农业数据管理、传递、控制、共享的过程中，信息对象的标识码是极其关键的编码，应具有唯一性和统一性。近年来，设施园艺在自动化、信息化、智能化等方面的技术需求大，发展速度快，但数据资源的标准化程度发展不够。由于设施园艺中信息分类编码体系不统一，导致大量信息处于“信息孤岛”状态，影响了信息资源的共享互通，阻碍了农业信息化的发展。因此，设施园艺中数据资源的合理应用变得越来越迫切，对信息分类与编码的规范要求日益凸显，已成为目前设施园艺中亟待解决的问题。对于农业信息分类和编码方法的探索，国内专家学者对分类思路、分类原则和方法进行了许多开创性研究，并提出了一些分类和编码方案。例如：符海芳提出的多维农业地理信息分类编码。骆浩文等人制定了《种养业信息分类与代码》地方标准。福建省农业科学院植物保护研究所提出了一种基于农业种养对象的分类；陈娉婷提出了农业信息化应用的肥料分类与编码的设计思路等。但有关设施园艺信息分类编码的研究涉及较少。设施园艺中信息对象的分类编码应以农业中已有的信息分类和相关国家、行业标准作为依据。截至目前，中国共发布了221项与设施园艺相关的标准。然而，要将设施园艺中所有的信息对象进行整理还需对涉及的其他行业标准进行查阅。对与设施园艺中相关标准进行分析后可将其分为2类：第1类，设施园艺信息对象已有可参考的行业或国家标准的分类编码方法，例如：GB/T36378.1-2018《传感器分类与代码第1部分：物理量传感器》、GB/T32808-2016《阀门型号编制方法》、GB/T19378-2017《农药剂型名称及代码》、GB/T27612.1-2012《农业灌溉设备喷头第1部分：术语和分类》、GB/T18690.1-2009<<农业灌溉设备微罐用过滤器第1部分：术语、定义和分类》、GBT10405-2009《控制电机型号命名方法》等等凹11|。第2类，设施园艺中信息对象只有各自的技术参数，需要整合后分类编码，例如：GB18382-2001《肥料标识内容和要求一条文释义》、GB15063-2001《复混肥料(复合肥料)》；GB/T13664-2006《低压输水灌溉用硬聚氯乙烯(PVC-U)管材》、JB/T10294-2001《湿帘降温装置》、NY/T1364-2007《温室齿轮开窗机》、NY/T1365-2007《温室齿轮拉幕机》等等[12-17]。由以上对农业中相关标准和编码方案的分析可以看出，设施园艺中已有部分可以借鉴的编码，对信息对象的分类起到一定的规范引领作用。但由于设施园艺中信息对象较多，还有很多相关分类编码没有标准，而且信息对象之间并没有必然的联系。这就需要找到一个明确的逻辑主线，对所需分类的设施园艺信息对象进行刻画，建立一个统一的设施园艺分类编码体系，进而使得设施园艺中信息通讯的标识码得到统一。为此，采用混合分类法和区位码的编码方式，对设施园艺中现有的信息对象进行分类编码研究，以期构建统一的设施园艺信息分类编码体系，使得各系统之间的互译共享成为可能。

1、设施园艺信息分类体系构建

1.1 设施园艺信息分类原则

基于以上对当前农业分类体系的分析，充分考虑设施园艺信息对象的内容、信息管理和信息需求特征，借鉴农业中信息分类的经验，提出了一种既满足信息资源管理需要，又适用于农业信息化应用的设施园艺分类方法。遵照GB/T7027-2002《信息分类和编码的基本原则与方法》中的要求，该分类方法在构建过程中应满足以下原则：①科学性，即应以设施园艺中最基本的属性或特征作为分类的依据；②系统性，即将信息对象的属性和特征按一定的规则进行分类和整理，形成一个科学合理的分类体系；③规范性，即设施园艺中所有的名称命名规范、分类方法应符合国际国内和相关行业标准规范的要求；④兼容性，即要考虑全面最大程度的包含设施园艺中所有的信息对象；⑤可扩延性，即考虑到新的信息添加，要设置并留有足够分类类目，保证新的信息添加时不改变原有的分类结构；⑥综合实用性。即分类要从设施园艺系统整体出发，在满足使系统达到最优的前提下，尽量使得设施园艺中各部分分类方法达到最优。

1.2 设施园艺信息的分类

设施园艺信息搜集整体采用自底向上的方法。利用现有设施园艺的相关标准为依据，首先从最基本的信息进行整理。例如对灌溉管件的种类、型号的分类、电机型号命名方法的分析、传感器针对设施园艺具体的分类原则和其属性的搜集、肥料类别的归属等；其次从整体上把信息对象按着规律进行分析归类，分为几个大类，使之归属在更加符合设施园艺应用需求的分类类目之下，直至最后的设施园艺全局分类。信息分类的基本方法有3种，即线分类、面分类和混合分类。线分类法又称为层次分类法，具有实用性强、逻辑性强的特点，既符合传统的信息手工处理习惯，也方便计算机对信息数据的处理，但分类结构稳定之后不易修改；面分类法则具有可扩展性强，结构灵活性好的优点；混合分类法是线分类和面分类的组合，一种分类法为主要方法，另一种是补充分类方法。分类是编码的基础工作，也是决定编码质量的重要因素。根据设施园艺信息分类的构建原则，考虑检索管理需求和农业信息化应用的特点，采用混合分类法。首先用面分类法将设施园艺中的信息对象划分为8个面：温室类型、栽培介质、种植对象、设施装备、装备材料、肥料、农药和技术标准；然后再根据每个面具体分类的特点采用线面结合的方法进行详细分类。其中，设施装备是设施园艺中成组的装备分类；装备材料是设施园艺的材料库包含了设施园艺中可以替换的各种设施材料、器件等。具体分类如图1所示。

2、设施园艺信息编码体系设计

2.1 设施园艺信息编码原则

设施园艺信息编码是在分类的基础上设计的编码结构，采用统一的符号将设施园艺信息分类进行代码化，形成代码元素集合。代码集中元素应符合以GB/T7027-2002((信息分类和编码的基本原则与方法》为基准的编码设计原则口8I：①唯一性，即编码完成后设施农业中每个信息对象都只有唯一一个代码与之对应；②合理性，即代码结构应与上述分类体系相兼容；③可扩充性，即标识符应保留足够的长度，以兼容目前和未来各个节点标识符的使用扩充需求；④简明性，即设施农业中标识符的编码设计应该遵循尽可能简明的设计原则；⑤适用性，即代码应尽可能反应设施农业中编码对象的特点，适用于不同的相关领域，支持系统集成；⑥规范性，即在整个设施农业分类编码标准中，代码的类型、代码的结构以及代码的编写格式应当统一。

2.2 设施园艺信息的编码

2.2.1 编码规则

基于以上原则借鉴信息交换用汉字编码字符集和信息交换用7位编码字符集的编码技巧，采用区位码的方式将设施园艺中的信息对象进行编码口卜“]。具体编码分配原则如下：代码表中区号是行号，位号是列号，其中区号和位号各采用1个字节标识。设施园艺信息对象采用“区号+位号”2个字节组合表示，这里区号是o～255范围内的数，位号是0～255范围内的数。代码表的各个位置同代码的各个“区号+位号”字节组合一一对应。首先分配区号，共分为16个区用0000XXXX～1111XXXX表示，分配区号时需要兼顾各个类别的级数和各级元素的数量，并保证在位号上也留有可支配元素；其次分配位号每个位需要在对应区的256范围内把余下的所有元素表示出来，同理如果余下元素的级数不止1级也要同时考虑分类的级数和各级元素的数量，依次进行，最终使得设施园艺所有的信息对象在区位码组成的256×256个空间内合理分配(图1)。

图1 设施园艺信息分类

2.2.2 编码实例

(1)温室类型与栽培介质。以温室类型与栽培介质为例进行区号分配的说明，这2类分类级数比较少，可将2个类别合并在1个区下，即0000XXXX。然后再从区的低4位的最高位开始进行细分，为温室类型和栽培介质各分配1个位置，即00000xxx、0000lxxx；同时考虑在位号上也要留有足够的层级，不应将所有层级全部分到区号上，所以在区号上只分配到2级类。同理后边的分类依次确定所在区号的位置。图中的“其他”是为每个层级分类的预留位置，保证原有分类的可扩展性。其中区号的代码分配如图2所示。

图2 区号代码分配

(2) 肥料。以肥料为例对整体区位码分配进行说明，肥料分类共有5级，1个1级类4个2级类6个3级类26个4级类185个5级类。肥料的区位码分配如图3所示。

 图3 月巴料区位码分配

将肥料的前3级分类分配在区号。4级、5级分类分配在位号。前3级区号的代码分配：按次序1级类肥料应分配代码为0110XXXX。4个2级类在1级类的低4位再细分。分配位置时从低4位的最高位开始。例如：01100xxx、01101xxx只可表示2类，不能完全表示4个2级类，需要低4位的前2位再分配，表示出来就是011000xx、011001xx、011010xx、01101lxx。同时4个2级类刚好把4个位置占满，缺少了预留位置，所以1级类还得扩充2位，最终2级类肥料应分配代码为0110xxxx～0111XXXX。3级类在各自的2级类下面再进行细分，例如：无机肥3级类有3个分类，而其所对应的2级类可分为4个，最后1个就可以作为预留。4、5级位号的代码分配：由于肥料下面的具体分类不同，分配位置时需要同时考虑5级类的具体分类有多少来分配位置，例如：大量元素肥的4级类有4种分类，需要占位号的前3位来分类，可表示8种分类。将4级类的4种分类表示结束时，剩下的4个位置作为预留，4级类的具体表示为氮肥000xXXXX、磷肥001xXXXX、钾肥010xXXXX、氮磷/氮钾/磷钾复合肥011xXXXX。此时位号的字节还剩余5位，可用于5级类信息的代码表示，即每个4级类可包含32个5级类的具体信息。设施园艺信息代码采用“区号+位号”组合表示：例，硫酸铵0110000000000000。将设施园艺中所有信息对象进行编码分配后，占用了9个区，而且分配时为每个类别都留有足够的预留位置。编码空间剩余7个区。共28672个位4、5级位号的代码分配：由于肥料每个3级类置，保证了以后添加的扩展需要。

3、结论

设施园艺作为现代农业主要形式之一，已经成为世界各国农业发展的重点。随着设施园艺向着智能化信息化发展，信息标准的滞后与发展速度之问的矛盾日益突出。对蕴藏着巨大价值农业数据资源的整合应用已成为亟待解决的问题。本研究首先在参考相关的国家标准、行业标准的基础上，通过搜集整理设施园艺中信息对象的种类、属性等基本信息，采用自底向上的方法建立了设施园艺信息分类体系；然后采用基于区位码的编码原理，结合科学性、综合实用性、系统性等原则，理论联系实际，提出了设施园艺的分类编码体系。该体系是适用于数据传输的信息交换用分类编码体系，统一了设施园艺信息资源的分类思路，促进了设施园艺信息资源的整合与共享，并在设施园艺信息数据标准的建设中发挥积极作用。

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基金项目:河北省重点研发计划项目(17227206D)｡