廣州數(shù)字農(nóng)業(yè)與氣象服務融合發(fā)展研究

彭曉丹 歐善國

摘要如何推進數(shù)字農(nóng)業(yè)發(fā)展進程，促進農(nóng)業(yè)農(nóng)村高質(zhì)量發(fā)展，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)農(nóng)村現(xiàn)代化是當前國內(nèi)研究的熱點之一。將農(nóng)業(yè)與氣象大數(shù)據(jù)進行強融合，可以實現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)端的數(shù)字化和消費端的產(chǎn)業(yè)化，推動規(guī)模經(jīng)營發(fā)展;促進傳統(tǒng)小農(nóng)戶向現(xiàn)代小農(nóng)戶轉(zhuǎn)變，加快推進農(nóng)業(yè)農(nóng)村現(xiàn)代化。廣州氣象部門以廣州智慧農(nóng)業(yè)氣象服務平臺為載體，充分利用互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算、人工智能、“5S”等現(xiàn)代信息技術(shù)，實現(xiàn)氣象服務與農(nóng)業(yè)深度融合，有效解決數(shù)字農(nóng)業(yè)發(fā)展的痛點問題，助力廣州都市農(nóng)業(yè)實現(xiàn)生產(chǎn)、生活和生態(tài)功能，促進廣州數(shù)字農(nóng)業(yè)發(fā)展，推動廣州都市農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化。應用融媒體技術(shù)為農(nóng)戶提供便捷的移動服務;通過設置個性化自助定制氣象預警功能，實現(xiàn)小農(nóng)戶和現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展有機銜接;通過病蟲害圖像識別與趨勢分析服務，促進農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展;通過提供休閑旅游服務，促進鄉(xiāng)村旅游產(chǎn)業(yè)發(fā)展;通過提供農(nóng)業(yè)保險氣象服務，幫助農(nóng)戶轉(zhuǎn)移生產(chǎn)風險，并與保險部門共同構(gòu)筑新型農(nóng)業(yè)氣象服務體系;通過構(gòu)建業(yè)務模型超市，提升智慧農(nóng)業(yè)氣象服務水平。實踐證明，氣象大數(shù)據(jù)是數(shù)字農(nóng)業(yè)的關(guān)鍵生產(chǎn)要素，融合現(xiàn)代信息技術(shù)的氣象服務可以促進農(nóng)業(yè)數(shù)字化、信息化、智慧化，驅(qū)動農(nóng)業(yè)農(nóng)村現(xiàn)代化，為實現(xiàn)鄉(xiāng)村全面振興提供有力支撐。

關(guān)鍵詞廣州;數(shù)字農(nóng)業(yè);氣象服務;融合發(fā)展

中圖分類號 F203 文獻標識碼 A? DOI：10.12008/j.issn.1009-2196.2021.12.020

Research on the Integrated Development of Digital Agriculture and Meteorological Services in Guangzhou

PENG? Xiaodan? OU? Shanguo

（Guangzhou Climate and Agrometeorology Centre， Guangzhou， Guangdong 511430， China）

Abstract? How to accelerate the development process of digital agriculture to promote the high-quality development of agricultural and rural areas for realization of modernization of agriculture and rural areas is? one? of? current? hot? topics? for? research? in? China. The? integration? of? big? data? of? agriculture? and meteorology can realize the digitalization of agricultural production and industrialization of consumption， promote? the? development? of scale? operation? and? the? transformation? from? traditional? small? farmers? to modern? small? farmers，? and? accelerate? the? modernization? of? agriculture? and? rural? areas. Taking? the platform? of? Guangzhou? Intelligent? Agricultural? Meteorological? Service? as? the? carrier，? the? Guangzhou meteorological department has made full use of modern information technology such as Internet， Internet of things， big data， cloud computing， artificial intelligence and “5S” to realize the deep integration of meteorological service and agriculture， solve the key problems of the development of digital agriculture， help? Guangzhou? urban? agriculture? to? realize? the? function? of production，? life? and? ecology，? promote? the development? of Guangzhou? digital? agriculture? and? the? modernization? of Guangzhou? urban? agriculture. Convenient mobile? services? are provided to? farmers through the? application? of media? convergence; the organic link between the development of small farmers and modern agriculture is achieved through theestablishment? of? personalized? self-customized? weather? early? warning? function; green? agricultural development? is promoted through? insect? and? disease? image recognition? and trend? analysis? services; the development? of rural? tourism? industry? is? promoted? by? providing? leisure? tourism? services; agricultural insurance? meteorological ?services? can? help? farmers? transfer? their? production? risks? through? joint establishment? of? a? new? agricultural? meteorological? service? system? by? the? farmers? and? the? insurance departments. The? service? level? of? intelligent? agriculture? meteorology? will? be? improved? through establishment of a business model supermarket. The practices have proved that meteorological big data is the key factor of production in digital agriculture， and the meteorological service integrated with modern information? technology? can? promote? the? digitalization，? informationization? and? intellectualization? of agriculture? and? drive the modernization? of agriculture? and rural? areas， providing? strong? support? for the overall rural vitalization.

Keywords? Guangzhou ; digital agriculture ; meteorological service ; integrated development

農(nóng)業(yè)是事關(guān)國計民生的基礎性產(chǎn)業(yè)，黨中央一直把解決好“三農(nóng)”問題作為全黨工作的“重中之重”。2019年5月，中共中央辦公廳、國務院辦公廳印發(fā)《數(shù)字鄉(xiāng)村發(fā)展戰(zhàn)略綱要》[1]，明確提出要大力發(fā)展農(nóng)村數(shù)字經(jīng)濟，夯實數(shù)字農(nóng)業(yè)基礎，推動農(nóng)業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型，整體提升和帶動農(nóng)業(yè)農(nóng)村現(xiàn)代化發(fā)展。2020年1月，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部、中央網(wǎng)信辦聯(lián)合印發(fā)了《數(shù)字農(nóng)業(yè)農(nóng)村發(fā)展規(guī)劃（2019—2025年）》[2]，強調(diào)要以數(shù)字技術(shù)與農(nóng)業(yè)農(nóng)村經(jīng)濟深度融合為主攻方向，用數(shù)字化引領(lǐng)驅(qū)動農(nóng)業(yè)農(nóng)村現(xiàn)代化，為實現(xiàn)鄉(xiāng)村全面振興提供有力支撐。2021年3月發(fā)布的《中華人民共和國國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第十四個五年規(guī)劃和2035年遠景目標綱要》（簡稱“第十四個五年規(guī)劃”）提出2035年基本實現(xiàn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化，要求“加快發(fā)展智慧農(nóng)業(yè)，推進農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營和管理服務數(shù)字化改造”[3]。因此，數(shù)字化、智慧化成為農(nóng)業(yè)農(nóng)村現(xiàn)代化發(fā)展進程的重要特征[4-6]。

如何發(fā)展數(shù)字農(nóng)業(yè)、智慧農(nóng)業(yè)，促進農(nóng)業(yè)農(nóng)村高質(zhì)量發(fā)展，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)農(nóng)村現(xiàn)代化，學術(shù)界從多個角度開展了深入探討。豐富、透明、完善的農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)是基礎[7]，互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算、人工智能、“5S”等現(xiàn)代信息技術(shù)與農(nóng)業(yè)進行深度融合是重要手段[8-9]，農(nóng)業(yè)農(nóng)村時空數(shù)據(jù)服務平臺是重要載體[10]。當前，在實現(xiàn)農(nóng)業(yè)農(nóng)村現(xiàn)代化存在不少障礙，突出表現(xiàn)在政策環(huán)境、基礎設施、數(shù)據(jù)整合、人力資本、商業(yè)模式等缺乏導致“數(shù)據(jù)孤島”現(xiàn)象嚴重[11-13]，小農(nóng)戶與現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展銜接不暢[14]，建議加強政策驅(qū)動、組織驅(qū)動、資金驅(qū)動、科技驅(qū)動、人才驅(qū)動[15]，做好與小農(nóng)戶銜接[16]。

氣象與農(nóng)業(yè)息息相關(guān)。目前農(nóng)業(yè)“靠天吃飯”的現(xiàn)象仍然沒有改變，農(nóng)業(yè)氣象災害約占全部農(nóng)業(yè)自然災害的70%[17]，嚴重的農(nóng)業(yè)氣象災害會造成農(nóng)業(yè)和農(nóng)民巨大的損失，氣象為農(nóng)服務效益明顯[18]。正因如此，2020年中央一號文件[19]提出“加快物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、區(qū)塊鏈、人工智能、第五代移動通信網(wǎng)絡、智慧氣象等現(xiàn)代信息技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應用”。2021年中央一號文件[20] 明確要求“完善農(nóng)業(yè)氣象綜合監(jiān)測網(wǎng)絡，提升農(nóng)業(yè)氣象災害防范能力”。第十四個五年規(guī)劃明確要求“強化農(nóng)業(yè)氣象服務”，反映出加強農(nóng)業(yè)氣象服務對促進農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化具有重要作用。實踐證明，借助現(xiàn)代信息技術(shù)的農(nóng)業(yè)氣象服務與農(nóng)業(yè)深度融合，有利于推動農(nóng)業(yè)數(shù)字化，加快農(nóng)業(yè)農(nóng)村現(xiàn)代化[21-23]。但從氣象視角探討如何切實解決數(shù)字農(nóng)業(yè)痛點、推動農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化論文仍然不多。本文基于國家數(shù)字農(nóng)業(yè)發(fā)展要求與廣州市都市農(nóng)業(yè)發(fā)展需求，從廣州智慧農(nóng)業(yè)氣象服務渠道、服務方式、服務產(chǎn)品等方面進行探討，以期為從事農(nóng)業(yè)服務的相關(guān)人員提供可借鑒、可推廣的經(jīng)驗。

1廣州農(nóng)業(yè)發(fā)展需求分析

廣州屬于超大城市，農(nóng)業(yè)發(fā)展模式呈現(xiàn)都市農(nóng)業(yè)特征。都市農(nóng)業(yè)是指以城市化地區(qū)及其延伸地帶為主，依托城市、服務城市、適應城市發(fā)展要求，集生產(chǎn)、生活和生態(tài)等多種功能于一體，以綠色生態(tài)、休閑體驗、高科技、高效益為典型特征，是一種高度集約化的農(nóng)業(yè)形態(tài)[24-25]。廣州地處亞熱帶沿海，屬海洋性亞熱帶季風氣候，氣候資源十分豐富，溫暖潮濕、雨量充沛，年平均降水量1800 mm左右，年平均氣溫高，各地年平均氣溫在21.5～22.2℃， 10℃以上年積溫7400～8000℃，年日照時數(shù)1500～1830 h，年總輻射4108.72 MJ/m2。廣州的氣候和地理環(huán)境都適宜農(nóng)作物生長，因此農(nóng)產(chǎn)品種類繁多，以蔬菜、水果、花卉和水產(chǎn)等為主，為此，廣州市政府印發(fā)《粵港澳大灣區(qū)‘菜籃子建設實施方案》，大力推進大灣區(qū)“菜籃子”工程建設，提出“構(gòu)建以廣州

為樞紐的粵港澳大灣區(qū)‘菜籃子生產(chǎn)及流通服務體系，打造標準化、現(xiàn)代化、便利化平臺，為粵港澳大灣區(qū)市場提供更多更優(yōu)的食用農(nóng)產(chǎn)品，增強居民獲得感”。但氣候變暖導致廣州的極端氣候事件增多、氣象災害加劇，而廣州種植業(yè)、養(yǎng)殖業(yè)以露天生產(chǎn)為主，極易受到臺風、暴雨、強對流、雷電、高溫等氣象災害的影響。2020年初，新型冠狀病毒疫情的影響波及全球，穩(wěn)定發(fā)展糧食生產(chǎn)、分擔國家糧食安全成為疫情背景下都市農(nóng)業(yè)發(fā)展的重要戰(zhàn)略任務。因此，近年來廣州市政府部門氣象部門的農(nóng)業(yè)服務工作提出了一系列要求，如表1。

從表1可知，農(nóng)業(yè)氣象服務工作重點是助力農(nóng)戶趨利避害、轉(zhuǎn)移風險。加快智慧農(nóng)業(yè)氣象技術(shù)的研發(fā)與融合應用，加快現(xiàn)代氣象為農(nóng)服務體系建設，通過提供多元化的智能農(nóng)業(yè)氣象服務，有效解決數(shù)字農(nóng)業(yè)發(fā)展的痛點問題，助力廣州農(nóng)業(yè)實現(xiàn)生產(chǎn)、生活和生態(tài)功能，促進廣州數(shù)字農(nóng)業(yè)發(fā)展，推動廣州都市農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化，是廣州氣象部門為農(nóng)服務的努力方向。為此，廣州氣象部門在廣州智慧農(nóng)業(yè)氣象服務平臺的構(gòu)建和服務兩方面做了一系列創(chuàng)新探索。

2廣州數(shù)字農(nóng)業(yè)與氣象服務融合發(fā)展主要內(nèi)容

2.1服務平臺融合

2.1.1應用融媒體技術(shù)拓寬服務渠道

中國互聯(lián)網(wǎng)信息中心發(fā)布的第47次《中國互聯(lián)網(wǎng)絡發(fā)展狀況統(tǒng)計報告》[26]顯示，截至2020年12月，中國網(wǎng)民規(guī)模達9.89億，其中手機網(wǎng)民規(guī)模達9.86億，使用手機上網(wǎng)的比例達99.7%，農(nóng)村地區(qū)互聯(lián)網(wǎng)普及率為55.9%，農(nóng)村網(wǎng)民規(guī)模3.09億。農(nóng)業(yè)信息網(wǎng)站具有信息容量大、圖文并茂的優(yōu)勢，但擁有電腦設備的農(nóng)民很少，接受成本高，而智能手機的普及率高，信息傳輸?shù)某杀镜停揖哂袑崟r定位功能，開發(fā)與智能手機有關(guān)的服務產(chǎn)品是農(nóng)業(yè)氣象服務“最后一公里”的策略之選。因此，廣州氣象部門采用融媒體的方式，搭建 Web端的農(nóng)業(yè)氣象業(yè)務平臺、服務平臺和微信公眾號+小程序服務平臺，構(gòu)建多元化服務渠道。 Web端有利于共享省、市、縣三級資源，微信符合用戶移動閱讀習慣，發(fā)揮傳播快、受眾廣、影響力大、免安裝的優(yōu)勢，小程序具有免安裝，互動性強的特點。利用該融媒體技術(shù)平臺，針對不同的服務對象需求，采用差異化的服務方式，并通過不同的終端進行信息發(fā)布共享，針對不同的服務方式，用戶可定制不同的精細化服務內(nèi)容，既可以為農(nóng)戶提供及時的天氣預報、氣象災害預警信息、氣象實時觀測資料和農(nóng)業(yè)氣象服務產(chǎn)品等，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理精準、手段信息化和決策科學化，又可以實現(xiàn)農(nóng)戶和氣象業(yè)務人員的信息交流、溝通與互動，如反饋需求、問卷調(diào)查、災情上報等。

因此，廣州智慧農(nóng)業(yè)氣象服務平臺在架構(gòu)上分為智慧農(nóng)業(yè)氣象大數(shù)據(jù)中心、智慧農(nóng)業(yè)氣象業(yè)務支撐平臺、智慧農(nóng)業(yè)氣象服務平臺、廣州農(nóng)業(yè)氣象微信公眾號平臺+小程序（圖1）。其中大數(shù)據(jù)中心為服務平臺提供數(shù)據(jù)和服務支撐，業(yè)務支撐平臺實現(xiàn)農(nóng)業(yè)氣象監(jiān)測、評估、預報、預警業(yè)務一體化，決策分析和服務產(chǎn)品制作自動化，服務平臺對外提供多元化的服務，微信公眾號平臺+小程序采用“云+AI+端”的服務模式，基于地理位置和用戶分類，為氣象業(yè)務人員提供氣象服務工作輔助，為生產(chǎn)者、農(nóng)業(yè)保險人員、休閑旅游觀光游客提供精細化服務。

2.1.2細分用戶群體，提供精準服務

廣州智慧農(nóng)業(yè)氣象服務平臺，既是業(yè)務平臺也是服務平臺，設置氣象業(yè)務人員、生產(chǎn)者、保險人員和游客等四大類用戶群體，在此基礎上根據(jù)業(yè)務需求再細分用戶群體，提供不同的服務內(nèi)容。如生產(chǎn)者細分為2類：（1）產(chǎn)業(yè)用戶，水稻種植戶和荔枝種植戶。根據(jù)《2021年廣東糧食生產(chǎn)行動方案》對氣象部門提出的糧食科學防災減災需求，《廣東省人民政府關(guān)于培育發(fā)展戰(zhàn)略性支柱產(chǎn)業(yè)集群和戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)集群的意見》[27] 中發(fā)展現(xiàn)代農(nóng)業(yè)與食品產(chǎn)業(yè)集群，聚焦菠蘿、荔枝、茶葉、柚子、生豬、深海網(wǎng)箱養(yǎng)殖等優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)區(qū)（帶），平臺分別研發(fā)了水稻和荔枝氣象服務模塊，便于提供產(chǎn)業(yè)特色服務，開展產(chǎn)業(yè)統(tǒng)計分析，促進廣州農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，助力解決廣州農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化規(guī)模下降而導致的帶動農(nóng)戶能力減弱問題[28];（2）組織用戶，如廣州市農(nóng)業(yè)龍頭企業(yè)協(xié)會、粵港澳大灣區(qū)“菜籃子”生產(chǎn)基地、廣州市供銷合作總社下屬用戶等，便于行政組織管理、垂直統(tǒng)計分析等。在此基礎上，采用“一張圖”可視化形式展示廣州各區(qū)農(nóng)業(yè)資源和產(chǎn)業(yè)、各類型經(jīng)營主體分布情況，便于快速展示重點產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀、橫向區(qū)域比較、全產(chǎn)業(yè)鏈縱向比較分析，有利于管理部門調(diào)整優(yōu)化產(chǎn)業(yè)發(fā)展布局、經(jīng)營主體調(diào)整生產(chǎn)計劃。

2.2服務功能融合

2.2.1深度融合農(nóng)業(yè)生產(chǎn)全過程

廣州都市農(nóng)業(yè)呈現(xiàn)多元化特征，蔬菜、嶺南水果、水產(chǎn)、花卉、種業(yè)、休閑農(nóng)業(yè)等產(chǎn)業(yè)細分，平臺以作物全生育期的監(jiān)管為目標、以農(nóng)事作業(yè)過程為主線，依托互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算、人工智能、“5S”等現(xiàn)代信息技術(shù)，開展貫穿“產(chǎn)前-產(chǎn)中-產(chǎn)后”生產(chǎn)全鏈條的氣象服務模式，提供“農(nóng)用天氣預報+災害監(jiān)測預警+病蟲害監(jiān)測預警+氣象指數(shù)保險+氣候品質(zhì)評估”精細化服務，實現(xiàn)氣象服務與全生產(chǎn)過程的深度融合。

利用微信公眾號獲取用戶地理位置，結(jié)合用戶定制的氣象閾值預警及上報的種養(yǎng)殖信息，進行用戶的服務群組劃分，實現(xiàn)用戶畫像。針對不同群組，基于作物在不同生育期、不同農(nóng)事季節(jié)和農(nóng)時活動對氣象服務的需求，結(jié)合精細化網(wǎng)格產(chǎn)品，采用定向消息群發(fā)方式，及時開展農(nóng)業(yè)氣象條件分析、農(nóng)業(yè)氣象災害防御、病蟲害防治、農(nóng)業(yè)小氣候調(diào)控等貼身氣象服務。逐步實現(xiàn)差別化的精準氣象服務，切實做好氣象監(jiān)測預報預警服務。

氣候資源是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的基礎，是決定各種農(nóng)作物適宜種植范圍及其產(chǎn)量和品質(zhì)特征的重要因素，而氣象災害是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重要限制因素，幫助農(nóng)戶趨利避害是穩(wěn)產(chǎn)增產(chǎn)的關(guān)鍵。針對現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)園開展氣候評價服務，涵蓋園區(qū)氣候背景、四季風特征、高影響天氣分析、干旱影響分析、不同歷時不同重現(xiàn)期降水量、近10年災害過程統(tǒng)計數(shù)據(jù)、汛期概況、過去一個月氣候概況、氣候趨勢預測、雨量和干旱等級圖、農(nóng)事活動建議等，促進各農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)園合理開發(fā)利用氣候資源，做好產(chǎn)業(yè)精準規(guī)劃。同時，提供節(jié)瓜、甜玉米等種植適宜性服務，精準引導農(nóng)作物配套種植，避免區(qū)域內(nèi)作物品種過于單一而遭遇市場風險;提供荔枝產(chǎn)量預估服務，幫助小農(nóng)戶銜接大市場，降低市場信息不對稱風險。

2.2.2助力農(nóng)戶有機銜接現(xiàn)代農(nóng)業(yè)

研發(fā)用戶個性化自助定制氣象預警功能，該功能分為氣象要素臨界值預警和作物關(guān)鍵物候期氣象要素適宜度閾值預警，氣象要素臨界值預警主要是氣溫、濕度、風速、雨量的臨界值預警，用戶設定關(guān)注的臨界值，平臺根據(jù)實況數(shù)據(jù)進行預警（圖2）;作物關(guān)鍵物候期氣象要素適宜度閾值預警，是為用戶根據(jù)作物關(guān)鍵物候期，設置作物生長適宜度的不同氣象要素臨界值，平臺根據(jù)未來7天的預報數(shù)據(jù)進行預警并推送相關(guān)的農(nóng)事活動建議?！按髧∞r(nóng)”是我國的基本國情農(nóng)情，以小農(nóng)戶為主的家庭經(jīng)營是我國農(nóng)業(yè)經(jīng)營的主要形式，廣州種養(yǎng)殖品種繁多，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)受地域性、季節(jié)性、多樣性、周期性等諸多因素影響，因此，該功能有利于進一步提高農(nóng)戶生產(chǎn)全過程的智能化程度，實現(xiàn)小農(nóng)戶和現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的有機銜接。

2.2.3病蟲害服務促進農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展

廣州高溫高濕的氣候條件易引發(fā)病蟲害，影響作物的產(chǎn)量和品質(zhì)，嚴重時甚至導致農(nóng)作物絕產(chǎn)，病蟲害的防治是非常有必要的。傳統(tǒng)的病蟲害診斷方法是通過人工檢測識別，此方法完全依賴于農(nóng)戶的觀察經(jīng)驗，或者專家的上門指導，檢測速度慢、效率低、費用高、主觀性強、準確率低、無時效性。病蟲害的圖像識別與趨勢分析則尤為關(guān)鍵，這種方法的優(yōu)勢在于無損檢測和早期精準識別，可有效減緩病蟲害的傳播;同時在病蟲害早期可以用更少的藥物對其進行防治，減少環(huán)境污染。為此，廣州氣象部門開展病蟲害智能圖像識別研究與服務，按照病蟲害圖像采集、預處理、圖像分割、特征提取和圖像識別的思路，通過 Scrapy 網(wǎng)絡爬蟲從病蟲害百科、垂直網(wǎng)站、圖集網(wǎng)站收集廣州經(jīng)濟作物的常見病蟲害圖集，并與農(nóng)業(yè)氣象知識庫的病蟲害信息進行比對標識，通過 Spark ML 卷積神經(jīng)網(wǎng)絡算法，對病蟲害的典型例圖進行訓練學習，形成基于人工智能的病蟲害圖像識別引擎，目前平臺已訓練 300多種病蟲害圖集;通過微信端開放病蟲害圖像識別微服務接口，上傳病蟲害圖像，進行病蟲害識別，平臺返回匹配率最高的病蟲害信息，及對應的危害描述、危害典型圖集、防治方法等百科信息（圖3）。

同時，對病蟲害的發(fā)生地點、受害情況、植株圖片等現(xiàn)場數(shù)據(jù)進行采集，基于二三維地圖展示區(qū)域病蟲害發(fā)生發(fā)展形勢。運用農(nóng)業(yè)氣象模型超市中的病蟲害發(fā)生發(fā)展氣象等級監(jiān)測預警模型，基于氣象實況與預測資料進行動態(tài)預警，實現(xiàn)病蟲害趨勢分析。

2. 2. 4 鄉(xiāng)村旅游服務產(chǎn)業(yè)鏈延長

鄉(xiāng)村振興的首要任務是產(chǎn)業(yè)振興，通過氣象服務延長產(chǎn)業(yè)鏈具有重要意義。當前，鄉(xiāng)村旅游成為地區(qū)經(jīng)濟的新增長點和村民收入的新增長源，以“鄉(xiāng)村旅游助力鄉(xiāng)村振興”的發(fā)展模式已經(jīng)在全國各地成功實踐。根據(jù)廣州都市型農(nóng)業(yè)的休閑觀光旅游資源和大眾的喜好，采集廣州110個農(nóng)業(yè)公園、85個賞花景區(qū)、眾多羊城名勝古跡的游玩信息，在微信客戶端開發(fā)賞花觀云、觀光農(nóng)園、休閑農(nóng)莊等特色欄目，打上個性化標簽、記錄花卉花期、水果采摘時令等信息，基于位置信息，根據(jù)用戶偏好（關(guān)注標簽、瀏覽記錄、收藏記錄等），結(jié)合出行指數(shù)、景區(qū)天氣、當前時令、景區(qū)距離，實現(xiàn)興趣推薦、熱門推薦、綜合排名、距離最近、人氣最高、游玩路線等智能推薦（圖4）。

2.2.5保險服務助力生產(chǎn)風險轉(zhuǎn)移

政策性農(nóng)業(yè)保險是分散農(nóng)業(yè)風險，補償農(nóng)業(yè)損失，提升農(nóng)業(yè)抵御風險和自救發(fā)展，保障農(nóng)業(yè)生產(chǎn)安全和農(nóng)產(chǎn)品有效供給，促進農(nóng)民持續(xù)增收的重要舉措。 2018年廣州市農(nóng)業(yè)農(nóng)村局牽頭組織廣州氣象部門和保險公司等部門，聯(lián)合研發(fā)全國首創(chuàng)的蔬菜氣象指數(shù)保險產(chǎn)品，2019 年 4 月 24日《廣州市蔬菜種植氣象指數(shù)保險實施方案（試行）》正式實施。廣州氣象部門以服務平臺為載體，采取“投保前-投保中-投保后”全鏈條的氣象服務模式，提供“保險政策宣導+暴雨、大風氣象災害風險區(qū)劃分析+保單站點匹配+指數(shù)實況監(jiān)測+氣象證明推送”等服務。兩年多來該項工作取得良好的社會效益，提高了廣州市蔬菜種植業(yè)抗風險能力，促進了廣州市蔬菜種植業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

廣州蔬菜氣象指數(shù)保險產(chǎn)品以降水和風力作為保險理賠的依據(jù)，雖然指數(shù)保險原理簡單，易于理解，然而要宣傳推廣提高種植戶購買意愿，仍需要通俗易懂的政策宣導和以數(shù)據(jù)為依據(jù)的利弊分析。為此，氣象部門依據(jù)理賠標準制作暴雨和大風氣象災害風險區(qū)劃（圖5），通過平臺作可視化展示，并依托手機定位，顯示農(nóng)田的暴雨和大風風險程度，以及附近觀測站近10年的平均年暴雨雨量、年暴雨日數(shù)、最大1 h 和3 h 雨強、年平均大風日數(shù)和極大風速等統(tǒng)計分析數(shù)據(jù)，農(nóng)戶直觀了解自己農(nóng)田的潛在風險，科學選擇購買農(nóng)業(yè)保險產(chǎn)品。

平臺根據(jù)微信定位獲取投保地塊位置信息，基于 GEO幾何運算檢索距離最近的5個氣象自動站，結(jié)合站點近5年氣象實況數(shù)據(jù)質(zhì)檢評分（氣象要素閾值判斷與時空一致性檢驗），智能將最高分站點匹配為保單關(guān)聯(lián)站點，提高投?？茖W性。

平臺通過 Quartz 作業(yè)調(diào)度框架，實現(xiàn)蔬菜氣象指數(shù)保險日降雨量和風力指數(shù)模型每天24 h 的定時監(jiān)測運算，按照氣象實況數(shù)據(jù)質(zhì)檢規(guī)則進行數(shù)據(jù)質(zhì)控，并判斷是否觸發(fā)理賠條件，當氣象指數(shù)達到觸發(fā)條件時，平臺自動生成和發(fā)布保險理賠的氣象證明，保險公司以此為理賠條件，無需農(nóng)戶（企業(yè)）報案，大大減輕業(yè)務人員的工作量，同時有效解決了定損難、理賠慢的問題。

保險用戶分為保險行業(yè)、保險公司和保險人員三級管理。用“一張圖”可視化形式展示廣州農(nóng)業(yè)保險行業(yè)的發(fā)展情況，保險公司通過登錄方式了解本單位農(nóng)業(yè)保險開展情況，保險人員通過登錄方式進入個人空間，錄入保單、關(guān)聯(lián)客戶產(chǎn)業(yè)信息、關(guān)注客戶相關(guān)氣象災害情況等，以便及時提醒客戶合理安排生產(chǎn)，做好氣象防災減災等。農(nóng)戶購買保險產(chǎn)品后能夠獲取附加的氣象服務，既提高了購買保險愿望，又關(guān)注了氣象服務。通過這項創(chuàng)新服務，廣州市氣象部門與保險公司共同構(gòu)筑新型的氣象服務體系，有效解決氣象預警“最后一公里”問題。

2.2.6構(gòu)建業(yè)務模型超市，打造智慧農(nóng)業(yè)

信息技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應用催生了許多新技術(shù)和新模型，這些技術(shù)與模型與物聯(lián)網(wǎng)結(jié)合，可以實現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境的智能感知、智能預警、智能分析、專家在線指導診斷等，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供精準化種植、可視化管理、智能化決策等服務。為了能夠靈活構(gòu)建或調(diào)整模型、調(diào)度模型運算、評估模型應用，將業(yè)務模型劃分為指數(shù)等級模型、多元擬合方程、空間分析模型、機器學習應用引擎和第三方模型引用。將智慧農(nóng)業(yè)氣象大數(shù)據(jù)中心的數(shù)據(jù)資源定義為模型入?yún)?shù)據(jù)源，運用可視化建模方式（模型實體、數(shù)據(jù)集、預處理、分析計算、算法等節(jié)點可拖拽），定義氣象數(shù)據(jù)資源統(tǒng)計的通用算法公式（求和、平均、最大、最低、過程有效累計算法等）和集合算法（數(shù)據(jù)交集、并集、去交集、去并集等），基于 GDAL類庫構(gòu)建空間分析模型，基于 Spark ML 建立序列分析、相關(guān)分析、聚類分析、回歸分析等數(shù)理統(tǒng)計分析模型及機器學習智能分析模型，建立農(nóng)業(yè)氣象業(yè)務應用模型（圖6）。

業(yè)務平臺融合廣州特色農(nóng)產(chǎn)品（荔枝、龍眼、蔬菜、水產(chǎn)、花卉等），圍繞農(nóng)用天氣預報指標、作物產(chǎn)量預報、農(nóng)業(yè)氣象災害指標、農(nóng)業(yè)氣象指數(shù)保險、病蟲害發(fā)生發(fā)展分析、氣候資源區(qū)劃、災害影響評估等業(yè)務構(gòu)建了73個模型算法，以數(shù)據(jù)中心的實況預報數(shù)據(jù)通過模型運算，根據(jù)模型影響因子實現(xiàn)氣候條件評價、農(nóng)用天氣預報及災害影響評估，并結(jié)合 GIS生成圖形化產(chǎn)品，智能指導農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動。

3討論

廣州氣象部門以廣州智慧農(nóng)業(yè)氣象服務平臺為載體，充分利用現(xiàn)代智能信息技術(shù)，在融媒體技術(shù)應用、實現(xiàn)小農(nóng)戶和現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展有機銜接、促進農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展、延長產(chǎn)業(yè)鏈提高農(nóng)戶經(jīng)濟效益、幫助農(nóng)戶轉(zhuǎn)移生產(chǎn)風險等方面進行了創(chuàng)新探索，實現(xiàn)氣象服務與農(nóng)業(yè)全生產(chǎn)過程、全產(chǎn)業(yè)鏈的深度融合，促進廣州都市農(nóng)業(yè)發(fā)展集生產(chǎn)、生活和生態(tài)等多種功能于一體，有效解決數(shù)字農(nóng)業(yè)發(fā)展所面臨的一些突出問題。服務平臺自2019年投入試運行以來，以智能方式為112個水稻大戶、339個荔枝農(nóng)戶、30家廣州市農(nóng)業(yè)龍頭企業(yè)、80個粵港澳大灣區(qū)“菜籃子”生產(chǎn)基地、15個省級現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)園，以及5家保險公司、廣州市供銷合作總社下屬合作社等廣州地區(qū)的新型農(nóng)業(yè)經(jīng)營主體以及許多小農(nóng)戶提供多元化精細化氣象服務，取得了良好的社會效益。以蔬菜氣象指數(shù)保險工作為例，2019—2020年保險公司共投保524份保單，累計承保蔬菜種植2146戶，承保種植面積達4069 hm2，承保風險保額約20665.82萬元，賠付金額達932.63萬元，促進廣州市蔬菜種植業(yè)可持續(xù)發(fā)展，助力完成廣州市實施鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略階段性任務。

未來廣州氣象部門將按照都市農(nóng)業(yè)發(fā)展特點以及國家對數(shù)字農(nóng)業(yè)的一系列要求，繼續(xù)加強氣象服務與農(nóng)業(yè)的深度“強融合”，著力在氣象大數(shù)據(jù)與農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)融合應用、遙感技術(shù)與人工智能技術(shù)應用、表型監(jiān)測技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應用、基于 GIS三維技術(shù)實現(xiàn)精細化的氣候資源和氣象災害風險區(qū)劃、開展氣象知識網(wǎng)絡微課培訓和“惠農(nóng)” AI 互動、農(nóng)作物產(chǎn)量預估和氣候品質(zhì)評價、鄉(xiāng)村旅游綜合指數(shù)等方面開展探索，既要向新型農(nóng)業(yè)經(jīng)營主體提供精細化智慧氣象服務，努力實現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)端的數(shù)字化和消費端的產(chǎn)業(yè)化，推動規(guī)模經(jīng)營發(fā)展，又要按照《關(guān)于促進小農(nóng)戶和現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展有機銜接的意見》[29]，借助服務平臺加強面向小農(nóng)戶的社會化服務，促進傳統(tǒng)小農(nóng)戶向現(xiàn)代小農(nóng)戶轉(zhuǎn)變，加快推進農(nóng)業(yè)農(nóng)村現(xiàn)代化。

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