孫忠富，褚金翔，馬浚誠，杜克明，鄭飛翔

中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展研究所，北京 100081

大數(shù)據(jù)服務(wù)三農(nóng)的初步分析與探索

孫忠富，褚金翔，馬浚誠，杜克明，鄭飛翔

中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展研究所，北京 100081

三農(nóng)問題是當(dāng)前中國密切關(guān)注的社會(huì)問題，大數(shù)據(jù)技術(shù)的發(fā)展為三農(nóng)帶來了新的機(jī)遇。首先，對(duì)大數(shù)據(jù)推動(dòng)智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展的作用進(jìn)行了深入分析，總結(jié)了農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)的基本特征、內(nèi)涵及發(fā)展趨勢，分析了大數(shù)據(jù)對(duì)解決三農(nóng)問題的推動(dòng)作用。其次，綜合闡述了農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)發(fā)展瓶頸和主要問題，包括數(shù)據(jù)獲取能力不夠、系統(tǒng)性不強(qiáng)、數(shù)據(jù)挖掘與分析技術(shù)落后、數(shù)據(jù)質(zhì)量控制與安全管理難度大等。最后，提出了大數(shù)據(jù)服務(wù)三農(nóng)的途徑，主要包括強(qiáng)化政府引導(dǎo)與推動(dòng)、強(qiáng)化大數(shù)據(jù)技術(shù)創(chuàng)新等。

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1 引言

“三農(nóng)（農(nóng)業(yè)、農(nóng)村、農(nóng)民）”問題是現(xiàn)今中國社會(huì)密切關(guān)注的問題，從20世紀(jì)80年代開始，中央一號(hào)文件多次提到“三農(nóng)”問題，主要包括：農(nóng)民就業(yè)、收入、教育、醫(yī)療、社保、土地流轉(zhuǎn)、農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、農(nóng)產(chǎn)品進(jìn)出口、農(nóng)村市場建設(shè)、環(huán)境保護(hù)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展、稅費(fèi)改革等問題，這些問題嚴(yán)重阻礙了農(nóng)村的發(fā)展。隨著農(nóng)業(yè)改革的進(jìn)一步深入，城鄉(xiāng)差距日益增大，農(nóng)民收入減緩，勞動(dòng)力轉(zhuǎn)移加劇，農(nóng)村社會(huì)發(fā)展滯后，引發(fā)了農(nóng)村一系列的問題，使得“三農(nóng)”問題更加復(fù)雜。要解決“三農(nóng)”問題，必須加強(qiáng)農(nóng)業(yè)科技，利用信息技術(shù)加快“三農(nóng)”進(jìn)步，利用大數(shù)據(jù)和智慧的力量整合優(yōu)化“三農(nóng)”協(xié)同發(fā)展?？萍际寝r(nóng)業(yè)發(fā)展的重要支撐，是國家糧食安全的有力保障，是農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化建設(shè)的抓手，要實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展，根本出路在科技。必須抓住機(jī)遇，深化改革，堅(jiān)持科技興農(nóng)，把“三農(nóng)”問題擺在更突出的位置，突破體制障礙，推動(dòng)農(nóng)業(yè)科技進(jìn)步，加大農(nóng)業(yè)投入，為“三農(nóng)”問題的解決注入強(qiáng)勁動(dòng)力。

我國人口眾多，農(nóng)業(yè)資源總體緊缺，農(nóng)業(yè)機(jī)械化綜合水平較低，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域，電子、計(jì)算機(jī)和信息等現(xiàn)代技術(shù)的應(yīng)用還遠(yuǎn)未普及，由于耕地面積不斷減少和環(huán)境惡化，過度依靠資源開發(fā)、大量投入勞動(dòng)力、大量施用化肥等傳統(tǒng)手段已無法有效提高農(nóng)業(yè)產(chǎn)出，農(nóng)業(yè)發(fā)展需要更智慧的技術(shù)打破傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)面臨的資源與環(huán)境難題。智慧型現(xiàn)代農(nóng)業(yè)可使農(nóng)業(yè)資源得到充分的科學(xué)利用，可節(jié)省時(shí)間和資源，提髙工作效率，緩解人力資源的不足，減少不必要的浪費(fèi)，最大限度地降低成本，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)精細(xì)化、高效化、綠色化發(fā)展。因此，發(fā)展智慧農(nóng)業(yè)在許多國家已經(jīng)成為一種共識(shí)，具有長遠(yuǎn)和現(xiàn)實(shí)意義。目前，以互聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等技術(shù)為代表的現(xiàn)代信息技術(shù)，正向著數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化的方向發(fā)展，為我國農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化建設(shè)提供了強(qiáng)有力的工具。

目前，我國已進(jìn)入傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)向現(xiàn)代農(nóng)業(yè)加快轉(zhuǎn)變的關(guān)鍵階段，農(nóng)業(yè)農(nóng)村發(fā)展也進(jìn)入了關(guān)鍵時(shí)期，為進(jìn)一步加快農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展，突破制約我國農(nóng)業(yè)農(nóng)村發(fā)展的新難題，需要進(jìn)一步尋求新的思路、突破口。通過“互聯(lián)網(wǎng)+農(nóng)業(yè)”的模式，將現(xiàn)代信息技術(shù)與傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)合，通過網(wǎng)絡(luò)將農(nóng)業(yè)的各種要素整合起來，提高農(nóng)業(yè)的智慧水平，才能突破資源與環(huán)境對(duì)農(nóng)業(yè)發(fā)展的制約，解決“三農(nóng)”問題[1]。物聯(lián)網(wǎng)和云計(jì)算的普及促進(jìn)了智慧農(nóng)業(yè)的發(fā)展，同時(shí)也造成了數(shù)據(jù)的爆炸式增長，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜，而對(duì)數(shù)據(jù)的處理和應(yīng)用能力并未顯著提高，迫切需要新的技術(shù)解決這些問題，此時(shí)，大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，作為信息技術(shù)的重大變革，大數(shù)據(jù)技術(shù)給信息技術(shù)的發(fā)展帶來了新的方向[2,3]。

2 農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)的特點(diǎn)

大數(shù)據(jù)技術(shù)的產(chǎn)生將極大促進(jìn)信息產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展，已經(jīng)成為數(shù)據(jù)挖掘和應(yīng)用的前沿技術(shù)。大數(shù)據(jù)規(guī)模大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、內(nèi)容多樣，超出了現(xiàn)有的數(shù)據(jù)處理能力，因此，如何更好地處理大數(shù)據(jù)成為迫切需要解決的問題[4]。目前，移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)和云計(jì)算等現(xiàn)代信息技術(shù)開始與農(nóng)業(yè)深度融合，智慧農(nóng)業(yè)涵蓋的范圍越來越廣，這必然會(huì)產(chǎn)生大量數(shù)據(jù)[5]。農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)作為我國大數(shù)據(jù)戰(zhàn)略的重要組成部分，具有重要的戰(zhàn)略意義。通過對(duì)農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，快速獲得有價(jià)值的內(nèi)容，從而對(duì)農(nóng)業(yè)環(huán)境、農(nóng)產(chǎn)品、農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈、農(nóng)業(yè)市場進(jìn)行科學(xué)的管理和調(diào)控，達(dá)到優(yōu)化農(nóng)業(yè)資源配置、服務(wù)“三農(nóng)”的目的。

農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)就是運(yùn)用大數(shù)據(jù)理論、技術(shù)和方法，解決農(nóng)業(yè)或涉農(nóng)領(lǐng)域數(shù)據(jù)的采集、存儲(chǔ)、加工與應(yīng)用等問題，是大數(shù)據(jù)理論在農(nóng)業(yè)上的實(shí)踐和應(yīng)用。農(nóng)業(yè)涉及范圍廣、影響人口多、數(shù)據(jù)復(fù)雜、持續(xù)時(shí)間長，是產(chǎn)生大數(shù)據(jù)的源泉。隨著物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、智慧農(nóng)業(yè)的發(fā)展，農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)時(shí)代已經(jīng)來臨，但由于農(nóng)業(yè)主體對(duì)象復(fù)雜，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境容易受外界干擾，因此，農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)也有復(fù)雜、多變、動(dòng)態(tài)、不確定等特點(diǎn)，這對(duì)農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)的采集、整理、加工、分析應(yīng)用提出了更高的要求[5,6]。

2.1 內(nèi)涵與特點(diǎn)

農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)是大數(shù)據(jù)理論和技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用，除了具備大數(shù)據(jù)的公共屬性，還具有農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)自身的特點(diǎn)。

（1）數(shù)據(jù)來源廣

農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)可以概括為4類：農(nóng)業(yè)環(huán)境與資源大數(shù)據(jù)、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)大數(shù)據(jù)、農(nóng)業(yè)市場大數(shù)據(jù)和農(nóng)業(yè)管理大數(shù)據(jù)，基本囊括從生產(chǎn)到銷售的全過程。例如，與農(nóng)業(yè)源頭生產(chǎn)直接相關(guān)的是農(nóng)業(yè)環(huán)境與資源大數(shù)據(jù)，農(nóng)業(yè)環(huán)境與資源大數(shù)據(jù)又可分為3類：土地信息數(shù)據(jù)，如土地位置、地塊面積、海拔高度等；環(huán)境信息數(shù)據(jù)，如氣象數(shù)據(jù)、土壤水分?jǐn)?shù)據(jù)、溫濕度數(shù)據(jù)等；作物信息數(shù)據(jù)，如作物長勢數(shù)據(jù)、病蟲害發(fā)生分布情況數(shù)據(jù)等。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)大數(shù)據(jù)包括種植和養(yǎng)殖大數(shù)據(jù)。農(nóng)業(yè)市場大數(shù)據(jù)包括市場供求信息、市場價(jià)格、利潤等數(shù)據(jù)。農(nóng)業(yè)管理大數(shù)據(jù)包括國際國內(nèi)的農(nóng)產(chǎn)品動(dòng)態(tài)等信息。

（2）數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)復(fù)雜

農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)不僅包括文字、圖形、影像等多媒體材料，還包括專家知識(shí)、模擬模型、產(chǎn)量數(shù)據(jù)庫等非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)。通常來自不同數(shù)據(jù)源的數(shù)據(jù)，甚至來自同一個(gè)數(shù)據(jù)源的數(shù)據(jù)，類似的信息結(jié)構(gòu)卻完全不同。從農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)涉及的主體范圍來看，包括農(nóng)、林、牧、水產(chǎn)、獸醫(yī)、園藝、土壤等整個(gè)農(nóng)業(yè)科學(xué)領(lǐng)域，其中主要對(duì)象又涉及動(dòng)物、植物、微生物、昆蟲、生態(tài)等生命基礎(chǔ)學(xué)科以及環(huán)境科學(xué)、食品科學(xué)等。面對(duì)如此龐大的數(shù)據(jù)資源，從專業(yè)應(yīng)用來看，應(yīng)分步實(shí)施。首先，構(gòu)建農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的專業(yè)數(shù)據(jù)資源，然后，逐步有序規(guī)劃專業(yè)的子領(lǐng)域數(shù)據(jù)資源，例如針對(duì)某一作物或某一領(lǐng)域的全過程數(shù)據(jù)采集、挖掘分析、預(yù)測和決策等[7]。

（3）數(shù)據(jù)生成鏈長

農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)以農(nóng)業(yè)生產(chǎn)為中心，涵蓋林業(yè)、牧業(yè)、漁業(yè)等子行業(yè)，同時(shí)涉及上下游相關(guān)產(chǎn)業(yè)，包括育種、化肥、農(nóng)機(jī)、飼料、加工等，還包括宏觀的農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)，如作物產(chǎn)量、價(jià)格、生產(chǎn)數(shù)據(jù)、加工數(shù)據(jù)、災(zāi)害、病蟲害數(shù)據(jù)等。上述各種數(shù)據(jù)的集合，構(gòu)成了整個(gè)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈，包括農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的田間地頭、市場流通、超市消費(fèi)終端等各個(gè)環(huán)節(jié)，把各方數(shù)據(jù)匯總整合，形成了生產(chǎn)、流通、終端消費(fèi)的數(shù)據(jù)鏈。

（4）數(shù)據(jù)變異性大

首先，影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的因素異常復(fù)雜，包括生物、環(huán)境、社會(huì)、經(jīng)濟(jì)等方面，都決定了對(duì)數(shù)據(jù)的采集、挖掘與分析應(yīng)用的難度。其次，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程的主體是生物，易受外界環(huán)境和管理等因素制約，致使農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的隨機(jī)性與不確定性、多樣性與變異性、個(gè)體形狀與群體差異性等特征非常明顯。另外，整個(gè)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程的很多環(huán)節(jié)，目前還未實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化、定量化和精準(zhǔn)化，都容易產(chǎn)生數(shù)據(jù)的變異性[8]。

2.2 主要應(yīng)用領(lǐng)域

（1）為精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)提供數(shù)據(jù)支持

精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的操作需要大數(shù)據(jù)的支撐，植物工廠、設(shè)施農(nóng)業(yè)、大型機(jī)械生產(chǎn)作業(yè)時(shí)，需要大量的作物、土壤、水分、空氣等環(huán)境信息，同時(shí)，還要考慮品種、生產(chǎn)投入量、病蟲害情況、作物長勢等影響，不同地塊的操作可能會(huì)千差萬別，不同的地塊、耕作深度、灌溉量、施肥量、營養(yǎng)元素比例都會(huì)有很大的不同，因此，必須要有豐富的農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)大數(shù)據(jù)支撐。

（2）為農(nóng)產(chǎn)品可追溯提供了條件

對(duì)農(nóng)產(chǎn)品從農(nóng)田到餐桌實(shí)行全程的跟蹤，有利于保證農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量，減少二次污染，防止疾病的發(fā)生。隨著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)分工的不斷細(xì)化，農(nóng)產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)鏈也越來越長，追溯也變得越來越難，大數(shù)據(jù)技術(shù)的發(fā)展為農(nóng)產(chǎn)品的可追溯提供了條件，生產(chǎn)端的監(jiān)控可以保證農(nóng)產(chǎn)品的產(chǎn)地和來源，運(yùn)輸環(huán)節(jié)的監(jiān)控可以保證品質(zhì)，加工零售端的監(jiān)控可以減少污染的發(fā)生。同時(shí)，大數(shù)據(jù)可以減少生產(chǎn)過程中的浪費(fèi)現(xiàn)象。

（3）推動(dòng)農(nóng)業(yè)精準(zhǔn)預(yù)測和管理

大數(shù)據(jù)在產(chǎn)品營銷、市場監(jiān)測預(yù)測、生產(chǎn)資料管理、產(chǎn)量和災(zāi)害預(yù)測、產(chǎn)品與市場供需分析等方面，發(fā)揮著巨大的作用。依托大數(shù)據(jù)采集平臺(tái)以及大數(shù)據(jù)技術(shù)的分析與預(yù)測能力，根據(jù)產(chǎn)業(yè)動(dòng)態(tài)、供需關(guān)系狀況、市場經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)、質(zhì)量管理數(shù)據(jù)等信息，運(yùn)用大數(shù)據(jù)技術(shù)，進(jìn)行農(nóng)產(chǎn)品預(yù)測和風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警，并及時(shí)對(duì)外公布，積極引領(lǐng)市場發(fā)展。災(zāi)難管理結(jié)合大數(shù)據(jù)，將為人類預(yù)測災(zāi)難、防災(zāi)、減災(zāi)、救災(zāi)和恢復(fù)生產(chǎn)生活提供更大的幫助。另外，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上游的種子、化肥、農(nóng)藥、地膜等數(shù)據(jù)，中游的氣象、環(huán)境、土壤、種植過程等數(shù)據(jù)以及下游的農(nóng)產(chǎn)品加工、農(nóng)產(chǎn)品銷售等數(shù)據(jù)，都將對(duì)農(nóng)業(yè)精準(zhǔn)預(yù)測和管理起到重要的推動(dòng)作用。

（4）加速農(nóng)業(yè)生物工程技術(shù)的發(fā)展

傳統(tǒng)的生物工程技術(shù)工作量大，耗費(fèi)時(shí)間長。大數(shù)據(jù)的發(fā)展加速了生物技術(shù)的進(jìn)程，過去的生物信息調(diào)查大多在溫室和大田進(jìn)行，現(xiàn)在可以通過計(jì)算機(jī)進(jìn)行模擬，海量的基因信息可以利用云計(jì)算技術(shù)進(jìn)行分析，建立農(nóng)業(yè)生物基因大數(shù)據(jù)，進(jìn)行分子設(shè)計(jì)和藥物設(shè)計(jì)等，從而大大加快了生物工程技術(shù)的發(fā)展。大數(shù)據(jù)技術(shù)在植物表型（phenotyping）研究中也獲得了大量應(yīng)用，植物表型是指基因型和環(huán)境決定的形狀、結(jié)構(gòu)、大小、顏色等生物體的外在性狀。植物表型檢測是植物表型組學(xué)研究的主要方向，可提供系統(tǒng)的技術(shù)數(shù)據(jù)給植物功能基因分析和環(huán)境影響研究。通過對(duì)植物表型進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測和數(shù)據(jù)采集，形成大數(shù)據(jù)，充分挖掘植物基因組對(duì)表型的影響，從而建立一套快速、準(zhǔn)確的表型組學(xué)研究方法，為高通量、系統(tǒng)地研究基因組和表型組提供有力支撐。

（5）優(yōu)化農(nóng)業(yè)資源配置

資源配置是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的重要環(huán)節(jié)，隨著資源的安置和調(diào)配，數(shù)據(jù)也就產(chǎn)生了。農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)時(shí)代的到來更為農(nóng)業(yè)資源的配置和優(yōu)化提供了科學(xué)、合理、高效的數(shù)據(jù)信息，例如對(duì)水資源的合理調(diào)配、品種資源分配、勞動(dòng)力資源的分配等。通過對(duì)農(nóng)業(yè)資源配置大數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，可以改善農(nóng)業(yè)資源的利用率，促進(jìn)資源的合理分配，大力提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率，節(jié)約農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資源，提高農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)收入，改善“三農(nóng)”問題。

2.3 發(fā)展趨勢

伴隨著物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)等信息技術(shù)的飛速發(fā)展，農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)呈爆發(fā)式增長趨勢。數(shù)據(jù)量級(jí)的極速增長以及數(shù)據(jù)維度的多樣化發(fā)展，開啟了農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)時(shí)代，農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)是農(nóng)業(yè)智慧化、精準(zhǔn)化、網(wǎng)絡(luò)化的必然產(chǎn)物，是結(jié)構(gòu)化、半結(jié)構(gòu)化及非結(jié)構(gòu)化的多維度、多粒度、多模型、多形態(tài)的海量農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)的抽象描述，其發(fā)展趨勢如下。

● 在農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境監(jiān)測與資源管理調(diào)度方面，利用高精度遙感設(shè)備，獲得大氣、水分、土壤、植被等信息，配合專家系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)智慧決策；利用基于物聯(lián)網(wǎng)的精準(zhǔn)感知技術(shù)，構(gòu)建農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)農(nóng)業(yè)資源的自動(dòng)監(jiān)測，并將數(shù)據(jù)上傳到云，積累大量的農(nóng)業(yè)監(jiān)測數(shù)據(jù)，為智慧農(nóng)業(yè)提供數(shù)據(jù)支撐。

● 在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)精細(xì)化管理與操作方面，從大田、設(shè)施園藝、果樹生產(chǎn)、水產(chǎn)養(yǎng)殖、畜牧等子領(lǐng)域收集大量的數(shù)據(jù)，為智能化管理和精細(xì)化操作提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，從而便于實(shí)現(xiàn)資源的合理利用，提高生產(chǎn)率。

● 在溯源方面，通過對(duì)生產(chǎn)、加工、流通、銷售環(huán)節(jié)的全面感知和信息融合，實(shí)現(xiàn)農(nóng)產(chǎn)品的全程追溯，追溯過程中，產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)積累，最大程度地保障農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量安全。在農(nóng)業(yè)物流方面，利用射頻識(shí)別技術(shù)（radio frequency identification，RFID）實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品信息的采集與定位跟蹤，采集大量的流通渠道信息數(shù)據(jù)，可大大提高農(nóng)產(chǎn)品在倉儲(chǔ)和貨運(yùn)中的效率，推動(dòng)智慧物流的發(fā)展。

● 在農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害和病蟲害自然災(zāi)害預(yù)測預(yù)報(bào)方面，整理采集災(zāi)害歷史數(shù)據(jù)，總結(jié)災(zāi)害發(fā)生發(fā)展規(guī)律，提高對(duì)災(zāi)害的預(yù)測能力，提高監(jiān)測預(yù)警能力，把握災(zāi)害最佳防控時(shí)機(jī)，最大程度地降低災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)。

● 在農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)銷售信息監(jiān)測方面，整合歷史數(shù)據(jù)，開展農(nóng)產(chǎn)品電子商務(wù)、期貨交易等數(shù)據(jù)的采集監(jiān)測，建設(shè)農(nóng)產(chǎn)品加工采集體系，加強(qiáng)農(nóng)產(chǎn)品資源信息庫、國內(nèi)外農(nóng)產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫等的建設(shè)，建立覆蓋全國的農(nóng)產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)國內(nèi)外農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)者與消費(fèi)者的精準(zhǔn)對(duì)接，提高對(duì)接效率，減少浪費(fèi)。

3 大數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)“三農(nóng)”發(fā)展

3.1 大數(shù)據(jù)與智慧農(nóng)業(yè)

農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)是提高農(nóng)村智慧化信息服務(wù)水平的主要因素。提高農(nóng)村信息服務(wù)水平，不僅要加大農(nóng)村信息服務(wù)基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)力度，而且要為農(nóng)民提供準(zhǔn)確的信息服務(wù)。通過整合目前已有的、分散的農(nóng)村服務(wù)數(shù)據(jù)，建立農(nóng)村信息服務(wù)大數(shù)據(jù)，推動(dòng)數(shù)據(jù)的共享開放，從而打破信息“孤島”，提高數(shù)據(jù)利用率。同時(shí)，通過對(duì)農(nóng)村信息服務(wù)大數(shù)據(jù)的分析，掌握農(nóng)民的信息需求偏好。具有針對(duì)性地研發(fā)新型的農(nóng)村信息服務(wù)集成系統(tǒng)、涉農(nóng)信息技術(shù)產(chǎn)品、涉農(nóng)信息應(yīng)用管理平臺(tái)、農(nóng)產(chǎn)品電子商務(wù)交易平臺(tái)等[9]，提高信息的精準(zhǔn)服務(wù)能力。

將大數(shù)據(jù)應(yīng)用于“三農(nóng)”，對(duì)解決農(nóng)業(yè)發(fā)展、農(nóng)村建設(shè)、農(nóng)民生活等問題具有重要的推動(dòng)作用。大數(shù)據(jù)是智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展的核心推動(dòng)力。物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算等技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用推動(dòng)了智慧農(nóng)業(yè)的進(jìn)程，通過對(duì)大數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、推理和挖掘，發(fā)現(xiàn)規(guī)律，獲得知識(shí)，產(chǎn)生智慧，從而對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)進(jìn)行智能化控制和決策管理。中國的“三農(nóng)”問題是一個(gè)非常復(fù)雜的問題，積攢的時(shí)間長，解決難度大，只有利用現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)，才能進(jìn)行優(yōu)化整合，達(dá)到資源共享的目的。設(shè)施農(nóng)業(yè)是當(dāng)前智慧農(nóng)業(yè)應(yīng)用的典型代表，在設(shè)施農(nóng)業(yè)溫室中，通過實(shí)時(shí)采集環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)，形成溫室環(huán)境監(jiān)控大數(shù)據(jù)。對(duì)其進(jìn)行分析，可以得到相應(yīng)的模型自動(dòng)開啟或者關(guān)閉指定設(shè)備，實(shí)現(xiàn)溫室環(huán)境的智能調(diào)控。同時(shí)，根據(jù)水分含量數(shù)據(jù)，可以進(jìn)行合理的灌溉操作，還可以根據(jù)監(jiān)控大數(shù)據(jù)，對(duì)病蟲害進(jìn)行預(yù)測預(yù)報(bào)等[10]。當(dāng)前，現(xiàn)代設(shè)施農(nóng)業(yè)距離真正的智慧化還有很大的差距，需要綜合考慮經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、環(huán)境等多方面的因素，做出更多的努力。

3.2 大數(shù)據(jù)推動(dòng)農(nóng)業(yè)供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革

農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)推動(dòng)農(nóng)業(yè)供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革，改革需要借助市場的手段實(shí)現(xiàn)，通過適應(yīng)市場需求改善農(nóng)產(chǎn)品的供求關(guān)系。通過建立農(nóng)產(chǎn)品市場動(dòng)態(tài)監(jiān)測預(yù)警體系，獲取不同區(qū)域、不同品種農(nóng)產(chǎn)品市場行情數(shù)據(jù)，生產(chǎn)者、市民等各種消費(fèi)行為數(shù)據(jù)，形成農(nóng)產(chǎn)品市場大數(shù)據(jù)。通過對(duì)農(nóng)產(chǎn)品市場大數(shù)據(jù)的分析，對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整，引導(dǎo)農(nóng)民的生產(chǎn)經(jīng)營決策，提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營的目的性，實(shí)現(xiàn)需求與供給的動(dòng)態(tài)匹配。同時(shí)，可以對(duì)農(nóng)產(chǎn)品市場進(jìn)行主動(dòng)性、前瞻性、針對(duì)性的調(diào)控，確保農(nóng)產(chǎn)品市場供求關(guān)系的健康、平衡，提升決策部門的農(nóng)業(yè)綜合信息服務(wù)能力，從而進(jìn)一步助推農(nóng)業(yè)供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革。

我國幅員遼闊，村落分散，交通不便，造成了農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)差、農(nóng)民收入水平低。在農(nóng)民的生產(chǎn)勞動(dòng)和農(nóng)業(yè)科研活動(dòng)中，積累了大量的歷史數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)對(duì)于解決“三農(nóng)”問題有著至關(guān)重要的作用。如果將這些歷史數(shù)據(jù)加工處理成農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)系統(tǒng)和專家系統(tǒng)，再結(jié)合農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的現(xiàn)場信息，農(nóng)民和農(nóng)技專家在家就可觀測到田地里的情況，從而對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)做出正確的選擇。當(dāng)前，在農(nóng)產(chǎn)品流通、農(nóng)業(yè)氣象、農(nóng)產(chǎn)品安全溯源、病蟲害防治、土壤修復(fù)、遺傳育種等多個(gè)“三農(nóng)”領(lǐng)域，都可以利用大數(shù)據(jù)進(jìn)行智慧化管理。

3.3 大數(shù)據(jù)服務(wù)“三農(nóng)”的關(guān)鍵技術(shù)

利用大數(shù)據(jù)技術(shù)服務(wù)“三農(nóng)”，是促進(jìn)“三農(nóng)”發(fā)展的重要途徑。通過建立大數(shù)據(jù)系統(tǒng)，推動(dòng)農(nóng)業(yè)體制創(chuàng)新，提升農(nóng)村信息化服務(wù)水平，提高農(nóng)民收入，加快農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展。大數(shù)據(jù)服務(wù)“三農(nóng)”的關(guān)鍵技術(shù)主要包括：多源異構(gòu)大數(shù)據(jù)獲取技術(shù)、大數(shù)據(jù)與農(nóng)業(yè)智能化融合技術(shù)、農(nóng)業(yè)預(yù)警大數(shù)據(jù)技術(shù)、農(nóng)產(chǎn)品溯源技術(shù)、大數(shù)據(jù)共享與服務(wù)技術(shù)等。

（1）多源異構(gòu)大數(shù)據(jù)獲取技術(shù)

通過利用地面物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測和遙感監(jiān)測等多種手段，強(qiáng)化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境監(jiān)測、植被生長狀況監(jiān)測和災(zāi)害監(jiān)測；搭建農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)長期監(jiān)控站點(diǎn)，開展農(nóng)田、林地、水資源數(shù)據(jù)的長期定點(diǎn)監(jiān)測與采集；通過農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)，建立農(nóng)業(yè)生產(chǎn)智能化監(jiān)測體系，從而獲取農(nóng)情、墑情、苗情、病蟲情等多源異構(gòu)大數(shù)據(jù)，為構(gòu)建大數(shù)據(jù)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)管理智能決策，提供數(shù)據(jù)支撐。

（2）大數(shù)據(jù)與農(nóng)業(yè)智能化融合技術(shù)

推進(jìn)農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用，產(chǎn)生并收集大量數(shù)據(jù)，為無人駕駛技術(shù)、無人機(jī)技術(shù)、機(jī)器人技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)、精密機(jī)械技術(shù)、地理信息系統(tǒng)、導(dǎo)航技術(shù)、人工智能技術(shù)、圖像處理技術(shù)、模式識(shí)別技術(shù)、機(jī)器視覺技術(shù)、傳感器技術(shù)、LED應(yīng)用技術(shù)等現(xiàn)代信息技術(shù)在農(nóng)業(yè)中應(yīng)用提供數(shù)據(jù)保障，從而加快農(nóng)業(yè)生產(chǎn)智能化的發(fā)展進(jìn)程。

（3）農(nóng)業(yè)預(yù)警大數(shù)據(jù)技術(shù)

建設(shè)全國重點(diǎn)區(qū)域氣象災(zāi)害、生物災(zāi)害監(jiān)測站點(diǎn)，搭建氣象災(zāi)害、動(dòng)物疫情和植物病蟲害上報(bào)和指揮調(diào)度系統(tǒng)，健全氣象災(zāi)害、動(dòng)物疫情和作物病蟲害監(jiān)測體系，通過農(nóng)業(yè)預(yù)警大數(shù)據(jù)技術(shù)，提升智能監(jiān)測、預(yù)防控制和指揮決策的智能化水平，提高監(jiān)測預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確性。同時(shí)，基于農(nóng)業(yè)預(yù)警大數(shù)據(jù)技術(shù)，建設(shè)農(nóng)產(chǎn)品價(jià)格、產(chǎn)量、市場預(yù)警體系，食品安全預(yù)警體系，農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)損害預(yù)警體系等。

（4）農(nóng)產(chǎn)品溯源技術(shù)

通過建立農(nóng)產(chǎn)品溯源系統(tǒng)，實(shí)時(shí)、自動(dòng)、完整地獲取農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)過程中的環(huán)境、長勢、災(zāi)害等全過程監(jiān)測數(shù)據(jù)，農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)后的收購、倉儲(chǔ)、運(yùn)輸、加工、銷售等環(huán)節(jié)監(jiān)測數(shù)據(jù)，生成相關(guān)的大數(shù)據(jù)系統(tǒng)，運(yùn)用農(nóng)產(chǎn)品溯源大數(shù)據(jù)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)追溯的精準(zhǔn)定位和精準(zhǔn)定時(shí)，從而精確、及時(shí)地查找問題的根源，實(shí)現(xiàn)有數(shù)可查、有據(jù)可依。同時(shí)，建設(shè)包含農(nóng)業(yè)、化肥、種子等資料的信息系統(tǒng)，建立健全制度規(guī)范，為農(nóng)業(yè)監(jiān)管機(jī)構(gòu)提供可依托的大數(shù)據(jù)系統(tǒng)[11,12]。

（5）大數(shù)據(jù)共享與服務(wù)技術(shù)

建立農(nóng)業(yè)科技云服務(wù)平臺(tái)，整合農(nóng)業(yè)科研數(shù)據(jù)，完善農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)，基于大數(shù)據(jù)共享與服務(wù)技術(shù)，建立共享模式，推動(dòng)農(nóng)業(yè)科技數(shù)據(jù)、知識(shí)的共享。匯聚農(nóng)業(yè)科技系統(tǒng)的各方面力量，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)重點(diǎn)、難點(diǎn)問題的聯(lián)合攻關(guān)，形成農(nóng)業(yè)科研、成果轉(zhuǎn)化、推廣示范、農(nóng)民培訓(xùn)、成效反饋等一系列的農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)共享機(jī)制。

4 農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)的主要問題與解決途徑

4.1 主要問題

農(nóng)業(yè)一直以來都是我國的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，我國農(nóng)業(yè)面臨著資源短缺、氣候?yàn)?zāi)害頻發(fā)、生態(tài)安全遭到破壞、生物多樣性下降等挑戰(zhàn)。而且，農(nóng)業(yè)涉及面廣、數(shù)據(jù)復(fù)雜、受外界影響大，當(dāng)前的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)又不夠完善，傳感器種類不夠豐富。因此，進(jìn)一步加強(qiáng)以農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等技術(shù)為核心的現(xiàn)代信息技術(shù)應(yīng)用，通過現(xiàn)代信息技術(shù)與農(nóng)業(yè)的深度融合，加強(qiáng)農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的示范應(yīng)用，以大數(shù)據(jù)為支撐，促進(jìn)智慧農(nóng)業(yè)的發(fā)展，是實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的必經(jīng)之路。

（1）數(shù)據(jù)獲取能力差

農(nóng)業(yè)是大數(shù)據(jù)產(chǎn)生和應(yīng)用的重要領(lǐng)域，農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)的來源廣泛（如物聯(lián)網(wǎng)的終端采集設(shè)備、農(nóng)業(yè)網(wǎng)站在線資源等），導(dǎo)致了農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)的類型復(fù)雜，包括結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)、半結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)和非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)等。因此，農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)的應(yīng)用，首先要實(shí)現(xiàn)不同結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)的融合。如何實(shí)現(xiàn)不同結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、分析、處理和展示，將是農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)應(yīng)用之前必須解決的問題。我國農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展還處于初級(jí)階段，數(shù)據(jù)獲取能力有限，生成的數(shù)據(jù)有限，不能滿足智慧農(nóng)業(yè)對(duì)大數(shù)據(jù)的需求，也造成了當(dāng)前的發(fā)展瓶頸。實(shí)時(shí)性是大數(shù)據(jù)分析處理中難以避免的問題之一，尤其是涉及天氣、環(huán)境等時(shí)效性較強(qiáng)的數(shù)據(jù)時(shí)。因此，對(duì)大數(shù)據(jù)進(jìn)行挖掘分析時(shí)，必須考慮數(shù)據(jù)的時(shí)效性，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的最有效利用。

（2）大數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)缺乏

由于農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)具有數(shù)據(jù)量大、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)復(fù)雜等特點(diǎn)，不僅包括結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)，還包括非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)可以通過二維表結(jié)構(gòu)來邏輯表達(dá)，存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫里，而非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)則不能用二維表邏輯來表現(xiàn)，非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)還包括音頻、視頻、圖片等非文本結(jié)構(gòu)，采用傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)挖掘分析技術(shù)進(jìn)行大數(shù)據(jù)開發(fā)，將會(huì)面臨一系列的問題，怎樣處理這些非結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)，是亟待解決的問題。因此如何結(jié)合大數(shù)據(jù)的特點(diǎn)，研發(fā)適用于農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，如何在農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)處理的實(shí)時(shí)性和準(zhǔn)確率之間取得平衡，如何運(yùn)用模型進(jìn)行數(shù)據(jù)的挖掘，如何實(shí)現(xiàn)大數(shù)據(jù)挖掘分析技術(shù)與農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的深度融合等問題，都將是農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)領(lǐng)域的研究重點(diǎn)。

（3）農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)與安全機(jī)制不完善

農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)的特點(diǎn)決定了其多源性和復(fù)雜性，導(dǎo)致了農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)難以公開、共享，數(shù)據(jù)的安全難以保證，數(shù)據(jù)的來源和質(zhì)量難以確保。與此同時(shí)，農(nóng)業(yè)農(nóng)村數(shù)據(jù)長期存在底數(shù)不清、核心數(shù)據(jù)缺失、數(shù)據(jù)質(zhì)量不高、開發(fā)利用不夠等問題，亟待解決。另外，在實(shí)際應(yīng)用中，由于缺乏統(tǒng)一的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)等問題，信息“孤島”和數(shù)據(jù)“沉睡”現(xiàn)象依然存在，嚴(yán)重影響了農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)的應(yīng)用價(jià)值。同時(shí)，依據(jù)我國現(xiàn)有的信息安全等級(jí)保護(hù)制度，加強(qiáng)農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)信息安全保障能力，是解決大數(shù)據(jù)安全的唯一出路。

4.2 解決途徑

4.2.1 強(qiáng)化政府引導(dǎo)與推動(dòng)作用

從政府層面，要想推進(jìn)農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)的發(fā)展，需要加強(qiáng)對(duì)大數(shù)據(jù)發(fā)展的引導(dǎo)，加強(qiáng)農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)相關(guān)技術(shù)人才隊(duì)伍的建設(shè)，推動(dòng)大數(shù)據(jù)技術(shù)及相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，為農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)立法，建立統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，推進(jìn)大數(shù)據(jù)的共享開放。

（1）加強(qiáng)農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)頂層設(shè)計(jì)與政策引導(dǎo)

政府部門要做好政策引導(dǎo)和頂層設(shè)計(jì)，開展示范工程，提高示范力度，加快推廣應(yīng)用。相關(guān)決策部門應(yīng)盡快建立大數(shù)據(jù)平臺(tái)，通過“互聯(lián)網(wǎng)+”的思維，實(shí)現(xiàn)大數(shù)據(jù)技術(shù)與“三農(nóng)”的深度融合，促進(jìn)大數(shù)據(jù)技術(shù)解決“三農(nóng)”面臨的問題?？蒲性核却髷?shù)據(jù)研究機(jī)構(gòu)要時(shí)刻把握國際農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)的發(fā)展前沿，通過自主研發(fā)一批突破性的大數(shù)據(jù)關(guān)鍵技術(shù)，并積極引進(jìn)國外先進(jìn)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)自主研發(fā)與國外引進(jìn)的結(jié)合。政府部門積極設(shè)置相關(guān)應(yīng)用示范項(xiàng)目，加強(qiáng)引導(dǎo)和推動(dòng)，保障有序發(fā)展。國家發(fā)展和改革委員會(huì)為了推動(dòng)大數(shù)據(jù)的發(fā)展，于2016年12月公布了一批大數(shù)據(jù)和“互聯(lián)網(wǎng)+”領(lǐng)域國家工程實(shí)驗(yàn)室承擔(dān)單位名單，清華大學(xué)聯(lián)合筆者所在的研究所申請(qǐng)的大數(shù)據(jù)系統(tǒng)軟件國家工程實(shí)驗(yàn)室成功入圍。

（2）推動(dòng)大數(shù)據(jù)技術(shù)及相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展

大數(shù)據(jù)技術(shù)的不斷發(fā)展進(jìn)步是大數(shù)據(jù)解決“三農(nóng)”問題的關(guān)鍵。隨著現(xiàn)代信息技術(shù)，如物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)等不斷發(fā)展，大數(shù)據(jù)技術(shù)也在不斷進(jìn)步。在“三農(nóng)”領(lǐng)域，大數(shù)據(jù)的應(yīng)用主要集中在農(nóng)業(yè)氣象預(yù)報(bào)、全球定位系統(tǒng)、水資源環(huán)境監(jiān)測、土壤重金屬污染監(jiān)測、基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的農(nóng)業(yè)應(yīng)用、農(nóng)民生產(chǎn)生活應(yīng)用以及農(nóng)田地理信息系統(tǒng)，還包括環(huán)境資源、產(chǎn)品溯源安全、預(yù)測預(yù)報(bào)、生產(chǎn)資料管理、產(chǎn)品流通和市場等領(lǐng)域。建設(shè)云聚工程、云殖工程、云安工程，推動(dòng)大數(shù)據(jù)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

（3）建立大數(shù)據(jù)共享開放機(jī)制

數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)是實(shí)現(xiàn)共享的先決條件，數(shù)據(jù)共享是產(chǎn)生大數(shù)據(jù)的重要途徑。通過大數(shù)據(jù)的共享開放，才能夠達(dá)到資源利用的最大化，實(shí)現(xiàn)互惠互利。要加強(qiáng)數(shù)據(jù)立法，為農(nóng)業(yè)信息公開提供法律保障、利益保障，保證知識(shí)產(chǎn)權(quán)不受侵犯；建立大數(shù)據(jù)聯(lián)盟和統(tǒng)一的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，通過政府協(xié)調(diào)和企業(yè)的參與，建立可持續(xù)的商業(yè)模式，實(shí)現(xiàn)社會(huì)的創(chuàng)新管理，為解決“三農(nóng)”問題提供有力的決策保障。

（4）加強(qiáng)農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)相關(guān)技術(shù)人才隊(duì)伍的建設(shè)

人才隊(duì)伍建設(shè)是實(shí)現(xiàn)技術(shù)發(fā)展進(jìn)步的重要途徑，我國農(nóng)業(yè)信息技術(shù)專業(yè)人才隊(duì)伍缺乏。因此，科研機(jī)構(gòu)、高校等單位應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)大數(shù)據(jù)人才的培養(yǎng)，為我國農(nóng)業(yè)發(fā)展輸送人才。同時(shí)，政府部門應(yīng)鼓勵(lì)農(nóng)業(yè)信息化專業(yè)人才創(chuàng)業(yè)，開辦對(duì)“三農(nóng)”大數(shù)據(jù)進(jìn)行分析的企業(yè)，以此鞏固大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用。

4.2.2 推動(dòng)大數(shù)據(jù)技術(shù)創(chuàng)新

大數(shù)據(jù)的發(fā)展和應(yīng)用是一個(gè)復(fù)雜的過程，涉及技術(shù)、管理、政策等多個(gè)方面，必須要建立創(chuàng)新發(fā)展機(jī)制。以大數(shù)據(jù)技術(shù)為核心，建立農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化技術(shù)體系，依靠農(nóng)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新和組織創(chuàng)新，加強(qiáng)農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫構(gòu)建、農(nóng)業(yè)領(lǐng)域智能模型研發(fā)、大數(shù)據(jù)系統(tǒng)平臺(tái)搭建，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)的健康有序發(fā)展。

（1）突破大數(shù)據(jù)關(guān)鍵技術(shù)

加強(qiáng)大數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)理論研究、科學(xué)方法創(chuàng)新，完善大數(shù)據(jù)學(xué)科體系的建設(shè)，是推進(jìn)農(nóng)業(yè)發(fā)展的重要抓手。當(dāng)前，應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)大數(shù)據(jù)的生命周期、演化與傳播規(guī)律，大數(shù)據(jù)獲取、分析、展示，多源非結(jié)構(gòu)化處理技術(shù)方面的研究，搭建大數(shù)據(jù)軟件平臺(tái)，開展大數(shù)據(jù)與人工智能、大數(shù)據(jù)與農(nóng)業(yè)機(jī)械自動(dòng)駕駛、農(nóng)業(yè)無人機(jī)、農(nóng)業(yè)操作機(jī)械手、大數(shù)據(jù)與病蟲害自動(dòng)識(shí)別等方面的研究。

（2）夯實(shí)農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)基礎(chǔ)

現(xiàn)代農(nóng)業(yè)基準(zhǔn)大數(shù)據(jù)是指現(xiàn)代農(nóng)業(yè)建設(shè)過程中涉及的生產(chǎn)、經(jīng)營、管理等各種活動(dòng)所依賴的標(biāo)準(zhǔn)化、基礎(chǔ)性、系統(tǒng)性數(shù)據(jù)。目前，我國農(nóng)業(yè)基準(zhǔn)大數(shù)據(jù)存在數(shù)據(jù)資源少、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、數(shù)據(jù)深度不夠、缺乏統(tǒng)一的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范等問題。為加強(qiáng)農(nóng)業(yè)基準(zhǔn)大數(shù)據(jù)的應(yīng)用，提高其對(duì)“三農(nóng)”的指導(dǎo)意義，應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)完善農(nóng)業(yè)自然資源基準(zhǔn)大數(shù)據(jù)、現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)基準(zhǔn)大數(shù)據(jù)、現(xiàn)代農(nóng)業(yè)市場基準(zhǔn)大數(shù)據(jù)、現(xiàn)代農(nóng)業(yè)管理基準(zhǔn)大數(shù)據(jù)。建立統(tǒng)一的數(shù)據(jù)采集、傳輸、存儲(chǔ)、共享標(biāo)準(zhǔn)，夯實(shí)我國農(nóng)業(yè)發(fā)展的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

（3）創(chuàng)新大數(shù)據(jù)農(nóng)業(yè)應(yīng)用

農(nóng)業(yè)信息技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用離不開相關(guān)技術(shù)理論、方法的研究與創(chuàng)新。大數(shù)據(jù)理論方法的研究、大數(shù)據(jù)技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用是解決“三農(nóng)”問題的重要保障。數(shù)據(jù)科學(xué)已經(jīng)成為了科研的第四范式，如何實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)科學(xué)與農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的深度融合，創(chuàng)新大數(shù)據(jù)科學(xué)的農(nóng)業(yè)應(yīng)用，是提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率的重要途徑。當(dāng)前，需要加強(qiáng)數(shù)據(jù)科學(xué)與農(nóng)業(yè)相關(guān)學(xué)科之間的互動(dòng)及深度融合機(jī)制研究，拓展大數(shù)據(jù)計(jì)算模型、作物模型與模擬、智能控制理論與技術(shù)、農(nóng)業(yè)監(jiān)測預(yù)警技術(shù)的研究，加強(qiáng)大數(shù)據(jù)可視化呈現(xiàn)與精準(zhǔn)化推送等方面的研究，為農(nóng)業(yè)發(fā)展提供理論支撐[13]。

5 結(jié)束語

大數(shù)據(jù)技術(shù)的發(fā)展，為解決“三農(nóng)”問題帶來了新的機(jī)遇，大數(shù)據(jù)推動(dòng)了農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)戰(zhàn)略性調(diào)整和發(fā)展方式的轉(zhuǎn)變，引領(lǐng)了智慧農(nóng)業(yè)的發(fā)展，但是，農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)仍然存在很大的局限性，如數(shù)據(jù)獲取能力不夠、系統(tǒng)性不強(qiáng)、數(shù)據(jù)挖掘與分析技術(shù)落后、數(shù)據(jù)質(zhì)量控制與安全管理難度大等。因此，應(yīng)進(jìn)一步開展農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)智能學(xué)習(xí)與分析模型系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究，將人工智能、數(shù)據(jù)挖掘、機(jī)器學(xué)習(xí)等技術(shù)與農(nóng)業(yè)領(lǐng)域深度融合，充分分析農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的特點(diǎn)，針對(duì)我國“三農(nóng)”面臨的實(shí)際問題，建立針對(duì)性的模型進(jìn)行大數(shù)據(jù)分析處理，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)決策的智能化、精確化和科學(xué)化。隨著大數(shù)據(jù)技術(shù)與我國農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的深度融合，通過大數(shù)據(jù)解決我國“三農(nóng)”面臨的問題已成為一條重要的途徑。在新一輪農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化建設(shè)中，要將農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)納入國家農(nóng)業(yè)信息化發(fā)展戰(zhàn)略，夯實(shí)智慧農(nóng)業(yè)的基石，讓大數(shù)據(jù)創(chuàng)造出真正的智慧，支撐智慧農(nóng)業(yè)的穩(wěn)健發(fā)展。

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作者簡介

Preliminary analysis and exploration of big data service for agriculture, countryside and farmers

SUN Zhongfu, CHU Jinxiang, MA Juncheng, DU Keming, ZHENG Feixiang
Institute of Environment and Sustainable Development in Agricultural, Chinese Academy of Agricultural Science, Beijing 100081, China

The issues of agriculture, countryside and farmers are receiving a lot of concerns in China. The development of big data technology brings new opportunities to solve the issues. Firstly, the role of big data to promote the development of wisdom agriculture was analyzed. Then, the basic characteristics, connotation and development trend of agricultural big data were summarized and the promotion of big data technology to solve the issues of agriculture, countryside and farmers was discussed. A sound exposition of the bottleneck and main problems of agricultural big data was presented. Finally, the path of big data technology serving agriculture, countryside and farmers, including governmental guidance and promotion, innovation of technology, was proposed.

s: The National Natural Science Foundation of China(No.31401280), The National Key Research and Development Program of China(No.2016YFD03006 06-3), The Agricultural Meteorological Disaster Prevention and Innovation Team Fund Project

褚金翔（1979-），男，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展研究所助理研究員，主要研究方向?yàn)檗r(nóng)業(yè)防災(zāi)減災(zāi)。

馬浚誠（1987-），男，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展研究所助理研究員，主要研究方向?yàn)檗r(nóng)業(yè)信息技術(shù)。

杜克明（1980-），男，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展研究所助理研究員，主要研究方向?yàn)檗r(nóng)業(yè)信息技術(shù)。

鄭飛翔（1982-），男，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展研究所副研究員，主要研究方向?yàn)檗r(nóng)業(yè)防災(zāi)減災(zāi)。

S-01

A

10.11959/j.issn.2096-0271.2017028

2017-03-21

孫忠富，sunzhongfu@caas.cn

國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目（No.31401280）；國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃基金資助項(xiàng)目（No.2016YFD03006 06-3）；農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害防控創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)基金資助項(xiàng)目

農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)；智慧農(nóng)業(yè)；物聯(lián)網(wǎng)；云計(jì)算