面向農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的大數(shù)據(jù)關(guān)鍵技術(shù)研究

摘 要：隨著我國科學(xué)技術(shù)的不斷進步，農(nóng)業(yè)領(lǐng)域在互聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)推動下得到了快速發(fā)展。想要提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)規(guī)模，就要通過對大數(shù)據(jù)技術(shù)和理論的利用，推進農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)技術(shù)實踐，并制定現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略。本文主要對大數(shù)據(jù)技術(shù)下的農(nóng)業(yè)領(lǐng)域進行研究，并針發(fā)展中存在的問題提出解決策略，以推動新時期下我國農(nóng)業(yè)更好的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：大數(shù)據(jù)時代；農(nóng)業(yè)領(lǐng)域；問題；措施

在信息時代下，各行各業(yè)都需要加快轉(zhuǎn)型跟上時代步伐。尤其是近幾年的大數(shù)據(jù)、云計算等技術(shù)的發(fā)展，推動了我國各領(lǐng)域的迅速進步。大數(shù)據(jù)作為一種資源，在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域中得到了廣泛應(yīng)用，農(nóng)業(yè)具有數(shù)據(jù)多樣化的特點，在管理和存儲上有較大的困難，因此必須變革管理方式，才能夠適應(yīng)大數(shù)據(jù)時代。

一、大數(shù)據(jù)概述

（一）大數(shù)據(jù)概念

在大數(shù)據(jù)的來臨下，社會上各個領(lǐng)域都受到了影響，IBM認為其是具有多樣性、精確性、規(guī)模性和高速性的。其中多樣性是大數(shù)據(jù)具有很多種類型；精確性是指數(shù)據(jù)分析的準確性和時事性；規(guī)模性是大數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)量較大；高速性是數(shù)據(jù)的建立、處理、和分析在向著快速度發(fā)展。

（二）與現(xiàn)代技術(shù)的關(guān)系

數(shù)據(jù)整合。數(shù)據(jù)整合是在搜索引擎和分布式計算的基礎(chǔ)上實現(xiàn)的，其通過對數(shù)據(jù)的收集、轉(zhuǎn)換、抽取、標識等將可靠、高效、安全的平臺進行建立。數(shù)據(jù)整合能夠服務(wù)上層應(yīng)用，并將其最大價值充分發(fā)揮。在數(shù)據(jù)資源快速增長的時代下，要在數(shù)據(jù)源不同的前提下，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換、傳遞、凈化等功能，并將用戶的實際需求作為出發(fā)點，分析并處理數(shù)據(jù)資源，整理提煉有效信息，進而形成數(shù)據(jù)中心，并支持數(shù)據(jù)的管理和資源的共享。

云計算。大數(shù)據(jù)具有數(shù)據(jù)量大的特點，其對數(shù)據(jù)的處理遠超于計算機，怎樣快速并精準的處理數(shù)據(jù)就要通過云計算實現(xiàn)。云計算作為一項提供分布式數(shù)據(jù)庫、和分布式處理的技術(shù)，得到了廣泛的運用。

二、農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)特點

（一）具有復(fù)雜性

農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)的使用范圍較廣，且涉及的領(lǐng)域較多，包括氣象、病蟲害、土壤等，其中氣象包括空氣的濕度、溫度、風級、風向、日照程度、雨水量等；病蟲害的種類較多，其在不同的農(nóng)作物上會有不同的體現(xiàn)；土壤可分為化學(xué)指標、物理指標、生物指標。在采集數(shù)據(jù)過程中，工具、方法、測量、計算都會造成數(shù)據(jù)的誤差，影響了數(shù)據(jù)的準確性和實時性，也使數(shù)據(jù)在后期處理時更加復(fù)雜。

（二）具有不平衡性

農(nóng)業(yè)區(qū)域在發(fā)展中會因天氣、土壤、季節(jié)等因素造成農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)的不平衡，而造成影響因素的原因有自然條件、人為因素、市場因素、產(chǎn)業(yè)形態(tài)等，致使農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)的不平衡性。

三、大數(shù)據(jù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用

（一）測土服務(wù)系統(tǒng)

在種植工作要點中，各地的施肥方式有了轉(zhuǎn)變，將“診治”“開藥”“用藥”作為首要解決的問題，并在大數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上推廣配方肥，并開展配方肥施肥的演示點，供農(nóng)戶學(xué)習，使肥料的使用效率提高。

（二）大棚控制系統(tǒng)

控制系統(tǒng)。控制系統(tǒng)能夠?qū)Υ髷?shù)據(jù)的命令進行接收，并根據(jù)實際情況進行操作。例如：控制風機、卷簾機、機械等。進一步實現(xiàn)智能化管理，提高生產(chǎn)效率和種植質(zhì)量。

監(jiān)測系統(tǒng)。通過對傳感技術(shù)的使用，對大棚中的土壤、空氣、二氧化碳、溫度、濕度等要素進行采集。并通過相關(guān)技術(shù)傳送收集到的數(shù)據(jù)，這樣，服務(wù)中心就能夠?qū)ζ溥M行分析。

控制終端。用戶能夠通過移動設(shè)備對檢測到的信息進行查看，并作出相應(yīng)的措施，減少了人工，提高了效率。

服務(wù)中心。在云計算的基礎(chǔ)上對大數(shù)據(jù)服務(wù)中心進行建立，能夠?qū)崿F(xiàn)對種植物的時事檢測和查看，系統(tǒng)在建立農(nóng)作物模型的同時，操作機械設(shè)備，在此期間能夠減少人為的干預(yù)，并提高精準度，和生產(chǎn)效率，減少種植成本。

預(yù)測病蟲害。在農(nóng)作物生長過程中，會發(fā)生病蟲害，其與空氣中的溫度、濕度以及土壤都有關(guān)系。對以往的農(nóng)作物生產(chǎn)數(shù)據(jù)中進行分析，并建立模型，進而對蟲害進行預(yù)測。相關(guān)人員根據(jù)對病蟲害的預(yù)測，將大棚溫度調(diào)節(jié)到最佳溫度，并改變施肥方式使土壤結(jié)構(gòu)改變，能夠最大程度避免病蟲害的發(fā)生，這種措施能夠減少用戶對農(nóng)藥的使用，以減少農(nóng)作物的危險性，進而使農(nóng)作物質(zhì)量提高。

預(yù)測農(nóng)作物成熟度。農(nóng)作物使農(nóng)民的主要生活來源，很多農(nóng)民對農(nóng)作物的種植還存在著“靠天吃飯”的觀念，但在全球經(jīng)濟不斷發(fā)展的同時，大氣環(huán)境也逐漸下降，生產(chǎn)農(nóng)作物不能夠只依靠大自然。通過對以往農(nóng)作物數(shù)據(jù)的分析，并根據(jù)當下的氣象條件，能夠預(yù)測到農(nóng)作物的成熟時間和成熟度，并對上市時間進行預(yù)測。生產(chǎn)者根據(jù)目前的農(nóng)業(yè)市場情況，對大棚內(nèi)的施肥情況和濕度溫度進行調(diào)整，進而掌握農(nóng)作物的成熟時間。對產(chǎn)品的上市時間進行調(diào)整，通過對保鮮、溫度等調(diào)節(jié)，調(diào)整農(nóng)產(chǎn)品的上市時間，進而收到高利潤。例如：湖北某漁業(yè)區(qū)，建立河蟹的保鮮庫，使河蟹得到保鮮，到了銷售螃蟹高峰期時調(diào)整保鮮庫的溫度，進而獲得好的收益。

預(yù)測農(nóng)業(yè)災(zāi)害。農(nóng)業(yè)在生產(chǎn)過沉重會受到氣象條件的影響，例如：大風、洪、旱等因素都會對農(nóng)作物造成不良影響。分析歷史數(shù)據(jù)可知以往的氣象規(guī)律，并得出風力、雨水量與農(nóng)作物產(chǎn)量之間的關(guān)系，在得出預(yù)測結(jié)果后做出及時的保護措施，減少農(nóng)作物因氣象原因受到的影響，進而提高農(nóng)作物產(chǎn)量。

四、農(nóng)業(yè)服務(wù)方面的應(yīng)用

（一）信息管理的應(yīng)用

農(nóng)民對土地的占有、種植、收益等是土地承辦經(jīng)營權(quán)實施后的主要權(quán)利，也是農(nóng)民對土地使用的最基本的權(quán)利。因多方面條件限制，不同地區(qū)的土地承包管理出現(xiàn)混亂的現(xiàn)象。針對這一問題，我國對土地承包經(jīng)營權(quán)進行了調(diào)查，調(diào)查結(jié)果顯示，該權(quán)利的應(yīng)用規(guī)模以本地區(qū)為主，手工作為主要的管理方法，不能夠與時代同步。這種情況下，管理和應(yīng)用土地承包經(jīng)營權(quán)必將通過信息化實現(xiàn)。通過對遙感、計算機、定位系統(tǒng)的應(yīng)用，建立高效化、規(guī)范化的管理平臺，進而實現(xiàn)農(nóng)民對土地的管理權(quán)和使用權(quán)。

（二）管理農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全

在社會快速發(fā)展的同時，各行各業(yè)都在一味的追求經(jīng)濟效益，忽略了社會效益的重要性，食品污染成為農(nóng)產(chǎn)品的主要問題，人們的消費觀念也逐漸偏向綠色食品，因有機食品和綠色食品的價格較普通食品的價值昂貴，很多不良商家找到了“商機”，因此，很多消費者買到了假冒的有機食品。應(yīng)建立食品查詢系統(tǒng)，使消費者能夠在平臺查詢到綠色食品的真?zhèn)?，該系統(tǒng)能夠得到人們的普遍認可，在購買綠色產(chǎn)品前都愿意對食品真?zhèn)芜M行查詢，這種大規(guī)模、大容量的訪問符合了大數(shù)據(jù)的特點，也是其強項。

（三）農(nóng)資服務(wù)

通過對多少數(shù)據(jù)的利用，對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的銷量數(shù)據(jù)和生產(chǎn)數(shù)據(jù)進行收集并分析，并根據(jù)當?shù)氐募竟?jié)、氣候、民族等因素，設(shè)計相關(guān)模型，并對農(nóng)產(chǎn)品地區(qū)間的供求管理進行預(yù)測，并提前預(yù)警。在預(yù)測過程中，能夠?qū)γ髂甑霓r(nóng)產(chǎn)品需求種類進行提示，并顯示適合明年種植的農(nóng)產(chǎn)品，進而購買種子并了解該農(nóng)作物的特點，這種服務(wù)能夠提前預(yù)知市場的需求，并并在打破供求平衡前滿足市場需求，進而提高農(nóng)民收入；通過對市場的預(yù)測，能夠使農(nóng)民根據(jù)資料和實際需求進行生產(chǎn)，并充分調(diào)配，減少農(nóng)過剩的農(nóng)產(chǎn)品給農(nóng)民帶來的不利影響。

（四）農(nóng)技服務(wù)

根據(jù)我國近幾年的社會發(fā)展情況來看，在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域中種植、水產(chǎn)和畜牧的發(fā)展勢頭較好，在以往的農(nóng)技服務(wù)中，農(nóng)技人員是主要的服務(wù)手段，但市場上的農(nóng)技服務(wù)人員專業(yè)水平有高有低，只有少數(shù)人員具備專業(yè)素質(zhì)，且不能夠根據(jù)實際情況對農(nóng)民進行技術(shù)指導(dǎo)，在經(jīng)濟快速發(fā)展的今天，人工式的農(nóng)技服務(wù)已不能滿足時代發(fā)展需求，對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的推動效果也無法繼續(xù)提高。此時，利用大數(shù)據(jù)技術(shù)對病蟲害數(shù)據(jù)庫、養(yǎng)殖數(shù)據(jù)等與以往的數(shù)據(jù)進行結(jié)合并分析，并建立模型，通過分析模型，對農(nóng)戶配備專業(yè)的農(nóng)技服務(wù)人員和技術(shù)人員，進而提高農(nóng)技服務(wù)的針對性。運用大數(shù)據(jù)技術(shù)能夠?qū)⑥r(nóng)民種植中的難題進行解決，進而提高農(nóng)技服務(wù)的實用性。

（五）農(nóng)業(yè)信息服務(wù)

隨著信息時代的快速發(fā)展，農(nóng)民對市場信息的需求量逐漸加大，但因各種限制因素，農(nóng)民能夠獲取并利用的信息很少。而大數(shù)據(jù)技術(shù)能夠?qū)r(nóng)民的地區(qū)、信息、農(nóng)作物種類等信息進行收集并分析數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)與以往的數(shù)據(jù)和相關(guān)的政策相匹配，提供給農(nóng)民信息，農(nóng)民在獲取到市場信息后能夠最快得知市場需求，并獲得相應(yīng)的技術(shù)和農(nóng)技服務(wù)。這種服務(wù)模式不僅提高了農(nóng)民對市場信息獲得的速度，也改進了服務(wù)部門對農(nóng)民服務(wù)的方式和內(nèi)容，農(nóng)民能夠在信息指導(dǎo)下，準確的掌握市場動向，提高農(nóng)民收入。

（六）農(nóng)業(yè)應(yīng)急管理的應(yīng)用

近年來，關(guān)于我國農(nóng)業(yè)應(yīng)急管理方面的問題層出不窮，農(nóng)作物會在天氣、土壤、災(zāi)害等因素下受到破壞，使農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量下降給農(nóng)民的收入造成影響。應(yīng)急管理已經(jīng)成為解決農(nóng)業(yè)種植問題的主要矛盾，解決該項問題也是農(nóng)業(yè)部門的主要職責。依賴于大數(shù)據(jù)技術(shù)并對災(zāi)害問題進行預(yù)測和預(yù)警，是目前必須要做的。例如：動物疫情中，對疫情做出緊急應(yīng)對，并通過指揮中心對信息部門進行梳理，并對數(shù)據(jù)內(nèi)容進行確定，建立緊急目錄，共享和交換數(shù)據(jù)，融合數(shù)據(jù)后挖掘并活化數(shù)據(jù)。

五、農(nóng)業(yè)領(lǐng)域在應(yīng)用大數(shù)據(jù)中存在的問題

（一）數(shù)據(jù)分散

農(nóng)業(yè)在我國經(jīng)濟發(fā)展中占有重要地位，在現(xiàn)代化社會中，農(nóng)業(yè)的發(fā)展離不開互聯(lián)網(wǎng)和云計算，對此相關(guān)部門建立了多個數(shù)據(jù)庫，地方農(nóng)業(yè)部門也相繼建立了地方數(shù)據(jù)庫。因數(shù)據(jù)不統(tǒng)一在整合過程中就會加大難度，且沒有相關(guān)規(guī)定對其進行要求，數(shù)據(jù)的收集和整合就會出現(xiàn)失誤，收集到的數(shù)據(jù)也無法發(fā)揮其作用。因大數(shù)據(jù)技術(shù)在融合的基礎(chǔ)上才能夠發(fā)揮其價值，這種分散、單獨的數(shù)據(jù)不能發(fā)揮作用。若將數(shù)據(jù)分散開來只會實現(xiàn)數(shù)量上的大數(shù)據(jù)，大數(shù)據(jù)的特點和優(yōu)勢得不到發(fā)揮。

（二）缺乏對大數(shù)據(jù)資源的規(guī)劃

規(guī)劃農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)就是對數(shù)據(jù)的收集、傳輸和使用，農(nóng)業(yè)信息中，數(shù)據(jù)資源規(guī)劃是基礎(chǔ)工程，但農(nóng)業(yè)資源資源缺乏整體性規(guī)劃，且建立目標不清晰，資源的分布和結(jié)構(gòu)不平衡，資源的共享和交換比較缺。農(nóng)業(yè)領(lǐng)域在新時期下，快速發(fā)展，且規(guī)模逐漸擴大，在不依靠大數(shù)據(jù)的前提下，農(nóng)業(yè)收集、整合、分析的數(shù)據(jù)都會發(fā)揮不到作用。

（三）數(shù)據(jù)來源不足

目前，我國收集農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)的渠道不能夠滿足實際需求，一些數(shù)據(jù)量缺少、頻度不夠、連續(xù)性不強和涵蓋面窄等是主要問題。當前，收集到的數(shù)據(jù)經(jīng)過層層上報后，不能夠保證其實時性，這種傳統(tǒng)的傳送數(shù)據(jù)的方式降低了工作的主動性和積極性，在農(nóng)業(yè)網(wǎng)站上的數(shù)據(jù)得不到及時的收集和整合，因此數(shù)據(jù)來源的渠道得不到利用，影響農(nóng)業(yè)發(fā)展。

（四）數(shù)據(jù)利用率低

合理的利用農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)能夠幫助農(nóng)民預(yù)測風險并提高收入，但目前的數(shù)據(jù)庫不能對圖片、文檔進行利用和處理。對數(shù)據(jù)的利用還不達一半，很大一部分的數(shù)據(jù)得不到開發(fā)，價值農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)較為分散，標準不同，只能單一的利用，具有機智的數(shù)據(jù)還沒有挖掘出來。

六、農(nóng)業(yè)領(lǐng)域大數(shù)據(jù)的建設(shè)

（一）使大數(shù)據(jù)標準化

目前我國農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)還處在剛剛建設(shè)階段，農(nóng)業(yè)部門和農(nóng)民提高了對大數(shù)據(jù)的認識，建設(shè)農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)平臺，能夠促進我國農(nóng)業(yè)更好的發(fā)展。建設(shè)農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)，應(yīng)將規(guī)范化和標準化作為發(fā)展目標，并對農(nóng)業(yè)內(nèi)外資源進行整合，提高對資源的利用。有關(guān)部門應(yīng)加強對信息的整合，并建立相關(guān)的管理體系。促進部門之間的相互配合，進而提高農(nóng)民對數(shù)據(jù)的利用率。

（二）建立數(shù)據(jù)平臺

有關(guān)部門應(yīng)建立數(shù)據(jù)平臺，是農(nóng)民能夠通過數(shù)據(jù)得到往年的種植信息，進而掌握市場的動向。通過對數(shù)據(jù)的收集、整理、利用實現(xiàn)農(nóng)業(yè)的快速發(fā)展；對數(shù)據(jù)的整理和加工建立數(shù)據(jù)資源平臺，并在技術(shù)的幫助下提高平臺的價值；在平臺上分析成果，并對政府和企業(yè)和農(nóng)民進行服務(wù)。

七、總結(jié)

在信息時代快速發(fā)展的同時，農(nóng)業(yè)領(lǐng)域想要快速發(fā)展，就要依靠大數(shù)據(jù)技術(shù)，通過大數(shù)據(jù)對病蟲災(zāi)害和市場進行預(yù)測，并調(diào)整農(nóng)作物的成熟度，進而提高農(nóng)民的收入。但目前，我國農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)技術(shù)還處在發(fā)展階段，各方面還不成熟，因此，應(yīng)加強對大數(shù)據(jù)的研究，并提高對大數(shù)據(jù)的利用率，進而促進農(nóng)業(yè)穩(wěn)定發(fā)展。

參考文獻：

[1]王強.大數(shù)據(jù)技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用分析及建設(shè)策略[J].新疆農(nóng)業(yè)科技，2015，（1）.

[2]田宏武，鄭文剛，李寒.大田農(nóng)業(yè)節(jié)水物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報，2016，32（21）.

[3]任婷婷，辛慶強，呂猷等.內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)領(lǐng)域大數(shù)據(jù)應(yīng)用體系建設(shè)芻議[J].畜牧與飼料科學(xué)，2017，38（3）.

[4]王應(yīng)海.大數(shù)據(jù)及人工智能技術(shù)在灌溉領(lǐng)域的應(yīng)用初探[J].節(jié)水灌溉，2017，（3）.

[5]趙樹林，徐鵬民，呂光杰等.數(shù)據(jù)融合算法在農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)信息采集中的研究與應(yīng)用[J].青島農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2016，33（1）.

[6]藺旭東，周軍鋒，劉佳.資源關(guān)聯(lián)性大數(shù)據(jù)分析在農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境保護中的應(yīng)用[J].中國農(nóng)業(yè)資源與區(qū)劃，2016，37（2）.

作者簡介：郭云麗（1986—），女，漢族，山西長治人，助教，主要研究方向：管理學(xué)。