基于SOA的小麦栽培方案设计服务系统的开发与应用

【摘要】农业模型的构建是实现“数字农业”的核心技术。随着数字农作技术的快速发展,目前各个国家已建立了各种作物的生长模拟模型、栽培管理知识模型以及基于模型的数字农作决策支持系统等。一方面,由于不同类型模型的开发语言各异、驱动驱动数据标准不一,模型组件采用的标准也不统一,造成模型与模型之间难以集成和共享从而在一定程度上影响了农业模型的集成和共享效率;另一方面,目前将农业模型中的作物栽培管理模型与经济效益模型进行功能集成的研究很少。由于SOA(Service-OrientedArchitecture)粗粒度、松散耦合、平台无关、可组合的特征,使其可以独立于开发平台而进行Web服务的集成与共享。本研究以异构农业模型集成为研究对象,分析面向SOA的应用系统的构建过程,研究农业模型Web服务的开发技术,并在此基础上研制基于SOA的小麦栽培方案设计服务系统(WCDSS-SOA),为农业模型集成的发展提供理论依据和技术支撑。论文的主要贡献包括(1)采用“中间相遇”的服务抽取与“契约优先”的服务设计方法,构建了小麦栽培方案设计系统的服务模型,提高了遗留系统的复用效率。以构建面向SOA的小麦栽培方案设计系统服务模型为目标,采用“中间相遇”的服务抽取与“契约优先”的服务设计方法,分析小麦栽培方案设计系统的业务流程,并抽取出小麦栽培方案设计模型计算Web服务、农业经济效益模型测算Web服务、土壤数据服务、气象数据服务、价格数据服务及地图上传发布服务,再对遗留系统的功能及其内部结构进行分析,分析结果显示原有系统中的小麦栽培方案设计模型组件、土壤数据访问组件和气象数据访问组件可以被小麦栽培方案设计系统服务,研究为提高遗留系统的复用效率提供了技术支撑,为构建面向SOA的应用系统提供了理论依据和技术指导。(2)研制了基于SOA的小麦栽培方案设计服务系统(WCDSS-SOA),提高农业模型与驱动数据的分布式互操作能力。基于.NET平台和ArcGISServerGIS平台采用Web服务集成技术,并结合ArcGISWebADF专题图生成技术,在分层体系结构思想的指导下研制了基于SOA的小麦栽培方案设计服务系统(WCDSS-SOA),包括小麦栽培方案设计网站系统及小麦栽培方案设计模型计算Web服务、农业经济效益模型测算Web服务、土壤数据服务、气象数据服务、价格数据服务及地图上传发布服务等6个Web服务,小麦栽培方案设计网站系统通过服务调用的方式实现了Web服务查询、数据查询、地图服务、小麦栽培方案设计及经济效益预测等功能,研究为农业模型与驱动数据的分布式互操作以及各类决策支持系统资源的互连互通提供技术支撑。(3)对南京江宁土桥田块进行系统应用,验证了基于SOA的农业模型集成方法的可行性。以南京市江宁区土桥镇为系统应用对象,选取土桥的10个田块,并以2003年的气象数据作为小麦栽培综合方案设计模型的驱动数据,获得小麦栽培推荐方案,方案中推荐栽培品种为宁麦13号,然后通过调整目标产量,获取产量下浮5%和产量下浮10%的小麦栽培管理方案,再分别测算这三种小麦栽培管理方案的经济效益值,最终得到经济效益值最优下的一套播前栽培方案,应用结果表明产量下浮5%时获取的小麦栽培管理方案是最高效的,研究为基于SOA的小麦栽培方案设计服务系统的应用推广提供了理论依据,为异构农业模型与数据的在线集成提供可参考方案,同时提升了小麦栽培方案设计模型的应用价值。
【作者】张小亮；
【导师】姜海燕；
【作者基本信息】南京农业大学，农业信息化，2013，硕士
【关键词】面向服务架构；小麦；栽培方案设计模型；经济效益模型；模型集成；决策支持系统；Web服务；GIS；

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