一、農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)對智慧農(nóng)業(yè)的重要性

隨著云時(shí)代的來臨，大數(shù)據(jù)也吸引了越來越多的關(guān)注。物聯(lián)網(wǎng)的存在使這種基于大數(shù)據(jù)的采集以及分析變成了一種可能，2009年以來，在國家政策積極鼓勵(lì)和財(cái)政資金大力支持下物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展掀起高潮，此后，物聯(lián)網(wǎng)在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通、物流、城市管理、環(huán)境保護(hù)、公共安全、醫(yī)療、家居等各個(gè)領(lǐng)域都開展了應(yīng)用示范，目前提倡的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)精細(xì)化生產(chǎn)與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)結(jié)合有著巨大的市場需求空間，以感知為前提，人與人、人與物、物與物全面互聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)平臺構(gòu)筑成功，現(xiàn)代農(nóng)業(yè)悄然步入物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，智慧農(nóng)業(yè)大局初現(xiàn)。

試想，如果農(nóng)民能隨時(shí)掌握天氣變化數(shù)據(jù)、市場供需數(shù)據(jù)、農(nóng)作物生長數(shù)據(jù)等等，農(nóng)民朋友和農(nóng)技專家足不出戶就可觀測到大田里的實(shí)景和相關(guān)數(shù)據(jù)，準(zhǔn)確判斷農(nóng)作物是否該施肥、澆水或打藥，不僅能避免因自然因素造成的產(chǎn)量下降，而且可以避免因市場供需失衡給農(nóng)民帶來經(jīng)濟(jì)損失。各國政府、社會組織、企業(yè)都意識到大數(shù)據(jù)這場旋風(fēng)所帶來的機(jī)遇，開始發(fā)力推動(dòng)大數(shù)據(jù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的跨界應(yīng)用。

大數(shù)據(jù)時(shí)代，不僅可以通過建立綜合的數(shù)據(jù)平臺，調(diào)控農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，還可以記錄分析農(nóng)業(yè)種植養(yǎng)殖過程、農(nóng)產(chǎn)品流通過程中的動(dòng)態(tài)變化，通過分析數(shù)據(jù)，同時(shí)結(jié)合經(jīng)驗(yàn)，制定一系列調(diào)控和管理措施，使農(nóng)業(yè)高效有序發(fā)展。

二、農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)平臺建設(shè)

在經(jīng)歷了多年的發(fā)展，研發(fā)了涵蓋多層面、多領(lǐng)域的農(nóng)業(yè)信息化系統(tǒng)，構(gòu)建了很多不同級別、面向不同領(lǐng)域的數(shù)據(jù)資源，形成了龐大的信息資源財(cái)富。但是由于利益等原因，這些數(shù)據(jù)相互之前缺乏統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，信息缺乏共享，信息資源與業(yè)務(wù)脫節(jié)，這必然導(dǎo)致數(shù)據(jù)利用率低下、信息冗余散亂。構(gòu)造虛擬化技術(shù)平臺，規(guī)范數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，將在大規(guī)模數(shù)據(jù)中心管理和解決方案交付方面發(fā)揮巨大的作用。

推進(jìn)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)的產(chǎn)業(yè)發(fā)展和區(qū)域產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化調(diào)整，進(jìn)一步推動(dòng)智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展進(jìn)程，需要全面及時(shí)掌握農(nóng)業(yè)的發(fā)展動(dòng)態(tài)，這需要依托農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)及相關(guān)大數(shù)據(jù)分析處理技術(shù)，建設(shè)一個(gè)農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)分析應(yīng)用平臺。

在技術(shù)上，該平臺應(yīng)基于先進(jìn)的大數(shù)據(jù)系統(tǒng)框架，充分融合物聯(lián)網(wǎng)在數(shù)據(jù)獲取以及云計(jì)算在數(shù)據(jù)處理方面的技術(shù)優(yōu)勢，建設(shè)具有高效性，先進(jìn)性和開放性的業(yè)務(wù)化應(yīng)用平臺。

結(jié)構(gòu)上，該平臺應(yīng)具有良好的可配置性，滿足資源擴(kuò)展、業(yè)務(wù)流程的變化。平臺應(yīng)具有穩(wěn)健的設(shè)計(jì)構(gòu)架、良好的人機(jī)交互功能，便于一般技術(shù)人員開發(fā)使用。隨著應(yīng)用領(lǐng)域的拓寬、業(yè)務(wù)的發(fā)展、業(yè)務(wù)量的增加，系統(tǒng)也應(yīng)該具有良好的擴(kuò)展性和應(yīng)用性。

三、農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)的應(yīng)用領(lǐng)域及解決猜想

(一)農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)目前主要應(yīng)用領(lǐng)域

農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)類別復(fù)雜。從領(lǐng)域來看，以農(nóng)業(yè)領(lǐng)域?yàn)楹诵?涵蓋種植業(yè)、林業(yè)、畜牧水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)、產(chǎn)品加工業(yè)等子行業(yè))，逐步拓展到相關(guān)上下游產(chǎn)業(yè)(飼料、化肥、農(nóng)藥、農(nóng)機(jī)，倉貯、屠宰業(yè)，肉類加工業(yè)等)，并需整合宏觀經(jīng)濟(jì)背景數(shù)據(jù)，包括統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)、進(jìn)出口數(shù)據(jù)、價(jià)格數(shù)據(jù)、生產(chǎn)數(shù)據(jù)、氣象、災(zāi)害數(shù)據(jù)等;從地域來看，以國內(nèi)區(qū)域數(shù)據(jù)為核心，借鑒國際農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)作為有效參考;不僅包括全國層面數(shù)據(jù)，還應(yīng)涵蓋省市數(shù)據(jù)，甚至地市級數(shù)據(jù)，為區(qū)域農(nóng)業(yè)發(fā)展研究提供基礎(chǔ);從廣度來看，不僅包括統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，還包括涉農(nóng)經(jīng)濟(jì)主體基本信息、投資信息、股東信息、專利信息、進(jìn)出口信息、招聘信息、媒體信息、地理空間坐標(biāo)信息等;從專業(yè)性來看，應(yīng)分步構(gòu)建農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的專業(yè)數(shù)據(jù)資源，進(jìn)而應(yīng)逐步有序規(guī)劃專業(yè)的子領(lǐng)域數(shù)據(jù)資源。

(二)農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)解決猜想

農(nóng)業(yè)資源管理：基于3S技術(shù)，建立管理區(qū)域電子地圖，對管理區(qū)域內(nèi)農(nóng)業(yè)種植用地進(jìn)行科學(xué)決策、精細(xì)化管理。

1、基于3S技術(shù)，建立管理區(qū)域電子地圖

以全球定位系統(tǒng)(GPS)提供的地理基本信息基于地理信息系統(tǒng)(GIS)建立農(nóng)業(yè)用地的電子地圖。運(yùn)用遙感(RS)技術(shù)感知電子地圖中的實(shí)地信息(土質(zhì)、)，全面掌握農(nóng)業(yè)種植用地的范圍，實(shí)時(shí)了解區(qū)域內(nèi)土壤條件、大氣環(huán)境等綜合信息并通過對信息的差異性分析將種植區(qū)域劃分為不同的管理區(qū)域，有針對性地進(jìn)行規(guī)劃。

2、附加種植業(yè)專題數(shù)據(jù)，充分整合區(qū)域信息

將包含實(shí)地遙感數(shù)據(jù)的電子地圖與種植業(yè)相關(guān)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)種植業(yè)農(nóng)業(yè)資源的實(shí)時(shí)查詢、分析、決策功能。

農(nóng)作物生產(chǎn)管理：

整合傳統(tǒng)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)及農(nóng)業(yè)資源管理信息，對不同管理區(qū)域內(nèi)農(nóng)作物進(jìn)行有針對性的種植管理。

對種植影響因素差異性較大的不同區(qū)域定量獲取影響作物生長的環(huán)境因素(如土壤肥力、含水量、苗情、病蟲害等)信息，分析影響區(qū)塊產(chǎn)量差異的原因，采取技術(shù)上可行、經(jīng)濟(jì)上有效的耕作措施，區(qū)別對待，按需實(shí)施的“處方農(nóng)業(yè)”。

1、處方農(nóng)業(yè)

針對水稻的品種、葉綠素含量、氮含量等信息的遙感信息抽取示意圖

2、農(nóng)作物監(jiān)測、估產(chǎn)

利用遙感(RS)技術(shù)監(jiān)控農(nóng)作物長勢，根據(jù)需要及時(shí)采取有效措施，并根據(jù)各種數(shù)據(jù)的綜合分析較準(zhǔn)確地預(yù)估農(nóng)作物產(chǎn)量。遙感估產(chǎn)系統(tǒng)示意圖(顏色越深產(chǎn)量越高)

3、病蟲害分析

利用GIS、遙感、高光譜分析等技術(shù)，對植物病蟲害進(jìn)行分析、預(yù)測、防治。

農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全管理：

整合產(chǎn)地環(huán)境、生產(chǎn)檔案、檢測數(shù)據(jù)形成農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全溯源數(shù)據(jù)。

1、產(chǎn)地環(huán)境數(shù)據(jù)

運(yùn)用遙感(RS)、傳感器等技術(shù)手段全面掌握農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地環(huán)境數(shù)據(jù)，并形成歷史記錄。

2、生產(chǎn)檔案數(shù)據(jù)

農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)記錄，記錄農(nóng)產(chǎn)品在生長過程中的各種農(nóng)事操作信息。

3、農(nóng)產(chǎn)品檢測數(shù)據(jù)

記錄企業(yè)資質(zhì)，檢測報(bào)告，產(chǎn)品品質(zhì)的認(rèn)證證明等信息。

溯源系統(tǒng)示意圖

農(nóng)村政務(wù)服務(wù)管理：

政務(wù)服務(wù)管理涵蓋人口管理、計(jì)生管理、黨群管理、公共咨詢、社保管理、經(jīng)營管理、資源管理，將這些數(shù)據(jù)整合，形成縣、鄉(xiāng)、村三級政府部門的信息管理系統(tǒng)。

1、政務(wù)管理

政務(wù)管理內(nèi)網(wǎng)承擔(dān)各級政府部門的辦公業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)村、鄉(xiāng)、縣各級部門間的信息交流，政務(wù)管理外網(wǎng)處理各部門面向企業(yè)的業(yè)務(wù)及政府部門之間的業(yè)務(wù)。

2、公共服務(wù)管理

人口、計(jì)生、社保等公共服務(wù)的信息化管理，實(shí)現(xiàn)公共服務(wù)的簡便快捷

3、農(nóng)業(yè)資源管理

涵蓋部分農(nóng)業(yè)資源管理數(shù)據(jù)，為管理者提供轄區(qū)內(nèi)的農(nóng)業(yè)資源數(shù)據(jù)(土地使用情況、作物種植情況、產(chǎn)量預(yù)估等)，為農(nóng)業(yè)資源的科學(xué)決策提供可靠依據(jù)。

四、農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)引領(lǐng)智慧農(nóng)業(yè)

總的來講，大數(shù)據(jù)作為新一代信息技術(shù)，在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用任重道遠(yuǎn)。大數(shù)據(jù)不僅充滿了挑戰(zhàn)和未知，人們也充滿了更多期待和憧憬。大數(shù)據(jù)涉及的內(nèi)容十分浩瀚，可分成大數(shù)據(jù)科學(xué)、大數(shù)據(jù)工程、大數(shù)據(jù)技術(shù)、大數(shù)據(jù)應(yīng)用等領(lǐng)域。目前在大數(shù)據(jù)技術(shù)和大數(shù)據(jù)應(yīng)用方面關(guān)注的較多，而相比之下大數(shù)據(jù)科學(xué)和大數(shù)據(jù)工程問題尚缺乏足夠的重視。農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)屬于技術(shù)和應(yīng)用層面，但同時(shí)也需要不斷吸收大數(shù)據(jù)的科學(xué)思想、引進(jìn)大數(shù)據(jù)的最新研究成果，才能保持農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)的生命力。

農(nóng)業(yè)作為中國的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，面臨著農(nóng)產(chǎn)品需求不斷增加、資源緊缺、氣候變化導(dǎo)致災(zāi)害頻發(fā)、生態(tài)安全脆弱、生物多樣性持續(xù)下降等嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，夯實(shí)以農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算技術(shù)為核心的農(nóng)業(yè)信息化基礎(chǔ)，提升以大數(shù)據(jù)為支撐的農(nóng)業(yè)信息化服務(wù)，開拓智慧農(nóng)業(yè)新局面，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化和信息化的跨越式發(fā)展。

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