探索信息科學(xué)與農(nóng)業(yè)科學(xué)結(jié)合的先行者

賈海琴

孫九林，江蘇鹽城人，1937年8月生，共產(chǎn)黨員，資源學(xué)家、農(nóng)業(yè)與資源環(huán)境信息工程學(xué)科帶頭人之一。1964年畢業(yè)于西安交通大學(xué)。2001年當(dāng)選為中國工程院院士。曾任中國科學(xué)院自然資源綜合考察委員會副主任?，F(xiàn)任中國科學(xué)院地理科學(xué)與資源研究所研究員、博士生導(dǎo)師，中國科學(xué)院信息化專家委員會主任、資源環(huán)境科學(xué)數(shù)據(jù)中心學(xué)術(shù)委員會主任、中國科學(xué)院大學(xué)終身教授、國家減災(zāi)委員會專家委員會委員兼空間科學(xué)與信息分委會主任、國家環(huán)境信息化專家委員會主任、國家級有突出貢獻(xiàn)專家。長期從事信息科學(xué)技術(shù)在農(nóng)業(yè)與資源環(huán)境中的應(yīng)用研究，主持完成多項國家級重大項目并解決一系列關(guān)鍵技術(shù)。在取得的16項重大成果中，有12項獲省部級以上18種獎勵，出版專著13部、論文100余篇。多年來，始終站在開拓者的位置從事信息科學(xué)與資源及農(nóng)業(yè)科學(xué)交叉領(lǐng)域的研究和實踐，取得多項開拓性的理論與應(yīng)用成果，為創(chuàng)立“國土資源及農(nóng)業(yè)信息”工程科學(xué)和國家建設(shè)做出了突出的貢獻(xiàn)。

古人云，道生一，一生二，二生三，三生萬物，世間萬物形態(tài)各異，由此衍生出了各種思維和各種學(xué)科，將不同的思維，不同的學(xué)科交融在一起，往復(fù)生一，往往又能獲得令人欣喜的新發(fā)現(xiàn)。對孫九林院士而言，跨學(xué)科是一個繞不開的話題。

上世紀(jì)八九十年代，地球信息科學(xué)在國內(nèi)興起，作為一門地球科學(xué)與現(xiàn)代信息科學(xué)交叉、綜合集成的新興科學(xué)，人們又稱它為“橫斷學(xué)科”，說明它涵蓋了多種學(xué)科領(lǐng)域，內(nèi)容十分豐富，應(yīng)用范圍也非常廣泛。在人口、資源、環(huán)境等領(lǐng)域的研究工作中具有非常重要的作用。作為國內(nèi)著名的“國土資源及農(nóng)業(yè)信息”工程研究與應(yīng)用的學(xué)科帶頭人，孫九林院士長期站在開拓者的位置從事信息科學(xué)與資源及農(nóng)業(yè)科學(xué)交叉領(lǐng)域的研究和實踐，取得多項開拓性的理論與應(yīng)用成果，為創(chuàng)立“國土資源及農(nóng)業(yè)信息”工程科學(xué)和國家建設(shè)做出了突出的貢獻(xiàn)，更為探索地球信息科學(xué)奠定了堅實的基礎(chǔ)。

新時期地球信息科學(xué)技術(shù)的探索者

興趣是開啟智慧之門。孫九林從參加工作開始就對地球信息科學(xué)產(chǎn)生了濃厚興趣，并且早在上世紀(jì)90年代初，國家提出利用遙感技術(shù)對我國主要產(chǎn)糧區(qū)開展糧食作物長勢監(jiān)測和產(chǎn)糧預(yù)測的任務(wù)的時候，他們便開始了地球信息科學(xué)技術(shù)的實際應(yīng)用中的遙感技術(shù)的研究，但由于課題組包括他本人懂得很少，對于用這種技術(shù)去實現(xiàn)對農(nóng)作物的長勢監(jiān)測和估產(chǎn)根本沒有把握。

但是，困難并不能羈絆他們前進(jìn)的步伐，最終，在全國近300多位科技人員的共同努力下，經(jīng)過五年的攻關(guān)，課題組最終解決了利用遙感、地理信息系統(tǒng)、全球定位系統(tǒng)、數(shù)學(xué)模型及農(nóng)業(yè)科學(xué)知識等綜合集成技術(shù)的遙感估產(chǎn)系統(tǒng)，實現(xiàn)小麥、玉米、水稻主要糧食作物的長勢臨測和產(chǎn)量估測，達(dá)到了國家任務(wù)的指標(biāo)，又為他們的研究團(tuán)隊在多項技術(shù)的綜合集成創(chuàng)新上，增加了新的知識，提高了團(tuán)隊的工程技術(shù)水平。

只有真正能夠應(yīng)用到實踐的創(chuàng)新，才是值得稱道的創(chuàng)新成果。孫九林發(fā)現(xiàn)，應(yīng)用遙感技術(shù)、地理信息系統(tǒng)技術(shù)及分析方法可以對土地的動態(tài)應(yīng)用情況、耕地的保護(hù)成效進(jìn)行定期監(jiān)測、記錄并上報。如果將這些技術(shù)應(yīng)用到近年來國家提倡的退耕還林上，不僅可以監(jiān)測到該種樹的地方到底有沒有按時種上，更解決了單靠人力不可能把每個地方都檢查一遍的缺點，同時還能用遙感技術(shù)為實時監(jiān)測耕地的變化提供珍貴的數(shù)據(jù)。他還說，農(nóng)業(yè)是國家的基礎(chǔ)，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)信息化是用信息技術(shù)改造傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的過程，建立農(nóng)業(yè)資源信息系統(tǒng)是實現(xiàn)農(nóng)業(yè)信息化和現(xiàn)代化的基礎(chǔ)。

“在監(jiān)測氣體環(huán)境污染、天氣變化等方而也能夠應(yīng)用地球信息科學(xué)技術(shù)。”孫九林強(qiáng)調(diào)，尤其是在針對目前對大氣造成極大污染的二氧化碳、二氧化硫等氣體，地球信息科學(xué)技術(shù)能夠為做天氣預(yù)報的科研人員提供全面的數(shù)據(jù)信息，當(dāng)然還需要科研人員將長期積累的經(jīng)驗和知識運用到其中，經(jīng)過綜合分析更加準(zhǔn)確地預(yù)報天氣情況。

地震、洪澇等重大災(zāi)害一旦發(fā)生，就會產(chǎn)生很多無法挽回的損失，但如果能夠提前預(yù)防和及時展開救援工作，就能將損失降低。而對于重大災(zāi)難的預(yù)防和救援工作，地球信息科學(xué)技術(shù)更是不可或缺的。孫九林院士舉例說，在近年來頻發(fā)的地震災(zāi)害中，要展開快速、有效的救援就需要知道地震的方位在哪里、可能的傷亡人數(shù)。而要完成這些任務(wù)，必須借助遙感技術(shù)、地理信息技術(shù)、全球定位系統(tǒng)技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)，并及時反饋給實地救援的相關(guān)部門。另外，這些技術(shù)的運用還能準(zhǔn)確評估災(zāi)害可能帶來的經(jīng)濟(jì)損失，為后續(xù)工作提供技術(shù)支持?？梢哉f，“信息”或“數(shù)據(jù)”是地球信息科學(xué)領(lǐng)域最核心的內(nèi)容，它是反映科學(xué)事實的具體的數(shù)字?？梢姡瑹o論是災(zāi)害發(fā)生前，亦或是發(fā)生后，地球信息科學(xué)技術(shù)的應(yīng)用都是必不可少的。

就目前我國地球信息科學(xué)技術(shù)發(fā)展的情況看，孫九林敏銳的發(fā)現(xiàn)，當(dāng)前老百姓還是靠天吃飯的，對于自然災(zāi)害只能是被動地預(yù)防和應(yīng)對，完全避免是不可能的。因為大自然本身存在一種規(guī)律，是不能人為控制或者違背其運行規(guī)律的，面對這樣的規(guī)律人類只能做好預(yù)防工作，爭取最大限度地減少損失。然而，現(xiàn)在很多自然災(zāi)害頻發(fā)的原因更多的是人為因素造成的，包括人類過度地砍伐森林資源導(dǎo)致水土流失、工業(yè)排污造成的空氣和水資源污染、城市里汽車尾氣排放造成的大氣污染等。也就是說，“天災(zāi)”不可逃避，但“人禍”是完全可以控制和避免的。所以要分析造成自然災(zāi)害頻發(fā)的原因就需從多方面考慮。同樣，對于各地的減災(zāi)救災(zāi)工作，不同地區(qū)要根據(jù)其具體情況，分析災(zāi)害發(fā)生的原因，從而制定有針對性的減災(zāi)救災(zāi)的具體措施。說到底，這些工作都需要地球信息科學(xué)做支撐，需要相應(yīng)的科學(xué)數(shù)據(jù)做依據(jù)。

大數(shù)據(jù)時代的農(nóng)業(yè)發(fā)展的助推者

隨著“互聯(lián)網(wǎng)+”時代的到來，大數(shù)據(jù)在我國農(nóng)業(yè)發(fā)展上的作用日益凸顯。同時，黨的十八大五中全會提出，培育發(fā)展新動力，優(yōu)化勞動力、資本、土地、技術(shù)、管理等要素配置，激發(fā)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)活力，推動大眾創(chuàng)業(yè)、萬眾創(chuàng)新，釋放新需求，創(chuàng)造新供給，推動新技術(shù)、新產(chǎn)業(yè)、新業(yè)態(tài)蓬勃發(fā)展。為推動現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)指明了方向。

5月24日，在“2016貴安·全球智能終端產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展峰會暨中國大數(shù)據(jù)與人工智能院士論壇（簡稱數(shù)博會）”上，孫九林院士受邀出席并發(fā)表主題演講。會上，孫院士主要從整個農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈的解構(gòu)，從“市場-模式-格局-位置-路徑”的角度，概括介紹整個農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)地圖，從市場的角度，識別農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)在農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈不同細(xì)分市場中可能發(fā)揮的真正價值；闡述農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)應(yīng)用和發(fā)展的意義；介紹農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)應(yīng)用的原理；探討農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)研究和應(yīng)用中存在的問題以及農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)應(yīng)用案例分享等五個方面暢談了農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)在解決三農(nóng)問題中的實際應(yīng)用。

作為農(nóng)業(yè)大國的中國，發(fā)展現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)過程中應(yīng)該如何運用大數(shù)據(jù)的優(yōu)勢呢？孫九林舉例說道：“農(nóng)業(yè)產(chǎn)品的投入化肥、農(nóng)藥、種子三個方面比較多，如果把這么多門店構(gòu)成一個網(wǎng)絡(luò)，就有多大的數(shù)據(jù)量可以在這里面產(chǎn)生，如果把這些門店全過程全部數(shù)據(jù)化，那么這個農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)數(shù)字是非常大的?！蹦壳?，在中國農(nóng)資流通領(lǐng)域，大概有37萬終端農(nóng)資流通門店（涵蓋了90%的農(nóng)業(yè)投入品的流通，包括化肥6000多萬噸；農(nóng)藥370多萬噸，總計2.4萬億元的銷售額），如果將這37萬家農(nóng)資終端門店織成“一張網(wǎng)”，并將終端門店“業(yè)務(wù)流”（進(jìn)銷存的數(shù)據(jù)，交易的數(shù)據(jù)，客戶關(guān)系的數(shù)據(jù)，財務(wù)的數(shù)據(jù)，物流的數(shù)據(jù)等）全面“數(shù)據(jù)化”，必將產(chǎn)生巨大的價值。“而這些數(shù)據(jù)就可以構(gòu)建大數(shù)據(jù)的生態(tài)體系?！边@樣的生態(tài)體系能在農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、農(nóng)業(yè)投入品、農(nóng)產(chǎn)品流通、農(nóng)業(yè)金融、土地流轉(zhuǎn)等方面的大數(shù)據(jù)環(huán)節(jié)產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益，同時也提高農(nóng)業(yè)經(jīng)營管理的效率。

可見，農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)是農(nóng)業(yè)信息化過程中的必然產(chǎn)物，和其他領(lǐng)域的大數(shù)據(jù)一樣，農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)是重要的農(nóng)業(yè)資源，大數(shù)據(jù)時代的來臨，也是“數(shù)據(jù)”真正成為“資源”時代的來臨。

作為阡陌科技首席科學(xué)家，孫九林院士更是以阡陌科技為例分享了大數(shù)據(jù)在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用。他說，阡陌科技以積累的涉農(nóng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)為起點，開展農(nóng)村普惠金融服務(wù)和供應(yīng)鏈金融服務(wù)，以一個大數(shù)據(jù)平臺加兩個應(yīng)用系統(tǒng)（農(nóng)資經(jīng)銷商系統(tǒng)和新農(nóng)人系統(tǒng)），幫助新型經(jīng)營主體、農(nóng)資經(jīng)銷商解決規(guī)模、資金和效率三大難題，并藉由此收集農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的動態(tài)數(shù)據(jù)，將服務(wù)延伸到農(nóng)業(yè)全產(chǎn)業(yè)鏈中的其他七大市場——農(nóng)業(yè)金融、農(nóng)產(chǎn)品流通、農(nóng)機(jī)服務(wù)、農(nóng)技服務(wù)、農(nóng)事服務(wù)、土地流轉(zhuǎn)服務(wù)、農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)，打造農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)生態(tài)鏈閉環(huán)，有效推動了農(nóng)業(yè)信息化和大數(shù)據(jù)發(fā)展。

“誠然，如果全國的農(nóng)業(yè)都能應(yīng)用大數(shù)據(jù)織成一張有據(jù)可循的網(wǎng)，整個國家的農(nóng)業(yè)投入品流通將更加順暢，真正實現(xiàn)農(nóng)業(yè)投入品監(jiān)管，從而實現(xiàn)到2020年農(nóng)藥化肥零增長的偉大目標(biāo)，農(nóng)產(chǎn)品的安全才能從源頭得到保障?！睂O九林對中國農(nóng)業(yè)發(fā)展充滿期待。

孫九林還強(qiáng)調(diào)，研究和應(yīng)用農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)，還要緊密結(jié)合中國三農(nóng)中存在的突出問題，樹立問題導(dǎo)向或需求導(dǎo)向的理念，將這些理念落到實處，否則，大數(shù)據(jù)的優(yōu)勢則很難顯現(xiàn)出來。

與時俱進(jìn)的實踐者

科技是國家強(qiáng)盛之基，創(chuàng)新是民族進(jìn)步之魂。自古以來，科學(xué)技術(shù)就以一種不可逆轉(zhuǎn)、不可抗拒的力量推動著人類社會向前發(fā)展。作為中國工程院院士，孫九林深知在科研領(lǐng)域自己具有不可推卸的帶頭責(zé)任。為此，他時刻把握領(lǐng)域前沿的發(fā)展方向，并能夠勇敢地去接受某些前人沒有留下可借鑒經(jīng)驗的研究項目，亦或提出若干可能完成的前沿課題并力求去實現(xiàn)它。

從上世紀(jì)80年代初，孫九林接受了數(shù)據(jù)庫技術(shù)以后，就不斷緊跟信息科學(xué)和資源環(huán)境、農(nóng)業(yè)等學(xué)科的交叉發(fā)展方向，提出、支持并參與一些新的研究領(lǐng)域，如資源信息學(xué)、國土資源信息系統(tǒng)、資源環(huán)境虛擬科研環(huán)境、虛擬地理環(huán)境、信息化農(nóng)業(yè)、虛擬農(nóng)業(yè)、精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)、數(shù)據(jù)科學(xué)、地球系統(tǒng)科學(xué)數(shù)據(jù)共享網(wǎng)建設(shè)、地球信息科學(xué)等等，通過多學(xué)科的交叉研究和探索，取得了眾多值得稱羨的成績。

在那個剛剛改革開放的年代，孫九林主持了西南地區(qū)、洛陽、黃土高原及全國國土資源信息系統(tǒng)的攻關(guān)項目，首次提出我國資源信息系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)、資源信息分類編碼、區(qū)域開發(fā)模型體系、統(tǒng)計型空間信息系統(tǒng)模式等，率先在國內(nèi)建成多層次適合國土規(guī)劃和宏觀管理的信息系統(tǒng)，被國家計委推廣全國使用，為信息技術(shù)在資源中的應(yīng)用做出了開拓性貢獻(xiàn)。

20世紀(jì)90年代，孫九林組織了國家農(nóng)作物遙感估產(chǎn)攻關(guān)項目，并提出總體方案及集成技術(shù)等，建成國內(nèi)第一個突破多項關(guān)鍵技術(shù)的多品種大面積估產(chǎn)實用系統(tǒng)，為全國估產(chǎn)系統(tǒng)的建立做出了開創(chuàng)性貢獻(xiàn)。

到了“九五”期間，國家對農(nóng)業(yè)支持力度不斷增強(qiáng)，孫九林主持了“面向應(yīng)用”的國家農(nóng)業(yè)信息系統(tǒng)和青藏數(shù)據(jù)庫攻關(guān)項目，期間，他們把信息技術(shù)在農(nóng)業(yè)和資源中的應(yīng)用推向新階段，并提出了“資源環(huán)境虛擬科研環(huán)境”的構(gòu)架，將信息及時在地學(xué)中的應(yīng)用推向了一個新階段。

近年來，除了完成攻關(guān)任務(wù)，孫九林還參與精確農(nóng)業(yè)開發(fā)、編寫“信息化農(nóng)業(yè)總論”，系統(tǒng)闡述“信息化農(nóng)業(yè)”的理論方法和技術(shù)工程，為農(nóng)業(yè)信息化提供了可靠的參考依據(jù)。

作為博士生導(dǎo)師，孫九林在教育上更是獨樹一幟，為我國現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展培養(yǎng)了眾多高新人才。他說，做學(xué)生就要刻苦，就要有一股求知的精神，有一股不怕困難的精神，有一種尊重別人的品德，有一種謙讓的心態(tài)，有一種團(tuán)結(jié)協(xié)作的精神。他說，年輕人，尤其是年輕一輩的科研人員，在做研究時除了要做好眼前的工作，還應(yīng)把握領(lǐng)域前沿的發(fā)展方向，要將實地考察與技術(shù)模擬相結(jié)合，把地球信息科學(xué)理論化、研究工程化、標(biāo)準(zhǔn)化、集成化，做“一專多能”的復(fù)合型人才。青少年也要發(fā)奮學(xué)習(xí)，要有一股求知的精神、一股不畏困難的精神、一種謙遜的心態(tài)，還要有團(tuán)結(jié)協(xié)作的精神。同時通過身體力行，他努力為學(xué)生樹立學(xué)習(xí)的榜樣，前進(jìn)的標(biāo)桿，使學(xué)生能夠明確方向，奮力拼搏。

搭建一個信息化的科研平臺，讓科學(xué)家在大量的科學(xué)數(shù)據(jù)的平臺中進(jìn)行科研創(chuàng)新活動，是孫九林未來的人生目標(biāo)。雖然已經(jīng)年逾古稀，但他仍精神矍鑠，思維活躍，對事業(yè)依然充滿著激情。我們有理由相信，在孫院士這樣的老一輩科研工作者的帶領(lǐng)下，祖國的創(chuàng)新強(qiáng)國夢將近在咫尺！最近孫九林的名字又出現(xiàn)在2016年6月24日，中央國家機(jī)關(guān)工委表彰的優(yōu)秀共產(chǎn)黨員的名單中。