基于本体的农业灾害应急信息集成服务研究

●肖 花，刘春年

（1．江西农业大学 图书馆，江西 南昌 330045；2．南昌大学 信息管理系，江西 南昌 330031）

推广农业灾害应急信息集成服务，准确及时地获取、共享、重用并组织管理相关信息，需要采用合适的理论和方法，本体技术就是方法之一。

1 农业灾害应急信息集成服务需求分析及其价值所在

农业灾害应急信息集成服务，指的是利用信息技术，通过信息资源共享，将农业灾害及灾害应急相关领域的信息加以集中组织，并对这些信息进行深层次开发，为用户提供集成的农业灾害应急信息服务环境，使用户得到围绕农业灾害应急的一系列信息服务，如农业灾害应急案例的查找与获取、资源导航、咨询与培训以及农业灾害应急信息统计分析等服务。［1］为使用户通过一个集成服务机制“一站式”地获取农业灾害应急服务产品，就要构造统一的农业灾害应急信息服务环境，通过集成分布式、异构化农业灾害应急信息资源与服务功能来实现。

1.1 农业灾害应急工作的复杂性

农业灾害一般具有很强的地区性与季节性，呈现复杂性、多样性和关联性等特征，这也决定了农业灾害应急工作的复杂程度。农业灾害应急工作包括灾前预防、对抗灾害、灾害补救和恢复工作，在这些过程中要考虑自然因素、经济因素、技术因素和生物环境因素等各种因素。因此需要对这些因素进行全面的研究分析，以此作为研究农业灾害事件应急管理的起点，从而明确灾害事件的发生、发展及演化等机理。同时，农业灾害应急工作既要各地政府的主导支持，又要充分发挥非地方政府的特殊作用，还要能调动广大农户的积极参与。加之农业本身就是一个生态—经济—社会复合系统，所以使得农业灾害应急工作具有复杂性。一般来讲，有以下几个特点。

（1） 应急预案的建立较困难。农业灾害的发生通常带有突然性，具有突变危机的特征。由于农业灾害产生的根源有很多，在预测上无法做到百分之百的准确，所以农业灾害应急预案的建立就较为困难。以往的应急预案往往忽视了部门、行业、地区间的协调和配合，即使有也只是形式上的条条款款，未实际操作，从而缺乏科学性及可操作性。

（2） 灾害应急处置要快速。一旦农业灾害事情发生了，则应当立刻采取相应的措施，启动应急预案并结合实际情况尽快防止灾害的扩大和发展，做紧急处理。灾害应急处置的目的是减灾救灾，它是一个系统工程，涉及诸多学科，往往超出现有单一学科的可认识范围，所以要进行综合研究。现代农业灾害的多样性与复杂性就使得在应急处置过程中要求多种途径、多种措施相互配合，相互衔接，统筹安排，这样才能达到减灾救灾的实际成效。

（3） 灾情评估较复杂。由于农业的生产对象是生物，影响灾损因素很多而且很复杂，灾损界定的难度比较大。在灾情评估中对采集到的信息进行准确性和可用性分析，也就是根据情况对信息筛选和加工，去伪存真，去粗取精，选择合适的评估方法。同时，由于农业灾害评估是一个涉及多地区、多部门的工作，这就要求农业灾害评估主管部门必须理顺各级单位的关系，加强各相关地区和单位的协调管理，使其责任分明、目的明确，快速、高效。［2］

（4） 灾后重建和恢复。在农业灾害的灾后恢复和重建中，需考虑周全。我们在注重物质方面的恢复和重建的同时，也应该重视精神方面的重建。灾后重建和恢复往往需要政府在经济上的支持，在短时期内会需要大量的财力。长远影响，还会显著降低对外来投资的吸引力，进一步影响经济发展。

1.2 信息集成服务的价值所在

信息集成服务的理念就是要以最少的成本最大限度地满足用户的信息需求,它注重服务内容与功能的集成和一站式服务目标的实现。目前看来,信息集成服务的理念对于提高农业灾害应急信息服务的效率,有着极为重要的意义。

（1） 整合信息资源。信息集成服务可以依据信息资源数量、种类、专业性等方面的需求进行有机集成整合，并实现跨地域信息资源的集成以及虚拟分布存储资源的集成，异构信息资源之间的集成，实现信息资源的全方位整合和一步到位的获取。农业灾害应急信息整合的集成服务，可以实现面向用户的跨平台、跨数据库互操作信息资源整合服务。［3］

（2） 满足多层次用户的信息需求。农业灾害应急信息资源服务的对象除了农业技术人员外,还包括各级农业部门、农业企业用户和农民。信息集成服务应将不同来源的信息尽可能地集成，这样不仅可以促进资源与知识的流动与集成，还可以满足各阶层用户信息需求的广泛性与特殊性。

（3） 满足农业灾害应急信息资源多样化的需求。农业灾害应急信息资源涉及多学科领域，包括科学数据、实用技术、市场信息等信息资源。信息集成服务将这些信息资源进行科学的组织和规划，就能大幅度提高信息使用的效率，使信息有效地发挥其应有的作用。

（4） 促进各部门信息服务协调发展。农业灾害应急工作需要各相关部门的大力配合，充分发挥基础较好的信息系统、信息部门或信息机构的辐射联动作用，完善农业灾害应急服务功能。

2 农业灾害应急信息集成服务技术比较

农业灾害应急信息集成服务需要技术作支撑，最典型的如本体、网格、基于Web的信息集成服务等。

2.1 本体技术

本体技术可以准确地描述概念含义，还能描述概念之间的内在关联,并能通过逻辑推理获取概念之间蕴涵的关系，所以它具有很强的表达概念语义和获取知识的能力。信息集成经常会涉及模型的转换，必要时还要构建全局概念模型，模型的表达以及模型间的映射都需要有效的知识表达技术，正是由于本体技术可以高效表达领域知识，并可以提高模型的表达能力，从而优化了信息集成的质量。在农业灾害应急信息集成服务研究中，用本体来表示和描述农业灾害应急处置领域的知识资源，可以较好地解决语义异构的问题，支持知识共享和重用，从而有助于更好地进行知识的推理和检索，还能发现知识、挖掘知识，进而辅助决策。

2.2 网格技术

网格技术的优势是可以明显降低建立门户网站和提供网络服务的成本。网格的操作平台和信息资源都是共享的，它能处理分布式海量数据，将分布在各地的计算机、数据、信息、知识等组织成一个逻辑整体，此基础上运行各自的应用网格，为各部门提供各种一体化信息服务。网格技术更多地关注各部门的资源共享和协同工作，提供资源共享的基本方法，在解决异构平台兼容及集成已有系统方面有着独特的优势。采用网格技术，将涉农部门联合起来，实现各部门之间的信息服务联盟操作系统，为农业灾害应急工作开辟一条新道路。

2.3 基于Web的信息集成服务

Web数据转换集成技术是从海量的信息中获取有效信息的方法。用户只需关心自己的真正实际需求而无需登录很多网站，并能屏除其他网站数据的不一致性及冗余性，还能定时去自动获取数据，并把结果传送给用户。［4］基于Web的农业灾害应急信息集成服务可以减少用户在获取信息时时间与精力的花费，提高网络中信息的利用率，使信息最大程度地被利用。

2.4 农业灾害应急信息集成服务技术的比较

基于本体的农业灾害应急信息集成服务属于服务主导型，凸显服务的集成与共享，并在一定程度上使服务增值；基于网格的农业灾害应急信息集成服务属于资源主导型，主要是对分布式异构资源进行整合；基于Web的农业灾害应急信息集成服务属于技术支撑型，主要是依靠各种关键技术获取信息。从表中可以看出，基于不同技术的农业灾害应急信息集成服务各具特色。

3 基于本体的农业灾害应急信息集成服务平台模型构建及应用前景分析

农业灾害应急信息集成服务就是要以全面提升农业灾害应急信息资源利用效率和公众获取信息的便捷程度为宗旨,以农业灾害应急信息资源服务需求为导向,以“统筹规划、科学指导、统一标准、高效服务”为原则,以信息资源服务的高度融合与集成为目标,对农业灾害应急信息资源建设和服务进行统筹规划和设计。同时研发适用于广大用户的农业灾害应急信息资源集成服务平台,实现农业灾害应急信息集成服务。

利用本体技术实现农业灾害应急信息集成服务平台如图所示。该平台逻辑上分为三层:业务应用层、软件组件层和知识管理层。多层次本体集成框架建立了农业灾害应急业务过程知识集成“三位一体”的系统模型，在业务过程、软件组件与知识三个层面上表示了基于本体集成的系统结构。在这三个层次建立本体模型后，进行语义描述，根据集成需求进行语义映射。［5］该信息集成服务平台是应农业灾害信息服务需求，负责对相关信息请求的接收、分发和结果信息的整理、输出，为农业灾害应急管理工作提高效率。

基于本体的农业灾害应急信息集成服务平台模型是在基于一切可利用信息资源，以用户需求目标驱动的、面向农业灾害应急知识内容的、融入用户决策过程，并向用户提供知识信息、挖掘潜在信息及找到问题解决方案的增值服务模型。其优势在于：① 知识挖掘，主要是指根据用户的特殊需求，依托本体技术，挖掘隐藏于大量显性信息中的隐性知识；② 解决互操作技术问题，本体技术可以实现跨系统、跨区域、分布、异构资源之间的互操作问题，为用户提供通用、无缝和持久稳定运行的信息服务平台；③ 推进建立区域联合服务体制与机制，促进区域内相关涉农部门、信息团体、重点用户在资源整合的基础上实现服务的共享，达到资源的大范围、深层次开发和应用的无缝集成。

总之,农业灾害应急信息服务的特征决定了其复杂性。因此，农业灾害应急的信息资源建设和信息服务过程在本体技术的推动作用下，不难实现跨越城乡间的数字鸿沟，为广大用户所用，从而发挥信息的强大效力，提高农业灾害应急信息服务工作的效率。

图 基于本体的农业灾害应急信息集成服务平台

［1］邓勇．专利信息集成服务研究与实践 ［D］.成都：四川大学，2006.

［2］曹丽．关于自然灾害应急管理的思考 ［J］.商场现代化， 2007（8） ： 24－247.

［3］卓文飞.论我国农业科技信息集成服务系统的构建 ［J］．中国科技论坛，2010（3）：136－138.

［4］张成洪，等.Web数据转换集成技术及其信息服务应用 ［J］.计算机工程，2001（1）：90－93.

［5］叶范波.基于本体的制造企业业务过程知识集成研究［D］.杭州：浙江大学，2008.