張儼娜，周珂

摘要 闡述了天基信息服務平臺構(gòu)建涉及的地理信息、遙感和導航技術(shù)（3S技術(shù)）、云計算和天基信息服務技術(shù)。針對現(xiàn)代農(nóng)業(yè)物流需求和發(fā)展趨勢，借助天基信息提供的貨源、位置、時間等信息的優(yōu)勢，提出了一種基于天基信息的農(nóng)業(yè)物流綜合服務平臺設計方案，包括系統(tǒng)的架構(gòu)設計和各組成系統(tǒng)的功能，最后討論了該方案的特點和優(yōu)勢。

關(guān)鍵詞 天基信息；物流；農(nóng)業(yè)；系統(tǒng)；平臺設計

中圖分類號 S-058 文獻標識碼 A 文章編號 0517-6611（2018）06-0190-03

Design of Integrated Service Platform for Agricultural Logistics Based on Spacebased Information

ZHANG Yanna1， ZHOU Ke2 （1.Department of Laboratory and Equipment Management， Henan University， Kaifeng，Henan 475004；2.School of Computer and Information Engineering， Henan University， Kaifeng，Henan 475004）

Abstract This paper elaborated the geographical information， remote sensing and navigation technology （3S technology）， cloud computing and spacebased information service technology. Aiming at the demand and development trend of modern agricultural logistics， a design scheme of integrated service platform for agricultural logistics based on spacebased information was proposed by means of the advantages of supply of goods， location， time and other information provided by spacebased information， including the system design and the functional description of each system. And this paper finally discussed the characteristics and advantages of the scheme.

Key words Spacebased information；Logistics；Agriculture；System；Platform design

國務院印發(fā)的《物流業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃（2014―2020年）》指出：由運輸、倉儲、貨代、信息等多種產(chǎn)業(yè)共同構(gòu)成的物流業(yè)是一種復合型的服務業(yè)，是國民經(jīng)濟發(fā)展的基礎性、戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)[1]。進一步加快發(fā)展現(xiàn)代物流產(chǎn)業(yè)，對于促進經(jīng)濟結(jié)構(gòu)的戰(zhàn)略性調(diào)整、經(jīng)濟結(jié)構(gòu)供給側(cè)改革、提高國民經(jīng)濟競爭力具有重要意義。

“三農(nóng)”問題一直是中央非常關(guān)心的問題，“三農(nóng)”問題的核心是農(nóng)民問題[2]，重點是解決農(nóng)民的增收問題。廣大農(nóng)民收入的主要來源就是通過出售農(nóng)產(chǎn)品來獲得的。尤其是山區(qū)、革命老區(qū)以及貧困地區(qū)，農(nóng)產(chǎn)品的外運能力與農(nóng)民增收密切相關(guān)。中間環(huán)節(jié)過多、運輸?shù)缆非闆r不明、貨源情況不明等是當前農(nóng)產(chǎn)品外運和農(nóng)民增收面臨的主要困難。物流服務一手牽動農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)市場，一手牽動農(nóng)產(chǎn)品的銷售市場，能有效減少中間環(huán)節(jié)，提供便捷、高效的物流服務是解決農(nóng)產(chǎn)品“賣難”“買貴”的核心。

隨著技術(shù)的進步和社會的發(fā)展，物流服務對象對物流服務提供者的物流反應速度要求越來越高。生產(chǎn)和流通空間范圍不斷擴張，為了向物流服務使用者提供便捷、高效、友好的物流支持，物流服務網(wǎng)絡中源點和匯點之間的物流活動必須保持高度的一致性，才可以保證整個物流服務能夠形成快速、靈活的供應體系。這些都要求借助于先進的信息技術(shù)，尤其3S技術(shù)，即充分利用基于衛(wèi)星獲取的空間、位置與計時信息等信息，構(gòu)建高效、便捷、快速、統(tǒng)一的現(xiàn)代物流服務網(wǎng)絡，提升服務效率，降低服務成本，促進我國產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整與轉(zhuǎn)型升級，為物流從業(yè)人員和企事業(yè)單位提供更加便捷的服務[3]。

1 相關(guān)技術(shù)

1.1 3S技術(shù) 3S技術(shù)是遙感（Remote Sensing，RS）、地理信息系統(tǒng)（Geography Information Systems，GIS）和全球定位系統(tǒng)（Global Positioning Systems，GPS）的總稱。3S技術(shù)包括空間技術(shù)、傳感器技術(shù)、衛(wèi)星定位與導航技術(shù)、計算機與通訊技術(shù)多學科高度集成的，對空間信息進行獲取、存儲、處理、可視化和應用的現(xiàn)代信息技術(shù)[4]。

3S技術(shù)提供了新一代的觀測手段，3S技術(shù)三者之間的相互作用形成了“一頭兩眼”的框架[5]，RS和GPS是“兩只眼睛”，通過RS技術(shù)獲取的空間信息源可以了解物流集散地分布情況和物流貨源預測等信息，通過GPS技術(shù)可以獲取物流運轉(zhuǎn)效率和當前運行狀態(tài)等信息，二者向GIS提供空間、位置以及授時等信息，GIS進行空間分析后通過服務接口為用戶提供服務，從RS和GPS提供的大數(shù)據(jù)中提取用戶關(guān)心的目標信息，并進行綜合應用。3S技術(shù)應用模式如圖1所示。

1.2 云計算 互聯(lián)網(wǎng)出現(xiàn)后，人類社會進入數(shù)據(jù)與信息急劇膨脹的時代，如何將這些龐大的數(shù)據(jù)存儲管理好并從中提取出對某種用戶有價值的信息已成為迫切需要解決的問題。國內(nèi)外先后出現(xiàn)了以Yahoo、Google、Bing、Baidu、Sougou和360為代表的信息搜索服務商，與搜索業(yè)務密切相關(guān)的云計算、大數(shù)據(jù)等技術(shù)方案先后出現(xiàn)，再加上信息中心（系統(tǒng)）的建設成本和運維成本越來越高，云計算作為一種新型的服務模式[6]，通過云數(shù)據(jù)中心，降低各類服務用戶建設信息系統(tǒng)和運維的投入，只需要通過聯(lián)網(wǎng)即可得到高效的計算服務。

在云計算中根據(jù)提供服務的類別突出強調(diào)了3項內(nèi)容，即IaaS（Infrastructure as a Service，基礎設施即服務）、PaaS（Platform-as-a-Service，平臺即服務）和SaaS（Software as a Service，軟件即服務）。這3種服務層次不同，可滿足不同類型用戶的信息系統(tǒng)建設要求，用戶可以方便靈活地通過付費或免費的方式使用。3種服務方式中，IaaS對用戶的要求較高，PaaS方式對用戶能力的要求次之，SaaS對用戶的能力要求最低。SaaS也是用戶最喜歡的方式，用戶只需要關(guān)注具體的業(yè)務需求即可，其他全部交由服務商解決。

1.3 天基信息服務技術(shù) 天基信息服務涉及的技術(shù)內(nèi)容十分廣泛，不僅涉及到前面提到的3S技術(shù)（即遙感、導航和地理信息系統(tǒng)），而且涉及到通信、互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)。李德仁院士提出的“對地觀測腦”這一新概念是對天基信息服務技術(shù)的高度概括[7]。 “對地觀測腦”本質(zhì)上是通過衛(wèi)星觀測星座、通訊星群、導航星群、空中飛艇與飛機等獲取地球表面空間的有用信息和知識，服務于決策支持，進而實現(xiàn)天空地一體化協(xié)同的實時對地觀測與服務，最后建設天基信息實時服務（PNTRC）。

2 系統(tǒng)組成與應用模式

2.1 系統(tǒng)總體架構(gòu) 基于天基信息的農(nóng)業(yè)物流綜合服務平臺的設計是天基信息服務實現(xiàn)針對物流交易服務產(chǎn)品和物流出行服務產(chǎn)品的優(yōu)化和創(chuàng)新，主要內(nèi)容包括以下方面：①構(gòu)建天基物流應用綜合數(shù)據(jù)庫；②基于國產(chǎn)衛(wèi)星的天基信息物流綜合服務平臺，包括物流空間產(chǎn)品集群生產(chǎn)系統(tǒng)、天基信息物流應用系統(tǒng)、應用網(wǎng)絡化服務體系；③基于手機和車載終端的農(nóng)業(yè)物流綜合應用。系統(tǒng)總體架構(gòu)如圖2所示。

2.2 功能組成 基于天基信息的農(nóng)業(yè)物流綜合服務平臺包括8個部分（圖3）：①天基信息物流綜合數(shù)據(jù)庫；②天基信息物流集群生產(chǎn)系統(tǒng)；③物流空間信息網(wǎng)絡化服務系統(tǒng)；④“通、導、遙”一體化車輛監(jiān)控系統(tǒng)；⑤物流市場信息遙感精準服務系統(tǒng)；⑥農(nóng)產(chǎn)品貨源地遙感監(jiān)測系統(tǒng)；⑦農(nóng)產(chǎn)品物流調(diào)控系統(tǒng)；⑧農(nóng)產(chǎn)品物流服務終端系統(tǒng)。

2.2.1 天基信息物流綜合數(shù)據(jù)庫。天基信息物流綜合數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)主要負責組織、存儲、維護和支撐面向物流服務的海量空間信息分析、應用與服務，其系統(tǒng)組成主要包括2個部分。

（1）物流“天地一張圖”時空綜合信息倉庫。物流“天地一張圖”時空綜合信息倉庫是針對構(gòu)建物流“天地一張圖”的現(xiàn)代物流衛(wèi)星應用服務平臺所需而設計和研制的，除了物流“天地一張圖”所包含的數(shù)據(jù)成果外，時空綜合信息倉庫還包括生成物流“天地一張圖”所需的基礎數(shù)據(jù)、模型算法、特征數(shù)據(jù)以及業(yè)務運行數(shù)據(jù)等。這些數(shù)據(jù)主要通過基礎空間地理信息、模型算法、遙感應用特征、實驗驗證、信息產(chǎn)品、運行管理和信息服務等專題數(shù)據(jù)庫進行組織、存儲和管理。

其中，基礎空間地理信息庫有DEM庫、DOM庫、DLG庫、DRG庫、控制點庫、社會經(jīng)濟數(shù)據(jù)庫等組成，為海量空間信息分析、應用與服務提供空間基底、高精度控制和專題背景數(shù)據(jù)支撐；模型算法庫由數(shù)據(jù)處理模型數(shù)據(jù)、參數(shù)反演模型、信息提取算法、實驗驗證模型等組成，為信息產(chǎn)品生產(chǎn)、實驗驗證和信息集成與共享服務系統(tǒng)提供存檔和應用支撐；現(xiàn)代物流衛(wèi)星應用特征庫由陸地特征數(shù)據(jù)、大氣特征數(shù)據(jù)和水體特征數(shù)據(jù)組成，為空間信息提取與分析所需的模型算法研發(fā)及遙感3～5級信息產(chǎn)品生產(chǎn)提供遙感應用特征數(shù)據(jù)支撐；信息產(chǎn)品庫由3～6級物流遙感信息產(chǎn)品組成，負責為各系統(tǒng)提供信息產(chǎn)品支持；信息服務庫由用戶數(shù)據(jù)、訂單數(shù)據(jù)和系統(tǒng)管理服務數(shù)據(jù)等組成，為信息共享服務系統(tǒng)運行提供支撐；運行管理庫由元數(shù)據(jù)、安全信息數(shù)據(jù)、日志數(shù)據(jù)、監(jiān)控維護數(shù)據(jù)以及其他相關(guān)功能所需的基本數(shù)據(jù)等組成，為綜合數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的穩(wěn)定運行提供支撐。

（2）物流“天地一張圖”信息倉庫運行與服務支撐系統(tǒng)。物流“天地一張圖”信息倉庫運行與服務支撐系統(tǒng)基于分布式架構(gòu)由數(shù)據(jù)智能檢索子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)交換服務子系統(tǒng)、海量數(shù)據(jù)云存儲子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)匯集整編子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫安全管理子系統(tǒng)以及綜合數(shù)據(jù)庫運行管理子系統(tǒng)構(gòu)成，不僅可為時空綜合信息倉庫智能快速檢索、存儲、管理、運行安全提供支撐，而且可為用戶和應用系統(tǒng)提供信息數(shù)據(jù)共享和交換支撐服務。

2.2.2 天基信息物流集群生產(chǎn)系統(tǒng)。天基信息物流集群生產(chǎn)系統(tǒng)是一個集遙感、位置信息數(shù)據(jù)分析、處理、產(chǎn)品生產(chǎn)、過程監(jiān)管、質(zhì)量檢查以及入庫等功能于一體的服務系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、顯示增強、常規(guī)分析處理、影像編輯、鑲嵌配準處理，能夠進行涉及農(nóng)業(yè)遙感監(jiān)測的信息產(chǎn)品的生產(chǎn)，如正射產(chǎn)品、輻射產(chǎn)品、反射率產(chǎn)品、NDVI指數(shù)產(chǎn)品、LAI指數(shù)產(chǎn)品、生物量產(chǎn)品、耕地覆蓋產(chǎn)品、草地覆蓋產(chǎn)品、核心農(nóng)作物種植面積監(jiān)測產(chǎn)品、核心農(nóng)作物長勢監(jiān)測產(chǎn)品、農(nóng)業(yè)面源污染產(chǎn)品、核心農(nóng)作物估產(chǎn)產(chǎn)品等，可對數(shù)據(jù)生產(chǎn)作業(yè)進行有效調(diào)度和可視化監(jiān)控。

2.2.3 物流空間信息網(wǎng)絡化服務系統(tǒng)。物流空間信息網(wǎng)絡化服務系統(tǒng)主要實現(xiàn)多源空間數(shù)據(jù)資源的共享與發(fā)布，實現(xiàn)多級農(nóng)業(yè)物流信息的可視化查詢檢索、訂購、下載，可為用戶提供在線綜合顯示、軌跡追蹤、信息通訊和在線客服功能。同時，針對不同類型的用戶需求，可提供不同權(quán)限級別個性化的信息資源服務等。

2.2.4 “通、導、遙”一體化車輛監(jiān)控系統(tǒng)。將通信、導航、遙感等衛(wèi)星技術(shù)與當今的計算機網(wǎng)絡、地理信息系統(tǒng)、智能交通系統(tǒng)及監(jiān)控管理等技術(shù)相結(jié)合，建設和運營“通、導、遙”一體化車輛動態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)監(jiān)管重點運營車輛、特種行業(yè)車輛，強化車輛運輸生產(chǎn)安全監(jiān)督，提升運轉(zhuǎn)效率，提高企業(yè)信息化管理水平，加強監(jiān)管力度。

2.2.5 天基信息專題應用服務子系統(tǒng)。

（1）物流市場信息遙感精準服務系統(tǒng)。物流市場信息遙感精準服務系統(tǒng)是以物流“天地一張圖”空間信息為依據(jù)，實現(xiàn)對信息整合、資源共享、供應鏈優(yōu)化，提供物流市場信息的訂單需求發(fā)布、車輛匹配、倉庫狀態(tài)監(jiān)控、倉儲選址以及貨源信息挖掘等服務。結(jié)合導航、通信及移動終端，充分利用基于國產(chǎn)衛(wèi)星的物流服務綜合應用平臺，在道路網(wǎng)絡及時更新與道路信息推送、物流路徑規(guī)劃、低能見度下車輛導航、道路地質(zhì)災害與障礙物提醒等方面為物流車輛出行提供服務支持。

（2）農(nóng)產(chǎn)品貨源地遙感監(jiān)測系統(tǒng)?；诟叻直媛市l(wèi)星遙感數(shù)據(jù)，實現(xiàn)農(nóng)作物種植面積精準監(jiān)測、農(nóng)田面積信息提取、農(nóng)作物類型遙感劃分、農(nóng)作物長勢監(jiān)測、農(nóng)田土壤墑情監(jiān)測以及農(nóng)作物產(chǎn)量預測等功能。

（3）農(nóng)產(chǎn)品物流調(diào)控系統(tǒng)?；诒倍范ㄎ慌c導航服務，結(jié)合衛(wèi)星遙感、通信及移動終端技術(shù)建設農(nóng)資調(diào)撥物流監(jiān)測業(yè)務化子系統(tǒng)，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)物流監(jiān)測、糧食、農(nóng)資倉儲信息管理、應急運輸保障車輛監(jiān)控管理、農(nóng)業(yè)安全生產(chǎn)與運輸過程數(shù)據(jù)分析等功能，實時、動態(tài)監(jiān)控和管理日常、應急農(nóng)資運輸保障車輛，確保重要農(nóng)資調(diào)撥、運輸過程安全可控和應急救援效率，幫助農(nóng)業(yè)部門、農(nóng)資使用、生產(chǎn)、運輸、倉儲部門安全生產(chǎn)，協(xié)助交通運輸管理部門對重點監(jiān)控車輛進行實時管控、應急救援、遇險報警、資源調(diào)控等，實現(xiàn)后方管理部門對前方車輛、物資、工作人員的實時監(jiān)控指揮，從而提升工作效率，保障工作人員的生命安全及農(nóng)資調(diào)運安全。

（4）農(nóng)產(chǎn)品物流服務終端系統(tǒng)。以手持、車載終端為載體，結(jié)合衛(wèi)星導航、衛(wèi)星通訊、無線網(wǎng)絡等應用技術(shù)，融合云計算、移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，基于Android平臺，將3S技術(shù)融合，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)信息發(fā)布服務平臺，通過手持、車載農(nóng)業(yè)倉儲監(jiān)測業(yè)務終端、農(nóng)業(yè)物流監(jiān)測業(yè)務終端為農(nóng)業(yè)糧食、農(nóng)資儲運、調(diào)度、應急配給、防洪抗旱、防災減災提供業(yè)務支撐與輔助決策支持。

安徽農(nóng)業(yè)科學 2018年3 結(jié)語

物流行業(yè)涉及到現(xiàn)代物流行業(yè)的主管部門以及倉儲單位、運輸單位、駕駛員等多種不同的用戶。通過構(gòu)建互聯(lián)網(wǎng)+天基信息+物流的基于天基信息的物流服務模式，不僅進一步提升了物流行業(yè)的車貨信息消費，而且也將創(chuàng)造出新的空間信息消費領域，如物流衛(wèi)星貨源預測專題圖、車貨匹配最佳路徑分析、物流衛(wèi)星路網(wǎng)通行能力專題圖、物流衛(wèi)星路網(wǎng)可及度專題圖、物流車輛服務站點最優(yōu)布局專題圖、大宗商品物流趨勢分析等。

通過互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，以手機、PAD、車載終端為載體，為物流從業(yè)者提供快速的車貨信息交換，有效解決物流領域的車、貨信息不對稱問題，將極大地壓縮物流的成本；通過天基導航監(jiān)控，為物流運輸車輛提供最優(yōu)路徑規(guī)劃以及車輛維修，保養(yǎng)服務，降低車主的車輛維護成本；通過天基遙感監(jiān)測信息，加快運輸車輛的路網(wǎng)更新，將擴充物流服務范圍，降低車輛空載率，同時借助于遙感監(jiān)測手段，實現(xiàn)貨源的精準預測以及車輛運行道路安全風險預估，為物流承運人提供精準的物流信息服務。

借助于互聯(lián)網(wǎng)+天基信息+物流的新型物流服務模式，以遙感、導航為代表的空間信息快速進入物流行業(yè)的主業(yè)務，拓寬了物流行業(yè)服務范圍，提升了物流行業(yè)的服務水平。

今后的研究應著手搭建示范系統(tǒng)并選擇具體的應用示范區(qū)，結(jié)合該研究提出的基于天基信息服務的農(nóng)業(yè)物流綜合服務平臺架構(gòu)進行驗證和測試，為構(gòu)建精準物流信息服務平臺提供指導和參考。

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