李玉華，褚 希，榮云鵬，張 紅

(1.山東省氣象防災減災重點實驗室，山東 濟南250031； 2.山東省氣象服務中心，山東 濟南250031；3.山東省桓臺縣氣象局，山東 桓臺256400)

0 引言

為農業(yè)服務始終是氣象工作的重要工作任務之一。鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略是國家大政方針，“民族要復興，鄉(xiāng)村必振興”和“完善農業(yè)氣象綜合監(jiān)測網絡，提升農業(yè)氣象災害防范能力”是國家對氣象服務鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略的具體要求。而“發(fā)展智慧農業(yè)，建立農業(yè)農村大數(shù)據(jù)體系，推動新一代信息技術與農業(yè)生產經營深度融合”是推動鄉(xiāng)村振興的重要措施。“實施新型農業(yè)經營主體培育工程，培育發(fā)展家庭農場、合作社、龍頭企業(yè)、社會化服務組織和農業(yè)產業(yè)化聯(lián)合體，發(fā)展多種形式適度規(guī)模經營”成為國家鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略的重要一環(huán)。2018年9月，中共中央、國務院印發(fā)了《鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略規(guī)劃(2018—2022年)》，“大戶+農戶”“合作社+農戶”“公司+農戶”和“平臺公司+合作社+農戶”等各種新型農業(yè)經營主體如雨后春筍般應運而生，農村經濟結構和農民耕作方式發(fā)生了巨大變化。以山東省為例，2017年，山東省農民合作社、家庭農場等新型農業(yè)經營主體數(shù)量居全國第1位。2020年，山東省農村土地流轉面積達到259.36萬hm2，占家庭承包經營土地面積的42.3%。山東全省家庭農場、合作社、龍頭企業(yè)、社會化服務組織和農業(yè)產業(yè)化聯(lián)合體等各類經營主體超過50萬家，全省年銷售收入500萬元以上的農業(yè)龍頭企業(yè)超過1萬家，其中國家級106家，省級901家，參與產業(yè)化經營的農戶超過1 800萬戶[1]。農村經濟結構的改變給傳統(tǒng)農業(yè)氣象服務帶來了新挑戰(zhàn)，尤其是現(xiàn)代農業(yè)的飛速發(fā)展和新型農業(yè)經營主體的不斷擴大，對氣象服務提出了新的要求[2-3]。

隨著氣象現(xiàn)代化的進步，氣象業(yè)務有了長足發(fā)展，數(shù)字天氣預報、智能網格預報等技術有了較大提升，天氣預報產品空間分辨率達到1～5 km，預報實效達到10～15 d，可以有力保障為農氣象業(yè)務的開展。與此同時，互聯(lián)網、移動互聯(lián)網、5G和物聯(lián)網等技術的發(fā)展能夠支撐氣象服務開展更加廣闊的場景應用。依托現(xiàn)代互聯(lián)網、移動互聯(lián)網等技術，充分應用氣象現(xiàn)代化建設成果，構建精準靶向智慧為農氣象服務技術體系，助力新型農業(yè)經營主體發(fā)展，為鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略提供氣象保障，成為氣象部門需要認真研究解決的重要問題[4-6]。

1 需求特點

新型農業(yè)經營主體是適應市場經濟和農業(yè)生產力發(fā)展要求且組織化、社會化程度較高的現(xiàn)代農業(yè)生產經營組織形式。新型農業(yè)經營主體主要包括專業(yè)大戶、家庭農場、農民合作社、龍頭企業(yè)和農業(yè)社會化服務組織，具有市場化、專業(yè)化、規(guī)?；图s化特征，涵蓋了種植、養(yǎng)殖、農產品加工和農產品物流運輸?shù)闹T多方面[7]。據(jù)統(tǒng)計，新型農業(yè)經營主體文化水平為大專及以上的比例為8.93%，比傳統(tǒng)農戶高出8.7%。同時，新型農業(yè)經營主體還吸納了具有豐富工作經驗的返鄉(xiāng)創(chuàng)業(yè)人員，在所調查的新型農業(yè)經營主體中，12%的新型農業(yè)經營主體負責人曾經是企業(yè)管理人員，10%曾是農業(yè)技術推廣人員，58%曾是外出務工者[8]。由此可見，有知識、重科學的管理經營者成為新型農業(yè)經營主體的中堅力量，智能手機在新型農業(yè)經營主體管理者中普及，其對互聯(lián)網、移動互聯(lián)網和物聯(lián)網等現(xiàn)代信息技術的應用更廣泛，依賴性更高，是智慧為農氣象服務的首要目標群體。

新型農業(yè)經營主體對氣象服務產品的需求不同于傳統(tǒng)農業(yè)氣象服務用戶，新型農業(yè)經營主體更注重利用氣象信息規(guī)劃自己的生產經營，概括起來主要有以下4方面特點。

一是對精細化的本地氣象實況、小時級預報、短臨、短期天氣預報信息的需求，用于安排當前生產經營和田間管理等，特別是設施農業(yè)用戶，需要精準的預報信息，便于對大棚通風時間、控溫決策、作物管理等設施農業(yè)的精準管理。

二是對1周預報及更長時效預報信息的需求，1周預報用于灌溉、施肥、耕作、播種、農藥噴灑、收獲、晾曬和產品加工運輸?shù)龋?5 d內天氣預報用于生產規(guī)劃、農業(yè)設施維護和生產儲備等。

三是需要更加具有針對性的氣象與農業(yè)生產融合氣象服務產品，新型農業(yè)經營主體希望將自身的勞動經驗與氣象服務指標關聯(lián)，按照農業(yè)生產經驗總結出的氣象指標來安排氣象災害防御，即氣象指標與農業(yè)生產的融合。

四是氣象經濟理念已經融入到了生產經營行為中，農產品品質氣象服務、物流氣象服務、保險氣象服務等新需求不斷涌現(xiàn)。

2 問題及服務結合點

氣象信息是廣大農村經營者普遍關心的信息，也是為農惠農最有效的信息之一，氣象部門提供氣象信息服務的途徑包括電視天氣預報節(jié)目、電臺廣播、報紙、手機短信、電話12121、大喇叭、顯示屏和網站等。近幾年，氣象部門積極發(fā)展新媒體氣象服務，在原有氣象信息發(fā)布渠道的基礎上，新增了微信、微博、抖音、快手和今日頭條等新媒體發(fā)布渠道，與此同時，手機氣象服務APP也快速興起，逐漸形成了較為完備的氣象信息發(fā)布服務體系。

新型農業(yè)經營主體較為關注氣象服務APP方式，雖然全國多地都在緊跟移動互聯(lián)網技術發(fā)展的步伐，開展為農氣象服務系統(tǒng)和手機客戶端的研發(fā)。但大多是傳統(tǒng)為農服務方式的改變，解決的仍是普適的為農氣象服務需求，針對性不強，精準感知用戶需求的能力不足，智能化程度不高，缺乏針對用戶的種植作物個性化、精準化和智能化氣象服務能力。氣象部門直接面向新型農業(yè)經營主體需求的氣象服務仍開展較少，用戶與氣象部門缺乏直接溝通的業(yè)務機制和技術手段。

隨著移動互聯(lián)網的發(fā)展，為農氣象服務的問題越來越突出，主要表現(xiàn)為以下6個方面。

一是氣象部門仍然用傳統(tǒng)思維方式開展為農氣象服務。隨著農村經濟的變革，農業(yè)經營方式已經發(fā)生了較大變化，新型農業(yè)經營主體的大量涌現(xiàn)使得農業(yè)對氣象服務產品的需求也趨向多樣化，但氣象服務變化不大。

二是為農氣象服務產品仍偏重普適性、大眾化。大部分產品不區(qū)分用戶需求，存在同質化、沒有針對性的問題，不能與用戶需求精準匹配，普遍存在以公共氣象服務產品代替為農氣象服務產品的現(xiàn)象。

三是缺乏精細化為農氣象服務產品。氣象部門對需求側的了解較少，缺乏對需求側的深入細致研究，為農氣象服務產品不夠精細化。

四是為農氣象服務缺乏針對性。廣大農村經營者獲取氣象信息的渠道雖然多，但氣象服務產品信息量少，都是氣象部門對外發(fā)布的公共氣象服務信息，農村、城市沒有差別，大田農業(yè)和設施農業(yè)也沒有差別，水澆地與非水澆地也沒有區(qū)別，缺乏針對性的為農氣象服務產品。

五是缺乏與農業(yè)經營者的互動。氣象服務方式是單向推送式，通過電視、廣播、網站、12121、手機短信、大喇叭和顯示屏等推向農戶。氣象服務產品與農戶需求的融合度不高，農戶需要什么天氣信息缺乏有效的反饋途徑。信息時代需要信息雙向溝通，但氣象與農戶的溝通渠道尚未建立。

六是沒有形成為農氣象服務品牌。為農氣象服務仍然停留在公共氣象服務層面，沒有直接面向農業(yè)生產經營的專業(yè)服務品牌。

在鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略背景下，新型農業(yè)經營主體的快速崛起，有知識、懂管理和善經營的職業(yè)農民的大量涌現(xiàn)為氣象部門開展智慧氣象為農服務帶來新的結合點。作物種植、產品品質提升管理、產品加工和物流等各個環(huán)節(jié)都需要氣象信息的參與，各個環(huán)節(jié)的氣象影響因子各不相同，需要提供精準靶向的個性化氣象服務產品，如為“一村一品”提升農產品品質的農產品氣候評價服務、為農產品保質的交通物流氣象服務、減少氣象災害損失的“氣象+農業(yè)保險”服務和提升美麗鄉(xiāng)村建設的特色小鎮(zhèn)旅游氣象服務等。面對新需求，氣象部門需要針對新型農業(yè)經營主體特點，開展以需求為導向的精準靶向為農氣象信息服務，形成助力新型農業(yè)經濟體發(fā)展的鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略氣象解決方案，推動為農氣象服務能力的整體提升。

3 體系優(yōu)化

隨著新型農業(yè)經營主體的普及、農業(yè)經營者的水平和能力的普遍提升，現(xiàn)代為農氣象服務需要在打造品牌服務、開展直通服務和探索合作模式等方面有所創(chuàng)新。

3.1培育省級服務品牌

目前各級氣象部門都在開展為農氣象服務，缺乏統(tǒng)一的管理和服務途徑，沒有形成有影響力的為農氣象服務品牌，這讓新型農業(yè)經營主體難以找到可靠的交流平臺和溝通渠道。由于市縣級針對的大多是當?shù)剞r業(yè)種植服務，服務領域較為有限，業(yè)務技術能力相對薄弱，各市縣服務能力參差不齊，打造為農氣象服務的品牌具有一定難度。省級為農氣象服務的技術和業(yè)務能力較強，在省級層面進行為農氣象服務品牌的打造具有較高的服務站位，容易形成品牌影響力。因此，需要積極培育以省級為核心的智慧氣象為農服務品牌，融合市縣地方特色為農服務，實現(xiàn)為農氣象服務的品牌化發(fā)展。

3.2建立新型直通服務

新型農業(yè)經營主體的不斷增加加速了農村土地流轉力度，越來越多的土地形成了規(guī)模化經營，新型農業(yè)經營主體緊跟農業(yè)發(fā)展趨勢，運用互聯(lián)網、物聯(lián)網等現(xiàn)代技術進行農業(yè)生產，因此，新型農業(yè)經營主體需要更加便捷的直通式氣象服務。氣象部門應建立直通式的氣象服務手段，基于移動互聯(lián)網，通過開發(fā)手機APP、建立微信發(fā)布渠道等為需求側提供便捷服務，實現(xiàn)為農氣象服務信息的實時傳播，直通新型農業(yè)經營主體端。

3.3探索合作服務模式

在加快推進服務新型農業(yè)經營主體的進程中，應以現(xiàn)代農業(yè)服務市場需求為導向，以“開放、融合和創(chuàng)新”的發(fā)展思維，以更加開放的服務理念，實施更加積極主動的開放戰(zhàn)略，打破壟斷，服務市場機制更加完善，逐步形成“大眾創(chuàng)新、萬眾創(chuàng)業(yè)”的新局面[9]。積極支持社會氣象服務公司共同參與農業(yè)氣象服務，加快引進更加有效的新技術、新方法，通過提供數(shù)據(jù)支持、共同合作推進等方式，以氣象部門為農業(yè)服務主體，社會化企業(yè)積極協(xié)作，立足現(xiàn)代農業(yè)服務的發(fā)展需求，讓農業(yè)規(guī)?；洜I者有更多獲取氣象服務的機會。建立氣象部門、社會化企業(yè)和農業(yè)規(guī)?；洜I者的供求聯(lián)合體，形成氣象為農服務的新技術、新業(yè)態(tài)的格局，使氣象深度融入現(xiàn)代農業(yè)服務中，促進“氣象+公司”、“農業(yè)+保險”等多模式社會化為農氣象服務的發(fā)展，為更好地開展定制化氣象服務提供技術支撐[10-11]。

4 體系構建

要滿足新型農業(yè)經營主體的氣象服務需求，還需要按照智慧氣象服務的發(fā)展理念，緊跟移動互聯(lián)網技術、物聯(lián)網、云計算和大數(shù)據(jù)等新技術的發(fā)展，打破為農氣象服務的技術壁壘，認真梳理為農服務的每一個環(huán)節(jié)，通過運用面向用戶端的精準數(shù)據(jù)采集技術、圖形圖像識別、用戶大數(shù)據(jù)分析、自適應匹配技術及基于位置的信息推送技術等，實現(xiàn)為農氣象服務的雙向交互、為農氣象服務需求識別和分析、為農氣象服務產品深加工和自適應匹配以及精準靶向推送，構建全流程的智慧為農服務技術解決方案，形成為農氣象服務技術體系，真正實現(xiàn)助力新型農業(yè)經營主體快速發(fā)展的目的。

4.1信息雙向交互技術

傳統(tǒng)為農氣象服務是一種單向信息傳送模式，氣象部門無法及時獲取用戶的種植信息，更不了解用戶的需求。移動互聯(lián)網時代為信息的雙向交互提供了便利。利用移動互聯(lián)網技術，建立氣象部門與用戶直接溝通的平臺，開展面向用戶端應用，利用為農服務手機客戶端、為農服務微信公眾號和為農服務網站等，推進用戶社會化氣象信息的采集與應用[12-15]。如獲取用戶地理位置、種植信息，采集用戶個性化氣象服務指標，收集農業(yè)災情信息等。利用智慧交互技術，根據(jù)當?shù)貧夂驐l件和作物屬性，針對用戶不同地域、不同種植特點的氣象指標個性化差異，實現(xiàn)用戶作物指標自我管理，按照“一人一庫”的管理模式，形成用戶個性化指標。推進智能氣象感知設備融入農業(yè)生產的基礎設施，嵌入農戶移動終端、種植園區(qū)和設施大棚等感知用戶端環(huán)境，獲取用戶位置的精準氣象實況數(shù)據(jù)，建立用戶需求的為農氣象服務大數(shù)據(jù)庫。通過面向用戶端的精準數(shù)據(jù)采集，實現(xiàn)為農氣象服務信息的雙向交互，能夠獲取新型農業(yè)經營主體對氣象信息的準確需求，還可將農戶的農業(yè)生產經驗與氣象服務指標結合，實現(xiàn)氣象指標與農業(yè)生產的融合。

4.2需求識別和分析技術

運用圖形圖像識別技術、智能答詢技術等，實現(xiàn)為農氣象服務的農戶需求信息識別和分析[16-18]。用戶上傳信息的圖形圖像識別，通過利用神經網絡模式識別、基于小波矩和BP網絡的識別、紅外圖像分形特征提取和識別等技術，對用戶上傳的圖形圖像信息，進行需求信息的獲取、預處理、特征抽取和選擇，實現(xiàn)對圖形、圖像的特征提取和識別。利用圖形、圖像識別，將農戶相關的圖像進行處理、分析，以識別不同模式的各種用戶需求信息，進行用戶需求設計和服務決策，從而構建用戶需求的匹配模型。用戶問詢信息的智能應答，可利用自動語音識別技術，實現(xiàn)智慧為農服務語音識別、智慧為農服務信息庫和智慧為農服務智能應答。利用知識數(shù)據(jù)庫搜索技術、自動語音識別技術，將用戶的語音信息進行模糊識別和語義解析，智能化識別用戶服務需求，并快速進行信息匹配，利用語音合成技術將服務信息實時轉變?yōu)槁曇魞热荩瑢崿F(xiàn)自助答詢氣象服務。為農氣象服務需求識別和分析技術，是對用戶交互信息的分析和匹配，通過計算機技術實現(xiàn)對農戶需求的智能化識別和分析。

4.3自適應匹配服務技術

將大數(shù)據(jù)、云計算和人工智能等新技術應用到為農氣象服務業(yè)務中，實現(xiàn)智能化為農氣象服務的數(shù)據(jù)分析與產品加工、制作。針對大雨、暴雨、大暴雨、大風、高溫及強降溫等災害性天氣，計算出未來氣象災害落區(qū)，實現(xiàn)對農業(yè)的高影響天氣、極端災害天氣的災害預警。建立用戶需求匹配模型，匹配用戶作物的主要影響氣象要素、氣象要素閾值，按照用戶指標構建氣象服務分析和作物生育期算法模型，提供短時臨近氣象災害實時預警，以及作物生長關鍵時間點氣象服務[19-20]。大數(shù)據(jù)分析技術實現(xiàn)對用戶上傳信息數(shù)據(jù)的分析、管理與應用。利用大數(shù)據(jù)分析技術，將用戶種植信息、農事活動情況等進行分析，為農戶提供更多領域的服務。利用用戶的種植信息、農事活動等信息，形成周邊用戶農業(yè)信息大數(shù)據(jù)庫，提供“周圍的人”的農事活動，以及周圍作物的種植分布和管理情況，為用戶借助周邊他人農業(yè)種植信息進行自我決策提供指導。同時，可利用大數(shù)據(jù)分析技術，結合氣象預報信息，有效進行農業(yè)病蟲害防治，輔助農業(yè)氣象指數(shù)保險決策，助力農戶的農事活動和生產規(guī)劃。

4.4精準靶向推送技術

基于用戶位置向用戶提供“一對一”的精準靶向農業(yè)氣象服務信息。開展短時臨近氣象災害實時預警及基于作物生長關鍵時間點的氣象服務，在監(jiān)測到氣象災害實況告警、作物適宜度告警和作物災情預報等信息時，利用服務器信息推送技術、LBS(基于位置的服務)技術和GPS定位技術，將精細化預報技術與Web GIS技術相結合，實現(xiàn)智慧氣象服務信息的精準、靶向推送。此外，結合用戶的其他服務需求，通過聯(lián)合其他農業(yè)相關行業(yè)及社會化企業(yè)技術力量，廣泛開展“農業(yè)保險+氣象”“農產品物流+氣象”“鄉(xiāng)村特色小鎮(zhèn)+氣象”和“農產品品質+氣象”等定制化氣象服務，精準推送特色氣象服務產品，通過為農服務精準靶向推送技術匹配農戶的個性化需求信息，讓特色氣象服務更深地融入農業(yè)發(fā)展中。

5 結束語

在鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略背景下，繼續(xù)推動智慧為農氣象服務高質量發(fā)展，讓氣象服務深入農戶生產、農業(yè)種植、作物生長和作物品質評價等農業(yè)各領域是主要方向，實現(xiàn)氣象與用戶融合、以現(xiàn)代技術為核心的智慧氣象為農服務的主要模式?；谛滦娃r業(yè)經營主體需求開展智慧為農氣象服務技術體系研究，可促進精準化、智慧化為農氣象服務的快速發(fā)展，也是為農業(yè)生產防災減災、鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略提供高質量氣象服務保障的有效途徑。