基于SOA的數字農務系統(tǒng)關鍵技術研究.pdf

1、農業(yè)生產最本質的特征是經濟再生產與自然再生產相互交織。在市場經濟下，農業(yè)生產經營者總是千方百計追求最佳經濟效益目標。目前的“數字農作系統(tǒng)”主要側重于對農業(yè)產中領域信息流的數字化表達和整合、突出生產管理技術和精確農作，對經濟效益最大化目標、信息咨詢服務、農業(yè)產前和產后的商品流通關注不夠。為了向農戶提高覆蓋農業(yè)產前、產中、產后全過程的決策支持服務，本研究提出了“數字農務系統(tǒng)”（Digital System for Agricultural

2、Affairs，DSAA）概念，以面向服務架構（Service-Oriented Architecture，SOA）為基礎，研究了作物模型與農業(yè)經濟效益模型集成、Web服務組合、農業(yè)模型組件管理與復用等關鍵技術，并研制了基于SOA、農業(yè)模型和WebGIS集成的數字農務系統(tǒng)。
　　 針對目前農業(yè)信息資源分散在不同的管理機構和決策單位、開發(fā)平臺和開發(fā)語言各異所帶來的數據共享與模型集成困難這一問題，本研究將面向服務的架構引入農業(yè)生產經

3、營與評估決策支持領域，以經濟效益目標驅動作物生產方案優(yōu)化為主線，采用域分解與遺產系統(tǒng)分析相結合的方法，分別在田塊和區(qū)域尺度上識別與抽取了“模型驅動數據-作物模型-效益模型-空間信息分析”業(yè)務過程中的Web服務，構建了基于農業(yè)模型與WebGIS集成的數字農務Web服務組合框架，從而為研制具有分布式、綜合集成特征的數字農務系統(tǒng)提供了基礎。
　　 針對由于軟件組件和組件框架的描述信息不統(tǒng)一限制了農業(yè)模型在分布式網絡環(huán)境下的復用與管理能

4、力這一問題，本研究提出了一種新的農業(yè)模型描述與表示方法。它以模型組件描述信息為元數據來生成不同層次主題圖。首先分析農業(yè)模型特征，建立農業(yè)模型與模型組件之間的映射關系;然后抽取農業(yè)模型組件刻面與關聯描述信息，構建了農業(yè)模型組件描述模型(DM-AMC)，進一步將DM-AMC表示為主題類型、關聯類型、事件類型以及關聯角色;接下來通過實例化并采用匹配融合算法生成了面向農業(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、與可動態(tài)擴展的原子主題圖XTM文檔。通過對農業(yè)模型信息的統(tǒng)一描述，并以DM-AMC為基礎生成多層次、便于統(tǒng)一訪問的TM-AMC，提升了農業(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業(yè)模型組件生成候選Web服務提供了技術支撐。
　　 針對模型驅動數據的遠程調用以及模型計算次數劇增帶來的模型運行響應時間長這一問題，本研究提出了基于緩存機制的作物模型Web服務并發(fā)處理方案。通過綜合分析作物模型Web服務的組合結構、數據

6、Web服務的通信特性以及作物模型Web服務的響應時間特征，以多線程處理和數據緩存技術為基礎，設計了基于緩存機制的作物模型Web服務并發(fā)處理方案;并以作物栽培管理知識模型Web服務為測試對象，在真實網絡環(huán)境下，驗證了該方案的有效性。結果表明，在單用戶多地點請求和多用戶多地點請求情況下，采用并發(fā)處理方案分別可以縮短32％和35％的模型服務響應時間，極大地提高了模型的多用戶并發(fā)處理能力。研究結果為作物模型的區(qū)域應用提供了技術支撐。
　　

7、 最后以基于農業(yè)模型與WebGIS集成的數字農務Web服務組合框架為基礎，集成作物栽培管理知識模型、效益測算模型以及WebGIS空間分析業(yè)務功能，研制了基于SOA的數字農務系統(tǒng)（SOA based Digital System for Agricultural Affairs，DSAA-SOA）。該系統(tǒng)采用契約優(yōu)先的Web服務開發(fā)方法封裝農業(yè)模型Web服務;以ArcGIS Service和Model Builder為開發(fā)平臺，給出了動