一、農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)的內(nèi)涵
農(nóng)業(yè)是產(chǎn)生大數(shù)據(jù)的無(wú)盡源泉，也是大數(shù)據(jù)應(yīng)用的廣闊天地。農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)涵蓋面廣、數(shù)據(jù)源復(fù)雜。關(guān)于農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)，顧名思義，就是運(yùn)用大數(shù)據(jù)理念、技術(shù)和方法，解決農(nóng)業(yè)或涉農(nóng)領(lǐng)域數(shù)據(jù)的采集、存儲(chǔ)、計(jì)算與應(yīng)用等一系列問(wèn)題，是大數(shù)據(jù)理論和技術(shù)在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用和實(shí)踐。農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)是大數(shù)據(jù)理論和技術(shù)的專業(yè)化應(yīng)用，除了具備大數(shù)據(jù)的公共屬性，必然具有農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)自身的特點(diǎn)。通常所講到的農(nóng)業(yè)，實(shí)際上應(yīng)涵蓋農(nóng)村、農(nóng)業(yè)和農(nóng)民三個(gè)層面，具有涵蓋區(qū)域廣、涉及領(lǐng)域和內(nèi)容寬泛、影響因素眾多、數(shù)據(jù)采集復(fù)雜、決策管理困難等特點(diǎn)。狹義的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)是指種植業(yè)，包括生產(chǎn)糧食作物、經(jīng)濟(jì)作物、飼料作物和綠肥等農(nóng)作物的生產(chǎn)活動(dòng)等，不僅僅涉及到耕地、播種、施肥、殺蟲(chóng)、收割、存儲(chǔ)、育種等作物生產(chǎn)的全過(guò)程各環(huán)節(jié)，而且還涉及跨行業(yè)、跨專業(yè)、跨業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)分析與挖掘，以及結(jié)果的展示與應(yīng)用，乃至整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈的資源、環(huán)境、過(guò)程、安全等監(jiān)控與決策管理等。廣義的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)是指包括種植業(yè)、林業(yè)、畜牧業(yè)、漁業(yè)和副業(yè)五種產(chǎn)業(yè)形式，均應(yīng)該包含在農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)研究的范疇中。
隨著精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)、智慧農(nóng)業(yè)、物聯(lián)網(wǎng)和云計(jì)算的快速發(fā)展要求，農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)也呈現(xiàn)出爆炸式的增加，數(shù)據(jù)從存儲(chǔ)到挖掘應(yīng)用都面臨巨大挑戰(zhàn)。物聯(lián)網(wǎng)在農(nóng)業(yè)各領(lǐng)域的滲透已經(jīng)成為農(nóng)業(yè)信息技術(shù)發(fā)展的必然趨勢(shì)，也必將成為農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)最重要的數(shù)據(jù)源。大量的農(nóng)業(yè)工作者和管理者，既是大數(shù)據(jù)的使用者，也是大數(shù)據(jù)的制造者。由于農(nóng)業(yè)自身的復(fù)雜性和特殊性，農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)必將從基于結(jié)構(gòu)化的關(guān)系型數(shù)據(jù)類型，向半結(jié)構(gòu)化和非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)變。相對(duì)于采用二維表來(lái)邏輯表達(dá)的關(guān)系型數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，農(nóng)業(yè)領(lǐng)域更多的是非結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)，如大量的文字、圖表、圖片、動(dòng)畫(huà)、語(yǔ)音/視頻等形式的超媒體要素，以及專家經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)、農(nóng)業(yè)模型等。大量事實(shí)已經(jīng)證明，非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)呈現(xiàn)出快速增長(zhǎng)的勢(shì)頭，其數(shù)量已大大超過(guò)結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)。尤其是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程的主體是生物，易受外界環(huán)境和人的管理等因素影響，存在多樣性和變異性、個(gè)體與群體差異性等，都決定了對(duì)數(shù)據(jù)的采集、挖掘與分析應(yīng)用的難度。如何挖掘數(shù)據(jù)價(jià)值、提高數(shù)據(jù)分析應(yīng)用能力、減少數(shù)據(jù)冗余和數(shù)據(jù)垃圾，是農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)面臨的重要課題。
二、農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)的主要應(yīng)用
基于目前農(nóng)業(yè)信息技術(shù)主要應(yīng)用領(lǐng)域和產(chǎn)生大數(shù)據(jù)的主要來(lái)源分析，大數(shù)據(jù)的主要應(yīng)用領(lǐng)域包括以下幾個(gè)方面:
①生產(chǎn)過(guò)程管理數(shù)據(jù): 設(shè)施種植業(yè)、設(shè)施養(yǎng)殖業(yè)( 畜禽和水產(chǎn)等) 、精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)等。提高整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程的精準(zhǔn)化監(jiān)測(cè)、智能化決策、科學(xué)化管理和調(diào)控，是農(nóng)業(yè)信息化的緊迫任務(wù)。
②農(nóng)業(yè)資源管理數(shù)據(jù):土地資源、水資源、農(nóng)業(yè)生物資源、生產(chǎn)資料等。我國(guó)農(nóng)業(yè)資源緊缺、生態(tài)環(huán)境與生物多樣性退化，要在摸清家底的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步優(yōu)化配置、合理開(kāi)發(fā)，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)、節(jié)能高效的可持續(xù)發(fā)展。
③農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境管理數(shù)據(jù): 土壤、大氣、水質(zhì)、氣象、污染、災(zāi)害等。需要進(jìn)行全面監(jiān)測(cè)、精準(zhǔn)管理。
④農(nóng)產(chǎn)品與食品安全管理大數(shù)據(jù):產(chǎn)地環(huán)境、產(chǎn)業(yè)鏈管理、產(chǎn)前產(chǎn)中產(chǎn)后、儲(chǔ)藏加工、市場(chǎng)流通領(lǐng)域、物流、供應(yīng)鏈與溯源系統(tǒng)等。
⑤農(nóng)業(yè)裝備與設(shè)施監(jiān)控大數(shù)據(jù): 設(shè)備和實(shí)施工況監(jiān)控、遠(yuǎn)程診斷、服務(wù)調(diào)度等。
在上述應(yīng)用中，關(guān)鍵是農(nóng)業(yè)環(huán)境與資源、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程、農(nóng)業(yè)產(chǎn)品安全、農(nóng)業(yè)市場(chǎng)和消費(fèi)的監(jiān)測(cè)和預(yù)測(cè)等。
⑥各種科研活動(dòng)產(chǎn)生的大數(shù)據(jù)，如大量的遙感數(shù)據(jù)，包括空間與地面數(shù)據(jù); 大量的生物實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，如基因圖譜、大規(guī)模測(cè)序、農(nóng)業(yè)基因組數(shù)據(jù)、大分子與藥物設(shè)計(jì)等。
三、農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)的主要任務(wù)
基于大數(shù)據(jù)的理論和技術(shù)，不斷推進(jìn)農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)技術(shù)的創(chuàng)新與應(yīng)用實(shí)踐，結(jié)合國(guó)家農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化和農(nóng)業(yè)信息化發(fā)展戰(zhàn)略，突破農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)的一些關(guān)鍵技術(shù)，謀劃和凝練一批農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)的示范和應(yīng)用項(xiàng)目，將大數(shù)據(jù)提升到與物聯(lián)網(wǎng)和云計(jì)算同等重要的地位，搶占大數(shù)據(jù)這一新時(shí)代信息化技術(shù)制高點(diǎn)，推進(jìn)智慧農(nóng)業(yè)不斷發(fā)展。
在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)條件下，農(nóng)業(yè)的分散經(jīng)營(yíng)和生產(chǎn)模式，使得在參與市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中對(duì)信息的依賴性比任何時(shí)候都更加重要: 信息和服務(wù)的滯后性，往往對(duì)整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈產(chǎn)生巨大的負(fù)面影響。由于市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的特點(diǎn)，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)很難在全國(guó)范圍內(nèi)形成統(tǒng)一規(guī)劃，致使農(nóng)業(yè)生產(chǎn)受市場(chǎng)波動(dòng)影響頗大，而且農(nóng)業(yè)生產(chǎn)很多方面是依靠感覺(jué)和經(jīng)驗(yàn)，缺少量化的數(shù)據(jù)支撐。大數(shù)據(jù)時(shí)代，不僅可以通過(guò)建立綜合的數(shù)據(jù)平臺(tái)，調(diào)控農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，還可以記錄分析農(nóng)業(yè)種養(yǎng)過(guò)程、流通過(guò)程中的動(dòng)態(tài)變化，通過(guò)分析數(shù)據(jù)，制定一系列調(diào)控和管理措施，使農(nóng)業(yè)高效有序發(fā)展。
1、優(yōu)化整合農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)資源
我國(guó)農(nóng)業(yè)信息技術(shù)在經(jīng)歷了多年的發(fā)展，研發(fā)了涵蓋多層面、多領(lǐng)域的農(nóng)業(yè)信息化系統(tǒng)，構(gòu)建了很多不同級(jí)別、面向不同領(lǐng)域的數(shù)據(jù)資源，形成了龐大的信息資源財(cái)富。我國(guó)大量的涉農(nóng)網(wǎng)站，匯集了很多信息資源。但由于體制和利益等原因，這些數(shù)據(jù)相互之間缺乏統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，在功能上不能關(guān)聯(lián)互補(bǔ)、信息不能共享互換、信息與業(yè)務(wù)流程和應(yīng)用相互脫節(jié)，形成了所謂的信息孤島。數(shù)據(jù)缺乏標(biāo)準(zhǔn)、難以共享，必然導(dǎo)致低水平重復(fù)建設(shè)、數(shù)據(jù)利用率低、信息資源凌亂分散和大量冗余等?；谠朴?jì)算構(gòu)架和大數(shù)據(jù)技術(shù)，整合數(shù)據(jù)資源、規(guī)范數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)、統(tǒng)一標(biāo)識(shí)和規(guī)范協(xié)議等，實(shí)現(xiàn)計(jì)算資源虛擬化建設(shè)，是消除數(shù)據(jù)鴻溝、發(fā)展農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)資源的關(guān)鍵所在，否則就構(gòu)不成大數(shù)據(jù)，就會(huì)成為無(wú)水之源、無(wú)本之木，造成巧婦難為無(wú)米之炊的困境。通過(guò)構(gòu)造虛擬化技術(shù)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn) IT 資源的邏輯抽象和統(tǒng)一表示，將在大規(guī)模數(shù)據(jù)中心管理和解決方案交付方面發(fā)揮巨大的作用，是支撐云存儲(chǔ)和云計(jì)算系統(tǒng)的基石。
2、農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)平臺(tái)建設(shè)
為了不斷推進(jìn)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)的產(chǎn)業(yè)發(fā)展和區(qū)域產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化調(diào)整，進(jìn)一步推動(dòng)智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展進(jìn)程，需要全面及時(shí)掌握農(nóng)業(yè)的發(fā)展動(dòng)態(tài)，這需要依托農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)及相關(guān)大數(shù)據(jù)分析處理技術(shù)，建設(shè)一個(gè)農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)分析應(yīng)用平臺(tái)。在技術(shù)上，該平臺(tái)應(yīng)該基于先進(jìn)的大數(shù)據(jù)系統(tǒng)框架，充分融合物聯(lián)網(wǎng)在數(shù)據(jù)獲取以及云計(jì)算在數(shù)據(jù)處理方面的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，建設(shè)具有高效性、先進(jìn)性和開(kāi)放性的業(yè)務(wù)化應(yīng)用平臺(tái)，例如探索構(gòu)建基于 Hadoop + Map-Ｒeduce 平臺(tái)。結(jié)構(gòu)上，該平臺(tái)應(yīng)具有良好的可配置性，滿足資源擴(kuò)展、業(yè)務(wù)流程的變化。平臺(tái)應(yīng)具有穩(wěn)健的設(shè)計(jì)構(gòu)架、良好的人機(jī)交互功能，便于一般技術(shù)人員開(kāi)發(fā)使用。隨著應(yīng)用領(lǐng)域的拓寬、業(yè)務(wù)的發(fā)展、業(yè)務(wù)量的增加，系統(tǒng)也應(yīng)該具有良好的擴(kuò)展性和應(yīng)用性。
平臺(tái)建設(shè):①針對(duì)所選擇的優(yōu)先發(fā)展領(lǐng)域，如智能農(nóng)情( 苗情、墑情、災(zāi)情、病蟲(chóng)情) 監(jiān)測(cè)、智能設(shè)施農(nóng)業(yè)( 種植業(yè)和養(yǎng)殖業(yè)) 等，基于農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)相關(guān)技術(shù)，構(gòu)建包括數(shù)據(jù)采集技術(shù)、存儲(chǔ)技術(shù)、處理技術(shù)、分析挖掘技術(shù)、展現(xiàn)技術(shù)等一體化應(yīng)用平臺(tái); ②基于大數(shù)據(jù)技術(shù)，研發(fā)智能化的決策支持系統(tǒng)，可提供大數(shù)據(jù)分析成果發(fā)布，決策管理信息發(fā)布，不僅可為科研院所、各級(jí)政府、涉農(nóng)企業(yè)、社會(huì)公眾等提供公共的業(yè)務(wù)服務(wù)，也可提供個(gè)性化的服務(wù)功能。
系統(tǒng)技術(shù)和功能:①通過(guò)規(guī)范數(shù)據(jù)接口和協(xié)議，實(shí)現(xiàn)各類相關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)的交互訪問(wèn); ②提供數(shù)據(jù)分析應(yīng)用的算法庫(kù)、模型庫(kù)、知識(shí)庫(kù); ③能滿足農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)研究的專業(yè)化和個(gè)性化需求，在數(shù)據(jù)采集、分析、發(fā)布等方面提供技術(shù)和方法支持; ④數(shù)據(jù)的瀏覽，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢、展現(xiàn)和基礎(chǔ)統(tǒng)計(jì)分析等初步應(yīng)用; ⑤提供云存儲(chǔ)和服務(wù)的功能等。
通過(guò)專業(yè)化處理，對(duì)海量數(shù)據(jù)快速“提純”并獲得有價(jià)值的信息，最終為政府、企業(yè)乃至各種類型單位的決策和發(fā)展提供支持。
中國(guó)鄉(xiāng)村發(fā)現(xiàn)網(wǎng)轉(zhuǎn)自：新三農(nóng)研究（頭條號(hào)）
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