顧永泉 （上海市奉賢區(qū)農(nóng)業(yè)信息服務(wù)中心 201400）

淺析現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中大數(shù)據(jù)的發(fā)展與應(yīng)用

顧永泉 （上海市奉賢區(qū)農(nóng)業(yè)信息服務(wù)中心 201400）

為推動現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展促進大數(shù)據(jù)在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用，分析了農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)的構(gòu)成與發(fā)展、當前大數(shù)據(jù)與農(nóng)業(yè)結(jié)合應(yīng)用的具體模式，并針對當前農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)發(fā)展中存在的問題提出了相關(guān)建議。

大數(shù)據(jù)；現(xiàn)代農(nóng)業(yè)；應(yīng)用；問題；建議

當今社會已是全面信息化的社會，農(nóng)業(yè)信息化是我國實現(xiàn)全面小康的重要基石,既能促進我國傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的改造，又能提高農(nóng)業(yè)經(jīng)濟效益，從而推動我國現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展。隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展，數(shù)據(jù)正逐步成為國家的戰(zhàn)略資源，而數(shù)據(jù)能力逐漸演變?yōu)楝F(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的重要力量，同時也正在慢慢變化成為推動國家進步的競爭力。為此，筆者分析了農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)的構(gòu)成與發(fā)展、大數(shù)據(jù)與農(nóng)業(yè)結(jié)合應(yīng)用的具體模式，并針對當前農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)發(fā)展中存在的問題提出了相關(guān)建議。

1 農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)概述

1.1 農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)的概念和特征

農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)是指現(xiàn)代農(nóng)業(yè)各項活動中形成的海量、具有潛在價值的數(shù)據(jù)。隨著農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、云計算、移動互聯(lián)等技術(shù)在農(nóng)業(yè)中的逐步應(yīng)用，農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)現(xiàn)已呈現(xiàn)井噴趨勢，是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)建設(shè)、發(fā)展與管理的重要參考基準。

農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)的主要特征可用“5V”概括：（1）Volume（體量大），現(xiàn)代農(nóng)業(yè)積累了海量數(shù)據(jù)；（2）Velocity（速度快），農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)的產(chǎn)生速度快，且其中流數(shù)據(jù)需要以秒乃至毫秒計量；（3）Variety（多樣性），農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)來源廣闊、種類繁多，多種結(jié)構(gòu)、非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)并存；（4）Veracity（真實性），農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)是真實的，但也存在著不完整性，如數(shù)據(jù)噪聲、數(shù)據(jù)缺失、數(shù)據(jù)不一致等；（5）Value（價值巨大），農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)蘊含著巨大價值，大數(shù)據(jù)的目標在于從數(shù)據(jù)中挖掘價值，用數(shù)據(jù)分析、決策及創(chuàng)新。

1.2 農(nóng)業(yè)發(fā)展歷程

農(nóng)業(yè)是具有最長久歷史的傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，而今正面臨著一場歷史性變革。隨著信息化發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算、智能機器人等新興技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的不斷滲入，以往人們固有印象中“面朝黃土背朝天”的傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)形象正在發(fā)生巨大轉(zhuǎn)變，向著更加精準化、智能化的方向發(fā)展。

我國農(nóng)業(yè)歷經(jīng)了多個發(fā)展階段，傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)1.0時代主要生產(chǎn)手段是人力畜力；農(nóng)業(yè)2.0時代步入了機械化農(nóng)業(yè)時代，農(nóng)業(yè)機械替代了人力成為新的生產(chǎn)手段；農(nóng)業(yè)3.0時代是生物-化學農(nóng)業(yè)時代，該時代以廣泛應(yīng)用雜交種，大量使用化肥、農(nóng)藥，大幅度提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)水平為主要特征；如今進入了農(nóng)業(yè)4.0時代，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)進入智能化時代，以信息作為最重要的生產(chǎn)要素，以互物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算、智能機器人等新興技術(shù)為其主要特征。

近年來，我國農(nóng)業(yè)信息化水平逐年提高，現(xiàn)代化的信息技術(shù)裝備因而得以廣泛應(yīng)用，農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)也因此呈現(xiàn)出指數(shù)方式增長，每年農(nóng)業(yè)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量約為8000PB（1PB=1024TB，1TB=1024GB），且每年以50%～80%的速度增長，使農(nóng)業(yè)已邁入大數(shù)據(jù)時代。正因為有了數(shù)據(jù)的支撐，農(nóng)業(yè)正在變得更加“智慧”。

1.3 農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)的類型

1.3.1 農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測數(shù)據(jù)

農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)是指將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用于農(nóng)業(yè)，從而達成對農(nóng)業(yè)信息的全方位、多角度、實時的感知，并輔以可靠的傳輸與智能化處理，用以達成農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的自動化、智能化、精準化與標準化。

1.3.2 氣象數(shù)據(jù)

氣象數(shù)據(jù)向來與農(nóng)業(yè)發(fā)展息息相關(guān)。農(nóng)作物的生長發(fā)育受氣候的影響較大，光照、熱量、降水等任何一項氣象因子的改變，均會對農(nóng)作物的產(chǎn)量、品質(zhì)造成影響。

1.3.3 資源環(huán)境數(shù)據(jù)

對地觀測技術(shù)為農(nóng)業(yè)資源研究提供了巨量的空間數(shù)據(jù)。當前遙感監(jiān)測的研究正向著高時間分辨率、高空間分辨率、高光譜、多波譜頻段的方向發(fā)展，數(shù)據(jù)的實際生產(chǎn)應(yīng)用能力不斷增強。

1.3.4 生物信息數(shù)據(jù)

1984年，NIH創(chuàng)辦了基因數(shù)據(jù)庫—GenBank，如今已儲存了海量的序列記錄。

1.3.5 農(nóng)業(yè)經(jīng)濟運行監(jiān)測數(shù)據(jù)

農(nóng)業(yè)在其經(jīng)濟運行過程中，積累了海量的農(nóng)業(yè)經(jīng)濟監(jiān)測數(shù)據(jù)。

2 大數(shù)據(jù)在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中的相關(guān)應(yīng)用

現(xiàn)代農(nóng)業(yè)主要通過大數(shù)據(jù)平臺進行感知、決策、優(yōu)化、預(yù)警及控制工作。

2.1 農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)銷信息監(jiān)測預(yù)警

通過大數(shù)據(jù)技術(shù)的應(yīng)用，可為全球農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)調(diào)查分析提供直觀的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，通過組建農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)分析團隊，開展綜合會商，從而研發(fā)出農(nóng)產(chǎn)品供需預(yù)測模型，提升農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)銷的分析預(yù)警和調(diào)控能力。同時，還能為農(nóng)業(yè)展望工作與涉農(nóng)數(shù)據(jù)發(fā)布制度的完善提供基礎(chǔ)，有利于打造權(quán)威的農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)銷數(shù)據(jù)發(fā)布平臺。

2.2 智慧農(nóng)業(yè)

大數(shù)據(jù)的處理分析技術(shù)，可將氣候、土壤、生物、栽培措施等農(nóng)作物主要生長環(huán)境因素與農(nóng)作物自身的生長發(fā)育情況進行有機整合，并結(jié)合經(jīng)濟、環(huán)境及可持續(xù)發(fā)展目標，通過多角度的綜合分析處理，彌補以往專家系統(tǒng)、數(shù)據(jù)模型等在處理結(jié)構(gòu)復(fù)雜且密度較高的數(shù)據(jù)時的不足，為決策者提供更為精準、高效、可靠且實時的輔助。

2.3 農(nóng)業(yè)自然災(zāi)害預(yù)測預(yù)報

大數(shù)據(jù)技術(shù)通過數(shù)據(jù)挖掘，可整理出歷年的自然災(zāi)害數(shù)據(jù)，并結(jié)合具體分析技術(shù)，可總結(jié)出災(zāi)害發(fā)生趨勢及規(guī)律，為自然災(zāi)害的準確預(yù)測提供基礎(chǔ)，并強化實時監(jiān)測，從而把握最佳防控時機，即可有效預(yù)防和最大程度降低損失。另外，通過建立農(nóng)業(yè)災(zāi)害數(shù)據(jù)庫，可分析農(nóng)業(yè)災(zāi)害與生產(chǎn)數(shù)據(jù)之間的相關(guān)關(guān)系，構(gòu)建預(yù)測模型，實現(xiàn)災(zāi)情預(yù)警與防災(zāi)減災(zāi)措施的定期發(fā)布。

2.4 動物疫病和植物病蟲害監(jiān)測預(yù)警

通過構(gòu)建病蟲害疫情田間監(jiān)測點、農(nóng)藥安全風險監(jiān)測點、動物疫病風險監(jiān)測點、動物及動物產(chǎn)品移動風險監(jiān)測點、獸藥風險監(jiān)測點、屠宰環(huán)節(jié)質(zhì)量安全監(jiān)測點和重點牧區(qū)草原鼠蟲害監(jiān)測點等監(jiān)測網(wǎng)點，并其覆蓋至全國重點區(qū)域，輔以物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備與大數(shù)據(jù)挖掘分析技術(shù)，將監(jiān)測點的數(shù)據(jù)整合流通，使數(shù)據(jù)做到實時、精確、直觀、可靠，從而提高動物疫病和植物病蟲害監(jiān)測預(yù)報的系統(tǒng)性、科學性與準確性。

2.5 農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全全程追溯

要實現(xiàn)農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全全程可追溯，則必須打破信息壁壘，加強各相關(guān)部門的數(shù)據(jù)對接，實現(xiàn)生產(chǎn)、收購、貯藏、運輸?shù)拳h(huán)節(jié)的追溯管理。而大數(shù)據(jù)技術(shù)便為其提供了基礎(chǔ)支持，通過大數(shù)據(jù)技術(shù)的應(yīng)用，農(nóng)產(chǎn)品在流通的各個環(huán)節(jié)中均能得到有效監(jiān)管，并以此建立質(zhì)量追溯、執(zhí)法監(jiān)管、檢驗檢測等數(shù)據(jù)共享機制，推進數(shù)據(jù)實現(xiàn)自動化采集、網(wǎng)絡(luò)化傳輸、標準化處理和可視化運用，最終實現(xiàn)追溯信息可查詢、來源可追溯、去向可跟蹤、責任可追究的具體要求。

3 大數(shù)據(jù)在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中面臨的問題及建議

3.1 面臨的問題

3.1.1 缺乏整體的統(tǒng)籌規(guī)劃

我國農(nóng)業(yè)規(guī)模龐大，農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)量豐富，但因此也加大了數(shù)據(jù)整合和利用的難度，如何合理有效利用分散在不同部門及不同主題的數(shù)據(jù)成為難題，同時也對現(xiàn)有的科學信息管理模式帶來了挑戰(zhàn)。

3.1.2 當前的技術(shù)條件限制

我國農(nóng)業(yè)信息化起步較晚，農(nóng)業(yè)信息化程度相對較低，大數(shù)據(jù)市場規(guī)模還較小，且主導(dǎo)廠商以外企居多。想要有效利用大數(shù)據(jù)，需要提升相關(guān)技術(shù)水平，包括數(shù)據(jù)挖掘、分布式文件系統(tǒng)及數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、云計算平臺等。

3.1.3 相關(guān)從業(yè)人員技術(shù)水平偏低

目前在我國相當大一部分的鄉(xiāng)村信息服務(wù)機構(gòu)中，技術(shù)員同時充當信息員角色，由于受本身技術(shù)能力限制，很難將大數(shù)據(jù)中的相關(guān)信息服務(wù)在農(nóng)村進行普及、推廣、應(yīng)用[1]。

3.2 相關(guān)建議

首先，要加大支持農(nóng)業(yè)信息化學科體系建設(shè)的力度，制定科研計劃，立足于自主原則，加強核心技術(shù)的研發(fā)，將技術(shù)掌握在自己手中，同時開展農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)云平臺建設(shè)，進行農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)建設(shè)。其次，要培育大數(shù)據(jù)分析運用的相關(guān)人才，并進行科學配置，使數(shù)據(jù)分析應(yīng)用各主體能各司其職、互相協(xié)作。最后，要建立農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)標準規(guī)范體系，規(guī)范農(nóng)業(yè)信息化市場，改善現(xiàn)有的信息管理模式，加強規(guī)劃與管理，引領(lǐng)農(nóng)業(yè)信息化健康、快速、有序發(fā)展。

[1] 梅方權(quán).農(nóng)業(yè)信息技術(shù)的發(fā)展與對策分析[J].中國農(nóng)業(yè)科技導(dǎo)報,2003,5(1):13-17.

2017-03-13