大數據與現代農業的基本關系及應用

□錢　亮/四川省農業廳信息中心

?

大數據與現代農業的基本關系及應用

□錢亮/四川省農業廳信息中心

農業作為國民經濟第一產業，擁有海量、多樣的數據。如何應對大數據時代給農業生產、經營、管理和服務帶來的嚴峻挑戰，把握農業信息化推進農業現代化發展的戰略機遇，對促進農業大省轉型升級為現代農業強省，具有劃時代的重大意義。本文對大數據與現代農業的基本關系及應用進行了深入解析。

1　名詞解釋

大數據是指所涉及的資料量規模巨大到無法通過目前主流軟件工具所能擷取、處理，并整理成為管理、生產、經營和服務決策所需的數據。農業大數據是大數據理論、技術和方法在農業領域應用與實踐的過程，正在相關領域分散式、局部式地探索和實踐，尚未有可借鑒的成熟范例或集成樣板。

云計算是通過互聯網將各領域超大規模的計算與儲存資源集聚起來，為用戶提供無限資源的商業服務。

政務云是各級政府為提升政務管理能力而搭建的云平臺。政務云以地方政府為主體，聚集上下級政府之間、本級政府各部門、各行業之間的大數據，通過云平臺供有關部門分等級抓取、計算、復用并服務于社會。

農業云是由農業部搭建的全國性行業云平臺，以農業行業部門為主體，包括了農業部各司局委和直屬單位之間、各省級農業部門自下而上的大數據聚集，并通過云平臺采集、儲存、甄別、計算和應用。

省政府的政務云與農業部的農業云是平行關系，均屬于政務性質的云計算平臺。二者可以按照統一的數據標準和接口接入對方的云平臺，實現數據聚集。

2　農業大數據與現代農業的關系

農業大數據涵蓋了種植業、養殖業以及農機業等跨領域、跨專業的數據集合，具有分散、海量、復雜、難集聚的特征。

現代農業是在傳統農業基礎上引入水利、機械、化學、育種、生物等先進技術后，又注入人類與自然、生產與生態、生產力與生產關系等和諧發展的新理念，其全產業鏈應具備規模集約化、生產標準化、管理規范化、手段信息化和經營產業化5大特征。其中，集約化、標準化、規范化是現代農業的基礎，信息化是手段，產業化是方向。因此，現代農業是一個漸進動態、內涵與外延不斷豐富，最終實現環境友好、資源節約、生態循環、種養結合、精準可控、效益均衡、“三業”融合、“四化”同步、可持續發展的過程。

作為加快現代農業發展的重要抓手和助推器，“互聯網+”新技術（云計算、大數據、3G、物聯網、農業電商、移動互聯APP等）的應用，可促進農業生產轉型升級、加快農業管理效能提升、聯結農業各型數據“孤島”、實現一二三產業深度融合和農民增收。農業大數據的核心任務是，將農業各領域、各專業、各類型的海量數據提供給云計算平臺，以便快速獲得有價值的信息；通過模型構建對聚集的數據進行處理、內涵與外延的分析和預測，用以指導生產、引導市場、提升管理效能；為政府宏觀決策提供依據、為涉農企業和社會服務。

因此，現代農業離不開大數據，農業大數據在現代農業中具有“用數據分析、用數據決策、用數據說話”的重要功能作用。

3　農業云平臺的建立

據某大數據企業測算，全國農業行業大數據所涉及的統計數據、經濟綜合數據、涉農企業數據、農產品數據和政府信息數據達2 040萬項。若要完整建立四川農業大數據，則將有不低于65萬項數據。以四川生豬監測預警系統為例，8 年68個縣的統計數據達16類、780項、5.3萬個。源于成百上千個軟件系統的巨量數據集成農業大數據庫（池）。

上述基本概念、特征和關系，顯示了政務云和大數據涉及部門之多、行業之廣、數據之大、運維之重，其軟件系統的開發集成、等級保護、升級運維，絕非是將各部門各行業的數據遷移聚合即可減少設備重復建設那么簡單。按照我國現行機構管理體制和管理運行機制，政務云建設應遵循脈絡清晰、管理有序、操作簡便的原則，以國家級政務云為總平臺、以部省級政務云為專屬平臺、以省級部門自建大數據庫（池）為支撐，各部門行業大數據庫（池）按統一數據標準和接口鏈接部省云平臺的方式最為科學，形成上下左右貫通、縱橫清晰、運維有序的網格化管理格局。按照上述思維可構建出農業云平臺，如圖1所示。

4　農業云平臺的網絡安全管理

農業大數據是政務大數據的重要組成部分，具有涉密和非涉密的雙重屬性，涉密數據有保密和敏感兩種類型。農業大數據生產、經營和服務數據以非涉密的居多，而管理的部分數據則保密和敏感兩種類型均有涉獵，需要按照《中華人民共和國政府信息公開條例》和《黨政部門云計算服務網絡安全管理意見》等文件精神嚴格區分，既不能觸碰法律法規也不能因噎廢食。

因此，各級政府和各部門務必要高度重視數據的屬性和類別，以保障涉密數據和敏感數據的安全。雖然中網辦［2014］14號文件就黨政部門云計算服務網絡安全管理的必要性、基本要求、數據和業務范圍、安全審查、指導監督、安全意識等方面提出了意見，但實踐中發現，在政務云建設、數據遷移使用、數據保密等級認定、軟硬件維保服務等過程中，云計算（大數據）服務商提出一些非理性要求，不僅增加了政府購買服務的費用，而且增加了云平臺（大數據）管理的難度。同時，一些政府部門采用購買服務等方式，將大數據或應用軟件搭建在IT營運企業服務器內，雖然與營運（維護）商簽訂了保密協議，但營運（維護）商與操作者的雇傭關系難以保障政務數據的安全。因此，政務類農業云平臺宜按照有關規定和現實情況，在政府部門主機房內構建“專屬云”和大數據庫，農業云平臺應建在農業部信息中心。

圖 1　農業云平臺結構示意圖

5　農業大數據在農業供給側結構性改革中的作用

中央經濟工作會議提出2016年經濟工作的5個重要任務——去產能、去庫存、去杠桿、降成本、補短板。農業供給側結構性改革的內容和措施討論甚多，“去”什么、怎么“去”、“降”什么、怎么“降”、“補”什么、怎么“補”；能繁母豬2年多來全國性產能下降與生豬價格大幅上漲有何關系；玉米豆粕價格連續下跌與庫存量有何關系；蔬菜價格開春后不降反漲原因何在；農產品質量與供給側關聯度究竟如何；等等。這些原因、關系的背后無不需要用最基本的“數據說話”，顯示了大數據在農業供給側結構性改革中的重要地位。只有加快推進信息化新技術在農業生產、經營、管理和服務中的應用力度，加大各領域數據的智能化統計監測力度，才能真正實現“用數據分析、用數據決策、用數據說話”的終極目標。因此，大數據無疑將推動農業供給側改革更加貼近市場，更加密切生產與消費之間的關系。

6　農業大數據在農業各領域中的應用

作為信息化新技術的組成部分，農業大數據來源于又作用于種植業、養殖業、農機業、林業和農業氣象等行業的生產、經營、管理和服務各領域，并施用于人、財、物、信息、技術等要素的組織、協調和控制。

6.1農業大數據在農業管理中的應用

農業管理是復雜的系統工程，其管理種類多、數據來源寬、條塊層級廣，包含了農業各領域政務管理、生產管理、經營管理和服務管理的成千上萬個獨立或相關的數據。農業管理大數據收集的手段，主要是通過統一的數據標準和接口、自下而上的各型軟件平臺（統計、遙感、地理標識、物聯、電商、移動互聯等平臺），將各類數據（數字、圖片、音像等）集成到農業大數據庫（池）內；收集的農業管理大數據類型，主要包括政務類和服務類管理（以統計和分析為主）以及非生產經營過程的管理數據。

1）在農業政務管理中的應用。主要涵蓋農業行政部門、參公單位及事業單位涉及的農業政務類管理范疇各類數據的匯集。農業大數據在政務管理中的應用主要分兩種：一種是綜合類，如人力資源、農業普查、項目資金、行政權力和審批、產業扶貧、生態環境、土地（草原）確權、土壤資源、科技教育、統計監測、質量安全、“三品一標”、農情災情、農業市場、休閑農業等的管理；另一種是業務管理類，如高標準農田、糧油果蔬、植保檢疫、測土配方、化肥有機肥、沼氣能源、畜牧獸醫、漁業水產、草原草地、農牧機械、提灌噴灌、蜂業蠶業、生物制品、農藥獸藥、飼料及添加劑、屠宰及運輸檢疫、動防檢疫、耳標腳環等的管理。

2）在農業生產管理中的應用。主要涵蓋農業各領域生產和初加工的生產類范疇各類數據的匯集。如農業各型龍頭企業、專合社、種養場戶、家庭農牧場等新型經營主體的生產、人事、勞資和災情等分類管理統計，并通過互聯網將其數據逐級選擇性鏈入農業大數據庫（池）。

3）在農業加工管理中的應用。主要是利用互聯網和物聯網新技術，對農產品初加工品種及數量、品質檢測、條碼識別、溯源載入以及加工實體的人財物等范疇各類數據的匯集，并逐級選擇性鏈入農業大數據庫（池）。

4）在農業流通管理中的應用。主要有農副產品和農資批發零售市場價格及數量、農業電商市場價格及數量、土特優農產品國內外及省內外推介展銷品種數量行情，以及流通實體人、財、物等范疇各類數據的匯集，并逐級選擇性鏈入農業大數據庫（池）。

6.2農業大數據在農業生產中的應用

農業大數據在農業生產過程中的應用，是通過物聯網等新技術（互聯網+傳感設施、無人機、3S、智能設施、移動互聯APP等）對生產過程進行遠程操作、精準作業、智能監控和數據管理來實現的，主要包括以下幾種。

1）應用物聯網智能設施對種植業進行精準化育種育苗、測土配方，對大田尤其是生產大棚溫室進行氣象溫濕監控、水肥精準噴灌、作物葉莖生理生化測定、土壤墑情及重金屬監（檢）測等；應用無人機進行大田病蟲監測、作物授粉、農藥或植物營養液精準噴灑、旱澇災情航拍調查等。

2）應用物聯網智能設施進行養殖業（畜禽、水產）自動投料飼喂、圈舍環境監控、母畜（兔）發情產仔監測、畜禽耳標腳環登記上傳、投入品及獸藥使用監管、奶牛智能擠奶及產量測統、乳制品收儲及運輸軌跡監控、蜜蜂群采蜜授粉監（檢）測、蠶情監（檢）測、魚（鱉甲）塘智能監測增氧、動物疫病監（檢）測、疫情災情調查、漁業捕撈作業及導航監測等。

3）應用智能設施（GPS衛星定位、RS遙感技術等）進行草原（森林）生態及病蟲鼠獸害情況進行檢查、圍欄及輪牧定位、草原（森林）防火及旱災雪災監控記錄等；進行草原牧草測產、超載過牧、遠牧動態定位等；進行農業（作物、草原）機械精準作業（機耕、播種、插秧、收割、打捆等）軌跡、運輸線路、智能提灌排灌的管理和監（檢）測記錄等。

4）應用物聯網新技術對種植業從田間收獲到市場前的產品初加工（分揀分級、包裝冷藏、生產時間地點和質檢條碼識別載入等）、精深加工（清洗、烹飪、消毒、灌裝、生產時間地點和質檢條碼識別載入等）全過程予以視頻監控、智能追溯和數據管理；對養殖業從出場到市場前的畜禽（水產）產品初加工（屠宰檢疫、分割分級、包裝冷藏、生產時間地點和質檢條碼識別載入等），以及肉、蛋、奶和蜂蜜精深加工全過程予以視頻監控、智能追溯和數據管理。

6.3農業大數據在農業經營中的應用

農業大數據在農業經營中的應用主要包含3方面。一是農產品從源頭（田間收獲、養殖場企、初加工車間等）到批發市場（含超市、機關、學校、部隊、企業、團體）溯源碼（品名、批次、等級、數量、日期、地點等記錄，下同）的核實，生鮮運輸、冷鏈配送車輛運行軌跡記錄等，并逐級選擇性鏈入農業大數據庫（池）；從批發市場到零售市場、從種養場企到銷售（配送）點的數據，以二維碼掃描方式為采集重點。二是農產品電商平臺（含手機APP、微信等移動電商）線上訂制、配送、溯源的數據選擇性鏈入農業大數據庫（池）；線下實體店和線上銷售店均應對農業生產資料（種子、化肥、農藥，以及動物藥品、保健品、飼料及添加劑等）提供的標識標志掃描溯源數據并逐級選擇性鏈入農業大數據庫（池）。三是農產品期貨交易平臺將線上產品交易量、溯源數據以及線下實體交貨的溯源數據逐級選擇性鏈入農業大數據庫（池）。

6.4農業大數據在農業服務中的應用

農業大數據在農業服務中的應用主要有農業政務、技術、市場各類型網站，以及12316、農技寶等信息平臺，按管理區域將文字、數字、圖片、音像等分級選擇性鏈入農業大數據庫（池）。

7　對發展農業大數據的建議

信息化新技術應用于現代農業的管理、生產、經營和服務，都離不開政府政策措施的分類指導和項目資金的大力支持。物聯網和農業電商主要依托“政府倡導、企業搭臺、社會參與、以獎代補”的方式推進，綜合服務依托政府和社會共同推進。而大數據（云平臺）因涉及面廣、資金投入大、特殊性極強，依托單方面推進都存在一些掣肘因素，需要分門別類突破。比如，公益性、市場性的大數據（云平臺）建設可以采用PPP模式或政府購買服務的模式推進；而政務性的大數據（云平臺）應采用頂層設計、部門立項、財政支持、分業搭建的方式來實現。建立四川農業大數據的目標有了、方向明了，需要將措施進一步落到實處，讓政策更接地氣。

7.1強化農業大數據管理應用主動意識

在現代農業發展過程中，只抓生產不管經營的思想逐漸淡化，農業產業鏈全過程的整體意識正在入腦入心。但多數農業管理者還沒有用農業大數據管理政務、生產、經營和服務各領域的主動意識，數據的收集與使用依托現有統計加估計的辦法，不僅極大程度地降低了管理效能，也阻礙了農業現代化的發展。只有各級政府和各級主管部門的多數管理者、各專業領域的多數技術推廣者，具備了大數據管理應用的主動意識，才能夠以互聯網的思維去管理業務和指導生產，“用數據分析、用數據決策、用數據說話”才能變為現實。

7.2加大農業大數據項目資金投入力度

2015年以來，中央財政下撥種糧直補、農資補貼、良種補貼、農機購置補貼等39項三農資金補貼3 304.6億元，而國家金農工程一期從2005年11月立項至2014年6月部級驗收，中央財政僅投入5.7億元。金農工程一期主要以基礎設施建設為重點，遠未滿足現代農業在“互聯網+農業”新形勢下對農業信息化新技術的需求。有關部委應盡快啟動以“互聯網+農業”新技術應用，尤其是以農業大數據（云計算）為重點的金農工程二期；整合調整一些涉農補貼資金投入到農業信息化建設中；除了直補資金外，補貼項目應增設農業信息化新技術應用的內容。近年來，上海、江蘇、浙江、海南、重慶、貴州、廣西等省、自治區和直轄市財政每年投入2 000萬～5 000萬元，用于農業信息化新技術應用項目，四川也應加大投入力度。

7.3加快農業大數據跨界人才培育步伐

農業大數據等信息化新技術的應用關鍵在人。農業行業具有龐大的專業管理人才和技推隊伍，但既懂農業知識又具備信息化知識的復合型人才嚴重缺乏，專門化和多途徑的跨界人才培養已迫在眉睫。各級農業管理部門和技推單位應在各領域的專業培訓中安排專項培訓經費，有意識、有目的地開設農業大數據等信息化新知識、新技能應用的課程，使信息化新技術在推進農業現代化發展中發揮快捷、精準、智能的作用。