試論大數據對我國中藥資源數據整合與應用的啟示

田虹 田侃

（南京中醫藥大學，江蘇南京210023）

中藥資源在生長種植和學科研究中產生了大量的數據，整合挖掘、合理應用這些數據，對于科學管理中藥資源有著極其重要的作用，對中藥產業的發展和臨床用藥安全有深遠的影響[1]。維克托·邁爾-舍恩伯格、肯尼斯·庫克耶在其編著的 《大數據時代》中提出通過搜集、分析海量數據信息，開發針對性應用的新思路。在當前海量數據和信息爆炸的背景下，大數據的思維模式和行動方式已逐漸滲透到各個行業和業務職能領域。將大數據技術應用于中藥資源領域，有助于開啟中藥資源全新的局面。但同時也應警惕過于依賴大數據。大數據自身不可能告知如何從眾多數據中提取對中藥資源發展有價值的信息，而是依賴于人的判斷和決定。如果不能清晰地界定問題，海量數據也可能成為沒有價值的信息垃圾，與中藥資源發展的追求背道而馳。

1 大數據的內涵

1.1 大數據的定義 目前學界對于大數據的定義，沒有統一的定論。根據維克托·邁爾-舍恩伯格、肯尼斯·庫克耶的觀點，從數據利用價值的角度定義大數據是人們在大規模數據的基礎上可以做到的事情，且這些事情在小規模數據的基礎上是無法完成的[2]。大數據的概念，首要特點是“大”，主要體現在數據規模大、數據類型多、價值密度低和處理速度快四個方面。但是大數據不只是數據大，還包括采集數據的工具、平臺和數據分析系統。大數據的本質是在大量的、復雜的數據集合中獲取知識和洞見。其用途可概括為：利用硬件設備、信息技術和計算方法的進步，將不同格式、不同領域的大數據整合成標準統一的數據源，研究分析挖掘后繼而產生巨大的經濟社會價值；預測未來某一事件發生的可能性，并據此進行人為干預，使其向著預期的方向發展[3]。大數據時代帶來的變化不僅體現在如何處理海量數據并從中獲取有價值的信息，也體現在如何加強大數據技術研發，準確把握未知的趨勢，搶占時代發展的前沿。

1.2 大數據對于中藥資源數據的意義 中醫藥秉持“天人合一”的整體性思維，以其整體、宏觀、粗放的醫學認知實現在宏觀整體基礎上認知世界、維護人體健康和調整疾病狀態，這與大數據的思維具有很高的契合性。中藥資源數據主要包括我國中藥資源種類、分布、蘊藏量、資源變化趨勢、栽培與野生情況、收購量、需要量、質量等[4]。利用大數據能夠創新數據采集方式，改進抽樣技術，提高中藥資源統計調查的科學性、準確性和實效性。通過數據化整合與共享中藥資源數量和質量，可以縮短中藥資源調查周期，提高調查效率，節約人力、物力、財力，可以為中藥規范化種植、藥材提取與深加工等提供技術支撐和保障，并將為科學規劃發展中藥材產業提供重要參考依據。

1.3 對中藥資源數據認識的誤區 我國中藥資源品種眾多，與之相關的生長、種植、流通、利用等環節因素龐雜，由此產生的數據量之多可想而知。事實上，我國當前中藥資源信息統計工作面臨的問題有：水平總體不高，發展不平衡，統計信息范圍較窄，信息仍顯粗糙、含混，利用率低等。對數據采集、存儲和分析等核心技術關注較少，相比之下更加看重應用領域，甚至出現神化大數據的誤區，認為掌握數據和相應的硬件設備就可以分析數據。相比于大數據對各項技術提出的更高、更新的要求，傳統的數據采集、收集方式相對套路清楚，簡便易學。而現在面對海量數據，如何選擇數據，如何判斷相關性大的因素，如何建模型等問題尚沒有形成完備的技術和方法[5]。

由于我國尚無采納數據格式的國家標準，政府職能部門限制使用者獲取官方統計數據，導致信息不完整或重復投資。但實際上，有些行業的數據涉及上百個參數，其復雜性不僅體現在數據樣本本身，更體現在多源異構、多實體和多空間之間的交互動態性[5]。以谷歌2008年前推出“流感趨勢”服務為例，通過分析關鍵詞，準確預測了美國各地流感爆發情況。谷歌綜合分析大量實時數據和歷史數據，了解不同歷史階段流感爆發情況，以及對應時期的關鍵詞、頻率，判斷哪些因素的相關性大，反復試錯、調整，才能建立可靠模型。

2 大數據在中藥資源數據整合中的應用

2.1 大數據在中藥資源數據整合中的應用現狀 近年來，運用掌上電腦（PDA），采用遙感（RS）、地理信息系統（GPS）、全球定位系統（GIS）三者集成的“3S”技術手段已逐步顯示出良好的應用前景，可以提升和豐富中藥資源調研的手段與方法。以正在進行的第四次全國中藥資源普查為例，主要通過計算機輔助和專家經驗相結合的方式組織實施中藥資源普查的數據填報、匯總分析等主要過程。利用計算機實現實施方案能在智能模板填寫，通過加入專家的在線審核，可以將信息及時反饋給各級管理部門；計算后臺自動實現普查數據完整性、有效性校驗以及成果的匯總分析，而通過加入專家設置詳細的統計參數，則提高了匯總結果的準確性[4]。

但由于中藥資源的研究過程綜合分類學、生態學、地理學、生物化學、天然產物化學和中藥學等學科[6]，具有特定的交叉性、集成性和廣泛的帶動性，決定了這是一項復雜的系統工程，面臨著不可規避的瓶頸問題。

中藥資源的遙感數據、氣象數據、生態系統及地方植物志的植被信息資料、行政區劃和土地利用的地理數據等一系列應用系統呈“碎片化”。數據標準不統一，相關知識表達方法不規范，導致這些數據與知識既無法相互兼容，也無法共享，嚴重制約了我國中藥資源研究的深入建設。

當前我國中藥材的種植（養殖）多與農業聯系在一起，是增加部分地區農民收入的有效途徑。隨著中藥發展的產業化，藥農種植（養殖）過程的組織化、集約化，對中藥材種植（養殖）的量化決策提出更高的要求，如何進行科學種植（養殖）、精準施藥調控、優化品種選擇，與更加專業化的決策有密切聯系。受成本和技術水平的限制，這些問題都暫時難以解決。

2.2 大數據對中藥資源數據整合的機遇 中藥資源是中醫藥產業發展的源頭，其數量和質量一直是制約中醫藥發展的關鍵因素。引入大數據的新思維和新思路，不僅有助于促進中藥資源研究領域發展，也有利于探索中藥資源發展的新方向和新方法。

2.2.1 中藥資源的自然生態研究 自然生態環境與中藥資源的質量、數量密切相關，是其生態適宜性評價的客觀基礎。當前我國以“3S”技術為核心的新型監測技術在植物信息提取及植被分類、土壤水分監測、土壤養分監測、病蟲害監測等方面具有快捷方便、經濟實用的特點[7]。大數據通過建立一套完善的中藥資源地理信息系統，以不同系統采集的海量信息為基礎，通過比對識別模型和當前氣候條件，進行預測性分析，以用于評估土壤肥力、監測農田邊界圖管理、預測產量分布、定位蟲害情況，并分析控制方法和相關決策，為中藥資源的自然生態研究及發展提供有價值的信息。

2.2.2 中藥種植規范體系 基于現在多數中藥資源明顯減少，品質也明顯下降的現狀，很多地區開始嘗試種植中藥材以滿足日益上漲的市場需要[8]。然而中藥材種植與其他農作物種植相比不僅有產量的要求，也受藥效的限制。目前中藥材種植缺乏科學化、規范化，藥農每年的播種大多是使用自留種子或從其他農戶購買種苗，或者到別的產區購買種子種苗，或由自己參加的合作社提供。藥材種植管理也較為簡單粗放，無法得到專業中藥材種植技術指導。大數據可以將中藥材種植地的各種信息進行數字化，錄入到各類數據庫中，自動生成優化的耕作、施肥、灌溉和噴藥等指令，結合設計的專家建議系統，進行綜合分析，實現科研、科普、引種、栽培、生產等業務工作的信息管理，建立一個權威的網絡信息管理系統。

2.2.3 中藥材市場流通體系 由于我國尚沒有一套權威的中藥材行業基礎信息，藥材收購量、需要量、蘊藏量等基本情況不明確，造成中藥材種植戶和經營者之間的信息嚴重不對稱，供求信息不暢，市場無法根據供求合理調節價格，讓投機分子趁機囤積居奇，炒高中藥材價格，制造中藥材市場的虛假繁榮[9]。例如沉香是中醫治胃病常用的一味藥材，取自瑞香科植物白木香含有樹脂的木材，但無序采伐使得野生沉香數量急劇減少，加之資本炒作，使得沉香飲片統貨價格從百來元每千克上漲到數千元每千克[10]。大數據則可以依據生態自然環境因素和政策社會因素，整合預測農產品價格走勢、消費需求等相關數據，對及時調整中藥數量、質量給予基于數據解讀的對策和建議。

2.3 潛在的挑戰 目前大數據應用還處于探索階段，它與中藥資源現有的創新方法既相互聯系，又相互區別。加之其理論框架尚不完備，基礎設施、相關制度法律還不成熟，大數據到底能為中藥資源研究帶來什么變化還令人困惑。

2.3.1 各地中藥資源管理主體存在差別 當前各省主管中藥資源的部門不同，有的由省衛生廳主管，有的由省中醫藥管理局管理，也有由省林業廳管理的，而部分省則沒有具體管理部門。在有管理部門的省中，分為組織機構職能健全和職能欠缺兩類，存在較大的區域差異。在此基礎上，要使分散在不同部門的數據得到合理有效應用，明確可用數據、不公開數據都需要政府統籌協調，明確的主管部門履行監管中藥資源的職能。

2.3.2 中藥資源人才缺乏 我國剛剛引入大數據概念，培養大量掌握大數據挖掘技術和中藥資源專業知識的人才是不可避免的發展方向。發達國家的部分IT企業已經初步掌握了一些數據分析預測的關鍵技術，我國相關企業的技術能力還比較落后。另外，雖然中醫藥高等院校包括綜合性大學的藥學專業已累計超過300家，每年培育的專業技術人才已逾萬人，但是中藥資源相關專業在培養人才方面缺乏系統性、整體性，人員流失嚴重。目前只有23個開設“中藥資源與開發”本科專業的院校，一批開設“中藥資源”相關專業、方向碩士點、博士點的院校[11]。

2.3.3 潛在的安全威脅 中藥資源不僅包含對其生長環境的種種要求，還包含中藥材種植基地選定、品種栽培、采收加工、質量標準等一系列知識信息。雖然現有的保護傳統知識信息的法律法規及技術手段能起到一定保護作用，但是大數據的價值并不只是收集海量信息以改變現狀，更多用于對收集到的信息進行二次利用，預測和判斷未知的行為。因此未來在采集數據前無法窮盡其用途，充分獲得信息使用許可，因此對于數據提供者的告知與許可便也失去實質意義，加深對數據隱私、公共機構信息保密的威脅。近年來珍貴藥用資源遭到國外醫藥機構地毯式篩選的事件常有發生，導致我國自主開發中藥或天然藥物的源泉日益枯竭，同時也威脅了我國生態安全甚至國家安全。在新形勢的挑戰下，客觀冷靜面對大數據，使其在合理的規制下發揮作用顯得尤為重要。

3 結論及建議

中藥資源信息的利用不僅具有生態學意義，更具有國家戰略意義。中藥資源的開發利用是中藥產業的根基，關乎民生和社會穩定，關乎生態環境保護和新興戰略產業發展，是全球競爭中國家優勢的體現。將大數據應用于中藥資源中意味著很多機遇，但要真正利用好大數據技術，還有許多亟待完善的問題。

3.1 轉變思想觀念 面對不斷升溫的大數據熱潮，先知、先覺、先行既可能率先受益，也可能首當其沖，關鍵在于是否能理性分析、冷靜觀察，找到核心技術、應用模式。大數據要求扎實的基礎性工作，這些工作可能是長期性、前瞻性的，需要逐步推進，很難立竿見影、一蹴而就。因此對當前的大數據潮，既要有積極迎接的準備，也要有警惕過熱的思想。通過探索突破傳統數據管理的局限，結合中藥資源信息管理的特點，在相關法律制度的規范下，促進中藥資源學科的發展。

3.2 提高技術水平 有效運用大數據，需要提高計算機和數據管理硬件，增強相應計算系統的功能，培養一批大數據分析運用的服務企業和專業人才。通過建設計算機管理系統，克服中藥資源普查項目因經費和人員等原因的非常態化，建立長期固定的資源監控機制，實時把握中藥資源的分布及生長狀況。

政府可以在構建數據質量分析平臺，構架藥農、企業和市場間的溝通橋梁方面予以支持。鼓勵民間設立專項基金，提高中藥行業的技術水平，鼓勵將中藥資源普查及相關科技成果的轉化、應用和推廣，為行業提供技術支撐和技術服務[12]。另一方面，在現有的藥用植物園體系的基礎上，建設信息共享平臺[13]，充分利用數據資源，以收集藥典上常用中藥、瀕危中藥為重點，集種質保存、科研、種植培育、科普宣傳、旅游五位一體，全面發展。

政府還可以在抽樣調查、網絡信息技術應用等方面應用大數據的思維和方法，有所突破。空間數據的應用實際上要先于大數據概念的提出，由于空間數據具備大數據的特性，故其本身就是“大數據”[14]。中藥資源的種植（養殖）具有明顯的空間特性，是利用空間數據的主要領域。嘗試利用航拍技術獲取具有空間特征的中藥材種植（養殖）區域、居住區域等對象的高清影像，結合已知的普查信息，構建空間抽樣框。并通過“3S”技術對樣本實行遙感和觀測，使調查對象實現可視、可測、可追溯。在網絡信息技術方面，可以逐步對中藥材價格調查進行現場數據采集，通過基層統計報表傳送終端設備，基層統計人員手持設備到現場，直接將采集的信息上傳。

3.3 完善法律制度 大數據為監測中藥資源提供了便利，但同時對保護中藥資源相關傳統知識的手段提出新的挑戰。原有的數據隱私保護模式不能再起到良好的作用，因此需要完善數據隱私保護，建立健全公共機構信息公開等立法修法工作。我國于2012年出臺的 《關于加強網絡信息保護的決定》、《信息安全技術公共及商用服務信息系統個人信息保護指南》都對大數據時代的個人數據信息管理進行了原則性的規定[15]。在未來的數據隱私保護規制中，應進一步明確數據用途，包括數據可以進行商業化應用的范圍、應用范圍界定標準、數據濫用承擔的責任等。對于一些危險性較大的項目，應設立專門規章，規范數據使用者評估風險，降低潛在傷害。

[1] 潘文，程濤，牛崇信，等.大數據時代中醫藥信息的應用.中國中醫藥圖書情報雜志，2014，38（1）：2

[2] 維克托·邁爾-舍恩伯格，肯尼斯·庫克耶.大數據時代.杭州：浙江人民出版社，2013：228

[3] 蔡書凱.大數據與農業：現實挑戰與對策.電子商務，2014（1）：3

[4] 郭蘭萍，陸建偉，張小波，等.全國中藥資源普查技術規范制定.中國中藥雜志，2013，38（7）：937

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[6] 周榮漢.中藥資源學.北京：中國醫藥科技出版社，1993：3

[7] 郭蘭萍，黃璐琦，蔣有緒.“3S”技術在中藥資源可持續利用中的應用.中國中藥雜志，2005，30（18）：1397

[8] 趙文吉，李敏，黃博.中藥材種子種苗市場現狀及對策探討.中國現代中藥，2012，14（3）：5

[9] 于志斌.中藥材市場調研分析報告.中國現代中藥，2012，14（1）：51

[10] 李瑤.中藥材源頭之憂.醫藥經濟報，2014-7-28（5）

[11] 段金廒，周榮漢，宿樹蘭，等.我國中藥資源科學發展現狀及展望.自然資源學報，2009，24（3）：378

[12] 陳士林，肖培根.中藥資源可持續利用導論.北京：中國醫藥科技出版社，2006：56

[13] 李標，魏建和，王文全，等.推進國家藥用植物園體系建設的思考.中國現代中藥，2013，15（9）：721

[14] 馬建堂.大數據在政府統計中的探索與應用.北京：中國統計出版社，2013：147

[15] 馬曉亭.大數據時代基于服務等級協議的圖書館讀者隱私感知與保護研究.情報理論與實踐，2014，37（4）：57