大數據在農業上的應用思考

張寶民

（河北唐山開平經濟開發區管委會，河北唐山 063021）

1 大數據的來由

1980 年，著名未來學家阿爾文·托夫勒在《第三次浪潮》一書中正式提出了“大數據”這一概念，并將大數據熱情地贊頌為“第三次浪潮的華彩樂章”。之后28 年，“大數據”如石沉大海、銷聲匿跡。2009 年，“大數據”又像火山爆發一樣“突變”為一個流行詞匯，世界范圍內對大數據的研究、應用也一下子火了起來，美國等發達國家更是先行一步，維克多《大數據時代》一書全球暢銷，開大數據系統研究之先河。就國內情況來看，大數據研究雖然剛剛起步，但“農業大數據”研究已經領先。因為，2013 年6 月18 日，國內第一個農業大數據研究和應用推廣機構“農業大數據產業技術創新戰略聯盟”在山東農業大學正式成立，實現了農業大數據研究與應用的無縫結合。

2 農業大數據的關鍵技術

我國是農業大國，農業、農村、農民問題的解決，關系到人民的切身利益、社會的安定和整個國民經濟的發展。農業數據涵蓋面廣、數據源復雜，包含種植、養殖、農業科技、農業裝備、氣象、土地、水利、農資、病蟲害防治、生態環境、市場、食品安全、農產品加工等諸多環節。生物作為農業生產過程主體的特質，導致農業自身的區域化、多樣化、差異化以及動態性、復雜性，農業生產時刻面臨著不斷產生的大量的結構化和非結構化數據的獲取、挖掘、存貯、處理與應用等問題。農業大數據是發展現代農業的重要技術支撐，基于大數據的理論和技術，開展大數據研究與開發服務，將對推動智慧農業的發展發揮起到重大的作用。

2012 年3 月，美國奧巴馬政府宣布投資2 億美元拉動大數據相關產業發展，將“大數據戰略”上升為國家戰略。2014 年3 月，李克強總理在《政府工作報告》中明確指出，要設立新興產業創業創新平臺，在大數據等方面趕超先進，引領未來產業發展。這足以說明大數據的研究與應用成為國家“創新、競爭和生產力的下一個前沿”，對每個國家都具有戰略意義，農業大數據是其重要領域，具有廣闊的發展前景。2014年2月，中國工程院院士汪懋華在“科學數據大會”上表示，大數據農業應用研究，應當為新型農業現代化做出貢獻，要加快推進農業現代化與信息化的深度融合。汪院士認為，應當加強農業大數據應用研究，農業大數據是大數據理念、技術和方法在農業領域的實踐。農業大數據涉及到水、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、機械化等各環節，多類型復雜數據采集、挖掘、處理、分析與應用等問題。汪院士同時表示，目前的大數據研究普遍存在著“只有數據，沒有利用”的問題，導致搜集數據、存儲數據付出的成本被浪費，因此急需解決的問題就是如何從數據中獲得價值。

大數據的關鍵技術是基于存儲的計算，從本質上來說，大數據主要解決的是海量數據搜集、存儲、計算、挖掘、展現和應用等問題。也可以將其簡單歸納為三個層面：大數據的云存儲、大數據處理和大數據挖掘。從對用戶服務的角度，還應提供更多的應用功能：可視化交互分析引擎，提供啟發式人機交互功能。建立工作流引擎，為用戶創建海量數據處理、分析流程。

3 農業大數據的應用

大數據在農業中的應用包括但不局限于：

3.1 精準農業

精準農業是信息技術與農業生產全面結合的一種新型農業，其由六個子系統組成：全球定位系統、農田信息采集系統、農田遙感監測系統、農田地理信息系統、農業專家系統、智能化農機具系統，其核心是建立一個完善的農田地理信息系統。大數據通過對不同系統獲取的龐大信息量為基礎，為精準農業的發展提供了大量的機會?？梢杂糜谕寥婪柿芾怼⑥r田邊界圖管理、產量分布圖管理、精確定位病蟲害控制方法和施肥決策管理等。

3.2 農產品流通體系

大數據可以提供經系統整合的相關氣候、農產品價格走勢、進城道路交通信息、終端消費需求等相關數據，輔之以菜場超市攤位監測評估數據體系等，通過對這些專業數據的解讀，可以判斷農產品需求、價格變動等情況。

3.3 農業氣象預測

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

3.4 環境預測

進行環境預測需要了解獲得區域作物、土壤、水、動物、氣候和天氣之間復雜的相互作用。需要收集這些不同因素的數據進行分析，大數據技術有助于整合提高不同地區的海量數據。

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、人類的營養狀況數據，大數據可以更好地預測人類的健康和幸福感。并通過對農作物的基因組進行測序，從質上改變農作物的質量，培育出營養價值更高的農作物，提升人類健康水平。

同時，隨著大數據與農業的深度融合發展和基礎設施、信息管理模式、軟件技術的改進，以前依靠傳統方法和技術解決不了的諸多問題也會迎刃而解。

[1] 溫孚江.農業大數據與發展新機遇[J].中國農村科技，2013（10）：14.

[2] 孫忠富，杜克明，鄭飛翔，等.大數據在智慧農業中研究與應用展望[J].中國農業科技導報，2013（6）：63-71.