浅议云计算在农业信息化中的应用

    [摘要] 云计算服务与传统的互联网服务相比，可以节省信息平台建设基础设施的投资和减少平台搭建的工作量，可以降低信息技术的使用门槛，更适应当前我国农业信息化的需求。应用云计算技术服务农业信息化建设，将为我国农业信息化的发展提供不容忽视的推动力。
        [关键词] 云计算，农业，信息化
        云计算是未来互联网发展的趋势和方向，与传统的互联网服务相比，在信息技术应用水平较低的地区，云计算更适合推广和应用，适应农业信息平台的建设和农业信息资源整合管理的需求，适应农业信息化用户的特点。将云技术引入农业信息化领域，建立各级各类的农业信息化网络管理平台，将极大推动我国农业信息化的发展。
        1 云计算及其服务模式
        1.1 云计算及其发展现状
        云计算是一种商业计算模型，它将计算任务分布在大量计算结构构成的资源池上，使用户能够按需获取计算力、存储空间和信息服务。云计算的核心概念是资源池，这种资源池称为“云”。“云”是一些可以自我维护和管理的虚拟计算资源， 通常是一些大型服务器集群，包括计算服务器、存储服务器和宽带资源等。云计算是并行计算、分布式计算和网格计算的发展，或者说是这些计算科学概念的商业实现。云计算技术体系结构分为4层：物理资源层、资源池层、管理中间件层和SOA （ Service-Oriented Architecture，面向服务的体系结构）构建层。物理资源层包括计算机、存储器、网络设施、数据库和软件等；资源池层是将大量相同类型的资源构成同构或接近同构的资源池，如计算资源池等；管理中间件层负责对云计算的资源进行管理，并对众多应用任务进行调度，使资源能够高效、安全地为用户提供服务；SOA构建层将云计算能力封装成标准的Web Service 服务，并纳入SOA体系进行管理和使用，包括服务接口、服务注册、服务查找、服务访问和服务工作流等[1].
        云计算自从2006年诞生以来，发展非常迅速。最先是亚马逊推出弹性计算云（EC2） 服务，让中小型企业能够按照自己的需要购买亚马逊数据中心的计算能力，云计算模式就此诞生。随后在短短的两年间，云计算模式产生了巨大的影响力，Google、Microsoft、Yahoo、Amazon和IBM等世界各大IT 巨头都投入巨资进行云计算的研发，纷纷推出自己的云计算服务方案，如Google 的Google AppEngine、Amazon的AWS、Microsoft 的Windows Azure等。
        在国内，云计算发展也非常迅猛。2008年，IBM先后在无锡和北京建立了两个云计算中心；世纪互联推出了CloudEx产品线，提供互联网主机服务等；中国移动研究院建立了1 024个CPU的云计算试验中心；解放军理工大学研制了云存储系统MassCloud.2009年全国首届云计算论坛成功举办，并正式发布了国内首个云计算产业白皮书，对云计算的机遇及未来作了大胆的预测。云计算服务的优势迅速被业界认可，并被积极探索应用和大力推广。
        1.2 云计算的服务模式
        云基础设施即服务（IaaS）、云平台即服务（PaaS）、云软件即服务（SaaS）是云计算的3种服务模式。
        1.2.1 云基础设施即服务（IaaS，Cloud Infrastructure as a Service）
        云基础设施即服务，系统供应商可以向用户提供同颗粒度的可度量的计算、存储、网络和单机操作系统等基础资源，用户可以在之上部署或运行各种软件，包括客户操作系统和应用业务。
        1.2.2 云平台即服务 （PaaS，Cloud Platform as a Service）
        云平台即服务是指云计算平台供应商将业务软件的开发环境、运行环境作为一种服务，通过互联网提交给用户。云平台即服务，需要构建在云基础设施之上。用户可以在云平台供应商提供的开发环境下创建自己业务应用，而且可以直接在云平台的运行环境中运营自己的业务。
        1.2.3 云软件即服务（SaaS，Cloud Software as a Service ）
        软件即服务，是指运营商通过互联网，向用户提供软件服务的一种软件应用模式。云SaaS，要求软件业务运行在云平台服务层或构建在云基础设施层之上。云SaaS的优势，体现在后台资源的动态伸缩和流转上，资源可扩展性更强，这一重大优势是传统SaaS所不具备的。传统的SaaS（软件即服务）直接构建在硬件设备之上，不能实现后台资源的多租户共享，也无法实现资源的动态流转，而云计算可以实现后台资源的动态伸缩和流转，可以以公开的标准和服务为基础，提供安全、快速、便捷的数据服务，包括云计算、云存储、云安全等。
        1.3 云计算服务的优势
        云计算作为一种新兴技术，其能力十分强大，对服务提供商来说需要解决的技术问题比较复杂，比如：应当着力于提高网络数据处理和存储能力，致力于低碳高效地利用基础资源，应着重从高端服务器、高密度低成本服务器、海量存储设备和高性能计算设备等硬件基础设施领域，提高云计算数据中心的数据处理能力[2]，提高服务的可用性，解决数据的安全性和可审计性等。
        但是，对管理信息系统建设开发者和用户而言，与传统互联网服务相比较，使用云技术，就是用较低的成本使用一种原来不可能使用的服务，云的用户可以共享云中基础设施、云平台（业务软件的开发环境、运行环境）和软件服务。
        第一，信息系统建设者在建设各级各类的网络信息硬件平台时，通过共享云中的基础设施，可以节省基础设施的投资。
        第二，信息系统开发人员在整合海量、分散的信息资源，建设信息管理系统时，通过云平台（业务软件的开发环境、运行环境）的共享可以减少平台搭建的工作量。
        第三，当终端用户使用基于云计算技术建设的应用系统时，云技术使不懂计算机的人轻松使用计算机成为可能，就像家庭使用天然气一样，只需会开天然气阀门的开关，不需要了解天然气生产、运输的各个环节 [3].
        与互联网服务相比，云计算服务深度和广度都有巨大提高。正是云计算的这种优势使其迅猛发展，在全球各大网络服务提供商的积极推动下，云计算应用广泛渗透到各个领域。
        2 我国“农业”信息化现状
        “三农”领域的信息化建设，具体讲包括农村地区电子政务建设、农业综合信息化服务、信息村建设、智能农业等多个领域的信息化。随着我国经济的快速发展和信息技术不断发展和普及，各级政府和涉农企业及农民逐步认识到农业信息化的重要性，变被动为主动，积极推动农业信息化的全面发展。
        2012年3月16日，农业部开始在全国范围内启动“12316信息惠农家”活动。该活动目前已经上线了基于互联网技术的“12316中国农业信息网”中央农业信息平台，各地市也有众多地方平台加入，形成了初具规模的农业公共服务平台，有针对性地为农业用户提供专业、特色及满足个性化需求的信息资源。同时，农业部也已经与中国电信、中国移动、中国联通分别签署了农业信息化合作的相关协议，将在三农各领域中积极引入3G、物联网、云计算等新兴技术，为各级农业部门提供全面的技术支撑和服务保障，积极推动农业信息化发展。
        目前各地新型农业合作社蓬勃发展，但是大多数规模较小，管理不够，资金不足，使用信息技术的能力较差；农民计算机拥有率和使用率较低；农村地区网络基础设施建设水平偏低，这也阻碍了信息技术在农业领域的推广。
        3 云计算在农业信息化领域的应用优势
        在信息技术应用水平较低的地区，与传统的互联网服务相比，云计算共享基础设施、节省投资的特点，非常适合农业信息平台的建设需求，云平台（业务软件的开发环境、运行环境）的共享适应农业信息系统建设的需求；云服务利于农业信息资源整合；基于云计算的系统使用的简便性，更适应农业信息化用户的特点，便于推广应用。
        3.1 云服务节省农业信息平台建设基础设施投资，简化平台建设工作
        可以利用云计算“云基础设施即服务”的特点，在系统供应商提供的计算、存储、网络和单机操作系统等基础资源之上开发运行各种软件（包括客户操作系统和应用业务），大大节省建设各类农业信息平台的基础设施投资。还可以利用云计算的“云平台即服务”的特点，在云平台供应商提供的业务软件开发环境、运行环境下创建各种农业信息系统的业务应用，而且可以直接在云平台的运行环境中运营各项业务。这可以降低农业信息平台或农业信息系统建设的技术复杂程度，一定程度上降低了开发技术人员的工作量，可以简化农业信息平台建设过程。
        3.2 云服务利于农业信息资源整合
        我国分散的农业生产方式决定了农业信息资源分散，收集成本较高，整合困难。就信息服务领域而言，作为一种共享的基础架构，云计算可以很方便地整合各类信息资源。云存储让用户可以使用包括手机在内的多种终端通过Internet随时访问自己的数据，建立属于自己的信息中心，并可以通过多种方式随时连接互联网来查看信息，而不用关心存储器的问题，低成本的云存储可以降低高昂的数据汇总成本，拓宽了信息服务广度，降低了信息化的门槛，提升了信息服务效益。
        3.3 云计算服务适合农村终端用户的特点
        3.3.1 云计算降低了信息化技术在农村使用的技术门槛
        云计算对终端用户信息技术应用能力的要求很低。普通用户可以采用多种设备访问云端，可以是电脑也可以是手机等移动终端，只要能连网络、有一个浏览器，不用安装种类繁多的应用软件，不用关心数据的存储位置，不用关心数据的安全，不用关心所需的应用程序是否需要升级，甚至不用安装杀毒软件和防火墙就能满足日常的需要。这一切工作都是由云计算中心负责完成的，云团队里有专业的组织和专业的人员为用户提供专业的服务。农民用户只需选择自己喜欢的云计算服务商，购买自己所需的服务并为之付费。
        3.3.2 云计算服务的付费方式和对终端的要求低降低了费用门槛
        云用户按使用的量计费，就是根据用户实际使用的时间和具体的流量来计费，有别于以前的峰值计费和包月包年制，在计费方式上走向精细化，较低的收费使农村用户更容易接受。用户甚至不用购买电脑，用手机终端即可以登录云端，降低了费用门槛。这一特点对农村用户来说，扫除了使用障碍，便于各种农业信息平台的推广应用。
        3.3.3 云计算增强了用户体验，服务界面统一，容易被农村用户接受
        云计算时代数据资源、管理资源充分整合，在互联网上以服务的方式，提供给用户，可以实时互动响应，虽然云里有若干台计算机在运行，但对云外的用户来说他只看到一个统一的服务界面，方便农民用户使用，增强了用户体验感。积极的用户体验会提升农民对企业和机构的信任，培育忠诚度，提高农民用户的满意度。
        3.3.4 云计算的主动推送式信息服务
        信息主动推送服务的目的是根据信息用户需求，将最佳适合度的信息在恰当的时间主动传递给恰当的人，把以往的“人找信息”变成“信息找人”。进入云计算时代，推送服务在原来基础上有了发展，具备了针对性、动态性和时效性的特点，可以根据不同用户的不同需求，及时将信息进行推送处理，便于农业管理机构向农民传送信息。
        4 结 论
        目前，农业领域信息化需求强劲，但农业信息化起步晚，农村资金力量和信息技术力量比较薄弱。云计算技术虽然是一项新兴技术，但它与生俱来的优势令当前农业信息化发展中出现的问题迎刃而解，因此，我国应该顺应这种技术的发展趋势，在农业信息化中采用云计算技术。由于上述云计算的优点比传统网络服务更加切合农业信息化的建设需求，决定了云计算必将在“农业”信息化领域有崭新的增长点和广阔的发展空间，为我国农业信息化提供原动力。
        主要参考文献
        [1] 刘鹏。 云计算[M]. 北京： 电子工业出版社，2010.
        [2] 路正国， 毛 毳。 基于云计算的信息服务模式探析[J]. 科技信息 ，2012（11）：118-122.
        [3] 钱坤。 浅议云计算在农业管理信息系统中的应用[J]. 湖北农业科学，2012，51（1）：160-162.
        [4] 涂维亮。 我国农村信息化系统工程建设模式探讨[J]. 2009，48 （7）：1787-1789.
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