前言:一篇好文章的誕生,需要你不斷地搜集資料、整理思路,本站小編為你收集了豐富的數字農業意義主題范文,僅供參考,歡迎閱讀并收藏。
半張葉子育出小樹苗
“這些葉片,再過10天就成小樹苗了。”近日,北碚區龍鳳橋街道龍車寺一苗圃大棚里,49歲的曹輝華半蹲在插在土里的桂花葉片前,向記者介紹他的得意之作。
潮濕的大棚里,一片片排列整齊的桂花葉,一半直插在土里,一半露在地表。那些溫潤飽滿的葉片,像一張張可愛的笑臉。曹輝華像呵護小寶寶一樣,這張摸摸,那張捏捏。
“這是14天前插下的桂花葉,現在已長出根須了?!睘樽C明自己所言不虛,曹輝華拔出一片桂花葉,亮出土里埋頭的部分。只見,埋在土里的桂花葉下部,已長著十多根長短不一、帶著泥沙的根須。“這種根須叫爆炸根。根須越多,它的成活概率就越高?!辈茌x華向記者介紹,半片當年生的桂花葉插入土中,經過12-24天的培育,就會長出根須。再經過一個月的培育,就會長成有8片葉子、高達20公分的小樹苗。
“用葉片培育小樹苗,和常見的枝條育苗類似,都叫扦插培育術,原理也一樣。但與枝條育苗相比,葉片育苗技術難度要大得多?!辈茌x華說,他掌握的葉片扦插術,技術難度大,目前在國內都少見。西南大學園藝園林學院教授羅慶熙表示:“葉片育苗的技術目前在國內的確比較先進?!?/p>
成本幾分錢賣一兩元
曹輝華說,用葉片培育樹苗成本低、繁育快,經濟效益很高?!鞍ㄈ斯?、藥劑等,每株葉片小樹苗的成本只需要3~5分錢。但這些樹苗的市場銷售價,每株要賣1~2元?!?/p>
曹輝華稱,葉片育苗是在試管組織培養、全光照噴霧育苗、全封閉育苗等技術的基礎上創新出的一種“植物非試管克隆”技術,該技術最核心的部分是藥劑的配備,而這正是他在5年里通過上萬次試驗后才得到的技術。運用這種技術,40平方米的苗床,最多可種50萬株葉片幼苗。按平均每株賣1.5元計算,能進賬75萬元。
[關鍵詞]鄉野文化資源;農村幼兒美術教育;幼兒發展;特色
[中圖分類號]G610[文獻標識碼]A[文章編號]2095-3712(2014)09-0047-04[基金項目]廣西哲學社會科學“十二五”規劃項目“民間藝術教育課程在廣西農村幼兒園的運用研究”(11FGL043)。
[作者簡介]朱藝華,廣西師范大學教育科學學院講師。
“鄉野”一詞較之“鄉土”,更具有自由自在的深遠意味,更符合幼兒生長的特征,更蘊含了一種生機勃勃的茁壯生命力。“鄉野文化資源”較之“鄉土素材”,范圍更大,層次更深。“鄉野文化資源”包括自然和文化兩個層次的內容,自然層主要是指鄉土素材和農村勞作材料,如樹葉、泥巴、斗笠等自然資源和農村勞作工具;文化層主要是指民間文化在美育中的運用,如蠟染、剪紙、扎龍、繡花、儀式、戲劇等在幼兒作品中的體現。目前研究運用“鄉土素材”的較多,對文化層的運用深度挖掘還不夠充分。自然層資源容易獲取,文化層的實現則需要教師具備一定的文化意識和研究能力?!班l野文化資源”融合了鄉土素材、民間文化、鄉土文化等多種形態。教育家陳鶴琴曾說:“怎樣的環境,就得到怎樣的刺激,得到怎樣的印象?!盵1]研究鄉野文化資源在農村幼兒美術教育中的運用,對努力縮小城鄉幼兒的藝術素質差距、促進農村幼兒的全面發展有著如下的現實意義。
一、保證農村幼兒的全面發展,促進教育公平發展
作為視覺藝術的美術活動能鍛煉幼兒的觀察能力、認知能力、審美能力和動手能力,還培養了創新思維,孩童時期的美術教育對促進人一生的全面發展都起著重要的作用。在我國大多數農村,由于經濟相對城市較為落后,幼兒園的場地、教具、玩具、畫具等硬性條件不佳,尤其是師資力量相對薄弱,農村幼兒美術教育的發展嚴重滯后。我國幼兒總人口6000多萬,農村幼兒占幼兒總人口的58%[2],這些農村幼兒的素質直接影響到中國國民的綜合素質,也影響到中國的未來。許多幼兒園的美術教材主要是以城鎮幼兒的生活背景設計的,忽視農村孩子的生活環境,過分強調知識的灌輸和學習,忽視幼兒的感性生活世界和原發性的發展,[3]這不但違背了教育公平的基本原則,也不能保障農村孩子的健康發展。健康的心理是每個孩子正常成長的基本條件,學習內容脫離農村幼兒生活的真實環境,會使孩子對生活產生距離感,是對農村孩子成長心理的一種傷害,是對“以人為本”的一種漠視。農村幼兒的美術教育應該生活化,“生活化”的內涵在于強調幼兒經歷、感受、體驗的教育價值,著重幼兒對知識的獲取、積累、構建與鏈接的過程,為幼兒提供自由活動的機會,支持幼兒自主地選擇、計劃活動,鼓勵他們動用多方面的能力解決問題,不輕易放棄克服困難的嘗試,追求幼兒在活動中的整體性的人格的發展。[4]《幼兒園教育指導綱要》(下簡稱《綱要》)指出,幼兒園教育活動內容的選擇應該“既貼近幼兒的生活來選擇幼兒感興趣的事物和問題,又有助于拓展幼兒的經驗和視野”。藝術教育活動的目標之一是“能初步感受并喜愛環境、生活和藝術中的美”。只有讓農村美術教育回歸其所屬的鄉野天地,發掘農村自然純樸的教學素材,才能真正使農村孩子喜愛上自己生活中的美,才能使農村幼兒美術教育在一個健康的環境里綻放蓬勃的生命力?;诖?,農村幼兒的美術教育活動應積極開發和使用鄉野文化資源,創設真實的生活氛圍,促進幼兒健康成長。
二、培養農村幼兒的良好品格
杜威認為,“教育即生活、生長和經驗改造”。只有真實的生活才是身心成長和經驗改造的正當途徑。[5]兒童藝術教育與文化環境密切相關,這種文化環境包括以理性形式表現的觀念形態的文化和以非理性形式表現的習俗文化,后者受制于前者,但比前者影響更廣更遠。[6]不建立在生活基礎上的藝術是沒有靈性與魅力的。[5]農村幼兒天然生長在鄉野文化里,其文化形態對幼兒的影響意義重大,只有充分重視和利用鄉野文化資源指導幼兒進行美術創作,才能培養農村幼兒的良好品格。
首先,能培養農村幼兒的探索精神和創造精神。第一,教師的態度和管理方式有助于幼兒形成安全、溫馨的心理環境,教師的言行舉止會成為幼兒效仿的榜樣。農村教師比較能吃苦,在惡劣條件下他們為了創造美而進行不懈探索的精神會深深地影響孩子的品格形成,能幫助孩子在日后形成不懼困難、勇于探索的求真精神。第二,在搜集、采訪、利用鄉野文化資源的活動中,幼兒參與到教師引導的環境創設這一環節中,比起教師事先創設好環境再引領幼兒在環境中進行教育活動的傳統方式,這種做法更能激起孩子思考、討論、創作的欲望,[7]更能使幼兒獲得完整的經驗和創造體驗。幼兒通過完整的體驗進行繪畫、手工制作,其本質是一個創造性過程。永遠都有更好的表現方式、永遠都沒有固定答案的美術活動,[8]更能培養幼兒的積極參與意識和創造意識。
其次,能培養農村幼兒熱愛自然、熱愛勞動的實踐精神。幼兒在教師的引導下,接觸鄉野美好自由的自然環境,領略鄉野文化藝術的魅力,豐富了感性經驗,獲得了審美體驗,激發他們表現美、創造美的情趣;搜集鄉野文化資源進行美術創作的過程中,感受著游戲、勞動帶來的生活和學習樂趣,使他們更加熱愛大自然、熱愛勞動、熱愛家鄉,有利于他們形成實踐印證的務實精神。
最后,能培養農村幼兒熱愛祖國傳統、尊重多元文化的意識。美術是人類文化最早和最重要的載體之一,用美術的形式傳遞情感和思想是人類歷史中一種最重要的文化行為。幼兒對美術的學習是一種對文化的學習。通過美術學習活動,幼兒可以理解人類的歷史和文化,從小培養兒童對祖國優秀傳統的熱愛和對世界多元文化的尊重和寬容。[9]
三、增強農村幼兒園師生的自信心
生活中并不缺乏美,缺乏的是發現美的眼睛。農村的經濟條件和物質條件雖然不如城市富裕,但是只要教師具有一雙慧眼,就能發掘出大量豐富多彩的教學方法。當城市高樓大廈日益密集、樹林草地日益稀罕,城市的美術教師們苦于沒有地方帶孩子外出體驗真正的大自然的時候,當城市的美術課堂上用最豐富的語言、最先進的媒體投影照出最令我們神往的畫面時,我們卻將現實變成了虛擬或者想象。[1]美術的創作必須經過體驗感知,才能進行正確的思考,最后完成創作。再美麗的攝影圖片也無法讓幼兒獲得感知體驗,幼兒無法觸摸,無法了解比例、結構、質感,沒有感知沒有感情是不可能畫出美麗的畫的。而農村天地寬闊,自然風景真實存在,碧水青山,春花爛漫,夏蟲低唱,秋葉飄落,自然界給了農村幼兒豐富的美術創作資源。幼兒美術教育應該注重體驗學習。只有讓幼兒親自參與活動,印象才會更深刻,也才會更容易激起創造的動力。[10]
基于自然層,教師可以開展很多活動。帶領幼兒用鮮艷的花朵編個花環感受春天的繽紛多彩,用潔白的瑞雪堆雪人感受寒冬蕭瑟。這些原始活動經過教師的設計和引導,都能增加幼兒對自然環境變化的直接感受,讓幼兒做出有趣的手工作品、雕塑作品。做風箏是一項使幼兒身心都能得到鍛煉的美術活動。將農村隨處可見的竹子削成細條,和薄紙一起做成風箏,帶領幼兒在鄉村的陽光樹林中享受游戲的樂趣,在做風箏和放風箏的過程中讓幼兒體驗團隊精神。帶領孩子們在大自然中搜集不同形態的樹葉,根據植物的形態做成拼貼畫、拓印畫。帶領幼兒在大自然中搜集樹枝和石頭,用布條把樹枝連接起來做成愿望樹,掛上幼兒自己的心愿卡或者小畫片,石頭畫上小花小魚,壓住樹根,在幼兒園一角形成一個小小的園林景觀。顏料缺乏的情況下,帶領幼兒采集指甲花、勿忘我、小黃菊等有色植物自制顏料,培養農村幼兒解決問題的創造性思維。
基于文化層,教師可以開展的活動更是多種多樣。民間美術在農村比城市存活得更本真更完整,刺繡、蠟染、年畫、剪紙等都是珍貴的學習內容,教師可以經常帶幼兒外出采風,前往參觀,或者請民間藝人來園展示才藝,讓孩子們學會觀察、比較,發言說出自己的感受。帶領孩子看本鄉本族的戲臺表演,觀察臉譜的紋樣、顏色,演出服裝的特點;采訪會唱民間戲劇的老人,觀察演出行頭的特點;看熱鬧的廟會和圩日,觀察集市中人的活動形態。即使沒有戲劇或廟會等成型的文化形態,村莊附近也總有一些會民間手藝活的能人,帶著孩子去看阿婆繡的鞋墊,觀察圖案里運用的民間元素;看木匠雕龍畫鳳,討論木雕的凹凸之美;看石匠鑿刻石獅,摸摸石雕的質感和立體感;看民間作坊的染布和蠟染,回去后也可以拿些舊衣服試一試;請會扎風箏的老阿公示范制作過程,當場也學著制作和繪制自己的風箏。根據幼兒親身采風體驗,教師引導他們討論觀察到的現象,然后再進行美術創造活動,最后可以策劃一個鄉野美術作品展,邀請附近城鎮幼兒園的小朋友前來交流,增強農村孩子的自豪感。
這些實踐活動是原生態的、鄉野的、民間的,包含了觀察、思考、創作幾個美術創作的完整步驟,也包含了解決問題的基本方法,充分鍛煉了幼兒的觀察能力、動手能力,培養了孩子發現問題、解決問題的意識。這些遠離城市的民間藝術資源就活生生存在于農村幼兒的生活當中,教師如果將其充分挖掘出來,不但能讓其成為農村幼兒美術教育的活資源,而且也能使農村美術教育形成自己的特色。皮亞杰認知理論認為:“幼兒是在與環境的相互作用中主動發展起來的?!痹谶@些非常熟悉的生活環境里,農村幼兒園的教師和幼兒能真切感受生活,體驗到鄉野自然自由的氣息、大自然的美好,享受著民間美術的熏陶,制作出多種形式的有鄉土氣息的藝術作品。這于教師而言,充分發揮了自身的創造力,獲得成就感;于幼兒而言,容易獲得生活的真實感和成功的喜悅,成功而獨具特色的鄉野藝術作品使農村孩子在城市孩子面前不再自卑,減少農村孩子對城市生活的盲目向往,鄉野文化資源在農村幼兒美術教育中鮮活的運用充滿了蓬勃的生命力,使師生都產生了自豪感,增強了自信心。
四、創建農村幼兒美術教育的鮮活特色
當教育資源不能充分滿足地域之間均衡配置的要求時,美術教育工作者不能守株待兔,而應立足本土實際情況,著手開發鄉野文化資源成為一種值得深思的方式。農村幼兒美術教育不能一味地向城市看齊,應該充分挖掘自然純樸的鄉野文化資源,探索出適合農村幼兒美術教育獨特的模式?!毒V要》中指出,組織與實施幼兒教育活動時,“環境是重要的教育資源,應通過環境的創設和利用,有效地促進幼兒的發展”。要重視鄉野文化資源在幼兒美術教育中的運用,立足本土,挖掘美術教育資源,擴展幼兒生活和學習的空間。農村得天獨厚的鄉野文化資源為幼兒美術教育提供了豐富生動的素材,這是城市幼兒園望塵莫及的,其中的鄉野樂趣也是城市孩子無法享受到的,只要教師具有一雙發現美的慧眼和一顆充滿創造力的心靈,就總是能讓農村的孩子體驗到藝術帶來的許多樂趣,從而幫助農村幼兒身臨其境地感受著鄉野特有的美,感受勞動的光榮,感受民間藝術特有的生生不息的創造力。農村幼兒園的孩子們在幼兒園、在鄉野間,體驗到了民間美術的獨特魅力,獲得了身心的愉悅,獲得了這個階段應該得到的健康發展??s小城鄉美術教育的差異并不是農村幼兒美術教育一味地向城市標準靠近,如何結合“所在”環境探索出農村幼兒美術教育獨有的鮮活生命力,是一個迫切需要所有學前教育工作者解決的現實問題。
藝術教育應該尊重每個幼兒的發展個性,避免“標準化”,建立起基于鄉野文化資源運用的幼兒美術教育的方式,避免城鄉幼兒美術教育“一刀切”“標準化”,克服過分強調技能技巧和標準化要求的偏向?!毒V要》指出,幼兒藝術教育的目標有三:能初步感受并喜愛環境、生活和藝術中的美;喜歡參加藝術活動,并能大膽地表現自己的情感和體驗;能用自己喜歡的方式進行藝術表現活動。要達到幼兒藝術教育的目標,創建農村幼兒美術教育的鮮活特色,農村幼師需要做到以下幾點:第一,教師擁有自信心,帶領幼兒感受鄉村的自然美,提高審美能力;第二,教師發掘鄉野文化資源解決學習材料的不足,帶領幼兒體驗發明創造的樂趣。教師要有效地利用環境促進幼兒的發展,引導幼兒與環境相互作用,就必須對每一個環境、每一種材料所蘊含的教育價值都有所了解;[12]第三,教師帶領幼兒學習民間美術,帶領幼兒完成對傳統藝術文化的自然傳承;第四,利用鄉野文化資源,教師帶領幼兒進行藝術創作,創造出原生態、鄉野、民間的藝術美,而不是被城市的審美觀同化。
五、運用鄉野文化資源進行幼兒美術教育的關鍵
陶行知先生曾倡導:“活的農村教育要用活的資源?!鞭r村幼兒園進行美術教育活動的基本原則應該是“因地制宜,就地取材”。理論和實踐的脫節使農村幼兒的美術教育狀況堪憂。一方面,農村幼兒美術學習資料應有生活化和可操作的特點。學前教育工作者應依據國情,將農村幼兒美術教育的理論指導和實踐背景具體落實在其生存的真實空間,避免照本宣科的“城市化”教學[1],研究鄉野文化資源在農村幼兒的美術教育中的可行方式,依托農村實際情況進行長期實踐和總結,編寫出符合農村幼兒園的美術指導教材,要有具體的操作方式,使教材真正能用。另一方面,大力提高農村幼師的資質、培訓和工作條件是關鍵。教師的知識、技能對兒童的發展產生重要影響。研究表明,高學歷與兒童的良好發展之間存在高度的相關性,高學歷的工作人員能創作一個高質量的教育環境,以適應不同特點的兒童。受過專業教育和訓練的工作人員能夠為兒童創設一個豐富、穩定和有刺激性的早期教育環境,使兒童在與環境的互動中得到充分的發展。[12]尊重幼兒的個體差異是教育的前提,對幼兒進行個性化教育是重要手段,促進幼兒富有個性的發展是教育的出發點和歸宿,而要想在實踐中切實促進幼兒富有個性的發展,教師是關鍵;想要使教師在實踐中根據幼兒的個體差異進行有針對性的教育,對教師的個體化培養與指導是首要前提。[13]各級教育機構應充分利用學前教育國培項目、農村學前教育農村骨干教師培訓項目、省(區)級培新項目等各種培訓項目和進修學習機會大力提高農村教師的綜合素養,使農村幼師的文化傳承意識得到培養,使農村幼師的文化研究能力得到提高,使農村幼兒的全面發展得到有力的保障。
參考文獻:
[1]朱紅莉.合理利用原生態資源培養農村幼兒審美感知能力[J].教育與教學研究,2010(9).
[2]國家統計局.2010年第六次全國人口普查主要數據公報[Z].2011.4.28.
[3]楊寧.敘事:幼兒教育的基本途徑[J].理論建設,2005(17).
[4]陳愛娣,胡世紅,肖林,呂耀堅生活化的兒童美術[M].杭州:浙江大學出版社,2005.
[5]劉淑新.幼兒體驗式美術教育的研究與實踐[M].北京:北京師范大學出版社,2010(10).
[6]張衛民.兒童藝術教育創新論[M].北京:高等教育出版社,2003.
[7]蔣晨.幼兒園支持性環境的創設[J].學前教育研究,2013(2).
[8]杜玫.幼兒美術與創造性性思維發展[M].北京:北京科學技術出版社,2006.
[9]張念蕓.幼兒美術活動指導與設計[M].北京:北京師范大學出版社,2010.
[10]蘇萍.探討如何在美術教育中培養幼兒的創造力[J].藝術教育,2011(36).
[11]曹培麗.特色課程:游戲化美術教學指導[J].新課程, 2011(11).
隨著經濟的繁榮、廣大群眾生活水平的大幅度提高,面對現實,積極響應黨關于建設新農村的號召,發展全國文化信息資源共享工程、農村基層服務點,逐步開展農村數字化信息服務,讓信息資源在新農村建設中發揮重要作用。鄉、鎮農業資料室工作是公共圖書館工作的重要組成部分,更是在圖書館業務指導下的農業資料進行管理利用體系化建設的重要環節,也是黨和國家在建設新農村工作中對我們公共圖書館工作提出的新的要求,而鄉、鎮農業資料室又有著與鄉黨政機關、中小學圖書室不同的特點,把鄉鎮農業資料室建設好,對普及鄉鎮文化,提高農業科技水平有著重大意義,而鄉鎮農業資料室面臨如資金嚴重缺乏,資料少,信息不快,不易被農民朋友認識等現狀。造成這些現狀主要原因有:(1)資料室的房屋建筑破舊,沒有專門的讀書學習環境和學習氛圍。(2)資料室仍然以印刷型文本形式收藏為主,造成慢、散、不全現象,而有的鄉、鎮資料室還徒具形式,有名無實,甚至有些地方根本就無資料室。(3)數字化信息資料的出現解決了上述問題,同時又出現諸如聲像、音響、多媒體等新載體的分類、管理等問題。(4)農業資料室目前仍處在或基本處在原始的文本檢索狀態,對普及農業科技知識和農業科研都產生了諸多不利影響。(5)聲像、音響、多媒體等信息資料的出現,對建設新農村有著獨特的意義。因此,鄉鎮農業資料室的建設發展就面臨著多方面的挑戰和機遇,特別是在網絡條件下,數字化農業信息的大量涌現,給信息資源的收集、整理、檢索和利用提出了新的要求,農業資料室建設面臨的現實問題,而這一問題的解決對我們建設新農村有著重要的現實意義。
2鄉鎮農業資料室建設的意義
隨著網絡技術的發展,出現了大量的網絡信息,他們多以數據庫超文本、多媒體的形式存在,電子型、數字型信息資源逐步占據網絡時代的主導地位。隨著網絡信息數量的不斷擴充,對信息資源進行有效地組織與控制的要求日益迫切,將現代化技術手段應用于資料室,不僅是將手工操作轉換為計算機操作,更主要的是它將服務推向了一個新的階段。載體的多樣性,數字化影像資料的大量利用,解決了長期以來依靠手工檢索資料的難題,因而大大提高了資料的利用率,尤其是滿足農村讀者可在不出家門的情況下就能搜索到所需的文獻信息。
3鄉、鎮農業資料室特點
3.1農業資料載體特點
農業資料一般包括農、林、牧、副、漁等幾大學科。特別是各種動植物標本,由于專業種類繁多,農業文獻資料類型多樣化,資料室收藏不但有印刷型的紙質文獻,還有非印刷品的實物標本資料,以及磁、光、電介質的資料如VCD、LCD和磁盤、光盤等。這些豐富的文獻資料構成了農業資料室的專業文獻收藏。利用現代計算機技術和網絡通迅技術將這些豐富的文獻資源進行綜合數字化處理,不但使廣大農村讀者更有效利用這些文獻,還能取得更大的社會效益和經濟效益。將文獻資料進行數字化處理可以徹底解決特殊文獻難以實現的查檢和存取難題,實現按需閱覽和隨機存取,同時還可提供多用戶使用,不再受藏書量、時間、地點等諸多因素的影響。所以農業資料室網絡化、數字化是社會發展的需要,是具有新的活力的。
3.2鄉、鎮農業資料室的特點
鄉、鎮農業資料室的服務對象不同于公共圖書館較集中于城區,而是主要面向廣大農村,而農村讀者居住較散,交通不便。許多村社距鄉、鎮較遠,且農村讀者白天還要忙農活,他們主要是夜間學習。農業資料室還有一個特殊的收藏特點,即實物標本的收藏。這些標本不能像書刊一樣借給讀者,其定期展示的受益面也是有限的,所以網絡化、數字化的農業資料室更方便讀者學習。
4鄉、鎮農業資料室的困境
4.1資料室工作人員網絡信息服務意識不強,計算機操作技術欠缺
首先,由于受傳統文獻服務方式的影響,資料室工作人員目前仍然偏重于手工檢索和局限于資料室收藏的印刷型文獻的查找,對于網絡信息的利用缺乏足夠的認識。其次,計算機知識不夠深入和全面,不能熟練地運用計算機技術來進行網絡信息的檢索和利用,仍用傳統的方式進行分類、加工、著錄。
4.2資料室文獻收藏形式單一,現代化設備不夠完善
目前,鄉、鎮農業資料室仍然以印刷文獻形式收藏為主,絕大多數沒有自動化系統。
5農業資料室管理的組織設計
負責制定農業資料室建設的發展、目標、方案、制度和運行機制,協調各方面的關系,為其爭取更廣泛和更有力的政策支持和經費支持,促進農業資源共享,有計劃地協調和控制管理職能,宏觀調控農業信息資源的建設。調控資源建設。根據各農業資料室所處的地理位置、特長、特點等因素,對信息建設進行合理的調配,解除資料室的后顧之憂,避免資源的重復浪費,切合實際和充分利用現有資源,并發展具有自己優勢的信息資源。
6對農業資料室建設發展的設想
6.1進行資料室網絡信息組織設計
以現有資源為基礎,以網絡技術為依托,構筑一套農業網絡信息技術系統模型。首先,建成單位農業信息網絡數字資源庫,向全鄉、鎮廣大讀者提供農業資料查詢、信息資源開發,大眾目錄服務,開展網上讀書、光盤數據庫查詢和提供文摘、索引、全文數據庫及多媒體信息服務等。
6.2抓緊進行資料室資源庫建設
抓緊進行資料室資源建設是實現農業網絡信息組織優質服務的首要任務,資源建設要把重點放在建立本鄉、鎮農業文獻資源庫上,以形成具有本地特色的文獻資源庫。
6.3注重文獻資源的開發利用
將社會上大量分散的農業信息資源,經采集、分類、整理、加工、建庫,形成大型的農業數字資源庫,向大眾提供服務。充分利用農業資源,為建設新農村服好務。
6.4進行網上農業信息資源建設
隨著因特網的廣泛應用,給傳統資料收藏帶來了強烈的沖擊和難得的機遇。網絡信息資源的建立提供了一個比傳統資源大得多的空間,拓展了資源利用和服務的渠道。進行網上農業信息資源建設,可以使大部分讀者不用走進資料室,就可通過網絡得到大量寶貴的農業資源服務。
1農業科技檔案管理數字化建設的必要性
1.1是有效改善檔案管理工作的需要
紙質載體是農業科技檔案的根本依據,但是避免不了局限性,存在著數量多、體積大、質量重,不易攜帶,不便查找,信息傳遞慢,無法檢索等方面的不足。農業科技檔案管理的數字化建設,可以從根本上克服這些弊端,即以現代通信、計算機網絡、多媒體信息技術為基礎,建立計算機網絡平臺,以建立好的各種檔案信息庫為資源,利用智能信息處理技術,將數據庫轉變為知識庫,以供需要者查詢、搜索,并且信息資源的使用維護方便,安全保密性強。農業科技檔案管理的數字化建設,可以達到資源信息的數字化、資源管理網絡化和智能化。
1.2是檔案管理發展的大勢所趨
農業科技檔案資源的高效、快捷開發利用需要應用數字化技術。傳統的查閱方法是到檔案館,采用人工撿索的辦法查找所需的檔案,費時、費力,查全率和查準率均不高。檔案管理實行數字化后,全市農技推廣機構通過互聯網,進入市科技檔案館數字化信息中心,各單位的檔案電子目錄和開放檔案數字信息均上傳至市農業科技檔案館信息中心,方便全市農業科技檔案資源的整合和利用,順應檔案館現代化發展的需要。
1.3是現代農業發展的必須
在當今人們的時間意識越來越強,領導需要迅速、準確的決策;各職能部門工作要求快速及時;社會廣大公眾對檔案信息需要量不斷增加的情況下,要求檔案部門必須盡快改變傳統的原始管理、檢索和提供利用的手段,運用現代信息處理技術手段來處理農業科技檔案信息資源,提高檔案資源的開發能力和利用效率,確保檔案信息能及時、方便地提供。
1.4是節約農業檔案機構建設資金的舉措
庫藏檔案案卷數量的不斷增加需要信息化來管理。以杭州市農業科學研究院為例,該院下轄農作、水產、茶葉、蔬菜、畜牧、生物等多個科研所,截止2010年全院庫藏檔案820卷,資料12088冊,其中相當部分檔案分散在基層建檔單位,如果對這些檔案進行有效整合,采用數字化管理,可大大減輕農業科技檔案管理工作人員的工作量,降低費用支出,使檔案管理人員能在有限的時間內搜集更多的信息,不僅降低了成本,而且極大地提高了效率。
2農業科技檔案管理數字化建設總體設計
農業科技檔案管理數字化建設的指導思想是:以需求為導向,以利用為目的,充分利用計算機軟硬件功能,最大限度發揮人力資源和數字化加工設備能力,保護農業科技檔案原件完好,保證數字化農業科技檔案真實準確,更好地發揮農業科技檔案信息資源的作用。
農業科技檔案管理數字化建設的原則是:檔案數字化,工作標準化。檔案數字化標準規范體系的建設,可以從管理、業務、技術等標準規范層面來研究制定。從簡單的標準化向科學、精確的標準化過渡,從孤立的標準向體系化的標準推進。重要檔案優先數字化。以利用需求為導向,結合實際,統籌規劃,分步實施,突出重點,量力而行,將年限較長、具有館藏特色、最為珍貴以及利用頻率高的檔案優先數字化。各部門分工協作。檔案數字化工作相當繁瑣,涉及面廣,必須堅持分工協作、整體配合、長期堅持、相互理解的工作理念,充分發揮單位各個部門和各類人員的作用,明確工作任務,落實責任分工,真正做到各司其責,各施其能,協調配合,形成全方位、多層面、多角度、共同推進檔案數字化建設的科學發展模式。多方位快速高效檢索。
數字檔案管理系統應該建立多種滿足檔案利用者的檢索方式,提高檢索的自由度。完善的電子檢索系統,能高效、快速、全面地從檔案信息中檢索出利用者所需的信息,并對檔案利用進行快速統計。數字檔案管理系統應及時公布、更新、維護網站網頁內容,提供服務范圍、內容,便于檔案利用者了解檔案信息動態,及時查找所需信息。注重檔案數字化人才培養。要建立和完善檔案人才選拔、任用和激勵機制,重視人才的儲備,以超前的意識搞好人才建設,造就一批既熟悉檔案工作管理、通曉檔案理論知識,又掌握現代檔案數字信息技術的新型檔案工作人才隊伍,確保檔案數字化建設及檔案事業又好又快地發展。
農業科技檔案管理數字化建設需要投入,特別是建設初期軟硬件配置投入較大,建成后也要保持一定的運行成本。因此,要按照成本效益最大化的要求,細化農業科技檔案管理數字化建設的步驟。同時優化農業科技檔案管理數字化的各種資源配置,根據不同的情況,進行農業科技檔案管理專業人員和數字化技術人員、計算機和掃描設備的合理配置,構建農業科技檔案管理數字化投入小收益大的新模式。具體步驟上:一是建立農業科技檔案管理數據庫。第一步,輸入文件級目錄。在建立數據庫的過程中,可邊輸入邊打印,一方面補齊卷內文件目錄,另一方面檢驗輸入的正確性,從而確保農業科技檔案管理數據庫的真實性、完整性和有效性。第二步,采用掃描儀、數碼相機等設備,實現原文件信息數字化。二是加強電子文件的收集和積累工作。電子文件包括電子文件內容、電子文件載體和電子文件顯示、修改的電子計算機軟硬件平臺組合,是未來數字農業科技檔案管理最主要的來源。
為了確保所形成的電子文件不被丟失,保證電子文件是可存取、可利用和可理解,必須及時對所形成的電子文件進行收集積累。電子文件的收集積累,不僅保證電子文件的真實性,還維護了它的系統性、完整性,同時,也防止了存有信息內容的載體在個人手中發生丟失、損壞,從而保護電子文件的安全,為電子文件的歸檔打下基礎。電子文件的收集積累范圍,應嚴格按照國家有關規定執行。用載體傳遞的電子文件,要按規定進行登記、簽署,對更改處,要填寫更改單,按更改審批手續進行,并存有備份件,防止出現差錯。三是農業科技檔案管理數字化與上網利用同步。農業科技檔案管理數字化及管理流程重組是一個管理思想不斷變化的過程,農業科技檔案管理數字化與上網利用同步即是新技術和新理念相互融合的表現。數字化農業科技檔案管理分開放與不開放兩種,開放農業科技檔案管理即上互聯網,建立農業科技檔案管理資料網站,實施資源共享,在互聯網上向政府和社會提供農業科技檔案管理信息。
3農業科技檔案管理數字化建設需要把握的幾個問題
3.1提高認識,統籌規劃
首先必須在思想上充分認識農業科技檔案信息資源的重要意義。在當今信息公開程度越來越高的形勢下,農業科技檔案的文化性質和社會性質逐步強化,利用的范圍和對象將逐步擴大,只有當農業科技檔案信息資源在農業現代化建設中發揮重要作用時,農業科技檔案和檔案工作的意義和價值才能充分地全面地展現出來。其次,做好統籌規劃。將大量的農業科技檔案數字化,是一個龐大的系統工程。首先要做好館藏情況的調查,包括檔案的類型、載體形態與狀態、館藏數量、檔案信息利用等基本情況。根據館藏情況,制訂農業科技檔案數字化的科學規劃,包括服務器、電腦、掃描設備等硬件的購置計劃和數字化處理規劃。最后,要保障檔案整理過程的完整性。農業科技檔案數字化是一項費時較長的工程,在大規模、流程化的數字化過程中,所有檔案原件都需從檔案庫房分批大量取出,一定要保障檔案原件的完整,不允許出現損毀和遺失的現象。
3.2加強基礎工作,認真做好檔案數字化
一是檔案數字化必須有所選擇。針對館藏“浩瀚”的檔案資源,不加選擇地全部數字化既不可能、也沒必要。應該根據一定的原則確定哪些館藏檔案原件應該數字化、哪些檔案原件中哪些不需要數字化。二是做好數字化時掃描參數的優化設置。掃描系統掃描參數的選擇和確定對掃描數字影像質量有較大影響,其中掃描分辨率直接關系到掃描文件的清晰度和還原效果。選擇分辨率時應根據實際需要綜合考慮,包括掃描文件的可閱讀性、存儲空間、輸出打印質量等。三是做好檔案數字化的全程控制。在檔案數字化過程中,要注重全面的質量檢查,加強數據的質量控制。
【關鍵詞】皮帶秤 發展史 傳感器 數字傳輸 遠程控制
皮帶秤具有傳輸和稱重兩種主要功能,從上世紀50年代起電子皮帶秤的出現,讓皮帶秤真正意義的投入到了工農業生產中,增加了人們勞作的效率,為工農業的發展貢獻著巨大的力量。
一、皮帶秤的發展歷程
電子皮帶秤是一種能夠對固態散裝物進行連續稱重的計量傳輸設備。當固態物料通過輸送皮帶時,皮帶秤就可以不間斷的測量出輸送皮帶上通過物料的瞬時流量和累積流量。這種過程完全是連續和自動運行的,在稱重輸送過程中并不需要操作人員參與。
早在1908年,美國人赫爾伯特.梅里克利用家里廢舊的皮帶,用杠桿原理制造出了一臺皮帶能夠傳動的稱重機器,那就是世界上第一臺通過皮帶和稱重天平并且能傳動固體的動態稱重設備,這是人類史上第一臺皮帶秤。這個發明顛覆了那個時代對于固體和物料流量的測量方法。后來梅里克公司成立,開始生產皮帶秤。大大幫助了人們的生產生活。
在上世紀50年代到60年代期間,皮帶秤被廣泛應用,代表了那個年代最先進的自動化機械,那時已經產生了電子皮帶秤,取代了笨重且操作性危險的原始機械皮帶秤。電子皮帶秤分三個部分組成:傳感器、秤架和二次儀表。
傳感器可以感應皮帶上經過的物料進行瞬間感應稱重和位移感應稱重,分別計算物料的瞬間流量和累計流量。當皮帶的傾角是水平時,物料的瞬間流量就是稱重傳感器和位移傳感器給出數據的乘積;如果皮帶有傾斜角度,就要利用定位傳感器進行角度上的修正,確定相對位置后再計算。
二次儀表是在數字式皮帶秤出現之前,用來計算的設置。但是它的算法簡單且單一,只有歸零和計算重量與流速信號乘積的功能。目前的數字式計算不但可以正常運算還增加了溫度補償、數字濾波、模擬檢定以及試驗精確度和結果判定等等功能。這些都是應用于現代科技的智能軟件,所以二次儀表雖然功能豐富計算更加智能,但是卻并沒有增加成本。
圖1電子皮帶秤的主要構成
我國從上世紀70年代末開始廣泛應用電子皮帶秤。由于我國地域遼闊、資源豐富,對電子皮帶秤的需求也非常之高。僅僅在鞍鋼一家,從原料碼頭到堆料場,就有超過20臺電子皮帶秤連續運行。但是說到技術科研方面,我國對于皮帶秤的研究發展還很緩慢,很多廠家對于皮帶秤的理解還十分有限。但是隨著煤礦工業的特殊需求,我國近年來對于皮帶秤的技術研究也有了明顯進步,利用遠程數控來運行電子皮帶秤的技術也開始運作。
二、電子皮帶秤遠程控制系統
(1)現場積算器?,F場積算器安裝在秤體前端,通過它將重量信號濾波,速度信號通過模數轉換后進入單片機,由單片機處理數據并計算出瞬間重量和流積量。通過通訊系統模塊發送回控制室的顯示儀器。這樣在控制室就能整合數據并進行分析。積算器前置讓稱重傳感器距離積算器只有2米左右的距離,所衰減自然降低許多。計算出來的瞬間重量和累計流量更加精準。另外由于積算器被前置到皮帶秤旁,可以最快的得到累計重量和累計流量并存儲,不會因為像傳統皮帶秤那樣因為通訊故障或者電路短路而丟失數據。
(2)數字傳輸模塊下的遠程數字傳輸和普通電子傳輸。數字傳輸的主要設計就是模塊式線路,采用數字模塊后,遠程控制下電子皮帶秤的實力得到進一步優化。在傳輸方面,遠程數字傳輸皮帶秤可以在長距離傳輸過程中做到信號無衰減。這類似于目前的光纖網絡技術,在對信號質量的保留度方面相當出色。并且遠程數字傳輸方式提高了物料的計量精度,不會再有由于計算而流失的物料,降低了工業成本。傳統電子皮帶秤因為采用了模擬信號,所以皮帶傳輸距離短,信號衰減大;在傳輸距離方面,遠程數字傳輸可以做到至少1200m,最長10km的傳輸距離,照比傳統皮帶秤的300m有了質的飛躍;遠程數字傳輸模式下,最大的優勢就是“遠程”二字,一般普通的通訊模塊所能傳輸信號的距離都能達到千米以上,并且采用不同級別的通訊模塊,傳輸距離也是不同的,因特網模塊模式下的通訊距離可以任意設定,達到無限遠程;傳統皮帶秤的積算模式由于積算過程延后,所以不如遠程數字傳輸的現場積算更加精準,傳統電子皮帶秤的算法大大影響了計量數據的準確性;遠程數字傳輸模式下,操作人員可以通過微型調試器進行現場動作,校秤很方便,但是傳統電子皮帶秤的校秤需要更多的人力進行合作,且很難達到校秤上的絕對精準;而在成本方面,由于遠程數字傳輸技術采用了目前比較先進的數字模塊和遠程控制室計算機系統,它的成本自然要比傳統電子皮帶秤高許多。
電子皮帶秤遠程數字傳輸平臺的構成,不同于傳統電子皮帶秤的控制結構,它擁有一個距離可以任意設定的遠程控制室。
三、總結
中國作為一個世界工農業大國,工農業生產日益發達。大型電子皮帶秤的遠程控制系統滿足了我國在這方面發展的高水平需求,實現了我國工農業生產向數字化發展的目標,對我國的國家經濟意義重大。而且在節能減排的國策下,積極發展技術應用,合理優化能源使用也是國力強盛的根本之一。
參考文獻:
[1]方原柏.電子皮帶秤的現狀和發展動向[J].衡器,2006.
關鍵詞:數字農業;時空推理;專家系統
0引言
數字農業應用涉及大量的氣象、環境、水文、地質、土壤等領域的時空數據。這些時空數據分散在異構系統中,有著不同的數據格式和規范,采用不同的概念和術語,基于不同的數學模型和分析推理方法。這些多領域時空信息對農業生產、決策均起著重要作用。但是以前由于缺乏高效、合理的技術手段,即使付出很高的代價,也很難將這些時空信息完整無損地共享和融合集成到數字農業應用中,在很大程度上制約了數字農業的應用發展。同時GIS等商業軟件平臺成本較高也不利于大規模應用推廣。
為此,本文基于自主版權GIS、專家系統等系統軟件,應用時空推理、本體論、語義Web、關系數據挖掘和專家系統等技術,建立一個數字農業時空信息智能管理平臺,對多源、異構的數字農業時空數據和推理分析方法進行集中統一的規范化管理,便于在實際應用中進行融合、集成和共享?;谠撈脚_快速建立起了數字化測土施肥系統、大豆種植標準化管理系統、無公害水果蔬菜栽培指導系統等一批智能應用系統。這些應用系統精確控制農田每一地塊種子、化肥和農藥的施用量,在提高作物產量的同時,能夠實現精確控制農業生產過程,有效降低成本,充分保證農業資源科學地綜合開發利用,減少和防止對環境和生態的污染破壞,保持農業生態環境的良性循環,是實現“綠色農業”的重要途徑。
1主要關鍵技術研究現狀
1.1數字農業
數字農業是在“數字地球”的基礎上提出并發展的,是21世紀新型的農業模式和挑戰性的國家目標,包括精準農業、虛擬農業等內容,其核心是精準農業。以3S技術應用為核心的數字農業空間信息管理平臺開發研究是數字農業研究的突破口[1,2]。美國于20世紀80年代初提出數字農業的概念,它是針對農業生產穩定性差、技術措施差異程度大等情況,運用衛星全球定位系統控制位置,用計算機精確定量,把農業技術措施的差異從地塊水平精確到平方厘米水平,從而極大地提高種子、化肥、農藥等農業資源的利用率,提高農產量,減少環境污染。法國農業部植保總局建立了全國范圍內的病蟲測報計算機網絡系統。日本農林水產省建立了水稻、大豆、大麥等多種作物品種、品系的數據庫系統。新西蘭農牧研究院利用信息技術向農場主提供土地肥力測定、動物接種免疫、草場建設、飼料質量分析等各種信息服務。同時,我國緊跟國際研究的前沿,開展了系統工程、數據庫與信息管理系統、遙感、專家系統、決策支持系統、地理信息系統等技術在農業、資源、環境和災害方面的應用研究。
1.2時空推理
近年來,時空推理(Spatio-temporalReasoning)已成為十分活躍的研究方向,在軍事、航天、能源、交通、農業、環境等領域有著廣泛的應用。近十年來我國國家基礎地理信息中心、清華大學、信息大學、中國科學院、武漢測繪科技大學、武漢大學、吉林大學等單位在時態GIS、時空數據模型、時空拓撲、時空數據庫等時空推理相關領域開展了大量研究工作。
1.3時空數據標準與共享
不同領域和應用環境對時空數據的理解存在很大差異,這造成了異構時空系統集成的困難,因此時空數據共享、互操作和標準化的研究具有重要意義。這方面研究最初從空間數據入手,近期開始向時間數據和時空結合數據發展。時空數據的共享有以下方式:
(1)空間數據交換
空間數據交換的基本思想是各系統使用自身的數據格式,通過標準格式進行數據交換。目前空間數據交換標準有:SDTS、DIGEST、RINEX等國際標準;以色列的IEF、英國的MOEPSTD、加拿大的SAIF、我國的CNSDTF等國家標準;AutoDesk的DXF、ESRI的E00、MapInfo的MIF等廠商標準。盡管各GIS軟件廠商提供了公開的交換文件格式來進行空間數據的轉換,但由于底層數據模型的不同,最終導致不同的GIS的空間數據不能無損的共享。雖然空間數據交換仍然在使用,但效果并不理想。空間數據互操作標準是當前國際公認的,比空間數據交換標準更有前途的數據標準。
(2)基于GML的空間數據互操作
開放式地理信息系統協會(OpenGISConsortium,OGC)提出了簡單要素實現規范和地理標記語言(GeographyMarkupLanguage,GML)。OGC相繼推出了一整套GIS互操作的抽象規范,包括地理幾何要素、要素集、OGIS要素、要素之間的關系、空間參考系統、定位幾何結構、存儲函數和插值、覆蓋類型及地球影像等17個抽象規范,2003年1月推出GML3.10版[3]。近年來,國內外眾多學者基于GML在空間數據共享等方面開展了大量研究。2001年Rancourt等人[4]將GML與先前所定義的空間標準進行比較,認為GML能有效地滿足空間數據交換標準。2002年,ZhangJianting等人[5]提出了一種基于GML的Internet地理信息搜索引擎。2003年,ZhangChuanrong等人[6]在網絡環境下以GML作為異構空間數據庫交換共享空間數據的格式,成功實現數據的互操作。2003年,崔希民等人[7]提出了GIS數據集成和互操作的系統架構,在數據層次上實現GIS數據的集成和互操作。2003年,張霞等人[8]提出一種基于GML構造WebGIS的框架結構,給出實現框架技術。其中采用GML作為空間數據集成格式。2004年,朱前飛等人[9]提出了一種新的基于GML的數據共享解決方案。2005年,陳傳彬等人[10]提出了基于GML的多源異構空間數據集成框架。GML數據類型較完整,支持廠家較多,相關研究豐富,是目前最有前景的時空數據標準。本文選擇GML作為農業時空數據標準。
1.4時空本體
1.4.1本體、語義Web和OWL
本體方法目前已經成為計算機科學中的一種重要方法,在語義Web、搜索引擎、知識處理平臺、異構系統集成、電子商務、自然語言理解、知識工程等領域有著重要應用。尤其是目前隨著對語義Web研究的深入,本體論方法受到了越來越多的關注,人們普遍認為它是建立語義Web的核心技術。OWL是當前最有發展前景的本體表示語言。2002年7月29日,W3C組織公布了本體描述語言(WebOntologyLanguage,OWL)的工作草案1.0版。目前工作草案的最新更新為2004年2月10日的版本[11]。
1.4.2時空本體
基于本體方法對時空建模的相關研究工作如下:
1998年,Roberto考慮了作為地理表示基礎的某些本體問題,給出了關于一般空間表示理論的某些建議[12]。2000年ZhouQ.和FikesR.定義了一種考慮時間點和時段的時間本體[13]。2000年,Córcoles基于XML定義了一個類似SQL的時空查詢語言,該語言包含八種空間算子和三種時態算子用于表達時空關系[14]。2003年,Grenon基于一階謂詞邏輯定義了時空本體,使用斯坦福大學的Protégé環境實現[15]。2003年,Bittner等人[16]提出了用于描述復雜時空過程和其中的持續實體的形式化本體。以上工作中Grenon的時空本體研究相對完整,相關研究成果已經在網上共享,本文在此基礎上開展研究,建立農業時空本體。
2主要研究內容(1)農業時空數據規范
現階段我國還沒有公認的農業時空數據標準出臺。本文基于時空推理技術,研究通用性更強的時空數據表示模型,能表示氣象、土壤、環境、水文、地質等各領域的農業時空數據。GML是目前公認的時空數據標準,利用上述模型擴充GML,兼容中國農業科學院的“農業資源空間信息元數據的分類及編碼體系草案”等國內現有的地方性標準,構建針對數字農業中時空數據的DA-GML標準,作為數字農業基礎時空數據的規范?,F有的土壤、環境等基礎空間數據庫均支持到GML格式的轉換。
(2)農業基礎時空數據庫
基于筆者自主開發的GIS平臺建立農業基礎時空數據庫,該平臺具有運行穩定、資源占用少、結構靈活、功能可裁減、成本較低、便于移植等特點。采用了時空推理技術,支持對空間和時空信息的表示和推理。通過DA-GML能夠直接從現有系統中獲取領域農業基礎時空數據,主要包括土壤數據庫、環境數據庫、氣象資料數據庫、農業生產條件數據庫、林業信息數據庫、影像數據庫等。
(3)農業時空分析方法庫與農業時空知識庫
時空推理是研究時間、空間及時空結合信息本質的技術,通過時空推理技術將現有面向農業領域的時空分析技術進行整合和規范化表示,形成農業時空分析方法庫。對領域農業時空知識進行歸納、整理,同時通過數據挖掘方法從基礎數據中提煉知識,建立農業時空知識庫。
(4)農業時空本體庫
在(2)、(3)中存儲的數據、方法和知識需要一個有效的機制進行組織和管理。就目前技術而言,本體是表達一個領域內完整的體系(概念層次、概念之間的關聯等)的最有效工具,所以本文選擇建立農業時空本體庫。具體包括本體獲取、本體管理、本體服務與展示三個模塊。使用Protégé做本體開發環境編輯。Protégé是斯坦福大學開發的基于Java的本體編輯與知識獲取工具,帶有OWL插件的Protégé可以支持OWL格式的本體編輯與輸出。
以上三個庫通過WebService方式提供基于Internet的服務,可以在線對庫中信息進行維護和檢索,并能無縫集成到應用系統中。
(5)系統體系結構
系統工作原理如圖1所示。首先,外部系統的時空數據轉換成GML格式(現在絕大多數系統支持該數據標準),進入農業基礎時空數據庫。通過本體獲取與編輯模塊將時空數據和時空知識整理,形成本體庫。外部系統的請求通過WebSer-vices發給仲裁者,仲裁者區分各類情況調用三個庫調用服務、提取數據和執行操作,結果返回給用戶。
(6)基于平臺開發農業生產智能應用系統
基于數字農業時空信息管理平臺建立數字化測土施肥系統、作物種植標準化管理系統、無公害水果蔬菜栽培指導系統等一批農業生產智能應用系統,解決實際問題。
3相關系統對比分析
3.1數字農業空間信息管理平臺
平臺基于信息和知識支持的現代農業管理的集成技術,對農田信息進行動態采集、分析、處理和輸出,從而根據農田區域差異、農事安排進行模擬分析、決策支持管理和指揮控制,并對農業生產過程的區域差異進行精確定位、動態控制等定量操作[17]。
3.2全國農業資源空間信息管理系統
全國農業資源空間信息管理系統(NASIS)實現對全國農業資源空間信息的查詢分發,具有系統管理、動態數據字典、數據檢索、查詢、數據分發、制圖、報表統計、數據分發等功能。該系統已經用于全國農作物遙感監測、農業資源調查、農業科研和農業政策信息支持服務等方面[18]。
3.3中國西部農業空間信息服務系統
計算機技術、互聯網技術的迅速發展為建立基于Web的中國西部農業空間信息服務系統提供技術支撐。本文從西部農業空間信息服務系統的數據庫構建開始,全面地介紹了系統的運行模式和數據庫訪問技術,詳細論述了系統的總體結構、平臺環境和開發實現等。
(1)基于平臺提供的開發框架,能方便、高效地建立大量的數字農業智能應用系統,基層農業科技人員也能快速開發出技術含量高的應用系統,各應用系統能互通、共享,便于升級維護。
(2)由于大量的底層服務、數據、知識和方法由平臺集中統一提供,簡化了開發數字農業應用軟件的工作,節約了成本。
4結束語
數字農業時空信息管理平臺從系統目標、適用范圍、采用技術、系統接口等方面不同于任何現有的基礎農業空間數據管理平臺,是一個概念全新的系統,定位于基礎農業空間數據管理平臺的上層,更便于開發數字農業應用。其中的本體庫等機制為將來建立農業時空數據網格奠定了良好的基礎。
參考文獻:
[1]于淑惠.數字農業及其實現技術[J].農業圖書情報學刊,2004,15(7):5-8.
[2]唐世浩,朱啟疆,閆廣建,等.關于數字農業的基本構想[J].農業現代化研究,2002,23(3):183-187.
[3]Geographymarkuplanguage(GML)[EB/OL].(2003)./techno/specs/002029PGML.html.
[4]RANCOURTM.GML:spatialdataexchangefortheinternetage[D].NewBrunswick:DepartmentofGeodesyandGeomaticsEngineering,UniversityofNewBrunswick,2001.
[5]ZHANGJianting,GRUENWALDL.AGML2basedopenarchitectureforbuildingageographicalinformationsearchengineovertheinternet[DB/OL].(2002).cs.ou.edu/database/documents/zg01.pdf.
繼2005年甘肅創“農家書屋”并實現全國推廣后,該省又將傳統的農家書屋“升級”,在國內創“數字農家書屋”,為推動精準扶貧、提高農民素質提供了新幫手。
數字農家書屋,是甘肅省新聞出版廣電局和甘肅省財政廳牽頭,由讀者甘肅數碼科技有限公司具體實施的基于無線WIFI覆蓋下的網上讀書模式。該模式目前已在甘肅慶陽市試點成功,完成了65個新農村“數字農家書屋”的建設和試運行,然后將逐步在全省推廣。
傳統書屋逐漸落伍
2005年12月17日,全國首批15家農家書屋在蘭州、定西、天水等地正式掛牌啟動。農家書屋的誕生,為農民提供了讀書學習的場所,對于幫助農民學習知識、獲取信息、提高素質意義不小。
然而,在數字化和新媒體蓬勃發展的形勢下,傳統的以紙介質出版物為主要內容、以固定房屋為唯一閱讀場所的農家書屋,已經不能完全適應農村發展的需要。
“傳統的農家書屋在發展和使用上,都存在著一定的限制和不足。村民們覺得借閱手續比較麻煩,忙農活的時候根本就沒有時間去看書?!崩顜X村村委會副主任李壽仙說,傳統的農家書屋重建設輕管理、出版物更新慢、內容陳舊、借閱不便等問題,成為制約農家書屋作用發揮的瓶頸,有的農家書屋甚至成了擺設。
“農家書屋里的書不是很多,其中不少書對于村民沒有吸引力,也起不到幫扶的作用。”西峰區顯勝鄉毛寺村村民毛騰杰說,平日里村民們的閑暇時間都用在了聊天和娛樂上,對農家書屋的關注越來越少。
終端閱讀精準“扶智”
首創數字農家書屋,是甘肅精準“扶智”的新路子。只要任何終端設備進入“數字農家書屋”所覆蓋的無線網絡區域,均可通過自用設備連接無線網,進入網上“農家書屋”讀書或免費下載圖書。
“我們正在加快‘聽書’功能的研究,讓村民通過終端設備閱讀的同時,還能聽到讀書聲,提高閱讀效率?!弊x者數碼科技有限公司總經理金大時說,今后村民們可以戴著耳機,一邊干農活一邊聽書。
據悉,由該公司自主研發并上線的讀者云圖書館已正式開放“農家書屋”端口,擁有圖書、多媒體與農業專業資料、原創文學、期刊雜志等一級類目書目約4萬冊,推出農業類專題近50期。
讀書平臺拓展功能
據讀者數碼副總經理周馨梅介紹,隨著云圖平臺功能的不斷完善,今后數字農家書屋還將考慮建立“村務公開欄”、“與農科專家面對面對話”等欄目,以方便村委會各項工作的順利開展和農民種養殖病蟲害等問題的現場解決,還將有效對接農產品供求市場,解決傳統農業中因信息不暢而導致滯銷的問題。
關鍵詞 耕地地力評價;工作措施;成效;黑龍江甘南
中圖分類號 S158.2 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739(2013)17-0345-01
甘南縣位于黑龍江省西部,地處嫩江中游右岸,交通十分便利。幅員面積4 792 km2,是黑龍江省的糧食主產區之一。地處東經122°54′~124°58′,北緯47°35′~48°32′,耕地面積194 561.95 hm2,草原面積74 866 hm2,水面5 600 hm2,年平均氣溫2.6 ℃,年平均降水量455.2 mm,無霜期132 d。光照充足,全年日照時數2 662.8 h,土壤肥沃,有機質含量在35 g/kg以上,主要栽培作物以玉米為主,這里也盛產大豆、水稻等糧食作物。經濟作物以向日葵、馬鈴薯、瓜菜為主,也是黑龍江省西部重要的蔬菜生產集散地。
1 耕地地力評價工作的目的和意義
開展耕地地力評價工作是摸清耕地資源狀況,準確掌握耕地生產能力,防止土壤退化,因地制宜加強耕地質量建設、提高耕地利用率、促進現代農業發展的重要基礎工作[1]。同時,也是促進耕地資源與土地環境可持續發展的科學依據[2]。
耕地地力評價工作是測土配方施肥不可缺少的重要環節。測土配方區域的劃分是非常重要的,而甘南縣農村現在仍以小農經濟為主,種植制度、肥力水平和綜合管理措施千差萬別,造成土壤特性在不同空間位置上量值的差異。傳統統計方法僅憑經驗將土地劃分為若干個較為均一的區域,以均值概括土壤特性的全貌 。這種方法最大的缺點就是統計區域必須是比較均一的區域,否則不能確切地描述土壤特性的空間變化,開展耕地地力評價工作使這些問題得以解決。
耕地地力評價工作可以準確有效的根據不同地理環境、水文地質、不同的養分分布,很直觀有效地確定種植的作物,適宜發展高效農業,減少農民對生產成本的投入,并獲得較高的產量和效益。尤其通過這次的評價準確定位中低產田位置和面積,根據低產土壤狀況,可以采取人為的有效手段進行改造,使低產土壤得到較高的改善[3]。目前,甘南縣的中低產田土壤類型主要是草甸土、風砂土和黑鈣土,這些土壤都可以通過人為的改造變為高產土壤類型[4]。
2 工作措施
2.1 加強組織領導
2.1.1 工作領導小組。這次耕地地力評價工作得到了甘南縣委、縣政府和縣農業局的高度重視,成立了“甘南縣耕地地力評價”工作領導小組。由農業縣長王紳同志任組長,農業局局長朱英和中心主任徐耀坤同志任副組長,小組成員由中心副主任、土肥站長組成。領導小組負責組織協調工作,制定工作規劃,調動人員,落實資金等全面工作。
2.1.2 項目辦公室。在領導小組的帶領下,成立了“甘南縣耕地地力評價”工作辦公室,辦公室設在農業技術推廣中心土肥站,評價辦公室主任由中心主任擔任,辦公室按照領導小組的工作安排具體組織實施,并制定了“甘南縣耕地地力評價工作方案”,編排了“甘南縣耕地地力評價工作日程”。辦公室下設野外調查組、技術培訓組、分析測試組、報告編寫組,各小組分工明確、相互協作、各有側重。
2.1.3 工作安排。資料收集整理、地力評價定級、成果編寫與制作、成果審核、報告定稿、省級驗收。
2.1.4 密切配合。黑龍江省土壤肥料管理站和極像動漫公司的有關人員成立了專家顧問組,在報告編寫過程中,給予了正確指導。在極像動漫公司的有關人員的鼎力相助下,使圖件數字化,建立了“甘南縣耕地資源管理信息系統”和編制了各種養分等級專題圖。
在項目操作過程中,土肥站負責土樣的采集、入戶調查、表格的填寫、化驗分析、數據整理、基本資料和圖件的收集等基礎工作。明確分工,密切合作,齊心協力,保證了項目工作順利而有序的進行。
2.2 加強培訓和準備工作
2.2.1 加強培訓。耕地地力評價工作是一項時間緊、技術性強、質量要求高且較為復雜的技術工作。首先,建立一支技術力量雄厚的隊伍是十分必要的。因此,為使參加調查、采樣、化驗的工作人員能夠正確迅速地掌握技術要領,順利地完成野外調查和化驗分析工作。省土肥站集中培訓了化驗分析人員(甘南縣曾3次派化驗員到雙城學習),根據省土肥站的要求,集中培訓了縣里參加此項工作的技術人員,并建立了縣級耕地地力調查與評價技術培訓組。另外,針對縣、鄉兩級參加外業調查和采樣的人員進行了集中培訓。主要是以入戶調查、表格規范填寫、數據錄入、土樣的采集以及GPS定位系統的應用為主要內容。
2.2.2 資料收集。廣泛地收集與評價有關的各類自然和社會經濟因素資料,為評價工作做好基礎數據的準備。耕地地力評價收集獲取的資料主要包括數據及文本資料收集、圖件收集、數據庫建設等。
3 主要工作成效
結合測土配方施肥開展的耕地地力評價工作,獲取了甘南縣有關農業生產的大量的、內容豐富的測試數據和調查資料及數字化圖件,通過相關的軟件工作系統的應用,初步建立了科學施肥技術體系,形成了對今后相當長的一個時期內指導農業生產發展的具有積極意義的工作成果。為下一步更好更深入的開展測土配方施肥工作打下了堅實的基礎。主要成果有統一了土壤分類系統、建立了縣域空間數據庫、完成了地力等級的劃分。
3.1 完成文字報告
甘南縣耕地地力評價工作報告、甘南縣耕地地力評價技術報告、甘南縣耕地地力評價專題報告、甘南縣中低產田土壤改良分區及利用、甘南縣耕地地力與平衡施肥、甘南縣耕地地力評價與種植業布局、甘南縣玉米適宜性評價報告。
3.2 數字化成果圖
行政區劃圖、土地利用現狀圖、土壤圖、耕地地力等級圖、耕地地力評價采樣點分布圖、耕地土壤玉米適宜性評價圖。
3.3 土壤養分分級圖
利用ArcInfo將采樣點位圖在ArcMap中利用地理統計分析子模塊中采用克立格插值法進行采樣點數據的插值,生成土壤養分分級圖如下:耕地土壤堿解氮分級圖、耕地土壤有效磷分級圖、耕地土壤速效鉀分級圖、耕地土壤有機質分級圖、耕地土壤全氮分級圖。
4 主要做法與經驗
甘南縣耕地地力調查與評價工作,是在省土肥站、極像動漫公司的專家指導下,在領導、土肥站工作人員和其他科室人員的齊心努力下,歷經3年的時間,圓滿地完成了測土配方施肥和耕地地力調查與評價工作。在工作中,得到了各有關部門的大力協助,根據農業部的總體工作方案和國家農業部印發的《耕地地力調查評價指南》,對各項具體工作內容、質量標準,都嚴格的按照要求實施。具體做法是:加大宣傳力度、重點加強隊伍建設、檔案管理、廣泛征求意見,選擇適合本地的評價指標、應用先進的數字化技術,建立甘南縣耕地資源數據庫,為指導今后相關的農業生產工作奠定了堅實的基礎、嚴把質量關。
5 參考文獻
[1] 魯明星.湖北省區域耕地地力評價及其應用研究[D].武漢:華中農業大學,2007.
[2] 吳鵬飛,孫先明,龔素華,等.耕地地力評價可持續研究發展方向探討[J].土壤,2011(6):876-882.
論文摘要:本文探討了數字農業空間管治信息質量指標。提出數字農業空間管治起源于農業發展中土地結構的更新改造,任何一項農業更新改造規劃與實施,都需要對更新項目進行空間準人審批和空間管制決策評價?;趯r業更新改造的評價,建立了空間準入評價與空間管制決策指標體系。通過分析影響數據質量的因素,構建數字農業空間管治質量指標體系。
1.前言
農業空間管治是強調控制和協調,對農業地域空間資源的計劃性配置的新理念川。跨人21世紀,國家正在建設信息高速公路、構筑數字農業。農業空間管治面臨著發展的機遇和挑戰。一方面,數字農業可為農業空間管治提供多元、分散、網絡型和多樣性的農業管理和控制決策支持信息流,利用數字農業信息高速公路網絡構建農業管治決策支持系統,實現科學化的最佳決策。對現代農業這一規模龐大、結構復雜、功能綜合的自然與系統施行科學管理,對農業問題做出全面、準確地分析和評價,對農業未來發展進行科學、合理的推斷與預測,使其協調可持續發展,并對農業空間管治決策進行科學論證。另一方面,經濟的網絡化、全球化,使農業空間格局發生變化,農業構造單元的活動已不再局限于本物理空間。若不采取新的農業空間管治模式,即沒有數字化、網絡化信息平臺支持,農業空間管治就會失控失調。
農業空間管治是以農業空間資源分配為核心,將經濟、社會、生態等可持續發展,以及資本、土地、勞動力、技術、信息、知識等生產要素,在虛擬四維時空中的數字化實現。數字農業空間管治可為政府部門和非組織管治決策提供多要素、多層次、多時態的農業自然、生產、社會與經濟信息,使其能更好、更有效地實現農業空間管治目標。
數字農業空間管治信息是農業空間管治最基本和最重要的數據組成部分。農業空間管治所涉及的信息須按一定的標準和規范置于統一管理之下,使農業空間管治工作有一個規范標準化的高質量數據基礎。信息數據質量的好壞,直接影響著空間管治分析評價與決策結果的可靠程度和空間管治目標的真正實現。對于農業空間管治,由于其操作對象具體,功能目標明確,應用范圍集中于農業區域,空間信息的尺度變化較大,數據質量對應用結果的影響非常明顯,在數據質量方面的要求也就更高。因此,在數字農業空間管治研究中,信息數據質量體系研究是一項十分重要的基礎研究工作。
2數字農業空間管治信息數據質量的影響因素
數字農業空間管治信息數據主要有圖形數據和屬性數據兩大類。圖形數據包括基礎數據和專題數據,如土地測量數據、地圖數據和遙感圖像數據等。這些數據的各種數據源都帶有一定的誤差因素,并將之引人數字農業空間管治信息管理的數據庫中。另外,數據源在時間精度(即現勢性)和數據空間范圍與數據內容方面,若不能滿足農業空間管治應用的需要,也會嚴重影響農業信息數據應用的質量。
數字農業空間管治信息數據的質量問題,實際上是伴隨著數據的采集、處理與應用過程而產生并表現出來的。第一個階段是空間管治信息數據的采集和保存;第二個階段是數字農業空間管治信息系統數據庫的建立,包括數字化、數據錄人和必要的數據轉換、數據處理;第三個階段則是在數字農業空間管治決策支持信息系統中對數據的操作、分析評價和決策。每一個階段都包含前一個階段所帶來的原有誤差,并增加了本階段所引人的新的誤差因素。因而,數據質量的影響因素可以數據獲取和應用過程的這三個階段為線索來考查。
(1)數字城市空間管治數據源影響數據質量的因素
數字農業空間管治的數據源,通常包括外業測量、勘丈、調查記錄的數字化數據、圖紙、圖像和文檔材料等。數字農業空間管治數據源的質量問題,包括這些數據源的采集和生成過程中產生的誤差,如測量中由測量方法、儀器及人員操作帶來的誤差,遙感的系統誤差及干擾誤差,文檔材料在社會調查和統計時產生的誤差,地圖本身固有的誤差(包括數學基礎的展繪、編繪、清繪、制圖綜合、地圖復制以及套色誤差),遙感解譯過程中產生的定位和分類誤差等等,以及數據源在保存過程中產生的誤差,如圖紙變形誤差等。
(2)數字農業空間管治決策支持數據庫建立中對數據質量產生影響的因素
根據目前的技術方法和設備條件限制,數字農業空間管治決策支持信息系統所采用的數據源,主要還是來自土地利用規劃圖、外業測量和調查、統計資料等。這類數據源,必須經過數字化和數據錄人以及二者之間的連接配準,也許還要經過一定的格式轉換,才能進人空間管治決策支持系統,成為數字農業空間管治決策支持信息系統數據庫中的原始數據。
這一部分數據質量問題,包括決策支持信息系統數據獲取、數字化和數據錄人以及數據格式轉換所引起的質量問題。影響這部分數據質量的因素主要在于數字化采集儀器的精度、數字化方法以及數字化操作精度、統計數據錄人中的差錯等。這類數據質量問題相對比較簡單,影響因素容易發現,可控制程度相對較高。
(3)數字農業空間管治分析和處理過程產生的數據質量問題
在數字農業空間管治評價和決策過程中,運用農業空間管治決策支持信息系統分析和處理,可能影響其數據質量問題的因素包括計算、拓撲、疊加。這一部分的數據質量問題,是由數字農業空間管治決策支持系統的分析和處理過程引人的問題比較復雜,影響因素較隱蔽,產生的誤差也比較難估計。
3數字農業空間管治信息的質量指標
3.1數字農業空間管治評價與決策指標體系
數字農業空間管治是一項起源于農業發展中土地結構的更新改造活動,促進農業可持續發展的工作。從任何一項農業更新改造規劃開始,到更新方案實施,農業空間管治都需要依據國家的各種法規對更新項目進行空間準人審批和空間管制決策評價。從規劃控制的系統結構來看,評價對農業更新改造有著十分重要的意義。
(1)農業空間管治評價類型與結構。根據農業空間管治評價對象和方法的不同,農業空間管治的評價可分為三種不同的類型:
現狀評價:分析和評價土地利用、農業生產結構和環境質量優劣程序,確定現狀綜合評定值。對現狀息信進行評價是農業更新規劃控制的起點。一方面,總體上根據現狀評價的結果在整個農業區劃范圍內界定更新的對象,排列土地結構更新的先后次序。另一方面,針對具體更新區域的不良因素進行罰分評價,為下一步制定更新目標提供充分的現狀信息。
空間準人評價:針對農業發展目標,評判農業更新改造項目對現狀的改進程度,確定更新方案的綜合評定值,是確立正確的土地利用規劃目標所依靠的有力手段,它不僅可以對單一的目標進行評價,以確定它是否符合農業區劃建設,社會、經濟、環境發展的原則和農業更新的實際需要,而且可以對多種土地利用方案和目標進行比較和優選,從中選出最為合理的方案和目標。
空間管制評價:評價土地利用規劃目標的實現程度,確定更新后的綜合評定值,是對于更新以后的土地利用所進行的檢測。它一方面對前一階段的土地利用規劃目標進行檢驗,另一方面為下一步的土地利用規劃控制提供新的決策信息。
其評價體系主要由兩大部分構成,即評價指標體系和評價方法體系。指標體系是整個評價程序的框架和基礎,也是建立科學的評價方法的必要前提。因此,我們有必要建立一套較為完善的農業空間管治評價指標體系,使農業空間管治的評價在內容上趨于客觀和全面.在結構上趨于系統和嚴密,使得農業空間管治的決策更為科學和合理。
(2)農業空間管治評價指標體系的建立
影響因素分析:影響農業空間管治的因素很多,諸如國家對國土資源開發利用、耕地保護、建設社會主義新農村的農業政策,國家的經濟實力,農業的整體結構和功能,社會對土地利用規劃更新的期望值,以及更新區域的社會物質條件等等。其中,對農業空間管治最具直接影響的因素是土地結構更新區域的物質和社會狀況,農業的社會物質條件所包含的內容極為豐富,既包括土地結構、建筑建造、農業基本設施、道路交通等,也包括社會組織、歷史文化、人文景觀、農民收人等經濟文化因素。它是土地結構更新地區農民生活質量和農業現代化的尺度和標志,也是農業土地結構更新評價指標的原始素材。因此,需要根據國家現行的各類相關法規和規程規范,全面綜合地考慮農業空間管治的各種影響因素,建立評價指標體系。評價指標體系:根據其不同內容將其分為兩大類。即空間準人評價體系和空間管制評價體系。
評價體系均以統一標準的位置(坐標)、高程、面積三種幾何物理量作為評價指標。無縫鑲嵌于數字農業空間管治信息分類體系中。圖1為空間準人評價指標體系之一:農業生產控制評價指標體系。
3. 2數字農業空間管治信息數據質量指標確定
數據質量指標是農業空間管治數據質量控制的重要依據。根據對數據誤差來源、性質、類型和大小以及產生的原因的分析。提出數據質量控制指標確定思路。
首先,數據質量是一個相對的概念,甚至衡量數據質量的標準也會隨具體應用的特點和要求而變化。其次,數據質量本身具有不確定性,除了可度量的空間和屬性誤差外,許多質量因素是很不明顯或是很難確定的。因此,數據質量問題中,有可以減小甚至消除的誤差,也有很難檢測和控制的因素。本文研究數字農業空間管治信息的數據質量控制,先僅針對其中可度量和可控制的質量問題而言,主要集中在數據源的信息采集、數字化處理和過程部分。數據質量不確定性另設專題研究。例如土地使用與管理單項空間管治數據質量指標確定,土地資源調查質量指標確定如圖2所示。
根據上述確定的空間管治信息質量分類指標,可將空間管治信息質量分類指標歸納統計于表1.
從表1可確定出數字農業空間管治各種信息質量需求及數據采集所適宜的必要精度、方法與等級。