王文生++郭雷風(fēng)

專(zhuān)家簡(jiǎn)介：

王文生，博士，研究員，中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)信息研究所副所長(zhǎng)，科技部國(guó)家農(nóng)村信息化專(zhuān)家委員會(huì)評(píng)審組組長(zhǎng)，農(nóng)業(yè)部農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)專(zhuān)家委員會(huì)成員。主要研究方向?yàn)檗r(nóng)業(yè)農(nóng)村信息化，物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)和云計(jì)算在農(nóng)業(yè)農(nóng)村應(yīng)用，運(yùn)用新一代信息技術(shù)解決“三農(nóng)”問(wèn)題。部分科研成果先后入選科技部國(guó)家“十一五”重大成果和農(nóng)業(yè)部十年重大科技成果，獲國(guó)家專(zhuān)利和軟件登記30多項(xiàng)，在國(guó)內(nèi)外發(fā)表學(xué)術(shù)論文50余篇，出版英文《信息和通信技術(shù)對(duì)中國(guó)農(nóng)戶的影響》專(zhuān)著1部，主編《中國(guó)農(nóng)村信息化服務(wù)模式與機(jī)制研究》《農(nóng)業(yè)網(wǎng)格技術(shù)研究與應(yīng)用》《大數(shù)據(jù)與農(nóng)業(yè)應(yīng)用》著作3部，參編中英文著作6部。

大數(shù)據(jù)主要來(lái)源于大聯(lián)網(wǎng)、大集中、大移動(dòng)等信息技術(shù)的社會(huì)應(yīng)用，不但是信息技術(shù)從單項(xiàng)應(yīng)用到多項(xiàng)融合的結(jié)果，而且是信息技術(shù)從前端簡(jiǎn)單處理向后端復(fù)雜分析演變的表現(xiàn)，更是社會(huì)高度信息化的必然產(chǎn)物。大數(shù)據(jù)將給我們帶來(lái)更大的視野和更新的發(fā)現(xiàn)，進(jìn)而改變我們的生活、工作和思維方式。許多科學(xué)家預(yù)言，在21世紀(jì)，無(wú)論是自然科學(xué)領(lǐng)域還是社會(huì)科學(xué)領(lǐng)域，大數(shù)據(jù)都將帶來(lái)無(wú)限的發(fā)展機(jī)遇。

計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用于農(nóng)業(yè)已有30多年的歷史了，經(jīng)歷了從起步、普及、提高、推進(jìn)等一系列階段。進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，農(nóng)業(yè)與農(nóng)村信息技術(shù)的研究和應(yīng)用進(jìn)入高速發(fā)展階段，已成為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的重要標(biāo)志。農(nóng)業(yè)領(lǐng)域中每一項(xiàng)技術(shù)的進(jìn)步，都從某種程度上加深了農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)存在和研究的必要性。

我國(guó)是農(nóng)業(yè)大國(guó)，一直非常重視全國(guó)性的農(nóng)業(yè)科技信息資源數(shù)據(jù)資源建設(shè)。農(nóng)業(yè)領(lǐng)域是大數(shù)據(jù)產(chǎn)生的無(wú)盡源泉，具有浩大的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。隨著各種智能傳感終端在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用，農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)來(lái)源更加廣泛、新穎、迅速，類(lèi)型更加多樣，農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)體量大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、模態(tài)多變、實(shí)時(shí)性強(qiáng)、關(guān)聯(lián)度高，利用大數(shù)據(jù)技術(shù)進(jìn)行農(nóng)業(yè)相關(guān)應(yīng)用研究，其意義將非常明顯。

一、 大數(shù)據(jù)

與云計(jì)算的橫空出世非常相似，大數(shù)據(jù)似乎也在一夜之間家喻戶曉。但略有不同的是，云計(jì)算發(fā)展早期主要由企業(yè)推動(dòng)，而大數(shù)據(jù)則幾乎同時(shí)得到了政府、企業(yè)、學(xué)術(shù)界等各界的共同青睞。大數(shù)據(jù)最早是由著名未來(lái)學(xué)家阿爾文·托夫勒在1980年提出的，他在《第三次浪潮》書(shū)中，將大數(shù)據(jù)稱(chēng)為“第三次浪潮的華彩樂(lè)章”。大數(shù)據(jù)具備3個(gè)基本特征：體量浩大（volume）、模態(tài)繁多（variety）、生成快速（velocity），或者就是簡(jiǎn)單的“3V”，即龐大容量、極快速度、種類(lèi)豐富的數(shù)據(jù)。

二、 農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)

（一）農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)內(nèi)涵

農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)主要是對(duì)各種農(nóng)業(yè)對(duì)象、關(guān)系、行為的客觀反映，一直以來(lái)都是農(nóng)業(yè)研究和應(yīng)用的重要內(nèi)容，但是由于技術(shù)、理念、思維等原因，對(duì)農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)的開(kāi)發(fā)和利用程度不夠，一些深藏的價(jià)值關(guān)系不能被有效發(fā)現(xiàn)。隨著大數(shù)據(jù)技術(shù)在各行各業(yè)廣泛研究，農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)也逐漸成為當(dāng)前研究的熱點(diǎn)。

農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)解決的問(wèn)題不是存量數(shù)據(jù)激活的問(wèn)題，而是實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的快速采集和利用的問(wèn)題；農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)解決的問(wèn)題不是關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)集成共享的問(wèn)題，而是不同行業(yè)、不同結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)交叉分析的問(wèn)題。農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)至少包括下述幾層含義：

基于智能終端、移動(dòng)終端、視頻終端、音頻終端等現(xiàn)代信息采集技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、加工以及農(nóng)產(chǎn)品流通、消費(fèi)等過(guò)程中廣泛使用，文本、圖形、圖像、視頻、聲音、文檔等結(jié)構(gòu)化、半結(jié)構(gòu)化、非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)被大量采集，農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)的獲取方式、獲取時(shí)間、獲取空間、獲取范圍、獲取力度發(fā)生深刻變化，極大地提高農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)的采集能力。

跨領(lǐng)域、跨行業(yè)、跨學(xué)科、多結(jié)構(gòu)的交叉、綜合、關(guān)聯(lián)的農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)集成共享平臺(tái)取代了關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)成為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與管理的主要形式，基于數(shù)據(jù)流、批處理的大數(shù)據(jù)處理平臺(tái)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域中的應(yīng)用越來(lái)越頻繁，交互可視化、社會(huì)網(wǎng)絡(luò)分析、智能管理等技術(shù)在農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)、農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全溯源、設(shè)施農(nóng)業(yè)、精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)等環(huán)節(jié)大量應(yīng)用。

農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈各個(gè)環(huán)節(jié)的政府、科研機(jī)構(gòu)、高校、企業(yè)達(dá)成競(jìng)爭(zhēng)與合作的平衡，農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)協(xié)同效應(yīng)得到更好的體現(xiàn)。農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)形成一個(gè)可持續(xù)、可循環(huán)、高效、完整的生態(tài)圈，數(shù)據(jù)隔離的局面被打破，不同部門(mén)樂(lè)于將自己的數(shù)據(jù)共享出來(lái)，全局、整體的產(chǎn)業(yè)鏈得以形成，數(shù)據(jù)獲取的成本、渠道大大降低。

大數(shù)據(jù)的理念、思維被政府、企業(yè)、農(nóng)民等廣泛接受，海量的農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)成為決策的依據(jù)和基礎(chǔ)，天氣信息、食品安全、消費(fèi)需求、生產(chǎn)成本、市場(chǎng)價(jià)格等多源數(shù)據(jù)被用來(lái)預(yù)測(cè)農(nóng)產(chǎn)品價(jià)格走勢(shì)，耕地?cái)?shù)量、農(nóng)田質(zhì)量、氣候變化、作物品種、栽培技術(shù)、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、農(nóng)資配置、國(guó)際市場(chǎng)糧價(jià)等多種因素用來(lái)分析糧食安全問(wèn)題，政府決策更加精準(zhǔn)，政府管理能力、企業(yè)服務(wù)水平、農(nóng)民生產(chǎn)能力都得到大幅度提高。

（二）農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)獲取

農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)獲取是指利用信息技術(shù)將農(nóng)業(yè)要素?cái)?shù)字化并進(jìn)行有效采集、傳輸?shù)倪^(guò)程。目前，農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的數(shù)據(jù)積累還處于相對(duì)初級(jí)階段，達(dá)不到電信、金融、互聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域的數(shù)據(jù)積累水平。然而農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)采集方式的變化，自動(dòng)化、智能化、人工化信息終端的大量涌現(xiàn)，數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)、高清以及長(zhǎng)久保存等需求，使得農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)成為可能。農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)源來(lái)自農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、農(nóng)業(yè)科技、農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)、農(nóng)業(yè)流通等方方面面，不同的數(shù)據(jù)源，對(duì)應(yīng)不同的數(shù)據(jù)獲取技術(shù)。從目前情況分析，農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)獲取主要包括以下幾方面。

1. 農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境數(shù)據(jù)獲取

農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境數(shù)據(jù)獲取是指對(duì)與動(dòng)植物生長(zhǎng)密切相關(guān)的空氣溫濕度、土壤溫濕度、營(yíng)養(yǎng)元素、CO2含量、氣壓、光照等環(huán)境數(shù)據(jù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)、采集，主要依靠農(nóng)業(yè)智能傳感器技術(shù)、傳感網(wǎng)技術(shù)等。隨著多學(xué)科交叉技術(shù)的綜合應(yīng)用，光纖傳感器、MEMS（micro-electro mechanical systems）微機(jī)電系統(tǒng)、仿生傳感器、電化學(xué)傳感器等新一代傳感器技術(shù)以及光譜、多光譜、高光譜、核磁共振等先進(jìn)檢測(cè)方法在植物、土壤、環(huán)境信息采集方面廣泛應(yīng)用，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境數(shù)據(jù)的精度、廣度、頻度大幅度提高。與此同時(shí)，傳感器終端的成本逐漸降低，大范圍、分布式、多點(diǎn)部署成為現(xiàn)實(shí)，數(shù)據(jù)量呈級(jí)數(shù)增長(zhǎng)。

2. 生命信息智能感知

生命信息智能感知是指對(duì)動(dòng)、植物生長(zhǎng)過(guò)程中的生理、生長(zhǎng)、發(fā)育、活動(dòng)規(guī)律等生物生理數(shù)據(jù)進(jìn)行感知、記錄，如檢測(cè)植物中的氮元素含量、植物生理信息指標(biāo)，測(cè)量動(dòng)物體溫、運(yùn)動(dòng)軌跡等。常用的生命信息感知技術(shù)包括光譜技術(shù)、機(jī)器視覺(jué)技術(shù)、人工嗅覺(jué)技術(shù)、熱紅外技術(shù)等。生命信息智能感知改變了原有的、以經(jīng)驗(yàn)為主的、人工檢測(cè)模式，使生命信號(hào)感知更加科學(xué)、更加智能，實(shí)時(shí)性、動(dòng)態(tài)性、有效性得到大大提高。農(nóng)業(yè)生命信息是對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對(duì)象本身的數(shù)字化描述，是對(duì)生命個(gè)體進(jìn)行監(jiān)測(cè)管理的重要依據(jù)，具有典型的時(shí)效性。

3. 農(nóng)田變量信息快速采集

農(nóng)田變量信息快速采集主要是對(duì)農(nóng)田中的土壤含水量、肥力、土壤有機(jī)質(zhì)、土壤壓實(shí)、耕作層深度和作物病、蟲(chóng)、草害及作物苗情分布信息采集，一般分為接觸式傳感技術(shù)、非接觸式遙感技術(shù)。國(guó)內(nèi)在農(nóng)田空間信息快速采集技術(shù)領(lǐng)域已經(jīng)積累了較豐富的理論基礎(chǔ)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，已設(shè)計(jì)出便攜式土壤養(yǎng)分測(cè)試儀、基于時(shí)域反射儀（TDR）原理的土壤水分及電導(dǎo)率測(cè)試儀、基于光纖傳感器土壤pH值測(cè)試儀，并在作物病蟲(chóng)草害的識(shí)別、作物生長(zhǎng)特性與生理參數(shù)的快速獲取等方面開(kāi)展了有益的探索。精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)是農(nóng)業(yè)信息化的重要方向，快速、有效采集和描述影響作物生長(zhǎng)環(huán)境的空間變量信息，是精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的重要基礎(chǔ)。高密度、高速度、高準(zhǔn)確度的農(nóng)田信息具有數(shù)據(jù)量大、時(shí)效強(qiáng)、關(guān)聯(lián)度高等特點(diǎn)。農(nóng)田變量信息主要服務(wù)于精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，強(qiáng)調(diào)實(shí)時(shí)性、精準(zhǔn)性等特點(diǎn)，屬于局部、微觀、持續(xù)的農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)。

4. 農(nóng)業(yè)遙感數(shù)據(jù)獲取

農(nóng)業(yè)遙感數(shù)據(jù)獲取是指利用衛(wèi)星、飛行器等對(duì)地面農(nóng)業(yè)目標(biāo)進(jìn)行大范圍監(jiān)測(cè)、遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)獲取，主要采用遙感技術(shù)。遙感技術(shù)是一種空間信息獲取技術(shù)，具有獲取數(shù)據(jù)范圍大、獲取信息速度快、周期短、獲取信息手段多、信息量大等特點(diǎn)。農(nóng)業(yè)遙感技術(shù)可以客觀、準(zhǔn)確、及時(shí)地提供作物生態(tài)環(huán)境和作物生長(zhǎng)的各種信息，主要應(yīng)用在農(nóng)用地資源的監(jiān)測(cè)與保護(hù)、農(nóng)作物大面積估產(chǎn)與長(zhǎng)勢(shì)監(jiān)測(cè)、農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害監(jiān)測(cè)、作物模擬模型等幾個(gè)方面。農(nóng)業(yè)遙感數(shù)據(jù)能反映大面積、長(zhǎng)時(shí)間的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)狀況，屬于宏觀、全局層面的農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)。

5. 農(nóng)產(chǎn)品市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)采集

農(nóng)產(chǎn)品市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)采集是指對(duì)農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)、質(zhì)量、需求、庫(kù)存、進(jìn)出口、市場(chǎng)行情、生產(chǎn)成本等數(shù)據(jù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)采集，涉及農(nóng)業(yè)流通、農(nóng)產(chǎn)品價(jià)格、農(nóng)產(chǎn)品市場(chǎng)、農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全等，具有較強(qiáng)的突發(fā)性、動(dòng)態(tài)性、實(shí)時(shí)性、變化性，一般由“智能終端+通信網(wǎng)絡(luò)+專(zhuān)業(yè)群體”組成。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，移動(dòng)終端諸如手機(jī)、筆記本、平板電腦等隨處可見(jiàn)，加上網(wǎng)絡(luò)的寬帶化發(fā)展以及集成電路的升級(jí)，人類(lèi)已經(jīng)步入了真正的移動(dòng)信息時(shí)代，基于智能終端的農(nóng)產(chǎn)品市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)采集越來(lái)越頻繁，數(shù)據(jù)量越來(lái)越大，圖片、視頻等數(shù)據(jù)格式激增?；?G的基層農(nóng)技推廣平臺(tái)等是農(nóng)產(chǎn)品市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)采集的典型應(yīng)用。

6. 農(nóng)業(yè)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)抓取

農(nóng)業(yè)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)抓取指利用爬蟲(chóng)等網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)抓取技術(shù)對(duì)網(wǎng)站、論壇、微博、博客中涉農(nóng)數(shù)據(jù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)、定向采集的過(guò)程。網(wǎng)絡(luò)爬蟲(chóng)（網(wǎng)頁(yè)蜘蛛），是一種按照一定的規(guī)則，自動(dòng)地抓取萬(wàn)維網(wǎng)信息的程序或者腳本，有廣度優(yōu)先、深度優(yōu)先2種策略。農(nóng)業(yè)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)是在互聯(lián)網(wǎng)層面對(duì)農(nóng)業(yè)各方面的客觀反映，具有規(guī)模大、實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)變化、異構(gòu)性、分布性、數(shù)據(jù)涌現(xiàn)等特點(diǎn)。搜農(nóng)、農(nóng)搜等搜索引擎都是基于主題爬蟲(chóng)的農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)獲取平臺(tái)，在農(nóng)業(yè)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)獲取方面具有一定基礎(chǔ)。

（三）農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)現(xiàn)狀

1. 農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)重要性日益凸顯

經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)、農(nóng)業(yè)信息系統(tǒng)、農(nóng)業(yè)專(zhuān)家系統(tǒng)、農(nóng)業(yè)遙感、農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)等現(xiàn)代信息技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)中應(yīng)用取得了非常顯著的成果。云存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)等技術(shù)為數(shù)據(jù)的海量存儲(chǔ)提供了可能，傳感器、遙感數(shù)據(jù)、移動(dòng)終端、網(wǎng)絡(luò)等都積累了大量的農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)。伴隨著大數(shù)據(jù)技術(shù)的飛速發(fā)展，農(nóng)業(yè)信息化的發(fā)展必然從“技術(shù)驅(qū)動(dòng)”向“數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)”轉(zhuǎn)變。目前，農(nóng)業(yè)領(lǐng)域都在積極部署農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)相關(guān)方面的研究，農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)重要性日益凸顯。中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)信息研究所發(fā)起了信息聯(lián)盟，旨在促進(jìn)涉農(nóng)信息資源與專(zhuān)家隊(duì)伍的集成、共享，聯(lián)合推進(jìn)農(nóng)業(yè)信息云服務(wù)；山東農(nóng)業(yè)大學(xué)發(fā)起了農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟（http：//www.nydata.com.cn/），以期促進(jìn)大數(shù)據(jù)在山東農(nóng)業(yè)領(lǐng)域研究及成果應(yīng)用發(fā)展。2014年，科學(xué)數(shù)據(jù)大會(huì)舉行，專(zhuān)門(mén)設(shè)立農(nóng)業(yè)與農(nóng)村信息化大數(shù)據(jù)技術(shù)與應(yīng)用分論壇。

2. 農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)積累初具規(guī)模

我國(guó)農(nóng)業(yè)信息化研究長(zhǎng)期以來(lái)一直非常重視農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)的積累，目前農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)已經(jīng)具備了一定的規(guī)模，數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)格式以結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)為主，視頻、圖片等數(shù)據(jù)量也在不斷攀升。農(nóng)業(yè)科學(xué)數(shù)據(jù)共享中心（試點(diǎn)）項(xiàng)目于2003年正式啟動(dòng)，重點(diǎn)采集作物科學(xué)、動(dòng)物科學(xué)與動(dòng)物醫(yī)學(xué)類(lèi)科學(xué)、農(nóng)業(yè)科技基礎(chǔ)數(shù)據(jù)等農(nóng)業(yè)科技類(lèi)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。截至2012年，農(nóng)業(yè)科學(xué)數(shù)據(jù)中心數(shù)據(jù)總量448.93GB。全國(guó)基層農(nóng)技推廣信息化平臺(tái)，構(gòu)建了糧食作物、經(jīng)濟(jì)作物、蔬菜、果樹(shù)、畜牧等農(nóng)業(yè)技術(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)，面向全國(guó)70萬(wàn)農(nóng)技員提供服務(wù)，總記錄超過(guò)10萬(wàn)條，視頻數(shù)據(jù)超過(guò)5000個(gè)。中國(guó)科學(xué)院計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中心研發(fā)的地理空間數(shù)據(jù)云平臺(tái)（http：//www.gscloud.cn/），現(xiàn)有地學(xué)遙感數(shù)據(jù)資源約280 TB，以中國(guó)區(qū)域?yàn)橹?，覆蓋全球地理范圍。中國(guó)作物種質(zhì)資源信息網(wǎng)（CGRIS），擁有糧食、 纖維、油料、 蔬菜、果樹(shù)、糖、煙、茶、桑、牧草、綠肥、熱作等200種作物，41萬(wàn)份品種、種質(zhì)、基因信息。

3. 農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)研究具備了一定基礎(chǔ)

農(nóng)業(yè)信息化研究工作一直與農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)密切相關(guān)，相關(guān)方面的研究主要集中在監(jiān)測(cè)與預(yù)警、數(shù)據(jù)挖掘、信息服務(wù)等方面，基于數(shù)據(jù)的農(nóng)業(yè)信息處理分析具備了一定的基礎(chǔ)條件。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，目前全國(guó)與農(nóng)業(yè)相關(guān)的主要監(jiān)測(cè)、預(yù)警系統(tǒng)共有84個(gè)，其中食物保障預(yù)警系統(tǒng)12個(gè)，食品安全監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)18個(gè)，市場(chǎng)分析與監(jiān)測(cè)系統(tǒng)35個(gè)，作物分析與預(yù)警系統(tǒng)19個(gè)；中國(guó)搜農(nóng)作為國(guó)內(nèi)首款農(nóng)業(yè)垂直搜索引擎，持續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行6年，獲取了海量的農(nóng)業(yè)信息，信息總量超過(guò)100TB，信息更新周期平均為30min，目前每周平均信息增長(zhǎng)量3GB，每天監(jiān)控3萬(wàn)多個(gè)農(nóng)業(yè)網(wǎng)站發(fā)布的超過(guò)2萬(wàn)多個(gè)農(nóng)產(chǎn)品批發(fā)、集貿(mào)市場(chǎng)的2萬(wàn)多個(gè)農(nóng)產(chǎn)品品種的價(jià)格、供求等信息。

三、 農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)應(yīng)用展望

基于大數(shù)據(jù)的理論和技術(shù)，不斷推進(jìn)傳統(tǒng)領(lǐng)域創(chuàng)新與應(yīng)用實(shí)踐，為國(guó)家經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展提供了新的生長(zhǎng)點(diǎn)。在農(nóng)業(yè)信息化不斷發(fā)展的過(guò)程中，已有部分領(lǐng)域完成了大數(shù)據(jù)積累，具備了利用大數(shù)據(jù)理論與技術(shù)進(jìn)行深入數(shù)據(jù)分析和價(jià)值發(fā)現(xiàn)的條件。根據(jù)當(dāng)前農(nóng)業(yè)信息化發(fā)展的現(xiàn)狀，筆者認(rèn)為大數(shù)據(jù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用主要集中在以下幾個(gè)方面。

（一）精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)可靠決策支持系統(tǒng)

變量決策分析是精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)體系中的核心，致力于根據(jù)農(nóng)田小區(qū)作物產(chǎn)量和相關(guān)因素，在農(nóng)田內(nèi)的空間差異性，實(shí)施分布式的處方農(nóng)作。高密度的農(nóng)田信息獲取后，怎樣根據(jù)這些不同角度的農(nóng)田信息，推出一整套具有可實(shí)施性的精準(zhǔn)管理措施，是需要多學(xué)科交叉的研究課題。專(zhuān)家系統(tǒng)、作物模擬模型、作物生產(chǎn)決策支持系統(tǒng)傳統(tǒng)的生產(chǎn)決策技術(shù)取得了一些成果，但效果并不理想。利用大數(shù)據(jù)處理分析技術(shù)，集成作物自身生長(zhǎng)發(fā)育情況以及作物生長(zhǎng)環(huán)境中的氣候、土壤、生物、栽培措施因子等數(shù)據(jù)，綜合考慮經(jīng)濟(jì)、環(huán)境、可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)，突破專(zhuān)家系統(tǒng)、模擬模型在多結(jié)構(gòu)、高密度數(shù)據(jù)處理方面的不足，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)決策者提供精準(zhǔn)、實(shí)時(shí)、高效、可靠的輔助決策。

（二）國(guó)家農(nóng)村綜合信息服務(wù)系統(tǒng)

國(guó)家農(nóng)村綜合信息服務(wù)，按照“平臺(tái)上移，服務(wù)下延”的思路，集成與整合各分散的信息資源與系統(tǒng)，在全國(guó)范圍實(shí)現(xiàn)信息資源的共享，數(shù)據(jù)資源體量大、數(shù)據(jù)處理流程復(fù)雜、信息服務(wù)模式多樣，需要實(shí)現(xiàn)海量農(nóng)業(yè)信息化數(shù)據(jù)獲取、傳輸、加工、服務(wù)一體化處理。利用大數(shù)據(jù)處理分析技術(shù)，研究復(fù)雜多樣、動(dòng)態(tài)時(shí)變用戶需求的快速聚焦與大規(guī)模服務(wù)及用戶動(dòng)態(tài)需求組合的學(xué)習(xí)和進(jìn)化機(jī)制模型，突破農(nóng)戶需求智能聚焦技術(shù)，實(shí)現(xiàn)信息服務(wù)按需分配以及云環(huán)境下大規(guī)模部署的智能系統(tǒng)服務(wù)與龐大“三農(nóng)”用戶群的多樣性、地域性、時(shí)變性等個(gè)性化需求快速對(duì)接。

（三）農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)

農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)預(yù)警是指對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、市場(chǎng)運(yùn)行、消費(fèi)需求、進(jìn)出口貿(mào)易及供需平衡等情況進(jìn)行的全產(chǎn)業(yè)鏈信息采集、數(shù)據(jù)分析、預(yù)測(cè)預(yù)警與信息發(fā)布，其主要任務(wù)包括感知市場(chǎng)異常波動(dòng)、實(shí)時(shí)監(jiān)控生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)、及時(shí)應(yīng)對(duì)突發(fā)事件、推動(dòng)管理關(guān)口前移等。2002年以來(lái)，農(nóng)業(yè)部開(kāi)始建立農(nóng)產(chǎn)品市場(chǎng)監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)，啟動(dòng)了稻谷、小麥等關(guān)系國(guó)計(jì)民生的7種重點(diǎn)農(nóng)產(chǎn)品的市場(chǎng)監(jiān)測(cè)預(yù)警工作。目前，監(jiān)測(cè)預(yù)警技術(shù)已在農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全、農(nóng)業(yè)病蟲(chóng)草害、農(nóng)產(chǎn)品價(jià)格、農(nóng)產(chǎn)品市場(chǎng)等領(lǐng)域進(jìn)行了廣泛應(yīng)用。利用大數(shù)據(jù)智能分析和挖掘技術(shù)，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)信息流監(jiān)測(cè)、農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)預(yù)測(cè)、農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)預(yù)警多維模擬等，大幅度提高農(nóng)業(yè)監(jiān)測(cè)預(yù)警的準(zhǔn)確性。

（四）天地網(wǎng)一體化農(nóng)情監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

農(nóng)情信息遙感監(jiān)測(cè)主要是指利用遙感等信息技術(shù)對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)情況信息，如作物面積、長(zhǎng)勢(shì)和產(chǎn)量信息、農(nóng)業(yè)災(zāi)害信息、農(nóng)業(yè)資源信息等進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)和綜合評(píng)價(jià)，輔助農(nóng)業(yè)生產(chǎn)決策的過(guò)程?；谶b感-地面-無(wú)線傳感網(wǎng)的一體化農(nóng)情信息獲取體系，在解決了數(shù)據(jù)時(shí)空不連續(xù)的難點(diǎn)的同時(shí)，也帶來(lái)了海量農(nóng)情數(shù)據(jù)融合處理的問(wèn)題。與此同時(shí)，遙感技術(shù)飛速發(fā)展，特別是傳感器分辨率的提高、新型傳感器的應(yīng)用等，遙感影像的數(shù)據(jù)量急劇增加，海量數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、快速產(chǎn)生、信息提取、融合應(yīng)用等，為遙感數(shù)據(jù)分析帶來(lái)了挑戰(zhàn)。利用大數(shù)據(jù)分析處理技術(shù)，研究天地網(wǎng)一體化農(nóng)業(yè)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中的多源多類(lèi)數(shù)據(jù)的智能融合與分析、定量化反演以及網(wǎng)絡(luò)化集成與共享關(guān)鍵技術(shù)，實(shí)現(xiàn)全局?jǐn)?shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)與跨學(xué)科的數(shù)據(jù)集成和互操作，為農(nóng)業(yè)遙感信息的深入分析提供支撐。

（五）農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境監(jiān)測(cè)與控制系統(tǒng)

農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境監(jiān)測(cè)與控制系統(tǒng)屬于復(fù)雜大系統(tǒng)，貫穿農(nóng)業(yè)信息獲取、數(shù)據(jù)傳輸與網(wǎng)絡(luò)通信、數(shù)據(jù)融合與智能決策、專(zhuān)家系統(tǒng)、自動(dòng)化控制等于一體，在大田糧食作物生產(chǎn)、設(shè)施農(nóng)業(yè)、畜禽水產(chǎn)養(yǎng)殖等方面廣泛應(yīng)用。隨著傳感器技術(shù)的不斷發(fā)展，農(nóng)業(yè)信息獲取的范圍越來(lái)越廣，從農(nóng)作物生長(zhǎng)過(guò)程中的營(yíng)養(yǎng)數(shù)據(jù)、生理數(shù)據(jù)、生態(tài)數(shù)據(jù)、根系發(fā)育數(shù)據(jù)以及大氣、土壤、水分、溫度等農(nóng)作物生產(chǎn)環(huán)境數(shù)據(jù)，到針對(duì)畜禽個(gè)體、群體的生長(zhǎng)發(fā)育、環(huán)境和健康數(shù)據(jù)以及動(dòng)物個(gè)體行為、群體行為、動(dòng)物監(jiān)控狀況數(shù)據(jù)等，數(shù)據(jù)傳輸精度越來(lái)越高、數(shù)據(jù)傳輸頻率越來(lái)越快、數(shù)據(jù)傳輸密度越來(lái)越大、數(shù)據(jù)綜合程度越來(lái)越強(qiáng)。利用大數(shù)據(jù)技術(shù)，能夠突破多源數(shù)據(jù)融合、數(shù)據(jù)高效實(shí)時(shí)處理等方面的瓶頸，實(shí)現(xiàn)農(nóng)作物生長(zhǎng)過(guò)程的動(dòng)態(tài)、可視化分析與管理以及畜禽養(yǎng)殖的個(gè)性化、集約化、工廠化管理。

伴隨著農(nóng)業(yè)信息化的深入推進(jìn)，云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)互聯(lián)等信息技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、經(jīng)營(yíng)、管理、服務(wù)各方面深入、廣泛應(yīng)用，智慧農(nóng)業(yè)不斷發(fā)展，大數(shù)據(jù)理論與技術(shù)農(nóng)業(yè)應(yīng)用已經(jīng)具備了基礎(chǔ)。在農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的建設(shè)中，應(yīng)該極度重視農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)的作用，密切跟蹤國(guó)際大數(shù)據(jù)前沿技術(shù)，結(jié)合國(guó)家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)建設(shè)的基本情況，制定國(guó)家層面的農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)發(fā)展與應(yīng)用戰(zhàn)略，梳理農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)重點(diǎn)發(fā)展領(lǐng)域，凝練農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)關(guān)鍵技術(shù)，推動(dòng)大數(shù)據(jù)技術(shù)與理念在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用。