基于用戶興趣模型的個性化農業(yè)信息推送系統(tǒng)

于輝輝++屠星月++郭承坤

摘要：為解決我國農業(yè)信息服務平臺利用率低、農民自主獲取信息能力差的問題，本研究在對農業(yè)信息化技術發(fā)展現(xiàn)狀和農戶的實際需求分析的基礎上，構建了農戶興趣模型，利用信息推送技術設計實現(xiàn)了個性化農業(yè)信息推送系統(tǒng)。該系統(tǒng)可構建動態(tài)用戶興趣模型并對其實時更新，實現(xiàn)了有效、準確的農業(yè)信息推送。

關鍵詞：農業(yè)信息；用戶興趣模型；信息推送技術

中圖分類號： S126文獻標志碼： A文章編號：1002-1302（2015）09-0458-03

農業(yè)信息化是發(fā)展現(xiàn)代農業(yè)的動力引擎，而相比于發(fā)達國家農業(yè)信息化程度，我國農業(yè)信息化的發(fā)展還相對落后[1]。近年來我國農業(yè)和農村經濟雖發(fā)展迅速，但由于我國農民的知識水平普遍較低使得實現(xiàn)農業(yè)全面信息化仍是一項相當艱巨的任務。其中，如何使得從事農業(yè)的人員及時獲得有效可靠的農業(yè)信息是實現(xiàn)農業(yè)信息化的重要內容之一[2]。傳統(tǒng)的農業(yè)信息服務方式已經不能滿足農戶、農商等從事農業(yè)人員對信息的需求。因此，部分傳統(tǒng)的農業(yè)信息服務諸如信息中心、圖書館、資料室等，必須革新其信息服務方式，充分利用當前先進的信息傳播技術實現(xiàn)高效率、高質量的信息服務[3]。與此同時，隨著Internet技術的發(fā)展，網絡上的信息資源呈指數(shù)增長，其膨脹趨勢日益增多，但采用Internet信息瀏覽方式獲取信息效率低且準確性差，且由于農業(yè)從業(yè)人員尤其是廣大的農民受物質條件和自身科技文化水平的限制，獲取信息等能力較弱。因此，如何使用戶識別信息、及時獲得信息服務是當前農業(yè)信息服務面臨的實際需求[4]。推送技術是一種新的信息服務模型，根據(jù)用戶的特定需求，對其搜索的信息進行過濾、處理、分類之后提供個性化的信息服務[5]。推送技術可充分利用已有的信息資源，主動開展信息推送服務，為農業(yè)相關人員及時提供市場供需信息、病蟲害防治信息、氣象信息推送等，進一步深化農業(yè)信息化進程[6]。針對如上的問題，本研究構建了農戶興趣模型，利用Web Services技術和信息推送設計實現(xiàn)了個性化農業(yè)信息推送系統(tǒng)，該系統(tǒng)可將信息服務提升到知識服務，以便廣大農民或從事與農業(yè)相關職業(yè)的人員實時有效地獲得所需的農業(yè)科技信息，以此提高我國農業(yè)信息服務的水平。

1系統(tǒng)需求分析

個性化農業(yè)信息服務的系統(tǒng)主要解決“信息獲取”“信息推送”“信息應用”這3個問題，即獲取什么信息推送給用戶，獲取的信息如何推送給用戶，推送的信息服務于誰的問題[7-8]。解決這些問題首先需要了解農戶的需求，然后采用信息檢索技術獲取所需數(shù)據(jù)，最終根據(jù)用戶的需求將獲取的信息利用推送技術推送給用戶。農村信息服務的主體對象主要包括廣大農民、農村基層農業(yè)技術人員、農村黨員干部、大學生村干部、農業(yè)企業(yè)、農業(yè)經紀人、種養(yǎng)大戶、回鄉(xiāng)創(chuàng)業(yè)者和農業(yè)科技園區(qū)管理者等，可見農業(yè)經營的群體規(guī)模十分巨大[8]。目前，大多數(shù)農業(yè)從業(yè)人員的科技文化素質還不高，但他們對信息和知識的需求十分迫切。為了實現(xiàn)信息的準確推送，需要根據(jù)用戶的需求實現(xiàn)對用戶分類即建立用戶興趣模型，滿足不同用戶對信息的需求[9]。通過需求分析確定了本系統(tǒng)主體架構與流程，如圖1所示：系統(tǒng)基于B/S架構進行設計，客戶端用戶通過瀏覽器訪問站點資源，同時系統(tǒng)通過瀏覽器和注冊信息建立用戶興趣模型。服務器端是推送系統(tǒng)的主要部分，首先服務器端定時從網站采集關于農業(yè)的信息資源，存入數(shù)據(jù)庫；同時服務器需采集站點的訪問日志并依據(jù)技術要求對日志進行處理，建立用戶訪問模式并結合用戶訪問網頁內容建立用戶訪問模式描述文件，構建用戶興趣模型庫。

2用戶興趣模型

用戶興趣模型是農業(yè)信息服務系統(tǒng)個性化信息推送的重要依據(jù)，即根據(jù)系統(tǒng)獲得的用戶信息構建用于表示用戶個性化需求的模型。目前建立用戶興趣模型的方法多種，如用戶信息抽取、用戶信息反饋，通常采用多種方式組合的方法進行用戶模型構建。圖2為本系統(tǒng)的用戶興趣模型構建方法，系統(tǒng)主要采用用戶信息抽?。ㄗ?、瀏覽行為、瀏覽內容等）和用戶信息反饋2種方法組合對用戶模型進行構建，彌補了僅采用注冊信息建立模型不可更新的缺點，并通過用戶信息反饋針對性地修改用戶興趣模型，從而建立一個相對全面準確的用戶興趣模型，為農業(yè)信息的準確推送奠定基礎。

2.1用戶信息抽取與反饋

用戶興趣模型初建時提取用戶的注冊信息，形成用戶的初步興趣庫并將提取的信息按照規(guī)則存入后臺用戶興趣數(shù)據(jù)庫中。由于根據(jù)用戶注冊信息初步構建的模型過于簡單，且簡單關健詞篩選機制容易造成信息的準確性差問題，因此需根據(jù)輔助信息（瀏覽行為、瀏覽內容等）對用戶的模型進行修改。同時，為更準確地表達用戶的信息需求，采用用戶反饋的方法，即引入用戶的興趣偏好對建立的興趣模型及時進行修改。

2.2三元組用戶興趣表達

利用三元組實現(xiàn)用戶興趣表達。農業(yè)網絡信息分類比較簡單明確，可以利用關鍵詞對信息進行分類，因此用Keyword表示關鍵詞組向量，用Person表示用戶分類，即用表示了用戶對信息的需求。為得到更加準確的興趣模型，采用了用戶反饋的方式對該模型進行實時修改。其中用戶反饋信息用Situation表示，該特征是用戶對所收到的推送信息給予的主觀評價，表示了用戶的興趣度。最終將用戶興趣模型定義為一個三元組：。其中Keyword的定義如下：Keyword=，其中R表示關鍵詞之間的邏輯與、或、非關系。Person為上述的用戶所期待的目標分類，使用1，2，3，…，n表示分類代號。Situation對應于用戶對信息的反饋評價，將situation根據(jù)用戶對信息的興趣度按照從高到低的順序分成5類：很好、好、一般、差、很差，在數(shù)據(jù)庫中分別用數(shù)字5、4、3、2、1來表示信息的權值。

2.3用戶興趣模型構建流程

隨著用戶查詢次數(shù)和反饋次數(shù)的增多，將形成大量的三元組合，對其進一步挖掘，即可構建用戶興趣模型。當用戶收到系統(tǒng)推送過來的信息并給出相應的評價后，推送給用戶的來自Person（類）含有Keyword（關鍵詞）的信息將屬于一個特定的Situation。這樣經過用戶與系統(tǒng)的反復交互過程，每個Situation都有1個對應于一系列三元向量的詞典。初期，詞典為空，每收到用戶1次反饋信息，都根據(jù)對應的Person和Keyword更新對應的Situation詞典。若相應的第1次出現(xiàn)，則將它記錄到詞典中，若詞典中有該二元向量，則將它的數(shù)量傳到詞典中。由此，將用戶接收的來自某一個category含Keyword的信息表示為1個的三元組，每個用戶的興趣都可以描述成多個這樣的三元組。每個對應1個Situation，Situation可等于5個不同的值，每個Situation都有1個詞典。這幾個概念以及實際的數(shù)據(jù)結構組成了表示用戶對特定信息的感興趣程度，據(jù)此建立相應的用戶興趣模裂，如圖2所示。由于用戶的興趣、知識等會隨時間變化而變化，因而建立的用戶興趣模型也要隨之變化。用戶興趣模塊會根據(jù)每一條用戶反饋更新對應的Situation詞典，這樣就能及時地更新、完善系統(tǒng)對用戶興趣的理解。

3系統(tǒng)設計

3.1系統(tǒng)架構

系統(tǒng)的總體架構如圖3所示。它主要由服務層、網絡層和應用層3部分構成，其中服務層由服務器和中間服務器構成，網絡層中數(shù)據(jù)與信息可通過Internet、3G/WLAN等網絡傳輸。服務層包括農業(yè)信息數(shù)據(jù)庫和農業(yè)數(shù)據(jù)倉庫，主要信息來自于與農業(yè)信息相關的互聯(lián)網；中間服務器可自動利用Heritrix框架進行特定農業(yè)信息的收集，并結合基于Web的數(shù)據(jù)挖掘技術獲取農民直接關心的最新的農業(yè)科技信息、市場供求信息、國家政策信息、市場行情等；應用層中的手機客戶端是面向android智能手機用戶而開發(fā)的應用，主要功能包括兩大部分，一是農業(yè)信息瀏覽查詢；二是農產品供需信息發(fā)布。

3.2系統(tǒng)功能模塊設計

系統(tǒng)的服務對象主要為涉農人員，例如農民、農產品貿易人員、農技人員、農業(yè)科研人員等。系統(tǒng)的目標是針對這些用戶的需求，根據(jù)用戶興趣模型，定時為農戶提供最新農業(yè)信息。本系統(tǒng)中信息源主要來自農業(yè)綜合信息服務平臺，所有的農業(yè)信息都來自該平臺的數(shù)據(jù)庫。系統(tǒng)的功能模塊如圖4所示：

（1）用戶管理模塊：用戶管理模塊對用戶信息進行管理，該模塊重點實現(xiàn)用戶興趣模型的構建。該模塊可抽取用戶的注冊信息、瀏覽信息、反饋信息等存入到數(shù)據(jù)庫中，根據(jù)興趣模型的構建方法構建興趣模型。因此，該模塊是系統(tǒng)重要的組成部分，是實現(xiàn)個性化農業(yè)信息推送的關鍵環(huán)節(jié)之一。

（2）信息采集模塊：信息采集模塊從農業(yè)綜合信息服務平臺上獲取農業(yè)科技信息、市場供求信息、國家政策信息、市場行情等農業(yè)信息。

（3）信息推送模塊：信息推送模塊主要包括RSS（really simple syndication，簡易信息聚合，也叫聚合內容）信息發(fā)布功能、郵件推送功能、短信推送功能。RSS信息發(fā)布功能是負責將采集的信息資源進行再組織，使信息資源符合RSS規(guī)范再發(fā)布，以便供用戶使用。郵件推送功能和短信推送功能是系統(tǒng)的最終目的，是根據(jù)用戶需求選擇的服務方式。

（4）后臺管理模塊：后臺管理模塊主要對后臺的數(shù)據(jù)庫、系統(tǒng)參數(shù)及用戶的權限等功能進行管理。

3.3系統(tǒng)流程設計

系統(tǒng)的流程設計如圖5所示。首先用戶注冊登錄，該步驟可以獲得用戶的原始信息；然后根據(jù)用戶的瀏覽信息、反饋信息等構建用戶的興趣模型；最后，系統(tǒng)將獲得的農業(yè)信息根據(jù)用戶興趣模型，以RSS信息、郵件及短信的方式推送農業(yè)信息服務。

3.4關鍵技術

本系統(tǒng)中涉及的關鍵技術包括RSS信息發(fā)布、信息推送等，具體如下：

（1）RSS信息發(fā)布技術：RSS為一種新的推送技術，獲得了廣泛的應用，并極大地推動了信息服務的發(fā)展。RSS信息推送服務的原理為：內容提供者提供RSS feed并根據(jù)內容的變化實時更新RSS feed，用戶借助RSS閱讀器把RSS feed的URL地址添加到閱讀器中，定時同步RSS feed的信息即可閱讀，同時也可以根據(jù)自己的需求進行訂閱服務。

（2）信息推送技術：信息推送主要是短信推送和郵件推送。短信推送是該系統(tǒng)的首要設計，該推送技術是繼廣播、報紙、電視和網絡四大媒體之后的一種新興的大眾傳播媒體，業(yè)內人士稱之為第五媒體。由于手機短信具有接收簡單、價格低廉、覆蓋面廣等優(yōu)勢得到了農民廣泛的應用。郵件推送則是以E-mail推送的方式，是最簡單也是目前應用最廣泛的一種推送方式。隨著網絡的日益普及，電子郵件已經成為人們交流的一種常用工具和人們獲取信息的一種重要手段。

4結束語

將傳統(tǒng)網絡環(huán)境下的農業(yè)信息推送和信息服務擴展到農業(yè)知識推送和知識服務，是農村信息服務的必然趨勢和發(fā)展方向。本研究在Web Service開發(fā)平臺的基礎上，構建了三元組用戶興趣模型，結合RSS發(fā)布技術、信息推送技術、數(shù)據(jù)庫技術等分析研究了個性化農業(yè)信息推送系統(tǒng)。該系統(tǒng)可構建動態(tài)用戶興趣模型并對其實時更新，有效、準確地實現(xiàn)了農業(yè)信息推送。通過本系統(tǒng)，用戶可以隨時隨地通過手機學習和了解感興趣的最新農業(yè)科技信息，也可對農產品的需求、價格等信息進行發(fā)布與收集，還可實現(xiàn)物流配送往來的信息交流，最終解決農業(yè)信息推送和農產品流通難題，提高農民在市場中的競爭力，增加農民收入。

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