摘 要：隨著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等領(lǐng)域的數(shù)據(jù)持續(xù)增長，農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)可視化已成為一種重要的技術(shù)和工具，吸引越來越多的研究者和技術(shù)公司的關(guān)注。基于此，綜述了農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)可視化的基本概念、現(xiàn)有的常見工具、技術(shù)和應(yīng)用場景，以及發(fā)展趨勢；介紹了農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)可視化的基本概念和分類方法，并對不同類型的可視化技術(shù)進(jìn)行了簡要描述；針對農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的幾個主要應(yīng)用場景進(jìn)行了案例介紹和分析，探討了農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)可視化的發(fā)展趨勢。

關(guān)鍵詞：農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)； 數(shù)據(jù)可視化； 數(shù)據(jù)可視化工具

中圖分類號：S511" " " " 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A" " " 文章編號：1002-204X（2023）12-0047-03

doi：10.3969/j.issn.1002-204x.2023.12.012

Exploring the Development Trends of Agricultural Data Visualization

Li Feng， Zhang Jianhua

（Institute of Agricultural Economy and Information Technology， Ningxia Academy of Agriculture and Forestry Sciences， Yinchuan， Ningxia 750002）

Abstract With the continuous growth of data in agricultural production and other fields， agricultural data visualization has become an important technology and tool， attracting increasing attention from researchers and technology companies. This paper provides an overview of the basic concepts， existing common tools， technologies， and application scenarios of agricultural data visualization， as well as development trend. Based on this， the basic concepts and classification methods of agricultural data visualization are introduced， and a brief description of different types of visualization techniques is provided. Several major application scenarios in the agricultural field are presented and analyzed through case studies. Finally， the development trends of agricultural data visualization are discussed.

Key words Agricultural data; Data visualization; Data visualization tools

數(shù)據(jù)可視化是將數(shù)據(jù)以圖表、圖形或可交互的方式呈現(xiàn)出來，以便更清晰地展示數(shù)據(jù)的內(nèi)容、模式和趨勢。通過數(shù)據(jù)可視化，人們可以更直觀地理解數(shù)據(jù)，從而作出更明智的決策。數(shù)據(jù)可視化可以使用各種工具和技術(shù)來創(chuàng)建，例如餅圖、柱狀圖、折線圖、散點圖、地圖等。數(shù)據(jù)可視化旨在提供可視化反饋，以便用戶可以更輕松地理解數(shù)據(jù)、發(fā)現(xiàn)趨勢和發(fā)現(xiàn)問題。

農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)可視化是利用圖表、地圖等方式呈現(xiàn)農(nóng)業(yè)相關(guān)數(shù)據(jù)信息的可視化技術(shù)。這些數(shù)據(jù)可以包括農(nóng)作物種植、天氣變化、土壤質(zhì)量、農(nóng)產(chǎn)品銷售、農(nóng)民收入等各種農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)。農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)可視化以更清晰、更直觀的方式呈現(xiàn)農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)，使農(nóng)業(yè)工作者、政策制定者和其他利益相關(guān)方能夠更好地理解農(nóng)業(yè)狀況、發(fā)現(xiàn)問題和作出更明智的決策。

本文將對農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)可視化的重要性和研究現(xiàn)狀進(jìn)行綜述，并提出未來的研究方向。

1 農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)可視化的重要性

農(nóng)業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的重要組成部分，而數(shù)據(jù)分析和決策支持是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵。隨著進(jìn)入大數(shù)據(jù)時代，農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)不斷增加，數(shù)據(jù)可視化成為理解、分析和應(yīng)對農(nóng)業(yè)問題的重要手段。

1.1 更好地了解農(nóng)業(yè)情況

利用可視化方式呈現(xiàn)的農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)可以幫助人們更加直觀地了解農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的各種問題，比如營養(yǎng)缺乏、災(zāi)害損失、產(chǎn)出問題等等，并能夠比較容易地識別不同地域和時間的差別和趨勢。

1.2 更快速地作出決策

農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)可視化能夠讓人們以更加清晰的方式快速處理和分析數(shù)據(jù)，這樣可以幫助產(chǎn)生更好的判斷和決策。這對于農(nóng)民、政策制定者和農(nóng)業(yè)企業(yè)都是非常有益的。

1.3 促進(jìn)創(chuàng)新

農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)可視化可以啟發(fā)創(chuàng)新，因為通過數(shù)據(jù)可視化，人們可以更方便地發(fā)現(xiàn)當(dāng)前農(nóng)業(yè)領(lǐng)域及潛在的商品和服務(wù)需求。

1.4 更好地追蹤和改進(jìn)農(nóng)業(yè)實踐

利用農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)可視化，人們可以跟蹤農(nóng)業(yè)實踐中的進(jìn)展、變化和趨勢，并以此改進(jìn)農(nóng)業(yè)實踐的方法，以達(dá)到提高產(chǎn)量、保護(hù)環(huán)境等目的。

綜上所述，農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)可視化是一種非常有用的工具和技術(shù)，可以幫助人們更好地了解和處理農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)，更快速地作出決策，促進(jìn)創(chuàng)新和改進(jìn)農(nóng)業(yè)實踐。

2 農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)可視化的研究現(xiàn)狀

2.1 當(dāng)前的主要研究方向

2.1.1 交互式可視化

交互式可視化是指將用戶交互操作與可視化過程相結(jié)合，實現(xiàn)自定義分析和探索特定農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)。目前相關(guān)研究主要關(guān)注如何提高用戶交互體驗和效率，如動畫和過渡效果、直觀的操作方式和快速的反饋機(jī)制等。

2.1.2 數(shù)據(jù)挖掘和機(jī)器學(xué)習(xí)

數(shù)據(jù)挖掘和機(jī)器學(xué)習(xí)被廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)處理和分析領(lǐng)域，也被用來實現(xiàn)更加精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)可視化。目前的研究主要集中于如何將數(shù)據(jù)挖掘和機(jī)器學(xué)習(xí)算法與可視化工具相結(jié)合，實現(xiàn)數(shù)據(jù)挖掘和分析、自動化分析和預(yù)測等功能。

2.1.3 可訪問性和普及化

可訪問性和普及化是指如何應(yīng)對農(nóng)民和政策制定者等特定用戶的需求，提供易于理解和使用、具有良好可訪問性的農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)可視化方案。目前的研究主要關(guān)注如何設(shè)計和開發(fā)易于理解和使用的可視化工具，以及如何提高農(nóng)民、政策制定者等特定用戶的數(shù)字素養(yǎng)和可視化數(shù)據(jù)分析能力。

2.1.4 數(shù)據(jù)隱私和安全保障

在大數(shù)據(jù)和互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下，農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)隱私和安全問題越來越受到關(guān)注。目前的研究主要集中在如何提高農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)的安全性和隱私保護(hù)，確保機(jī)密性、完整性和可用性等。

總的來說，未來農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)可視化的研究方向?qū)⒏幼⒅財?shù)據(jù)智能化和個性化，并將涉及更多交叉學(xué)科，如計算機(jī)科學(xué)、統(tǒng)計學(xué)、民生學(xué)等。

2.2 數(shù)據(jù)可視化工具

Tableau：Tableau是一個可視化分析平臺，使個人和團(tuán)隊能夠充分利用其數(shù)據(jù)，不僅提供完整的集成分析平臺，還提供可靠的數(shù)據(jù)驅(qū)動以幫助客戶部署和擴(kuò)展，通過強(qiáng)大的可視化效果充分展示數(shù)據(jù)的價值。Tableau支持各種數(shù)據(jù)源，包括Excel、CSV、SQL數(shù)據(jù)庫、Hadoop等，用戶可以使用其直觀的拖放式界面創(chuàng)建各種圖表和可視化效果。

Power BI是微軟開發(fā)的一個統(tǒng)一、可擴(kuò)展的自助服務(wù)和企業(yè)商業(yè)智能（BI）平臺。用戶可以利用它連接到任何數(shù)據(jù)并實現(xiàn)數(shù)據(jù)可視化，并將視覺對象無縫融入日常應(yīng)用?？梢灾С指鞣N數(shù)據(jù)源，包括Excel、CSV、SQL數(shù)據(jù)庫、Hadoop等，使用它直觀的拖放式界面創(chuàng)建各種圖表和可視化效果。

D3.js：D3.js是一款基于JavaScript的數(shù)據(jù)可視化庫，它可以幫助用戶使用 HTML、SVG和CSS使數(shù)據(jù)栩栩如生。D3.js提供了豐富的API和示例代碼，用戶可以使用它來創(chuàng)建各種自定義的可視化效果。

Plotly：Plotly是一款基于Python的數(shù)據(jù)可視化庫，它可以幫助用戶從各種數(shù)據(jù)源中創(chuàng)建各種圖表和可視化效果。Plotly提供了豐富的API和示例代碼，用戶可以使用它來創(chuàng)建各種自定義的可視化效果。

QlikView：QlikView是一款商業(yè)智能和數(shù)據(jù)可視化工具，它可以幫助用戶從各種數(shù)據(jù)源中創(chuàng)建交互式的數(shù)據(jù)可視化和儀表板。QlikView具有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)分析和可視化功能，可以幫助用戶更好地理解數(shù)據(jù)。

Highcharts：Highcharts是一款基于JavaScript的數(shù)據(jù)可視化庫，它可以幫助開發(fā)人員輕松地為 Web 和移動平臺創(chuàng)建圖表。適用于Javascript、Angular、React、VueJS、iOS、R、.NET、Python等。

FusionCharts：FusionCharts是一套靈活的JavaScript圖表庫，提供了多種類型的圖表，非常實用，能夠幫助開發(fā)人員快速創(chuàng)建高質(zhì)量的圖表和數(shù)據(jù)可視化。還提供適用于多種編程語言的API和插件，如PHP、Java、Python、Ruby等。

ECharts：ECharts是一款基于JavaScript的開源可視化圖表庫，其功能強(qiáng)大、靈活性強(qiáng)，可以用于大量不同領(lǐng)域的數(shù)據(jù)可視化。采用了響應(yīng)式設(shè)計，可以自適應(yīng)不同尺寸的屏幕，在移動設(shè)備和桌面端之間交替使用。Echarts是一款非常實用的數(shù)據(jù)可視化工具， 并且免費(fèi)開源，具有靈活、易于使用和極高的可定制性，適用于各種數(shù)據(jù)可視化場景。

以上列舉的數(shù)據(jù)可視化工具，都是在數(shù)據(jù)分析和可視化領(lǐng)域表現(xiàn)優(yōu)異的工具。

Tableau和Power BI是目前市場占有率較高的商業(yè)工具，它們都提供了基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)連接、處理和交互式可視化功能。Tableau強(qiáng)調(diào)簡單易用，適合初學(xué)者上手使用；Power BI則更傾向于Microsoft用戶，與Office更加兼容。

D3.js和Plotly是專業(yè)的JavaScript可視化庫，與前面兩個工具不同的是，它們是開源且免費(fèi)的。D3.js的可視化效果非常出色，靈活性也很高，但學(xué)習(xí)曲線比較陡峭；Plotly支持多種編程語言，尤其在數(shù)據(jù)科學(xué)和機(jī)器學(xué)習(xí)領(lǐng)域使用廣泛。

QlikView則注重自助式分析，能夠讓普通用戶通過“拖放”操作輕松實現(xiàn)數(shù)據(jù)儀表盤。其聚集功能也比較強(qiáng)大，適合大數(shù)據(jù)集的可視化分析。

Highcharts和FusionCharts都是商業(yè)可視化庫，具有企業(yè)級的穩(wěn)定性和靈活性。不同的是，Highcharts更加側(cè)重于交互性，而FusionCharts則更傾向于面向數(shù)據(jù)儀表盤的開發(fā)。

ECharts是開源的跨平臺JavaScript可視化庫，擁有豐富的圖表類型和樣式，并支持大規(guī)模數(shù)據(jù)可視化，非常適合Web和移動應(yīng)用開發(fā)。

總之，選擇何種數(shù)據(jù)可視化工具取決于數(shù)據(jù)分析的具體需求和技術(shù)水平。需要權(quán)衡商業(yè)軟件與開源軟件之間的利弊，以及自主開發(fā)和外部購買之間的成本和效益。

3 農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)可視化研究方向

3.1 可視化工具的研究

隨著數(shù)據(jù)科學(xué)和人工智能的發(fā)展，可視化工具的研究也越來越重要。未來的研究方向包括開發(fā)更加智能和自適應(yīng)的可視化工具，以及提高可視化工具的交互性和用戶體驗。

3.2 數(shù)據(jù)分析的研究

數(shù)據(jù)分析是農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)可視化的重要組成部分。未來的研究方向包括開發(fā)更加高效和準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)分析方法，以及將機(jī)器學(xué)習(xí)和人工智能技術(shù)應(yīng)用于農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)分析。

3.3 決策支持的研究

決策支持是農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)可視化的最終目的。未來的研究方向包括開發(fā)更加智能和自適應(yīng)的決策支持系統(tǒng)，以及將機(jī)器學(xué)習(xí)和人工智能技術(shù)應(yīng)用于決策支持系統(tǒng)。

4 結(jié)論

農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)可視化是一種將農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為可視化圖形的方法，可以幫助農(nóng)民和農(nóng)業(yè)專業(yè)人士更好地理解和分析農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)。未來的研究方向包括可視化工具的研究、數(shù)據(jù)分析的研究和決策支持的研究。通過這些研究，可以開發(fā)更加智能和自適應(yīng)的農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)可視化系統(tǒng)，為農(nóng)業(yè)發(fā)展提供更好的支持。

參考文獻(xiàn)：

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責(zé)任編輯：周慧

基金項目：寧夏回族自治區(qū)重點研發(fā)計劃項目“寧夏枸杞質(zhì)量安全指標(biāo)體系構(gòu)建”（2021BEF03003）、寧夏回族自治區(qū)農(nóng)業(yè)科技自主創(chuàng)新專項科技創(chuàng)新引導(dǎo)項目“寧夏釀酒葡萄智慧種植關(guān)鍵技術(shù)研究與示范”（NKYG-23-02）。

作者簡介：李鋒（1981—），男，寧夏銀川人，副研究員，主要從事農(nóng)業(yè)信息化及智能裝備技術(shù)研究工作。

收稿日期：2023-07-10" 修回日期：2023-07-16