韓二鋒 ，王智海

（浙江農(nóng)業(yè)商貿(mào)職業(yè)學(xué)院，浙江 紹興 312000）

改革開放以來，我國(guó)經(jīng)歷了傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)到現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的轉(zhuǎn)變，目前正朝著智慧農(nóng)業(yè)的方向發(fā)展。與現(xiàn)代農(nóng)業(yè)不同的是，智慧農(nóng)業(yè)擁有豐富多樣的傳感數(shù)據(jù)，集傳感、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)分析、遠(yuǎn)程控制于一體，能夠?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行智能化處理，擁有災(zāi)害預(yù)警系統(tǒng)。目前，美國(guó)、德國(guó)、日本、韓國(guó)、以色列等國(guó)家的智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展水平較高，智能化、集約化、環(huán)保化、精準(zhǔn)化、可溯源是國(guó)外智慧農(nóng)業(yè)的典型特征。為此，我國(guó)需要進(jìn)一步推動(dòng)智慧農(nóng)業(yè)的發(fā)展，發(fā)揮大數(shù)據(jù)等現(xiàn)代技術(shù)在智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展中的作用，推動(dòng)農(nóng)業(yè)全產(chǎn)業(yè)鏈的轉(zhuǎn)型升級(jí)。

1 智慧農(nóng)業(yè)的系統(tǒng)架構(gòu)

1.1 農(nóng)業(yè)生產(chǎn)數(shù)據(jù)

在智慧農(nóng)業(yè)系統(tǒng)中，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)數(shù)據(jù)處于第一層，是最為基礎(chǔ)的部分，對(duì)后期的數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)處理具有決定性的作用。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)數(shù)據(jù)涉及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的各個(gè)領(lǐng)域，包含了農(nóng)產(chǎn)品種植、畜牧養(yǎng)殖等方面的內(nèi)容，涵蓋了資源數(shù)據(jù)、環(huán)境數(shù)據(jù)、農(nóng)業(yè)科研數(shù)據(jù)、自然災(zāi)害數(shù)據(jù)、農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈數(shù)據(jù)等。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)數(shù)據(jù)是全方位、多領(lǐng)域的，在智慧農(nóng)業(yè)中，只有充分發(fā)掘農(nóng)業(yè)生產(chǎn)數(shù)據(jù)的價(jià)值，才能為農(nóng)業(yè)決策提供指導(dǎo)[1]。

1.2 數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡(luò)

數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡(luò)的功能是全面采集農(nóng)業(yè)生產(chǎn)數(shù)據(jù)，技術(shù)人員需要運(yùn)用智能終端，對(duì)農(nóng)業(yè)各元素的數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集[2]。在實(shí)踐中，數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡(luò)通常需要運(yùn)用各類感知終端，如視頻采集終端、音頻終端等，采集的信息包含了文本數(shù)據(jù)、圖形數(shù)據(jù)、圖像數(shù)據(jù)、聲音數(shù)據(jù)、視頻數(shù)據(jù)等。例如，在智能化溫室大棚蔬菜種植中，溫室當(dāng)中擁有全面的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，包含了多種類型的設(shè)備，能夠拍攝溫室當(dāng)中的畫面，監(jiān)測(cè)溫室中的溫度、濕度、光照等信息，形成精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)，然后運(yùn)用無線網(wǎng)絡(luò)完成數(shù)據(jù)傳輸。

1.3 農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)中心

農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)中心是在大數(shù)據(jù)技術(shù)、云計(jì)算技術(shù)、云存儲(chǔ)技術(shù)的基礎(chǔ)上建立起來的。通過農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)中心，技術(shù)人員能夠提高原始數(shù)據(jù)的質(zhì)量，通過數(shù)據(jù)融合，使農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)共用共享。農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)中心能夠?qū)υ紨?shù)據(jù)進(jìn)行初步處理，處理手段包括清洗、去噪、集成，無用、重復(fù)的數(shù)據(jù)將被剔除，有價(jià)值的信息能夠得到整合，為后期的數(shù)據(jù)分析奠定基礎(chǔ)[3]。

1.4 大數(shù)據(jù)分析

大數(shù)據(jù)分析是指應(yīng)用關(guān)聯(lián)分析、可視化分析、數(shù)據(jù)挖掘、數(shù)據(jù)融合等大數(shù)據(jù)分析方法，從農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)中獲得更多有價(jià)值的信息。通過大數(shù)據(jù)分析，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)能夠走向智能化，系統(tǒng)可以對(duì)各類自然災(zāi)害進(jìn)行預(yù)警，實(shí)現(xiàn)智能監(jiān)測(cè)、高效生產(chǎn)、環(huán)境友好、資源節(jié)約[4]。例如，在農(nóng)產(chǎn)品銷售領(lǐng)域，大數(shù)據(jù)系統(tǒng)能夠記錄用戶對(duì)各類農(nóng)產(chǎn)品的評(píng)價(jià)，掌握用戶在挑選農(nóng)產(chǎn)品時(shí)的行為習(xí)慣，把握用戶的喜好，從而提煉出最受歡迎的農(nóng)產(chǎn)品類型，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供輔助。

2 農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)的主要內(nèi)容

2.1 農(nóng)業(yè)氣象數(shù)據(jù)

在智慧農(nóng)業(yè)中，農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)包含了多種類型，涉及農(nóng)業(yè)種植、農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)和各個(gè)方面。天氣情況在農(nóng)作物的生長(zhǎng)過程中具有十分重要的作用，只有順應(yīng)時(shí)節(jié)進(jìn)行農(nóng)作物播種，科學(xué)應(yīng)對(duì)氣象災(zāi)害，才能提高農(nóng)作物產(chǎn)量。農(nóng)業(yè)氣象數(shù)據(jù)包含了溫度、光照強(qiáng)度、降雨、濕度、紫外線、大氣壓力、空氣質(zhì)量、風(fēng)速以及風(fēng)向等方面的內(nèi)容，信息數(shù)據(jù)十分龐大。通過監(jiān)測(cè)農(nóng)業(yè)氣象數(shù)據(jù)，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)人員可以更好地預(yù)測(cè)旱澇情況，科學(xué)運(yùn)用水資源，對(duì)農(nóng)業(yè)進(jìn)行精細(xì)化管理。在大數(shù)據(jù)技術(shù)的支持下，農(nóng)戶可以直接獲得灌溉、施肥、病蟲害防治等方面的建議，結(jié)合農(nóng)作物的生長(zhǎng)發(fā)育狀態(tài)，完成農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，使農(nóng)業(yè)生產(chǎn)措施適應(yīng)氣象變化[5]。

2.2 資源環(huán)境數(shù)據(jù)

通過應(yīng)用遙感技術(shù)，智慧農(nóng)業(yè)系統(tǒng)能夠收集農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的資源環(huán)境數(shù)據(jù)，全面把握不同區(qū)域的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)特點(diǎn)，掌握不同區(qū)域的環(huán)境問題以及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的適宜性。通過掌握資源環(huán)境數(shù)據(jù)，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)人員能夠更好地了解農(nóng)業(yè)環(huán)境中存在的重金屬污染、水體富營(yíng)養(yǎng)化、農(nóng)產(chǎn)品農(nóng)藥殘留等方面的信息，從而提高農(nóng)業(yè)決策的科學(xué)性，最大程度地減輕農(nóng)產(chǎn)品污染[6]。在大數(shù)據(jù)技術(shù)的支持下，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)人員可以全面了解種植區(qū)域的資源環(huán)境，采取科學(xué)有效的措施避免農(nóng)作物污染。

2.3 生物信息數(shù)據(jù)

生物信息是反映生物運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和方式的信息，是調(diào)節(jié)和控制生命活動(dòng)的信號(hào)。通常情況下，人們將生物信息劃分為遺傳信息、神經(jīng)信息、感覺信息、化學(xué)信息。在智慧農(nóng)業(yè)的發(fā)展中，大數(shù)據(jù)技術(shù)能夠收集農(nóng)作物的生物信息數(shù)據(jù)，構(gòu)建生物信息數(shù)據(jù)庫，這對(duì)農(nóng)作物的育種具有較大幫助[7]。在應(yīng)用過程中，農(nóng)業(yè)信息數(shù)據(jù)庫能夠?yàn)榧夹g(shù)人員提供信息錄入、查詢、統(tǒng)計(jì)等功能，通過大數(shù)據(jù)技術(shù)，技術(shù)人員能夠從堆積如山的數(shù)據(jù)中提取有用信息，挖掘并識(shí)別農(nóng)作物的重要基因，對(duì)農(nóng)作物的品種進(jìn)行改造，甚至還能夠創(chuàng)造新的農(nóng)作物品種，滿足智慧農(nóng)業(yè)的發(fā)展需求。

2.4 生長(zhǎng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)

在智慧農(nóng)業(yè)的發(fā)展過程中，農(nóng)作物的生長(zhǎng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)是農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)的重要內(nèi)容。當(dāng)前，很多溫室大棚引入了實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)儀器，由機(jī)器設(shè)備對(duì)作物的生長(zhǎng)狀態(tài)進(jìn)行全天候監(jiān)測(cè)，記錄作物的生長(zhǎng)數(shù)據(jù)。具體的生長(zhǎng)數(shù)據(jù)包括葉綠素含量、氮素含量、葉面積指數(shù)等[8]。目前，監(jiān)測(cè)儀器的種類不斷增多，監(jiān)測(cè)點(diǎn)的覆蓋范圍越來越廣，農(nóng)作物的生長(zhǎng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)成倍增長(zhǎng)。通過監(jiān)測(cè)作物生長(zhǎng)形式，獲取農(nóng)作物的長(zhǎng)勢(shì)信息，并對(duì)可能出現(xiàn)的糧食短缺或盈余情況進(jìn)行預(yù)測(cè)。

2.5 農(nóng)業(yè)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)

農(nóng)業(yè)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)是指運(yùn)用統(tǒng)計(jì)理論與方法，對(duì)農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的有關(guān)經(jīng)濟(jì)現(xiàn)象進(jìn)行調(diào)查、整理、分析得出的數(shù)據(jù)資料，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計(jì)當(dāng)中具有十分重要的作用[9]?；谥腔坜r(nóng)業(yè)的發(fā)展，農(nóng)業(yè)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)包含了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)單位、經(jīng)營(yíng)形式、勞動(dòng)力、土地面積等方面的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件統(tǒng)計(jì)，農(nóng)、林、牧、副、漁各業(yè)的生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)，土地利用率、農(nóng)村經(jīng)濟(jì)收入分配等方面的農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)效益統(tǒng)計(jì)，這些統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)對(duì)智慧農(nóng)業(yè)的發(fā)展具有重要價(jià)值。

3 大數(shù)據(jù)技術(shù)在智慧農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用路徑

3.1 優(yōu)化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)

在農(nóng)作物種植方面，種植人員能夠全面分析環(huán)境數(shù)據(jù)，對(duì)農(nóng)作物的總體生長(zhǎng)形式進(jìn)行預(yù)測(cè)，充分利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與智能設(shè)備，制定出精準(zhǔn)的種植計(jì)劃，將大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用于農(nóng)業(yè)測(cè)土配方和茬口作業(yè)計(jì)劃中，提高農(nóng)作物的種植效率。例如，在水稻種植中，種植人員可以將大數(shù)據(jù)技術(shù)作為基礎(chǔ)，在水稻種植初期開展智能化控制，對(duì)各個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)化管理，調(diào)控水稻生產(chǎn)環(huán)境中的濕度、溫度等，優(yōu)化水稻的生長(zhǎng)狀態(tài)[10]。此外，大數(shù)據(jù)技術(shù)還能夠有效預(yù)測(cè)農(nóng)作物在生長(zhǎng)過程中可能出現(xiàn)的病蟲害，構(gòu)建“作物—環(huán)境—蟲害”三角關(guān)系模型，加強(qiáng)對(duì)空氣溫度、相對(duì)濕度、葉面濕潤(rùn)時(shí)間的監(jiān)測(cè)，采用度日法計(jì)算每種病蟲害發(fā)生所需要的積溫，根據(jù)有效積溫和病蟲害發(fā)生發(fā)展的關(guān)系，讓蟲害的發(fā)育階段可視化。在畜禽養(yǎng)殖方面，養(yǎng)殖人員同樣可以利用大數(shù)據(jù)技術(shù)，加強(qiáng)對(duì)前端和后端數(shù)據(jù)的分析和研究，掌握畜禽養(yǎng)殖污染防治方面的大數(shù)據(jù)，了解畜禽的具體健康情況，優(yōu)化飼料的配比，對(duì)養(yǎng)殖場(chǎng)的環(huán)境進(jìn)行優(yōu)化，促進(jìn)畜禽健康生長(zhǎng)。

3.2 預(yù)測(cè)市場(chǎng)需求

在智慧農(nóng)業(yè)的發(fā)展中，農(nóng)戶可以充分利用大數(shù)據(jù)平臺(tái)預(yù)測(cè)市場(chǎng)需求，提前掌握消費(fèi)者在需求層面的分析報(bào)告，從市場(chǎng)的角度對(duì)消費(fèi)者的需求進(jìn)行全面分析，從而按照預(yù)先的計(jì)劃開展農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，降低農(nóng)戶所面臨的各種風(fēng)險(xiǎn)，確保農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)的供給和需求實(shí)現(xiàn)平衡，避免農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)過剩，優(yōu)化農(nóng)產(chǎn)品供給和需求的銜接。大數(shù)據(jù)即大營(yíng)銷，在大數(shù)據(jù)技術(shù)的支持下，農(nóng)戶可以洞察消費(fèi)者的行為，了解消費(fèi)者的購物評(píng)價(jià)、消費(fèi)目的和動(dòng)機(jī)、消費(fèi)態(tài)度、決策過程等，掌握消費(fèi)者的偏好，農(nóng)產(chǎn)品的供需雙方能夠建立穩(wěn)定可靠的信任關(guān)系。此外，在智慧農(nóng)業(yè)的發(fā)展中，大數(shù)據(jù)采集、清洗、存儲(chǔ)、挖掘等技術(shù)都能夠幫助農(nóng)戶對(duì)農(nóng)產(chǎn)品的市場(chǎng)價(jià)格進(jìn)行預(yù)測(cè)，為農(nóng)業(yè)發(fā)展提供精準(zhǔn)的預(yù)測(cè)信息，方便農(nóng)戶在后期的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)中做出科學(xué)選擇。

3.3 實(shí)現(xiàn)農(nóng)產(chǎn)品追溯

隨著智慧農(nóng)業(yè)的快速發(fā)展，農(nóng)產(chǎn)品的供應(yīng)鏈條不斷增加，農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)的追蹤及監(jiān)控工作越來越重要。通過大數(shù)據(jù)技術(shù)，農(nóng)產(chǎn)品從種植到生產(chǎn)再到運(yùn)輸、包裝、倉庫存儲(chǔ)、銷售，每一個(gè)環(huán)節(jié)都能得到全方位的監(jiān)控和追蹤，農(nóng)產(chǎn)品的污染問題能夠得到有效解決。農(nóng)產(chǎn)品可追溯的大數(shù)據(jù)系統(tǒng)以農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化信息為基礎(chǔ)，通過收集農(nóng)產(chǎn)品的生產(chǎn)信息、質(zhì)量檢測(cè)信息、客戶的評(píng)價(jià)信息等，讓農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量能夠得到保障。農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量溯源系統(tǒng)包含了生產(chǎn)管理系統(tǒng)、流通監(jiān)管系統(tǒng)、追溯反饋系統(tǒng)，涵蓋了產(chǎn)前、產(chǎn)中、產(chǎn)后的各個(gè)環(huán)節(jié)，能夠確保農(nóng)產(chǎn)品的安全。在實(shí)踐當(dāng)中，畜禽肉類、果蔬類、水產(chǎn)類、干貨類、加工食品類都能夠?qū)崿F(xiàn)質(zhì)量溯源。在生產(chǎn)管理環(huán)節(jié)，大數(shù)據(jù)系統(tǒng)能夠?qū)Ξa(chǎn)地信息、生產(chǎn)管理人、生產(chǎn)周期等進(jìn)行記錄；在加工流程跟蹤環(huán)節(jié)，系統(tǒng)能夠記錄操作人、加工檢測(cè)信息、生產(chǎn)日期等；在運(yùn)輸流程跟蹤環(huán)節(jié)，系統(tǒng)能夠記錄運(yùn)輸?shù)膩碓吹睾湍康牡?，錄入運(yùn)輸時(shí)間、運(yùn)輸路線、運(yùn)輸負(fù)責(zé)人等信息；在銷售環(huán)節(jié)，系統(tǒng)能夠記錄銷售時(shí)間、產(chǎn)品庫存信息等；在溯源查詢中，消費(fèi)者能夠?qū)ιa(chǎn)環(huán)境信息、加工流程信息、運(yùn)輸信息、銷售信息等進(jìn)行溯源。

3.4 整合農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈

在智慧農(nóng)業(yè)的發(fā)展中，大數(shù)據(jù)技術(shù)能夠推動(dòng)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈的全方位整合，使農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的生產(chǎn)和銷售環(huán)節(jié)緊密結(jié)合起來，對(duì)農(nóng)產(chǎn)品的銷售、運(yùn)輸、存儲(chǔ)、處理等多個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行轉(zhuǎn)化，使農(nóng)業(yè)發(fā)展形成“工業(yè)鏈條”，充分發(fā)揮大數(shù)據(jù)技術(shù)的作用。在實(shí)踐當(dāng)中，農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的實(shí)體經(jīng)濟(jì)能夠和大數(shù)據(jù)技術(shù)有機(jī)結(jié)合起來，傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈中存在的問題能夠得到解決。例如，惠農(nóng)網(wǎng)是我國(guó)領(lǐng)先的農(nóng)業(yè)B2B 產(chǎn)業(yè)服務(wù)平臺(tái)，該平臺(tái)以農(nóng)產(chǎn)品線上交易為基礎(chǔ)，用“一張網(wǎng)”連接農(nóng)產(chǎn)品的生產(chǎn)與銷售，利用大數(shù)據(jù)技術(shù)為供需雙方提供服務(wù)，同時(shí)也為政府的相關(guān)決策提供了重要參考。隨著大數(shù)據(jù)技術(shù)的快速發(fā)展，數(shù)字技術(shù)與農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的融合程度不斷加深，大數(shù)據(jù)技術(shù)在農(nóng)產(chǎn)品溯源、農(nóng)產(chǎn)品市場(chǎng)預(yù)測(cè)等方面能夠發(fā)揮重要作用，有利于推動(dòng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)朝著智慧化、數(shù)字化的方向進(jìn)步。

4 結(jié)束語

在大數(shù)據(jù)技術(shù)的支持下，智慧農(nóng)業(yè)已經(jīng)初見雛形，科學(xué)技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用，給農(nóng)戶及消費(fèi)者帶來了便利，為政府部門的決策提供了數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。在智慧農(nóng)業(yè)的發(fā)展中，農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)包含了氣象數(shù)據(jù)、資源環(huán)境數(shù)據(jù)、生物信息數(shù)據(jù)等方面的內(nèi)容，能夠?yàn)檗r(nóng)業(yè)生產(chǎn)、農(nóng)產(chǎn)品銷售提供數(shù)據(jù)支持。在智慧農(nóng)業(yè)未來的發(fā)展中，有關(guān)部門需要進(jìn)一步加強(qiáng)大數(shù)據(jù)技術(shù)在智慧農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用，利用大數(shù)據(jù)技術(shù)對(duì)市場(chǎng)需求進(jìn)行預(yù)測(cè)，全面整合農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈，追溯農(nóng)產(chǎn)品的生產(chǎn)加工過程，推動(dòng)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。