云計算在農業種植管理系統開發中的應用初探

王鑫　佟海亮　楊征

摘 要 從計算原理、計算流程、預警及結果顯示等方面就云計算在農業種植管理系統中的應用進行了探討，提出了一套農業數據應用云計算進行分析的方法，為農業大數據處理提供實踐依據。

關鍵詞 云計算；云分析；農業信息；農業種植管理系統；服務平臺

中圖分類號：P49 文獻標志碼：A 文章編號：1673-890X（2015）09-159-02

在農業產業信息化進程中，建立一種市場信息暢通、規范、高效的農業種植管理信息新模式已刻不容緩，云計算能夠提供給用戶可靠的、資源利用最大化的、自定義的服務，是一種全新的分布式計算模式[1-2]。目前，云計算的發展規模越來越大，速度也越來越快。同時，將云計算和農業信息技術有機地結合，是解決理論研究和實際應用的重要途徑。云計算技術的出現和普及將改變現有的農業信息系統的工作效率，為農業信息化發展提供源動力。建立集信息收集、處理、傳播、應用為一體的現代農業信息服務體系，為農業生產者、經營者、管理者和決策者提供信息服務，并指導農業的產前、產中和產后各環節，為農業信息化提供技術和組織保障尤為重要[3]。

1 云計算系統

1.1 計算原理與方法

農業種植管理系統云計算基本原理是指按照農作物生長周期指標要求，基于當下種植大棚環境以及相應所在生育期，自動計算出環境及生長發育指標是否在參考指標范圍之內，為科學種植提供農藝操作依據。應用物聯網技術，通過傳感器讀取的數據，通過農業科學專業知識，對數據進行二次加工，計算出相應的指標值，如不在標準范圍內，提示種植作業工作人員采用相應的作業手段，對指標進行調整[4-6]。例如，當水分達到不要求時，采取自動灌溉；當光合作用達不到標準時，修改光合作用計算指標值，改善環境達到目標。

1.2 計算流程

見圖1。

1.3 品種計算

作物的生長發育，取決于內在的遺傳特性與外界的環境條件。影響作物生長發育的主要環境因子有光照、水分、養分和空氣等。此外，信息技術支撐也成為指導作物優化種植的重要手段。在栽培上既要了解各個環境因子的單獨作用，又要了解它們的相互作用。栽培技術是為了調控環境因子，使之達到綜合的總體，以滿足蔬菜發育和器官形成的需要，實現高產、優質、高效的綜合目標。

品種計算就是對種子供應商成長周期官方數據、業行專家發表論文數據、各種植基地成長周期過程所產生歷史數據及當前種植大棚實況數據運用云分析的方法進行綜合計算，提出最優措施及適宜種植的品種[7]。

1.4 種植指導

大數據平臺技術支撐科學種植的呈現層，應用農業專業知識計挖掘以往產品種植季節云數據，經過單元計算、產品計算、綜合計算，按當前系統最優種植方案生成種植向導。

1.5 種植預警

單元計算推送出某單個指標與最優指標差距，并做出相應的處理方案；品種計算協助對供應商提供種子，在各種條件下的種植結果。超出邊界值時，以短信報警方式推送給農場主與農業專家，通過遠程技術進行指導調整改善環境。

1.6 結果顯示

以光照為例，在下圖中加類似圖標（紅），顯示當前光照沒有達到最佳值，請您打開日光燈系統（圖2）。

2 數據分析子系統

以某產品為單位，挖掘種植成長周期數據（大數據），單元（元素）指標分析報表，產品綜合分析報表，成長流的全過程生成報表。種植作業（工種）操作方案分析，升級作業輔助工具，操作方法升級[8]。提出產量分析，在采用溯源管理信息系統后，產品種植每季都有所提高，生成產量提升趨勢圖（圖3）。

分析原因與方法：因農業種植目前沒有比較成熟的模型，采取假設模型方法，電子模擬計算，當調整種植元素指標時，最終產品產量、質量的變化；以運籌學為科學以據，假設數據模型在對種植基地歷史種植大數據分析，邀請運籌學專家，分析與設計初級數據函數公式，支撐假設模型算法（圖4）。

參考文獻

[1]W.Itani， A.Kayssi， A.Chehab.Privacy as a Service： Privacy-Aware Data Storage and Processing in Cloud Computing Architectures[C].Dependable，Autonomic and Secure Computing[A].2009：711-716.

[2]Sanjay Ghemawat，Howard Gobioff，Shun-Tak Leung.The Google File System[C].Procceedings of 19th ACM Symposium on Operating Systems Principles[A].2003：20-43.

[3]金海.漫談云計算[J].中國計算機學會通訊，2009，5（6）.

[4]陳康，鄭緯民.云計算：系統實例與研究現狀[J].軟件學報，2009，20（5）：1337-1348.

[5]陳國良.并行計算的一體化研究現狀與發展趨勢[J].科學通報，2009，54（8）：1043-1049.

[6]徐超.云計算技術在中國農村信息化建設中的應用[D].濟南：山東大學，2010.

[7]姚素青，彭立.云計算及其對我國基礎教育的啟示[J].軟件導刊，2010（6）：77-79.

[8]伍丹華，黃智剛，劉永賢.云計算在農業信息化中的應用前景分析[J].南方農業2011，5（9）：61-63.

（責任編輯：趙中正）