基于本體的農業災害應急信息集成服務研究

●肖 花，劉春年

（1．江西農業大學 圖書館，江西 南昌 330045；2．南昌大學 信息管理系，江西 南昌 330031）

推廣農業災害應急信息集成服務，準確及時地獲取、共享、重用并組織管理相關信息，需要采用合適的理論和方法，本體技術就是方法之一。

1 農業災害應急信息集成服務需求分析及其價值所在

農業災害應急信息集成服務，指的是利用信息技術，通過信息資源共享，將農業災害及災害應急相關領域的信息加以集中組織，并對這些信息進行深層次開發，為用戶提供集成的農業災害應急信息服務環境，使用戶得到圍繞農業災害應急的一系列信息服務，如農業災害應急案例的查找與獲取、資源導航、咨詢與培訓以及農業災害應急信息統計分析等服務。［1］為使用戶通過一個集成服務機制“一站式”地獲取農業災害應急服務產品，就要構造統一的農業災害應急信息服務環境，通過集成分布式、異構化農業災害應急信息資源與服務功能來實現。

1.1 農業災害應急工作的復雜性

農業災害一般具有很強的地區性與季節性，呈現復雜性、多樣性和關聯性等特征，這也決定了農業災害應急工作的復雜程度。農業災害應急工作包括災前預防、對抗災害、災害補救和恢復工作，在這些過程中要考慮自然因素、經濟因素、技術因素和生物環境因素等各種因素。因此需要對這些因素進行全面的研究分析，以此作為研究農業災害事件應急管理的起點，從而明確災害事件的發生、發展及演化等機理。同時，農業災害應急工作既要各地政府的主導支持，又要充分發揮非地方政府的特殊作用，還要能調動廣大農戶的積極參與。加之農業本身就是一個生態—經濟—社會復合系統，所以使得農業災害應急工作具有復雜性。一般來講，有以下幾個特點。

（1） 應急預案的建立較困難。農業災害的發生通常帶有突然性，具有突變危機的特征。由于農業災害產生的根源有很多，在預測上無法做到百分之百的準確，所以農業災害應急預案的建立就較為困難。以往的應急預案往往忽視了部門、行業、地區間的協調和配合，即使有也只是形式上的條條款款，未實際操作，從而缺乏科學性及可操作性。

（2） 災害應急處置要快速。一旦農業災害事情發生了，則應當立刻采取相應的措施，啟動應急預案并結合實際情況盡快防止災害的擴大和發展，做緊急處理。災害應急處置的目的是減災救災，它是一個系統工程，涉及諸多學科，往往超出現有單一學科的可認識范圍，所以要進行綜合研究。現代農業災害的多樣性與復雜性就使得在應急處置過程中要求多種途徑、多種措施相互配合，相互銜接，統籌安排，這樣才能達到減災救災的實際成效。

（3） 災情評估較復雜。由于農業的生產對象是生物，影響災損因素很多而且很復雜，災損界定的難度比較大。在災情評估中對采集到的信息進行準確性和可用性分析，也就是根據情況對信息篩選和加工，去偽存真，去粗取精，選擇合適的評估方法。同時，由于農業災害評估是一個涉及多地區、多部門的工作，這就要求農業災害評估主管部門必須理順各級單位的關系，加強各相關地區和單位的協調管理，使其責任分明、目的明確，快速、高效。［2］

（4） 災后重建和恢復。在農業災害的災后恢復和重建中，需考慮周全。我們在注重物質方面的恢復和重建的同時，也應該重視精神方面的重建。災后重建和恢復往往需要政府在經濟上的支持，在短時期內會需要大量的財力。長遠影響，還會顯著降低對外來投資的吸引力，進一步影響經濟發展。

1.2 信息集成服務的價值所在

信息集成服務的理念就是要以最少的成本最大限度地滿足用戶的信息需求,它注重服務內容與功能的集成和一站式服務目標的實現。目前看來,信息集成服務的理念對于提高農業災害應急信息服務的效率,有著極為重要的意義。

（1） 整合信息資源。信息集成服務可以依據信息資源數量、種類、專業性等方面的需求進行有機集成整合，并實現跨地域信息資源的集成以及虛擬分布存儲資源的集成，異構信息資源之間的集成，實現信息資源的全方位整合和一步到位的獲取。農業災害應急信息整合的集成服務，可以實現面向用戶的跨平臺、跨數據庫互操作信息資源整合服務。［3］

（2） 滿足多層次用戶的信息需求。農業災害應急信息資源服務的對象除了農業技術人員外,還包括各級農業部門、農業企業用戶和農民。信息集成服務應將不同來源的信息盡可能地集成，這樣不僅可以促進資源與知識的流動與集成，還可以滿足各階層用戶信息需求的廣泛性與特殊性。

（3） 滿足農業災害應急信息資源多樣化的需求。農業災害應急信息資源涉及多學科領域，包括科學數據、實用技術、市場信息等信息資源。信息集成服務將這些信息資源進行科學的組織和規劃，就能大幅度提高信息使用的效率，使信息有效地發揮其應有的作用。

（4） 促進各部門信息服務協調發展。農業災害應急工作需要各相關部門的大力配合，充分發揮基礎較好的信息系統、信息部門或信息機構的輻射聯動作用，完善農業災害應急服務功能。

2 農業災害應急信息集成服務技術比較

農業災害應急信息集成服務需要技術作支撐，最典型的如本體、網格、基于Web的信息集成服務等。

2.1 本體技術

本體技術可以準確地描述概念含義，還能描述概念之間的內在關聯,并能通過邏輯推理獲取概念之間蘊涵的關系，所以它具有很強的表達概念語義和獲取知識的能力。信息集成經常會涉及模型的轉換，必要時還要構建全局概念模型，模型的表達以及模型間的映射都需要有效的知識表達技術，正是由于本體技術可以高效表達領域知識，并可以提高模型的表達能力，從而優化了信息集成的質量。在農業災害應急信息集成服務研究中，用本體來表示和描述農業災害應急處置領域的知識資源，可以較好地解決語義異構的問題，支持知識共享和重用，從而有助于更好地進行知識的推理和檢索，還能發現知識、挖掘知識，進而輔助決策。

2.2 網格技術

網格技術的優勢是可以明顯降低建立門戶網站和提供網絡服務的成本。網格的操作平臺和信息資源都是共享的，它能處理分布式海量數據，將分布在各地的計算機、數據、信息、知識等組織成一個邏輯整體，此基礎上運行各自的應用網格，為各部門提供各種一體化信息服務。網格技術更多地關注各部門的資源共享和協同工作，提供資源共享的基本方法，在解決異構平臺兼容及集成已有系統方面有著獨特的優勢。采用網格技術，將涉農部門聯合起來，實現各部門之間的信息服務聯盟操作系統，為農業災害應急工作開辟一條新道路。

2.3 基于Web的信息集成服務

Web數據轉換集成技術是從海量的信息中獲取有效信息的方法。用戶只需關心自己的真正實際需求而無需登錄很多網站，并能屏除其他網站數據的不一致性及冗余性，還能定時去自動獲取數據，并把結果傳送給用戶。［4］基于Web的農業災害應急信息集成服務可以減少用戶在獲取信息時時間與精力的花費，提高網絡中信息的利用率，使信息最大程度地被利用。

2.4 農業災害應急信息集成服務技術的比較

基于本體的農業災害應急信息集成服務屬于服務主導型，凸顯服務的集成與共享，并在一定程度上使服務增值；基于網格的農業災害應急信息集成服務屬于資源主導型，主要是對分布式異構資源進行整合；基于Web的農業災害應急信息集成服務屬于技術支撐型，主要是依靠各種關鍵技術獲取信息。從表中可以看出，基于不同技術的農業災害應急信息集成服務各具特色。

3 基于本體的農業災害應急信息集成服務平臺模型構建及應用前景分析

農業災害應急信息集成服務就是要以全面提升農業災害應急信息資源利用效率和公眾獲取信息的便捷程度為宗旨,以農業災害應急信息資源服務需求為導向,以“統籌規劃、科學指導、統一標準、高效服務”為原則,以信息資源服務的高度融合與集成為目標,對農業災害應急信息資源建設和服務進行統籌規劃和設計。同時研發適用于廣大用戶的農業災害應急信息資源集成服務平臺,實現農業災害應急信息集成服務。

利用本體技術實現農業災害應急信息集成服務平臺如圖所示。該平臺邏輯上分為三層:業務應用層、軟件組件層和知識管理層。多層次本體集成框架建立了農業災害應急業務過程知識集成“三位一體”的系統模型，在業務過程、軟件組件與知識三個層面上表示了基于本體集成的系統結構。在這三個層次建立本體模型后，進行語義描述，根據集成需求進行語義映射。［5］該信息集成服務平臺是應農業災害信息服務需求，負責對相關信息請求的接收、分發和結果信息的整理、輸出，為農業災害應急管理工作提高效率。

基于本體的農業災害應急信息集成服務平臺模型是在基于一切可利用信息資源，以用戶需求目標驅動的、面向農業災害應急知識內容的、融入用戶決策過程，并向用戶提供知識信息、挖掘潛在信息及找到問題解決方案的增值服務模型。其優勢在于：① 知識挖掘，主要是指根據用戶的特殊需求，依托本體技術，挖掘隱藏于大量顯性信息中的隱性知識；② 解決互操作技術問題，本體技術可以實現跨系統、跨區域、分布、異構資源之間的互操作問題，為用戶提供通用、無縫和持久穩定運行的信息服務平臺；③ 推進建立區域聯合服務體制與機制，促進區域內相關涉農部門、信息團體、重點用戶在資源整合的基礎上實現服務的共享，達到資源的大范圍、深層次開發和應用的無縫集成。

總之,農業災害應急信息服務的特征決定了其復雜性。因此，農業災害應急的信息資源建設和信息服務過程在本體技術的推動作用下，不難實現跨越城鄉間的數字鴻溝，為廣大用戶所用，從而發揮信息的強大效力，提高農業災害應急信息服務工作的效率。

圖 基于本體的農業災害應急信息集成服務平臺

［1］鄧勇．專利信息集成服務研究與實踐 ［D］.成都：四川大學，2006.

［2］曹麗．關于自然災害應急管理的思考 ［J］.商場現代化， 2007（8） ： 24－247.

［3］卓文飛.論我國農業科技信息集成服務系統的構建 ［J］．中國科技論壇，2010（3）：136－138.

［4］張成洪，等.Web數據轉換集成技術及其信息服務應用 ［J］.計算機工程，2001（1）：90－93.

［5］葉范波.基于本體的制造企業業務過程知識集成研究［D］.杭州：浙江大學，2008.