數字技術在我國現代漁業中的應用綜述

徐虹，王未未，梅肖樂，王苗苗

（江蘇省漁業技術推廣中心，江蘇 南京 210036）

《中華人民共和國國民經濟和社會發展第十三個五年規劃綱要》明確提出“推進農業信息化建設，加強農業與信息技術融合，發展智慧農業”。漁業作為農業的一部分，推進漁業數字化建設，發展智慧漁業，是實現漁業現代化的關鍵。隨著傳感器、物聯網、云計算等先進技術在漁業上的發展與應用，漁業大數據應運而生，漁業數字化已進入新的發展時代。該文對數字技術在我國現代漁業中的應用進行了系統的整理與分析，并就現階段如何進一步做好漁業數字化工作提出了建議。

1 數字技術

數字技術（Digital Technology），是指借助一定的設備將各種信息轉化成計算機能夠識別的二進制編碼數字的技術。數字化的發展已經歷單機應用、互聯網應用為主要特征的兩次高速發展浪潮，正在進入第三次浪潮，即以數據的深度挖掘和融合應用為主要特征的智能化階段。各種傳感器、智能設備也在源源不斷產生數據。物聯網數據將成為人類掌握的數據集中最主要的組成部分，海量、多樣、時效等大數據特征也更加突出[1]。

2 數字技術在現代漁業中的應用

在現代漁業領域，數字技術正讓漁業變得更加“智能”，因而常常被稱為“智慧漁業”技術，其主要是以智能檢測與感知控制的傳感設備為載體，以精準化養殖、可視化管理、智能化決策為手段，面向智能化、自動化、集約化和可持續發展為目標的現代漁業綜合生態體系[2]。目前數字技術在現代漁業上的應用主要有：

2.1 水質監測、預警及管理

養魚先養水，因此水質測控在水產養殖過程中尤為重要。傳統養殖過程中水質測控主要依靠人工測量和長期的養殖經驗，缺乏實時測控手段，而以數字技術驅動的水產養殖實時測控關鍵技術與設備實現了對養殖水質環境的精準控制。

水質在線檢測系統提供了集水質在線檢測、數據分析和智能控制為一體的系統化解決方案。由水質傳感器采集的數據經過人工智能決策系統進行計算和決策，若超過安全限值要求，在線檢測系統就會啟動報警系統來工作，并開展相關補救措施以維持良好的水質環境[3]。目前全球已有多家科技公司生產出了水產養殖水質參數傳感器，來實現在線實時監測，并和云計算模塊結合[4]。我國也已自主研發了在線智能水質檢測系統，實現精準控制，智慧養殖[2]。

2.2 自動投飼系統

基于數字技術的自動投飼設備能有效降低飼料成本，提高餌料利用率，從而解決殘留飼料污染水域環境問題。據報道，通過探測魚群饑餓程度并據此進行自動投餌，可以減低21%的飼料成本[4]。我國研制的自動投飼增氧一體化系統，將飼料投喂和水體增氧結合，可根據魚類攝食狀況，控制投飼速度和時間，實現按需適時投飼。該系統集成了自動上料單元、精確下料單元、氣送投喂單元、水體增氧單元和智能控制單元五大部分[5]。基于物聯網技術的自動投飼增氧一體化系統已在國內進行了推廣應用[6]。可自主巡航的自動投飼船可根據對蝦等養殖生物的生活特性，實現在池塘內移動投飼[7]。

2.3 水產病害遠程診斷

現代數字技術實現了水產病害遠程診斷。通過水產病害診斷和管理信息數字化的發展，實現大量魚病病例的收集和影像存檔，并通過信息手段加快病例搜集和共享，構建了電子病例檔案共享，實現了基于云儲存的水產病害診斷與健康養殖系統。同時綜合利用計算機技術、顯微圖像處理技術和網絡通信技術，構建跨平臺的水產養殖遠程動態圖像與傳輸系統，能夠實現水產病害的遠程診斷[8]。上海、江蘇等地已建立水產病害遠程診斷系統，實現了網上看病、遠程診療[9]。江蘇已建設省、市、縣三級防疫體系在線會商和交流系統，水產病害遠程診斷體系逐步完善[10]。

2.4 水產品質量安全追溯

水產品可追溯制度是有效解決水產品質量安全問題的工具之一。數字化技術促進了水產養殖全過程的信息化，從而實現對水產品從塘口到餐桌過程中各個環節重要信息的錄入和查詢，為水產品質量安全追溯提供有效載體。我國水產品質量安全追溯系統主要由公共服務子系統、監管追溯子系統、數據中心、關鍵信息采集系統等組成[11]。各子系統之間通過數據中心為基礎完成數據共享以及與其他省市平臺對接等[12]。廣東、江蘇等省率先開展水產品可追溯體系建設，以追溯二維碼為載體，實現水產品從生產到銷售全環節的信息可查詢、來源可追溯、去向可跟蹤、責任可追究。截至2018年，廣東已建設可追溯管理平臺21個，可追溯的重要養殖企業達29個，涉及的養殖品種有羅非魚、草魚、對蝦等 20 個[11]。

2.5 水產品電子商務銷售

水產品尤其是鮮活水產品電子商務銷售是基于互聯網平臺的銷售，并通過冷鏈物流（企業自建冷鏈物流或第三方冷鏈物流）實現水產品由生產地直供餐飲企業和消費者的銷售模式[13]。目前水產品電商基本形成了“兩超、多強、小眾”的電商格局[14]。政府也積極參與水產品電商平臺的建設，如2015年“江蘇優質水產品”上線蘇寧易購，是江蘇加快水產品電子商務發展，開創水產品電商銷售和可追溯水產品結合的重要舉措。

2.6 漁業捕撈信息化

漁業捕撈產業向現代化、智能化轉型升級，關鍵是要實現漁船裝備信息化。北斗衛星船載終端設備具有定位導航、船岸短報文互通服務、衛星通信以及避撞等功能，為漁業管理部門提供作業漁船的航跡路線、遇險救助聯絡、漁業資源環境保護等服務[15]。數字化同時促進了捕撈漁船的信息化監管，利用互聯網大數據，構建船舶進出港電子報告系統。沿海各省區已逐漸建立起以漁港為平臺和載體的漁船進出港電子識別系統，加強了漁船的動態信息監管，提高了漁船信息化效率[16]，為漁業捕撈安全生產保駕護航。

2.7 海洋牧場

海洋牧場，被稱為“藍色糧倉”，作為一種生態型海洋漁業增養殖模式已成為近年來我國漁業經濟發展的熱點。海洋牧場是基于海洋生態學原理和現代海洋工程技術，在特定海域通過人工魚礁、增殖放流等措施，科學培育和管理漁業資源而形成的人工漁場。漁業數字化技術運用到種苗生產和放流、海洋生物生產和收獲管理、生態環境監控，通過浮標原位自動監測、無人船動態監測[17]、漁業信息聲學感知、物聯網、云計算等信息技術，構建“互聯網+智能化海洋牧場”的綜合海洋漁業信息監測與智能管控系統，實現對海洋牧場智能管控，生態環境預測預報及漁業資源的可視、可測、可控。

3 結語

漁業數字化推進了我國漁業由傳統漁業向現代漁業的加速轉變，但從目前來看，“智慧漁業”仍有很多的短板。制約我國漁業數字化發展的短板技術主要有：一是漁業用智能傳感器研發和制造落后。我國目前在漁業用智能傳感器等感知設備的研發和制造方面落后，不僅數量少，而且準確性、穩定性不夠。漁業應用項目使用的感知設備還主要依賴于進口。二是漁業物聯網發展尚處于初級階段，主要還停留在信息的簡單傳輸及顯示，尚未能在漁業生產中有效開展智能感知和智能管理，缺乏解決漁業實際問題的效果[15]。三是在漁業大數據建設上，雖然近年來在水產養殖、疫病診斷、水產品質量安全追溯等方面發揮了重要的支撐作用，但是依然存在數據積累少、標準化程度低、量化度低的現狀[18]。

漁業數字化建設是一個綜合性強、涉及面廣的系統工程，為了更好地促進智慧漁業的發展，在當前漁業物聯網發展的初期階段需要：（1）依托現有的工業傳感器的成熟技術、加強與漁業學科融合，通過組建跨學科專家團隊加強對漁業水質監測預警、精準投餌、智能施藥等漁業專用傳感器的研發和制造，突破目前漁業物聯網的核心技術和設備瓶頸。（2）加大漁業裝備與漁業工程技術的研究，重點加強與水產養殖工藝融合，促進養殖工程化、機械化。通過實施漁業生產機械化，才能實現數字化和智能化。（3）加快漁業物聯網標準體系的建設，通過制定漁業物聯網行業標準來指導漁業物聯網技術的發展，構建完善 的漁業物聯網標準體系。抓住大數據技術快速發展的機遇，適時研究構建適于漁業領域的大數據管理體系[19]。（4）加強漁業物聯網人才培養，既要在高等教育領域通過多學科交叉融合，培養具備計算機網絡、傳感器技術、漁業科技專業知識于一體的漁業物聯網人才，同時也要注重長期系統地開展對漁業基層工作者漁業物聯網技術培訓及宣傳推廣工作。