基于SOA的數(shù)字農(nóng)務(wù)系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)最本質(zhì)的特征是經(jīng)濟(jì)再生產(chǎn)與自然再生產(chǎn)相互交織。在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)下，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)者總是千方百計(jì)追求最佳經(jīng)濟(jì)效益目標(biāo)。目前的“數(shù)字農(nóng)作系統(tǒng)”主要側(cè)重于對(duì)農(nóng)業(yè)產(chǎn)中領(lǐng)域信息流的數(shù)字化表達(dá)和整合、突出生產(chǎn)管理技術(shù)和精確農(nóng)作，對(duì)經(jīng)濟(jì)效益最大化目標(biāo)、信息咨詢服務(wù)、農(nóng)業(yè)產(chǎn)前和產(chǎn)后的商品流通關(guān)注不夠。為了向農(nóng)戶提高覆蓋農(nóng)業(yè)產(chǎn)前、產(chǎn)中、產(chǎn)后全過(guò)程的決策支持服務(wù)，本研究提出了“數(shù)字農(nóng)務(wù)系統(tǒng)”（Digital System for Agricultural

2、Affairs，DSAA）概念，以面向服務(wù)架構(gòu)（Service-Oriented Architecture，SOA）為基礎(chǔ)，研究了作物模型與農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)效益模型集成、Web服務(wù)組合、農(nóng)業(yè)模型組件管理與復(fù)用等關(guān)鍵技術(shù)，并研制了基于SOA、農(nóng)業(yè)模型和WebGIS集成的數(shù)字農(nóng)務(wù)系統(tǒng)。
　　 針對(duì)目前農(nóng)業(yè)信息資源分散在不同的管理機(jī)構(gòu)和決策單位、開(kāi)發(fā)平臺(tái)和開(kāi)發(fā)語(yǔ)言各異所帶來(lái)的數(shù)據(jù)共享與模型集成困難這一問(wèn)題，本研究將面向服務(wù)的架構(gòu)引入農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)

3、營(yíng)與評(píng)估決策支持領(lǐng)域，以經(jīng)濟(jì)效益目標(biāo)驅(qū)動(dòng)作物生產(chǎn)方案優(yōu)化為主線，采用域分解與遺產(chǎn)系統(tǒng)分析相結(jié)合的方法，分別在田塊和區(qū)域尺度上識(shí)別與抽取了“模型驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)-作物模型-效益模型-空間信息分析”業(yè)務(wù)過(guò)程中的Web服務(wù)，構(gòu)建了基于農(nóng)業(yè)模型與WebGIS集成的數(shù)字農(nóng)務(wù)Web服務(wù)組合框架，從而為研制具有分布式、綜合集成特征的數(shù)字農(nóng)務(wù)系統(tǒng)提供了基礎(chǔ)。
　　 針對(duì)由于軟件組件和組件框架的描述信息不統(tǒng)一限制了農(nóng)業(yè)模型在分布式網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的復(fù)用與管理能

4、力這一問(wèn)題，本研究提出了一種新的農(nóng)業(yè)模型描述與表示方法。它以模型組件描述信息為元數(shù)據(jù)來(lái)生成不同層次主題圖。首先分析農(nóng)業(yè)模型特征，建立農(nóng)業(yè)模型與模型組件之間的映射關(guān)系;然后抽取農(nóng)業(yè)模型組件刻面與關(guān)聯(lián)描述信息，構(gòu)建了農(nóng)業(yè)模型組件描述模型(DM-AMC)，進(jìn)一步將DM-AMC表示為主題類型、關(guān)聯(lián)類型、事件類型以及關(guān)聯(lián)角色;接下來(lái)通過(guò)實(shí)例化并采用匹配融合算法生成了面向農(nóng)業(yè)模型組件的主題圖(TM-AMC);最后以作物生育期模型為例，生成了統(tǒng)一描述

5、與可動(dòng)態(tài)擴(kuò)展的原子主題圖XTM文檔。通過(guò)對(duì)農(nóng)業(yè)模型信息的統(tǒng)一描述，并以DM-AMC為基礎(chǔ)生成多層次、便于統(tǒng)一訪問(wèn)的TM-AMC，提升了農(nóng)業(yè)模型信息的全局共享與管理能力，為充分利用分散在不同單位的農(nóng)業(yè)模型組件生成候選Web服務(wù)提供了技術(shù)支撐。
　　 針對(duì)模型驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程調(diào)用以及模型計(jì)算次數(shù)劇增帶來(lái)的模型運(yùn)行響應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)這一問(wèn)題，本研究提出了基于緩存機(jī)制的作物模型Web服務(wù)并發(fā)處理方案。通過(guò)綜合分析作物模型Web服務(wù)的組合結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)

6、Web服務(wù)的通信特性以及作物模型Web服務(wù)的響應(yīng)時(shí)間特征，以多線程處理和數(shù)據(jù)緩存技術(shù)為基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)了基于緩存機(jī)制的作物模型Web服務(wù)并發(fā)處理方案;并以作物栽培管理知識(shí)模型Web服務(wù)為測(cè)試對(duì)象，在真實(shí)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，驗(yàn)證了該方案的有效性。結(jié)果表明，在單用戶多地點(diǎn)請(qǐng)求和多用戶多地點(diǎn)請(qǐng)求情況下，采用并發(fā)處理方案分別可以縮短32％和35％的模型服務(wù)響應(yīng)時(shí)間，極大地提高了模型的多用戶并發(fā)處理能力。研究結(jié)果為作物模型的區(qū)域應(yīng)用提供了技術(shù)支撐。
　　

7、 最后以基于農(nóng)業(yè)模型與WebGIS集成的數(shù)字農(nóng)務(wù)Web服務(wù)組合框架為基礎(chǔ)，集成作物栽培管理知識(shí)模型、效益測(cè)算模型以及WebGIS空間分析業(yè)務(wù)功能，研制了基于SOA的數(shù)字農(nóng)務(wù)系統(tǒng)（SOA based Digital System for Agricultural Affairs，DSAA-SOA）。該系統(tǒng)采用契約優(yōu)先的Web服務(wù)開(kāi)發(fā)方法封裝農(nóng)業(yè)模型Web服務(wù);以ArcGIS Service和Model Builder為開(kāi)發(fā)平臺(tái)，給出了動(dòng)