奶牛英语搜索

第26卷第3期农业工程学报Vol.
26No.
32010年3月TransactionsoftheCSAEMar.
2010227基于过程本体的奶牛养殖业信息协同服务系统的建立徐勇1,甘国辉1,牛方曲1,王志强1,王健2(1.
中国科学院地理科学与资源研究所,北京100101;2.
北京市农林科学院,北京100861)摘要:农业信息协同服务是农业信息化发展的重要方向之一,也是目前农业信息领域倍受关注的热点学术问题.
该文将农业本体论思想引入农业生产经营过程,并以奶牛养殖业为例,探讨并划分了奶牛业生产经营过程阶段和对应的信息需求单元,构建了奶牛养殖过程本体和奶牛养殖业信息协同服务业务链模型,建立了基于业务链模型的奶牛养殖业信息协同服务系统,进而对系统的服务功能进行了初步实现.
研究结果表明:建立在生物学特征基础上的农业过程本体在作为农业信息统一分类标准方面具有显著优势,基于过程本体的业务链模型有效地解决了农业信息资源优化调度和协同服务机制难题,实现了农业搜索服务和异构网站服务的协同.
关键词:本体论,奶牛养殖,信息服务,信息系统doi:10.
3969/j.
issn.
1002-6819.
2010.
03.
038中图分类号:S126:S814,S815文献标识码:A文章编号:1002-6819(2010)-03-0227-06徐勇,甘国辉,牛方曲,等.
基于过程本体的奶牛养殖业信息协同服务系统的建立[J].
农业工程学报,2010,26(3):227-232.
XuYong,GanGuohui,NiuFangqu,etal.
Establishmentofinformationcooperativeservicesystemofdairyindustrybasedonprocessontology[J].
TransactionsoftheCSAE,2010,26(3):227-232.
(inChinesewithEnglishabstract)0引言农业信息化的快速发展给农业生产经营者带来了丰富的信息资源.
目前,仅中国已建的涉农网站就有2万余个.
但这些网站的信息资源由于缺少统一的形式化表达与分类标准,使得信息异质、异构、分散、重复现象严重,形成"信息孤岛",很难发挥农业信息资源的集成效用[1-3].
为有效解决农业信息资源的充分共享和为信息需求者提供便捷、准确的信息服务,开展农业信息协同服务已成为农业信息化发展的客观趋势和近年受到广泛关注的热点学术问题[4-5].
进入21世纪以来,随着本体论(Ontology)思想在农业信息研究领域的兴起[6-8],许多学者都认识到能科学表述并组织领域固有属性概念体系的本体将在农业信息分类、信息/知识库构建以及信息协同服务等方面具有广泛的应用前景[9-14];伴随通用搜索引擎向专业领域的拓展,农业专业搜索引擎的出现为农业信息协同服务在解决Internet网页信息的获取和共享方面提供了技术支撑[15-17];逐渐成熟的、正被广泛应用于互联网数据共享的WebService技术为农业信息协同服务实现不同网站异构数据库/知识库的远程调用提供了现实可能[18-19].
从已发表的相关成果和文献看[19-20],实现农业信息协同服务的核心要点在于:一是建立科学性强、结构稳定、可动态扩展和能被广泛认同的农业信息分类体收稿日期:2009-02-09修订日期:2010-01-06基金项目:"十一五"国家科技支撑计划课题(2006BAD10A05);国家863计划课题(2006AA10Z239)作者简介:徐勇(1964-),男,陕西榆林人,研究员,博士,博士生导师,主要从事农业与乡村发展、农业信息协同服务等领域的研究工作.
北京中国科学院地理科学与资源研究所,100101.
Email:xuy@igsnrr.
ac.
cn系;二是解决农业信息协同服务系统中的信息资源优化调度和协同服务机制难题.
本文试将农业本体论思想引入农业生产经营过程,并以奶牛养殖业为例,通过构建奶牛养殖过程本体(解决信息分类体系问题)和奶牛养殖业信息协同服务业务链模型(解决信息资源调度和协同服务机制问题),进而在嵌入网站虚拟访问技术(中间件)和农业专业搜索引擎(搜农)的基础上建立奶牛养殖业信息协同服务系统,希望能对促进中国农业信息协同服务研究工作的开展具有一定的启示和参考意义.
1奶牛养殖过程本体与业务链模型农业对象在生长发育过程中存在着的与外部密集的信息供需双向互动关系是开展农业信息协同服务的理论基础.
研发农业信息协同服务技术和集成农业信息协同服务系统,首先必须对农业对象生长发育过程以及与外部存在的信息供需关系进行深入分析,不同的农业行业或部门在生产经营过程中存在因生物特性不同引起的诸如业务阶段、信息需求类别、信息需求单元等差异.
农业信息协同服务涉及一系列需要定义或明确鉴定含义的基本概念,主要包括农业信息协同服务、农业过程本体、农业生产经营阶段、农业信息需求单元、信息协同组、信息协同链以及农业信息协同服务业务链等[20-21].
1.
1奶牛业生产经营过程阶段划分养殖业因饲养对象和提供产品的不同,其生产经营过程在阶段划分方面存在两种不同的类型:一种是能被划分为产前、产中和产后3个阶段,另一种则没有明显的产前、产中、产后阶段划分特征.
前者如鱼、虾、肉鸡、肉猪等养殖业,其特点都是以动物躯体为被经营的目标产品;后者则是以动物生产或再生产过程中的后代、228农业工程学报2010年某些代谢物或派生物等为目标产品,如奶牛、母猪、蛋鸡、长毛兔养殖等.
奶牛养殖业的经营目标首先是产奶,其次为繁育后代.
根据奶牛的养殖特点[22],结合山东东营市等奶牛养殖基地实地调查情况,奶牛的生产经营过程大致可划分为如图1所示的成长、成年、淘汰三大阶段和若干细小时段.
图1奶牛业生产经营过程阶段划分Fig.
1Divisionoftheproductionandoperationphaseofdairyindustry1)奶牛成长阶段:是指从犊牛出生到能够配种所需要的成长发育时间,一般又可被细分为犊牛、育成牛和青年牛3个亚阶段.
0~6月龄期间为犊牛,7~12月龄期间为育成牛,12月龄到配种前为青年牛.
需要特别说明的是本研究将青年牛的结束期提前到了即将开始配种的时间,即奶牛成长阶段与成年阶段的划分标志是第一次开始配种,配种前属于成长阶段,配种后为成年阶段.
2)奶牛成年阶段:是指从第一次配种(注意:通常所说的起点多从产犊后算起)到将要被淘汰之间的时间.
成年阶段是由多个循环的生产期构成,每个生产期又可细分为配种、临产、围产、泌乳和干奶等彼此联系密切的时期.
3)奶牛淘汰阶段:是指不能进行有效再生产而被淘汰出生产过程的时段.
一般来说,老弱、病残、生产性能低和长期不孕的奶牛容易被淘汰.
1.
2奶牛业生产经营过程信息需求单元划分奶牛业生产经营过程中需要获取的信息不仅种类繁多,而且构成极为复杂.
从信息需求类型看[23],一般可划分为饲养、管理、饲料、繁殖、育种、疾病防治、牛场/牛舍环境、奶牛监测记录以及牛奶采集、储运、加工和销售等不同方面.
从奶牛业生产经营过程看,不同种类的信息有着不同的过程需求特点,如疾病防治类型的信息需求贯穿整个过程;繁殖、育种等类型的信息需求仅存在于特定的阶段或时段;而饲养、饲料等类型的信息需求虽贯穿整个过程,但不同阶段或时段有着不同的内容.
奶牛业生产经营过程信息需求单元划分结果如图2所示.
图2奶牛业生产经营过程信息需求单元划分Fig.
2Informationunitsoftheproductionandoperationprocessofdairyindustry第3期徐勇等:基于过程本体的奶牛养殖业信息协同服务系统的建立2291.
3基于过程本体的奶牛业信息协同服务业务链模型奶牛养殖过程本体是指描述奶牛生长发育过程中所体现的固有属性和与之有密切关系的外部要素属性的概念体系.
按照奶牛生长发育固有属性与外部要素属性,可将奶牛养殖过程本体分为狭义本体和广义本体.
狭义本体指描述奶牛在生长发育过程中所体现的固有属性的概念体系;广义本体指描述与奶牛生长发育固有属性有密切关系之外部要素属性的概念体系.
构建奶牛业信息协同服务业务链模型的理论依据是奶牛生长发育过程中所体现出的固有属性,即狭义本体.
基于这种固有属性的业务链模型在内容表达方面将主要由表述生产经营阶段、信息需求单元、信息协同组以及信息协同链等具有内在逻辑关系的奶牛养殖过程本体构成;在架构设计方面将主要以奶牛生命周期内存在的阶段性特征为基础,划分生产经营阶段和信息需求单元,进而筛选组建信息协同组和信息协同链.
根据上述思路设计的基于过程本体的奶牛业信息协同服务业务链模型架构如图3所示.
图3基于过程本体的奶牛业信息协同服务业务链模型架构Fig.
3Businesschainmodelofdairyindustrybasedprocessontology2奶牛业信息协同服务系统架构设计及初步实现建立在信息协同服务业务链模型基础上的奶牛业信息协同服务系统(如图4)将由专业信息库以及能扩展信息来源的搜索引擎和能进行虚拟访问的网站协同构成.
专业信息库是协同服务系统的核心和基础,也是衡量协同服务系统效能和质量高低的基本标准.
专业信息库的设计和构建一般应遵循以下基本原则:一是构建本体信息库要充分体现奶牛养殖业的生产经营过程特征;二是信息库的构建要充分考虑与已有数据库、知识库等的兼容性,即能够直接调用或共享领域已有的各类信息库;三是所构建的信息库具有动态调整和可扩展性.
本文设计的奶牛养殖业信息库由奶牛狭义本体信息库、奶牛饲养管理信息库、奶牛饲料配方信息库、奶牛疾病防治信息库和牛奶销售管理信息库等构成.
专业搜索引擎是协同服务系统外源性信息扩展的有效工具.
与谷歌(www.
google.
com)、百度(www.
baidu.
com)等搜索引擎不同,专业搜索引擎的最大特点在于其有较强的专业针对性.
目前,中国已投入运行的农业专业搜索引擎主要有搜农(www.
sounong.
net)和农搜(www.
sdd.
net.
cn)2种.
近年,搜农经与农业本体结合改造,已具备作为农业信息协同服务系统专用搜索引擎的条件;农搜见长于中文网站的发现、识别和网页搜索,可以作为网站协同服务的搜索工具.
网站协同的实质就是针对目前信息资源分散、异构、难以共享以及获取效率低下等问题,通过研发网站虚拟访问接口技术(亦称虚拟访问中间件),将众多不同特性的农业信息网站在协同服务系统下实现信息(数据库、知识库等)的远程共享.
按照图4系统架构的设计思路,示范性地构建了1个具有网站协同和农业搜索服务功能特点的奶牛养殖业信息协同服务系统雏型.
该系统的网站协同服务功能是基于奶牛生长发育本体属性、奶牛饲养管理、奶牛饲料配方、奶牛疾病诊断防治等4个专业信息库实现的(图5);农业搜索服务功能是通过嵌入专业搜索引擎"搜农"来达成(图6);网站协同服务功能的实现是先给分别隶属于230农业工程学报2010年中国农业科学院、中国科学院地理资源所、中国农业大学的6个独立涉农网站加载虚拟访问中间件(DB2WS-将原网站数据库格式转换为WebService格式的工具),之后通过对6个网站的相关参数进行设置、定义和储存,进而即可在信息协同服务系统下对不同网站的数据库信息进行无障碍共享.
图4奶牛养殖业信息协同服务系统架构Fig.
4Frameworkofthecooperativesystemofdairyindustry图5奶牛业信息协同服务系统的农业网站协同服务Fig.
5Cooperativeservicesystemofdairyindustry—agriculturalwebservice第3期徐勇等:基于过程本体的奶牛养殖业信息协同服务系统的建立231图6奶牛业信息协同服务系统的农业搜索服务Fig.
6Agriculturalsearchserviceofcooperativeservicesystemofdairyindustry3结论和讨论1)农业过程本体是建立在描述农业对象生长发育过程固有属性基础上的概念体系,与联合国粮农组织(FAO)已实施近10a的农业本体服务计划(AgriculturalOntologyService)基于农业述词表建立的农业本体相比,它具有对象具体、生物学特征稳定、便于形成统一分类标准的优势.
2)奶牛业信息协同服务系统构建思路、架构设计和初步实现的研究结果表明,以农业生产经营过程的固有属性为基础,划分过程阶段和对应的信息需求单元,进而形成信息协同服务业务链模型的技术路线是可行的.
3)专业信息/知识库是农业信息协同服务系统最重要的组成内容,这种重要性主要体现在它能通过"智能搜索和信息自动分类"工具从互联网获取丰富的信息资源,进而扩大系统的服务功能.
未来,利用"智能搜索和信息自动分类"技术扩充专业信息/知识库将会成为农业信息协同服务发展的重要方向之一.
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InstituteofGeographicSciencesandNaturalResourcesResearch,ChineseAcademyofSciences,Beijing100101,China;2.
NationalEngineeringResearchCenterforInformationTechnologyinAgriculture,Beijing100097,China)Abstract:Cooperativeserviceofagriculturalinformation(CSAI)isnowbecominganimportantaspectofagricultureinformatization.
MoreandmoreattentionhasbeenpaidtoCSAIinthedomainofagricultureinformatization.
Ontologicalconceptintoagriculturalproductionandoperationprocess(APOP)wereintroducedinthepaper.
BasedonafewconceptsconcernedwithCSAI,thedivisionoftheproductionandoperationphaseofdairyindustrywerestudiedandestablished,thecorrespondinginformationunitwasbuilt,andtheprocessontologyofdairyindustryandthebusinesschainmodel(BCM)wasconstructed.
BasedonBCM,theframeworkofthecooperativeservicesystemofdairyindustryinformationwassetup,andtheservicefunctionsinaprototypesystemwasthenrealized.
Theresultshowsthattheagriculturalprocessontology(APO)onthebiologicalcharacteristicshasitsownobviousadvantagesasaclassificationstandardofagriculturalinformation;thebusinesschainmodelbasedonAPOcouldeffectivelydealwiththeoptimaloperationandthecooperativeservicemechanismofagriculturalinformation.
Thecooperativeserviceofsearchengineandagriculturalweb-sitewasachieved.
Keywords:ontology,dairies,informationservices,informationsystems