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数字农业定义范文1
0引言
数字农业应用涉及大量的气象、环境、水文、地质、土壤等领域的时空数据。这些时空数据分散在异构系统中，有着不同的数据格式和规范，采用不同的概念和术语，基于不同的数学模型和分析推理方法。这些多领域时空信息对农业生产、决策均起着重要作用。但是以前由于缺乏高效、合理的技术手段，即使付出很高的代价，也很难将这些时空信息完整无损地共享和融合集成到数字农业应用中，在很大程度上制约了数字农业的应用发展。同时GIS等商业软件平台成本较高也不利于大规模应用推广。
为此，本文基于自主版权GIS、专家系统等系统软件，应用时空推理、本体论、语义Web、关系数据挖掘和专家系统等技术，建立一个数字农业时空信息智能管理平台，对多源、异构的数字农业时空数据和推理分析方法进行集中统一的规范化管理，便于在实际应用中进行融合、集成和共享。基于该平台快速建立起了数字化测土施肥系统、大豆种植标准化管理系统、无公害水果蔬菜栽培指导系统等一批智能应用系统。这些应用系统精确控制农田每一地块种子、化肥和农药的施用量，在提高作物产量的同时，能够实现精确控制农业生产过程，有效降低成本，充分保证农业资源科学地综合开发利用，减少和防止对环境和生态的污染破坏，保持农业生态环境的良性循环，是实现“绿色农业”的重要途径。
1主要关键技术研究现状
1．1数字农业
数字农业是在“数字地球”的基础上提出并发展的，是21世纪新型的农业模式和挑战性的国家目标，包括精准农业、虚拟农业等内容，其核心是精准农业。以3S技术应用为核心的数字农业空间信息管理平台开发研究是数字农业研究的突破口[1,2]。美国于20世纪80年代初提出数字农业的概念，它是针对农业生产稳定性差、技术措施差异程度大等情况，运用卫星全球定位系统控制位置，用计算机精确定量，把农业技术措施的差异从地块水平精确到平方厘米水平，从而极大地提高种子、化肥、农药等农业资源的利用率，提高农产量，减少环境污染。法国农业部植保总局建立了全国范围内的病虫测报计算机网络系统。日本农林水产省建立了水稻、大豆、大麦等多种作物品种、品系的数据库系统。新西兰农牧研究院利用信息技术向农场主提供土地肥力测定、动物接种免疫、草场建设、饲料质量分析等各种信息服务。同时，我国紧跟国际研究的前沿，开展了系统工程、数据库与信息管理系统、遥感、专家系统、决策支持系统、地理信息系统等技术在农业、资源、环境和灾害方面的应用研究。
1．2时空推理
近年来，时空推理（Spatio－temporalReasoning）已成为十分活跃的研究方向，在军事、航天、能源、交通、农业、环境等领域有着广泛的应用。近十年来我国国家基础地理信息中心、清华大学、信息大学、中国科学院、武汉测绘科技大学、武汉大学、吉林大学等单位在时态GIS、时空数据模型、时空拓扑、时空数据库等时空推理相关领域开展了大量研究工作。
1．3时空数据标准与共享
不同领域和应用环境对时空数据的理解存在很大差异，这造成了异构时空系统集成的困难，因此时空数据共享、互操作和标准化的研究具有重要意义。这方面研究最初从空间数据入手，近期开始向时间数据和时空结合数据发展。时空数据的共享有以下方式：
（1）空间数据交换
空间数据交换的基本思想是各系统使用自身的数据格式，通过标准格式进行数据交换。目前空间数据交换标准有：SDTS、DIGEST、RINEX等国际标准；以色列的IEF、英国的MOEPSTD、加拿大的SAIF、我国的CNSDTF等国家标准；AutoDesk的DXF、ESRI的E00、MapInfo的MIF等厂商标准。尽管各GIS软件厂商提供了公开的交换文件格式来进行空间数据的转换，但由于底层数据模型的不同，最终导致不同的GIS的空间数据不能无损的共享。虽然空间数据交换仍然在使用，但效果并不理想。空间数据互操作标准是当前国际公认的，比空间数据交换标准更有前途的数据标准。
（2）基于GML的空间数据互操作
开放式地理信息系统协会(OpenGISConsortium，OGC)提出了简单要素实现规范和地理标记语言(GeographyMarkupLanguage，GML)。OGC相继推出了一整套GIS互操作的抽象规范，包括地理几何要素、要素集、OGIS要素、要素之间的关系、空间参考系统、定位几何结构、存储函数和插值、覆盖类型及地球影像等17个抽象规范，2003年1月推出GML3.10版[3]。近年来，国内外众多学者基于GML在空间数据共享等方面开展了大量研究。2001年Rancourt等人[4]将GML与先前所定义的空间标准进行比较，认为GML能有效地满足空间数据交换标准。2002年，ZhangJianting等人[5]提出了一种基于GML的Internet地理信息搜索引擎。2003年，ZhangChuanrong等人[6]在网络环境下以GML作为异构空间数据库交换共享空间数据的格式，成功实现数据的互操作。2003年，崔希民等人[7]提出了GIS数据集成和互操作的系统架构，在数据层次上实现GIS数据的集成和互操作。2003年，张霞等人[8]提出一种基于GML构造WebGIS的框架结构,给出实现框架技术。其中采用GML作为空间数据集成格式。2004年，朱前飞等人[9]提出了一种新的基于GML的数据共享解决方案。2005年，陈传彬等人[10]提出了基于GML的多源异构空间数据集成框架。GML数据类型较完整，支持厂家较多，相关研究丰富，是目前最有前景的时空数据标准。本文选择GML作为农业时空数据标准。
1．4时空本体
1．4．1本体、语义Web和OWL
本体方法目前已经成为计算机科学中的一种重要方法，在语义Web、搜索引擎、知识处理平台、异构系统集成、电子商务、自然语言理解、知识工程等领域有着重要应用。尤其是目前随着对语义Web研究的深入，本体论方法受到了越来越多的关注，人们普遍认为它是建立语义Web的核心技术。OWL是当前最有发展前景的本体表示语言。2002年7月29日,W3C组织公布了本体描述语言(WebOntologyLanguage,OWL)的工作草案1.0版。目前工作草案的最新更新为2004年2月10日的版本[11]。
1．4．2时空本体
基于本体方法对时空建模的相关研究工作如下：
1998年，Roberto考虑了作为地理表示基础的某些本体问题，给出了关于一般空间表示理论的某些建议[12]。2000年ZhouQ.和FikesR.定义了一种考虑时间点和时段的时间本体[13]。2000年，Córcoles基于XML定义了一个类似SQL的时空查询语言，该语言包含八种空间算子和三种时态算子用于表达时空关系[14]。2003年，Grenon基于一阶谓词逻辑定义了时空本体，使用斯坦福大学的Protégé环境实现[15]。2003年，Bittner等人[16]提出了用于描述复杂时空过程和其中的持续实体的形式化本体。以上工作中Grenon的时空本体研究相对完整，相关研究成果已经在网上共享，本文在此基础上开展研究，建立农业时空本体。
2主要研究内容（1）农业时空数据规范
现阶段我国还没有公认的农业时空数据标准出台。本文基于时空推理技术，研究通用性更强的时空数据表示模型，能表示气象、土壤、环境、水文、地质等各领域的农业时空数据。GML是目前公认的时空数据标准，利用上述模型扩充GML，兼容中国农业科学院的“农业资源空间信息元数据的分类及编码体系草案”等国内现有的地方性标准，构建针对数字农业中时空数据的DA－GML标准，作为数字农业基础时空数据的规范。现有的土壤、环境等基础空间数据库均支持到GML格式的转换。
（2）农业基础时空数据库
基于笔者自主开发的GIS平台建立农业基础时空数据库，该平台具有运行稳定、资源占用少、结构灵活、功能可裁减、成本较低、便于移植等特点。采用了时空推理技术，支持对空间和时空信息的表示和推理。通过DA－GML能够直接从现有系统中获取领域农业基础时空数据，主要包括土壤数据库、环境数据库、气象资料数据库、农业生产条件数据库、林业信息数据库、影像数据库等。
（3）农业时空分析方法库与农业时空知识库
时空推理是研究时间、空间及时空结合信息本质的技术，通过时空推理技术将现有面向农业领域的时空分析技术进行整合和规范化表示，形成农业时空分析方法库。对领域农业时空知识进行归纳、整理，同时通过数据挖掘方法从基础数据中提炼知识，建立农业时空知识库。
（4）农业时空本体库
在(2)、(3)中存储的数据、方法和知识需要一个有效的机制进行组织和管理。就目前技术而言，本体是表达一个领域内完整的体系（概念层次、概念之间的关联等）的最有效工具，所以本文选择建立农业时空本体库。具体包括本体获取、本体管理、本体服务与展示三个模块。使用Protégé做本体开发环境编辑。Protégé是斯坦福大学开发的基于Java的本体编辑与知识获取工具，带有OWL插件的Protégé可以支持OWL格式的本体编辑与输出。
以上三个库通过WebService方式提供基于Internet的服务，可以在线对库中信息进行维护和检索，并能无缝集成到应用系统中。
（5）系统体系结构
系统工作原理如图1所示。首先，外部系统的时空数据转换成GML格式（现在绝大多数系统支持该数据标准），进入农业基础时空数据库。通过本体获取与编辑模块将时空数据和时空知识整理，形成本体库。外部系统的请求通过WebSer－vices发给仲裁者，仲裁者区分各类情况调用三个库调用服务、提取数据和执行操作，结果返回给用户。
（6）基于平台开发农业生产智能应用系统
基于数字农业时空信息管理平台建立数字化测土施肥系统、作物种植标准化管理系统、无公害水果蔬菜栽培指导系统等一批农业生产智能应用系统，解决实际问题。
3相关系统对比分析
3．1数字农业空间信息管理平台
平台基于信息和知识支持的现代农业管理的集成技术，对农田信息进行动态采集、分析、处理和输出，从而根据农田区域差异、农事安排进行模拟分析、决策支持管理和指挥控制，并对农业生产过程的区域差异进行精确定位、动态控制等定量操作[17]。
3．2全国农业资源空间信息管理系统
全国农业资源空间信息管理系统(NASIS)实现对全国农业资源空间信息的查询分发，具有系统管理、动态数据字典、数据检索、查询、数据分发、制图、报表统计、数据分发等功能。该系统已经用于全国农作物遥感监测、农业资源调查、农业科研和农业政策信息支持服务等方面[18]。
3．3中国西部农业空间信息服务系统
计算机技术、互联网技术的迅速发展为建立基于Web的中国西部农业空间信息服务系统提供技术支撑。本文从西部农业空间信息服务系统的数据库构建开始，全面地介绍了系统的运行模式和数据库访问技术，详细论述了系统的总体结构、平台环境和开发实现等。
（1）基于平台提供的开发框架，能方便、高效地建立大量的数字农业智能应用系统，基层农业科技人员也能快速开发出技术含量高的应用系统，各应用系统能互通、共享，便于升级维护。
（2）由于大量的底层服务、数据、知识和方法由平台集中统一提供，简化了开发数字农业应用软件的工作，节约了成本。
4结束语
数字农业时空信息管理平台从系统目标、适用范围、采用技术、系统接口等方面不同于任何现有的基础农业空间数据管理平台，是一个概念全新的系统，定位于基础农业空间数据管理平台的上层，更便于开发数字农业应用。其中的本体库等机制为将来建立农业时空数据网格奠定了良好的基础。
参考文献：
［1］于淑惠.数字农业及其实现技术[J].农业图书情报学刊,2004,15(7):5－8.
[2]唐世浩,朱启疆,闫广建，等.关于数字农业的基本构想[J].农业现代化研究,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.
数字农业定义范文2
关键词ARC/INFODEM（数字地面模型）土地坡度面积统计
1、引言
根据国家退耕还林有关政策，积极治理现有坡耕地，对25度以上的坡耕地实行有计划地退耕还林还草，不但有利于中西部的环境保护，而且对调整农业结构、提高农民收入有积极意义。因此能否为各地、市、县准确提供辖区内各种坡度的土地分布以及土地坡向情况，是能否客观制定该区域农业规划和退耕还林还草计划的关键；然而传统的手工圈绘和主观的''''估计''''水份太多，实地丈量不但劳民伤财而且精度低下。
我区广大的测绘工作者多年来为广西的国民经济建设做了大量前期性、基础性的工作，他们测制的1：25万、1：5万、1：1万的基本地形图为解决这一难题提供了物资基础；特别是近年来GIS（地理信息系统）技术的发展，使得这些可贵的资料在数字化处理之后日见增值，为准确、快速、低成本地获取地表的各种统计数据提供可靠的依据。
广西基础地理信息中心在为区党委、区政府制作的《广西综合区情地理信息系统（9202工程）》之西部大开发专题中，使用美国ESRI公司生产的GIS软件――ARC/INFO软件为东兰、乐业县制作了数字地面模型，进行三维地形表面分析和坡度量算统计，取得了准确客观的成果。
2、工作流程
在ARC/INFO中，管理、组织、存储数据最基本的单位是图层（coverage），一个图层相当于一个专题图，包含了地物的空间位置信息和属性信息。利用ARC/INFO进行土地坡度坡向高程的分布统计的工作流程如下：
1、利用国土资源调查结果，提取耕地信息，在ARC/INFO中生成耕地图层，给不同耕地分类赋予不同的属性；
2、获取该地区的DEM数据（DEM即数字高程模型，就是在一个地区范围内，用规则格网点的平面坐标（x,y）及其高程（z）描述地貌形态的数据集）；
3、分别生成坡度分布图层、坡向分布图层和高程带分布图层；
4、将耕地图层与坡度图层、坡向图层、高程带图层分别叠加分析，得到耕地的坡度、坡向、高程属性；
5、进行面积统计，叠加河流、行政区划、道路、居民点等基础地理信息生成专题图。
3、坡度、坡向和高层带分布图生成
坡度、坡向、高程带图层利用ARC/INFO的TIN模块，由DEM（数字高程模型）数据生成。
3.1DEM数据获取：
目前常用的获取DEM数据的方法有两种：
用航天、航空遥感影像立体像对提取DEM；
用现有地形图扫描数字化等高线，获取高程数据生成DEM。
用航天、航空遥感图像立体像对生成DEM，最大的优点是数据更新快，但购买影像费用高；用高程数据生成DEM，精度高于立体像对生成的DEM，但更新慢，周期长，仅对高程变化不大的地区适用。目前区测绘局具有的南宁市1：1000DEM数据由航空遥感影像立体像对生成；全区1：25万、1：5万DEM和部分地区的1：1万DEM数据则由高程数据生成。
用ARC/INFO生成DEM的方法是：数字化地形图，获取高程数据，包括高程点、等高线、软断线（如边界线等）、硬断线（如河流、山脊、陡崖线等），生成TIN（不规则空间三角网，一种描述地形表面的方法），再由TIN内插成DEM。ARC/INFO软件生成的TIN对点、软断线、硬断线有不同的插值处理方法。根据笔者对ARC/INFO和国产软件GEOTIN的对比试验，ARC/INFO软件生成的TIN在更大程度上拟合实际的地型，不足之处是加特征点的过程较为繁杂，生产时间较长。
3.2坡度图、坡向图、高层带图生成：
在ARC/INFO中，坡度、坡向是这样计算的：DEM上每个格网点的坡度由相邻8个格网点计算而成（图1）。高程的最大变化率即为该部分表面的坡度。坡向为用于计算坡度的那条线的方向。
运用TIN模块的分析功能可计算坡度、坡向和高程带，使用命令的关键是建立好坡度、坡向、高程带的分级定义查找表（LOOKUP-TABLE）。以坡度查找表为例，根据坡度分类的要求定义如下：
DEGREE-SLOPESLOPE-CODE2162153254905对应的坡度分类：(0°~2°)（2°~6°）（6°~15°）（15°~25°）（25°以上）
c="/Newspic/200881/1127448440.jpg"width=566border=0>
坡度查找表字段要严格定义如下：
4、图层叠加：
GIS强大的分析任务之一是将独立的特征类型合为一个新的特种类，代表了两个输入要素类的合并后的情况。图层叠加，是将土地利用图与坡度图、坡向图、高层分带图依次叠加，可研究它们之间的共同区域。运用OVERLAYEVENTS命令可进行叠加分析。
5、面积统计：
图层叠加后，根据各种分类条件提取耕地，可得到耕地按坡度、坡向、高程带的分布图，利用ARC/INFO的面积计算功能进行面积统计。
精度情况：据清华大学人居环境研究中心党安容等人研究，经国家测绘局验收的1：25万的数字地图（高程精度为25米），在用于分县土地坡度分级计算时，最小误差是0.9%，最大误差为4.9%[1]，适合省级农业部门制定宏观规划。如果利用即将完成的全区1：5万DEM和已经完成的1：1万DEM（西江流域），将得到更高的精度，适合县一级及县以下农业部门制定本县、本乡的部门农业规划。
值得注意的是，在坡度较大的地区，平面面积与三维地形表面积相差较大，笔者利用1：25万高程数据生成的DEM计算东兰县平面面积为2438平方公里（国土部门公布的数据：2434平方公里[2]），曲面面积为3437平方公里，平面面积与曲面面积相差较大。东兰地处大石山区，山岭绵延，河谷深切，地形起伏较大，利用ARC/INFO的表面积计算功能统计面积应该更为合理。
6、输出专题图：
对生成的各种分布图按照需要叠加河流、行政区划、道路、居民点等基础地理信息生成专题图输出。笔者在《广西综合区情地理信息系统（9202工程）》之子系统建设中，利用WebGIS将退耕还林试点县东兰县、乐业县的坡度图制成网络电子地图（图3），可供局域网上浏览和查询。
【参考文献】
1、党安容毛其智王晓栋.《遥感与地理信息系统在人居环境可持续发展研究中的应用》.ARC/INFO暨ERDAS中国用户大会论文集（2000）
数字农业定义范文3
为了充分发挥农业科技信息资源数字化平台的服务效果，对可用资源的梳理和内容的建设是平台建设的关键。这些资源主要包括：（1）馆藏文献资源数字化加工。馆藏资源数字化是信息资源建设的重要组成部分[11]，为盘活自治区农牧科学院等各级农业科技机构所拥有的各类馆藏文献资源，实现馆藏资源共知、共享，将研究制定元数据标准规范、数字化加工流程、管理模式和共建共享机制，基于信息资源数字化开发与应用管理平台，以分布式协同的方式开展图书、期刊、会议录等各类馆藏文献的目次、文摘和全文的数字化扫描、识别、校对和入库保存。（2）特色专题数据库建设。数字信息资源建设的第二阶段是自建特色数字资源[12]。开发特色文献数据库也是地方信息资源数字化平台赖以生存的发展道路。的特色农业资源丰富，有自身发展的特点和优势，对特色文献数据库具有广泛的开发空间和利用价值。依据自治区优势产业、重点学科或其他特定专题，如青稞、牦牛等农牧业重点研究领域，从文献资源库中进行知识抽取、重组，同时对相关的网络信息进行筛选、采集、智能处理、加工，形成青稞、牦牛特色专题数据库，并构建特色专题信息门户，面向决策部门或社会公众提供专题信息服务。（3）专家库构建。依据农科院下设的畜牧兽医、植物保护及农业科技等多个专业协会的结构及人才信息资源，完善专家组织管理，建设专家库。为人才信息交流、跨专业、行业科技信息共享提供便利服务。（4）多媒体资源建设。依托农科院多年来财政专项“农村现代远程教育与信息服务建设”项目[13]，累积开发及翻译的农村实用技术与生活知识视频课件资源，建设多媒体资源数据库。现已经收集多媒体资源近千余部，为农村远程教育任务及服务于基层农牧民提供信息资源支撑。（5）外部资源集成。在中国农业科学院农业信息研究所的支持下，实现了国家农业科学数据中心元数据、中国农业科技文摘数据库以及农搜信息分类导航与搜索的集成。
2平台设计与开发
2.1平台功能设计
为支撑平台门户提供农业科技期刊、科技人才、青稞专题库、牦牛专题库、农业图片库、多媒体资源库、农业科技文献、农业科学数据、农业网络资源等数据资源服务，平台功能包括数字化加工和内容管理与网络两大子系统。平台功能结构如图2所示。（1）数字化加工管理子系统数字化加工管理子系统的服务功能包括6项，分别是：流水线管理、数字化加工、数据库管理、查询统计、数据交互、系统管理，其主要的功能如下。①任务管理：对文献数字化加工过程进行流程化管理。根据加工需要可任意建立并管理多条加工流水线，可对加工任务进行分配管理与动态人员配置。②数字化加工：包括全文文献加工和元数据加工功能。提供扫描识别、校对、辅助著录、和自动归档等多道工序，将纸质文献加工成数字化的PDF文档；可直接从全文文献中识别提取元数据，也支持人工录入对应的元数据。提供各种电子文档的入库管理，可将全文文献与元数据建立有效连接。③数据库管理：支持数据库的动态管理与维护，可添加、修改和删除数据库，可修改数据库表结构等；可对流水线、元数据等与数据库的对应关系进行配置；支持数据库的备份与恢复；支持与数据仓库系统的数据收割。④查询统计：可从多个角度对流水线、加工任务完成情况、加工元数据和全文等进行便捷的查询；提供对加工人员工作量、元数据加工量、全文文献种类等各方面的以图表等形式进行统计分析；可动态设定查询、统计的维度和限定条件，可将查询统计结果导出。⑤数据交互：支持数据以标准的格式进行导入和导出，导出格式和内容可以动态设置；提供数据外部访问标准接口，满足第三方系统访问相关数据资源。⑥系统管理：可对系统中的用户、用户组、操作权限进行管理。（2）内容管理与网络子系统内容管理与网络子系统用于内容的管理和网络的管理，主要功能如下。①内容管理：系统提供对所有的数据库资源进行统一的管理和分配，按资源信息类型的不同可以建立多级的资源级别分类，主要包括维护资源分类、数据库路径、选择模块等功能，提供添加、修改、删除和调整资源的显示顺序等管理操作。②检索浏览：为用户提供统一的浏览检索平台，用户可浏览、检索各种资源的元数据和全文信息，提供在线查看全文功能。③模板管理：可提供多套内容模板，针对不同的信息类型如新闻、图书、期刊、图片、视频等提供不同风格的界面。也可灵活自定义模板，操作流程简单、方便。④数字版权保护：可对访问网络系统的用户进行管理和权限分配，能为全文提供数字签名（水印）、电子印章等版权保护功能。⑤网络管理：支持站点管理、栏目管理；针对站点、栏目和文档分别提供多种方式；支持跨媒体；实现对内容的可控。
2.2系统开发实现与应用部署
在平台技术实现上，框架设计采用MVC[14](Model-View-Controller)框架结构，基于.Net技术架构。采用C/S方式实现数据的分布式加工，B/S模式实现数据浏览、检索等前台服务。在功能上实现了图书、期刊、专家、科技新闻、图片、课件和其他专题数据的录入、管理以及服务，实现了国家农业科学数据中心数据检索功能、中国农业科技文摘数据库的检索、农搜信息分类导航与搜索等外部资源与服务的嵌入，并进行了功能的个性化改造和界面调整。对平台进行应用部署后，利用其数据管理功能开展了农牧科学院相关图书、期刊和特色资源的数据整理工作，以支撑数据服务应用。具体包括：（1）完成2369本图书的数字化整理，包括图书封面的扫描、上传，元数据的规范化处理、入库；（2）完成对农牧科学院的《农业科技》、《畜牧兽医》两本院刊从2001年到2012年的数字化工作，实现数据检索以及全文下载功能；（3）从中国农业科学院国家农业图书馆文摘数据中抽取相关文献，配合农牧科学院数据，进行数据导入、合并、索引、，建成牦牛、青稞、经济、农业和农业政策等特色专题栏目。图3给出了平台首页运行截图，图4为后台数据维护界面，图5为前台数据浏览界面。
3结束语
数字农业定义范文4
关键字：数字化；机械设计技术；农耕机械
在企业的竞争风潮中，往往决定了企业命脉的就是其产品的功能、性能、质量以及价格等方面，同时在针对客户对新机械的运用上，也有着一定的售后问题，需要解决。基于这些原则，企业在进行发展的过程中，就有很多的考虑因素需要进行研究。而在当下的信息爆炸时代，这些因素都可以通过信息技术进行一系列的改善。而其中最为突出的就是在机械农耕设计上的改革性探索。
1 数字化机械设计技术的定义
我们可以简单的来理解一下数字化机械设计技术，在应用机械辅助设计软件CAD的前提下，完成一系列的机械设计创新，就是现代化的机械设计技术。对于开发人员，需要对机械设计的体系有一定的认知，同时也需要进行对CAD的熟练掌握，这些都是现代化数字机械设计技术的最基本前提。而这仅仅是在设计上的基础，如果仅仅局限于CAD的设计方面，那么对于现代的数字化创意平台而言，仅仅是冰山一角而已。
数字化机械设计的定义，其实还是通过现代化的数字技术，进行机械磨具的设计加工，抛去了在进行磨具加工中，人力物力的大量消耗，从而解放了劳动力，强化了机械生产的效率。
2 数字化机械设计技术的特点
我们针对传统的机械设计而言，数字化设计技术，在通过已有的数字设计软件下，进行相应的周期管理，从而将设计信息进行汇总，然后得出相应的安全信息，然后根据设计的理论数据，进行模拟演练，从而减少了我们传统设计中的不必要模型建立，从而降低了对资源的消耗。
因为数字化机械设计中，可以通过理想数据，进行建模分析，针对不同的环境因素，以及设计好的模型，是否能够正常运行，来进行虚拟的运行。这样就减少了我们过去的不必要步奏，从而缩短了设计的时间和试验次数。而在针对其制造成本、功能预测等方面，都可以进行一定的节约材料，从而真正的做到了绿色设计的根本理念。
而我们在进行数字建模的过程中，也可以通过微调管理，进行相应的优化，从而在针对不同机型上，可以进行相应的调整，对于不同环境下，所需要的机械进行相应的改善。其最具代表的就是在我们农耕中所涉及到的机械设备的运用中。
针对东北、华北、华南等地区不同的田地结构，我们可以用不同的农耕机械进行日常农作。与此同时，在针对同一地区，不同地段，有时候也需要不同的两种农耕机械进行相应的收割和播种。这在进行相应的研发中，就对其有了一定的影响和要求。而针对这些问题，我们就可以通过进行实验室虚拟模拟进行对不同范围和不同环境，进行相应的模拟，最后得出是否合理，这样就保证了我们设计的机械在符合要求上能够达到我们所需要的标准。
3 现下数字设计技术的研究趋向
我们根据现下的设计软件，以及对机械产品的逻辑思维，进行相应的程序设计开发。而在国内外所有的开发设计理论中，都有大量的论述，其中最具影响力的就是Pahl与Beitz一同指出的针对设计任务、设计概念、设计技术以及设计作业的四阶段。同时我国周慧君教授对机械设计进行的四个阶段划分：规划、方案设计、具体设计以及设备改进。
而这里我们通过简单的叙述来进行一些结构性的分析。根据上段所说的，国外针对的是概念性的设计，而我国所针对的构型上的设计。具体点的说，国外追求的更多的是构造方面的设计，而我过更注重的是使用过程中所要面临的问题等所做出的设计。而这两者虽然在本质上有一点不同，但是在开发上，都是依据我们在基于计算机辅助软件的情况下进行的相应设计以及改造。
自上世纪八十年代后期开始出现的CACD技术，这一研究领域就炙手可热。从而将很多过去的弊端都统一的进行的修正，在可持续发展上而言，也迎来了新的变革，同时也加速了我们在机械设计技术上的进步。
4 数字化设计理论对农业机械发展的促进
农耕机械属于机械制造业一个旁支，其门类较广，市场需求也大，这就导致其潜力巨大。据不完全统计，我国目前的农耕机械以后三千多种，其分类达到了95种之多，但是即便这些骄人的数据，也不能弥补我们和国外之间的差距。由于我国起步晚，很多数字设计软件都是用的国外技术，这就导致在核心系统上，比不上国外的先进技术。但是即便这样，我国的产品也已经走出国门，受到了世界上一些国家，广泛关注。而在针对农副产品加工方面，也有着不俗的表现。
现在我们的主要任务就是：在产品的设计上进行创新、在开发技术上逐步走上自理、在技术应用上完成自我的发展。而在应对这一系列的发展任务上，也应该注意我们的自我发展，应该摆脱对国外的软件上的依赖，从而发展自己的技术领先世界。
5 结语
机械生产对于我们人类的现代生活活动生产而言，已经无法被代替了。从工业革命起始之日起，这一表现就已很明显了。而对于机械设计方面，再过去仅仅处于最尖端科技，而现在通过数字化的发展，已经能够通过此类软件进行相应的批量生产和修整。
参考文献：
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[2]阎楚良，杨方飞，张书明等.数字化设计技术及其在农业机械设计中的应用[J].农业机械学报，2004，35（06）：211-214.
[3]郑国磊，朱心雄，许德等.飞机装配型架中骨架的数字化设计原理及实现[J].航空学报，2005，26（02）：229-233.
数字农业定义范文5
关键词：线性代数模型生活应用
中图分类号：G71 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2016）06（a）-0000-00
线性代数与实际生活联系紧密并具有广泛的应用性，生活中一些难以解答的问题，如果能将之抽象成数学问题，且运用线性代数构造模型，这些问题将会得到较为简单的解决方案。本文通过生活中的一些实例阐述了线性代数模型的应用，下面就几个生活中的问题进行具体讨论。
一、线性代数与通入产出模型
投入产出分析是20世纪30年代由俄罗斯籍美国经济学家列昂惕夫（ 1906～1999）首先提出的，是经济分析的一种方法。为了进行生产，每个产业部门必须要有投入，这些投入包括原料、半成品和从其他部门购置的设备等，还需要支付工商税收、支付工资等。但在生产的过程中，既有物资方面（如原材料、设备、运输、能源）又有人力等方面的消耗。投入的目的是为了生产，生产的结果必然是要创造新的价值。总之，在物资方面的消耗和新创造的价值等于他的总产品的价值，就是“投入”和“产出”之间总的平衡关系。
下面是一个将产业部门简化为仅有农业、制造业和服务业构成的例子。假设没有进口，也不考虑折旧等因素，给出投入产出表（表1-1）
解：表1-1中数字表示产值，单位为亿元。每一行表示单位部门生产的用作各部门的投入的价值和提供给外部用户的分配，没一列表示一个部门需要投入的资源。用1，2，3分别表示农业、制造业和服务业；设 为部门 的总产值； 为部门 在生产中消耗部门 的产值（也称部门间的流量）； 为部门的 外部需求（也称部门的最终产品）。那么表1-1中行的基本关系为
将投入产出表1-1中的数字转换成表示每个部门的单位产值产出需要的投入更为方便，这样转换所得的表称为技术投入产出表，表中元素称为投入系数或直接消耗系数。将表1-1中各部门的投入除以该部门的总产出可得技术投入产出表（表1-2）
令 表示生产一个单位产值的产品 需要消耗产品 的产值（称为直接消耗系数）即
将它代入式（1-1）得
令T （称为直接消耗系数矩阵），向量x ，d 分别表示总产出向量和外部需求向量，则式（2-2）可写成矩阵形式
x = Tx + d或（E - T）x = d
（3-3）式称为产出平衡方程，它是投入产出中的基本平衡关系式，是进行一系列数值计算和经济分析的基础。
若令A = E - T，则式（2-2）最终化为
Ax = d，
其中 ，
在本例中，若直接消耗系数矩阵T不变，社会外部需求确定，可求出各部门的总产出x；若社会最终需求改变，那么相应的总产出应如何改变呢？这就需要对d求解线性方程组（3-3）.如果对任何的外部需求d（其元素不会出现负值），方程组都有非负解x（每个元素非负），就称此经济系统是可行的。
对上述矩阵A，求其逆矩阵 ，可得
其元素全部非负.因此对任何外部需求向量d（元素全部非负）解得的总产出 的元素也是全部非负，即此经济系统是可行的。
二、线性方程组在量纲分析模型中的运用
在力学中，任一物理量都可以表示为最基本的物理量―质量（M）、长度（L）和时间（T）的组合形式，这种组合形式称为这一物理量的量纲.如面积的量纲是 ，密度的量纲是 （或者 ）。值得注意的是量纲是独立于单位的例如，速度的量纲是 （或者 ），但它可以用英里每小时或米每秒为单位.通常用qim表示取量纲的运算，如面积A的量纲qimA ；速度v的量纲 qimv 等。
量纲齐次原则是指任一个有意义的方程必定是量纲一致的，即方程左右两边的量纲应保持一致。即有
qim左边 = qim右边.
同时，左边或右边的每一项也都必须有相同的量纲.只有量纲相同的项才可以相比较，相加减。
因此，我们来考虑下实际问题。
设长为l，吃水深度为h的船以速度v航行，若不考虑风的影响，那么航船受到的阻力f除依赖船的诸变量l，h，v以外，还与水的参数―密度ρ，粘度μ，以及重力加速度g有关。下面用量纲分析法确定阻力与这些物理量之间的关系。
解：航船问题中涉及到的物理量有：阻力f，船长l ，吃水深度h ，船速v ，水的密度ρ，粘度μ，以及重力加速度g.要寻求的物理关系记作：
这是一个力学问题，基本量纲选为L，M，T，上述各物理量的量纲表为
式中μ的量纲由基本关系 得到.这里p是压强（单位面积受的力），所以 ；v是流速，x是尺度， ，代入可得μ的上述量纲.
由式（2-2）可写出量纲矩阵
经计算知矩阵A的秩R（A）=3.
解齐次线性方程组Ay=0 可得基础解系为
式（2-4）给出4个相互独立的量纲为1的量
而式（2-1）与
等价，Φ是未定的函数，式（2-5）和式（2-6）表达了航船问题中各物理量之间的全部关系.为得出阻力的显示表达式，由式（2-6）及式（2-5）中 的式子可写出
式中Ψ是一个未定函数，在流体力学中量纲为1的量 称为Froude数， 称为Reynold数，分别记作
式（2-7）又表示为
式（2-9）就是用量纲分析法确定的航船阻力与各物理量之间的关系.这个结果用通常的机理分析法是难以得到的.虽然函数Ψ的形式无从知道，但它的表达式在物理模拟问题中很有用途.
基本量纲的作用有些类似于线性代数中有限维空间中基的作用.基本量纲选择过少，无法表示各物理量；选择过多则会使问题复杂化.还应注意的是齐次线性方程组，虽然基本的基础解系可以有无穷多组，虽然基本解组能相互线性表示，但为了特定的建模目的恰当的构造基本解，能够更直接的得到期望的结果。
三、向量组的线性相关性在魔方中的应用
德国著名艺术家AlbrechtDurer（1471-1521）于1514年曾铸造一枚铜币.令人奇怪的是在这枚铜币的画面上充满了符号、数字及几何图形.这里仅研究数字问题.
下面是一个由自然数组成的方块，称之为Dürer魔方.为什么称之为魔方？这种数字排列有什么性质？从方块的数字排列可以看出：
每行数字之和为34；每列数字之和也是34；对角线上的数字之和是34；若用水平线和垂直线把它平均分成四个小方块，每个小方块的数字之和也是34；若把四个角上的数字相加，其和还是34.
Dürer魔方定义：如果存在一个4×4数字方，它的每一行、每一列、每一对角线及每一小方块上的数字和均相等且为一确定数，称这个数字方为Dürer魔方.
现在思考有多少个符合上述定义的魔方？是否存在构建所有魔方的方法？这个问题初看给人变幻莫测的感觉，但如果借助于向量空间，这个问题就很容易解答.
定义“0-方”和“1-方”如下
，
分别计算得，0―方中R=C=D=S=0， 1―方中R=C=D=S=4，其中R为行和，C为列和，D为对角线和，S为小方块和.
下面通过用0，1两个数字组合的方法构成R=C=S=1的所有魔方，称之为基本魔方
假设把一个Dürer魔方堪称一个向量，那么根据向量运算规则，对Dürer魔方可施行数乘、加减运算.
记
易验证：D对上述定义的数乘运算、向量加法运算封闭；D中元素的线性组合构成新的魔方D构成向量空间，称为Dürer魔方空间.
D是向量空间，存在基向量，基向量是线性无关的，并且D中任一元素都可以由基向量线性表示.
等式两边对应比较得： ，所以 线性无关.因此 是D的一组基，D中任一元素都可由 线性组合生成， 可以这样认为： 是D的生成集，但不是最小的生成集，而 是D的最小生成集.
现在回到AlbrechtDurer铸造的铜币.用 的线性组合表示铜币上的魔方， ，即解方程组
解得 .
改变对Dürer魔方数字和的要求，可以利用线性子空间的定义，构造D的子空间或D空间的扩展.1967年，Botsch证明了可以构造大量的D子空间或D的扩展空间.对于1至16之间的每一个数k，都存在k维类似 方的向量空间.
四、小结
线性代数在实际中的应用往往是综合性的，单单某个章节在某些方面的具体应用很难找到.如矩阵的特征值与特征向量问题，在控制论中讨论系统（机械振动、弹性震动、电磁震荡等）的稳定性以及生物物种存在的状态和趋势中有着广泛应用，但要牵涉到微分方程组的建立和其他的相关知识内容，以上几例仅仅说明了一小部分线性代数在某些生活领域中的应用。实际上，线性代数在实际生活中的应用相当广泛，在这里笔者不再一一列举。
参考文献
[1]陈东升.线性代数与空间解析几何.北京：机械工业出版社，2008
数字农业定义范文6
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按照规划，无锡农业与装备物联网中心将建设以“一个平台、两个中心、三个基地”为架构核心的、基于传感网技术的农业信息与服务领域的科技研发创新集群。
其中，一个平台是指农业与装备监管技术服务咨询平台；两个中心是指农业与装备物联网示范中心、农机与农艺研究中心；三个基地是指农业与装备传感产品研发人才培养基地、农机与农艺教育基地、农业科学化生产宣传示范基地。（张惠）
我国林业信息化由“数字”步入“智慧”
国家林业局日前印发了《中国智慧林业发展指导意见》，这标志着我国林业信息化由“数字林业”步入“智慧林业”发展新阶段。
据介绍，“智慧林业”将在“数字林业”的基础上，全面应用云计算、物联网、移动互联、大数据等新一代信息技术，使林业实现智慧感知、智慧管理、智慧服务；通过“智慧林业”建设，形成信息基础条件国际领先、生态管理与民生服务质量提高、林业产业结构与创新能力优化发展的模式，
“智慧林业”提供了新的发展模式，对林业生产的各种要素实行数字化设计、智能化控制、科学化管理；对森林、湿地、沙地、生物多样性的现状、动态变化进行有效监管；对生态工程的实施效果进行全面、准确分析评价；对林业产业结构进行优化升级、引导绿色消费、促进绿色增长；对林农群众提供全面及时的政策法规、科学技术、市场动态等信息服务。（杨光）
淘宝网向卖家开放淘字号申请
淘宝网店铺标识服务――淘字号于近日向卖家开放报名申请。淘宝卖家可通过申请字号，申请成功后，不但享有字号保护的权利，还能享受搜索直达和开通爱淘。另外，卖家将在显著位置增加TB符号，以便让消费者更好在网上识别其字号。目前，R（商标）或TM满6个月卖家可直接提交淘字号认证，非R（商标）或TM满6个月的卖家申请的字号必须为店铺名里含有的词。淘字号是指在网上的“标识”，可以由中文、英文或数字组合组成，并且具有唯一性，总长度在4-14字节，店铺名将由淘字号和自定义区组成。
淘宝网同时推出的淘字号智能机器人，卖家输入想取得品牌字号，智能机器人就可以帮助查询所取的字号是否符合相关规范。据悉，当出现多家店铺申请同一个淘字号时，审核将依据店铺指标分数来授予字号的归属。
业内人士分析指出，小微企业及个人网店往往难以承受商标申请的长时间、精力及资金占有，而淘字号服务或是对商标的一种有效补充。此举将诞生将近数百万个淘字号，将远超过商标数。（姜姝）
厦门社保信息系统全国联网
厦门社会保险信息系统近日正式与国家人社部养老保险待遇状态比对查询服务系统实现联网。今后，将更有效防止养老保险待遇重复领取，维护广大养老保险待遇领取人的合法权益，为社保基金的安全监管构筑又一道防火墙。
现在，社保中心经办窗口在办理养老保险待遇申报时，系统将自动向人社部待遇比对查询系统发起查询，如果有参保人异地待遇领取信息，系统会自动提示；同时，输入参保人的身份证号可查询到其异地待遇领取情况。
据介绍，此前厦门就采取了多项举措防止重复冒领养老保险待遇，如对领取养老保险待遇人员实现社会化管理，每年定期开展资格认证。对异地居住的享受养老保险待遇人员，会进行抽查。厦门还规划、构建了全市统一的社会保险信息管理系统，与就业、地税、卫生、计生、公安户籍、民政殡葬、银联、银行、地理基础信息、企业法人等10多个管理信息系统实现信息资源共享。（管宁静）
上海打造数字排水框架
上海排水公司近日打造“数字排水”框架，计划在“十二五”期间，按照智慧城市建设方针，积极实现排水运行实时监测、科学调度、智能运行三大目标。目前，排水公司已在32条中心城区主要马路建立了积水自动监测系统和200多个雨情采集点，动态移动与固定相结合，对水位、雨量等信息实行多方位监测和收集，防汛排水的信息化已建成网络平台。据透露，下阶段将重点抓好排水泵站自动化系统建设、排水防汛预警决策支持系统以及苏州河水质在线监测等七项重点工作，为城市防汛安全提供技术和管理支持。
浙江推出微信版“智慧高速”
日前，浙江省交通管理部门通过微信建立起便民服务平台――“智慧高速”，用户可以通过微信搜索“智慧高速”或“zhgs0571”添加关注即可。该平台的主要功能就是浙江高速即时路况，用户可以在出行之前输入高速公路名称或代码，便可查询这条高速公路的即时路况。据介绍，目前浙江各地高速公路监控报警求助中心都有“智慧高速”信息上报系统，值班人员发现辖区路段有车流量大、堵车、施工、事故、抛锚等凡是与高速通行有关的信息，会第一时间将这些数据上传至该系统。
中山医院开启物联网医学模式
日前，复旦大学附属医院中山医院启用“联动云加端”物联网医学诊治模式。该模式通过物联网医学技术，由一家三级医院牵头，联合若干二级医院以及社区卫生服务中心，形成“物联网医学联盟”，开展对患者的早期诊断以及经过治疗后的跟踪管理，从而将市民“病发后到医院”的被动就医模式改为“及早预警和及早主动治疗”的现代医学模式。目前，这一全新的医学模式已在大华社区卫生服务中心、漕河泾社区卫生服务中心、青浦中心医院、嘉定中心医院和闸北中心医院试行，今后还将逐步扩大覆盖面。
