关键词：数字农业；时空推理；专家系统
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.
1农机车载电子设备常用界面简介
农业现场的电子设备通常以监测控制为主，监测和控制设备一般是在农机运行前进行参数设置，在运行过程中进行数据显示，在很多情况下监测和控制是合二为一的，因此要求界面是非阻塞式的，能在各种状态下方便的相互切换，并可以通过菜单项选择实现一定的功能（如：启动，停止）。农业上常用的计量单位标准尚不统一，通常还需实现计量单位切换功能。工业控制常用的界面分为5种类型：菜单屏、变量屏、选择屏、设定屏和显示屏[5]。与之类似将界面类型分为：菜单选择屏、静态文本屏、动态文本屏和参数设定屏。各个类型界面的功能见表1。基于以上界面类型，参照一般人机交互的按键系统考虑到通用性及便捷性，系统设计时采用7键制，分别为：上、下、左、右、确定、设置、返回。以下介绍各界面的元素类型和操作分析：菜单选择界面主要用于自顶向下的树状界面操作，为界面设计中常用的类型，用户通过此类界面进行界面跳转，功能设定。静态标签一般为提示性文字，静态选项为带被选择功能文字。菜单选择界面的一般操作为：上下键变更选项，左右键翻页，确定键进入下一界面，或实现某一功能，返回键返回上一界面，设置键的功能一般不使用。静态文本界面主要用于显示固定的内容，一般用于信息提示，帮助文档，版权信息的显示，即它只包含静态标签。因为静态文本界面本身操作较少，所以其按键响应也相对简单，只包含滚屏和返回，操作方法与菜单选择界面类似。动态文本界面主要用于变量数据，运行状态的实时显示，用户主要通过这类界面实现对系统实时状态的了解，其界面由静态标签和动态标签组成，而动态标签又由固定文字，变量文字组成。像静态文本界面一样动态文本界面本身并不需要太多操作，所以其按键响应也相对简单与静态文本界面相同。参数设定界面也是用户界面中常用的界面，主要用于用户对系统中的变量进行设置。它包含了几乎所有的界面常用功能，其组成如图1所示。这里的动态选项指的是既可以被选中，又会因变量和单位的改变而变化显示内容的选项。参数设定界面的操作相对复杂，因其有两种状态，即选项切换和变量修改，其操作逻辑如图2所示。以上分析了界面的组成和操作。在操作上采用了和目前大多数手持设备相仿的操作模式，并且在各种类型界面间保持了操作风格的统一。
2农机车载电子设备界面的数据结构设计
目前常见的界面框架数据结构都以菜单为单位，缺少对菜单项的精细化分，这使得界面显示和操作函数对各种类型的菜单很难做到通用，而基于菜单项的菜单组织结构可以很好解决这个问题。将以上分析抽象为实际的数据结构，则形成菜单和项两种数据结构，其中项是菜单的子结构，为了适应较小的屏幕，并简化显示和操作函数，一项即实际屏幕显示中的一行。
2.1项数据结构设计项中含有文本内容，即格式化字符串，用于格式化输出的字符串；含有数据变量地址和单位变量地址，用于填入格式化字符串中的变量内容；含有项状态标志，用于区别项的类型，以便在显示和操作时加以区分；含有跳转菜单指针，用于表明该项所应该跳转的菜单。特别指出将数据变量类型定义为无类型指针，从而使得同一种数据结构可以实现多种数据变量类型的表示。其中第一个元素表示了要显示的数据和变量元素的显示格式；第二、三个元素分别是数据变量地址和单位字符串首地址，在设置模式时可以利用这些指针修改变量原始值，实现数据设置和单位更改；第四个元素是项状态标志，表示该项是可选中项，用于区分标题和选项；最后一个元素表示选择此项后跳转的目标菜单。通常定义项数据时是定义一个项数组用来组成一个菜单，以减少存储空间，并实现随机存储。
2.2菜单数据结构设计菜单是用于表达一个界面内容和状态的数据结构。它应该含有项数组首地址，用于表示界面显示的内容；含有界面状态标志位，用于表明界面的状态和界面的功能；含有被选项，用于表明当前界面的被选项；含有页顶项，用于控制界面视图位置；含有最大项数，用于防止项数组越界；含有按键响应函数，用于相应按键操作。其中按键响应函数采用带参函数指针形式，利用界面的状态和按键共同决定需要执行的操作，既实现了统一接口，又增强了可扩展性。菜单间的关系只由项与菜单的指针决定，而与项的顺序无关。一个常见的菜单数据其中第一个元素表示了该菜单对应的项数据数组；第二个元素是菜单状态标志，表示该菜单是参数设置类型，该元素也可以在运行过程中被改为正在设置状态；第三、四个元素默认填充0，在程序实际运行中可更改，以变更选项或视图；第五个元素是菜单最大项，与项数据数组长度相当；第六个元素是操作响应函数，对应的函数为参数设定界面的操作函数。
3农机车载电子设备界面框架实现
3.1菜单显示将以上数据结构作为基础，菜单的操作实现也呼之欲出。界面显示函数，每次从PageTopSelect对应项开始显示，显示接下来的若干项到屏幕（受屏幕显示最大行影响），显示项数据时，先分析项字符串中的变量类型和显示宽度，再将项数据中对应的变量插入到显示字符串中。同时可以利用MenuSelect变量值反显选中行。如此可以显示超过屏幕长度本身的菜单，每次只显示对应屏幕大小的一部分内容，相当于扩展了屏幕。具体流程图如图3所示。
3.2操作功能实现树状菜单结构使用堆栈，即主界面为栈底，每次执行菜单跳转时执行压栈操作，菜单返回时执行出栈操作，并且堆栈操作都使用指针方式实现，这样既可以较少的代价实现多级菜单跳转，又将菜单的操作和菜单数据本身分离，使得在修改菜单数据时避免了对其他菜单关系的影响。每个菜单可以使用不同的按键响应函数，相同类型菜单之间还可以共用响应函数，兼顾了灵活性与复用性。将菜单显示和操作分开，用户可以将显示刷新放在定时中断中，将操作放在外部中断中，增强了编程的灵活性。一个典型的界面操作流程如图4所示。菜单操作对应的软件实现方式见表2。
3.3菜单修改对于已经编写好的菜单对其修改非常简单，以下介绍几种常见的菜单修改方式：（1）要增加（删除）菜单中某项，直接增加（删除）该项数据，并修改相关菜单数据的最大项参数即可。（2）要修改项数据显示格式，直接修改项数据中的格式化字符串即可。（3）要调节菜单项顺序，直接调整项数组的顺序而不用修改其他数据内容。（4）要修改某项跳转的菜单，直接替换掉该项数据后的跳转菜单指针。（5）要修改某项显示的变量，直接修改该项数据中的变量指针指向即可。（6）要将菜单中的某项移至同类型其他菜单，直接将相关项数据移至目标菜单项数组，并修改两个菜单数据的最大项参数即可。（7）要增加（删除）某菜单只需将与其相关的项数据同时增加（删除），并修改相关菜单数据的最大项参数即可。这些修改完全不涉及整个菜单的结构调整，项与项，菜单与菜单之间没有直接关系，在修改时也不会相互影响。
4结语
一、审计调查前加大数据采集量，加强数据转化的可靠性
审计调查前，采集被审计单位的电子数据非常关键。随着被审计单位电算化程度的提高，无论是财务数据还是业务数据，这些均是审计人员进行审计调查的基础，在对某农村信用合作金融机构审计调查中，取得业务数据尤为重要，因为业务数据量大、面宽，是该金融机构的主要资产，这自然也是审计人员审计调查应关注的重点。
(一)全方位取得金融机构后台数据库表和数据字典。首先，全面了解信息系统。审计人员过去只是被动得到农村信用合作金融机构提供的贷款分户账，对公存款分户账等少量数据库表，对其整个的综合业务系统了解甚少，经过探索学习后，对了解掌握金融机构整个业务系统的重要性有了新认识。去年3月末，在对某市农村信用合作金融机构审前调查时，要求该机构全面提供其使用的综合业务管理系统全部后台数据库表400多张，随即索取了全部的数据库表目录。全面分析后，有针对性地采集了拟审计调查的某设区市各县区市农村信用合作金融机构的贷款分户账、对公存款分户账、担保登记簿、抵债资产登记簿、分录流水账等50余种数据库表。其次，拿回全数据字典。数据字典是对综合业务管理系统后台各数据库表的设计、字段含义、字段类型、字段长度等诸多方面的详细解释，对于开展审计前的数据分析十分重要。利用它将已获取的各种原始数据库表翻译成可视账表，经分析进而实现种种审计思路。做好以上两项工作，不仅满足了审计调查项目需求，更重要的是基本掌握了被审计调查金融机构数据系统的全面情况，为开展更全面的信息系统审计打下了坚实基础。
（二）完善数据采集及转换，保证数据的完整性和准确性。经调查了解，某农村信用合作金融机构所使用的数据库管理软件为Informix，审计组与计算机信息中心人员积极合作，从该软件管理的后台数据库中提取纯文本形式的业务核算数据，对数据输入不规范的记录进行了清理和调整，再将其库表逐张分别导入审计人员使用的数据库软件中，使数据字典表与业务数据库表相连接，初步完成了对拟使用的数据库的表名及表字段的汉化。为了验证已转换数据库表记录的完整性和准确性，审计人员将各分支金融机构的电子数据报表与已转换数据库表中的主要数据进行核对，使用了结构化查询语句，通过对比分析，发现有两家分支金融机构截至2009年3月末业务库表数据大于电子报表数据，其中某县、某区的差异数额分别达5,000多万元、1,500万元。找出的原因是这两家分支金融机构因票据兑付到期却未能及时销账。
二、将数据分析方法贯穿于审计调查整个过程
在对某农村信用合作金融机构审计调查现场实施前，结合审计目标对所辖全部分支金融机构业务数据，尤其涉及客户关联互保贷款、多头贷款等予以重点关注，优化了审计资源，提高了审计调查方案的针对性。如对于关联互保问题，因为数据量大，必须全面运用结构化语言（SQL查询语句）分析。在某计算机学院老师的指导下，用SQL语句筛选形成贷款担保人担保情况表，再对贷款担保人担保情况表进行自连接，最终形成贷款关联互保表，使初步分析出的问题均在实际的审计调查过程中得到证实。
在审计调查中，审计人员根据新信息，对数据进一步分析和挖掘。经与被审计调查的某农村信用合作金融机构有关业务人员进行交谈，根据提供的情况，审计人员发现一些数据库表中的个别字段含义对审计调查极有帮助，从而大胆、积极运用这一成果，结果成绩凸显，比如某分支金融机构提供贷款分户账的数据库表中有一个“客户号”字段，该字段如果以“01”开头时，后面数据则代表贷款户个人的身份证号码。审计组充分利用这一信息，运用EXECL电子表格强大筛选功能分析筛选，最后核实，该分支金融机构个人贷款中存在违规发放异地贷款4万多元的事实。并将此做法推广至其他分支金融机构的审计调查中，结果核实发现某市所属农村信用合作金融机构违规发放异地贷款金额高达2.5亿元。审计人员还以贷款分户账为基础，利用结构化查询语句筛选形成了疑似发放房地产及相关行业贷款明细表，经进一步审计调查核实，2008年至2009年一季度，某市所辖分支金融机构向50多家房地产开发企业发放贷款7亿元，余额4亿元，为房地产及相关的建筑、建材、装修等发放贷款20亿元，余额16亿元；对各农村信用合作金融机构的内部职工贷款情况筛选、统计和分析，均查出违规问题。
审计调查现场结束后，对汇总的所有分支金融机构的问题及情况，以贷款分户账表中的“科目控制字”字段为限制条件，运用结构化查询语句，分析发现各金融机构农贷指标被挤占达19亿元，其中存在违规个贷公用贷款1亿元。“对公存款分户账”库表中，经延伸审计调查，发现某县滞留巨额应上缴财政收入的问题。在结束现场审计调查后，对各分支金融机构问题及情况进行了汇总，但并不是简单具体问题的叠加，而是根据现场计算机对审计数据分析的成果，以整个市农村信用合作金融机构数据为基础，分析重点问题。例如违规发放多头关联贷款问题，利用结构化语句分析出一些企业及其法人代表的多头关联贷款跨若干个县区金融机构。
三、利用计算机审计调查的构想
（一）联网审计。在近几年的农村信用合作金融机构审计中，目前已实现了经审计组所有审计人员的笔记本电脑全部现场联网，实现审计数据共享、打印机共享、电子数据互传等自动化办公功能。由以前单兵分散工作的传统模式转变为如今的计算机协同作战，较大地提高审计工作效率，但也只能称作小联网审计。真正意义的联网审计，是指审计单位的信息系统与被审计单位的信息系统通过数据库接口技术，将被审计单位备份的后台数据库直接通过网络迁移到审计专用服务器上进行集中批处理。充分利用计算机审计方法体系预警系统和报告系统，实现实时监测，变事后审计为事后与事中审计相结合，提高审计工作质量和效率。
（二）利用ODBC进行数据迁移。在尚不具备大规模联网审计条件下，审计组可以要求被审计调查对象在其信息系统创建ODBC数据源，利用该数据源将其业务信息系统中的有用数据分不同时段移到审计组服务器的数据库管理系统中。
论文摘要:本文探讨了数字农业空间管治信息质量指标。提出数字农业空间管治起源于农业发展中土地结构的更新改造，任何一项农业更新改造规划与实施，都需要对更新项目进行空间准人审批和空间管制决策评价。基于对农业更新改造的评价，建立了空间准入评价与空间管制决策指标体系。通过分析影响数据质量的因素，构建数字农业空间管治质量指标体系。
1.前言
农业空间管治是强调控制和协调，对农业地域空间资源的计划性配置的新理念川。跨人21世纪，国家正在建设信息高速公路、构筑数字农业。农业空间管治面临着发展的机遇和挑战。一方面，数字农业可为农业空间管治提供多元、分散、网络型和多样性的农业管理和控制决策支持信息流，利用数字农业信息高速公路网络构建农业管治决策支持系统，实现科学化的最佳决策。对现代农业这一规模庞大、结构复杂、功能综合的自然与系统施行科学管理，对农业问题做出全面、准确地分析和评价，对农业未来发展进行科学、合理的推断与预测，使其协调可持续发展，并对农业空间管治决策进行科学论证。另一方面，经济的网络化、全球化，使农业空间格局发生变化，农业构造单元的活动已不再局限于本物理空间。若不采取新的农业空间管治模式，即没有数字化、网络化信息平台支持，农业空间管治就会失控失调。
农业空间管治是以农业空间资源分配为核心，将经济、社会、生态等可持续发展，以及资本、土地、劳动力、技术、信息、知识等生产要素，在虚拟四维时空中的数字化实现。数字农业空间管治可为政府部门和非组织管治决策提供多要素、多层次、多时态的农业自然、生产、社会与经济信息，使其能更好、更有效地实现农业空间管治目标。
数字农业空间管治信息是农业空间管治最基本和最重要的数据组成部分。农业空间管治所涉及的信息须按一定的标准和规范置于统一管理之下，使农业空间管治工作有一个规范标准化的高质量数据基础。信息数据质量的好坏，直接影响着空间管治分析评价与决策结果的可靠程度和空间管治目标的真正实现。对于农业空间管治，由于其操作对象具体，功能目标明确，应用范围集中于农业区域，空间信息的尺度变化较大，数据质量对应用结果的影响非常明显，在数据质量方面的要求也就更高。因此，在数字农业空间管治研究中，信息数据质量体系研究是一项十分重要的基础研究工作。
2数字农业空间管治信息数据质量的影响因素
数字农业空间管治信息数据主要有图形数据和属性数据两大类。图形数据包括基础数据和专题数据，如土地测量数据、地图数据和遥感图像数据等。这些数据的各种数据源都带有一定的误差因素，并将之引人数字农业空间管治信息管理的数据库中。另外，数据源在时间精度(即现势性)和数据空间范围与数据内容方面，若不能满足农业空间管治应用的需要，也会严重影响农业信息数据应用的质量。
数字农业空间管治信息数据的质量问题，实际上是伴随着数据的采集、处理与应用过程而产生并表现出来的。第一个阶段是空间管治信息数据的采集和保存;第二个阶段是数字农业空间管治信息系统数据库的建立，包括数字化、数据录人和必要的数据转换、数据处理;第三个阶段则是在数字农业空间管治决策支持信息系统中对数据的操作、分析评价和决策。每一个阶段都包含前一个阶段所带来的原有误差，并增加了本阶段所引人的新的误差因素。因而，数据质量的影响因素可以数据获取和应用过程的这三个阶段为线索来考查。
(1)数字城市空间管治数据源影响数据质量的因素
数字农业空间管治的数据源，通常包括外业测量、勘丈、调查记录的数字化数据、图纸、图像和文档材料等。数字农业空间管治数据源的质量问题，包括这些数据源的采集和生成过程中产生的误差，如测量中由测量方法、仪器及人员操作带来的误差，遥感的系统误差及干扰误差，文档材料在社会调查和统计时产生的误差，地图本身固有的误差(包括数学基础的展绘、编绘、清绘、制图综合、地图复制以及套色误差)，遥感解译过程中产生的定位和分类误差等等，以及数据源在保存过程中产生的误差，如图纸变形误差等。
(2)数字农业空间管治决策支持数据库建立中对数据质量产生影响的因素
根据目前的技术方法和设备条件限制，数字农业空间管治决策支持信息系统所采用的数据源，主要还是来自土地利用规划图、外业测量和调查、统计资料等。这类数据源，必须经过数字化和数据录人以及二者之间的连接配准，也许还要经过一定的格式转换，才能进人空间管治决策支持系统，成为数字农业空间管治决策支持信息系统数据库中的原始数据。
这一部分数据质量问题，包括决策支持信息系统数据获取、数字化和数据录人以及数据格式转换所引起的质量问题。影响这部分数据质量的因素主要在于数字化采集仪器的精度、数字化方法以及数字化操作精度、统计数据录人中的差错等。这类数据质量问题相对比较简单，影响因素容易发现，可控制程度相对较高。
(3)数字农业空间管治分析和处理过程产生的数据质量问题
在数字农业空间管治评价和决策过程中，运用农业空间管治决策支持信息系统分析和处理，可能影响其数据质量问题的因素包括计算、拓扑、叠加。这一部分的数据质量问题，是由数字农业空间管治决策支持系统的分析和处理过程引人的问题比较复杂，影响因素较隐蔽，产生的误差也比较难估计。
3数字农业空间管治信息的质量指标
3.1数字农业空间管治评价与决策指标体系
数字农业空间管治是一项起源于农业发展中土地结构的更新改造活动，促进农业可持续发展的工作。从任何一项农业更新改造规划开始，到更新方案实施，农业空间管治都需要依据国家的各种法规对更新项目进行空间准人审批和空间管制决策评价。从规划控制的系统结构来看，评价对农业更新改造有着十分重要的意义。
(1)农业空间管治评价类型与结构。根据农业空间管治评价对象和方法的不同，农业空间管治的评价可分为三种不同的类型:
现状评价:分析和评价土地利用、农业生产结构和环境质量优劣程序，确定现状综合评定值。对现状息信进行评价是农业更新规划控制的起点。一方面，总体上根据现状评价的结果在整个农业区划范围内界定更新的对象，排列土地结构更新的先后次序。另一方面，针对具体更新区域的不良因素进行罚分评价，为下一步制定更新目标提供充分的现状信息。
空间准人评价:针对农业发展目标，评判农业更新改造项目对现状的改进程度，确定更新方案的综合评定值，是确立正确的土地利用规划目标所依靠的有力手段，它不仅可以对单一的目标进行评价，以确定它是否符合农业区划建设，社会、经济、环境发展的原则和农业更新的实际需要，而且可以对多种土地利用方案和目标进行比较和优选，从中选出最为合理的方案和目标。
空间管制评价:评价土地利用规划目标的实现程度，确定更新后的综合评定值，是对于更新以后的土地利用所进行的检测。它一方面对前一阶段的土地利用规划目标进行检验，另一方面为下一步的土地利用规划控制提供新的决策信息。
其评价体系主要由两大部分构成，即评价指标体系和评价方法体系。指标体系是整个评价程序的框架和基础，也是建立科学的评价方法的必要前提。因此，我们有必要建立一套较为完善的农业空间管治评价指标体系，使农业空间管治的评价在内容上趋于客观和全面.在结构上趋于系统和严密，使得农业空间管治的决策更为科学和合理。
(2)农业空间管治评价指标体系的建立
影响因素分析:影响农业空间管治的因素很多，诸如国家对国土资源开发利用、耕地保护、建设社会主义新农村的农业政策，国家的经济实力，农业的整体结构和功能，社会对土地利用规划更新的期望值，以及更新区域的社会物质条件等等。其中，对农业空间管治最具直接影响的因素是土地结构更新区域的物质和社会状况，农业的社会物质条件所包含的内容极为丰富，既包括土地结构、建筑建造、农业基本设施、道路交通等，也包括社会组织、历史文化、人文景观、农民收人等经济文化因素。它是土地结构更新地区农民生活质量和农业现代化的尺度和标志，也是农业土地结构更新评价指标的原始素材。因此，需要根据国家现行的各类相关法规和规程规范，全面综合地考虑农业空间管治的各种影响因素，建立评价指标体系。评价指标体系:根据其不同内容将其分为两大类。即空间准人评价体系和空间管制评价体系。
评价体系均以统一标准的位置(坐标)、高程、面积三种几何物理量作为评价指标。无缝镶嵌于数字农业空间管治信息分类体系中。图1为空间准人评价指标体系之一:农业生产控制评价指标体系。
3.2数字农业空间管治信息数据质量指标确定
数据质量指标是农业空间管治数据质量控制的重要依据。根据对数据误差来源、性质、类型和大小以及产生的原因的分析。提出数据质量控制指标确定思路。
首先，数据质量是一个相对的概念，甚至衡量数据质量的标准也会随具体应用的特点和要求而变化。其次，数据质量本身具有不确定性，除了可度量的空间和属性误差外，许多质量因素是很不明显或是很难确定的。因此，数据质量问题中，有可以减小甚至消除的误差，也有很难检测和控制的因素。本文研究数字农业空间管治信息的数据质量控制，先仅针对其中可度量和可控制的质量问题而言，主要集中在数据源的信息采集、数字化处理和过程部分。数据质量不确定性另设专题研究。例如土地使用与管理单项空间管治数据质量指标确定，土地资源调查质量指标确定如图2所示。
根据上述确定的空间管治信息质量分类指标，可将空间管治信息质量分类指标归纳统计于表1.
从表1可确定出数字农业空间管治各种信息质量需求及数据采集所适宜的必要精度、方法与等级。
关键字：数字农业，GIS，RS，GPS
Abstract:3Stechniqueknownasthegeographicinformationsystem(GIS),remotesensing(RS),globalpositioningsystem(GPS)hassetupafileintheforeignwidelyusedindigitalagricultureengineering,inourcountryisstillatthelocalscopeortheexperimentalstage.ThispaperARCGISsoftwareERDASand3Stechnologyusedineveryfieldofdigitalagriculture,expoundsanalysisrealizingagriculturalinformatizationandthesustainabledevelopmentofagricultureinimportantways,introducesthecurrentdomesticintheapplicationofdigitalagriculture,explore3Stechniqueinthepracticeofthedigitalagricultureapplicationandprospect.
Keywords:thedigitalagriculture,GISandRS,GPS
中图分类号：TN711.5文献标识码：A文章编号：
一、前言
土地是人类赖以生存和发展的自然资源，我国是一个农业大国，大部分土地在农村，作为国民经济的基础，农业不仅提供食品，还提供工业原料，可直接影响我国的工业总产值的形成。长期以来，由于农业管理技术手段落后，尤其是农业资源的数据和信息缺乏现势性，不能为规划和决策提供及时可靠的数据和信息，制约了我国农业的发展。总之，中国的农业是一个既关系经济繁荣，也关系国家安定稳定的大问题。解决中国农业问题、获取农业信息的一条重要途径就是利用3S技术走数字农业的道路。
二、3S技术的含义及其应用特点
“3S”技术是指全球定位系统(GPS)、遥感(RS)和地理信息系统(GIS)，是目前对地观测系统中空间信息获取、存贮管理、更新、分析和应用的三大支撑技术。
GIS是地理信息系统，它是为特定应用目标建立的空间信息系统。是在计算机硬件、软件及网络等支持下，对有关空间数据进行预处理、输入、存贮、查询检索、处理、分析、显示、更新和提供应用的技术系统。
RS是遥感技术，遥感就是遥远感知事物的意思，是一种利用物体反射或辐射电磁波的固有特性，通过观测电磁波，识别物体以及物体存在环境条件的技术。也就是不直接接触目标物，在距地物几公里到几百公里、甚至上千公里的飞机、飞船、卫星上，使用光学或电子光学仪器（称为传感器）接受地面物体反射或辐射的电磁波信号，并以图像胶片或数据磁带形式记录下来，形成数字影像。该影像传送到地面，经过各种校正后，进行影像分类、解译，最后获取所需要的信息。遥感技术是上一世纪60年代蓬勃发展起来的，随着空间技术、电子技术和计算机技术、信息科学、环境科学等的发展，遥感技术已成为一种影像遥感和数字遥感相结合的先进、实用的综合性探测手段。
GPS是全球定位系统，GPS具有在海、陆、空进行全方位实时三维导航与定位能力的新一代卫星导航与定位系统。经我国测绘等部门的使用表明，GPS具有全天候、高精度、自动化、高效益等显著特点，成功地应用于大地测量、工程测量、航空摄影测量、资源勘察等多种生产领域。
三、国外数字农业的应用
全世界共有80多个国家，利用3S技术在ArcGIS和ERDAS软件下进行农业监测和管理。比如：
也门农业部门利用ERDAS软件探测灌溉的迁移和评估水资源情况并根据坡度、坡向图、径流方向－确定作物水源位置。
澳大利亚农业部门利用ERDAS软件进行红外波－土壤养分测定，实现精确农业中的精确施肥等。
四、3S技术在数字农业中的应用
利用GIS，RS，GPS技术可在数字农业工程中发挥重要作用，采用ArcGIS和ERDAS先进的技术，加上GPS技术，可在数字农业中实现如下领域的应用。
（一）精细农业
“精细农业”技术是用现代高新技术特别是信息技术来改造传统农业，在机械化的基础上，把地理信息系统（GIS）、定位系统（GPS）、决策支持系统、传感技术进行集成，定量获取农田小区作物产量和影响作物生长的环境因素（如土壤肥力、含水量、苗情、病虫草害等）实际存在的空间和时间差异性信息，分析影响小区产量差异的原因，采取技术上可行、经济上有效的调控措施，区别对待，按需实施定位调控的“处方农作”。在“精细农业”技术体系中，DGPS的定位应用以及GIS的应用开发是实施“精细农业”实践的关键技术之一，即利用DGPS定位引导定量获取农田内作物产量和影响作物生长的环境因素的差异性信息，在GIS中利用各种空间分析方法生成差异性信息分布图，通过分析影响小区产量差异的原因，制定经济、合理的生产决策方案，生成作物管理处方图，指导农田定位作业。
（二）山坡地的可持续发展研究关系当地的经济发展、环境保护，有着十分重要的意义。生态环境的好坏，直接影响着整个流域。流域的坡耕地分布状况与土地适宜性类型，区域内既有经济较发达的平原，也有经济欠发达的高原山区。目前在山坡地研究中，大多采用传统的实地丈量，手工圈绘等方法。在研究中针对这种情况，采用先进的地理信息系统（GIS）方法，通过空间分析、模型运算，对该地区的地理环境、土壤类型、土壤质地等进行了详细地分析研究，划分出该地区坡耕地分布范围，并对该地区进行土地适宜性评价，得到了较好的结果。
（三）农作物监测及估产
农作物的生长状况与产量是全社会都十分关注的问题，对每一种作物在生长过程中会发生什么问题，能取得什么样的收获，是国家管理部门和农民们在作物播种后到收获的一段时间内随时都想了解的。
因此，长期以来对农作物产量的预测是农业系统的一项重要工作。随着科学技术的发展，预测的方法和手段逐步完善和提高，不但能较准确地估测出各种作物的最终产量，也能跟踪监测各类作物在不同生长期的长势，从而根据需要及时采取有效措施，对农作物的生长进行监控，保证当年产量的稳定增长。为了在农作物监测和估产中充分发挥和利用现代科学技术的成果，提高快速、准确、经济地获得监测和估产信息，为国家经济建设和农业生产服务，虽然农作物估产和监测技术与理论十分复杂，若干问题还有待进一步探索，但利用现有的遥感、地理信息技术和资料，从不同于传统的统计部门得到信息的途径，已经能够为决策部门提供辅的、快速的、客观的决策信息。
（四）农业气象服务
农业气象服务系统是在GIS和RS平台上开发的集农业气象、遥感应用于一体的业务运行系统。它集成了农业气象服务为城市“菜篮子、米袋子”服务的科研成果；建立了遥感、地学、气象、农情、社会经济统计等基础数据库；建立适应农业发展新需求的服务产品；将GIS分析功能应用于洪涝灾害监测、灾害损失评估、资源合理布局等领域，获取较好的服务效果。比如建立了下述分析模型。
1．暴雨涝害和叶菜损失综合评估模型
2．蔬菜生产资源综合评价模型
（1）气候适宜性评价模型
（2）土壤适宜性评价模型
（3）暴雨承灾能力评价模型
（4）区位优势评价模型
（5）技术优势评价模型
（6）灌溉水污染评价模型
（五）农田监管
我国人多地少，耕地资源十分贫乏，人均耕地面积相当于世界平均数的四分只一，中低产田占三分之二。由于环境污染、水土流失等原因，耕地总体质量还在不断下降。随着国民经济持续高速增长，各项建设占用耕地的问题越来越突出，造成耕地、特别是优良耕地面积不断减少，人地矛盾不断加剧。因此，利用GIS和RS对基本农田进行特殊保护和监管刻不容缓。
（六）绿色农业
进行绿色农业工程，对所有农田的土壤重金属含量进行GIS分析，对绿色农作物的生产进行决策。
（七）草原防火
利用GIS和遥感技术对草原的火灾进行预防和分析。
（八）捕鱼GPS/GIS定位
利用GPS/GIS定位技术，对鱼群的流向进行监控，指挥渔船实现最佳的捕鱼方案。
（九）牲口疫发生点管理
利用GIS技术，对牲口疫发生点进行直观有效的管理，并对牲口疫防扩散进行决策。
（十）植物病虫害分析
利用GIS和遥感技术，对植物病虫害进行分析，高光谱分析也是常用方法。
（十一）土壤养分测定
利用遥感技术，进行土壤养分测定，为精确施肥服务。
（十二）农业运输GIS调度
利用GIS中路经优化调度功能，实现农业运输GIS调度。
（十三）农田水淹没分析
利用GIS和遥感技术，实现农田水淹没分析，评估农田损失情况。
（十四）园区温控室GIS监控
利用GIS技术，对农业园区的温控室进行GIS监控。
（十五）移动GIS在农业应用
利用ESRI公司的ARCPAD软件技术，在掌上电脑上装入电子地图，农田和作物信息等，并在PDA中插入GPS，供农业工作人员在广阔的田野中进行现场GIS操作，信息查询和分析。
五、结束语
近年来RS、GIS技术在农业资源管理中得到了综合或集成应用，GPS技术也为土地利用的变化的精确定位做出了贡献。这3种空间信息技术的广泛的应用，必将为农业管理和发展的科学决策提供可靠的支撑，必将推动数字农业的建设，推动农业资源管理的信息化、科学化和现代化管理水平。
1．刘刚张漫汪懋华，基于DGPS和GIS的农田空间信息管理系统的研制，2000
2．辜寄蓉苗放朱章森王成善蔡靖疆，GIS在岷江流域坡耕地分布与可持续发展研究中的应用，2000
数学是一门由文字语言、符号语言和图形语言融为一体的学科。其普通的文字较少，一些教者在教学中热衷于对学生进行解题技巧训练，未注重阅读能力的培养，使学生在学习中只重视解题技巧的学习，而忽视对课本内容的阅读。本文从数学教育角度出发，提出笔者在教学中的观点和做法，供同行研讨。
一、通过阅读，充分挖掘教材思想性，寓德育于教学中
教师在钻研教材的基础上，通过数学教学，可以有目的、有意识地渗透辩证唯物主义观念。例如：通过阅读比较整数和分数；有理数和无理数；空间与平面等相对概念之间的矛盾与统一及相互转化，可使学生接受对立统一的辩证思想；再如：讲解“整数”概念时，可以指导学生阅读资料，了解陈景润和歌德巴赫猜想，讲解圆周率时，可以介绍祖冲之的成就。通过阅读，了解中国古代和近代辉煌成就，可以激发学生爱国主义思想和民族自豪感。培养他们刻苦学习，勇于进取精神，从而萌发献身数学科学研究的远大理想。
二、阅读可激发学生的学习积极性
就中学数学而言，因其普通文字语言较其它学科而言相对少一些，学生在学习过程中感到枯燥、吃力，特别是表现在如何把所学的知识转化到解决问题的能力上来，当遇到学生询问老师问题或发现学生作业中出现解题错误时，不应直接把答案告诉学生，而是引导他们阅读教材中与问题相关的内容，帮助他们读通、读懂、读会，当学生通过自己阅读课本能解决某个疑难问题时，他们的心情是很高兴的，因为通过自己的努力把书上的知识点变成自己解题的注意点，尝到了成功的滋味，从而增强了学习的自信心和积极性。
三、阅读能增强字义、词意的理解
数学是一门逻辑性强，思维步骤严密的学科，语言严谨、准确、精练。在教学命题中，每一个字、词都有其确切的含义，阅读时必须逐字推敲，把每一个字、词的意义理解透。
经常阅读，能正确理解数学命题的关键字、词。
解方程时用到“或”与“且”字都有不同意义“或”有选择余地，“且”必须同时存在，如ab=0，有可能a=0或b=0，也有可能a、b均为零。a、b为实数，a2+b2=0，即a=0且b=0。还有“当”、“仅当”、“当且仅当，三者意义也是不同的“当”两个三角形全等时对应角相等，“两个三角形全等”是“其对应角相等”的充分条件。“仅当”对应角相等时，两个三角形全等，“对应角相等”是“三角形全等”的必要条件，“当且仅当”表示既充分又必要。
数学中同一字，有不同的用法，a与b的比是c，其“比”作名词，表示商；a比b大c，其“比”作连词，表示两个数的差；要在20年内把工农业总产值翻一番，即增加到四倍或增加了三倍，前者是净增数与原数和，后者是指净增数，增加到与增加了两词中的“到”与“了”含义是不同的。还应注意区分相近词的含义，如“负数”与“非正数”；“不大于”与“小于”；“延伸”与“延长”等。以上这些问题在学生阅读教材时加以具体指导，让学生正确理解含义，对学好数学起到很大的作用。
四、阅读可增强定义、定理、公式的理解和记忆
