大數(shù)據(jù)在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用思考

張寶民

（河北唐山開平經(jīng)濟開發(fā)區(qū)管委會，河北唐山 063021）

1 大數(shù)據(jù)的來由

1980 年，著名未來學(xué)家阿爾文·托夫勒在《第三次浪潮》一書中正式提出了“大數(shù)據(jù)”這一概念，并將大數(shù)據(jù)熱情地贊頌為“第三次浪潮的華彩樂章”。之后28 年，“大數(shù)據(jù)”如石沉大海、銷聲匿跡。2009 年，“大數(shù)據(jù)”又像火山爆發(fā)一樣“突變”為一個流行詞匯，世界范圍內(nèi)對大數(shù)據(jù)的研究、應(yīng)用也一下子火了起來，美國等發(fā)達國家更是先行一步，維克多《大數(shù)據(jù)時代》一書全球暢銷，開大數(shù)據(jù)系統(tǒng)研究之先河。就國內(nèi)情況來看，大數(shù)據(jù)研究雖然剛剛起步，但“農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)”研究已經(jīng)領(lǐng)先。因為，2013 年6 月18 日，國內(nèi)第一個農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)研究和應(yīng)用推廣機構(gòu)“農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟”在山東農(nóng)業(yè)大學(xué)正式成立，實現(xiàn)了農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)研究與應(yīng)用的無縫結(jié)合。

2 農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)的關(guān)鍵技術(shù)

我國是農(nóng)業(yè)大國，農(nóng)業(yè)、農(nóng)村、農(nóng)民問題的解決，關(guān)系到人民的切身利益、社會的安定和整個國民經(jīng)濟的發(fā)展。農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)涵蓋面廣、數(shù)據(jù)源復(fù)雜，包含種植、養(yǎng)殖、農(nóng)業(yè)科技、農(nóng)業(yè)裝備、氣象、土地、水利、農(nóng)資、病蟲害防治、生態(tài)環(huán)境、市場、食品安全、農(nóng)產(chǎn)品加工等諸多環(huán)節(jié)。生物作為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程主體的特質(zhì)，導(dǎo)致農(nóng)業(yè)自身的區(qū)域化、多樣化、差異化以及動態(tài)性、復(fù)雜性，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)時刻面臨著不斷產(chǎn)生的大量的結(jié)構(gòu)化和非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的獲取、挖掘、存貯、處理與應(yīng)用等問題。農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)是發(fā)展現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的重要技術(shù)支撐，基于大數(shù)據(jù)的理論和技術(shù)，開展大數(shù)據(jù)研究與開發(fā)服務(wù)，將對推動智慧農(nóng)業(yè)的發(fā)展發(fā)揮起到重大的作用。

2012 年3 月，美國奧巴馬政府宣布投資2 億美元拉動大數(shù)據(jù)相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展，將“大數(shù)據(jù)戰(zhàn)略”上升為國家戰(zhàn)略。2014 年3 月，李克強總理在《政府工作報告》中明確指出，要設(shè)立新興產(chǎn)業(yè)創(chuàng)業(yè)創(chuàng)新平臺，在大數(shù)據(jù)等方面趕超先進，引領(lǐng)未來產(chǎn)業(yè)發(fā)展。這足以說明大數(shù)據(jù)的研究與應(yīng)用成為國家“創(chuàng)新、競爭和生產(chǎn)力的下一個前沿”，對每個國家都具有戰(zhàn)略意義，農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)是其重要領(lǐng)域，具有廣闊的發(fā)展前景。2014年2月，中國工程院院士汪懋華在“科學(xué)數(shù)據(jù)大會”上表示，大數(shù)據(jù)農(nóng)業(yè)應(yīng)用研究，應(yīng)當(dāng)為新型農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化做出貢獻，要加快推進農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化與信息化的深度融合。汪院士認(rèn)為，應(yīng)當(dāng)加強農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)應(yīng)用研究，農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)是大數(shù)據(jù)理念、技術(shù)和方法在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的實踐。農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)涉及到水、土、光、熱、氣候資源，作物育種、種植、施肥、植保、過程管理、收獲、加工、存儲、機械化等各環(huán)節(jié)，多類型復(fù)雜數(shù)據(jù)采集、挖掘、處理、分析與應(yīng)用等問題。汪院士同時表示，目前的大數(shù)據(jù)研究普遍存在著“只有數(shù)據(jù)，沒有利用”的問題，導(dǎo)致搜集數(shù)據(jù)、存儲數(shù)據(jù)付出的成本被浪費，因此急需解決的問題就是如何從數(shù)據(jù)中獲得價值。

大數(shù)據(jù)的關(guān)鍵技術(shù)是基于存儲的計算，從本質(zhì)上來說，大數(shù)據(jù)主要解決的是海量數(shù)據(jù)搜集、存儲、計算、挖掘、展現(xiàn)和應(yīng)用等問題。也可以將其簡單歸納為三個層面：大數(shù)據(jù)的云存儲、大數(shù)據(jù)處理和大數(shù)據(jù)挖掘。從對用戶服務(wù)的角度，還應(yīng)提供更多的應(yīng)用功能：可視化交互分析引擎，提供啟發(fā)式人機交互功能。建立工作流引擎，為用戶創(chuàng)建海量數(shù)據(jù)處理、分析流程。

3 農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)的應(yīng)用

大數(shù)據(jù)在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用包括但不局限于：

3.1 精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)

精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)是信息技術(shù)與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)全面結(jié)合的一種新型農(nóng)業(yè)，其由六個子系統(tǒng)組成：全球定位系統(tǒng)、農(nóng)田信息采集系統(tǒng)、農(nóng)田遙感監(jiān)測系統(tǒng)、農(nóng)田地理信息系統(tǒng)、農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)、智能化農(nóng)機具系統(tǒng)，其核心是建立一個完善的農(nóng)田地理信息系統(tǒng)。大數(shù)據(jù)通過對不同系統(tǒng)獲取的龐大信息量為基礎(chǔ)，為精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的發(fā)展提供了大量的機會。可以用于土壤肥力管理、農(nóng)田邊界圖管理、產(chǎn)量分布圖管理、精確定位病蟲害控制方法和施肥決策管理等。

3.2 農(nóng)產(chǎn)品流通體系

大數(shù)據(jù)可以提供經(jīng)系統(tǒng)整合的相關(guān)氣候、農(nóng)產(chǎn)品價格走勢、進城道路交通信息、終端消費需求等相關(guān)數(shù)據(jù)，輔之以菜場超市攤位監(jiān)測評估數(shù)據(jù)體系等，通過對這些專業(yè)數(shù)據(jù)的解讀，可以判斷農(nóng)產(chǎn)品需求、價格變動等情況。

3.3 農(nóng)業(yè)氣象預(yù)測

通過建立天氣識別模型，然后將這些模型與當(dāng)前的氣候條件進行比較，再運用預(yù)測性分析，進行天氣預(yù)報。這種情況下，對氣象的預(yù)測時間更長、準(zhǔn)確度更高。

3.4 環(huán)境預(yù)測

進行環(huán)境預(yù)測需要了解獲得區(qū)域作物、土壤、水、動物、氣候和天氣之間復(fù)雜的相互作用。需要收集這些不同因素的數(shù)據(jù)進行分析，大數(shù)據(jù)技術(shù)有助于整合提高不同地區(qū)的海量數(shù)據(jù)。

3.5 提升人類健康

通過對人和周圍生物群落之間的相互作用分析，包括生物群落的基因組、動物的營養(yǎng)、人類的營養(yǎng)狀況數(shù)據(jù)，大數(shù)據(jù)可以更好地預(yù)測人類的健康和幸福感。并通過對農(nóng)作物的基因組進行測序，從質(zhì)上改變農(nóng)作物的質(zhì)量，培育出營養(yǎng)價值更高的農(nóng)作物，提升人類健康水平。

同時，隨著大數(shù)據(jù)與農(nóng)業(yè)的深度融合發(fā)展和基礎(chǔ)設(shè)施、信息管理模式、軟件技術(shù)的改進，以前依靠傳統(tǒng)方法和技術(shù)解決不了的諸多問題也會迎刃而解。

[1] 溫孚江.農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)與發(fā)展新機遇[J].中國農(nóng)村科技，2013（10）：14.

[2] 孫忠富，杜克明，鄭飛翔，等.大數(shù)據(jù)在智慧農(nóng)業(yè)中研究與應(yīng)用展望[J].中國農(nóng)業(yè)科技導(dǎo)報，2013（6）：63-71.