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文档简介
农业信息技术目
录第一讲
农业生产与信息技术第二讲农业信息化技术概述第三讲
农业数据库及管理信息系统第四讲
农业专家系统第五讲
农业模型第六讲农业遥感技术第七讲
精确农业与GIS、GPS第一讲
农业生产与信息技术提
纲一、农业生产与农业信息二、农业现代化与信息化三、新农村建设与信息技术(一)农业生产的结构性(二)农业生产的阶段性(三)农业生产的层次性一、农业生产(一)农业生产的结构性大农业结构农业产业再加上为农业服务的其他部门如 农业行政管理、农业科研、农业教育、农村建设、农业 金融等构成农业的总体。中农业结构种植业、养殖业再加上农用工业、农产品 加工工业、农产品及其加工产品的商业。小农业结构 指种植业和畜牧业(二)农业生产的阶段性产前:生产的准备阶段(包括农业生产资料、生产环境、生产技术等的确定)产中:农产品的生产过程阶段(包括农业生产的实时预测、生产过程判断、生产技术的数字化安排与实施过程)产后:农产品的销售与增值过程(农产品的流通与交换方式)(三)农业生产的层次性第一层次:品种结构层次第二层次:粮经结构层次第三层次:种养结构层次第四层次:农业产业结构层次第五层次:农村产业结构层次农业生产与农业信息问题农业生产的每个阶段均包含着丰富的信息,通过信息技术改造传统农业,已成为农业发展的方向。二、农业现代化与信息化(一)政策背景(二)现代农业的基本特征(三)现代农业生产的特点(四)现代农业需要解决的问题(一)政策背景《中共中央 国务院关于进一步加强农村工作提高农业综合生产能力若干政策的意见》2004信息化:服务体系《中共中央 国务院关于促进农民增加收入若干政策的意见》2005信息化:加强农业信息化建设(加快…信息技术的研究,电子商务
)《中共中央国务院关于推进社会主义新农村建设的若干意见》2006年信息化:要积极推进农业信息化建设,充分利用和整合涉农信息资源,强化面向农村的广播电视电信等信息服务,重点抓好“金农”工程和农业综合信息服务平台建设工程。《中共中央国务院关于积极发展现代农业、扎实推进社会主义新农村建设的若干意见》2007年现代社会(水利化、机械化、信息化)《中共中央国务院关于切实加强农村基础设施建设,进一步促进农业发展农民增收的若干意见》2008年强调:提出要走中国特色农业现代化道路。(1)生产程序机械化:★人少地多的发达国家:农业机械向大型、宽幅、高速联合作业★人多地少的发达国家:农业机械向小型方向发展。(2)生产技术科学化:如生物技术、信息技术、核技术等高新技术在传统农业中得以应用。(3)生产过程高效化:即劳动生产率、土地生产率、资源利用率、经济效益为现代农业的衡量标志。(二)现代农业的基本特征产供销加社会化:即农业生产实现产业化发展模式。农业主体知识化:即农业生产中的知识含量和生产经营者的素质不断提高。农业生产与管理过程的信息化。欧洲的现代农业以精细管理与生态安全为核心的大田种植业以空间信息技术为核心,旨在实现精确、集约、节约、高效、优质、可持续。土壤电导率测定仪与GPS全球定位系统连接,推测土壤有机质等的含量。大型自走喷灌设备35-40公斤/平方米6个工人,8万平方米专家系统作物模型环境模型3个工人,600亩地,3000头猪,100头奶牛(三)现代农业生产的特点是包括产前、产中、产后三大领域的大产业;采取技术密集型的集约化生产方式;现代农业经营以市场为导向;现代农业的产品拥有统一、规范的标准;现代农业的参与者是知识型劳动者。(四)中国现代农业需要解决的问题分散性---全国2.6亿个农户;时空的变异性;灾害的突发性;市场的多变性。三、新农村建设与信息技术(一)建设社会主义新农村产生的背景(二)新农村建设的目标(三)新农村建设对信息化的需求(一)建设社会主义新农村产生的背景1.1992年,经济发展与农村流动人口增加,农村问题突显。1999年,北京大学林毅夫教授提出“新农村运动”概念。--农村自来水化、电气化、道路网为核心的基础设施建设2001年,重视“三农”问题,理论界提出“公平与效率”谁为先的问题.2002年,“十六大”正式提出全面建设小康社会2003年,十六届三中全会--“科学发展观”2004年,十六届四中全会提出了新的执政理念--构建和谐社会。2.2005年党中央强调“建设社会主义新农村是我国现代化进程中的重大历史任务”3.社会主义新农村建设的理解新农村运动(国外)+新乡村建设试验(国内)+N个缓解三农矛盾的基层经验(地方)=“建设社会主义新农村”建设社会主义新农村既是执政党长期以来不断完善的执政理念,同时也是中国知识分子理论联系实际的本土化认识过程。(二)新农村建设的目标建设社会主义新农村,全方位推进农村的物质文明、精神文明、政治文明和生态文明建设,从根本上解决“三农”问题:社会主义新农村建设目标:生产发展、生活宽裕、乡风文明、村容整洁、管理民主。(三)新农村建设对信息化的需求1.需要信息化技术促进农业经营市场化进程★现代农业生产迫切需要农业经营的市场化标志:商品率和货币化程度现状:商品率60℅和货币化程度★现代农业要求把农民的大部分经济活动被纳入市场交易之中★当前农业生产中,农民急需了解和掌握市场信息对240位农民调查,对市场信息的需求共有232人;对农业生产和科技信息需求的190人;对农业政策法律法规信息和专家咨询信息分别有178人和112人。2.需要利用信息化手段实现农业标准化与规范化生产★农产品的规格化、标准化是现代农业的基础★国际贸易壁垒,急需我国农业生产标准化与规格化我国至今约有90%的农产品受到绿色壁垒的限制和影响。2004年我国农产品出口贸易损失额达40.6亿元★农业标准化的模式:龙头企业带动模式,包括“公司+农户”、“公司+基地+农户”、“公司+合作组织+农户”等类型。3.需要利用信息化技术实现精确化生产★规模化是实现生产发展的重要形式。★先进的科学技术是现代农业规模化发展的先导和动力。★新疆生产建设兵团采用信息技术,目前职工棉花承包定额由35-40亩/劳力提升为250亩/劳力,效率提高6倍多。★在北京市推广“863”计划“专家系统”后,肥水资源利用率提高8%~10%,作物单产提高8%~10%,生产成本降低5%~7%,科技贡献率达到了60%左右。★烟台地区在莱山推广樱桃裁培智能专家系统,增产8-10%,降低成本5-10%,效益增加35%,带动了数万果农致富。河南省:三门峡建成了市有中心,县有平台,乡有信息站,村有信息员的较为完善的信息服务体系。全省18个省辖市和141个县级部门都建立了农业信息网。全省有计算机上网的行政村2971个,其中272个行政村建立了自己的网站,有计算机并上网的农民经纪人4535人,其中建立个人网站的385个。许昌市90个农业乡镇建立了乡级花卉苗木信息服务站,有40多个花木经纪人建立了自己的网站和网页,有2800多花农家里装上宽带网。每年销售达18亿元。4.利用网络技术实现农业经济一体化管理★现代农业是包含产前、产中、产后一体化经营的大农业。★产前领域,包括农业机械、化肥、水利、农药、地膜等;★产中领域,包括种植业、林业、畜牧业和水产业等;★产后领域,包括农产品产后加工、储藏、运输、营销及进出口贸易技术等。★从全国来看:现代农业链条上有5万个龙头企业,17万个农村合作及中介组织,95万经营大户,240万农民经纪人。★前期的资源配置和优化,中期生产的数字化、智能化和精准化,产后的流通与销售都离不开信息网络的支持。★管理信息化以及服务网络化已经发挥出越来越重要的作用5.利用信息技术提升农民的知识化水平★包括:具体技术培训和劳动技能培训。★河南网通首先在民权县试点建设接入网,将农村党员远程教育网、兴农网、小学远程教育网和金牧阳光网合一,给全县农民提供丰富的科技文化信息。★采取信息化的远程教育手段易推广、见效快,事半功倍。数字农村6.新农村信息化❏生产发展镇域经济村域经济工业园区一二三产业镇办企业企业状况劳动力就业镇域经济管理系统农村经济管理系统招商引资项目管理系统工业园区综合管理系统商业管理信息系统企业综合管理系统劳动力综合服务系统生产发展❏生活宽裕通讯基础设施住房状况三率统计社会保障状况节能环保公共浴池农村购物环境农村信息化建设多媒体点播医疗卫生网上娱乐通讯基础设施新农村社会经济环境评价系统农村生产技术宝典农村生产决策与咨询系统卫生管理信息系统生活宽裕❏乡风文明公共安全管理公共安全设施村规民约文体设施素质教育培训技能培训课件素质教育课件学校分布智能社区乡风文明社会突发事件应急处理系统景观数字化管理系统旅游信息管理系统教育管理信息系统多媒体课件智能社区管理系统❏乡风文明-公共安全管理社会突发事件应急处理系统:■街道突发事件数据库建设■科技创安工程■突发事件应急处理系统❏乡风文明-素质教育培训以素质教育为依托,培育新农民。➢文化知识培训➢职业技能培训➢通过多层次、多形式的农民教育和培训,培育有文化、懂技术、会经营的新型农民。❏村容整洁道路硬化状况交通状况安全用水状况排水状况垃圾收集与处理状况清洁能源使用状况绿地状况农村改厕公共照明规划管理系统基础设施管理系统农村基础资源采集系统村容整洁❏村容整洁-农村改厕对农村户厕、公厕按照“统筹规划、布局合理、整洁美观、特色鲜明”的特点,采用GIS和网络技术完成户厕及公厕的规划与展示。❏管理民主政务公开财务公开支部建设村委建设制度建设综合信息门户多媒体触摸屏系统综合信息服务系统农村管理信息系统社区管理信息系统管理民主结论信息存在于农业生产的各个环节和过程信息化是推动农业现代化发展的重要手段信息技术是破解新农村建设瓶颈的一把金钥匙。思考题1.什么是农业?现代农业的基本特征?新农村建设对信息技术有何需求?第二讲农业信息化技术概述提纲一、信息、信息科学、信息技术和农业信息的概念二、农业信息技术的涵义及其作用
三、国内外农业信息化技术发展概述一、信息、信息科学、信息技术和农业信息的概念(一)信息的概念1什么是信息?信息就是人与人、物与物、人与物之间相互交换的情报或消息、政策与法规、计划或规划、命令或密令、市场价格、产品营销、论文著作、调查报告,以及地物的空间数据、属性数据及其电磁波信号等所有的消息情报和信号;以及通过信息的获取交换和思维加工后,产生和获得新的信息和认识。对信息两个方面的理解:信息在客观上是反映某一客观事物的现实情况。信息在主观上是可以接受和利用的,并能用来指导人们的行动。广义的信息定义泛指人类社会和自然界中的普遍属性,及其相互交换等物质形态和运动形式的表达。是人类社会的发展和事物的存在方式、运动状态、相互关系,以及这种存在方式、运动状态、相互关系的直接或间接的表示。概括地说是人类社会(社会信息)和自然界中(自然信息)所有的物体与现象以各自的表达形式,通过多种信息源的方式,在时刻不断地产生或相互交换的情报。2.信息的形态数据:是指电子计算机能够生成和处理的所有事实、数字、文字、符号等。文本:指书写的语言—书面语。声音:是指人们用耳朵听到的信息。图像:是指人们用眼睛看到的信息。信息的功能处理功能;储存功能;传输功能。4.信息的特征(1)可度量;(2)可识别;(3)可转换;(4)可存储;(5)可处理;(6)可传递;(7)可再生;(8)可压缩;(9)可利用;(10)可共享。(二)信息科学是以信息论、控制论、系统论和哲学的基本理论为基础,以信息为研究对象,以计算机科学、电子学与半导体微电子学、光子学和电子学、航天航空科学,以及近代数学等高新技术为支撑,研究信息的产生、获取、存储、传输、处理、使用及其运动规律的科学。是运用现代高新技术研究自然界和人类社会活动中的信息流的科学。是研究信息、认识信息和利用信息的科学。(三)信息技术是运用计算机技术、通信技术、控制技术和信
息安全技术等,对信息进行获取、存储、处理、通信、显示及应用的技术。是一门具有知识高度密集、综合性很强的技术。(四)农业信息1.农业信息的特点普适性地域性周期性和时效性综合性滞后性准确性普适性如某种农作物栽培技术信息、农产品市场信息、土壤改良技术信息、作物或畜禽疫情信息等。(2)地域性不同的区域在地形地貌、土壤类型、气候状况、主要作物种类、土地利用类型、水资源状况等是不同的由于微地形的变化和农业投入水平不同,地块之间甚至是地块内作物的产量存在着显著的差异。(3)周期性和时效性农业信息大体以生物的一个生育期为一个周期,每个生育期又可分为不同的生长阶段,这些生长阶段具有固定的时序特征。农业信息是一种动态的信息,现时性极强。超过时
限的信息不仅价值降低,而且有可能是完全错误的。(4)综合性农业本身是复杂的综合系统,农业信息很多是多门类数据综合的结果。如土壤信息包含土壤类型、土壤物理信息(质地、土壤水、耕性等)、土壤化学信息(pH、有机质含量、氮磷钾含量等);农业信息的关联性较强,一个信息往往直接或间接地与多个信息相关,一个信息通常是多种信息的综合。如作物长势信息实际上是土壤、气候、农田管理等信息的综合体现。(5)滞后性土壤施肥点周围的土壤和作物体内营养元素浓度的变化,往往具有明显的滞后特征。(6)准确性
信息数据准确性要求是生命科学的一个重要特点。作物叶面温度与周围空气温差超过正常值的0.2℃就视为异常,土壤pH超过某种作物适宜值的0.4,该作物就难以生存。2.农业信息的类型按信息的产生和作用机制而论,把农业信息分为农业自然信息和农业社会信息两大类。农业自然信息指自然界中的各种与农业活动相关的信息,以及人类所生产的物质所产生的信息。–生命信息:作物生长信息、作物种类、生态适应性等;–非生命物质存在与运动信息:土壤、气候条件、水文;–生命物质和非生命物质之间的作用信息:作物和土壤之间的养分循环。农业社会信息指人类各种活动所产生、传递与利用的信息。包括:农村社会和经济信息:农业人口变化、科技教育普及程度、农民收入水平、乡村道路建设、能源、通讯、医疗保健、社会保险状况农业市场:农业生产资料和农产品市场信息农业管理
农业生产技术:栽培技术、诊断施肥技术、病虫害防治技术等农业科技教育3.农业信息化信息化在其发展过程中,作用于社会各方面。如社会信息化、经济信息化、农业信息化、家庭生活信息化等。农业信息化是农业发展的最高阶段。是指在农业生产、分配、交换、消费四个环节中利用信息技术,促进农业生产的优质、高产、高效、生态与安全发展,实现农产品市场竞争力增强、农业增效、农民增收。省、县共享网络平台人工坐席服务平台构建1、客户拨打电话2、坐席员接听电话3、输入查询关键字4、从数据库中搜索信息database5、提取客户需要的信息database6、发送信息到客户电话自动语音导航电话1会员用户1人工服务2种植技术
3养殖技术1人工服务2普通用户1技术咨询服务2专家会诊服务1作物
1小麦、2玉米…2果树
1核桃、2荔枝…
3蔬菜 1黄瓜、2白菜…1畜牧
1猪、2鸭…多渠道、多手段的信息服务4.农业信息化的范畴★农业资源与环境★农业生产与管理★农产品的销售★农业生产资料及农产品市场★农村社会与经济★农业科技、农业教育和农业政策法规等5.农业信息化的内容-从生产层面农业基础设施装备信息化农田基本建设信息化和自控化;农产品的仓储监测、调节和控制系统自动化;畜禽饲养环境的测控和操作自控化。农业技术操作全面自动化农作物栽培管理的自动化农作物病虫害防治信息化和自控畜禽饲养管理的信息化和自动化。农业经营管理的网络化农业生产信息化减少农业生产不稳定性农作物品种栽培技术环境(水土气)病害农业信息化的内容-从领域层面:农业信息化农业资源、环境信息化农业科技信息化农业管理信息化农业生产资料市场信息化农业生产信息化标准化系统外部接口系统农产品市场信息化农业教育信息化农业社会、经政策法规济信息化安
全6.农业信息化技术水平的衡量农业信息资源的开发利用农业信息资源包括自然资源信息和社会经济信息两大类
农业信息资源开发利用的现有模式:自上而下模式、民间经营模式、联合经营模式、集约经营模式农业信息资源开发利用中存在的问题
1)信息规范化、标准化程度差农业信息资源数据库建设缺乏系统规划农业信息资源开发与利用地区发展极不平衡农业信息产品的供给与需求脱节农业信息资源管理滞后(2)农业信息网络建设00年1月01年1月02年1月03年1月04年1月05年1月06年1月用户(万)8902285387059107950940011000www网站(万个)1.513526.540527.710037.100059.555066.890069.4200主机(万台)35089212542083308941604950CN下域名数(万)4.869512.209912.731917.900034.004043.2077109.6924国际出口带宽总量(M)35127997597.593802721674429136106农业信息基础设施建设现状到2005年2月,我国固定电话达到31967.5万户,其中城市电话用户21623.9万户,农村电话用户10343.6万户,占总数的比重达32.4%到2004年底,81%的地级和38%的县级农业部门建立了局域网,83%的地级和45%的县级农业部门建立了农业信息服务网站,75.9%的县建立了信息服务平台,全国80%的乡镇信息服务站有计算机并且已上网➢我国Internet发展现状目前我国信息网络建设存在问题:我国农村信息网络存在的最主要问题是东西部地区网络建设不平衡和城乡差距大农业网站发展本身还存在许多问题,表现在:◆网站总体规模小,分布不均衡;◆网站信息重复现象严重,实用性差;◆设计不够精细,信息内容缺乏多样性;◆信息的时效性差,信息内容单调◆经费投入不足等(3)农业信息技术应用建起了一批农业综合数据库和各类应用系统,辅助农业管理者进行生产管理;国家科技攻关及863计划展开研究,把实用的农业信息技术向生产者提供服务;部分科研院所开始探索计算机视觉及图像处理技术在农业领域的应用(4)农业信息产业发展农业信息产业的界定:利用计算机硬件、软件和通信技术对农业信息进行收集、加上处理、分析研究、提供信息产品和信息服务的相关产业的总称,是一种行业性的信息产业农业信息产业化过程中的信息分类:公益性、商业性信息我国农业信息产业主要趋势:信息技术在农业行业的广泛应用、系统集成服务仍将是农业信息产业的主要组成部分、农业中文信息内容服务业将有大的发展。(5)农业信息人才农业信息化人才:指掌握信息化技能和知识,传播信息技术,推动农村信息化建设的人才农业信息人才分类:农村信息化管理人才、农业信息资源开发与利用人才、农业信息技术研究和推广人才、农村信息化普及人才农业信息人才现状:一是管理人员不懂技术,信息化知识更新缓慢;二是农业信息技术专门人才匿乏,开发能力不强;三是信息分析人员严重不足;四是基层信息服务人员整体素质不高。(6)农村信息化外部环境主体行为分析政府:调节目标失当、价值判断标准模糊;调控引导行为欠优化;决策机制不完全农民:整体文化素质较低;对信息的市场意识差制度因素分析正式制度因素:政策环境因素;法规环境因素非正式制度因素:落后的意识形态和价值观念;畸形的文化消费观念;等、靠、要的小农思想应用障碍分析农业生产规模小,农民不可能有强烈的市场意识,对信息依赖程度较低,很难实现信息化;农业产业化程度低,难以形成正常的信息需求7.中国的农业信息化水平(2002)资源开发利用网络建设信息应用产品与服务信息人才资源信息化环境45.2930.16位次23211637.12
65.89
53.78
13.43
21.8642.02
66.23
41.67
6.45
19.7420
24
23中国省域农业信息化水平现状(2007)区域序总指数子项指数号数值农村信息资源农村信息基础设施农业信息技术应用农业信息产业农村信息人才农村信息外环境序号数值序号数值序号数值序号数值序号数值序号数上海1259.152406.944154.652286.268109.832212.41141北京2247.031418.186141.253253.26994.891425.00316广东3173.974137.477132.91306.004195.288130.06412河北4159.161291.068128.451574.791390.723196.531585浙江5153.926129.001234.15188.791671.944152.35612江苏6151.473156.293178.454219.211573.6710101.53216山东7135.157114.121494.26167.892258.332352.59512福建8129.471095.945144.51286.89384.061198.181010湖北9109.198112.9410112.051190.471378.615143.24811天津10109.121390.181879.857156.951864.176140.88712黑龙江1193.741871.942213.551477.792635.941967.242274辽宁1292.39103.591785.058129.742060.332065.82910山西1391.961482.479120.21861.211191.569114.061880湖南1487.531963.712168.551380.376181.332940.121292吉林15871772.0612104.751672.002453.947140.241680河南1685.932159.712662.21770.215189.562547.941390重庆1785.541192.5913103.32058.951281.391291.351488.四川1883.372060.352860.1510100.637156.002256.652567.陕西1983.212356.882076.159101.371093.221390.121780.海南2077.365131.591592.252547.681960.392158.822374.安徽2168.881578.241977.651960.162157.282448.121192.江西22672259.4116902250.952354.721475.352469.内蒙2364.552553.7111106.52741.742832.501573.292175.甘肃2458.032837.652761.852448.792255.171770.531975.广西2556.211675.762267.852152.322733.223039.882667.新疆2655.022936.942365.92645.321474.562645.122761.云南2754.822745.122465.22350.632540.561671.002855.宁夏2852.272649.762562.252938.891769.942841.003051.贵州2948.572454.712946.22841.263027.611868.882954.青海3042.683030.883043.23038.792928.002742.182075.西藏3126.683128.293126.93131.58313.563137.473132.全国平均99.6999.92100.00101.0093.6298.099.90二、农业信息技术的涵义及其作用(一)农业信息技术的涵义农业信息技术是以农业科学与电子信息科学为基础,以近代数学、航天技术和计算机技术为支撑,以农业生产活动信息为对象的信息采集、综合处理、解译分析和结果输出等的技术过程。
相关的技术有传感检测、数据库、通讯、网络、图像处理、地理信息系统、遥感、自动控制、优化模拟、机器学习、知识发现、虚拟现实、机器人等等。(二)农业信息技术的内容及分类1、基础农业信息技术–农业“3S”技术、农业网络技术、农业数据库技术和农业多媒体技术等,–其功能主要是以不同手段和方式提供动态信息,支持农业决策研究。2、智能化农业信息技术–农业系统模拟模型、农业专家系统、农业决策支持系统等。–其功能主要是目标、动态、定量与优化决策。–它涵盖了农业科学、系统科学以及计算机信息技术,具有整体性反馈控制优化和动态定量决策的特点。(三)农业信息技术的基本特征农业信息技术的高投入性特征农业信息技术的知识渗透、交叉和开放性特征农业信息技术的高效性特征农业信息技术的经济扶贫性特征农业信息技术的对农业生产、经营和分配方式的多样性特征(四)农业信息化的特征网络化综合化全程化(五)农业信息技术的作用1、 农业信息技术是一场技术革命在近代世界农业发展史上,大致经历了三次比较引人注目的农业技术革命:以拖拉机等农机具为标志的农业机械技术在农业上的广泛应用;以现代遗传学理论、化学肥料、有机农药为标志的生物和化学技术在农业生产中的应用;生物技术与农业信息化技术为标志的高新农业技术革命的蓬勃兴起。2、农业信息技术是农业可持续发展的需要可持续发展需要科学、合理的技术支持。农业信息技术是实现农业可持续发展的加速器。农业信息技术将在农业资源、生态和生物系统的模型与模拟,农业环境信息的快速获取、传送与处理,空间信息技术的农业应用,农业装备的智能控制,农业信息系统的集成与网络服务,精确农业等几个方面推动农业的可持续发展。3、农业信息技术对农业生产和农业经济的巨大作用信息技术直接应用于农田或农业生产的高效管理和风险评价获取巨大经济效益;信息技术应用于农业市场体系中,可以产生如电子商务等的新的农业市场。信息技术应用于农村社会环境,可以通过电信、远程教育等措施显著改善农村生活水平。信息技术应用于农业环境资源管理,作为资源的高效与合理利用的工具。促进农业生产结构调整和升级。促进农业科学技术及成果的迅速推广、普及和应用。对劳动力的就业结构、农民生活方式及新兴产业的兴起产生影响。加快农业市场体系的发育。有利于促进农业产业化经营。总之:农业信息技术的作用一是科学决策:包括对上-宏观决策、对下-微观决策。二是富农:包括服务内容、服务模式、服务机制等。三是改造和提升传统产业,促进生产力发展。要通过信息化建设改变传统生产力的手段、工具和对象。遥感技术全球定位技术地面监测技术信息采集技术信息存储技术(数据库技术)(网络)信息传输技术(网络)信息传输技术空间分析技术人工智能技术专业模型技术信息处理技术模拟模型技术虚拟现实技术辅助表达技术信息模拟技术计算机技术(六)农业信息技术体系1、信息存储技术:农业数据库系统–数据库系统(Database
Systems)是一种能有组织地和动态地存储、管理、重复利用一系列有密切联系的数据集合(数据库)的计算机系统。–利用数据库系统可将大量的信息进行记录、分类、整理等定量化、规范化处理,并以记录为单位存储于数
据库中,在系统的统一管理下,用户可对数据库查询、检索,以快速、准确地取得满足不同需要的各种信息。1、信息存储技术:管理信息系统(Management
InformationSystems,缩写
MIS)–是收集和加工系统管理过程中的有关信息,为管理决策过程提供帮助的信息处理系统。是根据管理目的而建立,在数据支持下可
以进行事务处理、信息服务和辅助管理决
策。2.信息采集技术包括“3S”技术(遥感技术和全球定位技术)和地面各类调查和、地理信息系统技术自动监测技术,及田间
快速测定技术等。遥感技术(Remote
Sensing
Technology):–是指把传感器获得的目标物体或自然现象的信息信号(以图像或数字表现形式),通过一定的数据处理和分析判读,来识别目标物体或自然现象的技术方法。作物长势及其空间差异看起来并不十分明显的异常区杂草识别与控制高光谱遥感以其图谱合一的特点可以为精准农业提供丰富的作物生长发育与定位信息。它根据作物的光谱反射或发射特性,来动态监测作物的长势、预防和控制病虫害的发生、评估农作物的品质和产量,以及完成作物的生物物理、生物化学成分定量分析等。2、信息采集技术地理信息系统(
GIS:GeographyInformation
System)是在计算机硬、软件系统支撑下,对整个或部分地球表面空间中有关地理分布数据进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述表达的技术系统。全球卫星定位系统(
GPS:
Global
PositionSystem)是美国国防部自20世纪70年代开始研制的新一代卫星导航和定位系统,到1994年,24颗GPS卫星组成了实用的运行系统。与全球定位系统相似的还有俄罗斯的GLONASS。欧盟和日本等也正在研制。4.信息传输、模拟与处理系统:计算机网络技术(Computer
Network
Technology)指以共享资源为目的,利用现代通信手段将地域上分散的多个独立的计算机系统、终端数据设备与中心服务器、控制系统连接起来,对网上信息进行开发、获取、传播、加工、再生和利用的综合设备体系。多媒体技术(Multimedia
Technology)就是利用计算机技术把文字、声音、图形、图像等多种媒体综合为一体,使之建立起逻辑联系,并能进行加工处理的技术。4.信息传输、模拟与处理系统模拟模型技术(Simulation
and
Modeling
Technology)运用系统学原理,联系事物的发生和演变的动态过程,通过计算机运行模型,建立可用于实践性描述结果的技术。农业专家系统与决策支持系统是基于人工智能的原理和方法,利用已知的农业生态系统中“生物一环境一措施”之间的关系,及时作出管理决策,以调控生物的生长发育,获得高产、优质、高效。RadiationTemperatureRainIrrigationTranspirationEvaporationDrainageCapillary
riseUptakeH2OLeachingImmobilisationMineralisationC
&
NUptakeFertilizatConceptual
model
of
crop-soil
system5.农业信息网络化服务与电子商务市场体系建设《中国21世纪议程》指出:到2000年初步形成一个信息量丰富,可以广泛使用的可持续发展信息网络。目前,网络在信息农业中占有重要地位。“要想快致富,网上来漫步”。信息农业中,基于网络和多媒体技术的农业技术服务推广体系占推广渠道的主导地位。如:/农业信息化技术的发展过程农业数据库技术人工智能作物生长模拟3S技术精准农业技术信息技术的不断发展管理信息系统、农业模型系统专家系统、决策支持系统在农业领域的广泛应用三、国内外农业信息技术的发展(一)国外农业信息化发展概述20世纪50-60年代,主要是利用计算机进行农业科学计算;20世纪70年代工作重心是农业数据处理和农业数据库开发;
20世纪80年代,特别是90年代初以来,研究重点转向知识的处理、自动控制的开发以及网络技术的应用。–目前美国,美国的农业信息化强度已高于工业81.6%,欧美国家的农业信息化技术已进入产业化发展阶段。(二)国内农业信息化发展概述我国农业信息化经历了起步、较快发展及综合应用与农业信息化三大阶段。起步阶段(20世纪80年代初至90年代初):主要集中在计算机在农业中的应用、多媒体的研制和开发以及作物模型与智能化管理系统等领域。较快发展阶段(90年代初到20世纪末),我国农业信息技术发展起步阶段的三个主要领域得到较快发展,计算机农业应用研究向智能管理系统、管理信息系统和决策支持系统应用研究方面深入。(二)国内农业信息化发展概述综合应用与农业信息化阶段(20世纪末以来):我国国民经济信息化和农业信息化计划、“863”高技术计划与科技公关计划都把现代农业信息技术研究和开发
列为优先领域,计算机农业应用、数据库技术的改进、农业信息网络的延伸、多媒体技术的研究和开发、作
物模型与智能化管理系统以及3S技术等相互渗透,形成了综合应用与农业信息化的潮流。(三)国外农业信息技术应用领域与现状1、用于农庄管理北美、欧洲、日本的农庄已普遍装备了计算机,用于行政和生产管理。据对美国的调查:1991年1995年作物农庄有计算机的比例:26.7%41.6%牛奶场有计算机的比例:25%46.8%2000年,日本有34%的农户使用了计算机,12.2%有农户使用互联网。农业信息技术的应用与年龄和效益调查:年轻农场主有70%装有计算机,40岁农场主是50岁农场 主的两倍;大学水平农场主是高中水平农场主拥有量的3倍;销售额50万美元以上的农场中,2/3有计算机;10万美 元以下的仅有18%。(1995年)(如美国加利福尼亚的YOLO县7000公顷的蔬菜农场,
共4人管理(农场主、秘书及两名技术人员),应用软件包括专家系统、决策支持系统,信息管理咨询系统等。2、信息管理系统应用相当普及,包括:(1)财务会计、业务分析计划管理等(2)畜牧和农作物生产跟踪(饲料配方、农情管理等)(3)专家系统用于生产管理(4)精确农业(Precision
agriculture)成为热点
(5)信息高速公路正向农村发展(6)卫星数据传输系统(提供降雨、径流、土壤温度、湿度、气候等数据)(7)设施农业的智能化和自动化(四)我国农业信息技术发展的未来1、中国农业信息化水平比较(1)信息获取途径分析:(,)英国亲友推广行为报纸广播电视计算机88-8917.528.2811.9911.5中国电视收音机亲友广播会议组织行为93年74.360.738.420.711.53.6(2)工农业信息化的差距美国农业信息化强度较工业高81.6%,而中国农业信息化较工业低288.9%。中国农业信息化指数从单项到综合,从“RS+GIS+GPS”技术到
“RS+GIS+GPS+ES+MS”技术;虚拟技术及其数字农业标准化设计成为重要发展方向;强化农业信息网络建设,实现农业产前、产中和产后信息技术的结合;农业信息技术产业化;农业信息传播模式和农业信息采集途径研究,推动农业技术推广模式的改革;食品安全实时监控,实现农业无害化生产。2.农业信息技术发展的未来前景与趋势农业信息化信息农业数字农业虚拟农业精确农业农业信息化工程信息农业
以农业信息科学为理论指导,以农业信息技术为工具支撑,用信息流调控农业活动的全过程,以信息化为目标的现代农业产业
信息农业的发展重点是以信息化关键技术为基础,构建农业信息管理系统,农业信息服务系统,农业产业管理系统,农业电子商务系统等农业信息化支持平台与应用系统
进一步开发实现多源信息交换与共享,快速综合查询及传输,为农业科研、生产和农业信息化服务提供数据支持和应用平台数字农业数字农业是基于数字地球技术在农业上的应用而提出来的技术思想依托数字地球的标准和规范框架,综合运用计算机技术、地学空间技术、网络通讯技术、电子工程技术等数字化技术通过农业信息获取、处理、加工、传播和利用的数字信息化过程,实现对农业所涉及的对象和全过程进行数字化和可视化的表达、设计、控制、管理数字农业的研究内容主要包括农业基础数据库系统、农业监测系统、农业预测系统、农业设计与调控系统等虚拟农业
虚拟农业是虚拟现实(Virtual
Reality)技术向农业领域的延伸和发展,体现了可视化技术与数字化模型的高度集成
以三维可视化的方式对农业信息进行组织、管理和表现,逼真地再现条件变化对农业系统行为的影响,帮助人们进行有预见性的科学决策,采取合理的措施,使农业系统行为按照人类需要的方向发展
虚拟农作的发展热点是农作生长系统的可视化显示与设计,以植物生理生态模型和形态建成模型为基础,以植物与环境的动态关系为主线,以虚拟模型为可视化手段,建立生理功能描述与形态结构展示于一体的可视化植物生长系统与虚拟设计平台精确农业
精确农业的原理是按田间每一操作单元的具体条件,精细准确地调整各项土壤和作物管理措施,最大限度地优化各项农业投入,以获取最高产量和最大经济效益,同时保护农业生态环境
精确农业的核心是农作管理的空间差异分析和精确化控制,需要综合应用农田信息获取、空间信息管理、农作系统模拟、管理处方生成、智能机械控制等关键技术,建立综合性数字化精确农作管理与控制平台,实现农业生产系统监测、预测、设计、管理、控制的数字化、精确化、科学化
精确农业将重点研究和发展先进的田间变量信息采集、传感与应用系统,农田信息处理与管理决策系统,低价位农用DGPS产品及应用技术,农用变量作业机械控制系统等人工采集田间状态图农田对策图作业指令集ICS农机常规操作处方图RS自动信息采集前GPS3S
GIS集成传感技术信息处理决策生成指令生成决策实施后3
ESS
SS集DSS成精确农业的技术路线图农业信息化工程是农业信息技术服务于农业产业的重要环节和应用形式
在信息农业关键技术研究的基础上,面向特定目标和应用领域,将农业信息技术组装集成,建立各种实用农业信息管理与决策支持系统
构建农村信息化关键技术和服务平台,如多媒体农业知识传播系统、农情信息发布和预测预报系统、农需品和农产品市场信息与物流服
务系统等
研发基于农情信息服务、农业生态区划、农业产业结构、农业基础设施、农业生产管理、农业电子商务的农业产业信息化技术平台与应用系统
开发低价位、多功能、易使用的个人电脑(PC)、手持式电脑(HPC)、个人数字助理(PDA)、电视机顶盒等不同类型的信息终端农业信息工程技术
梅方权主编河南科学技术出版社,2000.12薛亮,方瑜等著 京化出版社,1998.2农业信息化农业信息检索与利用
陈宝,王滨涛主编 哈尔滨船舶工程学院出版社,1997.9孙中才著朱振道著刘金铜等著邝朴生等著田魁祥主编气象出版社,1996.5河南科学技术出版社,1991.10气象出版社,2002中国农业大学出版社,1999.9气象出版社,1999.12中国农业科技出版社
2009.02科学出版社
2006.09农业信息系统导论农业信息学概论精准农业概论精确农业基础精确农业研究农业信息技术导论农业信息技术农业信息学基础马新明主编李军主编曹卫星主编中国农业出版社
2005参考书步入21世纪的农业信息化:信息资源开发理论探讨赵苹著 经济科学出版社,2000.6思考题简述农业信息的特点与类型。试述农业信息技术的含义及其对现代农业的意义。简述农业信息技术体系的内容。国内外农业信息技术发展过程。第三讲
农业数据库及管理信息系统第一节
农业数据库一、农业数据库的概念二、农业数据库的类型三、农业数据库的特性四、农业数据库的发展五、农业数据库的设计六、农业数据库的应用一、农业数据库的概念1.数据库(Database)及其相关概念数据:描述事物的符号记录数据库:是指在计算机系统中,按照一定的方式进行组织、存储和使用的相关数据集合。数据库系统:是基于数据库的计算机应用系统。它包括了以数据为主体的数据库和管理数据库系统的系统软件DBMS,还包括了支持数据库系统的计算机硬件环境和操作系统环境、管理和使用数据库系统的人、方便使用和管理系统的各种技术说明书和使用说明书。数据库、数据库管理系统和数据库系统是三个不同的概念。数据库强调的是数据,数据库管理系统强调的是系统软件,而数据库系统强调的是数据库的整个运行系统。数据库系统包括了数据库、数据库管理系统、数据库管理员等多方面内容。数据库技术的发展2.农业数据库(DatabaseinAgriculture)是指把农业生产中出现的一些客观事件、事物或现象的有关信息,通过文字、符号或语言,按照某种方式进行组织存储和表达的数据集合.数据库系统的三级模式结构数据库系统的三级模式结构由外模式、模式和内模式组成。如图2-1所示。外模式:亦称为子模式或用户模式,是数据库用户看到的数据视图,它涉及的是数据的局部逻辑结构,通常是模式的子集。模式:亦称为逻辑模式,是数据库中全体数据的逻辑结构和特性的描述,是所有用户的公共数据视图,它描述的是数据的全局逻辑结构。内模式:亦称为存储模式,是数据在数据库系统内部的表示,即对数据的物理结构和方式的描述。★特点:实现数据共享。减少数据的冗余度。同文件系统相比,由于数据库实现了数据共享,从而避免了用户各自建立应用文件。减少了大量重复数据,减少了数据冗余,维护了数据的一致性。数据的独立性。数据的独立性包括数据库中数据库的逻辑结构和应用程序相互独立,也包括数据物理结构的变化不影响数据的逻辑结构。
(4)数据实现集中控制。文件管理方式中,数据处于一种分散的状态,不同的用户或同一用户在不同处理中其文件之间毫无关系。利用数据库可对数据进行集中控制和管理,并通过数据模型表示各种数据的组织以及数据间的联系。(5)数据一致性和可维护性,以确保数据的安全性和可靠性。主要包括:①安全性控制:以防止数据丢失、错误更新和越权使用;②完整性控制:保证数据的正确性、有效性和相容性;③并发控制:使在同一时间周期内,允许对数据实现多路存取,又能防止用户之间的不正常交互作用;④故障的发现和恢复:由数据库管理系统提供一套方法,可及时发现故障和修复故障,从而防止数据被破坏二、农业数据库的类型按内容分为:综合性和专题性两种;按地域范围:世界级、国家级、地区级和农场级4种水平;(一)农业资源数据库:可细分为:把国家的水土资源进行科学归类形成的包括植物、动物、昆虫、微生物的整个是育种工程的重要保证。人力资源是资源中最重要的组成部分。地理资源数据库资源库。种质资源数据库生物群体。基因资源数据库人力资源数据库
(二)农业技术数据库从科研到科普、从种植到养殖再到市场等农业产业化的全过程的技术。主要包括农业栽培技术、农业养殖技术、农副产品加工技术、农业资源综合开发利用技术、专利项目等信息。(三)农业统计数据库的类型企业与产品数据库从企业到产品,再从产品到市场的信息链。生产信息统计数据库农业产业生产过程中产生的大量数据。农业气象资料数据库为农业生产服务提供的天气现象记载。
(四)农业生产数据库农业类生产数据库可细分成以下两数据库:企业与产品库和农业市场信息库。(五)农业政策法规数据库(六)相关行业信息数据库该类数据库包括相关行业的生产动态、供需情况、技术发展等信息,农民可以通过分析这些行业对农业发展趋势的影响制定相应的对策。三、农业数据库的特性数据库要具有相当规模。数据库中的数据具有可重复利用性,重复使用不会发生损耗。数据库中的数据要具有可用性、准确性。数据库要有集成性、多种形式化。数据库可作为一种资源,可为公众共享或一定范围内的使用者分享。数据库可以动态的增删内容,进行有效的维护。数据库具有促进、加快大量信息传播的功能。农业应用的主要数据库类型1、大型关系数据库主要使用的产品有SYBASE、ORACLE,采用Client/Server结构,支持多用户查询,主要应用于科技文献管理、科技项目管理等。2、小型关系数据库
主要使用的产品有DBASE、FOXBASE、
FOXPRO、ACCESS,运行在单机上,由各个职能部门使用,数据基本上不共享,主要应用于各部门内部管理,如人事档案、工资发放、固定资产、业绩考核等系统。3、全文检索型数据库 主要使用的产品有TRS全文检索系统。建立农业数据库的要求1、安全
在数据处理系统的选型方面要注意安全,要注意黑客和国家资源机密的无意识泄密。2、系统
一个国家、一个行业、一个地区和企业在建立数据库的时候要考虑到系统性、整体性、连贯性、减少资源和财力的浪费。假如国家建国家的,地方建地方的,这样会导致资源的严重浪费,目前我国农业信息化的主要问题就在这里,一条相同的中文信息能在几十个或几百个站点出现。3、全面
信息上要全面系统,有行业特征和区域特征,不能盲目扩大数据库的收录范围和对象,影响数据库的建库质量。4、准确对录入信息的准确率是数据质量的又一重要指标,没有准确性也就失去利用的价值,在大量信息的情况下,保证信息的准确性是建库的难点所在。5.方便向用户提供多种检索方式的选择,满足用户的不同需求,在数据库升级方面也要考虑周到,如对将来的更新换代和功能扩充的需要。四、农业数据库技术发展趋势1、分布式数据库目前分布式数据库系统主要应用在证券交易和银行清算系统中。(分布在多台物理地址服务器上)2、多媒体数据库(视频等多媒体存储的方法)3、面向对象数据库(ODBC)4、进一步适应Internet发展(基于web
service的数据库存储的中间件)国际农业数据库开发现状国际上四个重要的农业数据库★由FAO创办的AGRIS(Agricultural
InformationSystem for
Agriculture
Science and
Technology
)1975年创建,现有1,000,000份以上的农业科技参考资料,有130多个国家和地区参加了该情报网络。FAO还开发了具有各种特定用途的数据库42个,并实现计算机化,包括人口、劳力、农业经济、灌溉、施肥、种子、营养需求、投入/产出、价格、资源、农产品贮存和加工、家畜生产和林业产品等资源、环境、生产和经济信息。★国际农业生物中心数据库(CABI)英联邦农业局(Commonwealth
Agricultural
Bureaux)成立于1927年,1985年改名为Commonwealth
AgriculturalBureaux
International,1993年更名为国际农业和生物科学中心(Centre
for
Agriculture
and
Biosciences
Internation--CABI;2000年改为国际应用生物科学中心。CABI是一个重要的国际农业机构,目前,加入该组织的成员国达41个,中国于1995年8月正式成为CABI成员国。CABI数据库涉及农业、林业、生物科学、人类健康和自然资源管理等方面,收录了世界上130多个国家和地区的14000多种出版物、专业报告、书籍和会议集以及国际上出版的其它各种专著等。包括农业、林业和生命科学中的相关学科等各种课题。该数据库配有源自75种语言出版的原始论文的英文文摘。★美国农业图书馆和农业部共同开发的AGRICOLA数据库创建于1970年,是作为美国国家农业图书馆的编目索引系统(CAIN)。存有25,000,000条记录,可通过DIALOG和BRS进行存取(DIALOG是世界上最大的联机情报检索系统,由美国洛克希德公司研发。BRS是设在美国的一种主机,可提供约25种最广泛使用的书目数据的存取)IFIS(International
food
information
service)数据库由国际食品情报局编制出版,收录了世界上1800多种有关食品科技方面的期刊及图书、会议录、专利、法规等文献,涉及40多个语种,年增加2万余条记录,目前数据库累计文献量50余万条,内容覆盖了整个食品科技领域,包括食品化学、食品微生物学、食品卫生与毒理学、食品工程、食谱、酒精与非酒精饮料,水果蔬菜、糖和谷物、畜禽类食品、添加剂等方面。我国数据库开发现状总体状况不容乐观:科学时报2005年7月8日,对资源环境、农业、人口与健康、基础科学与若干科学前沿、工程技术、科技管理等6个领域36个子领域数据库建设情况进行通报,结果如下。数据库共2459个,数据量497.18TB,投资28.27亿元,30.9%的数据库积累年限在10~30年之间。六大领域中,资源环境领域数据库个数最多,达1098个;数据总量最大,有406.47TB;获得的建库经费最多,达22亿元;数据积累年限也最长,30~100“年藏”的数据库数量最多。“信息共享服务”情况★对外服务数据库的比例超过所有数据库的一半。★农业领域服务比率最高,达68.32%,科技管理领域却仅有31.25%。★各数据库的有效服务总比例仅35.09%,其中农业领域约60.46%,工程与技术领域次之,为32.03%;科技管理领域最低,为21.09%。★数据库主要服务对象集中在科研机构,其次是政府,不足32%面向企业。数据库信息基础环境较差近四成数据库保存在单机或局域网中,不具备网上共享服务条件。能上网的数据库中,24%的数据库通过PC机上网,没有专用服务器。在高等院校、国家海洋局、国家林业局、国土资源部、水利部等部门比例高达40%以上,数据库保存和管理条件
堪忧。不同领域中的数据库现状★资源环境领域,地矿和土地科学数据库最多,达311个;★遥感数据数据量最大,达243.89TB。★22亿元的数据库建设投资,非科字头部门投入最多,有9.64亿元。★在气象科学、地震科学、海洋科学、水文水资源科学、地矿和土地科学5个子领域,都建有各自的行业信息中心,数据库个数和数据量都占到该领域的90%以上。★农业领域数据库总数483个,数据总量14.67TB,其中中国农科院和国家林业局是主要建库单位。总建库经费1.57亿元,科技部项目作为主要投资渠道投入占总额的近57.3%。★本领域六成数据库可对外服务。林业科学领域有数据库233个,数据量近11TB,数据积累情况最好,平均数据年限23年以上。★人口与健康领域数据库总数221个,数据量15.21TB,建库单位涉及约50多个科研院所和医院。其中,卫生部系统建设的数据库达103个。★本领域数据积累年限较短,以3年内数据为主。46.15%的数据库可共享,但有效服务比例只有27.6%。★基础科学与若干科学前沿领域有数据库120个,数据量50TB,数据记录超过23.2亿条。★在各子领域中,地球系统科学领域数据库38个,数据量45TB,是本领域中最大的子领域。★由于本领域数据库大多通过各类科研项目获得数据建成,所属单位比较分散,多由研究室自行管理。★工程与技术科学领域有281个数据库,数据量10.58TB,数据记录超过17.3亿条。★科技管理领域有256个数据库,数据量235.89GB。数据库对外共享服务比例仅占21.09%,但科技部的共享比例高一些。10个有代表性的农业数据库★中国农林文献数据库★中国农业文摘数据库★中国农作物种质资源数据库★农副产品深加工题录数据库★植物检疫病虫草害名录数据库★农牧渔业科技成果数据库★中国畜牧业综合数据库★全国农业经济统计资料数据库★农产品集市贸易价格行情数据库★农业合作经济数据库农业资源库在近10年发展很快。包括农业气象、土壤信息、农作物品种资源等。如美国“种质植物资源信息网”数据库,收集了数以百万计的种子和植物,数以千亿计的基因信息。中国农科院作物品种资源研究所研制的“国家作物种质资源数据库系统”包括141种作物、
27万余份种质信息、1259万余个数据项,总数量590多兆。农业数据库存在的问题(1)数据库规模方面多数农业数据库的规模不大,数据不能包容所代表的领域情况,有的信息源类型包括不全,覆盖面不大有的和库名称对应的信息源信息收集不全。数据库维护及更新方面
有的数据信息不够准确和完整,有的缺乏数据来源、著者等,相关项目出处等没有标识,数据维护及更新不及时,不能准确反映状况,使用者没有依据。数据库标准化、规范化方面
信息的标准化、规范化程度差,农业计量单位、专业技术术语等在信息处理时没有按标准去做,同物异名、同名异物的现象,造成数据死角,甚至产生了信息垃圾,有的可能在建设中没有查重手段,造成信息重复收录,占用了数据库的空间。数据库规划方面数据库在建设初期没有进行准确的设
计,缺乏很好的规划,加工人员对所处理的信息知识不了解,出现专业选题、表达错误,有的甚至出现原则性的输入错误。信息资源缺乏多样性,多媒体信息和全文信息少,信息的开
放性和共享程度低,检索和导航系统设计不合理,低水平重
复建设,数据库的利用率没有充分的发挥。数据库的作用方面
目前农业行业内没有一家上规模的为自己服务的全文数据库,几个有影响的数据库虽然也有涉农服务,但所含信息内容仍有相当遗漏。科技部、农业部资金支持的农业专题库的规模小,而且各个数据库间的内容有交叉重复,造成利用率不高。农业数据库的发展方向示范库建设
在有关部门的协调下建设一批示范性数据库, 尽快成立国家农业农业数据中心。这一批数据库要在标准 化、规范化上加以研究。具有一定的规模,使信息流能够 带动物流。要结合科研、生产、流通的不同领域进行命题, 公开招标,选择一些有实力的企业建设数据库。整合库建设
国家在摸清情况的基础上,对现有的数据库 进行调查、摸底,并给予一定的资金扶持,整合一部分数 据库。如此操作,节约人力和财力,投资少,见效快。要 尽快使数据库成为商品,种类多样化,开发的数据库要很 好得以维护,进行规范化,建立和健全相关农业信息法律, 使农业数据总量及结构快速提升到农业信息化要求的程度。特色库建设如果建设了专为农业服务的全文数据库, 就可以开发多种特色数据库包括地域特色数据库、学科 特色数据库,旨在使某一学科、某一专业领域所收藏的 文献信息,具备专、深、全等特点。加强特色数据库建 设可使我国数据库产业走出困境,赶超国际先进水平, 提高利用效率,推动数据库建设走上良性发展的轨道。创建农业中文品牌库五、农业数据库的设计(一)数据库设计准则数据库设计是指建立数据库及其应用系统的技术。包括设计数据库结构和以数据库为基础的应用程序系统。评价数据库设计结果好坏的准则主要有:设计结果应能表示应用领域所需要的所有信息。数据库中的信息是协调一致的,不能有语义或完备性一致性值的冲突。3.优化规范性在满足完备性和一致性的前提下,数据库模式应该规范化(冗余小,语义清楚简单)和应用效率高(易于查询/操纵、速度快)数据库设计的基本步骤(二)数据库设计的基本步骤设计步骤六阶段:需求分析(用户需求→数据流图、字典↘)概念结构设计(↘局部视图→集成视图↘)逻辑结构设计(↘逻辑结构→优化模型↘)物理结构设计(↘物理结构→评价结构↘)数据库实施(↘物理实现→试运行↘)数据库运行和维护(各阶段中规范设计法有一定差异)系统需求分析阶段收集资料确定目标
→ 数据库的总体要求→确定由计算机完成的功能分析整理抽象所收集的数据→求解的模型数据流图描述所需数据和事务处理过程的关联其中处理过程的处理逻辑借助判定表/数来描述数据库的概念设计阶段概念设计的目标是产生反映用户需求的数据库概念结构。概念结构是独立于数据库逻辑结构和具体的数据库管理系统的、关于现实世界用户需求的“纯粹”描述,是用户、数据库设计者和数据库管理者之间的主要界面。具有易理解,易反映需求变动,易向各种具体数据模型转换等特点。进行概念设计最常用的是著名的E-R方法。采用E-R模型(实体-联系模型,Entity-RelationshipModel)进行数据库设计的方法称为
E-R方法。E-R模型是一种重要的数据模型,它结构简单,语义表现力丰富,描述力强,同时又能方便地转换为其他经常使用的网状、层次或关系模型,所以,在数据库设计中得到广泛应用。E-R模型中最基本的概念是实体、联系和属性。E-R(Entity-Relationship)图方法实体-联系方法:描述所有实体属性和实体之间的联系三要素:实体—矩形框表示,框内标注实体名称;
属性—椭圆框表示,并用连线与实体连接起来;实体之间的联系—菱形框表示,框内标注联系名称其中有三种类型的联系—一对一联系(1:1);一对多联系(1:n);多对多联系(m:n).❏数据库的逻辑结构设计对未来入库的全体数据进行综合分析,并做合理布局性技术安排,最后见诸于数据集合的结构性实施方案,称为数据库的逻辑设计。逻辑结构设计的目标是从概念结构导出以特定数据库管理系统(Database
Management
System,简称DBMS)规定表示的数据库逻辑结构。这种转换一般可分为两步进行。首先从概念结构按一定规则导出以关系式、网络式或层次数据模型表示的逻辑模型;其次是根据特定的DBMS的规定,从逻辑模型导出DBMS支持的数据库逻辑模式。❏数据库的物理设计阶段物理数据库设计是在二级存储数据库实现的描述,它描述基本表、文件组织、用户高效访问数据的索引和相关的完整性约束及安全性限制。在物理数据库设计阶段,确定如何在目标关系
DBMS中物理地实现逻辑设计。这个阶段允许设计者决定如何实
现数据库。因此,物理设计与特定的DBMS有关。(三)农业数据库设计过程根据行业特点和系统需要筛选数据,并设计数据收集的方案;设计数据库和数据表;根据数据量选择适当的数据库系统.如SQL
Server、Access、 Foxpro、Excel;通过实验、调查、文献查阅和购买等多种方式收集数据;进行数据筛选和分类,并输入数据库;对入库的数据进行仔细检验和校对,确保数据源的准确;数据进行标准化处理,如数据库结构规范化、数据单位的统一;对数据进行最并,减少数据冗余。补充、完善数据库的数据。六、农业数据库的应用数据库建设是信息技术发
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