DOI：10.16627/j.cnki.cn22-1215/s.2024.03.150

摘 要：隨著人類社會(huì)步入全新的信息化時(shí)代，物聯(lián)網(wǎng)被急速催生，快速滲透于各行各業(yè)。農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)指將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用于農(nóng)業(yè)領(lǐng)域中，通過傳感器、無線通信、云計(jì)算的新技術(shù)手段，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中的全面監(jiān)測、數(shù)據(jù)采集與數(shù)據(jù)分析工作，促進(jìn)農(nóng)業(yè)智能化、高效化發(fā)展。農(nóng)業(yè)信息處理技術(shù)是實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的重要手段之一，基礎(chǔ)為農(nóng)業(yè)信息知識(shí)，通過應(yīng)用智能技術(shù)實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)信息的預(yù)測、預(yù)警、控制與決策，目標(biāo)為收集設(shè)備采集的數(shù)據(jù)信息，通過信息挖掘技術(shù)觀察采集數(shù)據(jù)的聯(lián)系，發(fā)現(xiàn)新的農(nóng)業(yè)信息，從而為農(nóng)業(yè)研究者、生產(chǎn)者、經(jīng)營者、管理者等的下一步操作提供多項(xiàng)技術(shù)、數(shù)據(jù)支持，為農(nóng)業(yè)的智能化發(fā)展提供理論依據(jù)。曹縣為傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)大縣，其農(nóng)業(yè)發(fā)展是對(duì)菏澤市農(nóng)業(yè)發(fā)展?fàn)顩r的反映。為了促使曹縣農(nóng)業(yè)獲得更好發(fā)展，就需促進(jìn)當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)實(shí)現(xiàn)信息化，對(duì)其現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢展開研究。

關(guān)鍵詞：曹縣農(nóng)業(yè)發(fā)展；信息處理技術(shù)；農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)

曹縣在山東省的西南部，位于豫、魯兩省八縣的交界位置，其面積為1976km2，其耕地面積在13.54km2，其農(nóng)業(yè)生產(chǎn)以養(yǎng)殖業(yè)、種植業(yè)為主，為我國的糧食生產(chǎn)先進(jìn)縣。山東曹縣以前為典型“農(nóng)業(yè)大縣、工業(yè)小縣、財(cái)政窮縣”[1]。近些年，曹縣依托其當(dāng)?shù)氐奶厣Y源促進(jìn)加工業(yè)的發(fā)展，實(shí)現(xiàn)了工農(nóng)相長，已經(jīng)初步形成了“林筍牧”的經(jīng)濟(jì)板塊，約存在70%的農(nóng)產(chǎn)品完成了加工增值，使其具備的資源優(yōu)勢逐漸轉(zhuǎn)化為經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢。農(nóng)業(yè)信息處理技術(shù)為農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)之一，是指借助智能處理、復(fù)雜計(jì)算、模式識(shí)別等技術(shù)，對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、經(jīng)營管理、戰(zhàn)略決策、服務(wù)過程中信息作出收集、存儲(chǔ)、傳遞、處理、分析的技術(shù)總稱。農(nóng)業(yè)信息處理技術(shù)主要包括農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)、農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)處理技術(shù)、預(yù)測預(yù)警技術(shù)以及人工智能技術(shù)等[2]，幫助農(nóng)業(yè)管理者等幫助各種用戶更好地了解農(nóng)作物的生長情況、土壤狀況、氣象變化等信息，達(dá)到提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)質(zhì)量和效率的目的。

1 農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)

農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)主要指通過分析農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)其中隱藏的模式、關(guān)聯(lián)和趨勢等，促使農(nóng)業(yè)信息有效傳遞。數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)在農(nóng)業(yè)種植中具有廣泛應(yīng)用，包括作物生長預(yù)測、病蟲害預(yù)警、施肥優(yōu)化、水資源管理以及作物品質(zhì)評(píng)估、種植風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。通過分析歷史土壤數(shù)據(jù)、作物生長數(shù)據(jù)等，建立預(yù)測模式，預(yù)測作物生長趨勢、生長周期以及產(chǎn)量，并通過分析土壤中的養(yǎng)分、作物需求、施肥效果等，建立施肥優(yōu)化模型，以及通過分析土壤濕度、氣象數(shù)據(jù)以及灌溉數(shù)據(jù)等，建立水資源管理模型，同時(shí)通過全球定位系統(tǒng)（Global Positioning System，GPS）、地理信息系統(tǒng)（Geographic Information System，GIS）技術(shù)進(jìn)行氣象預(yù)測，幫助農(nóng)業(yè)管理者安排合理的灌溉和施肥時(shí)機(jī)，比如針對(duì)干旱地區(qū)，管理人員應(yīng)用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)分析氣候，在合理實(shí)際進(jìn)行灌溉或者人工降雨[3]。

伴隨新型物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備廣泛應(yīng)用，農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)迅速爆發(fā)，大量的農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)呈現(xiàn)出結(jié)構(gòu)復(fù)雜、模態(tài)多變、實(shí)時(shí)性強(qiáng)等特征，從而使得既往農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)方式和農(nóng)業(yè)智能信息處理需要不相符合，需要借助抽象數(shù)據(jù)描述，所以大數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)變成了有效且必然選擇。農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)則是對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、加工等完整產(chǎn)業(yè)鏈信息進(jìn)行挖掘并展開抽象描述的一種高效工具，其可運(yùn)用統(tǒng)計(jì)學(xué)方法，對(duì)農(nóng)業(yè)對(duì)象、關(guān)系和行為進(jìn)行量化，對(duì)農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)中包含的價(jià)值進(jìn)行挖掘。此外，數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)在病蟲害防治中具有重要價(jià)值，通過分析農(nóng)田環(huán)境、病蟲害監(jiān)測數(shù)據(jù)、作物生長數(shù)據(jù)等，建立預(yù)警模型，以及時(shí)預(yù)警病蟲害的發(fā)生和傳播，幫助農(nóng)業(yè)管理者獲取相應(yīng)的防治措施，避免病蟲害影響農(nóng)作物的質(zhì)量和產(chǎn)量[4]。數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)還可通過分析農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中的作物品質(zhì)數(shù)據(jù)建立品質(zhì)評(píng)估模型，幫助農(nóng)業(yè)管理者選擇合適的收貨時(shí)機(jī)，并分析農(nóng)作物銷售市場的需求、農(nóng)作物市場價(jià)格走勢、客戶消費(fèi)趨勢等，幫助農(nóng)業(yè)管理者選擇合適的銷售渠道，發(fā)展新型銷售模式，比如Online To Offline（O2O）銷售模式，促使農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展。

2 農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)處理技術(shù)

農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)類型復(fù)雜、眾多，各個(gè)節(jié)點(diǎn)異構(gòu)性和數(shù)據(jù)類型復(fù)雜，處理難度較大。傳統(tǒng)數(shù)據(jù)處理可擴(kuò)展性、容錯(cuò)性方面存在限制，為了提高計(jì)算能力，現(xiàn)代農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)處理中主要運(yùn)用云計(jì)算技術(shù)，將農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)集中存儲(chǔ)于云端服務(wù)器上，通過分布式存儲(chǔ)和計(jì)算等實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)的高效存儲(chǔ)和處理，且支持異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)資源應(yīng)用，利用資源池共享資源。以往云計(jì)算中主要使用的模型為Map～Reduce，是一種分布型編程模型，可以將農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)分割成小塊（Map），然后再分配給不同的計(jì)算節(jié)點(diǎn)進(jìn)行計(jì)算和處理，將結(jié)果合并（Reduce）得到最終輸出。隨著大數(shù)據(jù)處理技術(shù)不斷進(jìn)步，現(xiàn)代農(nóng)業(yè)種植中主要使用Hadoop架構(gòu)，該架構(gòu)是一種分布式計(jì)算框架，具有高容錯(cuò)性、高可靠性和高擴(kuò)展性，在Map～Reduce基礎(chǔ)上提供分布式文件系統(tǒng)，將農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)分布式存儲(chǔ)于多個(gè)節(jié)點(diǎn)上，以及集成云存儲(chǔ)計(jì)算，更好地便于進(jìn)行云計(jì)算，解決數(shù)據(jù)處理問題[5]。

3 預(yù)測預(yù)警技術(shù)

農(nóng)業(yè)預(yù)測預(yù)警技術(shù)是利用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)、遙感技術(shù)、傳感器技術(shù)等手段，監(jiān)測、分析農(nóng)作物生長、氣象變化、病蟲害發(fā)生等，以收集到的數(shù)據(jù)作為原始依據(jù)建立預(yù)測、預(yù)警模型，對(duì)于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中未來可能出現(xiàn)的情況進(jìn)行評(píng)估，提前預(yù)測、預(yù)警不利于農(nóng)作物生長的各種情景，便于農(nóng)業(yè)管理者提前防治，將損傷降至最小化。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者研發(fā)了多種農(nóng)業(yè)預(yù)測模型和預(yù)警模型，比如病蟲害預(yù)警監(jiān)測、氣象災(zāi)害預(yù)警監(jiān)測、干旱預(yù)警監(jiān)測等，可以幫助農(nóng)業(yè)管理者合理安排農(nóng)作物的種植與管理工作，防止氣象災(zāi)害和病蟲害影響，減少各種農(nóng)業(yè)資源浪費(fèi)，提高農(nóng)業(yè)種植的效率和農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量，保障農(nóng)業(yè)生產(chǎn)安全、可持續(xù)發(fā)展[6]。

4 人工智能技術(shù)

隨著科學(xué)技術(shù)不斷進(jìn)步，人工智能技術(shù)逐漸被應(yīng)用于農(nóng)業(yè)領(lǐng)域中，貫穿于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)全過程。人工智能技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，比如通過傳感器、無線通信、數(shù)據(jù)分析，實(shí)現(xiàn)對(duì)土壤水分和養(yǎng)分含量的實(shí)時(shí)監(jiān)測和預(yù)測，結(jié)合計(jì)算機(jī)算法，智能控制灌溉和施肥系統(tǒng)，精準(zhǔn)提供養(yǎng)分、水分，還可利用圖像識(shí)別、深度學(xué)習(xí)、大數(shù)據(jù)分析等，對(duì)比、判斷細(xì)節(jié)，監(jiān)測農(nóng)作物的生長狀況，以此預(yù)測農(nóng)作物生長的進(jìn)程。在病蟲害防治方面，還可通過計(jì)算機(jī)視覺、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)智能監(jiān)測、識(shí)別農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的病蟲害，幫助農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者及時(shí)采取控制措施[7]。除此之外，利用自主導(dǎo)航和自主控制技術(shù)，還可實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)機(jī)械的自動(dòng)操作，比如自動(dòng)駕駛拖拉機(jī)、自動(dòng)采摘機(jī)器人等。生產(chǎn)后，人工智能技術(shù)還可以用于檢驗(yàn)農(nóng)作物的質(zhì)量，通過光學(xué)鏡頭仔細(xì)觀察農(nóng)作物的細(xì)節(jié)，并進(jìn)行圖像處理，根據(jù)農(nóng)作物的檢驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行包裝、分類等[8]。人工智能技術(shù)應(yīng)用于以上領(lǐng)域，可以明顯達(dá)到節(jié)能降耗、減輕污染、提高產(chǎn)量、提高品質(zhì)、提高生產(chǎn)效率以及降低勞動(dòng)成本的目的。在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域逐漸應(yīng)用人工智能技術(shù)的背景下，要求農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者掌握人工智能技術(shù)，科學(xué)應(yīng)用，并不斷研究學(xué)習(xí)算法，提升農(nóng)業(yè)人工智能系統(tǒng)在不同區(qū)域的兼容性，推動(dòng)農(nóng)業(yè)人工智能技術(shù)不斷發(fā)展。

5 結(jié)語

綜上所述，傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)信息處理技術(shù)無法滿足逐漸發(fā)展的曹縣農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式，其農(nóng)業(yè)信息處理技術(shù)的不斷研究與應(yīng)用，可推動(dòng)曹縣農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理實(shí)現(xiàn)數(shù)字化、智能化、自動(dòng)化，促進(jìn)曹縣農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展，在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域中具有深遠(yuǎn)意義。

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收稿日期：2024.06.25

作者簡介：呂憲軍，男，山東曹縣人，1981年8月，漢族，本科，農(nóng)藝師，工作內(nèi)容：植物檢疫相關(guān)工作，承擔(dān)農(nóng)藥生產(chǎn)、經(jīng)營統(tǒng)計(jì)工作。