氣象資料數(shù)據(jù)庫、農業(yè)生產條件數(shù)據(jù)庫、林業(yè)信息數(shù)據(jù)庫、影像數(shù)據(jù)庫等。
(3)農業(yè)時空分析方法庫與農業(yè)時空知識庫
時空推理是研究時間、空間及時空結合信息本質的技術,通過時空推理技術將現(xiàn)有面向農業(yè)領域的時空分析技術進行整合和規(guī)范化表示,形成農業(yè)時空分析方法庫。對領域農業(yè)時空知識進行歸納、整理,同時通過數(shù)據(jù)挖掘方法從基礎數(shù)據(jù)中提煉知識,建立農業(yè)時空知識庫。
(4)農業(yè)時空本體庫
在(2)、(3)中存儲的數(shù)據(jù)、方法和知識需要一個有效的機制進行組織和管理。就目前技術而言,本體是表達一個領域內完整的體系(概念層次、概念之間的關聯(lián)等)的最有效工具,所以本文選擇建立農業(yè)時空本體庫。具體包括本體獲取、本體管理、本體服務與展示三個模塊。使用Protégé做本體開發(fā)環(huán)境編輯。Protégé是斯坦福大學開發(fā)的基于Java的本體編輯與知識獲取工具,帶有OWL插件的Protégé可以支持OWL格式的本體編輯與輸出。
以上三個庫通過WebService方式提供基于Internet的服務,可以在線對庫中信息進行維護和檢索,并能無縫集成到應用系統(tǒng)中。
(5)系統(tǒng)體系結構
系統(tǒng)工作原理如圖1所示。首先,外部系統(tǒng)的時空數(shù)據(jù)轉換成GML格式(現(xiàn)在絕大多數(shù)系統(tǒng)支持該數(shù)據(jù)標準),進入農業(yè)基礎時空數(shù)據(jù)庫。通過本體獲取與編輯模塊將時空數(shù)據(jù)和時空知識整理,形成本體庫。外部系統(tǒng)的請求通過WebSer-vices發(fā)給仲裁者,仲裁者區(qū)分各類情況調用三個庫調用服務、提取數(shù)據(jù)和執(zhí)行操作,結果返回給用戶。
(6)基于平臺開發(fā)農業(yè)生產智能應用系統(tǒng)
基于數(shù)字農業(yè)時空信息管理平臺建立數(shù)字化測土施肥系統(tǒng)、作物種植標準化管理系統(tǒng)、無公害水果蔬菜栽培指導系統(tǒng)等一批農業(yè)生產智能應用系統(tǒng),解決實際問題。
3相關系統(tǒng)對比分析
3.1數(shù)字農業(yè)空間信息管理平臺
平臺基于信息和知識支持的現(xiàn)代農業(yè)管理的集成技術,對農田信息進行動態(tài)采集、分析、處理和輸出,從而根據(jù)農田區(qū)域差異、農事安排進行模擬分析、決策支持管理和指揮控制,并對農業(yè)生產過程的區(qū)域差異進行精確定位、動態(tài)控制等定量操作[17]。
3.2全國農業(yè)資源空間信息管理系統(tǒng)
全國農業(yè)資源空間信息管理系統(tǒng)(NASIS)實現(xiàn)對全國農業(yè)資源空間信息的查詢分發(fā),具有系統(tǒng)管理、動態(tài)數(shù)據(jù)字典、數(shù)據(jù)檢索、查詢、數(shù)據(jù)分發(fā)、制圖、報表統(tǒng)計、數(shù)據(jù)分發(fā)等功能。該系統(tǒng)已經(jīng)用于全國農作物遙感監(jiān)測、農業(yè)資源調查、農業(yè)科研和農業(yè)政策信息支持服務等方面[18]。
3.3中國西部農業(yè)空間信息服務系統(tǒng)
計算機技術、互聯(lián)網(wǎng)技術的迅速發(fā)展為建立基于Web的中國西部農業(yè)空間信息服務系統(tǒng)提供技術支撐。本文從西部農業(yè)空間信息服務系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫構建開始,全面地介紹了系統(tǒng)的運行模式和數(shù)據(jù)庫訪問技術,詳細論述了系統(tǒng)的總體結構、平臺環(huán)境和開發(fā)實現(xiàn)等。
(1)基于平臺提供的開發(fā)框架,能方便、高效地建立大量的數(shù)字農業(yè)智能應用系統(tǒng),基層農業(yè)科技人員也能快速開發(fā)出技術含量高的應用系統(tǒng),各應用系統(tǒng)能互通、共享,便于升級維護。
(2)由于大量的底層服務、數(shù)據(jù)、知識和方法由平臺集中統(tǒng)一提供,簡化了開發(fā)數(shù)字農業(yè)應用軟件的工作,節(jié)約了成本。
4結束語
數(shù)字農業(yè)時空信息管理平臺從系統(tǒng)目標、適用范圍、采用技術、系統(tǒng)接口等方面不同于任何現(xiàn)有的基礎農業(yè)空間數(shù)據(jù)管理平臺,是一個概念全新的系統(tǒng),定位于基礎農業(yè)空間數(shù)據(jù)管理平臺的上層,更便于開發(fā)數(shù)字農業(yè)應用。其中的本體庫等機制為將來建立農業(yè)時空數(shù)據(jù)網(wǎng)格奠定了良好的基礎。
參考文獻:
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[5]ZHANGJianting,GRUENWALDL.AGML2basedopenarchitectureforbuildingageographicalinformationsearchengineovertheinternet[DB/OL].(2002).
該平臺集中運用了生物工程、信息工程、機械制造、環(huán)境工程等眾多前沿學科的最新成果,將農機與農藝、農機化與信息化融合,從而提高土地產出率、資源利用率和勞動生產率。該平臺以無錫市高效農業(yè)七大業(yè)態(tài)為核心,兼顧江蘇省其他主要農業(yè)業(yè)態(tài),主要包括水產養(yǎng)殖、茶園、蔬菜、果品、花卉苗木、食用菌、畜牧養(yǎng)殖等業(yè)態(tài)節(jié)點,并嘗試在水環(huán)境、大氣環(huán)境等其他領域的拓展運用。針對不同業(yè)態(tài),分別建立種植(養(yǎng)殖)計劃系統(tǒng)、種植(養(yǎng)殖)監(jiān)控系統(tǒng)、采摘(收獲)控制系統(tǒng)、收購控制系統(tǒng)、加工控制系統(tǒng)、流通控制系統(tǒng)、銷售系統(tǒng)、溯源系統(tǒng)、病蟲害預警預報防治系統(tǒng)、安保系統(tǒng)等十大管理系統(tǒng),并融入遠程教育和會議系統(tǒng),實現(xiàn)對無錫及網(wǎng)內企業(yè)的農技、農藝、政策法規(guī)等方面的教育和培訓,從根本上提高農業(yè)生產水平,加強食品安全監(jiān)管,提高農產品品質。
按照規(guī)劃,無錫農業(yè)與裝備物聯(lián)網(wǎng)中心將建設以“一個平臺、兩個中心、三個基地”為架構核心的、基于傳感網(wǎng)技術的農業(yè)信息與服務領域的科技研發(fā)創(chuàng)新集群。
其中,一個平臺是指農業(yè)與裝備監(jiān)管技術服務咨詢平臺;兩個中心是指農業(yè)與裝備物聯(lián)網(wǎng)示范中心、農機與農藝研究中心;三個基地是指農業(yè)與裝備傳感產品研發(fā)人才培養(yǎng)基地、農機與農藝教育基地、農業(yè)科學化生產宣傳示范基地。(張惠)
我國林業(yè)信息化由“數(shù)字”步入“智慧”
國家林業(yè)局日前印發(fā)了《中國智慧林業(yè)發(fā)展指導意見》,這標志著我國林業(yè)信息化由“數(shù)字林業(yè)”步入“智慧林業(yè)”發(fā)展新階段。
據(jù)介紹,“智慧林業(yè)”將在“數(shù)字林業(yè)”的基礎上,全面應用云計算、物聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)、大數(shù)據(jù)等新一代信息技術,使林業(yè)實現(xiàn)智慧感知、智慧管理、智慧服務;通過“智慧林業(yè)”建設,形成信息基礎條件國際領先、生態(tài)管理與民生服務質量提高、林業(yè)產業(yè)結構與創(chuàng)新能力優(yōu)化發(fā)展的模式,
“智慧林業(yè)”提供了新的發(fā)展模式,對林業(yè)生產的各種要素實行數(shù)字化設計、智能化控制、科學化管理;對森林、濕地、沙地、生物多樣性的現(xiàn)狀、動態(tài)變化進行有效監(jiān)管;對生態(tài)工程的實施效果進行全面、準確分析評價;對林業(yè)產業(yè)結構進行優(yōu)化升級、引導綠色消費、促進綠色增長;對林農群眾提供全面及時的政策法規(guī)、科學技術、市場動態(tài)等信息服務。(楊光)
淘寶網(wǎng)向賣家開放淘字號申請
淘寶網(wǎng)店鋪標識服務――淘字號于近日向賣家開放報名申請。淘寶賣家可通過申請字號,申請成功后,不但享有字號保護的權利,還能享受搜索直達和開通愛淘。另外,賣家將在顯著位置增加TB符號,以便讓消費者更好在網(wǎng)上識別其字號。目前,R(商標)或TM滿6個月賣家可直接提交淘字號認證,非R(商標)或TM滿6個月的賣家申請的字號必須為店鋪名里含有的詞。淘字號是指在網(wǎng)上的“標識”,可以由中文、英文或數(shù)字組合組成,并且具有唯一性,總長度在4-14字節(jié),店鋪名將由淘字號和自定義區(qū)組成。
淘寶網(wǎng)同時推出的淘字號智能機器人,賣家輸入想取得品牌字號,智能機器人就可以幫助查詢所取的字號是否符合相關規(guī)范。據(jù)悉,當出現(xiàn)多家店鋪申請同一個淘字號時,審核將依據(jù)店鋪指標分數(shù)來授予字號的歸屬。
業(yè)內人士分析指出,小微企業(yè)及個人網(wǎng)店往往難以承受商標申請的長時間、精力及資金占有,而淘字號服務或是對商標的一種有效補充。此舉將誕生將近數(shù)百萬個淘字號,將遠超過商標數(shù)。(姜姝)
廈門社保信息系統(tǒng)全國聯(lián)網(wǎng)
廈門社會保險信息系統(tǒng)近日正式與國家人社部養(yǎng)老保險待遇狀態(tài)比對查詢服務系統(tǒng)實現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)。今后,將更有效防止養(yǎng)老保險待遇重復領取,維護廣大養(yǎng)老保險待遇領取人的合法權益,為社保基金的安全監(jiān)管構筑又一道防火墻。
現(xiàn)在,社保中心經(jīng)辦窗口在辦理養(yǎng)老保險待遇申報時,系統(tǒng)將自動向人社部待遇比對查詢系統(tǒng)發(fā)起查詢,如果有參保人異地待遇領取信息,系統(tǒng)會自動提示;同時,輸入?yún)⒈H说纳矸葑C號可查詢到其異地待遇領取情況。
據(jù)介紹,此前廈門就采取了多項舉措防止重復冒領養(yǎng)老保險待遇,如對領取養(yǎng)老保險待遇人員實現(xiàn)社會化管理,每年定期開展資格認證。對異地居住的享受養(yǎng)老保險待遇人員,會進行抽查。廈門還規(guī)劃、構建了全市統(tǒng)一的社會保險信息管理系統(tǒng),與就業(yè)、地稅、衛(wèi)生、計生、公安戶籍、民政殯葬、銀聯(lián)、銀行、地理基礎信息、企業(yè)法人等10多個管理信息系統(tǒng)實現(xiàn)信息資源共享。(管寧靜)
上海打造數(shù)字排水框架
上海排水公司近日打造“數(shù)字排水”框架,計劃在“十二五”期間,按照智慧城市建設方針,積極實現(xiàn)排水運行實時監(jiān)測、科學調度、智能運行三大目標。目前,排水公司已在32條中心城區(qū)主要馬路建立了積水自動監(jiān)測系統(tǒng)和200多個雨情采集點,動態(tài)移動與固定相結合,對水位、雨量等信息實行多方位監(jiān)測和收集,防汛排水的信息化已建成網(wǎng)絡平臺。據(jù)透露,下階段將重點抓好排水泵站自動化系統(tǒng)建設、排水防汛預警決策支持系統(tǒng)以及蘇州河水質在線監(jiān)測等七項重點工作,為城市防汛安全提供技術和管理支持。
浙江推出微信版“智慧高速”
日前,浙江省交通管理部門通過微信建立起便民服務平臺――“智慧高速”,用戶可以通過微信搜索“智慧高速”或“zhgs0571”添加關注即可。該平臺的主要功能就是浙江高速即時路況,用戶可以在出行之前輸入高速公路名稱或代碼,便可查詢這條高速公路的即時路況。據(jù)介紹,目前浙江各地高速公路監(jiān)控報警求助中心都有“智慧高速”信息上報系統(tǒng),值班人員發(fā)現(xiàn)轄區(qū)路段有車流量大、堵車、施工、事故、拋錨等凡是與高速通行有關的信息,會第一時間將這些數(shù)據(jù)上傳至該系統(tǒng)。
中山醫(yī)院開啟物聯(lián)網(wǎng)醫(yī)學模式
日前,復旦大學附屬醫(yī)院中山醫(yī)院啟用“聯(lián)動云加端”物聯(lián)網(wǎng)醫(yī)學診治模式。該模式通過物聯(lián)網(wǎng)醫(yī)學技術,由一家三級醫(yī)院牽頭,聯(lián)合若干二級醫(yī)院以及社區(qū)衛(wèi)生服務中心,形成“物聯(lián)網(wǎng)醫(yī)學聯(lián)盟”,開展對患者的早期診斷以及經(jīng)過治療后的跟蹤管理,從而將市民“病發(fā)后到醫(yī)院”的被動就醫(yī)模式改為“及早預警和及早主動治療”的現(xiàn)代醫(yī)學模式。目前,這一全新的醫(yī)學模式已在大華社區(qū)衛(wèi)生服務中心、漕河涇社區(qū)衛(wèi)生服務中心、青浦中心醫(yī)院、嘉定中心醫(yī)院和閘北中心醫(yī)院試行,今后還將逐步擴大覆蓋面。
落于貴安新區(qū)馬場南部科技新城,該項目于2013年7月開工建設,總建筑面積約12.7萬平方米,于2014年6月正式建成投入使用。目前,孵化園通過招商引資引入深圳西美、深圳訊邦、貴安源通、貴安陽光新能源、貴安青橙手機、貴安億象網(wǎng)絡、貴安云谷數(shù)據(jù)、貴安思維動漫、貴安米度科技、貴安航天艾柯思等36家傳感及智能終端制造、大數(shù)據(jù)應用服務等大(中)型企業(yè)入駐,并引入相關產業(yè)鏈企業(yè)300余家,落地項目總投資約150億元。
貴安綜合保稅區(qū)
位于貴安新區(qū)馬場科技新城,規(guī)劃面積2.2平方公里,圍網(wǎng)面積2.1平方公里,項目總投資預計73億元,2015年1月23日全面啟動建設。截至目前,完成2.2平方公里的七通一平、路網(wǎng)、圍網(wǎng)、信息化系統(tǒng)及綜合服務大樓、查驗監(jiān)管庫、保稅周轉庫、研發(fā)中心、通用倉庫、通用廠房以及主卡口、熏蒸房,共計18萬平方米的10個單體建筑建設,預計2016年5月前建成。
月亮湖公園
位于貴安新區(qū)中心區(qū),規(guī)劃面積7545畝。作為新區(qū)綜合性的生態(tài)地標公園,是新區(qū)打造的環(huán)城水系及“十河百湖千塘”生態(tài)體系的核心,也是月亮湖綜合項目的重要組成部分。公園一期位于公園南部,以打造月亮湖公園南部山水景觀為主要目標,結合海綿城市的設計理念,將人工濕地、下凹式綠地、滲水鋪裝、雨水調蓄設施等設計與公園進行了有機結合,在突出公園生態(tài)節(jié)能特色的同時,形成怡人的公園景觀。
泰豪國際數(shù)字文化產業(yè)園
占地約700畝,總建筑面積達100萬平方米,總投資金額46億元。是大數(shù)據(jù)引領的數(shù)字文化產業(yè)園,項目2013年9月開工建設,現(xiàn)已完成投資約5億元,已建成1號樓、6號樓,已建成大數(shù)據(jù)應用數(shù)字平臺、國際動漫數(shù)字產業(yè)展示區(qū)等。項目以大數(shù)據(jù)作為引領,進行“文化+科技+電商”產業(yè)融合發(fā)展模式,助推文化產業(yè)發(fā)展,通過開發(fā)服務、基礎服務、增值服務,有效打造成為大數(shù)據(jù)之下的數(shù)字文化全產業(yè)鏈平臺。
貴澳農業(yè)科技園
是新區(qū)首個成功引進的農業(yè)產業(yè)化項目,項目集優(yōu)質種苗繁育、無土立體栽培種植、有機循環(huán)生態(tài)農業(yè)、農產品深加工、農產品微晶冷凍技術保鮮、物流配送、觀光休閑、植物醫(yī)院和農資連鎖平臺等為一體,是一個現(xiàn)代化大數(shù)據(jù)農業(yè)科技產業(yè)園。該項目最大亮點是高科技現(xiàn)代化農業(yè),將集中展示互聯(lián)網(wǎng)+農業(yè)、莊稼醫(yī)院、微晶冷凍技術和無土栽培等科技含量極高的現(xiàn)代化農業(yè)技術。解決大量就業(yè)是項目的又一亮點。園區(qū)將拉動3萬人從事農業(yè)產業(yè)化生產,1.2萬人從事第二產業(yè)和第三產業(yè)。
中國――東盟教育交流周永久會址
總投資150億元,一期工程將圍繞國際會議交流(中國―東盟教育交流周),高標準建設國際會議中心、東南亞風情時尚酒店、大學科技園、大學生創(chuàng)客創(chuàng)業(yè)園等;二期工程將進一步滿足大學城師生學習、生活需求,重點打造商業(yè)及住宿配套,促進高校聚集區(qū)向大學城轉型升級。借助其影響力,項目將成為展示貴安新區(qū)開放開發(fā)的重要平臺。
云漫湖國際休閑旅游度假區(qū)
地處貴安新區(qū)核心區(qū),總規(guī)劃用地5.7平方公里,總投資約80億元。項目是貴安新區(qū)結合瑞士發(fā)展模式,按5A級標準打造,以生態(tài)度假旅游、生態(tài)特色農業(yè)、休閑生活居住為主導功能的國際休閑旅游度假區(qū)。該度假區(qū)獨具瑞士特色,彰顯歐洲風情。項目在建設過程中,著力于生態(tài)環(huán)境保護與生態(tài)修復,建設人工浮島、生態(tài)護岸和雨水花園等系統(tǒng)化的雨水管理景觀設施,生態(tài)元素隨處可見。
2015年2月16日,隨著安順國家農業(yè)科技園區(qū)獲批建設,古老的農業(yè)故事在這里再續(xù)新篇――這一國家級農業(yè)科技園區(qū)的建設,對安順乃至貴州全省喀斯特地形區(qū)農林牧果業(yè)綜合發(fā)展有著極強的代表性和示范性,對加快安順乃至貴州農業(yè)產業(yè)化發(fā)展、提升科技創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力、增加農民收入、打造全域旅游升級版具有重要意義。
在安順西秀區(qū)、鎮(zhèn)寧自治縣和普定縣的青山綠水間,分布著采用“一區(qū)七園”模式建設的安順國家農業(yè)科技園區(qū)。園區(qū)以發(fā)展特色農牧業(yè)為方向,以綠色有機禽蛋、生態(tài)肉牛、精品果業(yè)、數(shù)字化農業(yè)和生態(tài)產業(yè)旅游為主導產業(yè),總規(guī)劃面積19.1萬畝,按“核心區(qū)―示范區(qū)―輻射區(qū)”進行空間布局。目前,核心區(qū)已開發(fā)建設1.1萬畝,重點建設綠色生態(tài)禽蛋產業(yè)園等七個特色示范園,帶動九大特色產業(yè)項目發(fā)展,逐步形成以區(qū)域特色優(yōu)勢產業(yè)為基礎、全產業(yè)鏈開發(fā)為重點、現(xiàn)代服務業(yè)為引領的高效農業(yè)產業(yè)體系。
目前,園區(qū)已建成面積3.8萬畝,園區(qū)內農業(yè)人口總數(shù)15733人,建成電商平臺8個,年銷售額3.3億元。園區(qū)現(xiàn)有企業(yè)29家,注冊商標21個,園區(qū)品牌11個,已取得知識產權35項。現(xiàn)有科技人員121人,2016年共聘請省內外專家46人進行技術培訓和咨詢,培訓2418人次,帶動當?shù)剞r戶11359人增收。
關鍵詞:節(jié)水灌溉;ARM9;S3C2440;AQUA-TEL-TDR;MAX1246;MAX3232
中圖分類號:TP277 文獻標識碼:A 文章編號:1009-3044(2014)07-1565-03
1 概述
S3C2440的微處理器核心是由ARM公司生產的,其突出的特點是具有16/32位的ARM920T的RISC,宏單元和存儲單元都是0.13um的COMS標準,其功耗低,精致、簡單和全靜態(tài)的特性,結合源代碼開放、高效、實時、穩(wěn)定、成本低的Linux操作系統(tǒng)[1],可常用工業(yè)、農業(yè)、信息產業(yè)領域。由于以AT89C52為核心控制的節(jié)水灌溉系統(tǒng),不能實時、迅速地對土壤的濕度狀況做出反應。所以,針對以上的問題,該文采用基于S3C2440為核心,在Linux平臺下,完成對該系統(tǒng)的開發(fā)和移植,最終完成自動節(jié)水灌溉的目的。
2 節(jié)水灌溉系統(tǒng)的設計方案
現(xiàn)代農業(yè)的管理大多需要智能系統(tǒng)的管理,而本文選用ARM-Linux平臺下完成自動節(jié)水灌溉的任務。首先選用穩(wěn)定性高、安裝操作簡單的AQUA-TEL-TDR傳感器來檢測土壤的濕度[2],而采集的土壤濕度數(shù)據(jù)通過MAX1246,將模擬信號轉換為數(shù)字信號,得到的數(shù)字信號傳送給S3C2440開發(fā)平臺進行分析處理,并在LCD上顯示土壤的相對濕度;而S3C2440得到的土壤相對濕度通過串行通信的方式返回給PC機,PC根據(jù)土壤的濕度來判斷土壤是否需要灌溉, PC將會計算出所需灌水量和灌溉時間,并在PC的界面上顯示[3],同時PC將會把計算出所需灌水量和灌溉時間反饋給S3C2440,S3C2440根據(jù)PC所傳送的相關信息,啟動報警裝置,同時發(fā)出灌溉信號,通過電磁閥實現(xiàn)自動灌溉。如果PC根據(jù)采集的土壤相對濕度判斷出無需灌水,則PC機界面將會顯示灌水量和灌溉時間為0。
3 系統(tǒng)硬件設計
3.1 數(shù)據(jù)采集模塊
本文數(shù)據(jù)采集模塊選用主要MAX1246芯片[4],該芯片主要是具有可編程12位的串行輸出A/D裝換,并且同SPI接口與核心處理器S3C2440相接,由于該芯片具有25V的內部參考電壓,可通過緩沖放大器可以調整采集時所需的參考電壓,并且該芯片采集速度快,轉換精度高的特點,可達到最佳采集數(shù)據(jù)的效果,同時MAX1246的內部具有采樣保持的電路,這樣便可以對瞬間變化量進行捕捉到。而根據(jù)AQUA-TEL-TDR傳感器輸出的電信號,MAX1246將會把該電信號直接轉化為數(shù)字信號,然后將轉化的數(shù)字信號傳送給S3C2440進行分析處理。
首先將MAX1246的時鐘信號與S3C2440的時鐘信號CLKOUT0串行連接,同時S3C2440發(fā)送時鐘信號CLKOUT1作為S3C2440所接收的時鐘信號CLKOUT0,MAX1246的數(shù)據(jù)輸出端DOUT與S3C2440的輸入端RXD0相接,而S3C2440的輸出端TXD0與MAX1246的數(shù)據(jù)輸入端DIN相接,同時需要將MAX1246的串行選通端SSTRB接至S3C2440的nCTS0端,MAX1246的片選信號端接至S3C2440的nGCS0。
3.2 LCD顯示系統(tǒng)電路
選用 FYD12864作為液晶顯示模塊,其成本低,具有靈活的接口方式和簡單方便的操作指令,并且內部含有國標一級,二級簡體中文字庫的點陣圖形液晶顯示模塊。顯示電路如圖3所示,首先設置S3C2440的引腳XTIpll, OM2, XTOpll為101,使得S3C2440工作于外部晶振PLL*1的模式下。FYD12864的PSB引腳連接+5v,是LCD工作于4位或8位的并口模式,A,K引腳分別接+5v和GND,從而啟動LCD背光。然后將S3C2440的P0-7口與FYD12864的數(shù)據(jù)端口進行連接,3條地址線分別控制FYD12864的RS,R/W以及復位RESET引腳。圖3 為LCD顯示系統(tǒng)電路:
3.3 超限報警電路
超限報警電路是根據(jù)S3C2440核心處理器控制的蜂鳴器來實現(xiàn)的。由于蜂鳴器的產生是電流通過電磁線圈,使其產生磁場來驅動振動膜發(fā)聲,因此需要一定的電流來驅動蜂鳴器。S3C2440的GPB0端來控制蜂鳴器,由于該端口輸出為8mA,無法直接驅動蜂鳴器,因此需要用三極管放大電流來驅動三極管,這里選用PNP的三極管,而蜂鳴器報警的時間長短則根據(jù)延時程序來實現(xiàn)。
3.4 S3C2440與PC機串行通信接口
要保證PC機與S3C2440正常通信,就必須處理好RS-232的串行電路,這里選用9針的DB9接口。本次設計主要選用MAX3232來完成系統(tǒng)所需的電平轉換,由于采用采用TTL邏輯,需要加上電平轉換的接口,所以,本系統(tǒng)采用的是-15v~-3v和3v~15v來完成,這樣不僅能提高它的抗干擾能力,也能增加它的傳輸距離。為此,只需在MAX3232上增加幾個電容即可。
4 系統(tǒng)軟件設計
由于S3C2440與PC機相接必須要符合串口通信協(xié)議,以此來完成彼此的雙向傳輸,其中需要對MAX3232串口轉換芯片MCBSP的各個寄存器進行初始化。本次軟件設計主要采用源代碼開放、實時、高效、穩(wěn)定、成本低等優(yōu)點的Linux操作系統(tǒng),首先建立交叉編譯環(huán)境用于編譯其源代碼,代碼編寫采用C語言,以便其可讀性和可移植性,而內核的移植采用2.6.30.2版本,燒寫完根文件系統(tǒng),編譯成功后,即可在TQ2440開發(fā)板上運行其bin文件,觀察實驗結果。圖6和圖7分別為中斷程序和主程序流程圖:
5 實驗結果
通過實驗結果表明,以嵌入式ARM-Linux的節(jié)水灌溉系統(tǒng),實現(xiàn)了高產節(jié)水,自動灌溉的目的。該系統(tǒng)不僅能夠準確實時地檢測出土壤的相對濕度以及濕度變化的情況,而且也能夠根據(jù)土壤的相對濕度,計算出所需的灌水量和灌溉時間,當檢測值大于PC所給定的預定值是,則S3C2440會立刻啟動報警器;同時打開電磁閥進行灌溉。也可以通過修改PC的預定值來改變灌水量和灌溉時間,具有很高的靈活性。
6 結束語
該設計選用的AQUA-TEL-TDR傳感器不但可以進行遠程操作,而且可以采集的數(shù)據(jù)精確度高,結合主頻高達400MHz的S3C2440核心處理器和功能強大的Linux操作系統(tǒng),不但能提高系統(tǒng)的處理運行速度,而且也穩(wěn)定高效實時地反映土壤的相對濕度,通過PC所計算得灌水量和灌溉時間反饋給S3C2440,能夠及時地實現(xiàn)自動灌溉,達到高產節(jié)水的目的[5],從而避免了水資源的浪費情況。
參考文獻:
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《中國獸醫(yī)學報》是由國家教育部主管、吉林大學主辦的全國性、專業(yè)性的學術期刊,本刊為月刊,全年定價120元,其前身是1981年創(chuàng)刊的《獸醫(yī)大學學報》,由當時的解放軍獸醫(yī)大學主辦,1994年學報依托本校獸醫(yī)專業(yè)的學科優(yōu)勢,實現(xiàn)了由綜合性高校學報向專業(yè)性學報——《中國獸醫(yī)學報》的轉變。
《中國獸醫(yī)學報》現(xiàn)已被 CA 、CAB 、Agris 、AJ 、ZR 以及中國科學引文索引等20多種國內外數(shù)據(jù)庫或檢索性刊物收錄,第4次被《中文核心期刊要目總覽》列為畜牧、動物醫(yī)學類核心期刊。目前已成為中國科技核心期刊,以及國內獸醫(yī)界最有影響的權威性核心期刊。2005 、2006連續(xù)2年進入CA千名表。
《中國獸醫(yī)學報》的影響因子穩(wěn)步提高,多年來一直位居國內畜牧獸醫(yī)期刊三甲之列。先后20余次獲國家和省部級獎勵: 2001年獲期刊方陣雙百期刊稱號(國家新聞出版總署);2002年獲吉林省“自然科學十佳期刊”榮譽稱號; 2002年獲科技部“百種中國杰出學術期刊”稱號; 2004年獲第一屆北方優(yōu)秀期刊獎),同年獲第4屆全國優(yōu)秀農業(yè)期刊一等獎(中國農學會);2006年獲全國畜牧獸醫(yī)優(yōu)秀科技期刊評比一等獎,第二屆北方優(yōu)秀期刊獎和首屆中國高校特色科技期刊獎等。
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4.來稿均須有參考文獻(論壇稿除外)。參考文獻必須是作者親自閱讀過的、主要的、發(fā)表在正式出版物上的文獻,內部資料切勿引用。每篇文稿的參考文獻一般不宜超過15篇,綜述一般不超過40篇,并按在文中出現(xiàn)的先后順序,以阿拉伯數(shù)字標注,用方括號括起,如……[3-4]。文后的參考文獻表中,各條文獻按序號順序排列,序號編碼加方括號,不加“.”。文獻結尾處加“.”。文獻的作者,不超過3位時,全部列出;超過3位時,只列前3位,后面加“等”字或相應的外文;作者之間用“,”分開,不用“和”或“and”;中國人和外國人的姓名一律采用姓前名后著錄法,外國人的名字部分縮寫,并省略縮寫點。由2個以上單詞組成的外文刊名一般應縮寫,并省略縮寫點。
參考文獻著錄格式如下:
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(4)學位論文--[序號]作者.題名[D].保存地點:保存單位,年份.
關鍵詞 數(shù)字化 指揮調度系統(tǒng) 農機管理 應用
中圖分類號:S220.7 文獻標識碼:A
0前言
在農機管理中引入數(shù)字化指揮調度系統(tǒng),不僅革新了農機管理與服務的工作形式與方法,還賦予了農機管理現(xiàn)代化的時代特色,從而跟上現(xiàn)代化時代不斷改革發(fā)展的步伐。應用數(shù)字化指揮調度系統(tǒng),將對農業(yè)生產發(fā)展起到促進作用,具有重要的意義。
1農機管理數(shù)字化指揮調度系統(tǒng)概述
農機管理數(shù)字化指揮調度系統(tǒng)是在“3S”技術的基礎上,重新構建的一個農機信息管理系統(tǒng)。“3S”技術實質上是指GPS(全球衛(wèi)星定位系統(tǒng))、GIS(農田地理信息系統(tǒng))、RS(遙感系統(tǒng))。通過農機信息系統(tǒng)就能夠實現(xiàn)企業(yè)農機信息全方位的管理。
在開放網(wǎng)絡環(huán)境下,用戶借助上網(wǎng)設備登陸該系統(tǒng),不僅能夠實時查閱農機管理的相關信息,例如,農情介紹、農業(yè)生產量等,還能了解并掌握農機作業(yè)的進度與管理情況。此外,農機管理人員登陸該系統(tǒng)后,可以使用上網(wǎng)設備進行網(wǎng)上合理分配農業(yè)機車的使用情況、核算作業(yè)的工程造價費用、網(wǎng)上共享農機管理的各項信息,而且不用出門測量田地,直接借助農田地理信息系統(tǒng)就能計算出農田面積,從而對農田的作業(yè)質量進行網(wǎng)上驗收等,這一系統(tǒng)的應用不僅改變傳統(tǒng)的農機管理方式,還逐步向網(wǎng)絡化、數(shù)字化、科學化的農機管理作業(yè)轉變,具有鮮明的時代特色。數(shù)字化指揮調度系統(tǒng)是基于GPS、GIS以及RS技術上,從而實現(xiàn)農業(yè)機車動態(tài)實時跟蹤、統(tǒng)一分配機車使用情況、整合機組資源等目標。
2數(shù)字化指揮調度系統(tǒng)在農機管理中的具體應用
2.1農田遙感資料系統(tǒng)
農田遙感資料系統(tǒng)是以衛(wèi)星定位技術為核心,通過衛(wèi)星高分辨率的技術,結合農田在遙感覆蓋區(qū)域的地球,通過一系列的測量、核算、確定工作后,從而整理出企業(yè)想要的各種關于農田的信息資料,例如,農田地面面積信息、農田地塊、道路面積、水利工程、林地以及水壩、居民住宅等,從而便于規(guī)劃農田使用方案,促進生產管理效率提高。
2.2農田地理信息系統(tǒng)
基于農田遙感資料系統(tǒng)之上,從而促進農田地理信息系統(tǒng)的構建。首先整理多年來任何時間、任何地號的農田信息檔案,例如,某一地號農田的施肥、施藥信息、作業(yè)進度、種植何種農作物、年產量多少等,并將其錄入到計算機中,最后農機管理人員就能隨時查閱每一個地號農田的各項信息,使農機管理與服務更加趨向網(wǎng)絡化,提升工作效率。
2.3GPS動態(tài)跟蹤系統(tǒng)
在農業(yè)機車上安裝GPS定位系統(tǒng),通過GPS技術能夠獲取農機的具體所在位置,例如,具體的經(jīng)緯度、高度、作業(yè)方向、機車運行動態(tài)等,并將這些信息傳輸?shù)睫r機管理數(shù)字化指揮調度系統(tǒng)中。這樣既能夠節(jié)省人力、物力以及精力,還能方便企業(yè)內部的管理人員及時對農業(yè)機車做出合理的調度,結合機車的運行動態(tài)、作業(yè)進度以及行車方向,從而考慮是否要增減作業(yè)機車數(shù)量。
2.4視頻遠程監(jiān)視系統(tǒng)
視頻遠程監(jiān)視系統(tǒng)中主要由兩大功能組成,功能一:農機管理數(shù)字化指揮調度系統(tǒng)中的指揮中心安裝具有能調節(jié)焦距、紅外線并晝夜監(jiān)視的攝像頭,根據(jù)攝像頭中反饋的畫面信息,企業(yè)內部的管理人員能夠從監(jiān)控系統(tǒng)中實時關注指揮中心的具體情況,一旦發(fā)生火災、盜情等時間能夠及時解決,便于管理人員進行管理工作;功能二:在農業(yè)機車上配置無線視頻設備,這樣就能夠實現(xiàn)隨時隨地的查詢機車作業(yè)進度情況。
2.5機車統(tǒng)一調動系統(tǒng)
農場機車的基本信息主要包括:所有的農機具、機車駕駛員的作業(yè)優(yōu)勢、機車的適應范圍以及機車的具體所在地點等,將這些信息錄入到計算機中,當分配某一機車作業(yè)時,輸入機車型號就能夠查詢到該機車適用范圍以及相關的配套設施,通過機車統(tǒng)一調度系統(tǒng)就能夠科學合理的分配機車進行作業(yè)。
2.6機組作業(yè)核算系統(tǒng)
機車作業(yè)核算系統(tǒng)實質上是一個作業(yè)核算中心數(shù)據(jù)庫,通過這一數(shù)據(jù)庫達到自動核算作業(yè)工程造價的目標。這樣的核算數(shù)據(jù)更具真實性、合理性、可靠性。當機組完成當天的作業(yè)情況后,核算出作業(yè)費用,并將其輸入到計算機中,核算中心數(shù)據(jù)庫就會自動運算出關于機車作業(yè)的各項費用信息,例如,機車作業(yè)量、作業(yè)收入、機車耗油情況等,以此類推,逐日遞增。到月底或年終時,將全面的作業(yè)費用從農戶賬戶中扣除,進行網(wǎng)上核算的過程中不僅實現(xiàn)了無紙化辦公,還提倡了經(jīng)濟環(huán)保的理念。另一方面,賦予農戶系統(tǒng)登錄權限,他們也可以登錄系統(tǒng)查詢機車作業(yè)費用,當發(fā)現(xiàn)預存費用不足時,能夠及時繳存費用,通過核算費用的方式,還能反映出農戶機車作業(yè)盈虧情況。
2.7農田作業(yè)進度統(tǒng)計
當作業(yè)區(qū)的管理人員將機車作業(yè)的進度、機車作業(yè)的產量以及面積等信息錄入到農機管理數(shù)據(jù)庫中,在開放網(wǎng)絡環(huán)境下,企業(yè)的管理者以及基層工作人員就能借助上網(wǎng)設備登陸系統(tǒng),從而了解并掌握企業(yè)的農情實時情況,進一步制定相關農業(yè)生產發(fā)展戰(zhàn)略。
2.8農機管理網(wǎng)絡系統(tǒng)
農機管理網(wǎng)絡系統(tǒng)主要是將農機管理的各項基礎信息錄入到系統(tǒng)中,例如,農田地號、地質地貌、施藥施肥情況、適宜種植何種農作物、機車駕駛員作業(yè)優(yōu)勢、農機具的適用范圍等,從而使檔案管理工作網(wǎng)絡化。
2.9環(huán)境數(shù)據(jù)遠程采集
借助無線上網(wǎng)設備,通過外界的氣候條件以及計算機的統(tǒng)計與核算,就能了解并掌握農田區(qū)域中的自然環(huán)境,例如,氣溫、濕度以及空氣質量等,并整理數(shù)據(jù)資料,做成表格,針對需要進行保護措施的農田區(qū)域及時展開保護工作。
2.10機具田間作業(yè)標準系統(tǒng)
機具田間作業(yè)標準系統(tǒng)主要是將企業(yè)所有的農業(yè)生產的工具、機車作業(yè)標準數(shù)據(jù)以及使用方法錄入到系統(tǒng)中。這樣就能夠實現(xiàn)網(wǎng)上作業(yè)查詢,當管理人員與農戶登陸系統(tǒng)時,就能夠查看某一地號農田的作業(yè)標準,從而規(guī)范作業(yè),有科學根據(jù)地進行作業(yè),進一步提升農田產量、作業(yè)效率。
2.11 GSM短信群發(fā)系統(tǒng)
機車用戶一定要采取實名登記,并預留自己的手機號碼。通過GSM短信群發(fā)通信系統(tǒng)就能將各種農情以及農場的動態(tài)信息發(fā)送到機車用戶手機中,及時有效地將各項信息傳遞給各個農戶,實現(xiàn)了農機管理信息共享的目標。
2.12油料零件價格
通過構建油料零件價格系統(tǒng)后,機車用戶通過登錄系統(tǒng)后,就能獲取機車油料的型號、油料的供應區(qū)域、零部件的供應區(qū)域、油料不同型號的油價、零件所需的數(shù)量與規(guī)格型號等,從而便于機車用戶正確選擇油料、零件,使油料價格公開透明,給機車用戶們提供了最大的便利。
2.13農機運用經(jīng)驗交流
機車作業(yè)過程中總會出現(xiàn)這樣那樣的小毛病,企業(yè)經(jīng)過一段時間機車作業(yè)的經(jīng)驗積累后,統(tǒng)計出機車作業(yè)的常見故障,包括機車出現(xiàn)故障的癥狀、及時維修措施或應對方法等,將這些機車故障信息輸入到農機管理信息數(shù)據(jù)庫中,就能方便機車用戶們互相交流機車故障經(jīng)驗,促進交流。另外,農機技術人員將一些科學維護知識、技術方法以及經(jīng)驗輸入到系統(tǒng)中,從而提升機車用戶們的維修水平,降低機車維修成本,促進機車作業(yè)效率的提升。
2.14機車維護保養(yǎng)信息
機車使用過程中,會出現(xiàn)合理的損耗。企業(yè)有必要將各種機車型號的維修與養(yǎng)護知識、經(jīng)驗以及技術輸入到系統(tǒng)中,加大宣傳機車定期養(yǎng)護概念的力度。定期提醒機車用戶進行機車維修與養(yǎng)護工作。此外,還可以上傳一些常見的維修視頻,使機車用戶能夠更直觀、清晰地了解并掌握維修技術,從而提升維修與養(yǎng)護水平。
3結語
綜上所述,根據(jù)相關實驗數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn),數(shù)字化指揮調度系統(tǒng)不僅能夠實時監(jiān)控農機車的運行動態(tài),利用互聯(lián)網(wǎng)統(tǒng)計機車作業(yè)進度、核算作業(yè)的工程造價費用,改變傳統(tǒng)的農機管理方式,從而逐步向網(wǎng)絡化、數(shù)字化、科學化的農機管理作業(yè)轉變,進一步適應現(xiàn)代化科學技術與農業(yè)生產發(fā)展的形勢。
參考文獻
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