數字農業的特征范文

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【關鍵詞】農業信息技術 數字圖像處理 教學模式

【中圖分類號】G642 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-4810（2014）35-0065-02

隨著現代農業向精準化、信息化、智能化的不斷發展，信息技術及圖像處理技術在現代農業中的應用日益廣泛，這就要求從事現代農業的技術型人才要具備農業信息處理的相關知識和技能，并對發展趨勢有一定的掌握，以適應現代農業發展的人才需求。數字圖像處理課程是在掌握工程數學、線性代數及編程語言的基礎上，將上述知識應用到農業信息的采集和處理中，體現了農業信息技術專業的專業課程特征，實現了“農非貫通”的專業形態的形成，以及對農業信息化復合型特色人才的培養。

一 數字圖像處理課程設計的思路

數字圖像處理是農業信息技術專業的專業課程，是一門綜合性學科，內容多、跨度大、覆蓋面廣，本課程以培養能力和拓展專業素養為課程內容的定位和目標，課程內容的選擇以專業知識拓展為依托，要求學生掌握數字圖像處理的基本概念、基礎理論、典型方法，掌握一定的編程實踐技能。結合由易到難、循序漸進的原則進行教學內容和教學組織模式的設計，以此促進學生對知識的掌握和應用能力的提高。教師通過企業調研等形式總結歸納現今數字圖像處理技術在農業應用中的實際案例，從而提高學生的專業知識修養。多元化學生的考核方式，形成一個全面的考核標準。

二 數字圖像處理課程設計的實施

1.教學內容的設計

本課程以“農非貫通”的專業形態為出發點，采用項目化教學和任務驅動的方式組織教學內容，使學生在掌握數字圖像處理知識的基礎上，了解此項技術在農業中的廣泛應用。本課程的教學內容主要劃分為六個項目。

項目一：圖像的預處理，包括圖像平滑、圖像銳化、圖像復原等知識點。

項目二：單目標果實識別，以機器人采摘蘋果中單個蘋果目標識別模塊為例，根據單個目標識別的分析思路，將顏色特征的分析及提取、閾值分割方法、去噪處理、果實的形狀特征提取等知識點劃分成多個小任務，每個任務之間相互承接，逐一完成才能實現單個蘋果的目標識別。

項目三：多目標果實識別，承接項目二，不同的是以多個蘋果果實為識別目標，增加了hough變換、邊緣檢測、分水嶺算法等知識點，此項目是對項目二的補充。

以上三個項目使學生能在完成具體任務的同時，掌握數字圖像處理的基礎知識。

項目四：紋理特征識別，以黃瓜識別為例，項目二和項目三中的目標識別都是基于目標與背景色差大的原理進行分析實施，對于目標與背景顏色相近的情況并不適用，因此，關于紋理特征的知識點，將在此項目中補充。

項目五：綜合實訓，此項目的設計是對以上內容掌握程度進行整合并測試，給出兩個選題：柑橘、棉花的自動識別技術及特征提取，農間雜草識別。兩個選題分析思路與前面項目的分析思路方法相似，但是操作對象不同，需要做一些調整，因此，此項目既可以鍛煉學生的思維能力及舉一反三的能力，又能測試出學生對基礎知識的掌握程度。

項目六：專業知識拓展，數字圖像處理應用廣泛，在此模塊中以講座的形式向學生講授數字圖像處理技術在現代農業及其他行業中的應用，提升學生的學習興趣、拓展專業知識、提升專業素養。

2.教學組織模式的實施

本門課程具有理論性強、實際應用性較弱的特點，結合該特點將本門課程劃分為三大主要模塊，分別為理論基礎、綜合實訓、知識拓展。根據這三個模塊的不同特點，本門課將結合項目化教學、任務驅動、角色體驗法、討論式教學方法進行教學。

對于本門課程的基礎知識和算法，采用“小任務為引導，大項目為目標”的教學方法，將每個知識點作為小任務，每個小任務之間能承接并結合成大項目，實現學生對基礎知識的掌握。

綜合實訓是考驗學生對本門課程知識的掌握程度，此模塊以任務驅動為主要教學方法，先提出問題，引起學生的學習興趣，培養學生的自學能力和邏輯思考能力，以小組為單位，通過團隊合作選擇合適的算法實現最終目標，并以答辯的方式匯報。

知識拓展是結合本門課程的特點，向學生拓展數字圖像處理技術在現代農業中的應用案例，這需要大量地收集資料和文獻整理，但是專業性較弱，因此本模塊可采用角色體驗、討論教學法等教學方法，培養學生的自學能力。

3.考核方式

考核過程中要注意學生的學習態度、動手能力，培養學生的自我評價能力，增強自主學習意識。根據本門課程的內容設置，考核主要分為三個方面：過程考核、能力素質考核、匯報考核。具體見下圖：考核方式及所占比重

三 數字圖像處理課程設計應注意的問題

1.加強師資隊伍建設

教師的知識結構、知識創新能力和師德風貌直接決定著課程的質量和水平，要培養出高科技的應用型人才，必須建立一支綜合素質強的“雙師型”教師隊伍。要根據課程改革和建設要求，有目的，按計劃地加強對教師的培訓，鼓勵教師通過各種實踐活動，提高教學水平和教學質量。

2.加強教材建設

圍繞培養目標，按照教學計劃和教學大綱的要求，由主講教師自行編寫、制作相關教材，并保持教材的先進性和前沿性。

3.重視校企合作

校企合作是解決時間教育缺失的根本途徑。企業參與到高校實踐教學過程中，可以在教學計劃和教學內容上廣泛征

詢及適當采納相關業內專家的意見；另外增加學生在企業進行專業技能訓練和專業拓展的學習機會，使理論聯系實際，開闊視野，拓寬思路，促進學生的創新意識與創新靈感，為課程設計與建設提供強有力的實踐平臺。與相關企業建立長期合作關系，校企可以培養“適銷對路”的應用型人才。

四 結束語

課程設計是一項涉及師資、學生、教材、教學思想、教學內容、教學方式、教學手段等多方面的綜合系統工程，建設工程中要明確目標、遵守課程內在的邏輯與規律，才能提高教學質量。

參考文獻

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關鍵詞：數字技術 電力電氣自動化 應用

中圖分類號：TM76 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2015）04-0209-01

數字技術在當前工業生產中的廣泛應用是現代工業急速發展的一大典型特征之一，尤其是目前諸多領域中數字技術已經不可或缺的關鍵技術，對保障工農業的順利生產有至關重要的意義。目前包括工業生產管理、企業經營、信息化管理等多個領域在內的電力電氣自動化控制都離不開數字技術，研究數字技術的應用優勢對于進一步推廣該技術有重要價值。下面就數字技術在電力電氣自動化中的應用情況做簡要分析。

1 數字技術

數字技術作為目前廣泛應用于各個領域的關鍵技術之一，已經成為工業電力電氣自動化領域必不可少的關鍵管理手段。數字技術是融信息技術、計算機技術、智能技術等為一體的系統技術，其在應用過程中依托各種電子信息設備集成了強大功能，該技術融聲音、圖像、文字等為一體實現了綜合性技術管理，通過將數字信號及信息轉化成為可被計算機識別的二進制數字從而逐步完成運算、加工、存儲、傳送等，需要注意的是，數字技術的應用本身主要依托信息編碼與計算機控制，因此是一種典型的以綜合性技術體系為主的數字化控制管理流程。數字化技術的應用是信息技術與計算機發展、推廣的必然趨勢，也是為了工農業自動化控制的必然選擇，就當前發展應用現狀來看，數字技術為經濟的進步、繁榮與發展提供了強勁支持，為技術的升級、更新換代以及自動化控制水平的提升提供了更加全面且科學的管理流程與舉措，其本身以抗干擾能力強、存儲狀態好、適用性強、保密效果佳等特征為典型優勢。

2 數字化技術在電力電氣自動化中的應用

數字技術在電力電氣自動化中的應用對于技術本身而言是一種極大的推動與促進，也是確保工農業生產持續順利、健康進行的關鍵。

2.1 應用特點

數字技術本身作為高新技術與智能化的聯合產物，在多個領域應用都獲得了青睞與認可，是目前工農業生產中備受關注的關鍵環節之一。數字技術在電力電氣自動化應用發展過程中，著力改進電氣自動化管理舉措，保障自動化管理效果與效率得到提升，從而降低生產成本，使企業獲得更高的收益。

數字技術與以往其他技術相比，可靠性得到提升是一大顯著特征，作為融合了智能技術、信息技術與計算機技術等多種高新技術于一體的新型產品，數字技術通常與高端智能化電氣系統緊密結合，可實現對管理流程的優化及對管理舉措的改進。以目前大力推廣應用的光纖技術為例，其在提升工業生產自動化、保障生產安全與生產效率方面有出眾表現，代表了數字技術應用的升級與進步，意味著工業儀表應用領域網絡化、模擬化與數字化三大典型前進方向。光纖技術本身所擁有的多重優勢意味著可對系統運行體系進行更加高技術含量的對比分析，及時發現系統運行中潛在安全問題及隱患，協調系統平衡，從而在應用中獲得進步，更甚者謀求技術升級與創新，這也代表了數字技術未來廣闊的發展前景。

數字技術相較其他技術擁有較高的性價比。像電氣技術應用過程中對專業性要求較高，且本身具有一定特殊性與危險性，應用、控制、管理時就需要對控制精度與安全進行高效管理，計算機技術與通信技術作為實現以上目標的重要技術支柱，意味著其可通過進步與創新以更加高效、便捷的自動化方式完成管理目標。工業電氣自動化領域應用數字技術需要對設備進行合理篩選、配置與應用，以提升其運作效率與科學性，從而符合系統整體性與統一性應用需求。尤其數字技術本身融合了通信技術，意味著可更加便利的獲得豐富的信息資料，有利于統一標準的推廣與踐行，在提升智能化水平方面有著較大的運作空間，這對于節約企業生產管理成本、提升工作效率、提升自動化水平有重要價值。

2.2 應用創新

數字化技術之所以在工業電力電氣自動化領域得到廣泛應用是由于其具有其他技術所沒有的諸多優點，且運行效率高、運行效果佳，不過這也不能避免技術應用中的諸多不利因素。數字化技術從出現到應用所經歷的時間還較短，實際應用中遭遇了不少問題與阻礙，且缺乏統一的標準規范，高素質的專業人才隊伍也亟待建設與培養，尤其是該技術的運行基礎及智能化聯網程度都偏低，一定程度上制約了技術的推廣與應用，因此需要進一步探索與創新。

數字技術實際應用中可運用智能終端技術，該技術創新主要是針對當前應用領域智能化水平偏低、高素質專業操作人員短缺、統一標準采用方式與衡量缺陷、應用時限大等弊端，智能終端依托光纖連接設備，可對數據與信息進行自動收集與控制，通過雙重設備的配合提升電力電氣自動化保護水平，比如跳閘雙重保護可保障生產順利進行及電力電氣安全，電力保護中斷可及時高效完成遠程測控及信號發送。另外，數字化程序接口解決了計算機平臺自動化問題，為工業電氣自動化創造優越的運行條件，有利于相關電位系統與執行系統之間的通訊連接。除此之外，在數字化技術中培養程序代碼控制觀念可為自動化操作的完成提供更加全面完善的保障，在應用中混合面向通用對象的變電站時間端頭可全方位完成對全站線路、開關的控制及遠程測控，在智能化的基礎上最大限度的減少潛在隱患。

3 結語

綜上所述，數字技術在電力電氣自動化中的應用為工業生產技術的升級、更新換代以及自動化控制水平的提升提供了更加全面且科學的管理流程與舉措，雖然本身有一定弊端，但是通過技術創新可予以解決，具有較高的推廣應用價值。

參考文獻

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關鍵詞：農業圖書館；數字資源；策略

中圖分類號：G253 文獻標識碼：A DOI編碼：10.3969/j.issn.1006－6500.2011.05.037

Research of the Construction of Digital Resources in Agricultural Library

ZHANG Yu-wei, GUO Cai, CHEN Jian-guo

(Information Institute,Tianjin Academy of Agricultural Sciences,Tianjin 300192,China)

Abstract: This paper discusses the content and current situation of the construction of agricultural library resources and put forward some strategies of digital information construction and development.

Key words: agricultural library；digital resources；strategy

隨著計算機網絡技術的迅速發展，人類社會開始進入信息化社會，圖書館的資源開發和利用也進入數字化、網絡化的新階段，數字圖書館應運而生。農業數字圖書館和其他數字圖書館一樣，是用數字技術來處理和存儲各類文獻資源，并將分散于不同地域的數字資源以網絡為媒介實現資源共享，對促進農業科技創新和農村經濟發展具有重要意義。

1 農業圖書館數字資源建設的主要內容

和其他圖書館一樣，農業圖書館數字化資源包括館藏資源數字化和數字資源館藏化，前者是通過利用數據庫和網絡技術的處理將紙質文獻資源轉變為可經由網絡訪問查閱的數字化資源，具有本館特色。而后者是圖書館一方面通過購買鏡像的方式將各種形式的數字化資源變為本館收藏，主要包括：電子圖書、數字化報刊、專題和特色數據庫以及網絡學術資源導航等；一方面通過收集、整理、推薦網上資源形成有特色的數字資源。

1.1 館藏文獻資源數字化建設

每個農業圖書館都有其農業及相關學科的特色紙質館藏及多媒體資源，這部分資源由圖書館工作人員多年精心積累下來，已經過了加工、整理，是有序化的信息資源，是進行數字化建設的基礎。將這些紙質及多媒體資源進行數字化轉化，建立館藏書目數據庫、特色數據庫，再通過與網絡的連接，成為網上信息資源的一部分。館藏資源數字化能夠豐富網上農業信息資源的品種和數量，實現資源共享，并能將傳統的服務轉化為網絡服務。數字化建設的內容主要包括：聯機聯合目錄數據庫建設、聯合文獻信息數據庫建設、特色館藏數字化建設和學科信息導航庫建設。

1.2 采購電子文獻產品

隨著硬件設備和網絡環境的改善，電子文獻產品種類數量的不斷豐富和快速增長，農業信息用戶對電子文獻的需求越來越強烈。因此，在對信息用戶的信息需求充分調研的基礎上，有計劃地購買國內外權威農業光盤數據庫、網絡數據庫等電子文獻產品，是農業數字資源建設的有效途徑。經調查，農業圖書館購買的電子圖書主要來源于書生之家數字圖書館、超星數字圖書館、方正Apabi數字圖書館等。購買的電子期刊、特色數據庫主要來源于全國期刊聯合數據庫、CNKI數據庫、重慶維普期刊數據庫、萬方數據庫等。

1.3 開發網絡信息資源

開發網絡信息資源，一方面通過收集、整理、存儲網上信息，以建立專題數據庫的形式形成特色館藏；一方面建立虛擬館藏，即利用超文本鏈接技術，將網絡上現有信息進行虛擬鏈接，形成虛擬型館藏。虛擬館藏的建立一方面對館藏資源進行了有效的補充和完善，一方面也提高了網絡有效資源的利用率，主要包括專業技術信息指引庫、熱門信息指引庫、相關站點推薦等。

2 農業圖書館數字資源建設現狀

近年來，中國農業圖書館已經開始重視數字資源建設，逐步加大數字資源的比例并轉變服務方式，但還遠遠達不到用戶的需求，主要存在以下幾方面問題。

2.1 經費短缺，影響數字圖書館建設的進程

經費短缺一直是中國很多農業圖書館面臨的問題，嚴重影響著農業圖書館信息資源的合理建設。在資源累積方面，圖書館數字化建設必然需要大量的資金用于電子出版物的采購、網絡建設的投入、計算機管理系統的升級換代、計算機軟硬件設施的購置、電子閱覽室的建立等。在人才隊伍建設方面，技術性人才缺乏，導致數字資源的開發和利用程度偏低，數字信息的組織和加工能力差，自己開發的信息資源缺乏系統性、完整性，特色性差，不足以與外界共享本館信息資源。

2.2 資源體系不健全，缺乏整體規劃

數字資源建設是一個長期、系統的過程，必須進行整體規劃，不能顧此失彼。中國農業圖書館數字化建設的問題主要體現在重視本館資源自動化建設及電子資源的采購而忽略信息建設。目前，越來越多的農業圖書館已經通過購買自動化管理軟件，實現圖書館采購編目、典藏管理、流通控制、情報檢索的計算機管理，基本實現自動化，并借助與互聯網的連接，將館藏信息虛擬化。同時購買了一定電子資源。這些只能作為館藏的基礎。許多圖書館對專題數據庫、特色數據庫的建設未予足夠的重視，未能形成本館特色和優勢，對用戶沒有足夠的吸引力。同時，在電子資源的購買方面，還存在資源購置重復、資源配置不科學等現象。

2.3 網站建設不健全，服務不到位

目前，各地很多農業圖書館已建設門戶網站，通過網站提供資源查詢和信息服務。從總體上看，中國農業圖書館網站建設仍處在一個低水平的狀態，主要存在以下幾方面問題：（1）網站設計不夠精細，內容分類不夠明晰，存在很多無效鏈接；（2）提供的農業信息更新周期長，時效性差，很多信息未經過加工，針對性差，未能突出區域特色；（3）館藏資源推介沒有做到位，一些網站設立了新書新刊通報、精品圖書、特色館藏、專業工具書等板塊，但板塊內容長期未更新或從未添加內容；（4）現有的農業網站數據庫種類及數量較多，但大多規模較小，有些數據庫只有幾百條信息，甚至幾十條，數據庫的質量及標準較差；（5）服務內容、形式單一。雖然一些農業圖書館羅列了很多網上服務項目，如館藏書目查詢、電子文獻查詢、定題服務、導讀服務、網上咨詢臺等，但真正為讀者提供的網絡服務較少，無法滿足讀者的需求。以上問題，直接導致了各網站的訪問量低，網站資源的利用率低。

2.4 信息用戶的網絡資源意識薄弱

目前，大量農業信息用戶對農業圖書館有哪些可用數字信息資源還不夠了解，對農業圖書館網絡信息服務的認識比較模糊，不能把對網絡信息的需求及時轉化為獲取和利用網絡信息的行為。尤其農業圖書館的用戶除科研人員、企業員工、學者外，還有廣大的農民。很多用戶缺乏使用計算機和網絡的知識和經驗，不知道如何獲取、利用網上的數字信息資源。農業圖書館對主要用戶群體的資源檢索利用方面的培訓教育不夠，導致了數字資源利用率偏低。

3 農業圖書館數字化建設的策略

網絡環境下，圖書館的資源建設發生了很大的變化。為了進一步適應廣大信息用戶的需求，擴大信息服務的范圍，改善信息服務的模式，農業圖書館要積極做好以下幾項工作。

3.1 加強人才隊伍建設

從數字圖書館的特征和功能不難看出，傳統圖書館員所具備的能力已遠遠不能適應數字圖書館員的需要，因此必須充分重視圖書館員能力的培養和素質的提高，積極引進人才，加強人才隊伍的建設。農業圖書館未來急需以下幾種人員：（1）具有一定綜合素質的復合型圖書館員，從事信息技術的管理、咨詢、編輯標引和文摘編制，進行聯機、檢索、網絡資源開發、數據庫生產等方面工作。這些圖書館員要具備廣博的圖書館學知識，一定的文化積淀，文獻資源的搜集、加工、整理能力，較強的信息技術能力。（2）具有一定農業科研能力和創新能力的館員，能夠參與到數字圖書館的科研活動中，并能夠提出有利于數字圖書館發展的、具有創新型的意見和建議。（3）具有合作精神的圖書館員，能夠在業務工作中和他人協調聯系，共同合作，以達到各學科的交叉、知識的融合、技術的集成。

3.2 建設特色數據庫

特色數據庫是圖書館數字信息資源建設的重點，也是圖書館充分展示其個性，提供其信息服務競爭力的重要途徑。農業圖書館特色數據庫建設要從用戶角度出發， 廣泛深入地開展調研，抓住有科技發展潛力、實用性強的主題，進行可行性論證，這是數據庫成敗的關鍵。數據庫的數據要表達清晰，確保真實性和有效性，便于查詢，并做到及時更新補充。內容可有文字、圖片、數據表格等多種表現形式。目前中國一些農業圖書館已經建好了一批特色數據庫，如中國農業科學院圖書館建立的作物科學數據庫、農業區劃數據庫、熱作科學數據庫、農業科技基礎數據庫；山西省農業科學院圖書館建立的山西農業科技實驗數據庫、山西農科院大型儀器設備數據庫、山西農業成果數據庫、農作物優良品種數據庫、山西自然資源數據庫；湖南農業科學院的水稻品種DNA指紋數據庫等。借鑒這些優秀的成果，是其他農業圖書館建立特色數據庫的有效途徑。

3.3 開發整合虛擬館藏信息資源

虛擬信息資源是用戶借助計算機、通信網絡可以廣泛利用的信息資源的總和。它包括可以遠程利用的信息資源和可供他人遠程利用的自身資源。它與實體館藏形成共存互補、有機結合，使館藏資源相對貧乏的農業圖書館能夠突破館藏的限制。一方面要收集整合網上農業科技信息。現在，面對海量的網絡信息資源，用戶不再滿足于檢索出一堆紛雜的原始文獻，而希望得到經過深層次加工后的二次、三次文獻，即包含知識內容的增值信息產品。因此，農業圖書館要充分利用網絡收集與用戶需求一致的網上資源，進行專業化收集、分析、篩選、加工、存儲，形成專題數據庫。一方面要建立網上信息導航索引。網上農業信息資源極為豐富，很難有一個完備的檢索或分類體系將其高度有序化。農業圖書館要為用戶提供多個綜合搜索引擎和特色的專業搜索引擎，為用戶選擇適當的搜索引擎提供指引。

3.4 通過合作實現信息資源共享

農業圖書館受專業和經費的限制，大多規模較小，數字資源有限，再加上在資源建設問題上各自為政、各行其是，導致農業信息資源共享水平較低，使農業科研、農業經濟活動缺乏堅強有力的農業信息資源保障。數字資源共享是農業信息資源建設的必然發展方向，也是當前農業圖書館信息資源建設的根本指導方針。這要求各圖書館樹立相互協作的農業大圖書館觀念，實行分工協議、聯合保障。在資源建設中必須理順、協調各方關系，統一規劃、組織、實施，實現信息資源共建共享。資源數據庫建設要多元化，不能只停留在閱讀、瀏覽上，還應該用于檢索、索引和傳遞信息，并把館際互借、聯合編目、數據庫建設等項目統籌起來。數字化資源包括全文數據庫，但不是唯一的，還應有書目、索引等，從而發揮其檢索效益。還可與國際接軌，促進國內外館際互借等優勢。

3.5 對主要用戶群體進行培訓，提高數字資源利用率

農業數字信息資源的社會價值能否充分實現，取決于其能否得到充分開發與有效地利用，有賴于讀者獲取數字信息能力的培養和提高。數字資源對于用戶的文化程度、計算機水平、網絡檢索技能都有相當程度的要求。農業圖書館應針對主要用戶群體，采取舉辦培訓講座、印發宣傳材料、開辦網上課堂等方式進行培訓教育，既對圖書館的數字資源起到宣傳推介的作用，又能夠使用戶掌握各種檢索工具及數據庫的操作方法，以及網絡信息的搜集、鑒別方法，全面提高用戶的信息素質。

4 對天津市農業科技圖書館數字化建設的思考

目前，天津市農業科技圖書館數字化資源主要有館藏圖書期刊數據庫、中外文期刊數據庫等,通過天津市農業科技信息共享與服務平臺,為用戶提供服務。天津市農業科技圖書館為推進館藏圖書期刊數字化建設，購買了金盤圖書館集成管理系統并及時升級，完成了館藏的數字化管理，并通過掃描圖書條碼、購買可掃描借書證及錄入用戶信息完成了圖書流通的自動化管理。引進的數據庫有中國學術期刊網(CNKI)、維普科技期刊、萬方數據庫、超星電子圖書、Springer回溯數據庫等。這些數據庫在信息參考咨詢服務中發揮了重要的作用。為提高本館數字資源的利用率，還陸續對作為主要用戶群體的天津農業科學院科研人員進行了信息檢索利用方面的培訓。接下來，天津市農業科技圖書館將立足現實，面向未來，聯系本館實際，進行科學合理的規劃，一方面要重視館藏及網上信息資源的深層開發和合理利用，加強特色數據庫的自主建設；一方面要通過與天津其他圖書館、農業科研機構的資源優化與合并，減少資源重復建設，提高網絡服務水平，走農業文獻信息資源共建共享之路。

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關鍵詞：數字地籍測繪技術；應用；發展；探究

中圖分類號：P2文獻標識碼： A

隨著數字地籍測繪技術的發展，其已經在人們生活的各個領域中得到了廣泛的應用和推廣。因此，對數字地籍測繪技術的應用與發展的探討有其必要性。

1.數字地籍測繪技術

數字地籍測繪技術，簡單來講，就是解析式的機助測圖方法。從技術上講，其融合于地籍測量內業、外業于一體的綜合性操作系統。在實踐應用中，其主要通過GPS、全站儀進行信息數據的收集和采集，并且結合相應的計算機系統，進行各種圖、文、表等地理信息的綜合傳輸和處理。可以說，數字地籍測繪技術構建了現代社會的立體化通信網。另外，再加上互聯網的發展快、作用大、影響廣、公眾關注程度高的特點，極大地促進了數字地籍測繪技術的廣泛應用。在當前信息領域中，它是信息化社會的一種具體表現形式。

2.數字地籍測繪技術的應用

數字地籍測繪技術，主要涉及到的關鍵技術有空間信息技術、空間數據基礎設施、高分辨率衛星遙感技術、高速網絡技術、大容量存儲技術、虛擬現實技術、可視化技術以及高性能計算能力等等。為了了解數字地籍測繪技術的應用，進行了以下分析：

2.1.資料分析

在地籍測量中，通過衛星遙感技術和GPS定位技術，通過相應的衛星遙感技術，對所測地區的地籍數據進行全面分析，加強對所測地區地形的了解和掌握，結合相關的設備和數據庫，最終確定測量成果。在地籍測繪過程中，由于其中衛星遙感具有高分辨率，能夠有效地觀測到影像上所能看到的地面最小目標尺寸，同時，用像元在地面的大小來表示，它從遙感形成之初的80米，已提高到30米、10米、5.8米乃至2米，軍用的甚至可達到10厘米，最終獲得所測量地區的清晰衛星影像。

2.2.數據獲取與采集

一般而言，數據獲取的內容主要包括地類數據、地籍數據、地形數據、屬性數據以及控制數據等。通常數字地籍測繪技術獲取信息途徑大體上有兩種：其一，就是在野外進行直接地采集和收集；其二，就是利用已有的資源，經過資料分析，最終獲得相應的數據資料。在數字地籍測繪中，數據的獲取和采集要注意以下幾點：①、在采集數據時，建立相應的數據庫，形成相關的數據格式，同時，通過相關的空間和地理分布信息，加強空間信息的研究；②、地籍測繪過程中，在處理、和查詢信息時，通過GPS系統和計算機系統，找到與地理空間位置有關的大量的信息，并將其作為基礎信息，存儲于數據庫中。為此，在這里數據存儲技術就顯得至關重要。

在計算機系統中，散亂的數據信息沒有任何的價值和意義。為此，就需要進行數據的編輯、處理以及整合。計算機系統作為一個復雜的龐大系統，對于一些許多事件、變化和過程以及十分復雜而呈非線性特征，都可以有效的處理、歸類。為此，要利用高速計算機，結合數據挖掘技術，更好地認識、分析和利用所觀測到的海量數據，從中找出規律和信息。同時，數字地籍測繪技術就是將有關所測區上的每一點的信息，按其地理坐標加以整理，然后構成一個系統化的信息模型。

3.數字地籍測繪技術的發展

數字地籍測繪技術的發展和應用越來越普遍，其主要原因就是由于數字地籍測繪技術的用途越來越多，幾乎涉及了人類活動的所有領域，從軍用到民用，數字地籍測繪技術無所不在在，這里我們做具體的分析：

3.1.軍事領域

在軍事中，數字地籍測繪技術主要在海、陸、空作戰時，進行高精度的定位，通過與系統的測量，體現了其在測量時的強大的優勢。數字地籍測繪技術的出現，為軍事現代化提供了強有力的支持。現代戰爭中，其被成功地應用于精確指導、軍事部署與調度、戰略決策與指揮等一系列軍事行動中。

3.2.工農業領域

工農業領域中，在機械工業、農田管理、森林資源管理與調查等方面數字地籍測繪技術得到廣泛的應用。在農業生產中，數字地籍測繪技術在農業信息遙感、太空農業等領域有著廣泛的研究前景，一些國家利用資源衛星進行農業資源調查、作物長勢和產量監測等。例如，美國利用資源衛星在估測本國小麥產量的同時，還對其他國家小麥產量進行估測，根據所得數據制定生產布局、儲運、加工等計劃，確定對外貿易策略，每年因此可獲利數億美元。此外，數字地籍測繪技術還可以有效地進行土地資源利用狀況調查、合理布局農業、農作物產量預測等等。在實踐中，要綜合考慮各種技術在農業及其他領域的應用，并全面考慮農業生產、經營、加工各個環節以及相關地理環境變化等，促進農業的更好發展。

3.3.交通領域

在交通領域中，主要用機、汽車、船舶行駛的測量，為行人、探險者、旅游者提供了很大的方便。如數字地籍測繪技術在航海、航空中的應用，采用 GPS, RTK技術以及全站測量儀，從而全面了解航海情況。例如：利用衛星遙感進行土地資源調查和土地利用動態監測，為快速及時的變更地籍測量作好參照，得到的地籍圖信息豐富，實時性強，既具有線劃地圖的幾何特征，又具有數字直觀、易讀的特性，而且地籍圖上的界址點完善。

3.4. 人類日常生活領域

在人類日常生活領域中，為人們生活提供了更方便、更安全的保障。在信息社會中，數字地籍測繪技術正在步入我們的日常生活。例如：遙感技術能夠實時的對大江、大河和湖水水位進行監測，可實時監察院測洪水災害面積，RS和GIS集成能及早預報洪水淹沒范圍和干旱范圍，為防災、抗災提供準確信息。遙感技術不公能夠調查地上水資源，還能調查地下水資源，監測水污染。目前，我國各地、各部門已建成眾多災情預報系統（如黃河下游洪水預警信息系統），它們將在防災、抗災、救災中發揮重大作用。

三、發展前景

1.數字城市

從廣義上說，通過寬帶，將數字地籍測繪技術與現代的地理信息系統、多媒體技術以及信息網絡有進行有效的整合，構建一個基礎設施平臺，對城市信息資源進行整合處理，并加以充分利用，完善城市化系統。同時，建立相應的子系統，如電子政務、電子商務、、勞動和社會保障信息系統、科技信息系統等，推進遠程醫療、網上教育、信息家電的發展，為人們生活構建信息化的社區，從而有效地實現國民經濟的信息化以及社會發展的信息化。

2.數字化社區

顧名思義，數學化社區，數字地籍測繪技術與現代的數字技術有效的結合起來，實現管理與服務的結合與統一，進而為城市社區的每一個住戶提供最為方便的服務。這種形式的數字化管理，實現了社會管理者與用戶之間的信息交流與共享，同時，利用先進的數字技術和各種網絡多媒體技術，加強對城市社會的動態實時監控與管理，從而營造出了一個豐富多彩的虛擬社區，為用戶提供更加豐富的精神生活。

3.數字化地球

在現有的社會形勢和經濟條件下，數字地籍測繪技術與互聯網的產生和使用，帶動了人們生活的信息化，如現在的信息高速公路的出現，既有效縮短了我國聯系交往的時間，也縮小了我們的生活空間，使得我們生活的世界成為一個同時性、全球性的地球村。與此同時，地球村的出現，帶動了人們的數字化生存。曾有IT界人士對未來人類的生活狀態進行了以下描述：寬帶將代替電話撥號的窄帶方式成為家庭和外部信息交流的高速公路；單芯片技術產生的數字產品會不斷豐富、滿足用戶高品質數字化生活的需要；所有產品通過有線網絡或無線網絡聯成一體并實現設備之間的數據交換、資源共享以及自動化控制。

總結：

總而言之，數字地籍測繪技術是包括全球定位系統、遙感技術、地理信息系統等多種技術的綜合系統。目前，數字地籍測繪技術已經滲透到人們生活的各個領域，因此，在實踐中，要加大數字地籍測繪技術的深入研究，進一步提高其測量精度，逐步完善相關的理論和方法，為數字地籍測繪發展奠定良好的基礎。

參考文獻：

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[2]鄧義龍.數值模擬在上海跨江輸水隧道盾構施工中的應用[J]. 蘭州工業高等專科學校學報.2012(04)

[3]鄭鳳嬌.地面LiDAR技術與移動最小二乘法在三維建模中的應用[J].測繪科學.2012(04)

[4]何偉,王閃.測繪生產信息采集與數據編輯處理平臺的建立與應用[J].測繪與空間地理信息.2012(08)

篇5

關鍵詞：土壤含水量；最小二乘支持向量機；數字圖像處理

中圖分類號：TP311文獻標識碼：A文章編號：1009-3044(2008)27-2043-02

The Research and Analysis of Soil Water content Based on the Smallest Two Rides Support Vector Machine

WU Jian1,2

(1.Jiangsu University, Zhenjiang 212003, China; 2.Zhenjiang College, Zhenjiang 212003, China)

Abstract: Based on the smallest two rides support vector machine method to achieve the soil water detection was introduced , Experiments show that the method is effective, feasible and have some practical value.

Key words: soil water content; the smallest two rides support vector machine; digital image processing

1 引言

目前，隨著工農業生產的發展和人口的增長，占總耗水量80％以上的農業用水日趨緊張，而我國的農業生產屬于氣候型農業，作物產量受氣象條件變化影響極大，特別是旱澇災害對農業生產的危害[1]。由實際農業生產情況知道，作物生長的水資源條件最終是反映在土壤水分條件的好壞。為此，需要充分了解土壤水分的各種時間尺度的演變特征和空間的立體分布，而更為重要的是了解作物主要生產期和關鍵需水期的土壤水分狀況。

土壤水分是土壤的重要組成部分，也是評價土壤資源優劣的主要特征之一，尤其土壤表層含水量在陸地表面和大氣之間的物質和能量交換方面扮演著重要角色[2]。土壤中的水分不僅影響土壤的物理性質，制約著土壤中養分的溶解、轉移和微生物的活動，也是構成土壤肥力的一個重要因素，而且它本身更是一切植物賴以生存的基本條件[3]。所以，及時了解土壤含水量日益成為農牧業生產關注的焦點，與此同時，如何快速、有效、精確的測定土壤含水量變化的方法研究也成為科研工作者們的熱門話題[2]。

2 檢測系統總體方案

一個土壤含水量檢測系統，實質就是計算機模仿人類對土壤含水量的檢測過程。如圖1，主要是由下面四個部分構成：圖像信息的獲取、圖像信息的預處理與特征提取、支持向量機訓練與檢測。

參考圖像識別系統的構成，并結合本系統的功能要求，總的檢測方案如下：

首先，通過CCD攝像頭動態攝取圖像；接著通過計算機對原始圖像進行圖像預處理，其中包括圖像的灰度化、平滑、濾波、圖像的分割以及二值化；然后根據相應的算法完成圖像的特征提取，最后根據所提取的特征向量實現土壤含水量的檢測。

3 最小二乘支持向量機（LS-SVM）原理

最小二乘支持向量機（LS-SVM）是支持向量機（SVM）的一個版本，LS-SVM和SVM的主要不同之處在于將誤差的二次平方項作為損失函數而不是不敏感損失函數，這樣便可以將不等式約束條件轉變成等式約束。對于非線性建模問題，LS-SVM首先通過選擇一個非線性變換φ(?)，把原始空間中的數據映射到一個高維特征空間中，再在高維特征空間中進行線性估計。假定一個訓練樣本集{xi,yi}Ni，其中輸入數據xi∈Rn和輸出數據y∈R，在高維特征空間中構造最優線性估計函數：

最小二乘支持向量機根據結構風險最小化原則，在優化目標中選擇損失函數為ei的二范數，優化問題為：

其中ω為超平面的權值向量，b為偏置值。

4 數據的獲取

本研究對長江中下游地區的某地區不同區域的粘土土壤不同時段地進行圖像和其相對應含水量數據的采集，其結果見表1所示。

表1粘土的含水量及其對應進行數字圖像處理得出的灰度平均值

5 貝葉斯推斷法LS-SVM模型建立與檢測結果分析

貝葉斯推斷的基本思想是最大化參數分布的后驗，而最佳參數值或模型是在參數分布后驗最大的情況下得到的貝葉斯推斷分為3級：第1級推斷可確定w和b；第2級推斷估計正則化系數γ；第3級推斷估計核系數σ2。

對表1的樣本數據進行貝葉斯推斷法尋找模型最佳參數值，把權衡擬合誤差最小化和擬合曲線光滑度的參數γ取為480.21，把徑向基核函數寬度參數σ2取為7.63。

將最佳參數值代入貝葉斯最小二乘支持向量機模型中，并用預處理后的訓練集訓練LS-SVM模型，然后模型對預處理后的測試集進行檢測，最后對檢測數據進行反預處理，得到檢測結果，檢測結果見圖2所示，模型檢測值大小及與實測值間的相對誤差大小見表2。

該模型的平均絕對相對誤差（mrerr）和最大絕對相對誤差（mxarer）分別為：

6 結論

通過實驗由表2可以得出，該貝葉斯LS-SVM模型的平均絕對相對誤差（mrerr）和最大絕對相對誤差（mxarer）分別為1.16%和3.19%，其檢測結果比較符合檢測的精度要求。因此，運用數字圖像處理技術和支持向量機進行土壤含水量的檢測，經理論分析和實驗表明，該方法是有效、可行的，并具有一定的實用價值。

參考文獻：

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[4] 張學工.關于統計學習理論與支持向量機[J].自動化學報,2000,26(1):32-42.

篇6

關鍵詞：數字圖書館；用戶畫像；數據建模

Edwards等[1]通過研究發現，1945年以后，科研產出量每九年可翻一番，此外計算機、通信、網絡及存儲技術的高速發展，催生了科研產出數字出版的新業態。數字圖書館容納的電子資源數量、類型和知識內容空前增長。海量資源衍生出知識冗余及知識迷航問題，知識消費者的獲得感低。新形勢下，通過對科研用戶精細刻畫，實現用戶需求與館藏資源的精準匹配，優化數字圖書館知識服務形式成為突出問題。用戶畫像作為數字化、虛擬化描述真實用戶的技術手段，可整合用戶資源，從動態增長的用戶行為日志中挖掘用戶的場景域、資源域及服務域需求。將其應用于數字圖書館領域用戶建模，一方面可充分釋放館藏資源價值，促進圖書館各項服務增值；另一方面，可準確把握用戶脈搏，提升圖書館智能化、個性化服務水平。同時，近年來用戶畫像在電商、智慧出行等智能信息服務領域的成功應用，也為數字圖書館領域提供了相對成熟的技術應用經驗及成功案例[2]。

1圖書館用戶畫像概述

1.1概念界定

圖書館及信息學界對用戶畫像的概念界定目前尚不統一。用戶畫像這一概念最早源于交互設計/產品設計領域，交互設計之父Cooper[3]于2004年提出了用戶畫像概念，并指出用戶畫像是真實用戶的虛擬代表，是建立在真實數據之上的目標用戶模型。陳慧香等[4]認為用戶畫像是建立在一系列真實數據之前的描述用戶需求和偏好的目標用戶模型，該模型可全方位、立體化地反映用戶特征。胡媛等[5]認為數字圖書館將知識社區用戶信息抽象化并運用聚類、關聯規則及分類等數據挖掘方法匯制所得的用戶可視化畫像即為用戶畫像。陳冬玲等[6]將用戶畫像稱為“userprofile”，認為其是用戶興趣的描述文件，是用戶個性化需求的體現，是個性化搜索的基礎設施。總之，由于總體設計思路及實現技術的不同，不同學者對用戶畫像的理解各有側重。

筆者引入互聯網用戶行為分析領域用戶畫像概念，擬通過用戶行為信息標簽化以實現數字圖書館用戶畫像的構建。筆者認為數字圖書館用戶畫像主要指面向真實讀者用戶，以用戶的靜態屬性（人口統計特征、科研屬性特征、空間和地理特征等）和動態屬性（訪問行為、資源檢索及獲取行為、學術社交行為、學術成果發表行為等）數據為基礎，綜合應用文本挖掘、機器學習等方法提煉出的具有顯著特征的用戶標簽集合，該標簽集合應該是關聯、無歧義并且富含語義的。

1.2國內外研究現狀

以“圖書館用戶畫像”作為檢索詞搜索谷歌學術相關主題中文文獻，得到800余條檢索結果，發文時間在2010年之后。以“libraryuserprofile”作為檢索詞搜索谷歌學術外文文獻，檢索結果數達百萬余條，最早文獻發表時間可追溯至20世紀50年代。由此可見，國外相關研究起步較早，在理論及實踐探索層面已相對成熟和完善，國內用戶畫像的研究在互聯網產業的帶動下開始成為熱點，目前國內發文主要處于理論研究和前期探索階段，實踐層面研究成果相對較少。按照建模的數據對象來劃分，用戶畫像包含基于用戶行為及基于科研產出兩類方法。

基于用戶行為的畫像構建方面，Leung等[7]通過搜集搜索引擎日志中的正向與反向反饋為目標用戶畫像并完成聚類分析。國家圖書館在其大數據項目中通過匯總讀者的注冊、到館、搜索、借閱等系列行為數據，搭建HadoopMapReduce大數據管理與計算框架，構建了包括三級標簽的讀者畫像[8]。

基于科研產出的畫像構建方面，美國加州圣瑪麗學院圖書館研究并設計了PlumX管理工具，該工具以學者興趣領域的科研產出為對象，構建可視化學者畫像以響應本校科研管理戰略[9]。Gu等[10]以學者的研究成果為分析對象，設計MagicFG算法，以出版成果數據為對象從中抽取學者基本信息，挖掘學者研究興趣，并構建了Aminer研究者學術搜索網站。

綜上可知，基于用戶行為的建模方法受限于用戶行為數據的離散性；基于科研產出的建模方法則更聚焦于學術興趣，無法兼顧行為模式研究。筆者以國家農業圖書館各項知識資源內容及應用服務用戶群體為研究對象，綜合使用基于用戶行為及興趣偏好的方法開展學術用戶的畫像建模，以期從行為模式、使用場景及學術興趣多維度刻畫目標用戶。

2數字圖書館用戶畫像建模

數字圖書館用戶畫像建模是指面向各類數字圖書館服務場景，抽象用戶描述標簽體系，此外綜合使用多種渠道獲取可信用戶數據集，選取數據挖掘模型及算法實現標簽抽取與映射，支撐對各類用戶的精準描述與可視化呈現。整體技術路線如圖1所示，主要包括模型設計、數據準備、數據挖掘與標簽映射3部分工作，用戶畫像可為開展畫像可視化、資源評價、個性化推薦及精準推送等系列個性化服務提供支持。

2.1用戶畫像模型設計

信息識別是用戶畫像構建的重要內容，其核心工作就是給用戶貼“標簽”，標簽通常是高度凝練的用戶特征標識，將所有的標簽綜合起來，就可以勾勒出該用戶的畫像。

根據數字圖書館業務特點，筆者將畫像標簽分為固定屬性、訪問環境、忠誠度及研究興趣4類，共計16個維度，具體標簽體系如表1所示。其中，固定屬性是對用戶基礎特征的描述，該類標簽主要用于識別用戶身份，標簽值可直接從用戶注冊信息或其成果署名信息中獲取；訪問環境類是對用戶訪問場景的描述，主要記錄時間、地點、硬件設備及軟件環境4個要素，這類標簽一般需要以多值字段形式來描述；忠誠度類描述科研用戶對數字圖書館服務的黏性及認可度，通過訪問頻率、訪問深度及距離上次訪問時間3個標簽值來體現；研究興趣類是數字圖書館與其他領域建模不同之處的體現，該類標簽描述用戶的學術屬性，從關注學科主題、資源類型、作者及機構多維度表征用戶對科技知識資源的偏好。

2.2用戶數據準備

圍繞用戶畫像標簽體系的設計框架，搜集圖書館自身業務系統、三方業務系統等多種渠道的可信數據，以此數據集作為下一步數據標簽與標簽映射的對象語料。具體來說，用戶數據準備主要包括數據獲取及入庫存儲兩部分工作。

用戶畫像基礎數據集由用戶靜態基本屬性、動態行為數據和科研成果數據3部分組成，以上3類數據均以結構化數據為主。其中，用戶靜態基本屬性主要包括用戶標識、姓名、電子郵箱、性別和工作機構等信息，這些信息相對較好采集，通常采用系統直接導入的方式。動態行為數據主要包括用戶紙質與電子資源的查找、檢索及借閱行為，項目立項的查新查引需求、學術社交網站的互動行為等數據，這類數據較為分散，主要通過鎖定信息來源后應用網絡爬蟲和日志記錄技術進行提取。其中用戶日志記錄的采集主要包括WEB日志、JavaScript標記（代碼埋點方式）和包嗅探器3種方式。相比而言，JavaScript標記方式收集數據靈活，可定制性強；可以記錄緩存、服務器訪問；對訪問者行為追蹤更為準確[11]。科研成果數據主要包括用戶作為科技創新主體的科研項目、論文、專利及獲獎成果等各類成果描述信息，該類數據可從機構知識庫及成果數據庫中對應抽取。

對應數據類型特點及標簽描述需要，預先為上述3類信息設計元數據描述與存儲規范。圖2展示了包括以上3類數據的數據關聯描述模型[12]，該模型設計了通用容器和用戶描述容器兩類數據描述集合，通用容器類主要包括管理通用、主題、學科、責任機構、責任者5類公共描述元素，用戶描述容器類主要包括用戶基本屬性、用戶行為、用戶行為情景及用戶成果4類用戶描述元素。后者將在描述目標對象時直接引用通用容器中各類描述元素。遵循上述各類元數據描述規范，綜合考慮數據管理工具的安全性及穩定性，選取合適的數據庫管理工具并設計定時冷備份機制來完成原始數據從關系型數據庫到大數據存儲工具的備份。

2.3數據挖掘與標簽映射

數據挖掘與標簽映射階段主要以用戶描述模型為依據，設計標簽挖掘計算模型及規則，從各類用戶數據集中對應挖掘并抽取用戶標簽值，設計標簽管理流程，實現標簽值提取、規范化、標引及存儲等系列操作，并支持個性化服務對各類畫像標簽的靈活調用。該管理流程主要包括標簽值提取、自動映射及標準化存儲3個關鍵步驟，見圖3。具體來說，標簽抽取是指按照標簽值是否直接可見將用戶描述標簽分為兩類，遵循對應數據模型并基于ETL工具實現標簽值抽取。自動映射是指完成標簽值的去重、合并、消歧歸一等系列規范化處理并生成最終標簽值，以實現自動化批量標引的過程。需要去重及合并處理的主要為訪問瀏覽器、設備、訪問時段、訪問地點等多值類標簽；需要消歧歸一的主要為研究領域、興趣作者及興趣機構等可能存在同義詞、中外文對照詞及別名等多值類標簽。標準化存儲規范是為了兼顧單值標簽與多值標簽的存儲要求同時滿足前端多項個性化服務模式對畫像數據的靈活調用，設計了索引的存儲規范，并選擇以Solr、ES為代表的索引管理工具實現用戶畫像標簽庫的索引構建及調用響應。

4類標簽中，固定屬性類、訪問環境類及忠誠度類標簽大都屬于顯性標簽，隱性標簽則主要包括跨渠道用戶標識、研究興趣及興趣實體的標簽值確定，下面詳細介紹以上3項隱性標簽挖掘的實現思路。

（1）跨渠道用戶標識打通。數字圖書館用戶在科技創新的全生命周期中會用到包括聯合檢索、參考咨詢、館際互借、查新查引及成果認證等多個圖書館服務平臺，此外，這些用戶也會使用包括ResearchGate、LinkedIn等在內的第三方學術社交平臺來跟蹤國內外同行的最新研究和成果，因此用戶畫像的數據來源包括來自數字圖書館本地及第三方的多個平臺，為實現對目標用戶的數據化建模，需要集合多渠道用戶行為數據，完成標識間的打通串聯，實現單用戶跨系統用戶行為的關聯。目前跨渠道用戶標識打通主要基于id-mapping算法，以包括MAC（MediaAccessControl）、AndroidID、IDFA、手機號碼及電子郵箱等終端訪問及信息標識為關聯依據，為不同訪問途徑下記錄下了不同ID。基于ID間的共現關系，該算法將不同ID進行路徑鏈接，這些相連路徑則可被認定為同一位用戶。

（2）研究領域識別。研究領域識別是指綜合行為模式及科研成果，識別圖書館用戶所關注的研究主題。因此，該過程可轉化為對用戶歷史互動數據的文本集合進行主題挖掘，其中歷史互動數據包括檢索詞、借閱書目及文獻等。目前文本主題挖掘的實現方法按照是否需要先驗知識可以分為文獻計量及概率主題模型兩類方法，前者以基于關鍵詞的詞頻分析方法和共詞分析方法為代表，后者以LDA、DMM、BTM、CTM等潛在主題信息挖掘方法為代表，此外隨著詞向量模型的應用優勢，結合深度學習思想的概率主題模型也在近幾年嶄露頭角[13]。

（3）興趣實體識別。同領域專家學者和專業機構也是用戶在使用數字圖書館各項信息與知識服務過程中重點關注的命名實體類型。對于數字圖書館各項服務來說，用戶具有多角色屬性，一方面是各類科技信息資源的消費者，另一方面作為專家學者也是各類科技信息資源的供應者。故此，可以從用戶資源使用行為及成果發表行為兩類數據中識別用戶興趣專家及機構標識。用戶資源使用行為中，根據用戶資源檢索、查閱各類資源的描述文本，抽取責任作者、責任機構等信息，根據不同操作行為的質量權重，進行加權求和。根據求和結果降序排列，抽取規定閾值數目的作者及機構名單作為目標用戶興趣專家及機構標簽值。用戶成果發表行為中，抽取目標用戶的合作發文作者及機構網絡，將閾值范圍內的合作專家及機構補充作為該用戶的興趣作者和興趣機構標簽值。

3國家農業圖書館用戶畫像實踐探索

國家農業圖書館研建了農業科技信息資源共建共享平臺，該平臺以整合知識檢索及獲取為核心，為農業及相關學科的科研主體提供知識資源發現及多渠道全文供給。筆者以該系統及其用戶群體為對象，遵循第2章所述用戶畫像模型，完成用戶行為數據準備工作，研發用戶畫像管理工具，該工具支持對用戶畫像的可視化展示及標簽化維護。

3.1用戶數據準備

通過對系統用戶使用邏輯的分析梳理，筆者確定了該系統用戶畫像所需的基礎數據體系，主要包括用戶基本屬性、科研屬性、訪問行為、知識資源檢索行為、知識資源獲取行為及知識資源瀏覽行為6類信息，具體記錄字段如圖4所示。其中，右側2類屬于靜態信息，可直接從用戶注冊信息表中獲得；左側4類屬于動態信息，使用JavaScript標記方式實現對4類動態信息的記錄及實時入庫。

適應上述各類數據的來源及數據規范，設計數據實時傳輸、解析及入庫規則，以結構化形式存儲在數據表中，構建完成的用戶行為數據集主要包括用戶屬性表、訪問場景表、關鍵行為表，其中關鍵行為表又包含資源檢索、資源瀏覽及資源獲取3類子表。以資源檢索為例，圖5展示了資源檢索行為中檢索時間、檢索詞及資源類型等關鍵字段的記錄代碼及已記錄數據示例。

3.2畫像管理實踐

以農業科技信息資源共建共享平臺用戶行為數據集為基礎語料，對應固定屬性、訪問環境、忠誠度和研究興趣4類標簽體系，完成對應屬性值抽取及標注。為實現對數字圖書館用戶畫像的可視化及標簽體系管理，筆者構建了用戶畫像管理工具，該工具為數字圖書館的用戶運營管理提供綜合看板、標簽管理及用戶畫像呈現等系列功能。

綜合看板以雷達圖標形式集中展示所有用戶的農業知識服務訪問情況，并支持從PV、UV、搜索量、停留時間、下載量、注冊時間等多個維度自定義排序篩選用戶訪問情況，頁面示例如圖6。

標簽管理是通過標簽組定義、標簽增刪改等功能提供對用戶畫像標簽體系的維護及集中式管理。使用該管理功能，按照標簽組添加、標簽名添加、標簽值管理的流程，實現農業科技信息資源共建共享平臺用戶的畫像標簽體系自定義維護與管理。

用戶畫像呈現是基于數據建模及可視化技術，實現對包括用戶基本情況、綜合訪問表現、用戶標簽及歷史搜索關鍵詞的整合顯示，以真實用戶為例，使用畫像管理工具對其畫像數據進行可視化展示，頁面效果見圖7。

4結語

篇7

關鍵詞　專業圖書館分會　學術年會　知識服務

分類號　G250

專業圖書館是我國圖書館事業三大主要體系中重要的組成部分，與公共圖書館系統、高校圖書館系統并列而存。專業圖書館分布于各行業中，覆蓋了我國科研機構、政府體系、事業機構、非政府組織、廠礦企業等范圍，是數量最大、種類最多的一類圖書館系統。根據1992年《中國圖書館與情報機構名錄大全》的統計數據，當時的專業圖書館數量約8000－9000家。不同類型的專業圖書館規模都不相同，其發展水平差異較大。大型專業圖書館館員規模可以達到百人以上，而小型專業圖書館則僅有一個館員。如，中國科學院國家科學圖書館(總、分館)的工作人員可達500余人，館藏圖書合計達到千萬冊，直接的服務讀者可達數萬科研人員：而小型的中國科學院研究所圖書館的人員規模只有1-2人，館藏數量萬冊，服務對象僅僅幾十人。在中國專業圖書館體系中，科技類圖書館是主體，其規模較大，可以代表專業圖書館服務的發展方向。

中國圖書館學會專業圖書館分會(以下簡稱分會。前期名稱為：中央國家機關和科學研究系統圖書館學會)是我國專業圖書館領域內最大的學術社團，分會現有團體會員單位近300家，主要來自國務院所屬各部、委(局、辦)、中央直屬單位和科研系統的圖書館、信息中心。由分會主辦的每屆學術年會是專業圖書館領域最重要的學術會議之一，每年都吸引大批專業圖書館員乃至高校、公共系統的圖書館員參加。年會的主題均由分會學術委員會專家討論提出。本文通過2001－2008年分會學術年會主題的演進，結合專業圖書館服務知識化的發展趨勢，對專業圖書館知識服務新走向以及專業圖書館分會未來學術交流活動的基本取向進行探討。

1　2001－2008年年會探討熱點演進

進入21世紀，圖書館事業在網絡環境、信息技術的重塑下發生了重大變革，對于直接服務于國家創新一線的專業圖書館來說，這種變化無疑是難得的機遇也是嚴峻的挑戰。面對機遇和挑戰，專業圖書館開始認真思考和積極探索未來發展之路。

表1是進入21世紀后專業圖書館分會學術年會主題的演進。從中可以看出，從世紀初機遇與挑戰的形勢分析開始，到探索應對措施與途徑，再到實踐成果交流與學習，年會的主題在延伸、拓展，專業圖書館服務也在不斷深化、推進。

?2001年年會開啟了新世紀專業圖書館在WTO、知識服務業、圖書情報業三者間內在關系的思考與探討。國家科技圖書文獻中心主任袁海波在會上介紹了國家科技圖書文獻事業的發展戰略及國家科技圖書文獻中心的發展框架；時任中科院文獻情報中心數字圖書館項目管理中心常務主任的張曉林博士作了“國家科學數字圖書館工程與圖書館知識服務”的報告；清華同方介紹了中國知識基礎設施工程CNK／與專業知識服務的進展。使得專業圖書館員從理念上對知識化服務有了全面的認識。

?2002年年會探討了入世后中國圖書情報業面臨的問題及應有的對策。有專家認為，入世后，中國圖書情報業的社會環境將發生很大變化，市場特性更加明顯，圖書館服務的公益性與盈利性將在總體上形成新的平衡，圖書館與其他社會部門之間的關系將得到調整優化等。

?2003年年會探討了處于社會轉型與經濟轉型并存時期的專業圖書館的生存與發展。年會就專業圖書情報機構在知識經濟時代的定位和功能、知識管理與知識服務、知識資源組織與開發、知識管理與技術支撐、數字圖書館的知識管理與知識產權問題、利用競爭情報拓展專業圖書館的服務功能等問題展開研討，交流了專業圖書館嘗試開展知識化服務的產品與成果。

?2004年年會主題是“圖書館的品牌建設”，這也是圖書館業內首次集中以“品牌”建設為主題而展開的學術活動，其目的在于再次開啟對市場經濟與圖書館發展之間關系的深刻思考，引導我們全面、準確地理解和探索圖書館在市場經濟環境下的生存藝術和發展規則。會議通過對圖書館實施品牌戰略的理論與實踐、圖書館服務品牌的塑造、圖書館資源品牌的建設、圖書館文化品牌的培育與創建、品牌圖書館人力資源建設與管理、數字圖書館的品牌戰略、圖書館的品牌管理等問題的討論而形成以下共識：品牌建設對圖書館而言，是一個對內凝練共識、強化特色、提升品質的蘊意，從深層次講，圖書館品牌建設是嘗試探索圖書館在新的環境下持續、全面發展的行動方案。

?2005年年會是在中國圖書館學會當年的年會以分會場的形式召開，會議全面系統地分析了專業圖書館知識化服務的理念和實施途徑，采用全場互動的形式，就“專業圖書館是精品店還是超市?”的話題，全面討論了專業圖書館服務的“精品觀”和“超市觀”。

?2006年年會以“國家創新體系中專業圖書館的服務與發展”為主題，探討專業圖書館在國家創新體系建設中的地位、作用和任務，從而明確了專業圖書館的發展戰略。會議首次將圖書館為企業開展深化服務作為年會討論的熱點之一。

?2007年年會以“專業機構知識服務的最佳實踐”為主題，廣泛深入地交流與探討了圖書館事業創新發展中的知識服務的實踐問題。年會涉及了圖書館知識服務前沿探討；適應用戶需求變化的圖書館服務模式探索(學科化、專業化信息服務，科技決策信息服務，企業決策信息服務、情報研究與咨詢服務等)等方面。重點交流了專業圖書館開展知識化服務的機制建設，展示了新環境下服務模式的創新發展。

?2008年年會以“知識化服務進程中的專業圖書館：技術、方法和服務”為主題，從知識服務的組織技術、服務方法和服務工具角度，討論了滿足知識服務需要的資源組織方法、技術系統開發、平臺工具建設、服務產品開發等問題。會議重點展示了多種知識化服務平臺，并推出了一系列最新研究成果，如關于機構倉儲、資源長期保存、開放存取、可視化分析工具、科研機構發展態勢自動監測技術支撐體系等平臺建設，專家們展望了Research Library 2020、專業圖書館2.0等未來發展態勢。

2　專業圖書館服務的一些趨向

從上述年會主題的分析可以看出，專業圖書館尤其是科研類專業圖書館是我國文獻情報服務的中堅力量。進入21世紀，專業圖書館在中國數字圖書館建設的大潮中，積極探索服務模式的轉型與創新，并積累了大量最佳實踐，創建出符合用戶需求特征的專業圖書館文獻情報服務模式。

2.1　以特色數據庫支撐的特色服務

隨著數字化資源的涌現，為適應專業圖書館服務轉型的發展，專業圖書館機構面臨新的資源結構和布局調整，數字化資源建設已經成為專業圖書館的重點任務之一。專業圖書館主要通過專業文獻數據庫的集團采購和建立特色數據

庫來構建獨特的數字資源體系，以實現專業圖書館的特色服務。如，2006年，中國科學院國家科學圖書館組織全院研究所圖書館在實現印本資源全面調整的前提下，調整電子文獻資源結構，精細分析科研人員科技信息需求強度的頻度分布，逐個資源逐個單位設計最佳的數字化資源供應方式，以最佳效率水平提高文獻資源保障能力；中國農業科學院科技文獻信息中心在組織引進國際農業與生物科學中心的CA－BI、聯合國糧農組織的AGRIS、美國國家農業圖書館的AGRI－COLA等100余種國內外電子數據庫的基礎上，建設了中國農業科技文獻數據庫、國外農業科技文獻數據庫、中國農業圖書館館藏文獻目錄數據庫、農牧漁業科技成果數據庫、世界農業發展動態數據庫、中國食物與宏觀農業數據庫、中國農業經濟分縣基礎數據庫等各類實用型數據庫50余個，總量達到1500萬條。

2.2　以專業化為特色的文獻信息服務

建立專業化的文獻信息服務機制，開展面向專業化信息需求的服務已經成為專業圖書館的普遍服務內容之一，專題文獻信息服務主要包括：專題檢索服務和專業信息導航。如，冶金工業信息標準研究院信息研究所建立有行業知名的“中國冶金信息網”、“世界金屬導報”等網站，為行業提供著大量高附加值的專業數據庫、統計數據庫和特種數據庫及專業信息導航功能；中國化工信息中心組織開發了中國石油和化工資源網，以中國化工信息中心的文獻資源為基礎，開發設計了大量的科技文獻資源檢索模塊，開拓了各種不同的網絡服務模式，使廣大讀者能夠在最短時間內得到最需要的信息。

中國專業圖書館機構組織了不同形式的專題文獻信息導航服務網站，建立專題(垂直學科)門戶，幫助用戶從總體上把握各科技熱點領域的發展現狀、資源特色與信息獲取途徑。如，在NSTL支持下，各個成員單位組織了“納米科學與技術信息門戶”、“認知科學信息門戶”、“水資源信息門戶”、“可再生能源”、“食物與營養”、“環保科技”、“艾滋病預防與控制”、“農業立體污染防治”等。

2.3　以學科為基礎的個性化定制服務

開展個性化服務是現代專業圖書館實現服務價值的主要形式，主要內容是依據科研工作者個人或項目的特定需求開展文獻信息服務。在專業圖書館發展的現階段，更需要結合科研用戶的需求特征，組織加強主動的文獻信息服務，組織學科館員主動走入科研人員工作環境中。在此方面，中國科學院國家科學圖書館做出了有益的嘗試并取得顯著成就。為推動面向科研一線的專業化文獻信息服務，該館嘗試建立了學科館員制度，在能源、信息科技、空間科技、先進材料和先進制造、微納米、資源與生態環境、人口問題、農業科技、海洋科技等領域設立學科館員，探索開展學科化服務。

中國專業圖書館在各自相應學科領域開展了大量的信息分析和報道服務。信息分析服務包括兩類：面向學科和研究項目的信息分析服務；面向科技政策和戰略管理的信息分析服務。在學科信息分析服務方面，中國醫學科學院圖書館依據醫學領域的發展狀況，組織了《艾滋病科研動態》、《計劃生育科研動態》、《婦幼衛生科研動態》、《生物醫學研究動態》、《心血管科研動態》等多種信息服務，供全國醫學人員研究；在科技政策和戰略管理方面，中國科技信息研究所組織了科技政策、科技規劃、科技計劃門戶網站；國家科技圖書文獻中心組織成員單位開展專題情報調研，分析相關領域的學科研究進展、政策與戰略，提供政策咨詢報告。

2.4　建設綜合集成文獻服務平臺

在組織數字化文獻資源體系建設的基礎上，結合各自服務特色，建立獨立的文獻信息服務系統。中國專業圖書館的數字化集成服務系統體現了以下特征：

?科學文獻、信息和數據的跨界集成。中國科學院國家科學圖書館在實行重組整合后，重新規劃了數字圖書館服務網站，采取以用戶為中心的服務理念，提升科研一線的數字化文獻信息保障能力，建立以用戶服務效果為評價標準，以建立嵌入用戶環境為手段，整合電子資源體系和服務體系，提高用戶檢索和獲取信息的能力。

?文獻信息服務與科研過程集成。針對融入用戶信息環境和科研流程的需求，國家科學圖書館組織開發了“個人桌面信息工具”，用戶在瀏覽網頁、編輯文件、郵件交流等過程中，能隨時劃詞選擇所關心的主題、數據或問題，及時自動接入到該館的集成服務系統中，并能根據用戶特征和流程需要鏈接相應的服務功能。

3　專業圖書館分會未來學術年會主要內容的設想

篇8

基于手機媒體的農業科技傳播是指，通過手機與互聯網有機結合進行的農業科技傳播，它是無線通信技術和傳播技術的有機統一體；是應用手機媒體的特點和優勢，綜合使用圖、文、聲、像等多種農業科技信息展示形式，實現隨時隨地傳播農業科技信息的一種傳播模式。

（一）多元化的農業科技傳播主體

所有接觸移動互聯網的群體，均可應用便捷的手機終端向農戶進行傳播。因此，農業科技傳播主體呈現多元化特征，主要包括政府、農業教科研單位、媒體、非政府組織和受眾等[2]。政府主要通過制定農業科技傳播政策、為農業科技傳播行為提供項目經費支持、建設各類無線通信設施等來實現農業科技傳播。農業教科研單位是農業科技傳播的核心主體，他們是農業科技知識的生產者和創造者，可直接或間接通過手機媒介向農戶傳遞科技信息。媒體既是農業科技傳播的渠道，也是主體之一，電視臺、廣播電臺等媒體組織可通過制作農業節目，以手機電視、手機廣播等形態推廣科技知識。非政府組織可以彌補政府和市場失靈導致的科技傳播盲區。受眾既是農業科技傳播的對象，也是重要的傳播主體；可通過手機終端參與農業科技知識交流互動，以及通過人際交流向其他農戶進行二級傳播。

（二）多媒體的農業科技傳播內容

隨著3G技術的發展，手機媒體可以實現文字、圖片、音頻、視頻、網頁、電子郵件、實時語音、實時影像等功能，可借助文字、圖片、聲音、圖像等任何一種或幾種的組合來進行集成傳播。這種立體化的多媒體傳播組合，可以全方位展現農業科技知識，創造真切體會農業種養殖技術、防災減災技術、農業氣象信息的傳播場景，讓農村群眾既產生興趣又深受啟發[3]。同時，多媒體傳播組合形成了豐富生動的農業科技傳播產品，包括手機報、手機網頁、手機廣播、手機電視節目、手機網絡視頻等產品形式。這一方面，為農村受眾提供了高質量、多選擇的信息產品，提高媒介的接觸率和選擇的或然率；另一方面，實現了農業科技信息內容的一次生產和重復利用，提高信息傳播效率，產生較高的投入產出效應。

（三）整合式的農業科技傳播渠道

補償性媒介理論的代表萊文森[4]認為：任何一種后繼的媒介，都是一種補償措施，都是對過去的某一種媒介或某一種先天不足的功能的補救和補償。手機媒體是繼紙質媒體、廣播媒體、電視媒體、網絡媒體后產生的一種媒介；根據補償性媒介理論的觀點，手機媒體是對前幾種媒介功能做了一定的補救和補償。移動互聯網下的手機媒體，除擁有其他大眾傳播媒介的共性特征，還整合了其他主流大眾媒體的特點和功能，可以充當報紙、廣播、電視、網絡等信息傳輸工具。通過手機不僅可以收聽廣播、收看電視、瀏覽網頁、收發郵件等；還可以隨時隨地地使用手機獲取農業信息資訊、與農業專家視頻互動和語音聊天、微博分享等。手機的功能集成、小巧輕便、無處不在、無線移動的特點，大大降低了媒介接觸的時間和空間成本，使手機逐漸成為其他媒介的替代整合式信息終端。

（四）普及化的農業科技傳播對象

利用手機媒體進行農業科技傳播，所有接觸手機的群體均成為農業科技傳播的潛在傳播對象。智能手機由于價格低廉、攜帶方便、使用簡單、功能齊全等優異性能，在農村用戶中較其他移動手持終端具有較高的占有率。同時，手機媒體擁有媒介融合等突出性能，可充分滿足受眾的分眾、小眾和互動需求，有利于強化核心受眾、爭取潛在受眾、擴大受眾覆蓋面。如，受眾可根據自身文化程度、農業技術積累等因素，自主選擇點播農業手機新聞或手機報紙或者手機視頻等知識形式，實現便捷性學習和重復學習；可通過參與視頻咨詢診斷、遠程互動等形式，開展互動交流，實時求助專家解析農業生產疑問。另外，手機媒體的靈活性，決定了受眾可以用任何碎片化的時間[5]，在任何無線網絡覆蓋的地點完成科技知識的學習。手機媒體的這種時空便利性，極大地擴寬了受眾范圍。

（五）精準性的農業科技傳播效果

在虛擬移動網絡中，手機媒體互動功能的強化、網絡社交媒體應用的豐富等，使得農業科技傳播效果變得直觀與精準。隨著實時數據傳輸、即時的交互性信息傳遞、信息上傳和交互分享等功能的不斷強化，語音、文字的部分交互式傳播逐步升級為融合語音、文字、視頻的完全交互式傳播，這些為農業科技傳播反饋提供了極大的便利。另外，手機用戶往往因為某一話題、觀點聚集形成具有較強粘性和較穩定關系的社交網絡[6]，這有利于分析農戶的群體性特征。同時，手機媒體兼具個人通訊載體以及自媒體等功能，又能在某種程度上提供用戶的真實信息。這些為農業科技傳播效果的量化統計與分析提供了可能。傳播主體可以依據分析結果，對農村受眾進行細分，并據此調整農業科技傳播的數量、內容、方式、范圍，開展有針對性地信息服務，發送至隨身攜帶的手機上，從而有效地定位受眾，節約成本。

二、基于手機媒體的農業科技傳播模式實施的可行性

移動互聯網技術的逐漸成熟、農村信息化政策的不斷推進、個人手持終端功能的日益強大和上網應用的逐步創新、智能手機價格低廉并且呈現不斷走低的態勢，使得手機終端成為農業科技傳播框架下的可行性選擇。

（一）技術條件分析

移動網絡和手機互聯網交互性能的提升促進了移動通訊媒介技術條件的成熟，并逐步被運用于農業科技傳播媒介的內容制作、傳輸與接收等各個核心環節[7]，為農業科技傳播模式的轉變奠定了堅實的物質基礎。如，數字技術將傳統的紙質媒介、電子媒介的模擬信號等生產和傳播方式轉化為二進制數字構成的數字信號，突破了媒介間的耦合限制，使得科技傳播實現了媒介大融合。多媒體技術的發展，集成了大容量、圖文聲像并存的氣象預報、科技種田、果樹栽培、家禽馴養等信息，形成了農業知識系列短片、動畫、動漫等現代化傳播內容，豐富了農戶的選擇空間。3G技術的發展，提升了數據傳輸速率，使得手機媒體具備了有線網絡類似的傳播能力[8]，能夠處理圖像、音頻、視頻流等媒體形式，擴展了信息的移動式傳遞空間。通訊技術的發展，促使移動終端功能逐步完善、價格逐步降低，推動智能3G手機成為農業科技知識接收的便捷平臺。

（二）用戶條件分析

現代化農業的發展、手機終端價格的下降、農民綜合素質的提高等，使農民需要用、用得起、用得好手機終端，為農業科技點對點手機傳播鋪就了順暢的道路。一是農民需要用手機。農民專業合作社、設施農業等規模化、現代化生產方式，對農業生產者提出了更高的技術需求，生產者需要根據生產實際進行精細化操作與管理。移動手機終端以海量的互聯網信息和移動智能性能為基礎，為實時指導農業生產、更新農戶技術知識提供了有力支撐。二是農民用得起手機。隨著手機品牌的增加，智能手機報價隨之降低，特別是“百元智能機”等超低價機型的出現，大幅降低了移動智能終端的使用門檻。2012年上半年新入網的農村網民中通過手機上網的比例高達60.4%[9]，這一數據也正說明了通過支付手機費用以接入移動互聯網在農村地區具有較高的接受程度。三是農民用得好手機。隨著農業職業教育、專業技能培訓的推廣和農村教育基礎設施的完善，農民的文化素質不斷提高，廣大農村文盲或半文盲的農民已經愈來愈少，初中及以上文化程度的勞動力越來越多；同時，手機性能不斷優化、用戶體驗不斷提高、手機操作不斷簡化，大部分農民可以勝任手機的基本操作。

（三）政策條件分析

移動互聯網下的農業科技傳播是農村信息化的重要內容，涉及農業、廣播電視產業、信息通信產業、電子制造產業等多個產業。各個產業利好的政策環境都在不同層面促進著農業科技手機傳播的發展。長期以來，國家對包括農村信息化在內的農業、農村發展給予了較大的關注和支持。十報告提出，要促進工業化、信息化、城鎮化、農業現代化同步發展。農業部的《全國農業農村信息化發展“十二五”規劃》指出，在國家統籌布局新一代移動通信網、下一代互聯網、數字廣播電視網、衛星通信等設施建設的背景下，推進農村信息化基礎設施建設。另外，國家對各大電子制造廠商和移動通信廠商發展智能終端市場、推廣和普及中低端智能機型給予了一定的政策和資金支持。這些都將極大地推動手機媒體在農業科技傳播中應用的廣度和深度。

（四）傳播實踐分析

隨著移動通信技術和市場的不斷推進，農業手機應用逐漸豐富，為農業科技手機傳播模式的推廣提供了借鑒和參考。早期，受手機性能、移動網絡信號等限制，農業科技手機傳播主要是采取簡單的文字形式，表現為短信、手機報、手機期刊等應用，如江西省出版集團公司的《農村百事通》手機期刊、吉林的《吉林農業手機報》、國家農業信息化工程技術研究中心的“農務通”、中國電信的“信息田園”、中國移動的“農信通”、中國聯通的“農業新時空”等信息網絡平臺，可實現按定制發送農業技術信息、點播查詢農業技術信息等功能[10]。而近期，得益于流媒體技術和移動智能技術的發展，農業科技手機傳播不再局限于傳統的文字信息服務，而逐步向互動性較強的手機語音、手機視頻、手機直播、手機智能監控等服務跨越。如吉林的“12316新農村熱線”三農綜合服務平臺、山東的致富寶手機、福建的三農科技服務呼叫中心等，可實現農民與專家的面對面咨詢服務、生產環境測控等。

三、基于手機媒體的農業科技傳播展望

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【關鍵詞】測繪技術；GPS；RS；GIS

隨著現代測繪技術的出現，無論在學科理論，或在技術體系，以及應用范圍上都取得了重大的發展，甚至可以說是重大的變革，從而也將徹底地改變傳統測繪的生產方式。現代測繪產業以“3S”技術為特征，現代測繪技術已經成為人類研究地球及自然環境，解釋某些自然現象，解決人類社會可持續發展等重大問題的重要工具。

1.現代測繪技術的發展概況

1.1 GPS的發展

全球定位系統（GPS）是美國從20世紀70年代開始研制，于1994年全面建成的利用導航衛星進行測時和測距，具有在海、陸、空進行全方位實時三維導航與定位能力的新一代衛星導航與定位系統。1996年2月，美國總統令宣布GPS為軍民兩用系統，標準定位服務對民用開放，2000年5月，美國總統令SA關閉，價格不貴的民用GPS接收機能將其水平定位精度從不低于100m提高到15～20m，民用GPS的具備了真正的實用價值。隨著全球定位系統的不斷改進，硬、軟件的不斷完善，GPS的應用領域正在不斷地開拓，目前，各種類型的GPS接收機體積越來越小，重量越來越輕，便于野外觀測。GPS已遍及國民經濟各種部門，并開始逐步深入人們的日常生活。GPS和GLONASS兼容的全球導航定位系統接收機已經問世。GPS作為一項引起傳統測繪觀念重大變革的技術，已經成為大地測量的主要技術手段，也是最具潛力的全能型技術。GPS定位技術與常規地面測量定位相比，除具有對測站選擇更靈活、更適應不利條件、全天候連續作業外。還具有比任何地面常規技術供數量更多、精度更高的數據信息。

1.2遙感技術的發展

遙感包括衛星遙感和航空遙感，航空遙感作為地形圖測繪的重要手段已在實踐中得到了廣泛的應用，衛星遙感用于測圖也正在研究之中并取得一些意義重大的成果，基于遙感資料建立數字地面模型進而應用于測繪工作已獲得了較多的應用。自20世紀初菜特兄弟發明人類歷史上第一架飛機起，航空遙感就開始了它在軍事上的應用，從1972年第一顆地球資源衛星發射升空以來，美國、法國、俄羅斯、歐空局、日本、印度、中國等國家都相繼發射了眾多對地觀測衛星。遙感信息獲取技術已從可見光發展到紅外、微波：從單波段發展到多波段、多角度、多極化；從空間維擴展到時空維；從低分辨率發展到高分辨率甚至超高分辨率。遙感平臺有地球同步軌道衛星、太陽同步衛星、太空飛船、航天飛機、探空火箭，并且還有高、中、低空飛機、升空氣球和無人飛機等：傳感器有框幅式光學相機，縫隙、全景相機、光機掃描儀、光電掃描儀、CCD線陣、面陣掃描儀、微波散射計、雷達測高儀、激光掃描儀和合成孔徑雷達等，它們幾乎覆蓋了可透過大氣窗口的所有電磁波段。

1.3 GIS的發展

地理信息系統作為多個學科、多種技術交叉融合的產物，至今只有40多年的歷史。地理信息系統起源于20世紀60年代加拿大和美國學者的在土地和交通方面的地理信息研究。1998年1月31日美國前副總統戈爾在加利福尼亞科學中心的一次講演，在該講演中戈爾正式提出數字地球的概念。地理信息系統作為對空間地理分布有關的數據進行采集、處理、管理、分析的計算機技術系統，其發展和應用對測繪科學的發展意義重大，是現代測繪技術的重大技術支撐。

2.現代測繪技術的應用

現代測繪技術作為一門新的信息科學在經濟和社會可持續發展的諸多領域正發揮著愈來愈大的作用。在這里主要介紹現代測繪技術在礦山測量方面、濕地方面、水利工程方面和精準農業方面的應用情況。

2.1礦山測量方面

遙感技術在礦山測量中的應用已經歷了較長的時間，并積累了豐富的經驗。應用遙感資料，可獲取礦區實時、動態、綜合的信息源，對礦區環境進行監測，為礦區環境保護提供決策支持。遙感資料用于找礦、礦區地質條件研究、煤層頂底板研究等方面都已得到應用，所有這些，都說明遙感技術應用于礦山測量是礦山測量實現其現代任務的重要保證。利用GPS技術進行礦區地表移動監測、水文觀測孔高程監測、礦區控制網建立或復測、改造等。其應用于礦山測量工作的地面部分已成為現代礦山測量的一項重要支撐技術。以礦區資源環境信息系統為平臺，以各種測量技術為數據獲取的途徑，可以建立集數據采集、處理、管理、分析、輸出于一體的自動化、智能化的技術系統，作為礦山可持續發展的決策支持系統。

2.2濕地方面

利用遙感技術對濕地生物資源的分布、生長狀況及其變化進行估測。利用遙感技術多層次、多時相的動態監測功能獲得及時可靠的數據，通過地理信息系統技術進行相關數據的實時更新，并對這些數據進行空間分析，可得到濕地的動態變化情況。應用遙感和地理信息系統技術，獲取濕地生態環境質量分析評價所需要的數據，借助GPS技術進行水質采樣調查、植被樣方調查、土壤采樣等常規野外調查。根據濕地信息系統的功能，可將其劃分為兩大類：查詢服務型信息系統和決策支持型地信息系統。

2.3水利工程方面

遙感技術能夠實時地對大江、大河和湖水水位進行監測，可實時監測洪水災害面積。RS和GIS集成能及早預報洪水淹沒范圍和干旱災情范圍，為防災、抗災提供準確信息。在水利樞紐工程竣工后，需對水庫大壩、大型橋梁等進行連續的、精密的監測。現代測繪技術提供了連續、實時的安全運行監控手段。利用全數字攝影測量或數字測圖技術建立數字地面模型，應用GIS的分析決策功能，可以方便快速地進行水庫大壩選址、庫容計算、引水渠修建、受益范圍等設計工作，為開發利用水資源提供科學依據。目前，大中城市都有由數字測圖技術或全數字攝影測量技術建立的城市數字地形圖，給排水管線的規劃、設計可在數字地形圖上進行。

2.4精準農業方面

精確農業中，利用GPS技術對采集的農田信息進行空間定位；利用RS技術獲取農田小區內作物生長環境、生長狀況和空間變異的大量時空變化信息；利用GIS技術建立農田土地管理、自然條件、作物產量的空間分布等的空間數據庫；對作物苗情、墑情的發生發展趨勢進行分析模擬，為分析農田內自然條件、資源有效利用狀況、作物產量的時空差異性和實施調控提供處方信息。GPS、RS、GIS技術及自動化控制技術為支撐的精確農業將促進現代農業的發展。它能夠收集土地利用現狀、植被分布、農作物的生長情況、農作物的災情分布、土壤肥力等多種信息，將信息技術與農藝、農機有機地結合起來，最大限度地優化各項農業資源與生產要素的合理分配，獲取高產量和最大經濟效益，同時又能有效地保護生態環境和農業自然資源，有利于農業的可持續發展。

篇10

關鍵詞 Kinect；細化算法；Otsu算法；溫室番茄盆栽；莖干分割

中圖分類號 TP391.41 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739（2014）03-0336-03

溫室作物生長過程的數字化和可視化，是溫室環境調控技術的重要基礎和條件，對提高設施農業產業的經濟效益具有重大意義。數字農業是集農業科學、環境科學、計算機技術、通信技術和網絡技術等眾多技術于一體的高新技術系統，也是現代農業發展的新模式[1-2]。伴隨著計算機軟硬件和圖形圖像處理技術的快速發展，計算機視覺技術在數字農業中的應用越來越廣，從而使得用計算機視覺技術實現農作物的數字化成像與可視化成為可能。數字化就是采用圖像傳感器對目標進行成像與采集，可視化則把所采集到的圖像信息在設備上進行直觀的呈現[3-4]。然而現在對溫室作物信息的采集主要是通過采用昂貴的圖像采集設備來完成的，比如CCD攝像機、激光掃描儀、雙目設備等，而且有些設備得到的圖像信息容易受到光線的影響。為此，本文以溫室番茄盆栽作物為研究對象，提出了一種基于Kinect立體視覺系統的作物莖干特征提取與分析算法。最后基于分割得到的莖干，在OpenGL圖形平臺中繪制番茄植株莖干的三維形態，然后再加上一些葉片、果實從而形成番茄植株的拓撲結構，最終實現番茄植株的可視化。

1 圖像采集與預處理

1.1 Kinect簡介

Kinect是微軟公司研制的一款體感外設，它是一種3D體感攝影機。其主要特點及功能：Kinect底部為多點陣列麥克風，可以輸入聲音并能夠過濾環境噪聲；RGB攝像頭，可以進行圖像捕獲；2個深度傳感器，由紅外線投影機加單色CMOS傳感器組成，使得設備能識別3D空間；底座有機械轉動功能，可以讓攝像頭拍攝到的范圍更廣[1，5]。

Kinect能夠處理30幀/s的深度信息，每幀有640×480像素，每個像素16位，而實際有效位只有13位，縱向角度范圍43°，橫向57°，深度探測范圍在1.2～3.8 m為最佳[1]。

1.2 圖像采集和預處理

圖像采集與預處理的硬件系統由運行Windows 7的PC、Kinect、支架、供電和傳輸線組成。軟件平臺是Microsoft Visual Studio 2010和OpenCV庫與PrimeSense公司開發的OpenNI庫。通過Kinect的彩色感應鏡頭與深度感應鏡頭，能夠同時獲得溫室盆栽的彩色圖像與深度圖像。圖1a是Kinect彩色感應鏡頭獲得的溫室番茄盆栽的彩色圖像。

圖1a是從Kinect得到的植株彩色圖像，雖然清晰但是圖像中同時也含有許多雜亂的背景。Kinect可以獲得物體到鏡頭的距離（深度），可以利用這一特點對彩色圖像和深度圖像進行合并處理。圖1b是Kinect得到的深度圖像，其中橙色表示距離攝像頭0.8～1.5 m的部分。將彩色圖像中位于深度圖像除橙色外的區域去除，就得到了圖1c，這樣就可以消除目標盆栽植株以外的大部分干擾。但是Kinect的精度限制造成了圖1c中的植株存在一些不連續的地方。

2 溫室盆栽的莖干檢測

2.1 深度圖像細化

為了檢測出盆栽的莖干，首先對深度圖像進行細化。細化就是求取圖像骨架，以骨架代替該圖像。本文采用的細化方法是Zhang并行細化算法，它是一種比較實用的算法，具有速度快和保持細化后曲線的連通性等優點[6]。

對圖1b進行Zhang并行細化算法后得到的二值圖像如圖1d所示，其中有效像素為白色，背景為黑色像素。

2.2 Hough變換檢測莖干

在圖1d中的二值圖像可以看出盆栽的莖干被細化成1條線段，因此要想檢測出莖干，只需要對線段進行檢測。本文中采用概率型Hough變換算法來檢測線段[7]。

在細化以后的二值圖像中，采用概率型Hough變換算法檢測盆栽莖干。為了使結果更清晰易見，將檢測到的線段在深度圖像中標記出來，線段顏色為淺藍色，線段的端點用黃色標記（圖1e）。注意到Hough算子在花盆處檢測到了大量的線段，這些線段屬于誤檢測，不應該納入到莖干的范疇中，在本小節剩下的部分中將主要介紹如何去除這些不符合需要的線段，并保留真正的莖干線段。

2.3 消除誤檢測莖干

如果以鉛垂線為軸，盆栽的冠層和花盆的橫截面積要比主莖干處的大，因此盆栽的寬度從上到下呈現由大到小再到大的特點。這個“大―小―大”的特征與雙峰直方圖的“峰―谷―峰”特征類似。因此，考慮利用Otsu算法來定位莖干較多的“谷底”區域，從而濾除不符合要求的線段。具體步驟如下：①找出盆栽植物的中軸線（圖1f）。②以盆栽植物中軸線為分界線建立網格系統（圖1f），如果有一定數量的橙色像素落入某個格子，則認為格子有效。③以網格列號為橫坐標，中軸線處為坐標原點，確定網格系統中每行的左右兩端到盆栽中軸線最遠的有效格子的坐標，并取絕對值。記錄每行的這個值，建立以鉛垂線為橫軸的直方圖（圖2）。