數字農業的概念范文
時間：2023-12-25 17:37:52
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篇1
在我國2000年的《農業科技發展綱要》中，將數字農業放在農業信息技術的首要位置，引起了人們的普遍關注。本文試圖談談對數字農業的認識、存在的問題和建設數字農業的基本設想，以供參考。
1對數字農業的認識
數字農業（digital agriculture）就是用數字化技術，按人類需要的目標，對農業所涉及的對象和全過程進行數字化和可視化的表達、設計、控制和管理。其本質是把信息技術作為農業生產力要素，將工業可控生產和計算機輔助設計的思想引入農業，通過計算機、地學空間、網絡通訊、電子工程技術與農業的融合，在數字水平上對農業生產、管理、經營、流通、服務以及農業資源環境等領域進行數字化設計、可視化表達和智能化控制，使農業按照人類的需求目標發展[1]。
有的學者認為[2]，數字農業是“數字地球”在農業領域的延伸。正如“數字地球”的概念一樣，數字農業這一概念體現了數據和技術的綜合集成。數字農業可以有廣義和狹義之分。廣義的數字農業，即信息化農業，包括農業要素（生物要素、環境要素、技術要素、社會經濟要素等）、農業過程（生產、管理、儲運、流通等）的數字化、網絡化、自動化以及智能化，形成數字驅動的農業生產管理體系。狹義的數字農業，是以農業空間信息機理為基礎的、以“3S”技術為支撐的農業系統空間信息技術體系。
事實上數字農業是一個學術性很強的綜合概念。近年來，與數字農業技術體系有關的理論基礎和應用技術研究，已經成為主要發達國家發展高新技術農業的側重點，成為極其活躍的科技創新領域。數字農業是一項集農業科學、地球科學、信息科學、計算機科學、空間對地觀測、數字通訊、環境科學等眾多學科理論與技術于一體的現代科學體系，是由理論、技術和工程構成的三位一體的龐大系統工程。數字農業是對有關農業資源（植物、動物、土地等）、技術（品種、栽培、病蟲害防治、開發利用等）、環境、經濟等各類數據的獲取、存貯、處理、分析、查詢、預測與決策支持系統的總稱。數字農業是信息技術在農業中應用的高級階段，是農業信息化的必由之路；農業信息化、智能化、精確化與數字化將是信息技術在農業中應用的結果。實現農業農村現代化、保障我國的食物安全、全面建設小康社會的關鍵在于推動農業科技的發展，創造條件進行一次新的技術革命，促使傳統農業向現代農業轉變，促使粗放生產向集約化經營轉變。可以預言，數字農業及其相關技術的快速發展和推廣應用，必將成為新世紀農業科技革命不可缺少的重要內容，必將推動農業向高產、優質、高效及可持續方向發展，在帶動廣大農民致富和全面建設小康社會中發揮越來越重要的作用[3]。
2存在的問題
2.1農業信息化水平較低
收集信息、處理信息、傳播信息的軟硬件設備與網絡體系不健全；已開發的大量農業經濟信息系統、農作物病蟲害數據庫、作物品種資源管理數據庫系統、農業土壤系統分類數據庫系統等大多不涉及空間維度，難以適應當前對空間數據信息的需求；對于來源多種多樣、格式也不盡相同的各種數據的實時性、地域性、綜合性處理還需作出很多努力。
2.2農業信息化意識和利用信息的能力不強
一方面，許多基層農技人員和廣大農業從業者，知識老化，整體素質有待進一步提高，對于利用現代技術，收集、處理、利用農業信息的意識和能力不強；另一方面，農業信息加工處理的技術人員缺乏，當前，就連最基本的能夠及時、準確地提供農產品供需信息，對網絡信息進行收集、整理，分析市場形勢，回復網絡用戶的電子郵件，解答疑問等方面的人才也不多，更談不上能夠滿足數字農業發展對于人才的需求。
2.3農業信息化效益不明顯
數字農業還剛剛起步，在國內總體上尚處于探索階段，實用性、普遍性的技術應用還很少，直接帶來的經濟效益還沒有很好地顯現出來。
2.4農業信息數據的管理和標準化工作有待進一步加強
地理信息系統（GIS）以及其他農業信息管理系統為了完成某種分析工作所要求的各種農業數據往往格式與結構不同，而且往往掌握在不同的管理部門或研究機構中。因此，未來建立在網絡上的農業地理信息系統要具備獲取和分析分布式存儲數據的能力，也就是說我們要使所謂的WebGIS能夠協同處理來自不同組織和機構的農業數據[2]。
3建設數字農業的基本設想
隨著經濟社會的快速發展和科技進步，臺州在數字網絡建設、原始數字化數據積累、數字化信息采集及其處理等
方面的工作已有一定的基礎，起動發展數字農業不僅是必要的，而且是可行的。借鑒許多學者的研究結果[4，5]，提出建設臺州數字農業的基本設想，就是要在臺州已有農業信息化建設成果基礎上，建立可視化的臺州農業地理信息系統，構建直觀形象的農業信息管理與輔助決策視頻體系，實現農業信息的現代化綜合管理、分析、共享和，徹底改造臺州傳統的農業管理模式，全面提升臺州農業工作的信息化和現代化水平。
3.1整合已有的農業信息
在國家、省級信息基礎設施建設的基礎上，以各級農業部門為依托，建設中央一省一市縣信息骨干網絡系統，形成一個功能完善、性能優良的農業綜合信息網絡系統，并與其他網絡互聯，成為一個全方位的農業資源和經濟信息網絡系統。
3.2信息表達要直觀、形象，并要實現信息系統的聯網
把市內的地形、地貌、交通、村鎮、行政區劃等基礎地理信息以及耕地分布、土壤類型、種植結構、水肥狀況、農作物生長發育、氣象、病蟲害、農民知識、鄉鎮企業、農業法律法規等各種農業信息以圖形圖像等直觀形象的可視化電子地圖與相關信息的形式在投影視頻系統上進行顯示和表達，隨著數字農業的發展，逐步做到與省級、國家級類似的信息系統進行交互式查詢等。
3.3強化對科研、管理等的服務工作
通過對基礎地理信息和農業專題信息的空間分析、網絡分析和追蹤分析等，實現農業科研、管理和決策人員在全市三維農業電子模型上，對農業生產中的現象、過程進行模擬，高效、直觀、形象地為農業工作的規劃、設計、建設、經營、管理、服務、決策等提供科學依據。
4參考文獻
篇2
關鍵詞：數字農業；時空推理；專家系統
0引言
數字農業應用涉及大量的氣象、環境、水文、地質、土壤等領域的時空數據。這些時空數據分散在異構系統中，有著不同的數據格式和規范，采用不同的概念和術語，基于不同的數學模型和分析推理方法。這些多領域時空信息對農業生產、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字農業應用中，在很大程度上制約了數字農業的應用發展。同時GIS等商業軟件平臺成本較高也不利于大規模應用推廣。
為此，本文基于自主版權GIS、專家系統等系統軟件，應用時空推理、本體論、語義Web、關系數據挖掘和專家系統等技術，建立一個數字農業時空信息智能管理平臺，對多源、異構的數字農業時空數據和推理分析方法進行集中統一的規范化管理，便于在實際應用中進行融合、集成和共享?；谠撈脚_快速建立起了數字化測土施肥系統、大豆種植標準化管理系統、無公害水果蔬菜栽培指導系統等一批智能應用系統。這些應用系統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，能夠實現精確控制農業生產過程，有效降低成本，充分保證農業資源科學地綜合開發利用，減少和防止對環境和生態的污染破壞，保持農業生態環境的良性循環，是實現“綠色農業”的重要途徑。
1主要關鍵技術研究現狀
1．1數字農業
數字農業是在“數字地球”的基礎上提出并發展的，是21世紀新型的農業模式和挑戰性的國家目標，包括精準農業、虛擬農業等內容，其核心是精準農業。以3S技術應用為核心的數字農業空間信息管理平臺開發研究是數字農業研究的突破口[1，2]。美國于20世紀80年代初提出數字農業的概念，它是針對農業生產穩定性差、技術措施差異程度大等情況，運用衛星全球定位系統控制位置，用計算機精確定量，把農業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、農藥等農業資源的利用率，提高農產量，減少環境污染。法國農業部植保總局建立了全國范圍內的病蟲測報計算機網絡系統。日本農林水產省建立了水稻、大豆、大麥等多種作物品種、品系的數據庫系統。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，開展了系統工程、數據庫與信息管理系統、遙感、專家系統、決策支持系統、地理信息系統等技術在農業、資源、環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－temporal Reasoning）已成為十分活躍的研究方向，在軍事、航天、能源、交通、農業、環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、解放軍信息大學、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GIS、時空數據模型、時空拓撲、時空數據庫等時空推理相關領域開展了大量研究工作。
1．3時空數據標準與共享
不同領域和應用環境對時空數據的理解存在很大差異，這造成了異構時空系統集成的困難，因此時空數據共享、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據入手，近期開始向時間數據和時空結合數據發展。時空數據的共享有以下方式：
（1）空間數據交換
空間數據交換的基本思想是各系統使用自身的數據格式，通過標準格式進行數據交換。目前空間數據交換標準有：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據的轉換，但由于底層數據模型的不同，最終導致不同的GIS的空間數據不能無損的共享。雖然空間數據交換仍然在使用，但效果并不理想?？臻g數據互操作標準是當前國際公認的，比空間數據交換標準更有前途的數據標準。
（2）基于GML的空間數據互操作
開放式地理信息系統協會 (OpenGIS Consortium，OGC)提出了簡單要素實現規范和地理標記語言( Geography Markup Language，GML)。OGC 相繼推出了一整套GIS互操作的抽象規范，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、定位幾何結構、存儲函數和插值、覆蓋類型及地球影像等17個抽象規范，2003年1月推出GML 3.10版[3]。近年來，國內外眾多學者基于GML在空間數據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據交換標準。2002年，Zhang Jianting等人[5]提出了一種基于GML的Internet地理信息搜索引擎。2003年，Zhang Chuanrong等人[6]在網絡環境下以GML作為異構空間數據庫交換共享空間數據的格式，成功實現數據的互操作。2003年，崔希民等人[7]提出了GIS數據集成和互操作的系統架構，在數據層次上實現GIS 數據的集成和互操作。2003年，張霞等人[8]提出一種基于GML 構造WebGIS 的框架結構， 給出實現框架技術。其中采用GML 作為空間數據集成格式。2004年，朱前飛等人[9]提出了一種新的基于GML 的數據共享解決方案。2005年，陳傳彬等人[10]提出了基于GML 的多源異構空間數據集成框架。GML數據類型較完整，支持廠家較多，相關研究豐富，是目前最有前景的時空數據標準。本文選擇GML作為農業時空數據標準。
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(Web Ontology Language， 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Zhou Q.和Fikes R.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環境實現[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，相關研究成果已經在網上共享，本文在此基礎上開展研究，建立農業時空本體。
2主要研究內容
（1） 農業時空數據規范
現階段我國還沒有公認的農業時空數據標準出臺。本文基于時空推理技術，研究通用性更強的時空數據表示模型，能表示氣象、土壤、環境、水文、地質等各領域的農業時空數據。GML是目前公認的時空數據標準，利用上述模型擴充GML，兼容中國農業科學院的“農業資源空間信息元數據的分類及編碼體系草案”等國內現有的地方性標準，構建針對數字農業中時空數據的DA－GML標準，作為數字農業基礎時空數據的規范?，F有的土壤、環境等基礎空間數據庫均支持到GML格式的轉換。
（2） 農業基礎時空數據庫
基于筆者自主開發的GIS平臺建立農業基礎時空數據庫，該平臺具有運行穩定、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能夠直接從現有系統中獲取領域農業基礎時空數據，主要包括土壤數據庫、環境數據庫、氣象資料數據庫、農業生產條件數據庫、林業信息數據庫、影像數據庫等。
（3） 農業時空分析方法庫與農業時空知識庫
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有面向農業領域的時空分析技術進行整合和規范化表示，形成農業時空分析方法庫。對領域農業時空知識進行歸納、整理，同時通過數據挖掘方法從基礎數據中提煉知識，建立農業時空知識庫。
（4）農業時空本體庫
在(2)、(3)中存儲的數據、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、概念之間的關聯等）的最有效工具，所以本文選擇建立農業時空本體庫。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做本體開發環境編輯。Protégé是斯坦福大學開發的基于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Web Service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中。
（5） 系統體系結構
系統工作原理如圖1所示。首先，外部系統的時空數據轉換成GML格式（現在絕大多數系統支持該數據標準），進入農業基礎時空數據庫。通過本體獲取與編輯模塊將時空數據和時空知識整理，形成本體庫。外部系統的請求通過Web Ser－vices發給仲裁者，仲裁者區分各類情況調用三個庫調用服務、提取數據和執行操作，結果返回給用戶。
（6） 基于平臺開發農業生產智能應用系統
基于數字農業時空信息管理平臺建立數字化測土施肥系統、作物種植標準化管理系統、無公害水果蔬菜栽培指導系統等一批農業生產智能應用系統，解決實際問題。
3相關系統對比分析
3．1數字農業空間信息管理平臺
平臺基于信息和知識支持的現代農業管理的集成技術，對農田信息進行動態采集、分析、處理和輸出，從而根據農田區域差異、農事安排進行模擬分析、決策支持管理和指揮控制，并對農業生產過程的區域差異進行精確定位、動態控制等定量操作[17]。
3．2全國農業資源空間信息管理系統
全國農業資源空間信息管理系統(NASIS)實現對全國農業資源空間信息的查詢分發，具有系統管理、動態數據字典、數據檢索、查詢、數據分發、制圖、報表統計、數據分發等功能。該系統已經用于全國農作物遙感監測、農業資源調查、農業科研和農業政策信息支持服務等方面[18]。
3．3中國西部農業空間信息服務系統
計算機技術、互聯網技術的迅速發展為建立基于Web的中國西部農業空間信息服務系統提供技術支撐。本文從西部農業空間信息服務系統的數據庫構建開始，全面地介紹了系統的運行模式和數據庫訪問技術，詳細論述了系統的總體結構、平臺環境和開發實現等。
（1）基于平臺提供的開發框架，能方便、高效地建立大量的數字農業智能應用系統，基層農業科技人員也能快速開發出技術含量高的應用系統，各應用系統能互通、共享，便于升級維護。
（2）由于大量的底層服務、數據、知識和方法由平臺集中統一提供，簡化了開發數字農業應用軟件的工作，節約了成本。
4結束語
數字農業時空信息管理平臺從系統目標、適用范圍、采用技術、系統接口等方面不同于任何現有的基礎農業空間數據管理平臺，是一個概念全新的系統，定位于基礎農業空間數據管理平臺的上層，更便于開發數字農業應用。其中的本體庫等機制為將來建立農業時空數據網格奠定了良好的基礎。
參考文獻：
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[2]唐世浩，朱啟疆，閆廣建，等.關于數字農業的基本構想[J ].農業現代化研究，2002，23(3):183 －187.
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[4]RANCOURT M. GML:spatial data exchange for the internet age[D].New Brunswick:Department of Geodesy and Geomatics Engineering ， University of New Brunswick，2001.
[5]ZHANG Jianting，GRUENWALD L. A GML 2 based open architecture for building a geographical information search engine over the internet [DB/OL].(2002).cs.ou.edu/database/documents/zg01.pdf.
篇3
關鍵詞:農牧業信息化;發展現狀;發展趨勢
0 引言
進入21世紀以來，雖然基于工業社會要求的農業機械化、化學化、水利化和電氣化在世界許多國家還沒有全面完成，但隨著信息技術的迅猛發展，以數字化為核心、網絡化為趨勢的信息化產業逐漸深入到社會的各個領域。信息化技術同時不斷深入到農牧業生產的各環節中，形成了以數字化為特征的“數字農業”，給農牧業這個傳統領域注入了新的活力[1]。農牧業信息化對于農業經濟深入增長具有深遠的影響，并且可以促進傳統農業向現代化農業的轉變[2]。加強農牧業信息化建設是發展現代農業的重要內容。
農牧業信息化是現代農業的重要標志，在駕馭農村市場經濟中處于前置性的基礎地位，是提高農業的綜合生產力和經營管理效率的有力手段[3]，是農業實現現代化的必經途徑。隨著信息社會和知識經濟時代的到來，農業信息技術將在農業和農村經濟的發展中發揮越來越大的作用[4]。沒有農牧業的信息化，就沒有國民經濟的信息化，也就沒有整個社會的信息化。農牧業信息化應當成為中國這個農業大國一種必然和必須的發展趨勢，深入研究農牧業信息化是一項亟待探討而且具有重大意義的課題[5]。
1 農牧業信息化的概念
1. 1 信息化信息化概念包括信息和信息化兩個最基本的概念。信息化是一個過程，與工業化和現代化一樣，是一個動態變化的過程。在這個過程中包含3個層面和6大要素。所謂3個層面，一是信息技術的開發和應用過程，是信息化建設的基礎;二是信息資源的開發和利用過程，是信息化建設的核心與關鍵;三是信息產品制造業不斷發展的過程，是信息化建設的重要支撐。6大要素是指信息網絡、信息資源、信息技術、信息產業、信息法規環境與信息人才。信息化就是在經濟和社會活動中通過普遍采用信息技術和電子信息裝備，更有效地開發和利用信息資源，推動經濟發展和社會進步[6]。
1. 2 農業信息化
農業信息化有狹義和廣義之分:狹義的農業信息化是指農業的數字化和網絡化;廣義的農業信息化是指農業全過程的信息化，在農業領域全面地發展和應用現代信息技術，使之滲透到農業生產、流通、消費以及農村社會、經濟和技術等各個具體環節的全過程，從而極大地提高農業效率和農業生產力水平[7]。賈善剛指出:農村信息化的概念不僅包括計算機技術，還應包括微電子技術、通信技術、光電技術和遙感技術等多項信息技術在農業上普遍而系統的應用過程。
梅方權年認為，農村信息化是一個廣義的概念，應是農業全過程的信息化，是用信息技術裝備現代農業，依靠網絡化和數字化支持農業經營管理，監測管理農業資源和環境，支持農業經濟和農村社會信息化[8]。
農業信息化可以從4個方面來加以描述和概括:一是農業勞動者的高度智能化;二是農業基礎設施裝備信息化;三是農業技術操作自動自控化;四是農業經營管理信息網絡化[5， 9]。農業信息化不僅包括計算機技術，還應包括微電子技術、通信技術、光電技術和遙感技術等多項技術在農業上普遍而系統應用的過程。
農業中所應用的信息技術包括計算機、信息存儲和處理、通訊、網格、多媒體、人工智能以及“3S”技術(即地理信息系統GIS、全球定位系統GPS和遙感技術RS)等。在發達國家，信息技術在農業上的應用大致有以下方面:農業生產經營管理、農業信息獲取及處理、農業專家系統、農業系統模擬、農業決策支持系統和農業計算機網絡等[5， 10]。數字化作為農業信息化的核心內容，就是按人類需要的目標，對農業所涉及的對象和全過程進行數字化和可視化的表達、設計、控制和管理。在數字水平上，對農業生產、管理、經營、流通、服務以及農業資源環境等領域進行數字化設計、可視化表達和智能化控制，使農業按照人類的需求目標發展。數字農業主要包括農業要素(生物要素、環境要素、技術要素和社會經濟要素)的數字信息化、農業過程的數字信息化(數字化實施和數字化設計)以及農業管理的數字信息化[1， 11]。農業信息化實質是充分利用信息技術的最新成果，全面實現農業生產、管理、農產品加工、營銷以及農業科技信息和知識的獲取、處理、傳播與合理利用，加速傳統農業的改造，大幅度地提高農業生產效率、管理和經營決策水平，促進農業持續、穩定、高效發展進程。農業信息技術就是實現農業各種信息采集、處理、傳播和貯存等方面的技術。
根據信息技術在農業應用領域的不同，主要分為氣象遙感技術、衛星定位技術、農業專家系統和農業自動化技術等[4]。數字農業的本質是把信息技術作為農業生產力重要要素，將工業可控生產和計算機輔助設計的思想引入農業，通過計算機、地學空間、網絡通訊和電子工程技術與農業的融合，在數字水平上對農業生產、管理、經營、流通、服務以及農業資源環境等領域進行數字化設計、可視化表達和智能化控制，使農業按照人類的需求目標發展[1]。
筆者認為，農業信息化是指涉農領域(農、林、牧、副、漁)所有對象的數字信息化，具體體現在農業基礎設施裝備的數字信息化、農業生產過程的數字信息化、農業資源環境的數字信息化、農業生產管理的數字信息化、農業經營管理的數字信息化、農業市場流通的數字信息化、農業勞動者的高度智能化以及農民生活的數字信息化，應用計算機技術、微電子技術、人工智能技術、自動控制技術、“3S”技術、通信技術和網絡技術等高新技術實現農業的數字信息化，并付諸實施于農田精耕細作、病蟲害防治、林區規劃管理、畜禽漁業的生產操作自動化和數字化管理以及農民生活消費的網絡信息化等方面，集農業科學、計算機科學、地球科學、信息科學以及網絡科學等高端科學于一體的綜合性領域。
1. 3 畜牧業信息化
畜牧業信息就是對畜禽品種資源的遺傳育種、飼養管理、飼料營養、疫病防制、器械設備、畜產品加工及其經濟利用的有關理論和應用研究中表現出來的信息，主要包括各種畜禽遺傳育種信息、飼料營養信息、畜禽經濟信息、生產和經營管理信息、疾病防治信息以及專家人才信息等內容。根據畜牧業結構和研究內容，畜牧業信息可以劃分為畜牧業自然資源信息、畜牧業生產信息、畜牧業科技信息、畜牧業經濟信息、畜產品市場流通信息、畜產品加工信息、疫病防治信息、飼料營養信息、器械設備信息和單位屬性信息等類別[12]。畜牧業信息化指的是在畜牧業領域充分利用信息技術的方法手段和最新成果的過程。具體來說，就是在畜牧業生產、流通、消費以及農村經濟、社會和技術等各個環節全面運用現代信息技術與智能工具，實現畜牧業的科學化與智能化過程。畜牧業信息化不僅包括計算機技術，還包括微電子技術、通信技術、光電技術和遙感技術等多種技術在農業上普遍而系統的應用。
畜牧業信息化的內涵至少包括以下領域:一是畜牧業生產管理信息化，包括畜禽疫病防治、畜禽飼養管理等各個方面;二是畜牧業經營管理信息化，包括與畜牧業經營有關的經濟形勢、畜禽供求、國民收入、固定資產投資、物資購銷和物價變動等;三是畜牧業科學技術信息化，是利用信息技術快捷與方便的特點，改變傳統的畜牧業技術推廣方法和手段，加快科技成果的傳播和轉化，提高畜牧業的科技含量和競爭力;四是畜牧業市場流通信息化，指畜牧業生產資料供求信息、動物產品流通(需求量)及收益成本等方面的信息化[13]。畜牧業信息化具有豐富的內涵，主要包括:畜牧業信息服務系統化和網絡化;畜牧業生產設施裝備信息化;畜牧業技術操作機械化和自動化;畜牧業管理決策信息化;畜牧業勞動者的信息化和知識化等[14]。
筆者認為，畜牧業信息化是指畜牧業飼養設施的操作自動化及數字信息化、畜牧業生產管理的數字信息化、畜牧業經營管理的數字信息化、畜牧業市場流通的數字信息化和畜牧業勞動者的高度智能化等，運用計算機技術、人工智能技術、自動控制技術、無線射頻識別技術、“3S”技術、通信以及網絡技術，實現精細飼喂、科學育種、飼養環境的監控、疫情監測、疾病防治以及產品溯源等。
2 農牧業信息化的發展狀況
2. 1 國外發展狀況世界農業信息化技術的發展大致經過3個階段:第1階段是20世紀五六十年代的廣播、電話通訊信息化及科學計算階段;第2個階段是20世紀七八十年代的計算機數據處理和知識處理階段;第3個階段是20世紀90年代以來農業數據庫開發、網絡和多媒體技術應用、農業生產自動化控制等的新發展階段。
農業自動化技術在美國、西歐和日本已廣泛應用于工廠化養殖、工廠化蔬菜花卉生產、倉庫管理、環境監測與控制以及農產品精深加工中，如配合飼料全部生產流程的自動控制、日光溫室中溫濕度控制、灌溉及采收自動化控制。通過研制和使用農業機器人，代替人從事一些繁重的農事操作，如蘋果收獲、擠奶、噴藥、組織培養以及作物育種等方面。
美國自20世紀70年代以來將計算機應用逐步推廣到農場范圍。典型的農業信息化系統有: 1975年，美國內布拉斯加大學創建了AGNET聯機網絡，現在已發展成為世界上最大的農業計算機網絡系統;美國國家農業書館和美國農業部共同開發的AGRICOLA;信息研究系統CRIS可提供美國農業所屬各研究所、試驗站和學府的研究摘要。
美國計算機在農牧業信息化中的應用已相當普遍。譬如:畜禽飼養的計算機化，有管理豬生產的計算機信息系統;管理農業機械化的計算機以及在在農副產品加工方面也有廣泛的應用;其中，計算機在溫室環境方面的應用最顯其能。
早在20世紀80年代，日本農林水產省就“人工智能與農業”專門組織了一個調查委員會，列出了知識工程在農業中應用的一整套實施項目;日本已建立了一些農業生產自動化管理系統，如植物工廠的蔬菜生產管理系統(菠菜、番茄、黃瓜、茄子、西紅柿和草莓等已進入批量生產)、陸田水田耕作、畜牧生產、家畜衛生系統、農業工程和機械管理系統等。
德國在農業科學研究中，已廣泛使用電子、信息技術等監測和自動控制各種試驗場所的溫度、濕度、光照時間和強度、風向風速等各項要素，均自動監測和記錄;德國還研究出許多用計算機編程控制的試驗儀器和設備;在農業生產中，裝有遙感地理定位系統的大型農業機械可以在室內計算機自動控制下完成各項農田作業[15-16]。
荷蘭在畜禽養殖基礎設施以及溫室種植方面的信息化工作水平處于世界前列。荷蘭的科研人員在十多年前應用數字化技術，在奶牛自動飼養管理系統Porcod系統的基礎上研發成功母豬自動飼養Velos管理系統[17]。
目前，農業信息技術研究主要集中在以下各方面:農業信息網絡技術、農業數據庫系統、農業管理系統、農業專家系統、“3S”系統、農業自動化控制技術、多媒體技術、精準農業、生物信息技術以及數字化圖書館技術[15， 18]。
2. 2 國內發展狀況
20世紀70年代中期，計算機應用技術開始進入我國農業領域，少數農業研究機構開展了計算機農業應用研究，從此農業信息化逐步在我國農業生產當中得以發展應用，具體發展階段[19]如表1所示。
表1 我國農業信息化發展階段
階段時間主要內容起步階段1981-1985年科學計算、科學規劃模型和統計方法應用普及發展階段1986-1995年數據處理(EDP)、大型數據庫的建立和MIS系統開發提高階段1996-2000年國家在“攻關”和“863”項目中都分別設置農業信息技術重大專題和課題快速發展階段2000至今農業信息化技術全面向農業生產實際滲透
我國農業信息化進程起步較晚。20世紀80年代以來，將系統工程、數據庫與信息管理系統、遙感、專家系統、決策支持系統和地理信息系統等技術應用于農業、資源、環境和災害方面的研究，已取得一些重要成果，不少成果已得到應用，有些成果已達到國際先進水平。如中國農業科學院草原研究所應用現代遙感和地理信息技術建立了“中國北方草地、草畜平衡動態監測系統”[20]。
中國國家科技部從1990年開始連續支持“農業智能應用系統”的研究與應用，“數字農業”漸成氣候，已研制出棉花、水稻、芒果等多種作物的生育全程調控和農事管理專家系統，以及魚病防治和蘋果生產管理專家系統?！笆濉逼陂g，國家科技部等部門繼續加大對以“數字農業”為主要內容的農業信息技術研究，以“精準農業”、“虛擬農業”、“智能農業”和“網絡農業”等內容為切入點，組織實施“數字農業科技行動”。通過該行動的實施，突破一批“數字農業”的關鍵技術，建立數字農業技術平臺，開發國家農業信息資源數據庫，研究開發一批實用性強的農業信息服務系統，初步構建我國“數字農業”的技術框架，從而加速了我國農業信息化進程[1]。
2003年，科技部“863計劃”在生物與現代領域啟動實施了“數字農業技術研究示范”重大專項。這些專項以突破一批關鍵技術、研制一批數字農業產品、開發數字農業技術平臺、集成示范應用為目標，構建我國“數字農業”的科學技術體系及示范應用體系。在農田信息自動采集、農田植物生長模擬與數字化設計、稻麥品質遙感檢測、數字化種植技術平臺構建等方面取得了突破性進展[21]?！?63計劃”智能計算機主題連續支持“農業智能應用系統”的研究與應用，已研制出棉花、水稻、芒果等多種作物的生育全程調控和農事管理專家系統，以及魚病防治、蘋果生產管理專家系統[22]。由農軟開發的農牧場管理系統、育種分析系統和目前尚待完善的實驗室數據分析系統、專家系統、決策支持系統等已在部分科研管理部門和現代化農牧場推廣使用[15]。現在，國內研制的多媒體小麥管理系統(WMS)和棉花生產管理系統(COTMAS)都可以應用于生產[23]。我國與世界各國一樣，畜牧業信息建設與利用也是從單機到網絡的一個發展過程。在單機應用方面，主要用于生產管理和決策應用[12]。我國畜牧業充分利用以計算機為核心的信息資源優勢，走畜牧業現代化和信息化的道路[24]。
3 我國農牧業信息化發展面臨的問題
目前，我國農業信息化存在的問題有:農民素質不高、信息化意識和利用信息的能力不強;農業產業化程度不高，難以形成正常的信息需求;網絡成本較高，阻礙了信息化的普及;農業信息化基礎工作水平低;信息技術實用性差，農業信息服務體系還沒有完成，農業信息網絡人才缺乏[25]。信息技術的進一步發展必須建立在網絡化的基礎上。我國的農牧業信息網絡化的發展雖然對我國農牧業的發展起到了一定作用，但在建設過程中存在許多問題[12]。我國畜牧業信息化水平與發達國家相比還有很大差距，主要表現在:畜牧業基礎設施薄弱，畜牧信息資源缺乏，尤其是能提供給用戶的有效資源嚴重不足;畜牧信息技術成果應用程度低，嚴重阻礙了畜牧業現代化的發展，這也正是當前實施畜牧業信息化迫切需要解決的問題。目前，在畜牧業生產部門及基層畜牧場，由于受地域的限制和傳統畜牧業的束縛，信息技術的普及遠遠不能同其他行業相比，從事畜牧行業的人員平均素質也遠低于其他行業部門，尤其是基層的管理人員及邊遠的農牧場，其受教育程度普遍較低[26]。
筆者認為，我國農牧業信息化發展亟待解決的主要問題依然是農民科學素質的提高、信息化基礎設施的建立與完善及完全解決“最后一公里”的難題。
4 我國農牧業信息化的發展方向
1)網絡化。信息技術發展是以微電子技術為基礎、計算機技術和網絡技術相互融合的高新技術。
2)智能化。信息技術的智能化發展進步很快，在農業上的應用也將得到長足的進展。農業專家系統、農業管理信息系統和農業決策支持系統的開發與應用是其中最突出的表現。
3)數字化。數字化內涵包含兩層意思:一是隨著數字技術的發展，原來的模擬信號被轉換成數字信號，實現了在計算機網絡上的高保真和快速傳播，可以制成數字視頻和音頻信號在網絡上傳遞，實現遠程教育等;二是表現在科學計算可視化和虛擬現實技術[25]上。
建立統一的技術標準和規范，突破一批數字農業關鍵技術，建立數字農業技術平臺，開發國家農業信息資源數據庫，建立數字農業應用服務系統，通過系統集成和應用示范，逐步建立我國數字農業的科學技術體系。在統一的技術標準下，對數字農業關鍵技術進行研究開發，通過系統集成構建數字農業技術平臺，初步形成我國數字農業技術框架。在我國不同生態經濟類型和不同農業生產管理類型地區，對數字農業技術進行集成應用示范，取得顯著的社會經濟效益，促進當地農業信息化的跨越發展，加速農業生產由傳統、粗放、經驗型向智能、精準和數字化方向的轉變，提高農業生產力水平。通過該行動的實施，突破一批數字農業關鍵技術，建立數字農業技術平臺，開發國家農業信息資源數據庫，研究開發一批實用性強的農業信息服務系統，初步構建我國數字農業的技術框架，加速我國農業信息化進程，并逐步實現農業生產的精確化、遠程化、自動化和虛擬化[1]。
我國的畜牧業發展已經進入到了新的發展階段，建設集約化、專業化和優質高效的現代畜牧業已經成為必然[27]。在推進信息化的過程中，要通過計算機網絡及通訊技術，把畜牧信息及時與準確地傳達到用戶手中，實現畜牧生產、管理和畜產品營銷網絡化，加速傳統畜牧業的改造和升級，大幅度提高畜牧業生產效率、管理和經營決策水平[26];改變傳統的畜牧業模式，使農民依靠信息引導進入市場、組織生產，走畜牧業現代化和信息化之路;加強對畜牧信息化工作的宣傳，提高人們的信息意識和利用信息的能力積極促進畜牧業信息化的發展[24， 26]。當前，現代信息技術與農業融合所衍生的“精準農業\"、“虛擬農業\"、“智能農業\"和“網絡農業\"等均是數字農業的不同側面，成為農業信息化發展的方向[28]。
筆者認為，我國農牧業信息化應逐步實現農牧業生產的操作的全面自動化以及完全智能化，并最終進入網絡化農牧業。
5 我國農牧業信息化的作用
農業信息化、智能化、精確化與數字化將是信息技術在農業中應用的結果，必將大大推動農業信息化，推動農業向高產、優質、高效及可持續方向發展。
作為21世紀農業的重要標志，發展數字農業及相關技術是我國發展現代農業必然選擇的支撐技術，因此將數字農業確立為解決“三農”問題的平臺，符合時展的需要。數字農業展現了美好的前景，它將極大解放農業生產力，改變農業作業方式，實現農業生產質的飛躍[1]。先進的信息收集、處理和傳遞技術將有效地克服農業生產的分散化和小型化的行業弱勢。
強大的計算能力、智能化技術和軟件技術，使農業生產中極其復雜和多變的生產要素定量化、規范化和集成化，改善了時空變化大和經驗性強的弱點。將信息技術與航空航天遙感技術(RS)、農業地理信息系統技術(AGIS)以及全球定位系統(GPS)等相結合，加強了對影響農業資源、生態環境、生產條件、氣象、生物災變和生產狀況的宏觀監測與預警預報，提高了農業生產的可控性、穩定性和精確性，并能對農業生產過程實行科學與有效的宏觀管理[5]。信息自動化技術使現代的養殖業有了根本性的改變，是形成統一標準化飼養的一種優化養殖方式。它有利于優化畜牧業區域布局;有利于解決人畜混居、相互交叉感染問題;有利于減少與外界接觸，減少傳染病的預防發生;有利于改善農民的生活環境，保護人們的身體健康;有利于改善畜禽養殖環境和生產性能的發揮;有利于提高畜禽的品質;有利于先進技術和設備的推廣和生產效率的提高;有利于畜禽生產的宏觀管理和相互之間的協調，從而促進畜禽業迅速發展，提高養殖者的經濟效益[29]。同時，利用計算機控制實現自動補料、補水和補光等作業，節約勞動力。另外，通過多媒體模擬，可以在最適宜時期擴大生產，在市場行情最佳時銷售，從而獲得最大利潤[30]。
廣泛應用現代信息技術，促進農業和農村經濟結構調整，增強農業的市場競爭力，發展農村經濟，建設現代農業，增加農民收入，加速農村現代化進程，促進農業生產過程實現自動化和高效益化;通過計算機對來自于農業生產系統中的信息進行及時采集和處理，根據處理結果迅速地去控制系統中的某些設備、裝置或環境，從而實現農業生產過程中的自動檢測、記錄、統計、監視、報警和自動啟停等，實現農業自動化生產和對自然環境的實時監測[4， 23]。傳統的農業生產方式得以改造，農業生產效率將大幅度提高，生產成本下降;加快新品種選育，提高病蟲害預測、預報和防止水平，減少損失，增加產出，獲得更大的效益，這將提高人類對自然的認知能力，最大限度地控制和利用水、土、氣等自然資源，減少農業生產的不穩定性[29]?？茖W指導農業生產管理，增加農副產品產量，提高農產品質量，降低農業生產成本，提高經濟效益;實現科學化管理，提高對農業和農村經濟發展的政策決策水平，最大限度避免自然災害對農業造成的損失。
6 結束語
推動農牧業信息化有利于實現農牧業生產的全面自動化及數字化;有利于降低農業生產的成本，提高農業生產的效率;有利于農牧業生產的集中管理，有利于降低傳統農業靠天吃飯的不穩定性;有利于減少農產品市場波動，提高農業市場流通效率，從而增加農業生產的經濟效益。
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篇4
關鍵詞：電子農務；“三農”；信息化
中圖分類號：F302.4
文獻標識碼：A
文章編號：1003-6997（2012）16-0005-03
信息化已成為世界經濟和社會發展的大趨勢，是推動經濟社會改革的重要力量。如何實現信息化已經成為世界上許多國家和地區追求的目標、關注的焦點和實踐的重要課題。在我國，大力發展信息化，不僅是現代化建設的需要，也是新農村發展的迫切要求。
長期以來，農業和農村信息化建設水平與結構的落后是制約農村經濟發展、農民致富的突出因素，已經成為制約我國新農村建設的瓶頸。如何把信息技術廣泛地應用于農村，解決信息進村入戶難的問題，已經成為廣大專家學者研究的重要課題。在這種情況下，電子農務應運而生。
1 電子農務的概念
電子農務（Electronic Agriculture）是指利用現代化信息技術實時、便攜的特點，通過網絡、通信等現代化技術工具建設的統一的信息化平臺，改造效率較低的農業生產經營模式，整合各方面的信息和資源，向農戶提供準確、及時、權威、專業的農業科技信息和專家咨詢服務，對農民的技能和素質進行培訓，幫助農民科技致富，促進經驗農業向信息化、數字化轉變的信息平臺[1]。電子農務是適應我國對“三農”問題建設的需要而逐步產生和發展的，包括三個部分，即電子農村、電子農民、電子農業。
1.1 電子農村
電子農村是指要建設一個信息化的農村、學習型的農村、信息高速加工和傳播利用的農村。
1.2 電子農民
電子農民是指要培養信息化的農民，讓拿鋤頭的農民也能拿起鼠標，通過各種信息化手段來對接現代社會，轉變傳統落后生產方式和市場觀念，讓傳統意義上的農民成為素質高、懂技術、會經營的現代新型農民。
1.3 電子農業
電子農業是指農業生產、銷售、運輸以及其他配套體系都要信息化，要跟全球市場同步對接，在農業產業中實現標準化、規?；?，在農產品包裝和運銷中逐步實現品牌化、國際化，并且要有效降低和規避市場風險?？傊痪湓挘娮愚r業就是要“一化帶動四化”，即用信息化帶動標準化、規?；?、品牌化和國際化[2]。
2 電子農務的建設
電子農務是一種資源重組的觀念[3]，即針對目前新農村信息化建設的迫切要求，充分利用網絡技術、通訊技術、智能技術、控制技術、3S技術、虛擬技術、多媒體技術等高新技術將各種涉農技術和資源進行集成，并將這些資源反映在信息化平臺上。目前我國電子農務的建設主要體現在三個方面。
2.1 電子農務網
電子農務網是利用網絡、通信、多媒體等技術建立的一個綜合性網站。網站中包括了農業新聞、農業技術、供求信息、價格行情、農務信息等多個板塊。農民可以通過訪問相應的板塊來獲取各種農業信息、學習各種農業技術。電子農務網中還提供了農業專家系統，此系統可以為農技工作者和農民提供方便、全面、實用的農業生產技術咨詢和決策服務，解決農民在生產過程中出現的各類問題。
2.2 農務通
農業掌上電腦或智能手機是集計算機技術、人工智能技術及農業專家技術于一體的便攜式農業高新技術產品?？梢詭椭r民快捷、簡易地獲取有關生產、氣象、市場等相關資訊，快速、科學地解決農業生產中的實際技術問題，是用戶隨時隨地與農業專家保持聯系、成功逾越信息孤島的便攜式信息工具。但是，目前我國農務通主要的發展是利用短信與聲訊技術來為農民提供服務，這一技術主要是針對那些無法上網或不會上網的農民，他們可以通過發送短信訂制、點播各種農業科技信息或撥打聲訊電話來獲取所需信息[4]。
2.3 智能控制系統
智能控制系統是利用計算機技術、通信技術、智能技術、傳感器技術、控制技術等高新技術研發的一種農業應用系統?？梢詫r業生產環境中的溫度、濕度、生物等信息進行數據采集，并對獲得的數據進行數據分析及判斷，為農業生產提供實時信息和相關參數，并根據作物的生長發育規律對農業生產過程進行指導。智能控制系統與前兩種不同，它可以提供的信息主要是農業生產過程中的實時信息，幫助農民了解生產中的各項參數，并為下一步的生產做準備。這種系統已經廣泛應用于溫室控制、灌溉控制、育苗等不同的農業領域。
3 發展電子農務的意義
3.1 縮小城鄉“數字鴻溝”
“數字鴻溝”又稱為信息鴻溝，即“信息富有者和信息貧困者之間的鴻溝”。在我國，研究資料表明，數字鴻溝造成的差別正在成為中國繼城鄉差別、工農差別、腦體差別“三大差別”之后的“第四大差別”。近幾年，網絡用戶雖然持續增長，但其普及和應用主要集中在城市，網絡用戶中只有0.3 %是農民，城市普及率為農村普及率的740倍。這一數據表明中國城市和農村之間在互聯網應用方面存在著巨大的“數字鴻溝”?！皵底著櫆稀钡拇嬖趪乐赜绊懥宋覈男畔⒒M程，已成為城鄉均衡發展和跨越發展的重要阻礙。因此，以發展電子農務為契機從而縮小城鄉間的“數字鴻溝”已經勢在必行。
篇5
基于2010年吉林省高等教育研究重點課題《數字農業技術基礎教學平臺建設與應用研究》,依據建構主義學習理論,課題組架構計算機網絡與課堂教學有機結合的混合型學習環境,形成基于VLEs的《數字農業技術基礎》課程,為學生構建合理的知識體系、有效發展認知能力提出了新的探索。
1數字農業技術簡介
1.1數字農業技術概念
數字農業是指將遙感、地理信息系統、全球定位系統、計算機技術、通訊和網絡技術、自動化技術等高新技術與地理學、農學、生態學、植物生理學、土壤學等基礎學科有機地結合起來,實現在農業生產過程中對農作物、土壤從宏觀到微觀的實時監測,以實現對農作物生長、發育狀況、病蟲害、水肥狀況以及相應的環境進行定期信息獲取,生成動態空間信息系統,對農業生產中的現象、過程進行模擬,達到合理利用農業資源、降低生產成本、改善生態環境、提高農作物產品和質量的目的[1]。近年來,國內外在數字農業技術的研究、應用領域進行了諸多研究和探索,進步和成果十分顯著,數字農業技術已經成為促進農業經濟發展強有力的武器。
1.2具有數字農業技術基礎人才的培養要求
在農業高等院校中培養具有數字農業技術基礎的人才,應該在掌握數學、物理、計算機科學等方面的基本理論和基本知識的前提下,從理論和實踐上掌握數字農業的原理、組成和方法,建立關于數字農業系統框架,了解信息技術在農業領域的應用現狀,掌握信息技術與專業結合的基本方法。通過該課程的學習,培養學生將信息技術應用于生產實踐的能力。這對推進數字農業進程具有十分積極的作用,為我國農村經濟的更快發展提供新的契機。農業數字技術課程涵蓋農業專家系統、地理信息系統(GIS)、全球定位系統(GPS)、遙感(RS)為支撐的農業信息工程的基本理論和基本技能,內容龐大繁雜,同時對不同專業的學生要求掌握的內容和難度具有較大的差異,課程的復雜性使它更需要一條有效的途徑提升學習質量、促進師生關系、加強教學效果。身處互聯網時代,它完全可以創造跨越時空開展學習活動的技術支持情境,使學習不受時間、地域限制,具有教育資源充分共享的優勢,課堂在這樣的技術支持下被賦予了更廣闊的內涵。
1.3建構主義
技術支持情境的構建目標的業務領域是知識學習,因此系統設計必須符合先進的學習理論,體現合理的認知規律,適應自主的學習需求。學習理論至今經歷了行為主義學習、認知主義學習、建構主義學習理論的發展歷程。其中,建構主義學習理論是在認知主義基礎之上逐漸發展起來的,對推動教學系統設計起到了推波助瀾的作用。建構主義思想強調學生在知識掌握中的主體地位,他們具有積極的自我控制、目標導向和反思型特點,通過學習情境中的發現過程和精細加工過程,自己建構知識,建構主義指導的學習方式的環境包括以下四大要素[2]。
1.3.1情境。學習環境中的情境必須有利于學習者對所學內容的意義建構。在教學設計過程中,創建有利于達成意義構建的情境至關重要,是創建教學環境的基礎。
1.3.2協作。在學習過程中應當貫穿始終。通過教師與學生之間的協作、學生與學生之間的協作,可以有效地分析收集教學資料、能夠及時對提出的理論進行驗證,對學習評價和意義構建都很有作用。
1.3.3交流。學習過程必然需要交流。形成良好的交流氛圍、交流方式是達成最終學習目標的基礎環節。
1.3.4意義建構。意義建構是教學過程的最終目標。其建構的意義是指事物的性質、規律以及事物之間的內在聯系。在學習過程中幫助學生建構意義就是要幫助學生對當前學習的內容所反映事物的性質、規律以及該事物與其他事物之間的內在聯系達到較深刻的理解。
2虛擬學習環境(VLEs)
虛擬學習環境(VirtualLearningEnvironments,VLEs)是近年來得到廣泛關注的一個領域,是指基于計算機技術的標準化學習與學習管理的系統,主要用于支持絡學習過程中內容傳遞、促進在線師生間的交互。它的概念目前并不統一,還有諸如“整合化學習系統”(IntegratedLearningSystems,ILS)、“內容管理學習系統”(ContentManagementLearningstems,CMLS)等解釋。VLEs目的是通過技術提供各種促進學習的有效工具,滿足各類學習者的學習需求,為有效進行協作學習、基于資源的學習以及廣泛的資源共享提供有力的教學和技術環境支持。目前的VLEs在技術特性上不同,但設計思路都類似,主要是通過計算機技術實現對傳統教學的時空拓展和資源共享。不難看出,主導思想都是課堂再現與傳遞,本質在于解決教學資源短缺。這種教學模式僅僅是傳統教學模式的網絡延伸,思考模式基于同一個“尺度”,適用于每一個人,而有效的虛擬學習環境的構建應該是體現學生的認知規律,體現適應個性化的學習。因此,拓展網絡教學的內涵以提高教學效果和實施質量,對網絡教學發展提出了更深層次的要求,《數字農業技術基礎》VLEs構架見圖1。
2.1知識學習
知識學習在VLEs中通常采用網頁文本、多媒體課件、教學錄像3種形式,組織方式往往是按照章節以樹形目錄的方式呈現。然而《數字農業技術基礎》課程對不同專業的學生構建不同的知識框架體系,這些框架體系構成了多個子課程。雖然子課程之間知識點側重不同,但是彼此之間的關系千絲萬縷,因此構建時應該遵循課程必須具有一定彈性的原則。把《數字農業技術基礎》課程知識分解成最小的知識單位即知識點,把每個子課程的學習目標分解成知識目標;然后,將知識點根據知識目標組合成知識單元[3],確保每個知識單元都有自身的學習目標和應用目標;教師根據各個專業的不同、學習者特征的差別靈活設置不同的知識單元,將其組成基本知識框架即子課程。由于《數字農業技術基礎》課程的復雜性,交叉性以及不同專業學生學習目標的差異,每一個知識單元可能被不同方向的子課程應用,因此將知識單元構建成可重用知識單元,以便不同專業方向的教師和學生根據不同的學習目標選擇知識單元(圖2)。
2.2學習路徑選擇
VLEs中的學習路徑是指在網絡的環境下,學習者在一定的策略指導下、為實現學習目標的學習活動的順序[4]。面對VLEs中的各種學習信息,學生常常感到無所適從,無法判斷從何處開始學習活動。因此在VLEs中為學生提供過程的參考路徑顯得尤為重要,可以說學習路徑的選擇是VLEs的生命線,直接關系到學習效率與學習效果。教師根據課程中各個子課程的特點結合自身的經驗提供多組學習路徑方案,學生自由選擇相應的學習路徑方案。在遵循學習路徑的學習過程中,也可以根據自身的情況調整學習路徑的節點方向,使學習過程符合認知規律,便于知識獲得、維持、遷移和應用。
2.3角色定位
在VLEs中的角色根據不同的職能被定義具有不同的權限。該系統的角色有管理員、教師、學生3種,主要職責如圖3所示。管理員、學生、教師在虛擬環境中各司其職,并且都能夠圍繞課程的開發與維護提出自己的設想和觀點。注冊模塊的注冊采取與校園網一卡通對接,通過校園卡的卡號和密碼可以直接確認身份,確保實名登錄。
2.4參與機制
學生的學習熱情直接關系學習的效果,在VLEs中設置問卷調查、互動評價、投票表決等環節,使學生和教師融入VLEs之中,達成認知與情感的統一,并依據師生參與的情感度和參與效果,分析教學所處真實狀態,形成師生教學狀態、學習狀態診斷,為學習質量評估提供基礎數據。
2.5教學評價
采用開放的、多維度的方式評價學生的學習效果。全面地記錄學生日志并進行跟蹤監控,跟蹤記錄學生在學習過程中的所有過程,包括學習時間、閱讀次數、學習路徑的選擇、參與互動的次數、實驗操作評測、作業成績、單元測評等。根據以上資料,形成合理的評價機制,對學生的學習結果進行公平客觀的評價。
2.6教學反思
通過學生學習過程中監控到的大量學習過程的數據參數進行挖掘,在學習路徑、知識單元測試,學習成績和學習績效之間建立聯系,從而實現學習行為的分析,建立學習特征模型[5],為學生提供更加合理的學習方案,以此為依據調整學習路徑。
篇6
目前，中國、美國、歐盟等國家和地區，經濟合作和發展組織等國際組織和埃森哲等海內外知名咨詢機構都在密切跟蹤、研究和倡導推動數字經濟的發展。
其本質是“信息化”
早在上世紀互聯網發展初期，美國商人唐?塔普斯科特就在1995年出版了一本名為《數字經濟》的著作里，詳細論述了互聯網對經濟的影響，他被認為是最早提出“數字經濟”概念的人之一。從字面上來說，數字經濟就是基于數字技術的經濟，這樣的理解并不荒謬，而數字經濟的發展往往和互聯網技術的發展難以分清，所以很多時候數字經濟也長被作為“互聯網經濟”或“網絡經濟”。
而要說到網絡經濟，馬云在中國絕對有發言權，在2015年的一次信息技術博覽會的演講上，他甚至表示：與其說這是數字經濟，不如說是數據經濟。因為數據傳輸的緣故，各種數字經濟活動皆有可能。
仔細研究不難發現，數字經濟這一概念離不開一個關鍵詞――信息化，實際上這也是數字經濟的本質所在。信息化這一過程的發展涉及到了諸多高新技術產業：微電子產品、通信器材和設施、計算機硬件、網絡設備的制造等。而它本身既可以自己進行制造業活動，同時還可以為農業、工業、服務業等傳統行業進行產業升級。
目前，數字經濟已被寫入了政府報告，同時還是眾多互聯網巨頭企業們發展的重點?！顿F州省數字經濟發展規劃（2017-2020）》的背后，凸顯的是發展理念的創新，是技術的進步，也是思維方式、商業模式、消費模式的革新。
“數字經濟”的魅力何在？
或許你覺得數字經濟還是一個非常遙遠的概念，但其實它已經影響了超過7億的中國人了。數字內容產業是數字經濟的重要組成部分，也是跟普通的民眾結合最緊密的產業。比如說我們現在使用的4G甚至5G網絡技術、直播、短視頻、游戲、AR/VR都屬于數字內容的范圍。
從供給側改革的角度來看，數字內容產業還具有轉方式、調結構、促消費、擴就業的作用。我們看的電影《大圣歸來》、游戲《夢幻西游》及多個版本的電視劇就是在小說《西游記》基礎上衍生出來的，這種樹開新花的現象就是培育新供給、新動力的表現。而電影《西游降魔篇》、《西游伏妖篇》更是帶動了一波不同以往《西游記》價值觀的認識何解讀。
也就是說，數字經濟功能的其中有一個就是迅速將具有相近世界觀、價值觀的受眾聚集起來，并逐漸發展成一種文化。這種文化對于年輕人也更易于接受和理解。
數字經濟的魅力不止是在這種新型的互聯網產業上，在傳統的實體經濟上也很有影響力。比如說，一個制造玩具的工廠可以通過數字經濟找到好的渠道方式砣米約旱鬧圃斐殺窘檔停而賣玩具的人同樣可以通過數字經濟來擴充自己的銷售渠道從而擴大銷售量。
此外，通過數字經濟的影響，國內海上風能的開發已經取得了非常大的進展，風能轉化率不僅變高了，上網電價也在逐年的降低。
2016年天貓雙11全天的交易額達到1207.48億元，同比增長速度為32.37%，這些巨大數字背后，是無數網民需求帶來的商業契機。熱氣騰騰的網購發展，其背后顯示的正是數字經濟的力量。
篇7
【關鍵詞】數字經濟信息經濟知識經濟
一、信息經濟的內涵
“信息經濟”的概念可以追溯到20世紀六、七十年代美國經濟學家馬克盧普和波拉特對于知識生產的有關研究。馬克盧普1962年在《美國知識的生產和分配》中建立了一套關于信息產業的核算體系，奠定了研究“信息經濟”概念的基礎。1977年，波拉特在其博士論文中提出按照農業、工業、服務業、信息業分類的四次產業劃分方法，獲得廣泛認可。20世紀80年代，美國經濟學家保爾?霍肯在《未來的經濟》中明確提出信息經濟概念，并描述信息經濟是一種以新技術、新知識和新技能貫穿于整個社會活動的新型經濟形式，其根本特征是經濟運行過程中信息成分大于物質成分占主導地位，以及信息要素對經濟的貢獻。
在上述研究的基礎上，自20世紀90年代開始，全球范圍內拉開了討論“信息經濟”概念及理論體系的序幕。目前，比較成熟的研究觀點認為信息經濟可以從微觀和宏觀角度理解。從宏觀經濟角度看，主要研究信息作為生產要素在經濟系統中的運作規律。這種觀點同知識經濟相通，屬于同一個范疇；而從微觀經濟角度看，信息經濟所涉及到的重點研究內容是分析信息產業和信息產品的特征、以及信息產業對國民經濟的貢獻力度。這種觀點強調信息經濟是信息產業部門經濟。由于信息技術對經濟社會的微觀領域產生重要影響，因而相當多的專家學者更傾向認為信息經濟一定程度上主要是指信息產業經濟。
二、網絡經濟的內涵
“網絡經濟”概念的提出同上個世紀90年代全球范圍內因特網的興起有著密切的聯系。因此，網絡經濟又被稱為因特網經濟，是指基于因特網進行資源的生產、分配、交換和消費為主的新形式的經濟活動。在網絡經濟的形成與發展過程中，互聯網的廣泛應用及電子商務的蓬勃興起發揮了舉足輕重的作用。一方面，伴隨國際互聯網的發展，大量新興行業不斷涌現，資源配置得以進一步優化，構成網絡經濟不可缺少的一部分；另一方面，電子商務帶來虛擬網絡交易模式，傳統交易活動演變成通過國際互聯網進行的網絡交易活動，構成網絡經濟的重要組成部分。
與知識經濟、信息經濟和數字經濟相比，網絡經濟這一術語的區別在于它突出了因特網，并將基于國際互聯網進行的電子商務看視作網絡經濟的核心內容。
三、知識經濟的內涵
二次世界大戰后，由于科技進步，全球知識生產、流通速度不斷提高，分配范圍不斷擴大，社會經濟面貌煥然一新。在此背景之下，相當多的學者也開始關注知識與經濟社會之間的聯系，知識經濟的概念逐漸形成。例如，美國丹尼爾?貝爾和日本屋太一等學者分別從“后工業社會”、“知識價值社會”的角度論述了知識在社會經濟中的作用。這些論述雖然還沒有提出知識經濟的基本概念，但卻已經涉及到了知識經濟的基本內容。
1996年經濟合作與發展組織（OECD）在年度報告《以知識為基礎的經濟》中認為，知識經濟是以知識為基礎的經濟，直接依賴于知識和信息的生產、傳播和應用。從生產要素的角度看，知識要素對經濟增長的貢獻高于土地、勞動力、資本等，因而“知識經濟”是一種知識為基礎要素和增長驅動器的經濟模式。特別是隨著現代信息和通信技術的發展，知識和信息的傳播和應用達到了空前的規模，知識對經濟增長的影響更加明顯，已成為提高勞動生產率和實現經濟增長的引擎。正如美國學者美唐?泰普斯科特（Don Tapscott）所言：信息科技強化了以知識為基礎的經濟。換言之，知識經濟最重要的特征是知識的創造以及其對經濟發展的貢獻比重大幅度地增加了。
四、比較及總結
通過上述各概念分析，知識經濟、信息經濟、網絡經濟和數字經濟之間的確存在差異。知識經濟強調知識作為要素在經濟發展中的作用；信息經濟強調信息技術相關產業對經濟增長的影響；網絡經濟強調因特網進行資源分配、生產、交換和消費為主的經濟活動；數字經濟則突出表現在整個經濟領域的數字化。但正是存在差異，才產生必然聯系性。雖然知識在經濟發展中的作用早已提出，但是“知識經濟”概念的提出并受到重視卻是最近幾十年的事情。知識經濟的產生是人類發展過程中知識積累到一定程度的結果，并最終孕育了信息技術和因特網的誕生。同時，信息技術和因特網的廣泛應用更加促進人類知識的積累，并加速人類向數字時代的過渡。知識經濟、信息（產業）經濟、網絡（因特網）經濟這些概念在同一個時代提出并不是相互矛盾或重復，而是從不同方面描述當前正處于變化中的世界?！爸R經濟――信息（產業）經濟、網絡（因特網）經濟――數字經濟”之間的關系是“基礎內容――催化中介――結果形式”。知識的不斷積累是當今世界變化的基礎；信息產業、網絡經濟的蓬勃發展是當代社會發生根本變化的催化劑；數字經濟是發展的必然結果和表現形式。因而這幾個概念相輔相成，一脈相傳。
圖1 數字經濟等相關概念的區別與聯系
參考文獻
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篇8
讓我們先來看看近期發生在美國的兩起沒有引起太多關注的并購案。實施并購的一個是農業巨頭孟山都，另一個是汽車巨頭福特。
日前，跨國農業生物技術公司孟山都（Monsanto）宣布，該公司將斥資約9.3億美元收購意外天氣保險公司Climate。此次收購的意圖，是為了向已經在孟山都購買種子和化肥的農民出售更多的數據和服務。孟山都稱，數據科學能夠在種子和化肥銷售這兩大核心業務以外，給公司帶來200億美元的創收機會。該公司估計，“大多數農民的玉米地都有30到50蒲式耳的單產潛力沒有被挖掘出來……數據科學的發展能幫助他們進一步釋放這個潛力?！?/p>
近期，福特汽車（Ford Motor）收購了位于密歇根州芬代爾的初創軟件公司Livio。盡管這起交易的金額不大，不到1000萬美元，然而福特方面卻認為此舉意義重大。Livio主要開發將智能手機應用程序連接到汽車儀表盤上的軟件。當前，各大汽車制造商爭相為駕車者在行駛途中提供安全的電子內容無縫訪問，福特表示此舉將擴大其在該競爭中的領先地位。更重要的是，兩家公司著眼于為智能手機與車載通訊系統的整合開發一套行業標準，到2018年時這塊市場預計將覆蓋2100萬輛汽車。
這樣兩起涉及不同行業、不同企業，似乎風馬牛不相及的并購究竟有什么關聯呢？為什么要將它們相提并論呢？稍作分析，我們不難發現：首先，這兩起并購都是圍繞各自企業的數字化戰略在進行布局；其次，兩家公司都將打造數字平臺作為自己業務的重心之一，并運用它們來滿足客戶的真實需求。不同領域的兩大巨頭不約而同的舉動，或許值得引起我們的一絲警惕和進一步的深思――
篇9
【關鍵詞】物聯網技術 互聯網 發展 應用
物聯網的雛形最早可于追溯到1990年，物聯網的概念提出是在1999年，在這幾十年的發展里，物聯網的地位越來越重要并且有著一個非常廣闊的發展前景，物聯網的本質是將物理世界與數字世界完美融合，打破了傳統觀念的束縛，實現了物與物直接的信息聯系、或缺、融合、傳遞等，真正達到物物相連的網絡模式，使人與人直接的信息交換上升到物與物直接的信息交換，本文就物聯網，談一談物聯網通信技術的發展及其應用。
1 何為物聯網通信技術
物聯網是新一代信息技術的重要組成部分，顧名思義，物聯網就是物物相連的互聯網。這有兩層意思：其一，物聯網的核心和基礎仍然是互聯網，是在互聯網基礎上的延伸和擴展的網絡；其二，其用戶端延伸和擴展到了任何物品與物品之間，進行信息交換和通信。物聯網就是“物物相連的互聯網”。
物聯網是利用局部網絡或互聯網等通信技術把傳感器、控制器、機器、人員和物等通過新的方式聯在一起，形成人與物、物與物相聯，實現信息化、遠程管理控制和智能化的網絡。
2 物聯網通信技術的應用
物聯網工作的應用涉及到生活的方方面面，典型的應用關系體現在物聯網技術與專業技術行業的結合，實現智能應用的解決；物聯網應用層讓信息技術與行業結合，對經濟和社會產生影響，可以說物聯網是繼計算機和互聯網之后的第三次革命，它主要有九大應用領域有：智能工業、智能農業、智能物流、智能交通、智能電網、智能環保、智能安保、智能醫療、智能家居等等。
2.1 智能物流
現在的物流管理有著明顯的信息化發展，隨著物聯網技術的發展特別是物聯網技術與物聯網與衛星定位技術、GSM/GPRS/CDMA移動通訊技術、GIS地理信息系統相結合，使物流管理的每一個流程都被準確無誤的感知和掌握，GIS與GPS與感知信息的結合，構成了物流信息一張強大的網。
2.2 智能醫療
自動識別技術為醫療領域提供了方便，最典型的代表是RFID自動識別技術，RFID技術與醫院信息系統（HIS）及藥品物流系統的融合，是醫療信息化的必然趨勢，智能醫療能夠幫助醫生實現對病人全方位的監控，達到會診記錄，病情記錄等關鍵信息的共享，還有對病人醫療器械和病人病情發展的追蹤，這種智能醫療必然會得到更大的推廣。
2.3 智能交通
物聯網在智能交通上的應用也非常普遍，最典型的例子莫過于乘坐公交車時IC卡的使用，物聯網技術與公交系統的融合，統籌運用GIS和GPS等手段，達到調度，發配，收費等管理于一體，同時還有智能化的停車，系統調配紅綠燈，及時查看路況信息等交通控制調配等手段，都體現了物物相連的物聯網對于交通的幫助，還有公路、橋梁、交通的智能檢測，都體現了智能交通的作用。
2.4 智能農業
智能工業。智能農業與智能工業最主要的體現上是在對于數字的實時監控上，從生產、加工、運輸、分銷、零售上，企業信息管理系統，從生產監控系統，信息管理系統，質量管理系統，信息服務系統，到信息跟蹤，事故追溯系統，質量評估系統，統計分析系統，信息門戶系統等，使農業和工作都達到智能化的水平，方便生產。
2.5 智能安保
智能安保體現在傳感節點的利用上，利用傳感節點的覆蓋全面性，來防治翻越，偷渡，恐怖襲擊等威脅安全的入侵，這種智能安保已經應用到世博會當中。
2.6 智能家庭
物聯網對于智能家庭，數字家庭的建設有著非常廣闊的發展前景，智能家庭不是簡單地將家中的電子產品結合到一個遙控裝置當中去，這樣做只是一個簡單的電子設備相連，物聯網所要達到的智能家庭，數字家庭的目的，是通過物聯網建立外部聯系，讓服務與設備之間產生聯系，達到互動效果，一個最理想的例子就是在工作的過程中，在辦公室里就可以指揮家用電器的工作，在下班回來的途中各個家用電器已經各司其職，回家時就享受自動化的成果與便利。
3 物聯網通信技術的發展
物聯網是推動世界發展的重要動力，有人把它比作是繼計算機和互聯網之后的第三次革命，這樣的比喻一點也不為過，1990年的施樂公司可樂售飯機可以被看作是物聯網技術的最早實踐，1999年麻省理工學院Auto-ID中心在美國統一代碼委員會的支持下提出了PC（Electronic Product Code）的概念.比爾蓋茨1995年在書中提及了物聯網的概念，1999年美國麻省理工學院闡明了物聯網的含義，但隨著物聯網的發展這種含義也產生了變化，再隨后的時間段內，各國開始提高了對物聯網的認識，并把物聯網當作一項國家戰略來發展，目前的物聯網當中有三項關鍵的技術，分別是傳感器技術、RFID標簽、嵌入式系統技術；所涉及的四大關鍵領域分別是：RFID；傳感網；M2M；兩化融合，隨著各國對于物聯網技術的重視，一些關于物聯網發展的戰略也相繼被提出，如日本的u-Japan計劃，韓國確立了u-Korea計劃，歐盟執委會發表了歐洲物聯網行動計劃，美國將新能源和物聯網列為振興經濟的兩大重點，智慧地球被提出并引起強烈反響。
2009年8月，總理的感知中國講話和建立的感知中國研究中心將中國的物聯網信息技術推向了一個新的高度，物聯網被正式列為國家五大新興戰略性產業之一。
4 總結
物聯網通信技術作為一項前沿技術有著非常廣闊的發展前景和發展空間，目前無論是國家還是技術企業，都對物聯網技術的應用價值看的很重，物聯網技術應用在人們生活的方方面面，以一種潛移默化的方式影響著人們的生活方式和生產方式，但是人們在享受物聯網所帶給我們方便的同時，對物聯網的概念認識還并沒有互聯網那么深入人心，人們對于互聯網的認識要遠遠高于物聯網，隨著物聯網技術的蓬勃發展，越來越多的物聯網技術會應用到人們的生活中，相信人們對于物聯網的認識將會逐漸提升，同時，物聯網通信技術將會更好更快的發展也必將有一個更廣闊的前景。
參考文獻
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篇10
摘 要：對城區園林綠化行業在數字化管理過程中涉及的數字模型、數據類型和實現的功能進行了梳理和分析，并進行了實例性說明。
關鍵詞：數字管理；園林綠化；模型
中圖分類號：tu986 文獻標識碼：a doi編碼：10.3969/j.issn.1006-6500.2013.05.024
園林綠化是城市組成中一個不可缺少的要素，“數字園林”也是“數字城市”的一個重要組成部分。隨著城市建設步伐的加快，經濟的迅猛發展和人民生活質量的日益提高，城區園林綠化和管理已成為衡量一個城市市容市貌、投資環境、經濟發展的一個重要標準。同時，對風景名勝區、古樹古木的管理也提上了日程。為了實現改善和提高城市生態環境質量的戰略目標，需要充分運用地理信息系統技術（gis）、遙感技術（rs）、全球定位技術（gps）、測繪技術、計算機技術、數據庫技術、網絡技術等現代信息技術，將現代信息技術應用于園林綠化管理，建立起一系列覆蓋園林綠化管理業務的網絡信息系統，利用計算機來描述復雜多變的園林資源，如喬木、綠地、公園廣場的分布現狀、此消彼長等信息，從而建立以空間數據庫為基礎的園林綜合數據庫體系，通過信息系統數據資源的共享和智能化決策支持來提高園林維護和管理的效率、科學合理地進行園林綠化的建設。通過建立的園林信息資源綜合管理平臺、為園林綠化管理、綜合評價、定量分析等提供服務，以先進的信息技術對城區園林綠化工作進行實時監控，對歷年園林綠化資料進行查詢分析，以求得到切實有效的管理規劃，最終實現城市園林綠化規劃設計、建設施工和養護管理全過程的數字化、網絡化、智能化。
1 數字化管理城區園林綠化的概念模型
1.1 一般數字系統的概念模型
信息系統是為人類活動（主要是管理與決策）提供服務的一種設施或工具，主要用于對現實系統的數據進行采集、存貯、處理和分析，為管理與決策提供信息服務，并通過人類的活動或自動化的處理對現實系統進行調控，從而使現實系統達到人類的要求與目標。信息系統的作用在于擴展系統原有反饋機制或信息系統，加強人類對現實系統的調節與控制。
系統分析除了分析職能、機構和業務流程外，更為重要的是建立業務系統的概念模，通過概念模型把握所要處理的對象（數據）及其相互關系，為系統的設計（包括數據庫設計）奠定基礎。相對而言，職能、機構和業務流程是變化，而系統的業務對象及相互關系是穩定的，這是建立數字化管理的基礎與必要條件。如果不了解業務與需求，不管采用如何先進的技術，開發出來的數字化管理系統都是不能滿足應用需要的，達不到系統的實用性要求。
通過系統分析建立系統概念模型的目的在于了解現實系統的實體及其關系，為系統設計過程中，實現實體及其關系到對象與關系的影射奠定基礎，同時也使數據庫的設計能夠真實地反映現實系統的狀況。而系統概念模型的建立是逐步求精的過程，這個過程可以及早地發現數字化管理系統中分析與設計過程中存在的問題，避免在實現階段出現重大的隱患，避免系統實現過程的方向性錯誤。數據庫是數字化管理系統建設的核心，系統網絡、硬件和軟件是可以升級的，龐大的數據庫是難以大規模的進行修改，只有準確地把握現實系統業務對象及其相互關系，建立完善的概念模型，合理地設計數據庫，才能以不變應萬變，確保數字系統的可持續發展。
1.2 數字化管理城區園林綠化的概念模型
園林綠化管理是城市管理的一個重要的組成部分。數字化管理城區園林綠化是管理者了解城市系統及相關的人、園林關系，從而處理和協調人與園林綠化關系和在這種關系基礎上形成的人與人之間關系的一種技術工具或者環境，它構成了城區園林綠化管理系統的一個“數字園林”。就是利用現代信息技術，如地理信息系統、遙感、寬帶網絡、多媒體、數據倉庫等，全面支持園林綠化建設過程中的規劃、建設、管理、工程實施、評估等各個環節的信息處理和決策支持的信息系統，是一個復雜的集gis與mis于一體的大型信息系統。通俗地說，“數字園林”工程就是要把整個城市××平方公里的園林綠化搬入網絡化的計算機進行管理。核心是城區園林綠化區域內包括歷史、現狀、規劃、實施、評估、土地、市政、人口、經濟、政策、房屋、綠化等多種類型的全面綜合性的信息數據庫。
2 數字化管理城區園林綠化的數據分析
數據是系統的“血液”，數據是信息系統處理的對象，同時也是信息系統的核心組成部分。城區園林信息是城區園林系統中一切與地理空間分布有關的各種要素的圖形信息、屬性信息以及相互空間關系信息的總稱。所謂要素是指存在于城市地理空間范圍內真實世界的具有共同特性和關系的一組現象或一個確定的實體及其目標的表示。
2.1 數據類型
與城區園林綠化相關的地理信息內容十分廣泛，而數字化管理城區園林綠化所需要處理的數據對象包括道路、公園、綠地及其附屬設施、建設養護單位等，不僅包括了城市的主要空間數據，還包括了大量的與空間數據相關聯的社會經濟數據，以反映城區內主要的人地關系。根據城市園林綠化系統的需求，城區園林綠化數字化管理的數據主要分為4類數據：基礎空間數據，道路網數據，園林綠化數據（包括園林綠化設施數據）以及其他相關數據。
園林綠化數據主要指城市綠地數據，包括公園綠地、生產綠地、防護綠地、附屬綠地和其他綠地數據。
2.1.1 公園綠地 城市中向公眾開放的、以游憩為主要功能，有一定的游憩設施的服務設施，同時兼有健全生態、美化景觀、防災減災等綜合作用的綠化用地。它是城市建設用地、城市綠地系統和城市市政公用設施的重要組成部分。
（1）綜合性公園。①全市性公園；②區域性公園；③區域性二級公園。
（2）社區公園。為一定居住用地范圍內的居民服務，具有一定活動內容和設施的集中綠地。如：①居住區公園；②小區游園。
（3）專類公園。①兒童公園；②動物園；③植物園；④歷史名園；⑤風景名勝公園；⑥游樂公園；⑦其他專類公園。
（4）帶狀公園。沿城市道路、城墻、水濱等，有一定游憩設施的狹長形綠地。全園面積宜在5 hm2以上。
（5）街旁游園。位于城市道路用地之外，相對獨立成片的綠地，包括街道廣場綠地、小型沿街綠化用地等。如：①小游園；②街景綠化；③廣場綠化；④河道綠化。
2.1.2 生產綠地 指為城市綠化提供苗木、花草、種子的苗圃、花圃、草圃等圃地。
2.1.3 防護綠地 指城市中具有衛生、隔離和安全防護功能的綠地，包括衛生隔離帶、道路防護綠地、城市高壓走廊綠帶、防風林、城市組團隔離帶等。
2.1.4 附屬綠地 指城市建設用地中綠地之外各類用地中的附屬綠化用地。包括居住區用地、公共設施用地、工業用地、倉儲用地、對外交通用地、道路廣場用地、市政設施用地和
特殊用地中的綠地。（1）居住區綠地；（2）公共設施綠地（單位附屬綠地）；（3）工業綠地；（4）倉儲綠地；（5）對外交通綠地；（6）道路綠地；（7）市政公用設施用地；（8）特殊用地。
2.1.5 其他綠地 指對城市生態環境質量、居民休閑生活、城市景觀和生物多樣性保護有直接影響的綠地。
2.2 數據特點
公路、公園綠地等都是一個連續的對象，分布在地球的表面、地下或空中，它不僅是空間的實體、網絡型的實體，而且是與地理位置、地理環境密切相關的實體，構成了一個巨型復雜的網絡系統。整個城市的園林綠化數據本身都處在不斷變化中，使得關于他們的數據庫具有多型、多維、動態、不完全（缺值）、不確定（數據中的系統或隨機聲）和稀疏性（很少甚至沒有有用的記錄）等特征。同時，這類數據的測量往往與時間有關（如綠地養護等的實時運行數據等），在數據分析過程中要考慮時間因素，以便進行預測，領域知識在數據分析中的應用數據挖掘是一個人機交互、不斷重復的過程，專家的領域知識或背景知識的應用對挖掘過程具有補充和促進作用，用作引導發現過程以避免無意義的結果。
歸納起來，城區園林領域的數據具有下述特性： 既有大量的空間數據，又有大量的非空間數據（即屬性數據），并且空間數據和屬性數據有不可分割的聯系。空間對象之間又都存在著空間關聯、業務關聯以及專業關聯等聯系；城區園林綠化數據都具有時間特性，其動態數據是進行業務管理的重要依據；城區園林綠化數據類型復雜、內容多，數量大，因此，數據分析工具應能處理數據的這些特征。
2.3 數據需求分析
根據上述關于對數據類型、特點的分析，城區園林綠化數字管理的數據需求有如下幾類。
2.3.1 測繪與基礎地理數據 土地與園林、綠地都不僅是空間的實體，而且與地理位置、地理環境密切相關的實體。地理信息對園林管理有著決定性的影響，因而脫離地理信息對園林綠化進行抽象解讀，勢必會使系統模型在實用性、準確性和完備性方面的實現意義大大降低。園林綠化部門不生產地形圖、影像數據、控制網、規劃路網（圖1）、行政區劃、dem等圖形數據，這些都可以基于市測繪部門提供的××市基礎空間信息數據進行構建。主要用于滿足園林綠化的日常審批管理，有些數據作為業務辦公的參考數據，各種產權產籍數據的背景圖等，能提供查詢功能。
2.3.2 地名數據 園林綠化管理工作經常需要涉及到具體的土地位置或分布等地名數據，如（圖2）。地名數據庫是空間定位型的關系數據庫，它與地形數據庫之間通過技術接口碼連接，可以相互訪問，可以快速、方便的為各部門提供空間定位解決方案，通過靈活的數據訪問可以有效地利用地名數據，以地名信息和基礎地形信息為基礎，對各種資源數據進行準確定位和高效管理，可以保證各種資料的完整性、現時性、可利用性，并提高資料的空間查詢檢索速度。
2.3.3 元數據信息 系統的元數據是對各種數據的描述，主要是數據的標志信息說明、空間數據組織信息、數據來源、性質、質量、形成時間、坐標系統、數據的生產者等內容，元數據可以幫助用戶確定所需數據的位置以及該數據的有關特征，在網上信息、信息查詢時相當重要。
2.3.4 業務管理檔案信息 城區園林綠化管理部門的日常業務需處理大量的業務數據，包括各類審批資料，審批信息，審批情況，違規原因、監察資料等文檔信息，以及綠地規劃等圖形信息，其中有些屬空間數據，但大多數都是文檔數據，需有設計入庫方案。在系統設計過程中，應對業務數據的整理、轉化給予充分重視。在天津市城市數字化管理中，園林綠化數字管理業務處理被規定為第三大類事件（市容環衛類第一大類事件、市政水利類第二大類事件、其他是第四大類事件），根據具體的園林綠化業務管理，進行事件命名和小類代碼編號，并對具體業務的處理條件、時限、標準、責任部門、監管部門進行后臺的數據整理和轉化（表1）。
2.3.5 分類編碼信息 按數據庫中的各種類別，進行標準的分類編碼，在數據庫建設的初期就應該建立好分類編碼庫。按照天津市城市數字化管理標準，園林綠化屬于第四大類部件，其大類代碼是04，根據園林綠化行業標準和具體業務，將園林綠化設施進行分類、命名和說明、設定符號，確定小類代碼和拓撲類型。數字化管理園林綠化的數據庫分類編碼示例如下。
設施名稱：花架花缽；設施類別：園林綠化；大類代碼：04；小類代碼：04；拓撲類型：點；設施符號：；設施說明：道路兩側的、懸掛在立桿上的花架花缽、步行街坐椅后的。
2.3.6 政策法規數據 在天津市城區園林綠化管理中，數字化管理主要依據的政策法規有：《園林基本術語標準》、《中華人民共和國城市綠化條例》、《城市古樹名木保護管理辦法》《天津市城市管理規定》、《天津市綠化條例》、《天津市??區社會單位和物業小區樹木修剪、死樹更新的審核管理》、《天津市??區園林綠化行政審批、審核、審查和備案流程》等。
3 數字化管理城市園林綠化可實現的功能
3.1 實現城區園林綠化的業務管理功能
對于某一城區的園林綠化實行數字化管理后，將能在城區園林綠化主管部門實現良好的業務管理功能：（1）數據管理（查詢、分析、專題圖制作）；（2）地圖（圖層）管理（空間查詢、瀏覽、組合統計、專題圖制作、打印、空間分析）；（3）報表管理（各類業務報表統計、匯總、打印輸出）；（4）歷史數據管理（記錄和保留綠地、樹木的歷史數據，并與現狀數據進行比較和專題圖制作等）；（5）綠化指標計算（按街道、小區、單位計算）；（6）古樹名木管理：古樹名木的分布及屬性資料查詢、匯總；重點保護樹木分布及屬性資料查詢、匯總。
3.2 實現城區園林綠化的gis管理功能
城區園林綠化數字管理可以與行政主管部門的oa進行無縫集成，首先，可以實現相應的gis功能，如空間數據圖形的顯示與控制；圖形與屬性的雙向查詢；圖形空間定位顯示；園林綠化專題制圖；圖形操作與量算功能；統計分析與報表；空間分析。其次，可以根據業務管理權限進行系統業務管理維護。
3.3 實現城區園林綠化的互聯互通功能
可以通過觸摸屏、電子告示板、internet系統對外的信息，包括空間與非空間信息。如區地理概況信息、園林綠化信息、項目審批、公告信息、政府法規信息；通過網絡實現園林局與用戶的雙向溝通，通過電子郵件通知用戶領取辦理結果，用戶可通過網絡舉報違法情況；提供內部與外部的bbs、網絡會議等功能。
3.4 實現城區園林綠化的檔案管理功能
為創建國家園林城區提供科學的數據資料，為城區園林綠化規劃和執法管理提供科學依據。
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