[发明专利]一种农业大数据模型及其在农业上的应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种大数据模型及其在农业上的应用。

背景技术

传感器部分是外部环境与系统的接口。从大范围层面来看，它包括各地方气象站点和遥感平台等。从小范围层面来看，它包括GPS、智能传感器、射频识别（RFID）、激光扫描仪、实地工作时的手持数据采集设备等。传感器部分也包括当前备受关注的农业物联网技术，物联网是一种短距无线自组织网络，在上述传感器间建立物－物通信模式（Ｍ２Ｍ），按照约定的协议，把任何物品与互联网连接起来，进行信息交换和通信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理。并且基于农业物联网的功能，在传感器部分就可以进行对较为简单的决策，提高系统运行效率。可以说，物联网在农业各领域的渗透已经成为农业信息技术发展的必然趋势。传感器部分收集的数据是农业大数据中最主要的一部分，是数据挖掘分析的主要对象。

大数据与农业中的结合一方面改变了传统农业生产缺少量化数据支撑的问题，通过与互联网络和计算机信息技术的结合，改变我国农业高度分散、生产规模小、时空变异大、规模化程度差、稳定性和可控程度低等行业性弱点；另一方面丰富了大数据的应用功能，增强了农业与其他领域之间的联系。将大数据应用到农业领域，需要一个完善的理论体系和应用框架的支撑。农业的稳定发展影响着国民经济与粮食安全战略，迫切需要利用大数据技术提高我国农业信息化程度，目前农业大数据研究尚处于初级阶段，需农业相关部门及社会各界予以关注支持。借鉴数位国内外知名学者在大数据方面的研究成果，本发明将大数据在农业方面的应用作了细化和补充，并讨论农业大数据的各个组成部分。然后在此基础上探讨大数据在基于Web GIS 的农业领域中的具体应用，最后分析了Web GIS与农业大数据的结合应用当前尚面临的一些困难。

发明内容

针对农业领域当前缺少量化数据支撑、数据挖掘能力不足和难以与空间数据结合分析等问题，本发明提出将大数据技术与Web GIS应用到农业中的体系框架。借鉴国内外学者在大数据和Web GIS领域的研究成果，基于农业的具体行业特征，从数据采集、挖掘、应用3个方面入手，分析了大数据和Web GIS与农业的结合应用方式，提出应用体系框架并对各个部分加以解释。

本发明提供的技术方案是：一种农业大数据模型，该模型框架主要由四部分组成，即农业数据定义部分、传感器部分、数据收集部分和数据挖掘分析部分，连接这四个部分的是3个主要的数据流，即农业数据的组织表示、传感器数据和挖掘分析结果反馈，其中，数据挖掘分析部分包括数据转换、数据整合、数据建库的建立和挖掘分析，构建数据库和大数据挖掘分析的基础是分布式架构与云平台。

所述数据挖掘分析包括智能分析平台，该平台由综合平台、ETL 工具、设计工具、运行时、预置应用和 BI 门户 6部分构成，其中，是从农业各类数据源中采集数据，并整理形成各行业主题数据库，数据挖掘所需的农业信息数据源主要分为３个部分：第一部分是历史数据，历史数据是一批按照时间序列收集记录的数据，包括传感器数据、农业领域的统计数据、跨领域的农业相关数据以及一些未整理的历史资料与书籍等数据；第二部分是GIS数据，包括各类农业专题图、GPS数据、GIS在精准农业方面的应用以及数字高程模型数据等数据；第三部分是其他数据，主要包括社交网络上的视频、音频、图片、文字以及各种数据的元数据等数据；将上述数据导入数学模型挖掘分析后得出模拟结果；

主题数据库的设计根据不同应用需求提供三级数据服务层，分别是细节数据层、汇总数据层和应用集市层；

其中；一级 ETL 抽取将临时存储区的数据按照预设的 ETL 抽取规则，抽取整理入细节数据层；

二级 ETL 抽取将细节数据抽取、整理、分析成面向业务主题的统计数据集，即汇总数据层；

第三级 ETL 抽取将细节数据层和汇总数据层数据抽取整理成应用集市层，形成各主题多维数据立方体BI 分析平台 BI 分 析平台和门户采用 Portal 技术实现，通过系统提供的多维数据服务，定制不同的预警和分析模型，BI 系统可以将复杂的专业数据，以简单、易懂的图形方式展现出来，配合多维分析工具，用户可从数据立方体中对分析指标进行多维度、 多角度的分析，报告输出功能，可自动生成包含文字、数字、图表、报表的PDF 或 DOC 形式的决策分析报告。

本发明具有以下有益效果：