[發(fā)明專(zhuān)利]一種農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)模型及其在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用

在審

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• 申請(qǐng)日: 2017-07-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107506393A
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-12-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 白小寧;楊錨;吳厚斌;李友順;周普國(guó);吳國(guó)強(qiáng);王寧;周蔚;任曉東;武麗輝;薄瑞;張宏軍;馬凌
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 農(nóng)業(yè)部農(nóng)藥檢定所
• 主分類(lèi)號(hào): G06F17/30
• 分類(lèi)號(hào): G06F17/30
• 代理公司: 北京知本村知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所11039
• 代理人: 劉江良

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種大數(shù)據(jù)模型及其在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用。

背景技術(shù)

傳感器部分是外部環(huán)境與系統(tǒng)的接口。從大范圍層面來(lái)看，它包括各地方氣象站點(diǎn)和遙感平臺(tái)等。從小范圍層面來(lái)看，它包括GPS、智能傳感器、射頻識(shí)別（RFID）、激光掃描儀、實(shí)地工作時(shí)的手持?jǐn)?shù)據(jù)采集設(shè)備等。傳感器部分也包括當(dāng)前備受關(guān)注的農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，物聯(lián)網(wǎng)是一種短距無(wú)線自組織網(wǎng)絡(luò)，在上述傳感器間建立物－物通信模式（Ｍ２Ｍ），按照約定的協(xié)議，把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)連接起來(lái)，進(jìn)行信息交換和通信，以實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理。并且基于農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的功能，在傳感器部分就可以進(jìn)行對(duì)較為簡(jiǎn)單的決策，提高系統(tǒng)運(yùn)行效率。可以說(shuō)，物聯(lián)網(wǎng)在農(nóng)業(yè)各領(lǐng)域的滲透已經(jīng)成為農(nóng)業(yè)信息技術(shù)發(fā)展的必然趨勢(shì)。傳感器部分收集的數(shù)據(jù)是農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)中最主要的一部分，是數(shù)據(jù)挖掘分析的主要對(duì)象。

大數(shù)據(jù)與農(nóng)業(yè)中的結(jié)合一方面改變了傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)缺少量化數(shù)據(jù)支撐的問(wèn)題，通過(guò)與互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)和計(jì)算機(jī)信息技術(shù)的結(jié)合，改變我國(guó)農(nóng)業(yè)高度分散、生產(chǎn)規(guī)模小、時(shí)空變異大、規(guī)模化程度差、穩(wěn)定性和可控程度低等行業(yè)性弱點(diǎn)；另一方面豐富了大數(shù)據(jù)的應(yīng)用功能，增強(qiáng)了農(nóng)業(yè)與其他領(lǐng)域之間的聯(lián)系。將大數(shù)據(jù)應(yīng)用到農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，需要一個(gè)完善的理論體系和應(yīng)用框架的支撐。農(nóng)業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展影響著國(guó)民經(jīng)濟(jì)與糧食安全戰(zhàn)略，迫切需要利用大數(shù)據(jù)技術(shù)提高我國(guó)農(nóng)業(yè)信息化程度，目前農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)研究尚處于初級(jí)階段，需農(nóng)業(yè)相關(guān)部門(mén)及社會(huì)各界予以關(guān)注支持。借鑒數(shù)位國(guó)內(nèi)外知名學(xué)者在大數(shù)據(jù)方面的研究成果，本發(fā)明將大數(shù)據(jù)在農(nóng)業(yè)方面的應(yīng)用作了細(xì)化和補(bǔ)充，并討論農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)的各個(gè)組成部分。然后在此基礎(chǔ)上探討大數(shù)據(jù)在基于Web GIS 的農(nóng)業(yè)領(lǐng)域中的具體應(yīng)用，最后分析了Web GIS與農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)的結(jié)合應(yīng)用當(dāng)前尚面臨的一些困難。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)農(nóng)業(yè)領(lǐng)域當(dāng)前缺少量化數(shù)據(jù)支撐、數(shù)據(jù)挖掘能力不足和難以與空間數(shù)據(jù)結(jié)合分析等問(wèn)題，本發(fā)明提出將大數(shù)據(jù)技術(shù)與Web GIS應(yīng)用到農(nóng)業(yè)中的體系框架。借鑒國(guó)內(nèi)外學(xué)者在大數(shù)據(jù)和Web GIS領(lǐng)域的研究成果，基于農(nóng)業(yè)的具體行業(yè)特征，從數(shù)據(jù)采集、挖掘、應(yīng)用3個(gè)方面入手，分析了大數(shù)據(jù)和Web GIS與農(nóng)業(yè)的結(jié)合應(yīng)用方式，提出應(yīng)用體系框架并對(duì)各個(gè)部分加以解釋。

本發(fā)明提供的技術(shù)方案是：一種農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)模型，該模型框架主要由四部分組成，即農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)定義部分、傳感器部分、數(shù)據(jù)收集部分和數(shù)據(jù)挖掘分析部分，連接這四個(gè)部分的是3個(gè)主要的數(shù)據(jù)流，即農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)的組織表示、傳感器數(shù)據(jù)和挖掘分析結(jié)果反饋，其中，數(shù)據(jù)挖掘分析部分包括數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)整合、數(shù)據(jù)建庫(kù)的建立和挖掘分析，構(gòu)建數(shù)據(jù)庫(kù)和大數(shù)據(jù)挖掘分析的基礎(chǔ)是分布式架構(gòu)與云平臺(tái)。

所述數(shù)據(jù)挖掘分析包括智能分析平臺(tái)，該平臺(tái)由綜合平臺(tái)、ETL 工具、設(shè)計(jì)工具、運(yùn)行時(shí)、預(yù)置應(yīng)用和 BI 門(mén)戶 6部分構(gòu)成，其中，是從農(nóng)業(yè)各類(lèi)數(shù)據(jù)源中采集數(shù)據(jù)，并整理形成各行業(yè)主題數(shù)據(jù)庫(kù)，數(shù)據(jù)挖掘所需的農(nóng)業(yè)信息數(shù)據(jù)源主要分為３個(gè)部分：第一部分是歷史數(shù)據(jù)，歷史數(shù)據(jù)是一批按照時(shí)間序列收集記錄的數(shù)據(jù)，包括傳感器數(shù)據(jù)、農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)、跨領(lǐng)域的農(nóng)業(yè)相關(guān)數(shù)據(jù)以及一些未整理的歷史資料與書(shū)籍等數(shù)據(jù)；第二部分是GIS數(shù)據(jù)，包括各類(lèi)農(nóng)業(yè)專(zhuān)題圖、GPS數(shù)據(jù)、GIS在精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)方面的應(yīng)用以及數(shù)字高程模型數(shù)據(jù)等數(shù)據(jù)；第三部分是其他數(shù)據(jù)，主要包括社交網(wǎng)絡(luò)上的視頻、音頻、圖片、文字以及各種數(shù)據(jù)的元數(shù)據(jù)等數(shù)據(jù)；將上述數(shù)據(jù)導(dǎo)入數(shù)學(xué)模型挖掘分析后得出模擬結(jié)果；

主題數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)根據(jù)不同應(yīng)用需求提供三級(jí)數(shù)據(jù)服務(wù)層，分別是細(xì)節(jié)數(shù)據(jù)層、匯總數(shù)據(jù)層和應(yīng)用集市層；

其中；一級(jí) ETL 抽取將臨時(shí)存儲(chǔ)區(qū)的數(shù)據(jù)按照預(yù)設(shè)的 ETL 抽取規(guī)則，抽取整理入細(xì)節(jié)數(shù)據(jù)層；

二級(jí) ETL 抽取將細(xì)節(jié)數(shù)據(jù)抽取、整理、分析成面向業(yè)務(wù)主題的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)集，即匯總數(shù)據(jù)層；

第三級(jí) ETL 抽取將細(xì)節(jié)數(shù)據(jù)層和匯總數(shù)據(jù)層數(shù)據(jù)抽取整理成應(yīng)用集市層，形成各主題多維數(shù)據(jù)立方體BI 分析平臺(tái) BI 分 析平臺(tái)和門(mén)戶采用 Portal 技術(shù)實(shí)現(xiàn)，通過(guò)系統(tǒng)提供的多維數(shù)據(jù)服務(wù)，定制不同的預(yù)警和分析模型，BI 系統(tǒng)可以將復(fù)雜的專(zhuān)業(yè)數(shù)據(jù)，以簡(jiǎn)單、易懂的圖形方式展現(xiàn)出來(lái)，配合多維分析工具，用戶可從數(shù)據(jù)立方體中對(duì)分析指標(biāo)進(jìn)行多維度、 多角度的分析，報(bào)告輸出功能，可自動(dòng)生成包含文字、數(shù)字、圖表、報(bào)表的PDF 或 DOC 形式的決策分析報(bào)告。

本發(fā)明具有以下有益效果：