農業(yè)大數據在檔案管理中的應用

魏國紅

摘 要：隨著農業(yè)大數據的快速發(fā)展，利用大數據技術提高農業(yè)檔案管理水平成為重要課題。本文在分析農業(yè)大數據與農業(yè)檔案管理發(fā)展現(xiàn)狀的基礎上，提出了農業(yè)大數據技術框架下的農業(yè)檔案管理體系，并詳細闡述了大數據技術在檔案收集、存儲、檢索和應用中的創(chuàng)新方法。此外，文章還構建了基于大數據分析的農業(yè)檔案挖掘與利用策略，即通過知識挖掘、規(guī)律挖掘和趨勢挖掘，服務于科技創(chuàng)新、生產管理、市場營銷和社會服務。最后，通過典型案例分析驗證了方法的有效性，總結了大數據在提高檔案管理效率、豐富檔案內容、挖掘檔案價值等方面的突出貢獻，并展望了未來發(fā)展方向。

關鍵詞：農業(yè)大數據；農業(yè)檔案管理；數據采集；檔案利用

引言

農業(yè)檔案作為農業(yè)科技的重要組成部分，對于保障農業(yè)科技成果的有效利用和傳承至關重要。隨著信息技術的迅速發(fā)展，農業(yè)大數據成為推動農業(yè)科技水平和管理效率提升的關鍵因素。農業(yè)大數據是指在農業(yè)生產、經營、管理、科研、教育等各環(huán)節(jié)產生的大量、多樣、動態(tài)、價值密集的數據[1]。這些數據包括農業(yè)生物信息、氣象信息、資源信息、環(huán)境信息、市場信息、政策信息、社會信息等多個方面。農業(yè)大數據的特點主要體現(xiàn)在數據量大、更新速度快、質量優(yōu)、價值高等方面。當前，國際上許多發(fā)達國家都將農業(yè)大數據作為農業(yè)科技發(fā)展的重要戰(zhàn)略，并取得了一系列成果。

農業(yè)檔案管理是農業(yè)科技管理的重要組成部分，對農業(yè)科技創(chuàng)新、生產管理、市場營銷和社會服務等方面都具有重要意義[2]。然而，農業(yè)檔案管理面臨著一系列挑戰(zhàn)，包括收集難度大、整理效率低、保存條件差和利用程度低等問題。

1 研究綜述

1.1 農業(yè)大數據是新興的數據資源，國內外學術界和產業(yè)界對其展開廣泛研究[3]

研究主要聚焦于以下方面：首先，對農業(yè)大數據的概念和特征進行了探討，一致認為在農業(yè)各個環(huán)節(jié)產生的海量、多樣、動態(tài)、價值密集的數據，具有量大、速快、質優(yōu)、值高等特點。其次，對農業(yè)大數據的技術和方法進行了研究，包括農業(yè)物聯(lián)網、農業(yè)遙感、農業(yè)云計算、農業(yè)大數據分析、農業(yè)人工智能等多種技術和方法。最后，研究聚焦于農業(yè)大數據的應用和價值，涉及農業(yè)科技創(chuàng)新、農業(yè)生產管理、農業(yè)市場營銷、農業(yè)社會服務等方面。

1.2 農業(yè)檔案管理作為農業(yè)科技管理的關鍵內容，目前存在一系列問題[4]

首先，農業(yè)檔案管理的意識較為薄弱，表現(xiàn)在其地位和作用未得到充分認可，相關政策和制度未能有效實施執(zhí)行，投入和支持不足，人員隊伍配置不合理，管理文化和氛圍缺乏積極塑造與傳播。其次，農業(yè)檔案管理水平不高，技術和方法更新改進不力，效率和質量提升緩慢，功能和作用發(fā)揮不充分，創(chuàng)新和發(fā)展推動不力。最后，農業(yè)檔案管理存在諸多具體問題，如檔案的收集難度大、整理效率低、保存條件差、利用程度低等，影響了檔案的安全、完整、有效、價值等方面，降低了農業(yè)檔案管理的服務水平和影響力。

2 農業(yè)大數據在檔案管理中的應用方法

2.1 農業(yè)大數據技術框架下的農業(yè)檔案管理體系

農業(yè)大數據技術框架下的農業(yè)檔案管理體系是指以農業(yè)大數據技術為核心，以農業(yè)檔案管理為目標，以農業(yè)檔案數據為對象，以農業(yè)檔案服務為功能，以農業(yè)檔案價值為導向，以農業(yè)檔案創(chuàng)新為動力，以農業(yè)檔案規(guī)范為保障，以農業(yè)檔案共享為理念，以農業(yè)檔案效益為評價的農業(yè)檔案管理的整體架構和運行機制。

2.2 利用大數據技術進行農業(yè)檔案收集、存儲與檢索的方法

在農業(yè)檔案的收集方面，物聯(lián)網技術通過溫濕度傳感器、GPS定位器和RFID標簽等實現(xiàn)了對生產環(huán)境、設備和物品的實時、動態(tài)、遠程收集[5]。遙感技術則利用衛(wèi)星、無人機和飛機等手段，全面、立體、高清地收集了農業(yè)生產區(qū)域、現(xiàn)場和設施的數據。互聯(lián)網技術通過社交媒體、電子商務和在線教育等途徑實現(xiàn)了多方面的互動、協(xié)作、共享，提供了更廣泛的數據來源。

在農業(yè)檔案的存儲方面，云計算技術通過公有云、私有云和混合云的組合，實現(xiàn)了對農業(yè)檔案的遠程、虛擬、彈性的存儲，確保了靈活性和安全性。區(qū)塊鏈技術通過加密、分散和不可篡改的特性，保障了農業(yè)檔案的安全性和數據的完整性。大數據安全技術則通過加密、認證和審計等手段，提供了對檔案的防護、備份和恢復的全面支持。

在農業(yè)檔案的檢索方面，人工智能技術通過自然語言處理、語音識別和圖像識別等實現(xiàn)了更智能、便捷的檢索方式[6]。推薦系統(tǒng)技術通過協(xié)同過濾、內容過濾和情境過濾等方式，提供了更符合用戶需求的個性化、智能化和動態(tài)化的檢索結果。數據挖掘技術通過關聯(lián)規(guī)則挖掘、聚類分析和分類分析等方法，挖掘了檔案數據中的有價值信息，提供了更深入的分析手段。

2.3 基于大數據分析的農業(yè)檔案挖掘與利用策略

首先，基于大數據分析的農業(yè)檔案挖掘策略聚焦于知識挖掘。通過運用數據挖掘技術對農業(yè)檔案進行分類、聚類、關聯(lián)和預測分析，提取出有價值的農業(yè)知識。這為農業(yè)科技創(chuàng)新提供了理論、方法和模式的支持，有助于推動農業(yè)生產的優(yōu)化與改進。其次，規(guī)律挖掘成為關鍵的策略方向。利用統(tǒng)計分析、機器學習和深度學習等技術，發(fā)現(xiàn)農業(yè)檔案中隱藏的規(guī)律和模式。這有助于管理者更好地了解農業(yè)生產的分布、變化以及影響因素，從而實現(xiàn)精細化的生產管理和提高農業(yè)效益。在趨勢挖掘方面，基于大數據分析的策略通過時間序列分析、回歸分析和預測分析等手段，揭示農業(yè)檔案中的趨勢和變化。這為農業(yè)決策者提供了預測、預警和預防的能力，使其能夠更靈活地應對市場波動和自然災害等風險。

農業(yè)檔案的利用策略分為科技創(chuàng)新、生產管理、市場營銷和社會服務四個方面。基于大數據分析的科技創(chuàng)新利用旨在通過深度挖掘檔案中的知識、規(guī)律和趨勢，推動農業(yè)科技的理論創(chuàng)新、技術創(chuàng)新和戰(zhàn)略創(chuàng)新。生產管理利用策略注重將檔案的知識、規(guī)律和趨勢運用于農業(yè)生產的規(guī)劃、過程管理和質量管理，以提高生產效率和經濟效益。市場營銷利用策略通過分析檔案中的市場趨勢、規(guī)律和趨勢，實現(xiàn)對農產品的差異化定位、細分和營銷策略的優(yōu)化，提高市場競爭力。社會服務利用策略通過挖掘檔案中的知識、規(guī)律和趨勢，為農業(yè)社會提供教育、咨詢、培訓、保障、扶持、激勵、發(fā)展和協(xié)調等多方面的服務，促進農業(yè)社會的改善和發(fā)展。

3 實證研究：農業(yè)大數據的應用案例與效果分析

3.1 大數據在提高農業(yè)生產效益中的應用實例

首先，在提高農業(yè)生產效益的應用上，氣象數據和農業(yè)傳感器數據被廣泛應用于農作物產量與質量預測。通過分析氣象數據，農民可以根據歷史氣象數據和農作物生長模型，建立相關性模型，從而預測農作物在特定氣象條件下的產量和質量。同時，農業(yè)傳感器數據的實時監(jiān)測可以提前發(fā)現(xiàn)土壤濕度、光照等問題，為農民提供實時的決策支持，提高了生產的效率和質量。其次，在大數據對精準農業(yè)的支持作用及效果評估上，大數據通過提供全面的數據支持、實現(xiàn)智能分析和精準控制，為精準農業(yè)提供了關鍵支持。大數據整合多維度、多層次、多來源的農業(yè)數據，為精準農業(yè)提供全面數據基礎。通過數據挖掘、機器學習等技術，對農業(yè)生產數據進行深入挖掘和分析，為精準農業(yè)的決策、管理和優(yōu)化提供智能支持。同時，大數據利用物聯(lián)網、云計算等技術，實現(xiàn)對農業(yè)生產各環(huán)節(jié)的實時監(jiān)測和遠程控制，實現(xiàn)農業(yè)生產的自動化、智能化和精細化。最后，在效果評估上，農業(yè)資源利用效率、農業(yè)生產效益、農業(yè)生態(tài)環(huán)境是重要的評價指標。大數據技術通過精確測量和分析農業(yè)資源的投入和產出，評估農業(yè)資源的利用效率。同時，大數據技術通過精確核算和分析農業(yè)生產的成本和收入，評估農業(yè)生產的效益。另外，大數據技術還可以監(jiān)測和分析農業(yè)生產對環(huán)境的影響，評估農業(yè)生態(tài)環(huán)境。

典型的應用案例包括江蘇省智慧農業(yè)示范園區(qū)[7]、山東省精準農業(yè)云平臺[8]、小湯山國家精準農業(yè)研究示范基地[9]等。這些案例通過大數據技術在農業(yè)生產中的應用，取得了顯著的效果，包括提高了農業(yè)生產的產量和品質，降低了農業(yè)生產的成本和風險，促進了農業(yè)生產的綠色發(fā)展和農業(yè)產業(yè)的轉型升級。

3.2 大數據在農業(yè)資源分配優(yōu)化中的應用案例

首先，通過數據采集與分析，大數據技術收集并分析土壤、氣候、作物、病蟲害、市場等多維度數據，形成農業(yè)生產的全景圖，為科學的農業(yè)資源分配提供了堅實的數據基礎和決策支持。例如，土壤數據分析決定適合種植的作物品種和施肥量，而市場數據的分析則調整農產品的種植結構和銷售策略。其次，大數據技術實現(xiàn)了資源的數字化管理，提高了農業(yè)資源的利用效率和節(jié)約程度。通過建立數字化檔案，實現(xiàn)農業(yè)資源的動態(tài)監(jiān)測和追溯，提高了農業(yè)資源的可視化和透明化。數字化交易平臺的建立促進了農業(yè)資源的在線交易和共享，提高了農業(yè)資源的流動性和利用率。數字化服務平臺則實現(xiàn)了農業(yè)資源的智能化服務和優(yōu)化，提高了農業(yè)資源的質量和效益。最后，大數據技術促進創(chuàng)新與升級，提高農業(yè)資源的附加值和競爭力。在科研和技術創(chuàng)新方面，大數據技術培育了新品種、新技術、新模式，提高了農業(yè)生產的科技含量和創(chuàng)新能力。通過品牌和文化建設，大數據技術打造了特色農產品、特色農業(yè)、特色鄉(xiāng)村，提高了農業(yè)產品的品牌價值和文化內涵。教育和培訓方面，大數據技術培養(yǎng)了新型農民、新型農業(yè)經營主體、新型農業(yè)服務機構，提高了農業(yè)人才的素質和能力。

在浙江省智慧農業(yè)云平臺項目[10]中，大數據技術集成了數據采集、數字傳輸網絡、數據分析處理、數控農業(yè)機械等技術，提高了浙江省茶葉產業(yè)的精準化和智能化水平。通過智能蟲情測報燈、小型氣象站、孢子捕捉儀等智能裝備，實現(xiàn)了自動采集田間蟲情、苗情、墑情、災情數據，為大面積病蟲防治提供了更為精準的病蟲信息服務，推動了綠色生態(tài)農業(yè)發(fā)展。

浙江省“浙農碼”項目利用二維碼、NFC、RFID等技術為全省涉農領域建立了統(tǒng)一的數字身份[11]。大數據技術在農業(yè)資源分配中通過建立大數據集成應用，實現(xiàn)了農業(yè)生產的全景圖，為農業(yè)資源分配提供了科學依據和決策支持。數字化交易平臺的建立實現(xiàn)了農業(yè)資源的在線交易和共享，提高了農業(yè)資源的流動性和利用率。

在重慶市種子站病蟲害監(jiān)測預警項目[12]中，大數據技術通過物聯(lián)網、無線通訊、人工智能等技術，自動匯集田間監(jiān)測點的病蟲監(jiān)測數據，為病蟲防控提供預警信息。通過自主研發(fā)的智能蟲情測報燈，實現(xiàn)了病蟲害狀態(tài)的實時展示、趨勢線上分析、蟲情自動預警等功能，保障了茶葉品質及生態(tài)環(huán)境安全，實現(xiàn)了綠色高質量發(fā)展。

4 結果討論

大數據在農業(yè)檔案管理中的應用展現(xiàn)出顯著的優(yōu)勢和潛力。首先，數字化、網絡化、智能化的管理方式提高了農業(yè)檔案整體的管理效率，為決策、科研、教育和服務提供了全面信息支持。其次，大數據的引入使農業(yè)檔案內容更加豐富多樣，形成了立體動態(tài)的檔案體系，更真實地反映了農業(yè)的全貌和變化。通過挖掘檔案中的知識、規(guī)律、模式，大數據為農業(yè)生產、經營、管理和創(chuàng)新提供了科學的依據和指導。最后，大數據促進了檔案的共享和開放，建立了跨部門、跨地區(qū)、跨領域的共享平臺和服務機制。

然而，大數據在農業(yè)檔案管理中也面臨著一系列問題。其中最為突出的是數據質量和安全問題，需要通過加強采集、清洗、校驗、加密等措施來保證數據的準確性和安全性。同時，標準和規(guī)范、數據共享和協(xié)同、數據分析和應用等方面的挑戰(zhàn)也需進一步解決，包括標準的制定與遵守、機制的建設、技術的研究等。

大數據對農業(yè)檔案管理水平的提升具體體現(xiàn)在管理效率和服務質量的提高、檔案內容的豐富多樣、知識挖掘與指導的實現(xiàn)以及檔案共享和開放機制的建立。數字化、網絡化、智能化的管理方式簡化了流程，優(yōu)化了服務，使信息的獲取更為便捷高效。多元化、立體化、動態(tài)化的檔案體系則更真實地反映了農業(yè)的全貌和變化。通過大數據的技術手段，農業(yè)檔案中蘊藏的知識得以挖掘，為農業(yè)各個領域提供科學依據。共享平臺和服務機制的建立促進了信息的跨界交流與合作。

未來農業(yè)大數據的發(fā)展趨勢將更加智能化、安全化、深度化和廣泛化。智能化的數據采集技術將實現(xiàn)全方位、實時、高精度的數據獲取。安全化和云化的數據存儲技術將確保數據的安全、可靠、高效、低成本。深度化和智能化的數據分析技術將實現(xiàn)對檔案的深入、細致、多維、動態(tài)的分析。廣泛化和個性化的數據應用技術將為不同需求提供定制化的解決方案，推動農業(yè)檔案管理實現(xiàn)更高水平的現(xiàn)代化和智能化。

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（作者單位：山東省農業(yè)科學院）