多通道精準化農(nóng)業(yè)信息服務平臺建設

孟鶴 羅長壽 孫素芬

摘要：針對農(nóng)業(yè)農(nóng)村信息化推進中面臨的問題，面向農(nóng)業(yè)生產(chǎn)決策與管理對科技服務的多樣化需求，建立多通道精準化農(nóng)業(yè)信息服務平臺。通過信息資源的標準化建設和知識化組織、信息服務的智能化對接和精準化推送、遠程教育移動系統(tǒng)開發(fā)和個性化自主學習平臺建設及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)遠程監(jiān)控系統(tǒng)的開發(fā)，實現(xiàn)科技推廣、決策輔助、病害診斷、生產(chǎn)管理、信息交流共享等功能。在此基礎上，通過建立基地進行示范推廣，在資源整合、需求對接、人才培養(yǎng)、院區(qū)合作等方面實現(xiàn)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)信息服務的模式創(chuàng)新。

關鍵詞：農(nóng)業(yè)信息服務；信息資源；精準；語義關聯(lián)；智能診斷

中圖分類號：F302.4；S126 文獻標志碼： A 文章編號：1002-1302（2015）07-0475-04

信息技術的飛速發(fā)展與廣泛應用帶動了農(nóng)業(yè)信息服務水平的提升，圍繞農(nóng)業(yè)信息服務平臺建設，近年來，從中央到地方的各部門、各地區(qū)積極探索創(chuàng)新，形成了各具特色的信息服務新模式，如中國知網(wǎng)與中國科學技術協(xié)會合作的面向全國農(nóng)村建設的網(wǎng)上農(nóng)民科普書屋[1]、湖南省建立的“兩端兩網(wǎng)、扁平化”的農(nóng)業(yè)農(nóng)村信息服務平臺[2]、海南省開發(fā)的休閑農(nóng)業(yè)手機信息服務平臺[3]、黑龍江省農(nóng)業(yè)高校創(chuàng)建的科技信息服務協(xié)同模式[4]等，都為農(nóng)業(yè)信息服務的研究與應用作出了有益的實踐。但從總體上看，當前信息服務平臺建設主要以“一對多”的單向服務為主，還存在信息資源整合不充分、信息供需不對稱、信息服務手段單一、信息服務效果不明顯等問題[5]，難以滿足Web 2.0和大數(shù)據(jù)時代廣大農(nóng)業(yè)信息用戶對信息服務提出的更高要求，亟須面向農(nóng)業(yè)生產(chǎn)決策和生產(chǎn)管理的全過程，集成應用現(xiàn)代信息技術，針對各類經(jīng)營主體的多樣化需求而開展精準化的信息服務，建立基于現(xiàn)代信息技術的農(nóng)業(yè)社會化服務體系，切實發(fā)揮信息化對農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化和新型生產(chǎn)經(jīng)營主體發(fā)展的助推作用。

北京市農(nóng)林科學院以全面提升農(nóng)業(yè)信息資源利用效率和信息用戶獲取信息的便捷程度為目標，開發(fā)建設多通道、精準化農(nóng)業(yè)信息服務平臺，力求通過制定標準、整合資源、開發(fā)系統(tǒng)、搭建平臺，解決農(nóng)業(yè)信息服務供求不對稱、信息獲取成本高、信息服務體系與農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新推廣體系相互疏離等問題。在此基礎上，在北京市大興區(qū)安定鎮(zhèn)建立“農(nóng)業(yè)信息服務綜合展示示范基地”，在資源整合機制、需求對接機制、人才培養(yǎng)機制、院區(qū)合作機制等方面進行有益的探索和創(chuàng)新，為信息服務平臺的應用與推廣積累經(jīng)驗。

1 多通道精準化農(nóng)業(yè)信息服務平臺建設

1.1 平臺概述

平臺面向移動互聯(lián)時代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)決策與管理對科技服務的多樣化需求，立足科研院所在信息資源、品種技術、專家隊伍、創(chuàng)新平臺等方面的優(yōu)勢，建立集互聯(lián)網(wǎng)、通信網(wǎng)于一體，基于計算機、電話、手機、移動存儲設備等終端而開發(fā)系列服務系統(tǒng)、終端及相應產(chǎn)品，實現(xiàn)生產(chǎn)監(jiān)控、輔助決策、咨詢診斷、信息發(fā)布、交流共享等功能，提供“隨時、隨地、隨人”和“便捷、互動、個性化、低成本”的農(nóng)業(yè)信息服務，實現(xiàn)對科研院所創(chuàng)新資源的充分利用和與農(nóng)業(yè)基層推廣組織的有效銜接。

1.2 平臺的關鍵技術研究與功能實現(xiàn)

平臺的總體架構如圖1所示。在開發(fā)思路上突出應用導向，針對用戶在生產(chǎn)決策和生產(chǎn)管理方面的信息需求，圍繞計算機、手機、觸摸屏、電話、“U農(nóng)”終端等信息服務載體，進行信息資源的整合組織和相關技術系統(tǒng)的研發(fā)。重點完成信息資源的標準化建設和知識化組織、信息服務的智能化對接和精準化推送、遠程教育移動系統(tǒng)開發(fā)和個性化自主學習平臺建設及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)遠程監(jiān)控系統(tǒng)的開發(fā)。

1.2.1 信息資源的標準化建設與知識化組織 針對農(nóng)業(yè)信息服務網(wǎng)絡信息資源分散、利用效率低的問題，研究制定了北京市地方標準DB11/T 836—2011《農(nóng)業(yè)信息資源數(shù)據(jù)集核心元數(shù)據(jù)》，為農(nóng)業(yè)信息資源的管理、標引、交換、共享及相關農(nóng)業(yè)信息系統(tǒng)的構建提供依據(jù)，實現(xiàn)不同來源、不同媒體、不同格式的信息資源的底層融合，建立北京農(nóng)業(yè)數(shù)字信息資源中心（http：//www.agridata.gov.cn）。在此基礎上，應用《中國農(nóng)業(yè)敘詞表》和Ontology技術，構建農(nóng)業(yè)知識網(wǎng)格[6]，將不同

來源、不同格式的農(nóng)業(yè)信息資源庫中的農(nóng)業(yè)知識按照語義關系進行有機連接，實現(xiàn)異構資源在語義層的融合共享；同時創(chuàng)新新詞發(fā)現(xiàn)機制，采用文本挖掘和智能聚合技術，從網(wǎng)絡搜索、用戶提問中自動采集新詞，解決農(nóng)業(yè)用戶自然語言與農(nóng)業(yè)領域?qū)I(yè)知識的對接以及農(nóng)業(yè)知識的有效鏈接問題，極大提高了農(nóng)業(yè)信息資源的檢索效率。在資源的利用上，突破以往單一的門戶網(wǎng)站在線查詢形式，開發(fā)了以U盤為介質(zhì)的“U農(nóng)”系列信息服務終端，對農(nóng)業(yè)品種技術信息進行分類整合，并實現(xiàn)導航檢索、智能診斷、在線更新等功能，成為服務于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者和技術人員的便捷高效的生產(chǎn)信息幫手。

1.2.2 信息服務的智能化對接與精準化推送 開發(fā)了農(nóng)業(yè)技術信息智能對接系統(tǒng)和雙向視頻咨詢診斷系統(tǒng)，分別基于數(shù)據(jù)庫和農(nóng)業(yè)專家開展咨詢診斷服務。其中，農(nóng)業(yè)技術信息智能對接系統(tǒng)基于Agent（智能代理）技術實現(xiàn)[7]，利用Agent技術對信息環(huán)境所具有的反應性、交互性、自主決策性、主動感知性等特點，為每個用戶生成信息搜索Agent，實現(xiàn)綜合、準確、主動的用戶興趣需求分析。在此基礎上，利用基于Google API的語義聯(lián)想技術、基于改進的向量空間模型（modified vector space model，MVSM）的智能對接技術，面向各級農(nóng)業(yè)用戶提供關鍵詞聯(lián)想、知識導航、語義檢索、實用技術智能答疑等服務，實現(xiàn)技術信息與用戶需求的精準智能對接。雙向視頻咨詢診斷系統(tǒng)采用H.264編碼技術、音視頻通信捕獲和播放技術、數(shù)據(jù)包通信隧道技術和XMPP通信協(xié)議，實現(xiàn)了遠程咨詢答疑、遠程病蟲害診斷、遠程教學、遠程實時監(jiān)控、網(wǎng)絡虛擬會議等功能。在面向計算機應用開發(fā)以上系統(tǒng)的同時，基于JSON（JavaScript object notation）的移動終端與服務器數(shù)據(jù)交互技術開發(fā)了相應的手機應用系統(tǒng)。

1.2.3 遠程教育移動系統(tǒng)開發(fā)和個性化自主學習平臺建設 建立現(xiàn)代農(nóng)村遠程教育平臺，在基于互聯(lián)網(wǎng)開展常規(guī)遠程農(nóng)業(yè)科技培訓的同時，開發(fā)了移動課程視頻直播點播系統(tǒng)和個性化學習管理平臺：應用視頻編解碼技術和無線傳輸協(xié)議，使用戶能夠通過手機等移動終端定制、觀看、下載教學課程；同時，通過對流媒體點播、智能檢索算法、社會性網(wǎng)絡服務（SNS）、Web 2.0等技術的集成創(chuàng)新，開發(fā)由網(wǎng)上學習、教學答疑、學習社區(qū)等12個應用軟件構成的個性化學習管理平臺，指導用戶進行農(nóng)業(yè)實用技術自主學習，從而提高科技培訓的質(zhì)量和效果。

1.2.4 農(nóng)業(yè)生產(chǎn)遠程監(jiān)控系統(tǒng)開發(fā) 開發(fā)基于物聯(lián)網(wǎng)的農(nóng)情監(jiān)測診斷綜合平臺，平臺采用XMPP及其擴展協(xié)議Jingle，實現(xiàn)了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境因子遠程監(jiān)測、生產(chǎn)現(xiàn)場遠程視頻監(jiān)視、遠程雙向視頻咨詢診斷等功能[8-9]。平臺分為現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集端、服務器端、客戶端3個部分[10]：現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集端主要采集環(huán)境因子，包括溫度、濕度、光照、二氧化碳等及現(xiàn)場視頻信息；服務器端主要負責指令的調(diào)度和數(shù)據(jù)的保存；客戶端不僅可以實現(xiàn)對環(huán)境因子及現(xiàn)場視頻的監(jiān)控，還可以實現(xiàn)與專家進行音頻、視頻、圖片、文字交流，實現(xiàn)遠程雙向視頻咨詢診斷，解決了發(fā)現(xiàn)問題和解決問題不能同步的難題。

2 平臺在示范基地的推廣與應用

2.1 安定鎮(zhèn)示范基地的建設目標

農(nóng)業(yè)信息服務示范基地要實現(xiàn)信息技術展示、科技成果轉(zhuǎn)化應用、信息服務、農(nóng)民信息素質(zhì)培養(yǎng)等多個功能。安定鎮(zhèn)示范基地在建設過程中通過集中展示多通道精準化信息服務平臺，實現(xiàn)了以現(xiàn)代信息技術促進農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展、推進基層農(nóng)技推廣體系建設、提升職業(yè)農(nóng)民創(chuàng)新能力和信息素質(zhì)的目標，同時立足北京、輻射全國，發(fā)揮出對各省（市、區(qū)）農(nóng)業(yè)信息服務的示范作用。

2.2 安定鎮(zhèn)示范基地的建設實踐

基地將網(wǎng)絡信息服務平臺與實體信息服務站點建設相結合，依托安定鎮(zhèn)農(nóng)業(yè)服務中心建立信息大廳，針對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)全過程和用戶多方面的科技需求，設立信息查詢、咨詢診斷、遠程學習、農(nóng)情監(jiān)測等四大功能區(qū)。在信息查詢功能區(qū)，除設置觸摸屏使用戶能夠在基地通過互聯(lián)網(wǎng)查詢“北京農(nóng)業(yè)數(shù)字信息資源中心”外，還重點面向當?shù)芈殬I(yè)農(nóng)民和農(nóng)技人員推廣“U農(nóng)蔬菜通”“U農(nóng)果樹通”“U農(nóng)花卉通”“U農(nóng)家禽通”等信息服務終端產(chǎn)品，使他們能夠隨時獲取各領域農(nóng)業(yè)品種技術信息。

在咨詢診斷功能區(qū)設置高清攝像頭、麥克風、數(shù)碼相機等音視頻及圖像采集設備，當?shù)氐霓r(nóng)民和農(nóng)技員遇到生產(chǎn)技術問題可以通過農(nóng)業(yè)技術信息智能對接系統(tǒng)進行查詢，也可以進一步采集病蟲害的圖像、視頻信息，通過雙向視頻咨詢診斷系統(tǒng)直接向北京市農(nóng)業(yè)科學院的專家實時咨詢，在進行信息互動過程中，除可通過計算機外，也可安裝配套開發(fā)的手機應用程序，隨時隨地與專家聯(lián)系。

在遠程學習功能區(qū)建立多媒體培訓教室，當?shù)剞r(nóng)民可在教室在線點播課程，也可集體參加平臺組織的直播培訓，同時用戶也可建立個人學習管理平臺進行課程定制，參與學習社區(qū)的討論交流，并可通過手機觀看視頻課程。

在農(nóng)情監(jiān)測功能區(qū)設置客戶端的監(jiān)控設備，并與北京市農(nóng)林科學院的專家進行網(wǎng)絡連接。在應用過程匯總，重視激發(fā)農(nóng)技員在信息服務中的關鍵節(jié)點作用，為其配備3G上網(wǎng)本，使他們通過移動網(wǎng)絡隨時了解生產(chǎn)現(xiàn)場的實時情況，指導農(nóng)戶進行澆水、遮陽、施肥等農(nóng)事操作，并可根據(jù)環(huán)境因子的閾值進行報警，對于突發(fā)的病蟲害也可通過平臺與專家進行會診。

安定鎮(zhèn)信息服務基地的建設充分發(fā)揮了科研院所的信息、專家和技術優(yōu)勢，有效對接了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)一線的技術需求，切實發(fā)揮了信息技術對科技推廣的助推作用。自2008年啟動建設至今，當?shù)氐霓r(nóng)技人員和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者累計登錄北京農(nóng)業(yè)數(shù)字信息資源中心查詢信息5.4萬次，通過智能對接和專家診斷系統(tǒng)解決技術問題720多個，遠程培訓農(nóng)民1.2萬人次，推廣應用“U農(nóng)”信息服務終端280個，在20個蔬菜溫室示范推廣農(nóng)情監(jiān)測診斷綜合平臺，培養(yǎng)當?shù)剞r(nóng)技人員和職業(yè)農(nóng)民55人，累計帶動農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)增收1 200萬元。

3 平臺建設應用的模式創(chuàng)新

平臺通過在北京市大興區(qū)安定鎮(zhèn)的推廣應用，在促進當?shù)禺a(chǎn)業(yè)發(fā)展、實現(xiàn)經(jīng)濟效益的同時，在資源整合、需求對接、人才培養(yǎng)、院區(qū)合作等方面實現(xiàn)了現(xiàn)代農(nóng)業(yè)信息服務的模式創(chuàng)新。

在資源整合方面，從研發(fā)層面上看，平臺建立的“北京農(nóng)業(yè)數(shù)字信息資源中心”是基于北京市地方標準建立的綜合性農(nóng)業(yè)資源數(shù)據(jù)庫，它將與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理相關的圖書、期刊、網(wǎng)站、視頻等資源進行內(nèi)容整合和底層融合，不再是單純的信息集合，而是形成了互相關聯(lián)的信息體系；從應用層面看，示范基地不僅通過資源中心獲取科研院所的科技信息，同時本地的農(nóng)技員、鄉(xiāng)土人才和職業(yè)農(nóng)民也可通過個人學習管理平臺將自身的生產(chǎn)經(jīng)驗進行共享，資源中心也開辟在線互動欄目，來自用戶發(fā)布的信息已成為中心信息的又一來源。

在需求對接方面，從研發(fā)層面上看，首先資源中心通過建立農(nóng)業(yè)領域的輕量本體，實現(xiàn)語義關聯(lián)，使用戶能夠根據(jù)自身的生產(chǎn)經(jīng)驗和實際的技術需求，通過鄉(xiāng)土白話對專業(yè)的農(nóng)業(yè)品種技術等信息進行查詢，從而提高資源的利用效率；其次，平臺的咨詢診斷功能，利用技術智能對接系統(tǒng)和雙向視頻咨詢診斷系統(tǒng)分別基于數(shù)據(jù)庫和專家團隊為用戶提供實時互動的技術咨詢服務，用戶可使用的終端也包括計算機、手機、“U農(nóng)”系列產(chǎn)品等，降低了獲取服務的成本，也使生產(chǎn)一線的需求能夠第一時間得到反饋和應答。從應用層面上看，平臺所依托的北京市農(nóng)林科學院集合下屬各所人力資源組建了專職的專家服務團隊，包括種養(yǎng)殖專家16人，同時設立了客服專員，隨時通過系統(tǒng)解答基地用戶的問題，保證咨詢服務的持續(xù)開展。

在人才培養(yǎng)方面，在平臺應用推廣過程中重點扶持基地基層農(nóng)技推廣隊伍的建設。在硬件配置上，為來自鎮(zhèn)內(nèi)各村的農(nóng)技人員發(fā)放3G上網(wǎng)本和“U農(nóng)”系列信息終端，使他們能夠及時查詢相關生產(chǎn)信息[11]，并在田間地頭隨時與專家取得聯(lián)系，并互通信息；在軟件建設上，基地高度重視對農(nóng)技人員和職業(yè)農(nóng)民信息技能和科技服務能力的培養(yǎng)，除定期組織相關專題培訓外，還以評選科技之星并資助其參加職業(yè)資格證書考試等形式，為優(yōu)秀人才成長創(chuàng)造條件。經(jīng)過幾年的發(fā)展，安定鎮(zhèn)農(nóng)技隊伍已經(jīng)逐步壯大，在輻射帶動當?shù)剞r(nóng)民依靠科技增收致富方面發(fā)揮了積極作用。

在院區(qū)合作方面，基地所在的北京市大興區(qū)是京郊現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展重點地區(qū)，在科技成果引進和推廣方面與北京市農(nóng)林科學院保持長期合作。在基地建設過程中，大興區(qū)政府以院區(qū)合作項目的形式給予支持，并針對科技培訓、科技咨詢、農(nóng)技隊伍建設等工作向北京市農(nóng)林科學院下達任務目標；北京市農(nóng)林科學院將來自公益性行業(yè)專項、創(chuàng)新能力提升財政專項、農(nóng)業(yè)科技成果轉(zhuǎn)化等多個渠道的項目經(jīng)費集中，保證專家服務、信息更新、系統(tǒng)維護等工作持續(xù)開展；此外，安定鎮(zhèn)政府在信息大廳開辟農(nóng)資和特色農(nóng)產(chǎn)品銷售區(qū)，以銷售收入補貼當?shù)厝粘？萍挤盏闹С觥Ｓ纱耍纬闪艘哉С譃榛A、以科技項目為引領、以信息平臺建設為載體、以農(nóng)服創(chuàng)收為補充，以基地自我發(fā)展為目標的院區(qū)合作新模式。

4 結論

多通道精準化農(nóng)業(yè)信息服務平臺的建設在資源建設層面實現(xiàn)了對異構資源的整合，并在數(shù)據(jù)之間形成語義關聯(lián)，使用戶能夠準確地獲取有效信息，同時為用戶自建、共享數(shù)據(jù)提供空間；在應用層面，分別針對生產(chǎn)決策和生產(chǎn)管理開發(fā)適用系統(tǒng)，使用戶一方面能夠及時了解農(nóng)作物生長狀況和環(huán)境變化，另一方面在發(fā)生生產(chǎn)問題時能夠第一時間獲得解決方案；在用戶層面，豐富信息的傳輸渠道和服務終端，重點針對手機等低成本信息設備開發(fā)應用系統(tǒng)。在平臺應用和信息服務的組織管理上，圍繞農(nóng)技推廣人員和新型職業(yè)農(nóng)民建立服務網(wǎng)絡，在滿足其自身應用新品種新技術發(fā)展現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)的同時，提高其信息素質(zhì)和科技服務能力，充分發(fā)揮其帶動輻射作用。

基于以上對平臺建設與應用的經(jīng)驗分析，要扭轉(zhuǎn)當前農(nóng)業(yè)農(nóng)村信息化建設中存在的難接地氣的尷尬局面，須要綜合應用多種信息傳播渠道，集成應用各種前沿信息技術，一方面不斷增強信息資源建設的融合性和拓展性，滿足用戶對大數(shù)據(jù)時代農(nóng)業(yè)信息的多樣化需求，同時提高對海量數(shù)據(jù)的挖掘和分析能力，為開展智能化信息服務奠定基礎；另一方面，對于信息的應用，要盡量降低用戶成本、簡化操作流程、提高系統(tǒng)對復雜信息的處理能力，使用戶通過簡便的輸入就能獲取精準的信息和解決方案。農(nóng)業(yè)信息服務的公益性和外部性使科研院所、高校將始終發(fā)揮主體作用，如何保證其可持續(xù)地參與信息化建設，必須與相關管理部門建立合作機制[10]，同時調(diào)動受益群體的積極性，使用戶參與信息服務的互動和傳播，通過實現(xiàn)職業(yè)農(nóng)民和農(nóng)技人員的自我發(fā)展帶動地方發(fā)展和產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

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