基于主题地图的农业模型组件库组织与检索系统研究

摘要

农业模型是农业数字化建设的核心。农业模型研究与应用的不断深入与发展对农业模型的开发方式、复用质量和效率、模型管理等提出了更高的要求。随着基于组件的软件开发技术的发展，农业模型多以组件的形式开发。对分布和异构的模型组件资源进行统一组织和高效利用是网络环境下农业模型组件库集成与管理的基础。本研究在领域工程、知识工程、组件技术等相关理论的指导下，以农业模型组件库为对象，提出农业模型组件的存储、组织与管理的方法，从而为农业模型的语义理解、有效集成和共享奠定了基础。
　　 结合农业模型组件的领域特征，提出了农业模型组件库的描述模型，包括刻面描述和关联描述两部分。在描述模型的指导下，分析农业模型组件的特征以及模型组件之间的相互关系，提出了主题地图驱动的农业模型组件的组织方法，确定了面向农业模型组件库的主题地图（TM-AMCL）的框架和内容，并解析各子主题地图（包括局部原子主题地图LATM、全局原子主题地图GATM、复合主题地图CTM和模型元主题地图MMTM）之间的相互关系。该组织方法有助于决策支持系统开发者、模型管理者、农业科学研究者以及计算机系统对农业模型资源及其相互关系的统一理解，提高模型检索的高效性与集成能力，促进模型资源的共享。
　　 以组织框架为基础，明确了ATM的构建流程。在数据集转换和组件反射技术的支撑下，设计了LATM的动态抽取算法，并形成农业模型组件的主题、关联和事件；在融合原则的约束下，提炼LATM的自动合并算法，形成GATM。该自动构建方法能够推动主题地图组织的自动化、智能化。
　　 以主题地图组织方法为支撑，基于.NET平台初步构建了B/S模式的农业模型组件库检索系统AMCLRS-TM，提供模型组件的管理与检索以及主题地图维护的功能，并以小麦和水稻生长模型组件为例进行了测试分析。该研究为分布式异构环境下农业模型组件库的语义共享提供了参考依据。

目录

文摘

英文文摘

第一章 绪论

1 研究背景与意义

1.1 研究背景

1.2 存在的问题

1.3 研究目的与意义

2 研究现状

2.1 基于模型的农业决策支持系统软件开发方法的演化

2.2 农业模型组件相关技术研究现状

2.3 主题地图相关理论研究进展

2.4 主题地图与其他知识组织方法的比较

3 研究思路与方法

3.1 研究思路与技术路线

3.2 研究内容与方法

4 论文结构

参考文献

第二章 农业模型组件库的描述

1 组件描述模型

2 农业模型组件

2.1 农业模型的概念与特征

2.2 农业模型组件的概念与特征

2.3 农业模型组件库的描述

3 农业模型组件的描述模型

3.1 农业模型组件的刻面描述

3.2 农业模型组件库的关联描述

4 本章小结

参考文献

第三章 主题地图驱动的农业模型组件库组织

1 农业模型组件库与主题地图

1.1 主题地图用于组织农业模型组件库的可行性

1.2 农业模型组件资源与主题地图要素之间的映射方式

2 基于主题地图的农业模型组件库组织框架

2.1 框架结构

2.2 农业模型组件主题地图字典

2.3 农业模型组件主题地图的组成

3 农业模型组件主题地图的数据模型

3.1 模型元主题地图MMTM

3.2 原子主题地图ATM

3.3 复合主题地图CTM

4 本章小结

参考文献

第四章 面向农业模型组件的ATM自动构建算法

1 农业模型组件原子主题地图(ATM)的构建

1.1 刻面／术语／资源的分析与组织

1.2 主题／关联／事件的抽取

2 ATM的自动抽取算法

2.1 抽取过程与算法

2.2 模型元主题地图(MMTM)的生成

2.3 局部原子主题地图(LATM)的生成

3 LATM的自动融合算法

3.1 模型元主题地图在融合中的作用

3.2 融合过程与算法

3.3 融合后GATM的更新

4 本章小结

参考文献

第五章 基于主题地图的农业模型组件库检索系统研制

1 系统结构与功能

1.1 体系结构

1.2 功能框架

1.3 系统开发环境

2 系统核心功能实现

2.1 用户管理模块

2.2 模型组件检索模块

2.3 模型组件管理模块

2.4 主题地图维护模块

3 应用案例与分析

3.1 模型组件上传

3.2 关键字与主题检索的比较

3.3 主题融合前后的检索比较

4 本章小结

参考文献

第六章 讨论与结论

1 讨论

1.1 农业模型组件库的组织

1.2 农业模型组件主题地图的融合

1.3 农业模型组件库检索系统

1.4 本研究的特色与创新

1.5 今后的研究设想

2 结论

参考文献

附录Ⅰ 在学期间发表或投稿的论文

附录Ⅱ 在学期间参加的科研项目

致谢