王化冰

（陜西工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 咸陽 712000）

大數(shù)據(jù)背景下農(nóng)業(yè)信息化應(yīng)用體系構(gòu)建和平臺建設(shè)研究?

王化冰

（陜西工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 咸陽 712000）

在大數(shù)據(jù)背景下構(gòu)建農(nóng)業(yè)信息化應(yīng)用體系，開展多元化智能平臺信息建設(shè)，它迎合了“數(shù)字中國”、“數(shù)字農(nóng)業(yè)”發(fā)展的基本綜合理念。論文主要解讀了農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)信息化應(yīng)用體系中的若干技術(shù)分析，并構(gòu)建現(xiàn)代農(nóng)業(yè)信息管理平臺，希望為我國未來農(nóng)業(yè)高速發(fā)展助力。

農(nóng)業(yè)信息化；大數(shù)據(jù)；信息管理；平臺建設(shè)

1 引言

大數(shù)據(jù)（Big Data）已經(jīng)是人們較為熟悉的現(xiàn)代化技術(shù)類型，它所擁有的“3V”特征（體量大、模態(tài)多、生成速度快）為各個行業(yè)領(lǐng)域發(fā)展提供著較為強(qiáng)大且豐富的數(shù)據(jù)支持。正如2011年6月美國麥肯錫研究院所發(fā)布的研究報告中指出“大數(shù)據(jù)時代的到來必將促進(jìn)未來生產(chǎn)力的高速發(fā)展與革新，它也會成為消費(fèi)需求增長的重要指向標(biāo)?！贝髷?shù)據(jù)驅(qū)動了農(nóng)業(yè)自動化、智能化產(chǎn)業(yè)的有機(jī)發(fā)展進(jìn)程，使得農(nóng)業(yè)核心業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)被更輕松的掌握于發(fā)展者手中。在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，大數(shù)據(jù)的提出主要針對各個農(nóng)業(yè)對象，包括農(nóng)業(yè)對象之間的行為關(guān)系、數(shù)量關(guān)系與質(zhì)量關(guān)系，這些都可以通過大數(shù)據(jù)客觀、真實(shí)、精確反映出來。對大數(shù)據(jù)的應(yīng)用應(yīng)該切實(shí)融入到天氣信息、自然環(huán)境、食品安全、生產(chǎn)成本、消費(fèi)需求與市場價格中，圍繞大數(shù)據(jù)動態(tài)信息來預(yù)估農(nóng)產(chǎn)品的價格變化走勢，包括農(nóng)作物種植過程中所需要了解的農(nóng)田質(zhì)量、耕地?cái)?shù)量、氣候變化、栽培技術(shù)、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、農(nóng)資配置以及農(nóng)產(chǎn)品價格浮動等等。將政府、科研機(jī)構(gòu)、企業(yè)、高校等各個環(huán)節(jié)都聯(lián)合聯(lián)動起來，形成基于大數(shù)據(jù)的可持續(xù)、可循環(huán)的農(nóng)業(yè)智能化生態(tài)圈。

2 農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)信息化應(yīng)用體系中的若干技術(shù)分析

2.1 農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境數(shù)據(jù)獲取技術(shù)分析

在大數(shù)據(jù)背景下，農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)采集自動化、智能化取代了傳統(tǒng)的人工化，它提高了數(shù)據(jù)輸出與輸入的實(shí)時性與高效性，證明了農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)的現(xiàn)實(shí)優(yōu)勢。具體來講，它的技術(shù)體現(xiàn)也分布于各項(xiàng)子技術(shù)中，例如最為常見的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境數(shù)據(jù)獲取。該技術(shù)是指針對動植物生長過程所提出的有關(guān)空氣溫濕度、土壤溫濕度、CO2含量、營養(yǎng)元素、氣壓、光照等環(huán)境數(shù)據(jù)調(diào)節(jié)的行動動態(tài)監(jiān)測與采集過程。它主要采用了農(nóng)業(yè)智能傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了多學(xué)科技術(shù)的相互交叉與綜合應(yīng)用，同時還融入了諸如MEMS微電機(jī)系統(tǒng)、光纖傳感器、電化學(xué)傳感器以及仿生傳感器技術(shù)，這些技術(shù)配合大數(shù)據(jù)就形成了智能化綜合數(shù)據(jù)獲取與分析系統(tǒng)，提高了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境數(shù)據(jù)監(jiān)測的精度與廣度，其監(jiān)測頻率也有大幅度提升。在運(yùn)用大數(shù)據(jù)以后，農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)獲取的渠道及范圍也在不斷拓寬增多，其獲取成本相應(yīng)降低。就目前來看，像分布式、多點(diǎn)部署的農(nóng)業(yè)環(huán)境數(shù)據(jù)獲取技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟，它在數(shù)據(jù)量獲取及應(yīng)用方面已經(jīng)擁有了長足進(jìn)步［1］。

2.2 生命信息智能感知技術(shù)分析

生命信息智能感知技術(shù)主要針對動植物的實(shí)際生長過程展開分析，其可以細(xì)化到對動植物生理狀態(tài)、發(fā)育過程以及活動規(guī)律的全面細(xì)化數(shù)據(jù)提煉，所獲取生理數(shù)據(jù)相當(dāng)細(xì)膩［2～5］。例如對植物中氮元素含量變化數(shù)據(jù)的提取、動物運(yùn)動軌跡、體溫變化數(shù)據(jù)的提取等等。另外還有以生命信息感知為主的光譜技術(shù)、人工嗅覺技術(shù)、機(jī)械視覺技術(shù)等等。它們都是基于大數(shù)據(jù)結(jié)合生命信息智能感知系統(tǒng)來為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)運(yùn)作所獲得的重要生命信息，其本身就是對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對象的數(shù)字化描述，也能夠形成對生命個體的全程行為監(jiān)控管理。

2.3 農(nóng)業(yè)遙感數(shù)據(jù)獲取技術(shù)分析

農(nóng)業(yè)遙感數(shù)據(jù)獲取技術(shù)主要利用到了RS（Remote sensing）遙感技術(shù)、通訊衛(wèi)星技術(shù)與飛行器技術(shù)，它能夠?qū)崿F(xiàn)大目標(biāo)、大范圍數(shù)據(jù)監(jiān)測，并實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)獲取［6］。詳細(xì)來講，遙感技術(shù)所提供的就是一種空間信息獲取技術(shù)，它具有數(shù)據(jù)獲取范圍大、獲取信息速度快、獲取周期短、獲取信息方法多的特點(diǎn)，同時也能貼合大數(shù)據(jù)的海量數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)。在農(nóng)業(yè)遙感技術(shù)中，為農(nóng)作物生態(tài)環(huán)境與作物生長提供了各種動態(tài)信息數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)了對農(nóng)用地資源的有效監(jiān)測與保護(hù)，并且針對農(nóng)作物進(jìn)行實(shí)時的、大面積的長勢估算監(jiān)測。另外它還能夠針對農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害進(jìn)行監(jiān)測分析，通過作物模擬模型來反映某一區(qū)域內(nèi)大面積、長時間的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)狀況［7～9］?？偨Y(jié)來說它就是能夠長時間、宏觀、全局反映農(nóng)業(yè)生產(chǎn)層面的有效動態(tài)數(shù)據(jù)。

2.4 農(nóng)產(chǎn)品市場經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)采集技術(shù)分析

這里所提到的農(nóng)產(chǎn)品市場經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)采集技術(shù)主要針對農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)之后的市場銷售環(huán)節(jié)展開，例如對農(nóng)產(chǎn)品的銷售、質(zhì)量把控、需求滿足、庫存計(jì)算、進(jìn)出口商貿(mào)等等，基于市場行情來采集調(diào)節(jié)其產(chǎn)品價格，明確產(chǎn)品性質(zhì)與質(zhì)量安全?？陀^講農(nóng)產(chǎn)品市場數(shù)據(jù)采集技術(shù)具有一定的突發(fā)性、動態(tài)性、變化性與實(shí)時性，目前許多農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)都通過智能終端配合大數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)的模式，借助專業(yè)技術(shù)人員團(tuán)隊(duì)來開展農(nóng)產(chǎn)品市場經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)采集。主要基于智能終端來優(yōu)化農(nóng)產(chǎn)品市場經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)內(nèi)容，再基于4G基層農(nóng)技推廣平臺來實(shí)現(xiàn)對典型農(nóng)產(chǎn)品市場數(shù)據(jù)的有效采集和應(yīng)用，為將來的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供參考經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)［10～13］。

2.5 農(nóng)業(yè)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)抓取技術(shù)分析

農(nóng)業(yè)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)抓取融合大數(shù)據(jù)后可以形成全新的網(wǎng)絡(luò)爬蟲技術(shù)，這種技術(shù)對涉農(nóng)數(shù)據(jù)的動態(tài)監(jiān)測過程非常精確，能夠按照一定技術(shù)法則來自動抓取網(wǎng)絡(luò)中的所有信息程序與校本，同時拓展出深度優(yōu)先與廣度優(yōu)先兩種技術(shù)。就當(dāng)前農(nóng)業(yè)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)互聯(lián)網(wǎng)層面的大數(shù)據(jù)技術(shù)發(fā)揮來看，這種網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)抓取技術(shù)能夠客觀反映農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實(shí)時數(shù)據(jù)的規(guī)模、動態(tài)變化、分布性以及異構(gòu)性。同時它也建立了農(nóng)業(yè)搜索引擎，基于主題網(wǎng)絡(luò)爬蟲技術(shù)來構(gòu)建大數(shù)據(jù)信息化農(nóng)業(yè)應(yīng)用體系平臺，為農(nóng)業(yè)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)獲取奠定了一定技術(shù)基礎(chǔ)［2］。

3 大數(shù)據(jù)背景下的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)信息化應(yīng)用體系構(gòu)建平臺分析

3.1 現(xiàn)代農(nóng)業(yè)信息化應(yīng)用體系構(gòu)建平臺的基本框架

根據(jù)現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)信息管理要求，對其信息化平臺進(jìn)行構(gòu)建，其基本框架應(yīng)該結(jié)合現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)特征，實(shí)現(xiàn)管理與經(jīng)營兩項(xiàng)重要內(nèi)容，其基本平臺框架如圖 1［6］。

3.2 平臺建設(shè)內(nèi)容解析

該平臺基于農(nóng)業(yè)信息管理應(yīng)用劃分為管理類與經(jīng)營類，其中再按照現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)職能進(jìn)行細(xì)分，結(jié)合大數(shù)據(jù)技術(shù)理論，將平臺劃分為5個現(xiàn)代農(nóng)業(yè)職能管理類模塊與3個現(xiàn)代農(nóng)業(yè)經(jīng)營類職能模塊，它們分別從橫向與縱向信息管理方面描述了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的實(shí)際應(yīng)用需求，為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)建立生產(chǎn)鏈、資金鏈、信息鏈與物流鏈，而且4條產(chǎn)業(yè)鏈相互貫通聯(lián)系［14］。

圖1 現(xiàn)代農(nóng)業(yè)信息管理應(yīng)用平臺基本體系框架示意圖

具體來講，這5個現(xiàn)代農(nóng)業(yè)職能管理模塊就包括了農(nóng)業(yè)機(jī)構(gòu)管理模塊、農(nóng)業(yè)學(xué)科管理模塊、農(nóng)業(yè)時空管理模塊、農(nóng)業(yè)科技管理模塊以及農(nóng)業(yè)網(wǎng)站管理模塊；3個現(xiàn)代農(nóng)業(yè)經(jīng)營職能管理模塊就包括了農(nóng)業(yè)采購管理模塊、農(nóng)業(yè)銷售管理模塊和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理模塊。在大數(shù)據(jù)時代，這些模塊能夠合理基于大數(shù)據(jù)技術(shù)滲透實(shí)現(xiàn)對農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的精準(zhǔn)評估與功能優(yōu)化，同時進(jìn)一步劃分農(nóng)業(yè)管理的能顆粒度。在劃分過程中，能顆粒度越細(xì)致就說明農(nóng)業(yè)技術(shù)應(yīng)用劃分越精確。不過考慮到農(nóng)業(yè)信息管理存在一定難度，所以如圖1所示該平臺建設(shè)也采用了ABC管理模式，分別將上述8個現(xiàn)代農(nóng)業(yè)職能管理模塊進(jìn)行整合歸類，最終實(shí)現(xiàn)分類管理［15］。

利用ABC管理模式主要是希望基于大數(shù)據(jù)技術(shù)功能將現(xiàn)代農(nóng)業(yè)職能進(jìn)行更深層次的劃分管理，同時區(qū)分農(nóng)業(yè)信息管理中的能顆粒度大小，明確并優(yōu)化各個模塊職能。具體來講，A類管理模式就主要基于大數(shù)據(jù)來設(shè)置農(nóng)業(yè)信息編碼庫表，基于A類職能管理對象來進(jìn)行管理過程分析，解析諸如農(nóng)業(yè)科技成果、學(xué)科及相關(guān)科技人員對象所涉及的相關(guān)數(shù)據(jù)信息問題。

B類職能管理對象主要是單獨(dú)設(shè)立大數(shù)據(jù)編碼庫表，并進(jìn)行內(nèi)部信息分類編碼，B類職能管理相對更為重要，它能夠單獨(dú)控制一個農(nóng)業(yè)信息體系，對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中所涉及到的所有基本信息進(jìn)行管理，例如農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)地所處區(qū)域、農(nóng)業(yè)技術(shù)內(nèi)容以及農(nóng)戶基本資料等等。

C類職能管理對象主要是構(gòu)建編碼表較為短小但應(yīng)用頻度較大的編碼對象，該類職能管理對象的管理過程主要針對那些在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中不太重要的對象信息，例如農(nóng)業(yè)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)信息等等，但考慮到該平臺擁有數(shù)據(jù)信息共享功能，所以該類信息也必須納入到平臺管理體系中。

4 結(jié)語

在大數(shù)據(jù)與三農(nóng)問題背景下，我國農(nóng)業(yè)高科技發(fā)展也逐漸被關(guān)注。本文所提出的大數(shù)據(jù)背景下農(nóng)業(yè)信息化應(yīng)用體系構(gòu)建平臺建設(shè)能夠?qū)崿F(xiàn)精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)發(fā)展，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)中信息的橫縱雙向共享與交流過程。對未來我國農(nóng)業(yè)發(fā)展數(shù)字化目標(biāo)具有極大的激勵促進(jìn)作用。

［1］范文躍.透視大數(shù)據(jù)時代下的農(nóng)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)信息化［J］.電子商務(wù)，2015（5）：26，80.FAN Wenyue.Perspective on agricultural standard informatization in the era of big data［J］.E-Business Journal，2015（5）：26，80.

［2］孟祥寶，謝秋波，劉海峰，等.農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)應(yīng)用體系架構(gòu)和平臺建設(shè)［J］.廣東農(nóng)業(yè)科學(xué)，2014，41（14）：173-178.MENG Xiangbao，XIE Qiubo，LIU Haifeng，et al.Architecture and platform construction of big data application in agriculture［J］.Guangdong Agricultural Sciences，2014，41（14）：173-178.

［3］蔡書凱.大數(shù)據(jù)與農(nóng)業(yè)：現(xiàn)實(shí)挑戰(zhàn)與對策［J］.電子商務(wù)，2014，22（9）：1149-1151.CAI Shukai.Big data and Agriculture：realistic challenges and Countermeasures［J］.E-Business Journal，2014，22（9）：1149-1151.

［4］孟小峰，慈祥.大數(shù)據(jù)管理：概念、技術(shù)與挑戰(zhàn)［J］.計(jì)算機(jī)研究與發(fā)展，2013，50（1）：146-149.MENG Xiaofeng，kindness.Big data management：concepts，technologies and challenges［J］.Journal of Computer Research and Development，2013，50（1）：146-149.

［5］覃雄派，王會舉，杜小勇，等.大數(shù)據(jù)分析-RDBMS與MapReduce的競爭與共生［J］.軟件學(xué)報，2012，23（1）：32-45.QIN Xiongpai，WANG Hui，DU Xiaoyong，et al.Big Data Analysis—Competition and Symbiosis of RDBMS and MapReduce［J］.Journal of Software，2012，23（1）：32-45.

［6］戴小文，漆雁斌，陳文寬.農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化背景下大數(shù)據(jù)分析在農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)中的應(yīng)用研究［J］.四川師范大學(xué)學(xué)報，2015（2）：70-77.DAI Xiaowen，QI Yanbin，CHEN Wenkuan.On the Applications of Big data analysis to the Agricultural economy under the background of Agricultural Modernization［J］.Journal of Sichuan Normal University（Social Science Edition），2015（2）：70-77.

［7］何非，何克清.大數(shù)據(jù)及其科學(xué)問題域方法的探討［J］.武漢大學(xué)學(xué)報（理學(xué)版），2014（1）：1-12.HE Fei，HE Keqing.Explore data and scientific domain method［J］.Journal of Wuhan University（Natural Science Edition），2014（1）：1-12.

［8］趙哲峰.基于語義分析方法的視頻流媒體大數(shù)據(jù)技術(shù)研究［D］.太原：太原理工大學(xué)，2013.ZHAO Zhefeng.Research on large data technology of video streaming media based on semantic analysis［D］.Taiyuan：Taiyuan University Of Technology，2013.

［9］俞立平.大數(shù)據(jù)與大數(shù)據(jù)經(jīng)濟(jì)學(xué)［J］.中國軟科學(xué)，2010（7）：177-183.YU Liping.Big data and big data economics［J］.Chinese soft science，2010（7）：177-183.

［10］石恒，孔繁濤，吳建寨，等.基于大數(shù)據(jù)的中國種業(yè)信息監(jiān)管平臺建設(shè)現(xiàn)狀及前景展望［J］.農(nóng)業(yè)展望，2016（9）：52-56.SHI Heng，KONG Fantao，WU Jianzai，et al.Iznformation Regulatory Platform of China's Seed Industry Based on Big Data and Its Prospect［J］.Agricultural Outlook，2016（9）：52-56.

［11］雷程偉.農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化過程的農(nóng)業(yè)信息化研究［D］.成都：西南財(cái)經(jīng)大學(xué)，2014.LEI Chengwei.Agricultural Informatization in agricultural modernization process［D］.Chengdu：Southwestern University of Finance and Economics，2014.

［12］李易人.中外農(nóng)業(yè)信息化發(fā)展問題比較研究［P］.洛陽：河南科技大學(xué)，2014.LI Yiren.Problems of agricultural informatization development comparative research［P］.Luoyang：Henan University of Science and Technology，2014.

［13］張建華，吳建寨，王盛威，等.農(nóng)業(yè)信息化投入存在的問題及對策研究—以重慶市為例［J］.中國農(nóng)業(yè)科技導(dǎo)報，2015（2）：174-181.ZHANG Jianhua，WU Jianzhai，WANG Shengwei，et al.Problems in Agricultural Informationization Investment and Countermeasure-Taking Chongqing as an Example［J］.Journal of Agricultural Science and Technology，2015（2）：174-181.

［14］陳茫.西部民族地區(qū)城鎮(zhèn)化“大數(shù)據(jù)”農(nóng)業(yè)信息服務(wù)體系創(chuàng)新研究［J］.大眾科技，2015，17（11）：129-131.CHEN Mang.Research on Agricultural Information Service System Innovation Based on“Big Data”of Urbanization in the Western Minority Areas［J］.Popular Science&Technology，2015，17（11）：129-131.

［15］阮懷軍，封文杰，唐研，等.農(nóng)業(yè)信息化建設(shè)的實(shí)證研究-以山東省為例［J］.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)，2014，47（20）：4117-4127.RUAN Huaijun，F(xiàn)ENG Wenjie，TANG Yan，et al.Empirical research on the agricultural informatization construction in Shandong province［J］.Scientia Agricultura Sinica，2014，47（20）：4117-4127.

Construction and Platform Construction of Agricultural Informatization Application System under the Background of Big Data

WANG Huabing
（Shaanxi Polytechnic Institute，Xianyang 712000）

Under the background of big data，the construction of agricultural informatization application system and diversified intelligent platform information construction are adopted，which cater to the basic comprehensive concept of“digital China”and“digital agriculture”development，This paper mainly explains the application of agricultural data system in a number of technical analysis，and builds a modern agricultural information management platform，prometes China’s agrtculture development.

agricultural informatization，big data，information management，platform construction

TN948.61

10.3969/j.issn.1672-9722.2017.11.050

Class Number TN948.61

2017年5月7日，

2017年6月28日

王化冰，男，副教授，研究方向：計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)、網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用。