貴州精品水果大數(shù)據(jù)服務(wù)平臺(tái)建設(shè)

付繪澄，陳維榕，趙澤英，李莉婕，童倩倩，王 虎

（貴州省農(nóng)業(yè)科技信息研究所，貴州 貴陽 550006）

隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，以及大數(shù)據(jù)技術(shù)的逐步成熟，移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等技術(shù)在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用日益擴(kuò)大，形成了數(shù)字農(nóng)業(yè)、智慧農(nóng)業(yè)等農(nóng)業(yè)發(fā)展模式，并成為農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的重要組成部分。深化互聯(lián)網(wǎng)思維理念，充分利用移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等信息化技術(shù)手段，深度挖掘數(shù)據(jù)內(nèi)在的巨大價(jià)值，穩(wěn)步推進(jìn)互聯(lián)網(wǎng)＋農(nóng)業(yè)，實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)與互聯(lián)網(wǎng)農(nóng)業(yè)的融合發(fā)展，以此探索農(nóng)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展模式，是助推貴州農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的重要支撐［1-3］。近年來，貴州雖然憑借得天獨(dú)厚的優(yōu)良生態(tài)環(huán)境大力發(fā)展精品水果產(chǎn)業(yè)并取得一定成效，但受貴州地形破碎的影響，水果生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)多呈分散狀，全產(chǎn)業(yè)管理難度較大［4］，制約產(chǎn)業(yè)效益的進(jìn)一步提升。因此，綜合運(yùn)用移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、GIS（Geographic Information System，地理信息系統(tǒng)）等信息技術(shù)手段，建立貴州精品水果大數(shù)據(jù)服務(wù)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)貴州精品水果產(chǎn)業(yè)數(shù)據(jù)資源的綜合應(yīng)用與深度應(yīng)用，面向產(chǎn)業(yè)中各主體提供多元化、個(gè)性化服務(wù)，為提高貴州精品水果生產(chǎn)管理水平，提升生產(chǎn)效益，促進(jìn)貴州精品水果產(chǎn)業(yè)持續(xù)健康發(fā)展與鞏固產(chǎn)業(yè)扶貧成果提供技術(shù)支撐。

1 平臺(tái)建設(shè)目標(biāo)

建設(shè)貴州精品水果大數(shù)據(jù)服務(wù)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)貴州精品水果生產(chǎn)、流通、消費(fèi)各環(huán)節(jié)海量異構(gòu)數(shù)據(jù)的專業(yè)化整合集成與關(guān)聯(lián)共享，實(shí)現(xiàn)全產(chǎn)業(yè)鏈數(shù)據(jù)管理，推進(jìn)建立規(guī)范化產(chǎn)業(yè)管理體系，同時(shí)提供一定的數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)分析服務(wù)，為相關(guān)決策提供及時(shí)準(zhǔn)確的信息依據(jù)。在此基礎(chǔ)上，推進(jìn)精品水果產(chǎn)業(yè)數(shù)據(jù)共享和服務(wù)協(xié)同，強(qiáng)化產(chǎn)業(yè)統(tǒng)一監(jiān)管及產(chǎn)業(yè)數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)分析，為貴州精品水果產(chǎn)業(yè)各領(lǐng)域用戶因地制宜提供個(gè)性化、多元化服務(wù)，同時(shí)提高精品水果產(chǎn)業(yè)發(fā)展的前瞻性和針對(duì)性。

2 平臺(tái)設(shè)計(jì)

2.1 服務(wù)模式

2.1.1 個(gè)性化＋多元化融合 根據(jù)貴州精品水果產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域的不同用戶進(jìn)行劃分，分為行業(yè)管理者、專家、生產(chǎn)者、銷售者和消費(fèi)者。針對(duì)不同的用戶群體，給予不同內(nèi)容、不同方式的服務(wù)。

行業(yè)管理者：提供國(guó)內(nèi)外產(chǎn)業(yè)動(dòng)態(tài)、政策、新聞資訊查詢；產(chǎn)業(yè)行業(yè)種植、價(jià)格、產(chǎn)量預(yù)測(cè)統(tǒng)計(jì)分析。

行業(yè)專家：提供國(guó)內(nèi)外產(chǎn)業(yè)動(dòng)態(tài)、政策、新聞資訊、科技文獻(xiàn)查詢；答復(fù)生產(chǎn)者或其他用戶提出的關(guān)于產(chǎn)業(yè)相關(guān)的各種問題。

生產(chǎn)者：提供政策、品種、病蟲害、栽培、管理咨詢；果園種植、農(nóng)資、成本、用工信息管理；園區(qū)氣象、水肥控制物聯(lián)網(wǎng)采集管控服務(wù)；水果供需、市場(chǎng)行情、運(yùn)輸流通服務(wù)。

銷售者：提供政策、品種、病蟲害、栽培、管理咨詢；果園種植、農(nóng)資、成本、用工信息管理；水果供需、市場(chǎng)行情、運(yùn)輸流通服務(wù)。

消費(fèi)者：提供水果種植過程、環(huán)境、品質(zhì)質(zhì)量追溯；對(duì)消費(fèi)產(chǎn)品進(jìn)行評(píng)價(jià)。

2.1.2 人工服務(wù)＋智能服務(wù) 平臺(tái)提供專家咨詢服務(wù)功能，實(shí)現(xiàn)7×24 h 專家人工服務(wù)。為生產(chǎn)者提供果園技術(shù)知識(shí)智能匹配推送服務(wù)，多方位幫助生產(chǎn)者解決水果種植過程中產(chǎn)生的各種問題［5］。同時(shí)，結(jié)合農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境采集數(shù)據(jù)與果樹栽培模型，智能化地為生產(chǎn)者發(fā)起農(nóng)事提醒，生產(chǎn)者可根據(jù)實(shí)際情況采取相應(yīng)的農(nóng)事措施。

2.1.3 線上匹配＋線下服務(wù) 實(shí)現(xiàn)線上匹配、線下服務(wù)的開放式產(chǎn)銷模式，為生產(chǎn)者和銷售者提供供求信息發(fā)布服務(wù)。實(shí)時(shí)發(fā)布精品水果市場(chǎng)動(dòng)態(tài)，收集水果價(jià)格行情，結(jié)合水果市場(chǎng)分析模型，分析地區(qū)生產(chǎn)狀況與市場(chǎng)需求，指導(dǎo)產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

2.2 系統(tǒng)功能

根據(jù)上述服務(wù)模式需求，平臺(tái)設(shè)計(jì)多個(gè)不同服務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)及相關(guān)終端展示系統(tǒng)（圖1）。

圖1 平臺(tái)各系統(tǒng)功能

2.2.1 產(chǎn)業(yè)一張圖系統(tǒng) 按單一品種建立精品水果種植基地的“一張圖”產(chǎn)業(yè)信息。通過數(shù)據(jù)的匯總和分析，展示水果產(chǎn)業(yè)分布、地塊地理信息，并借助真實(shí)清晰的GIS 地圖，通過不同行政級(jí)別權(quán)限發(fā)放，按照省、市（州）、縣查看本區(qū)域產(chǎn)業(yè)信息，使得產(chǎn)業(yè)基地生產(chǎn)狀況一目了然。系統(tǒng)以大屏展示為主，通過可視化方式全方位呈現(xiàn)產(chǎn)業(yè)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)、分析及預(yù)測(cè)結(jié)果。

2.2.2 產(chǎn)業(yè)信息服務(wù)網(wǎng) 以單個(gè)品種為基準(zhǔn)，為每種精品水果創(chuàng)建獨(dú)立的產(chǎn)業(yè)信息服務(wù)網(wǎng)，如貴州火龍果產(chǎn)業(yè)信息服務(wù)網(wǎng)、貴州百香果產(chǎn)業(yè)信息服務(wù)網(wǎng)等。主要由水果概況、產(chǎn)業(yè)資訊、產(chǎn)銷市場(chǎng)、技術(shù)服務(wù)、智慧果園、產(chǎn)品追溯、信息管理7 個(gè)一級(jí)欄目構(gòu)成，全方位展示貴州水果產(chǎn)業(yè)信息。

2.2.3 基地管理服務(wù)系統(tǒng) 對(duì)每個(gè)果園的詳細(xì)信息進(jìn)行管理，包括影像、種植分布地塊圖斑、三維傾斜實(shí)景、三維全景等［6-8］。以果園為單位，對(duì)采集空間信息的每個(gè)種植企業(yè)、合作社進(jìn)行詳細(xì)數(shù)據(jù)調(diào)查，采用數(shù)字化（地圖）基地檔案管理，將果園的土地、設(shè)施和種植過程等信息數(shù)字化，對(duì)基地、地塊、人員、設(shè)備、設(shè)施五大資源進(jìn)行精確記錄并建立相應(yīng)數(shù)據(jù)庫(kù)。將智能化數(shù)據(jù)結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)化種植方案應(yīng)用于移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)，通過優(yōu)化產(chǎn)品展現(xiàn)形式提升生產(chǎn)者的使用和交互體驗(yàn)，進(jìn)而將科學(xué)專業(yè)的水果種植管理手段向生產(chǎn)者進(jìn)行普及。

2.2.4 產(chǎn)業(yè)監(jiān)測(cè)服務(wù)系統(tǒng) 建立產(chǎn)業(yè)數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，采集貴州及全國(guó)主產(chǎn)主銷區(qū)的全產(chǎn)業(yè)鏈數(shù)據(jù)資源，為上層的大數(shù)據(jù)應(yīng)用提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。監(jiān)測(cè)內(nèi)容包括價(jià)格、貿(mào)易、產(chǎn)業(yè)發(fā)展、產(chǎn)量預(yù)測(cè)、企業(yè)監(jiān)測(cè)、產(chǎn)業(yè)資訊、科學(xué)數(shù)據(jù)和農(nóng)資種苗。同時(shí)，通過數(shù)據(jù)挖掘與數(shù)據(jù)分析技術(shù)，分析產(chǎn)業(yè)發(fā)展走向。

2.2.5 智慧果園服務(wù)系統(tǒng) 按單個(gè)果園進(jìn)行建設(shè)，整合電子數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)、水肥一體化滴灌、區(qū)塊鏈溯源以及光電分選系統(tǒng)，結(jié)合農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)和應(yīng)用模型，實(shí)現(xiàn)果園無人化智慧種植管理。

2.2.6 技術(shù)咨詢服務(wù)系統(tǒng) 組建包括專家在線診斷系統(tǒng)、在線答疑、定期課堂等功能的精品水果種植專家在線指導(dǎo)平臺(tái)，用戶可通過網(wǎng)站或小程序在線向?qū)＜野l(fā)起咨詢，專家借助移動(dòng)通信軟件實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)診斷。同時(shí)，從品種選擇布局、科學(xué)建園（園地選擇、園地設(shè)施建設(shè)、土壤改良、苗木選擇、苗木定植）、整形修剪（夏季修剪、冬季修剪）、土肥水管理、花果管控、病蟲害綠色防控、采收保鮮技術(shù)等方面著手，建立精品水果優(yōu)秀種植方案庫(kù)、標(biāo)準(zhǔn)化種植指導(dǎo)手冊(cè)庫(kù)、種植實(shí)用技術(shù)庫(kù)、在線視頻培訓(xùn)課件等火龍果種植知識(shí)庫(kù)，各種知識(shí)庫(kù)間進(jìn)行關(guān)聯(lián)，采用圖文結(jié)合的方式，指導(dǎo)建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化基地。

2.2.7 產(chǎn)銷對(duì)接服務(wù)系統(tǒng) 該系統(tǒng)是創(chuàng)造一個(gè)信息交換、信息共享的方式和環(huán)境，按照統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，建立信息資源整合機(jī)制，規(guī)范數(shù)據(jù)采集口徑、采集方式，規(guī)范數(shù)據(jù)的服務(wù)方式，建立統(tǒng)一的市場(chǎng)資源信息整合與交換機(jī)制，實(shí)現(xiàn)市場(chǎng)數(shù)據(jù)互聯(lián)互通，為生產(chǎn)者和銷售者提供供需信息服務(wù)，協(xié)助線上線下統(tǒng)一調(diào)配，增升水果商品化率，優(yōu)化貴州精品水果市場(chǎng)配置。

2.2.8 產(chǎn)品質(zhì)量溯源系統(tǒng) 該系統(tǒng)包括生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)主體管理、農(nóng)產(chǎn)品基地管理、農(nóng)產(chǎn)品種植養(yǎng)殖生產(chǎn)管理、檢驗(yàn)檢測(cè)檔案管理、準(zhǔn)出配額管理、追溯碼審批管理、追溯節(jié)點(diǎn)路徑管理、召回管理等功能，并與農(nóng)業(yè)投入品監(jiān)管平臺(tái)對(duì)接，數(shù)據(jù)互通。

2.3 平臺(tái)架構(gòu)

貴州精品水果大數(shù)據(jù)服務(wù)平臺(tái)匯集水果產(chǎn)前-產(chǎn)中-產(chǎn)后全生命周期中涉及環(huán)境、農(nóng)資、農(nóng)事、流通、消費(fèi)等相關(guān)數(shù)據(jù)，同時(shí)存在通過網(wǎng)絡(luò)抓取工具抓取的水果產(chǎn)業(yè)資訊、市場(chǎng)行情的大量數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)格式包括影像、三維傾斜實(shí)景、三維全景、數(shù)值、文字、圖片、視頻等。平臺(tái)各子系統(tǒng)間數(shù)據(jù)的關(guān)系及走向如圖2所示。

圖2 平臺(tái)數(shù)據(jù)流

根據(jù)平臺(tái)各子系統(tǒng)功能及其數(shù)據(jù)的相互關(guān)系，設(shè)計(jì)建立以數(shù)據(jù)層、業(yè)務(wù)邏輯層、表現(xiàn)層3層結(jié)構(gòu)體系為主的平臺(tái)架構(gòu)（圖3）。

圖3 平臺(tái)架構(gòu)

3 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

3.1 關(guān)鍵技術(shù)

3.1.1 Kspider 網(wǎng)絡(luò)抓取技術(shù) KSpider 網(wǎng)絡(luò)信息資源采集系統(tǒng)是一個(gè)集網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)采集、分析、存儲(chǔ)、管理及檢索等功能于一體的網(wǎng)絡(luò)信息資源整合工具，具有強(qiáng)大的信息采集能力、靈活的體系結(jié)構(gòu)、海量的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和全文檢索。由應(yīng)用服務(wù)器、蜘蛛、智能代理、轉(zhuǎn)存器、發(fā)布系統(tǒng)、規(guī)則編輯器組成（圖4）。利用其實(shí)現(xiàn)貴州精品水果大數(shù)據(jù)服務(wù)平臺(tái)中產(chǎn)業(yè)監(jiān)測(cè)服務(wù)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集和管理，收集新聞資訊和市場(chǎng)、產(chǎn)區(qū)等數(shù)據(jù)，作為大數(shù)據(jù)后臺(tái)數(shù)據(jù)分析的基礎(chǔ)。

圖4 Kspider網(wǎng)絡(luò)抓取流程

3.1.2 預(yù)測(cè)模型分析技術(shù) 預(yù)測(cè)模型分析主要通過預(yù)測(cè)模型預(yù)測(cè)事件未來發(fā)生的可能性、預(yù)測(cè)一個(gè)可量化的值，或是預(yù)估事件發(fā)生的時(shí)間點(diǎn)。預(yù)測(cè)模型通常使用各種可變數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)預(yù)測(cè)。數(shù)據(jù)成員的多樣化與預(yù)測(cè)結(jié)果密切相關(guān)，在充滿不確定性的環(huán)境下，通過預(yù)測(cè)協(xié)助決策主體做出更好的決定。將預(yù)測(cè)分析技術(shù)與產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)信息模型結(jié)合，預(yù)測(cè)產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)發(fā)展動(dòng)態(tài)、水果價(jià)格、銷售方向，指導(dǎo)產(chǎn)業(yè)決策者做好市場(chǎng)調(diào)配；同時(shí)，將預(yù)測(cè)分析技術(shù)與水果產(chǎn)量模型進(jìn)行結(jié)合，預(yù)測(cè)水果當(dāng)季產(chǎn)量。

3.2 系統(tǒng)開發(fā)

采用J2EE 開發(fā)環(huán)境，以B/S（Browser/Server，瀏覽器/服務(wù)器）架構(gòu)，完全基于Web、中間件及大型數(shù)據(jù)庫(kù)的N 層體系結(jié)構(gòu)進(jìn)行開發(fā)，建立精品水果大數(shù)據(jù)平臺(tái)大屏展示系統(tǒng)、不同水果品種的產(chǎn)業(yè)信息門戶網(wǎng)站、果園服務(wù)APP、產(chǎn)業(yè)服務(wù)APP 與微信小程序等。其中，大屏展示系統(tǒng)呈現(xiàn)的部分內(nèi)容如圖5所示。

圖5 貴州精品水果大數(shù)據(jù)平臺(tái)大屏展示內(nèi)容

4 小結(jié)

順應(yīng)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展趨勢(shì)及貴州精品水果產(chǎn)業(yè)發(fā)展實(shí)際，綜合運(yùn)用互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、GIS、大數(shù)據(jù)分析等技術(shù)，圍繞數(shù)據(jù)查詢、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)應(yīng)用有效融合，整合貴州省精品水果產(chǎn)業(yè)全領(lǐng)域數(shù)據(jù)，打造集數(shù)據(jù)采集、分析與管理、預(yù)測(cè)預(yù)警、可視化展示于一體的大數(shù)據(jù)平臺(tái)。貴州精品水果大數(shù)據(jù)服務(wù)平臺(tái)的本質(zhì)是數(shù)字農(nóng)業(yè)，服務(wù)對(duì)象是精品水果產(chǎn)業(yè)，核心是數(shù)據(jù)，載體是平臺(tái)，關(guān)鍵是服務(wù)。通過該平臺(tái)建設(shè)，將互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、農(nóng)業(yè)三者深度融合，以信息化提升產(chǎn)業(yè)管理與服務(wù)能力，及時(shí)準(zhǔn)確掌握貴州精品水果產(chǎn)業(yè)發(fā)展?fàn)顩r，做到“用數(shù)據(jù)說話、用數(shù)據(jù)管理、用數(shù)據(jù)決策、用數(shù)據(jù)創(chuàng)新”［9］，牢牢把握貴州精品水果產(chǎn)業(yè)發(fā)展主動(dòng)權(quán)和話語權(quán)，增強(qiáng)貴州精品水果產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力，推進(jìn)貴州精品水果產(chǎn)業(yè)提質(zhì)增效。