試論大數(shù)據(jù)對我國中藥資源數(shù)據(jù)整合與應(yīng)用的啟示

田虹 田侃

（南京中醫(yī)藥大學(xué)，江蘇南京210023）

中藥資源在生長種植和學(xué)科研究中產(chǎn)生了大量的數(shù)據(jù)，整合挖掘、合理應(yīng)用這些數(shù)據(jù)，對于科學(xué)管理中藥資源有著極其重要的作用，對中藥產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和臨床用藥安全有深遠(yuǎn)的影響[1]。維克托·邁爾-舍恩伯格、肯尼斯·庫克耶在其編著的 《大數(shù)據(jù)時代》中提出通過搜集、分析海量數(shù)據(jù)信息，開發(fā)針對性應(yīng)用的新思路。在當(dāng)前海量數(shù)據(jù)和信息爆炸的背景下，大數(shù)據(jù)的思維模式和行動方式已逐漸滲透到各個行業(yè)和業(yè)務(wù)職能領(lǐng)域。將大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用于中藥資源領(lǐng)域，有助于開啟中藥資源全新的局面。但同時也應(yīng)警惕過于依賴大數(shù)據(jù)。大數(shù)據(jù)自身不可能告知如何從眾多數(shù)據(jù)中提取對中藥資源發(fā)展有價值的信息，而是依賴于人的判斷和決定。如果不能清晰地界定問題，海量數(shù)據(jù)也可能成為沒有價值的信息垃圾，與中藥資源發(fā)展的追求背道而馳。

1 大數(shù)據(jù)的內(nèi)涵

1.1 大數(shù)據(jù)的定義 目前學(xué)界對于大數(shù)據(jù)的定義，沒有統(tǒng)一的定論。根據(jù)維克托·邁爾-舍恩伯格、肯尼斯·庫克耶的觀點，從數(shù)據(jù)利用價值的角度定義大數(shù)據(jù)是人們在大規(guī)模數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上可以做到的事情，且這些事情在小規(guī)模數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上是無法完成的[2]。大數(shù)據(jù)的概念，首要特點是“大”，主要體現(xiàn)在數(shù)據(jù)規(guī)模大、數(shù)據(jù)類型多、價值密度低和處理速度快四個方面。但是大數(shù)據(jù)不只是數(shù)據(jù)大，還包括采集數(shù)據(jù)的工具、平臺和數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)。大數(shù)據(jù)的本質(zhì)是在大量的、復(fù)雜的數(shù)據(jù)集合中獲取知識和洞見。其用途可概括為：利用硬件設(shè)備、信息技術(shù)和計算方法的進(jìn)步，將不同格式、不同領(lǐng)域的大數(shù)據(jù)整合成標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一的數(shù)據(jù)源，研究分析挖掘后繼而產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)社會價值；預(yù)測未來某一事件發(fā)生的可能性，并據(jù)此進(jìn)行人為干預(yù)，使其向著預(yù)期的方向發(fā)展[3]。大數(shù)據(jù)時代帶來的變化不僅體現(xiàn)在如何處理海量數(shù)據(jù)并從中獲取有價值的信息，也體現(xiàn)在如何加強(qiáng)大數(shù)據(jù)技術(shù)研發(fā)，準(zhǔn)確把握未知的趨勢，搶占時代發(fā)展的前沿。

1.2 大數(shù)據(jù)對于中藥資源數(shù)據(jù)的意義 中醫(yī)藥秉持“天人合一”的整體性思維，以其整體、宏觀、粗放的醫(yī)學(xué)認(rèn)知實現(xiàn)在宏觀整體基礎(chǔ)上認(rèn)知世界、維護(hù)人體健康和調(diào)整疾病狀態(tài)，這與大數(shù)據(jù)的思維具有很高的契合性。中藥資源數(shù)據(jù)主要包括我國中藥資源種類、分布、蘊(yùn)藏量、資源變化趨勢、栽培與野生情況、收購量、需要量、質(zhì)量等[4]。利用大數(shù)據(jù)能夠創(chuàng)新數(shù)據(jù)采集方式，改進(jìn)抽樣技術(shù)，提高中藥資源統(tǒng)計調(diào)查的科學(xué)性、準(zhǔn)確性和實效性。通過數(shù)據(jù)化整合與共享中藥資源數(shù)量和質(zhì)量，可以縮短中藥資源調(diào)查周期，提高調(diào)查效率，節(jié)約人力、物力、財力，可以為中藥規(guī)范化種植、藥材提取與深加工等提供技術(shù)支撐和保障，并將為科學(xué)規(guī)劃發(fā)展中藥材產(chǎn)業(yè)提供重要參考依據(jù)。

1.3 對中藥資源數(shù)據(jù)認(rèn)識的誤區(qū) 我國中藥資源品種眾多，與之相關(guān)的生長、種植、流通、利用等環(huán)節(jié)因素龐雜，由此產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量之多可想而知。事實上，我國當(dāng)前中藥資源信息統(tǒng)計工作面臨的問題有：水平總體不高，發(fā)展不平衡，統(tǒng)計信息范圍較窄，信息仍顯粗糙、含混，利用率低等。對數(shù)據(jù)采集、存儲和分析等核心技術(shù)關(guān)注較少，相比之下更加看重應(yīng)用領(lǐng)域，甚至出現(xiàn)神化大數(shù)據(jù)的誤區(qū)，認(rèn)為掌握數(shù)據(jù)和相應(yīng)的硬件設(shè)備就可以分析數(shù)據(jù)。相比于大數(shù)據(jù)對各項技術(shù)提出的更高、更新的要求，傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集、收集方式相對套路清楚，簡便易學(xué)。而現(xiàn)在面對海量數(shù)據(jù)，如何選擇數(shù)據(jù)，如何判斷相關(guān)性大的因素，如何建模型等問題尚沒有形成完備的技術(shù)和方法[5]。

由于我國尚無采納數(shù)據(jù)格式的國家標(biāo)準(zhǔn)，政府職能部門限制使用者獲取官方統(tǒng)計數(shù)據(jù)，導(dǎo)致信息不完整或重復(fù)投資。但實際上，有些行業(yè)的數(shù)據(jù)涉及上百個參數(shù)，其復(fù)雜性不僅體現(xiàn)在數(shù)據(jù)樣本本身，更體現(xiàn)在多源異構(gòu)、多實體和多空間之間的交互動態(tài)性[5]。以谷歌2008年前推出“流感趨勢”服務(wù)為例，通過分析關(guān)鍵詞，準(zhǔn)確預(yù)測了美國各地流感爆發(fā)情況。谷歌綜合分析大量實時數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)，了解不同歷史階段流感爆發(fā)情況，以及對應(yīng)時期的關(guān)鍵詞、頻率，判斷哪些因素的相關(guān)性大，反復(fù)試錯、調(diào)整，才能建立可靠模型。

2 大數(shù)據(jù)在中藥資源數(shù)據(jù)整合中的應(yīng)用

2.1 大數(shù)據(jù)在中藥資源數(shù)據(jù)整合中的應(yīng)用現(xiàn)狀 近年來，運(yùn)用掌上電腦（PDA），采用遙感（RS）、地理信息系統(tǒng)（GPS）、全球定位系統(tǒng)（GIS）三者集成的“3S”技術(shù)手段已逐步顯示出良好的應(yīng)用前景，可以提升和豐富中藥資源調(diào)研的手段與方法。以正在進(jìn)行的第四次全國中藥資源普查為例，主要通過計算機(jī)輔助和專家經(jīng)驗相結(jié)合的方式組織實施中藥資源普查的數(shù)據(jù)填報、匯總分析等主要過程。利用計算機(jī)實現(xiàn)實施方案能在智能模板填寫，通過加入專家的在線審核，可以將信息及時反饋給各級管理部門；計算后臺自動實現(xiàn)普查數(shù)據(jù)完整性、有效性校驗以及成果的匯總分析，而通過加入專家設(shè)置詳細(xì)的統(tǒng)計參數(shù)，則提高了匯總結(jié)果的準(zhǔn)確性[4]。

但由于中藥資源的研究過程綜合分類學(xué)、生態(tài)學(xué)、地理學(xué)、生物化學(xué)、天然產(chǎn)物化學(xué)和中藥學(xué)等學(xué)科[6]，具有特定的交叉性、集成性和廣泛的帶動性，決定了這是一項復(fù)雜的系統(tǒng)工程，面臨著不可規(guī)避的瓶頸問題。

中藥資源的遙感數(shù)據(jù)、氣象數(shù)據(jù)、生態(tài)系統(tǒng)及地方植物志的植被信息資料、行政區(qū)劃和土地利用的地理數(shù)據(jù)等一系列應(yīng)用系統(tǒng)呈“碎片化”。數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，相關(guān)知識表達(dá)方法不規(guī)范，導(dǎo)致這些數(shù)據(jù)與知識既無法相互兼容，也無法共享，嚴(yán)重制約了我國中藥資源研究的深入建設(shè)。

當(dāng)前我國中藥材的種植（養(yǎng)殖）多與農(nóng)業(yè)聯(lián)系在一起，是增加部分地區(qū)農(nóng)民收入的有效途徑。隨著中藥發(fā)展的產(chǎn)業(yè)化，藥農(nóng)種植（養(yǎng)殖）過程的組織化、集約化，對中藥材種植（養(yǎng)殖）的量化決策提出更高的要求，如何進(jìn)行科學(xué)種植（養(yǎng)殖）、精準(zhǔn)施藥調(diào)控、優(yōu)化品種選擇，與更加專業(yè)化的決策有密切聯(lián)系。受成本和技術(shù)水平的限制，這些問題都暫時難以解決。

2.2 大數(shù)據(jù)對中藥資源數(shù)據(jù)整合的機(jī)遇 中藥資源是中醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)發(fā)展的源頭，其數(shù)量和質(zhì)量一直是制約中醫(yī)藥發(fā)展的關(guān)鍵因素。引入大數(shù)據(jù)的新思維和新思路，不僅有助于促進(jìn)中藥資源研究領(lǐng)域發(fā)展，也有利于探索中藥資源發(fā)展的新方向和新方法。

2.2.1 中藥資源的自然生態(tài)研究 自然生態(tài)環(huán)境與中藥資源的質(zhì)量、數(shù)量密切相關(guān)，是其生態(tài)適宜性評價的客觀基礎(chǔ)。當(dāng)前我國以“3S”技術(shù)為核心的新型監(jiān)測技術(shù)在植物信息提取及植被分類、土壤水分監(jiān)測、土壤養(yǎng)分監(jiān)測、病蟲害監(jiān)測等方面具有快捷方便、經(jīng)濟(jì)實用的特點[7]。大數(shù)據(jù)通過建立一套完善的中藥資源地理信息系統(tǒng)，以不同系統(tǒng)采集的海量信息為基礎(chǔ)，通過比對識別模型和當(dāng)前氣候條件，進(jìn)行預(yù)測性分析，以用于評估土壤肥力、監(jiān)測農(nóng)田邊界圖管理、預(yù)測產(chǎn)量分布、定位蟲害情況，并分析控制方法和相關(guān)決策，為中藥資源的自然生態(tài)研究及發(fā)展提供有價值的信息。

2.2.2 中藥種植規(guī)范體系 基于現(xiàn)在多數(shù)中藥資源明顯減少，品質(zhì)也明顯下降的現(xiàn)狀，很多地區(qū)開始嘗試種植中藥材以滿足日益上漲的市場需要[8]。然而中藥材種植與其他農(nóng)作物種植相比不僅有產(chǎn)量的要求，也受藥效的限制。目前中藥材種植缺乏科學(xué)化、規(guī)范化，藥農(nóng)每年的播種大多是使用自留種子或從其他農(nóng)戶購買種苗，或者到別的產(chǎn)區(qū)購買種子種苗，或由自己參加的合作社提供。藥材種植管理也較為簡單粗放，無法得到專業(yè)中藥材種植技術(shù)指導(dǎo)。大數(shù)據(jù)可以將中藥材種植地的各種信息進(jìn)行數(shù)字化，錄入到各類數(shù)據(jù)庫中，自動生成優(yōu)化的耕作、施肥、灌溉和噴藥等指令，結(jié)合設(shè)計的專家建議系統(tǒng)，進(jìn)行綜合分析，實現(xiàn)科研、科普、引種、栽培、生產(chǎn)等業(yè)務(wù)工作的信息管理，建立一個權(quán)威的網(wǎng)絡(luò)信息管理系統(tǒng)。

2.2.3 中藥材市場流通體系 由于我國尚沒有一套權(quán)威的中藥材行業(yè)基礎(chǔ)信息，藥材收購量、需要量、蘊(yùn)藏量等基本情況不明確，造成中藥材種植戶和經(jīng)營者之間的信息嚴(yán)重不對稱，供求信息不暢，市場無法根據(jù)供求合理調(diào)節(jié)價格，讓投機(jī)分子趁機(jī)囤積居奇，炒高中藥材價格，制造中藥材市場的虛假繁榮[9]。例如沉香是中醫(yī)治胃病常用的一味藥材，取自瑞香科植物白木香含有樹脂的木材，但無序采伐使得野生沉香數(shù)量急劇減少，加之資本炒作，使得沉香飲片統(tǒng)貨價格從百來元每千克上漲到數(shù)千元每千克[10]。大數(shù)據(jù)則可以依據(jù)生態(tài)自然環(huán)境因素和政策社會因素，整合預(yù)測農(nóng)產(chǎn)品價格走勢、消費(fèi)需求等相關(guān)數(shù)據(jù)，對及時調(diào)整中藥數(shù)量、質(zhì)量給予基于數(shù)據(jù)解讀的對策和建議。

2.3 潛在的挑戰(zhàn) 目前大數(shù)據(jù)應(yīng)用還處于探索階段，它與中藥資源現(xiàn)有的創(chuàng)新方法既相互聯(lián)系，又相互區(qū)別。加之其理論框架尚不完備，基礎(chǔ)設(shè)施、相關(guān)制度法律還不成熟，大數(shù)據(jù)到底能為中藥資源研究帶來什么變化還令人困惑。

2.3.1 各地中藥資源管理主體存在差別 當(dāng)前各省主管中藥資源的部門不同，有的由省衛(wèi)生廳主管，有的由省中醫(yī)藥管理局管理，也有由省林業(yè)廳管理的，而部分省則沒有具體管理部門。在有管理部門的省中，分為組織機(jī)構(gòu)職能健全和職能欠缺兩類，存在較大的區(qū)域差異。在此基礎(chǔ)上，要使分散在不同部門的數(shù)據(jù)得到合理有效應(yīng)用，明確可用數(shù)據(jù)、不公開數(shù)據(jù)都需要政府統(tǒng)籌協(xié)調(diào)，明確的主管部門履行監(jiān)管中藥資源的職能。

2.3.2 中藥資源人才缺乏 我國剛剛引入大數(shù)據(jù)概念，培養(yǎng)大量掌握大數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)和中藥資源專業(yè)知識的人才是不可避免的發(fā)展方向。發(fā)達(dá)國家的部分IT企業(yè)已經(jīng)初步掌握了一些數(shù)據(jù)分析預(yù)測的關(guān)鍵技術(shù)，我國相關(guān)企業(yè)的技術(shù)能力還比較落后。另外，雖然中醫(yī)藥高等院校包括綜合性大學(xué)的藥學(xué)專業(yè)已累計超過300家，每年培育的專業(yè)技術(shù)人才已逾萬人，但是中藥資源相關(guān)專業(yè)在培養(yǎng)人才方面缺乏系統(tǒng)性、整體性，人員流失嚴(yán)重。目前只有23個開設(shè)“中藥資源與開發(fā)”本科專業(yè)的院校，一批開設(shè)“中藥資源”相關(guān)專業(yè)、方向碩士點、博士點的院校[11]。

2.3.3 潛在的安全威脅 中藥資源不僅包含對其生長環(huán)境的種種要求，還包含中藥材種植基地選定、品種栽培、采收加工、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)等一系列知識信息。雖然現(xiàn)有的保護(hù)傳統(tǒng)知識信息的法律法規(guī)及技術(shù)手段能起到一定保護(hù)作用，但是大數(shù)據(jù)的價值并不只是收集海量信息以改變現(xiàn)狀，更多用于對收集到的信息進(jìn)行二次利用，預(yù)測和判斷未知的行為。因此未來在采集數(shù)據(jù)前無法窮盡其用途，充分獲得信息使用許可，因此對于數(shù)據(jù)提供者的告知與許可便也失去實質(zhì)意義，加深對數(shù)據(jù)隱私、公共機(jī)構(gòu)信息保密的威脅。近年來珍貴藥用資源遭到國外醫(yī)藥機(jī)構(gòu)地毯式篩選的事件常有發(fā)生，導(dǎo)致我國自主開發(fā)中藥或天然藥物的源泉日益枯竭，同時也威脅了我國生態(tài)安全甚至國家安全。在新形勢的挑戰(zhàn)下，客觀冷靜面對大數(shù)據(jù)，使其在合理的規(guī)制下發(fā)揮作用顯得尤為重要。

3 結(jié)論及建議

中藥資源信息的利用不僅具有生態(tài)學(xué)意義，更具有國家戰(zhàn)略意義。中藥資源的開發(fā)利用是中藥產(chǎn)業(yè)的根基，關(guān)乎民生和社會穩(wěn)定，關(guān)乎生態(tài)環(huán)境保護(hù)和新興戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)發(fā)展，是全球競爭中國家優(yōu)勢的體現(xiàn)。將大數(shù)據(jù)應(yīng)用于中藥資源中意味著很多機(jī)遇，但要真正利用好大數(shù)據(jù)技術(shù)，還有許多亟待完善的問題。

3.1 轉(zhuǎn)變思想觀念 面對不斷升溫的大數(shù)據(jù)熱潮，先知、先覺、先行既可能率先受益，也可能首當(dāng)其沖，關(guān)鍵在于是否能理性分析、冷靜觀察，找到核心技術(shù)、應(yīng)用模式。大數(shù)據(jù)要求扎實的基礎(chǔ)性工作，這些工作可能是長期性、前瞻性的，需要逐步推進(jìn)，很難立竿見影、一蹴而就。因此對當(dāng)前的大數(shù)據(jù)潮，既要有積極迎接的準(zhǔn)備，也要有警惕過熱的思想。通過探索突破傳統(tǒng)數(shù)據(jù)管理的局限，結(jié)合中藥資源信息管理的特點，在相關(guān)法律制度的規(guī)范下，促進(jìn)中藥資源學(xué)科的發(fā)展。

3.2 提高技術(shù)水平 有效運(yùn)用大數(shù)據(jù)，需要提高計算機(jī)和數(shù)據(jù)管理硬件，增強(qiáng)相應(yīng)計算系統(tǒng)的功能，培養(yǎng)一批大數(shù)據(jù)分析運(yùn)用的服務(wù)企業(yè)和專業(yè)人才。通過建設(shè)計算機(jī)管理系統(tǒng)，克服中藥資源普查項目因經(jīng)費(fèi)和人員等原因的非常態(tài)化，建立長期固定的資源監(jiān)控機(jī)制，實時把握中藥資源的分布及生長狀況。

政府可以在構(gòu)建數(shù)據(jù)質(zhì)量分析平臺，構(gòu)架藥農(nóng)、企業(yè)和市場間的溝通橋梁方面予以支持。鼓勵民間設(shè)立專項基金，提高中藥行業(yè)的技術(shù)水平，鼓勵將中藥資源普查及相關(guān)科技成果的轉(zhuǎn)化、應(yīng)用和推廣，為行業(yè)提供技術(shù)支撐和技術(shù)服務(wù)[12]。另一方面，在現(xiàn)有的藥用植物園體系的基礎(chǔ)上，建設(shè)信息共享平臺[13]，充分利用數(shù)據(jù)資源，以收集藥典上常用中藥、瀕危中藥為重點，集種質(zhì)保存、科研、種植培育、科普宣傳、旅游五位一體，全面發(fā)展。

政府還可以在抽樣調(diào)查、網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)應(yīng)用等方面應(yīng)用大數(shù)據(jù)的思維和方法，有所突破。空間數(shù)據(jù)的應(yīng)用實際上要先于大數(shù)據(jù)概念的提出，由于空間數(shù)據(jù)具備大數(shù)據(jù)的特性，故其本身就是“大數(shù)據(jù)”[14]。中藥資源的種植（養(yǎng)殖）具有明顯的空間特性，是利用空間數(shù)據(jù)的主要領(lǐng)域。嘗試?yán)煤脚募夹g(shù)獲取具有空間特征的中藥材種植（養(yǎng)殖）區(qū)域、居住區(qū)域等對象的高清影像，結(jié)合已知的普查信息，構(gòu)建空間抽樣框。并通過“3S”技術(shù)對樣本實行遙感和觀測，使調(diào)查對象實現(xiàn)可視、可測、可追溯。在網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)方面，可以逐步對中藥材價格調(diào)查進(jìn)行現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集，通過基層統(tǒng)計報表傳送終端設(shè)備，基層統(tǒng)計人員手持設(shè)備到現(xiàn)場，直接將采集的信息上傳。

3.3 完善法律制度 大數(shù)據(jù)為監(jiān)測中藥資源提供了便利，但同時對保護(hù)中藥資源相關(guān)傳統(tǒng)知識的手段提出新的挑戰(zhàn)。原有的數(shù)據(jù)隱私保護(hù)模式不能再起到良好的作用，因此需要完善數(shù)據(jù)隱私保護(hù)，建立健全公共機(jī)構(gòu)信息公開等立法修法工作。我國于2012年出臺的 《關(guān)于加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)信息保護(hù)的決定》、《信息安全技術(shù)公共及商用服務(wù)信息系統(tǒng)個人信息保護(hù)指南》都對大數(shù)據(jù)時代的個人數(shù)據(jù)信息管理進(jìn)行了原則性的規(guī)定[15]。在未來的數(shù)據(jù)隱私保護(hù)規(guī)制中，應(yīng)進(jìn)一步明確數(shù)據(jù)用途，包括數(shù)據(jù)可以進(jìn)行商業(yè)化應(yīng)用的范圍、應(yīng)用范圍界定標(biāo)準(zhǔn)、數(shù)據(jù)濫用承擔(dān)的責(zé)任等。對于一些危險性較大的項目，應(yīng)設(shè)立專門規(guī)章，規(guī)范數(shù)據(jù)使用者評估風(fēng)險，降低潛在傷害。

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