基于云技術的數字鄉村建設探究＊

鄒煜

中國移動通信集團重慶有限公司 重慶 401120

云計算、大數據、區塊鏈、5G 等云技術廣泛應用，有力地促進了鄉村數字化轉型發展——數字鄉村建設刻不容緩。《數字鄉村發展戰略綱要》《數字鄉村建設指南1.0》《“十四五”國家信息化規劃》等政策、規劃相繼出臺，2020—2022 年連續三年中央網信辦等五部門聯合印發《數字鄉村發展工作要點》，2020 年中央網信辦等七部門聯合公布首批國家數字鄉村試點地區名單，數字鄉村戰略進入全面推進階段。揭示云技術與數字鄉村建設聯系的規律性，探索IaaS、SaaS、PaaS 等服務模式在數字鄉村建設中的共享與復用，以更低的設施建設、軟件開發、運營維護等成本投入，夯實網絡、服務器、存儲器、應用和服務等鄉村數字資源基礎；構建以縣域為基本單位的局域網，將相關硬件、軟件、網絡等數字資源有機整合，實現鄉村計算、儲存、處理和共享數字化；使數字化成為解決“三農”問題的助推器，助力鄉村全面振興。

1 云技術及特征

1.1 云技術

云技術（Cloudtechnology）是指在廣域網或局域網內將硬件、軟件、網絡等系列資源統一起來，實現數據的計算、儲存、處理和共享的一種托管技術，是網絡、信息、整合、管理平臺、應用等技術的總稱。云技術可以組成資源池，根據需要應用。云技術的“云”是網絡、互聯網，形容祥云一樣鋪天蓋地。云技術是實現云計算的技術，云計算是2011年美國國家標準和技術研究院提出的概念，該院將其解讀為通過網絡訪問實現基礎資源的快速、高效、自動化配置與管理的一種資源管理模式。自此，云計算、云技術的概念就被廣泛使用。

云技術實質上是衛星—地面主站—互聯網—用戶終端組成的信息網絡技術，云技術的有機結構如圖1。

圖1 云技術工作機理圖

1.2 云技術的特征

虛擬化(Virtualization)、分布式是云技術的基本特征。虛擬化技術是運用計算機的虛擬功能——服務器、網絡、內存以及存儲等對信息數據予以抽象、轉換后呈現的虛擬時空、虛擬物理形態，供用戶利用；事實上的物理時空、物理形態虛擬化為信息形態，可利用的是信息而不是物理存在本身，因而也不受現存時空、物理形態等條件的限制。物理時空、對象、數據虛擬化、信息化是云技術的核心。存儲、計算、網絡等對象虛擬化，系統級、應用級等計算虛擬化和桌面虛擬化，這一切都是建立在“云”上的服務與應用。分布式實質上是網絡存儲技術。將數據分散地存儲于多臺獨立的機器設備上，利用多臺存儲服務器分擔存儲負荷是分布式技術的核心。分布式技術主要解決傳統集中式存儲系統中單存儲服務器的瓶頸，提高網絡系統可靠性、可用性、拓展性。

2 數字鄉村的內涵及特征

2.1 數字鄉村內涵

數字鄉村是網絡化、信息化和數字化等云技術在“三農”事業中的應用，是以數字化、智能化、優質化的生產、生活要素為對象，以互聯網平臺為載體，以物聯網、云技術、大數據等新興技術為手段的現代化鄉村建設的新形態。

數字鄉村由“信息基礎設施”“公共支撐平臺”“數字經濟”“綠色生態”“網絡文化”“治理數字化”“信息惠民”等要素組成（如圖2）。

圖2 基于云技術的數字鄉村運行圖

信息基礎設施是數字鄉村建設的數字底座，是數字鄉村建設的根本，是著力彌合城鄉數字鴻溝的硬件條件；公共支撐平臺是實現各類數字鄉村應用的系統基礎；“數字經濟”“綠色生態”“網絡文化”“治理數字化”“信息惠民”等是數字應用的具體領域、場景，是農業農村農民生產生活各個領域與信息化深度融合的適用情景。這些因子是網絡、數據、技術、知識等新要素在數字鄉村建設中的著力點，是數字鄉村體系的有機構成。

2.2 數字鄉村的特征

數字鄉村相對于傳統的農耕鄉村具有本質的區別，是傳統農耕鄉村的根本變革。具有網絡化、虛擬化、智慧化、高效化的特征，

網絡化是數字鄉村的載體特征。數字鄉村的基礎就是實現高速、泛在、安全的信息網絡全覆蓋，163、169、城域網等互聯網支撐著農業生產和農民生活，網絡成為農村居民不可或缺的必備資源，實現了傳統農耕鄉村靠人、有線電話、有線廣播、有線電視的信息傳播手段向網絡傳播手段轉化——鄉村居民生產生活一刻也離不開網絡。

虛擬化是數字鄉村的物理特征。虛擬化是利用云技術將鄉村時空數字化、物理空間虛擬化、時間流逝再現虛擬化。運用數字工具將遼闊的物理空間壓縮變更為虛擬空間，將鄉村的歷史濃縮成為數字，并保留在“云”上，保證隨時提取。虛擬化解決了物理空間的三維性和物理時間的一維性，將時空數字化負載軟件虛擬數據上。

智慧化是數字鄉村的功能特征。云技術滲透到“三農”的各個環節，不僅減少了體力付出，而且也降低了腦力勞動的強度。運用數字技術實施農田、牧場、漁場、加工、電商、環保、治理的智慧化，將勞動者、管理者履行的職能交給互聯網，以實現其品牌、標準、生產、銷售、監控的智能化體系，以保證數字鄉村正常運行。

高效化是數字鄉村的運行特征。電子政務網上辦公縮短了辦事物理空間距離，節約了跑路時間，提高了辦事效率。電子商務實現了供銷零距離接觸、成交快，物聯網送貨快。數字治理借助互聯網創新村民自治形式，黨、村、財三務網上公開，一目了然；各級政府政策制度上網，減少了宣傳環節，提高了效率。

3 云技術在數字鄉村建設中的應用

傳統農耕鄉村信息傳遞、處理、發布主要靠人工，鄉村內外部數據渠道不僅未打通，而且相互阻隔，鄉村信息閉塞，與外界隔絕成為正常現象。云技術可將鄉村納入全國信息體系，打造全新的立體化鄉村信息系統。云技術助力數字鄉村建設，實現鄉村振興數字共享與復用，加速數據資源的價值變現，幫助鄉村探索借助信息化促進現代化轉型與突破的路徑，提升鄉村運用現代信息技術的能力。將云技術運用到數字鄉村建設中，主要在基礎設施、平臺建設、集成要素上落地，基礎設施是數字底座，平臺建設是核心，集成要素是具體支撐系統。

3.1 夯實數字底座

數字底座是數字鄉村建設的基礎設施，也是云技術的物理載體。網絡基礎設施、信息服務基礎設施和水利、氣象、電力、交通、農業生產、物流等傳統基礎設施數字化升級。由于鄉村居住分散、國土空間遼闊，光纖和4G基站、5G基站等基礎設施延伸到鄉村，特別是自然村，投資大、回收慢，城鄉“數字鴻溝”很難填平。云技術在數字鄉村基礎設施建設上是短板、弱項，特別是民族地區、邊疆地區的鄉村，更是短板。夯實數字底座，落實《數字鄉村發展戰略綱要》關于“加快農村寬帶通信網、移動互聯網、數字電視網和下一代互聯網發展”，完善信息終端和服務供給，加快鄉村基礎設施數字化轉型的要求；持續推進農村光纖和4G網絡廣度和深度覆蓋，逐步推動千兆光纖網絡建設，加快使用低頻開展農村5G 網絡覆蓋。補齊邊疆、偏遠地區通信網絡設施短板，綜合運用云技術完善數字基礎設施底座，為數字鄉村建設提供硬件條件。

數字鄉村基礎設施建設投入大，除中央專項轉移支付支持以外，移動、電信、聯通等通信企業既是責任，也是市場機會。建議國家以中央財政資金撬動激發通信企業和省、市、縣財政的投資積極性，解決資金瓶頸的同時，開發適應“三農”特點的信息終端、技術產品、移動互聯網應用（App）軟件等服務項目，開拓市場，加速資金回收。

3.2 聚焦平臺建設

公共數據、應用支撐兩大平臺是數字鄉村建設的核心，運用云技術的機理強化平臺建設，全面支撐數字鄉村業務和應用。

運用JavaEE技術架構建立數字鄉村集群、分布式、微服務架構系統，采用SOA架構構建面向服務的數字鄉村模塊化松耦合體系，運用UML統一數據鄉村建模語言，構建數字鄉村云計算架構系統，夯實數字鄉村平臺建設的云技術基礎。中國電信數字鄉村云平臺、中國聯通數字鄉村服務云平臺和中國移動各省、市的數字鄉村服務云平臺都是綜合運用云技術構建的云平臺。

構建國家、省、市、縣數字鄉村公共數據平臺，融合結構化和非結構化數據，利用共享交換體系橫向匯集農業農村、商務、民政、公安、市場監管、自然資源等數據，縱向融通國家、省、市、縣、鄉、村各級有關“三農”的數據，并對原始數據進行集成、清洗、脫敏和歸集等技術處理，保證一數一源，形成關于鄉村數字經濟、數字生態、數字治理、網絡文化、數字惠民等一系列專題數據庫。公共數據平臺建設面臨數字鄉村相關數據的匯聚、治理和應用等問題，元數據是平臺信息共享和交換的基礎和前提。縣級平臺上連國家、省、市數字鄉村建設基礎數據庫，下接鎮、村、戶、個人終端數據，是一個開放的、不斷更新的平臺。

構建數字鄉村應用支撐平臺。數字平臺只有進入運用才會產生數字價值，應用支撐平臺的核心技術由業務功能標準化模塊技術和編程接口技術組成。運用標準化模塊技術將數字鄉村應用平臺分為用戶身份認證、業務流程、行政區劃、投訴建議、信用信息、語音處理、圖像識別等應用模塊，為用戶訪問查詢提供便捷點擊通道。采用編程接口技術（Application Programming Interface，簡稱API)按數字鄉村規則集合分組，并用粒度視圖歸類形成不同的接口群。win32API是編程接口常用技術，這種技術不僅可以開發出數字鄉村在各個平臺上都能運行的應用程序，還可以充分利用每個平臺上特有的功能和屬性為用戶服務。

縣域平臺是承上啟下、縱橫連接的節點，城域網是轄區內數字平臺和應用支撐平臺建設的網絡載體。縣級政府聚焦平臺建設重點方向和薄弱環節，不斷完善數據平臺和應用支撐平臺，促進縣域數字公共資源優化配置，從云技術上保障平臺提質升級。

3.3 瞄準集成要素

集成要素是數字鄉村建設終極落點，數字鄉村最終落實到數字經濟、智慧綠色、數字治理、網絡文化、信息惠民等要素建設。運用云技術將五大要素的數據匯集成數據庫，作為云計算的數據依據，并用云計算進行優化決策。

云技術數字經濟建設應用。數字經濟是數字鄉村建設的經濟基礎，應用云技術進行農、林、牧、漁、副、種、養生產云建設，農副產品加工、特色產業（一縣一品、一村一業）、質量追蹤二產云建設，市場、商務、旅游、認養、科技供給、普惠金融三產云建設，將數字經濟落地在云技術基礎上，構建鄉村數字經濟云系統。

云技術智慧綠色建設應用。應用云技術進行生態三大紅線、產品有機性（農藥、獸藥、化肥、飼料、激素、病蟲監管）綠色生產云建設，人居環境、水源水質綠色生活云建設，山、水、林、田、湖、草、沙和生態環境、生態脆弱區、敏感區監測的綠色保護云建設，落實智慧綠色的云技術基礎，構建鄉村綠色生態云系統。

云技術數字治理建設應用。應用云技術進行黨務信息化、黨建宣傳新媒體化、黨員教育網絡化黨建云建設；利用互聯網、大數據、云計算構建“一網通辦”、政務“最后一公里”一體化“互聯網+政務服務”平臺；強化村務財務網上公開、“互聯網+村民自治”、村務決策建議信箱等村務管理云建設；構建治理網格化、治安綜合治理信息化、法治數字化治理云建設；實現自然災害應急管理、公共衛生安全防控應急智慧云建設。

云技術網絡文化建設應用。應用云技術進行主流思想、特色文化網絡傳播，實現基層文化機構、供給文化陣地云建設；構建博物館、文物資源、非物質文化遺產、風土民情、非遺資源、文物遺址等機構、資源云建設；促進“三農”主題網絡文化創作，構建特色鮮明、充滿正能量的網絡文學、視聽節目云；強化互聯網非法傳教、網絡空間違法、不良信息等網絡排污云建設。

云技術信息惠民建設應用。應用云技術開展學校、遠程教育、教師信息水平提升，構建學校網絡覆蓋、城鄉優質教育資源對接和均衡配置的“互聯網+教育”云；構建醫療機構、網上就診等“互聯網+醫療健康”云；構建穿戴、家居、呼叫設備智能化和遠程醫療、健康管理、隨身監護、關愛視頻信息化，建設服務、業務、技術、數據管理網絡化智慧養老云；構建設備與軟件操作、溝通與協作、數字內容創建、數字安全等新型農民數字能力智慧培訓體系，提高鄉村實用人才的數字能力。

4 破解云技術在數字鄉村建設中應用難題及補齊短板

云技術在數字鄉村建設中應用面臨著用戶分散、投資大的難題，終端用戶、App開發、數據采集辯偽是短板，5大領域及21個著力點建設不平衡。

4.1 破解鄉村居住分散是云技術應用難題

鄉村居民分散導致云技術應用市場分散，數字鄉村建設面臨投資效益難題。我國城鄉數字鴻溝產生的根本原因是城市用戶集中，數字化建設投資少、見效快、收益高；鄉村用戶分散，投資大、見效慢、收益低。“我國鄉村2.3億戶、5.7661億人口散居在317萬個自然村村落”、515202個行政村，“950余萬平方千米的土地上”，“城鎮8.1億人集中在5.4萬平方千米的土地上，鄉村人口密度是城市的0.4%”。在平原地區能覆蓋1 200個用戶的基站，在大山里需要5個；一個4G 基站，建設成本為150 萬～180 萬元之間。山區通信光纖建設成本4萬元/千米，無線鐵塔維護半徑近45 公里，造價是平原地區的近10 倍。這是城鄉數字鴻溝產生的重要原因。建議以縣域為單元，“瞄準空間規劃、投資激發、集產融合”等重大問題著力，采取切實可行的措施，將分散居民、特別是“三州三區”分散居民吸引到集鎮居住，這樣既縮短光纖建設的空間距離，又減少了4G、5G基站建設數量，使投資大、見效慢的數字鄉村基礎設施建設難題得到逐步破解。

4.2 補齊云技術數字鄉村建設應用短板

補齊云技術終端客戶應用短板。數字鄉村云技術應用的終端用戶主要集中在三塊：政府、經營主體、村民。云技術數字平臺、應用平臺開通后政府是主導。縣（區）、鎮（鄉）干部，村委會成員信息素養較高，一般具有網絡、App 等應用能力，對于數字鄉村數字信息上傳、下達起著關鍵作用；但信息素養有較大的個體差異，特別是50 歲以上的鎮、村干部亟待提升信息素養。規模經營主體是數字鄉村數字資源運用較好的群體，398萬經營戶基本都有自建網站，相當一部分專職網絡信息員，十分關注網絡信息，充分利用網絡數據，這部分人員是數字鄉村，特別是數字經濟資源開發利用好的，但由于數字農業投資較大，這塊數據的開發成為短板。一般農戶是數字資源開發利用最差的群體，全國從事承包經營的農戶20 345萬戶，27 747萬農民工轉移到城市，留在鄉村從事農業生產的婦女、老人、兒童構成的“369”旅，這支隊伍承擔鄉村振興的重任就勉為其難，更是云技術應用的短板，12 138 萬鄉村老人50%以上沒有手機，大多數使用老年手機，很難用上數字鄉村App及其他數字資源；婦女是經營主體，由于經濟、數字素養等原因，利用數字資源的占比也比較低。建議終端用戶瞄準小農戶，特別是老人、婦女，這是數字鄉村云技術落地的真實群體。

補齊云技術數字鄉村App開發應用短板。《數字鄉村發展戰略綱要》要求開發適應“三農”特點的移動互聯網應用App軟件，將數字鄉村落實到移動終端——農村居民。雖然移動、聯通、電信進行了一系列數字鄉村建設的App 軟件開發，但現行的App 不僅開發的深度、廣度不夠，而且云技術含量也需要提升。本來大力推廣使用手機App能讓數字鄉村建設簡化落地程序，提高落地效率，但受開發商、運營商收益的影響，在村民中推廣遲緩。建議網信辦組織協調移動、電信、聯通三大信息企業，按照《2022 年數字鄉村發展工作要點》10個方面30項重點任務的要求，開發App系列。以App為載體，促進數字鄉村建設落地。只有通過App等信息化手段，才能將數字鄉村建設落到村民的掌心，實現政府—規模經營主體—村民網絡互動。

補齊云技術數據采集辨偽技術操作短板。數字鄉村生命力靠云技術采集數據，并辨偽支撐。數據平臺的元數據雖然能自然生成，但運用云技術的數據采集更新卻有較大難度。數字鄉村的5大板塊的數據分分秒秒都在更新，更新的權威數據代表著正能量數據導向。應用云技術采集、過濾、選擇上網數據確是一大短板，特別是對海量數據進行辨偽，降低虛假數據的負能量更是短板。建議運用云技術對數字鄉村的數據進行辨偽、過濾，保證網絡傳播的信息數據的真實性、客觀性。

補齊云技術在5大領域21個著力點應用短板。云技術在鄉村數字經濟、智慧綠色、網絡文化、數字治理、信息惠民5大領域及21個著力點中的應用是不平衡的。從相關媒體報道看：數字經濟和數字治理應用最好，分別占數字鄉村建設報道總量的59%、21%；網絡文化居中，占報道總量的11%；智慧綠色、信息惠民均占5%。很顯然，云技術在5大領域應用中綠色、惠民既是報道的短板，也是應用的短板，建議強化智慧綠色云、信息惠民云的建設，實現5大領域數字建設的均衡發展。21 個著力點中，智慧農業、科技創新供給居首，分別占總報道的19%、15%；新業態、網上村務、電子商務居中，分別占總報道的13%、11%、8%；數字素養、農業綠色、智慧養老、“互聯網+教育”和“三農”網絡文化墊底，均不到2%。建議強化墊底的5 個著力點，以實現數字鄉村建設的均衡發展。

數字鄉村既是農業農村現代化的標志，又是鄉村振興面臨的重要任務，探索云技術在建設數字鄉村中的應用，構建“經濟—生態—文化—治理—惠民”一體化數字體系，推動城鄉“數字鴻溝”大幅縮小、農民數字化素養顯著提升、數字鄉村建設取得長足進展。夯實“全面建成數字鄉村”的云技術基礎，“助力鄉村全面振興，全面實現農業強、農村美、農民富”！