探索信息科學與農業(yè)科學結合的先行者

賈海琴

孫九林，江蘇鹽城人，1937年8月生，共產黨員，資源學家、農業(yè)與資源環(huán)境信息工程學科帶頭人之一。1964年畢業(yè)于西安交通大學。2001年當選為中國工程院院士。曾任中國科學院自然資源綜合考察委員會副主任。現(xiàn)任中國科學院地理科學與資源研究所研究員、博士生導師，中國科學院信息化專家委員會主任、資源環(huán)境科學數(shù)據(jù)中心學術委員會主任、中國科學院大學終身教授、國家減災委員會專家委員會委員兼空間科學與信息分委會主任、國家環(huán)境信息化專家委員會主任、國家級有突出貢獻專家。長期從事信息科學技術在農業(yè)與資源環(huán)境中的應用研究，主持完成多項國家級重大項目并解決一系列關鍵技術。在取得的16項重大成果中，有12項獲省部級以上18種獎勵，出版專著13部、論文100余篇。多年來，始終站在開拓者的位置從事信息科學與資源及農業(yè)科學交叉領域的研究和實踐，取得多項開拓性的理論與應用成果，為創(chuàng)立“國土資源及農業(yè)信息”工程科學和國家建設做出了突出的貢獻。

古人云，道生一，一生二，二生三，三生萬物，世間萬物形態(tài)各異，由此衍生出了各種思維和各種學科，將不同的思維，不同的學科交融在一起，往復生一，往往又能獲得令人欣喜的新發(fā)現(xiàn)。對孫九林院士而言，跨學科是一個繞不開的話題。

上世紀八九十年代，地球信息科學在國內興起，作為一門地球科學與現(xiàn)代信息科學交叉、綜合集成的新興科學，人們又稱它為“橫斷學科”，說明它涵蓋了多種學科領域，內容十分豐富，應用范圍也非常廣泛。在人口、資源、環(huán)境等領域的研究工作中具有非常重要的作用。作為國內著名的“國土資源及農業(yè)信息”工程研究與應用的學科帶頭人，孫九林院士長期站在開拓者的位置從事信息科學與資源及農業(yè)科學交叉領域的研究和實踐，取得多項開拓性的理論與應用成果，為創(chuàng)立“國土資源及農業(yè)信息”工程科學和國家建設做出了突出的貢獻，更為探索地球信息科學奠定了堅實的基礎。

新時期地球信息科學技術的探索者

興趣是開啟智慧之門。孫九林從參加工作開始就對地球信息科學產生了濃厚興趣，并且早在上世紀90年代初，國家提出利用遙感技術對我國主要產糧區(qū)開展糧食作物長勢監(jiān)測和產糧預測的任務的時候，他們便開始了地球信息科學技術的實際應用中的遙感技術的研究，但由于課題組包括他本人懂得很少，對于用這種技術去實現(xiàn)對農作物的長勢監(jiān)測和估產根本沒有把握。

但是，困難并不能羈絆他們前進的步伐，最終，在全國近300多位科技人員的共同努力下，經過五年的攻關，課題組最終解決了利用遙感、地理信息系統(tǒng)、全球定位系統(tǒng)、數(shù)學模型及農業(yè)科學知識等綜合集成技術的遙感估產系統(tǒng)，實現(xiàn)小麥、玉米、水稻主要糧食作物的長勢臨測和產量估測，達到了國家任務的指標，又為他們的研究團隊在多項技術的綜合集成創(chuàng)新上，增加了新的知識，提高了團隊的工程技術水平。

只有真正能夠應用到實踐的創(chuàng)新，才是值得稱道的創(chuàng)新成果。孫九林發(fā)現(xiàn)，應用遙感技術、地理信息系統(tǒng)技術及分析方法可以對土地的動態(tài)應用情況、耕地的保護成效進行定期監(jiān)測、記錄并上報。如果將這些技術應用到近年來國家提倡的退耕還林上，不僅可以監(jiān)測到該種樹的地方到底有沒有按時種上，更解決了單靠人力不可能把每個地方都檢查一遍的缺點，同時還能用遙感技術為實時監(jiān)測耕地的變化提供珍貴的數(shù)據(jù)。他還說，農業(yè)是國家的基礎，實現(xiàn)農業(yè)信息化是用信息技術改造傳統(tǒng)農業(yè)的過程，建立農業(yè)資源信息系統(tǒng)是實現(xiàn)農業(yè)信息化和現(xiàn)代化的基礎。

“在監(jiān)測氣體環(huán)境污染、天氣變化等方而也能夠應用地球信息科學技術。”孫九林強調，尤其是在針對目前對大氣造成極大污染的二氧化碳、二氧化硫等氣體，地球信息科學技術能夠為做天氣預報的科研人員提供全面的數(shù)據(jù)信息，當然還需要科研人員將長期積累的經驗和知識運用到其中，經過綜合分析更加準確地預報天氣情況。

地震、洪澇等重大災害一旦發(fā)生，就會產生很多無法挽回的損失，但如果能夠提前預防和及時展開救援工作，就能將損失降低。而對于重大災難的預防和救援工作，地球信息科學技術更是不可或缺的。孫九林院士舉例說，在近年來頻發(fā)的地震災害中，要展開快速、有效的救援就需要知道地震的方位在哪里、可能的傷亡人數(shù)。而要完成這些任務，必須借助遙感技術、地理信息技術、全球定位系統(tǒng)技術等先進技術，并及時反饋給實地救援的相關部門。另外，這些技術的運用還能準確評估災害可能帶來的經濟損失，為后續(xù)工作提供技術支持。可以說，“信息”或“數(shù)據(jù)”是地球信息科學領域最核心的內容，它是反映科學事實的具體的數(shù)字。可見，無論是災害發(fā)生前，亦或是發(fā)生后，地球信息科學技術的應用都是必不可少的。

就目前我國地球信息科學技術發(fā)展的情況看，孫九林敏銳的發(fā)現(xiàn)，當前老百姓還是靠天吃飯的，對于自然災害只能是被動地預防和應對，完全避免是不可能的。因為大自然本身存在一種規(guī)律，是不能人為控制或者違背其運行規(guī)律的，面對這樣的規(guī)律人類只能做好預防工作，爭取最大限度地減少損失。然而，現(xiàn)在很多自然災害頻發(fā)的原因更多的是人為因素造成的，包括人類過度地砍伐森林資源導致水土流失、工業(yè)排污造成的空氣和水資源污染、城市里汽車尾氣排放造成的大氣污染等。也就是說，“天災”不可逃避，但“人禍”是完全可以控制和避免的。所以要分析造成自然災害頻發(fā)的原因就需從多方面考慮。同樣，對于各地的減災救災工作，不同地區(qū)要根據(jù)其具體情況，分析災害發(fā)生的原因，從而制定有針對性的減災救災的具體措施。說到底，這些工作都需要地球信息科學做支撐，需要相應的科學數(shù)據(jù)做依據(jù)。

大數(shù)據(jù)時代的農業(yè)發(fā)展的助推者

隨著“互聯(lián)網(wǎng)+”時代的到來，大數(shù)據(jù)在我國農業(yè)發(fā)展上的作用日益凸顯。同時，黨的十八大五中全會提出，培育發(fā)展新動力，優(yōu)化勞動力、資本、土地、技術、管理等要素配置，激發(fā)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)活力，推動大眾創(chuàng)業(yè)、萬眾創(chuàng)新，釋放新需求，創(chuàng)造新供給，推動新技術、新產業(yè)、新業(yè)態(tài)蓬勃發(fā)展。為推動現(xiàn)代化農業(yè)指明了方向。

5月24日，在“2016貴安·全球智能終端產業(yè)創(chuàng)新發(fā)展峰會暨中國大數(shù)據(jù)與人工智能院士論壇（簡稱數(shù)博會）”上，孫九林院士受邀出席并發(fā)表主題演講。會上，孫院士主要從整個農業(yè)產業(yè)鏈的解構，從“市場-模式-格局-位置-路徑”的角度，概括介紹整個農業(yè)產業(yè)地圖，從市場的角度，識別農業(yè)大數(shù)據(jù)在農業(yè)產業(yè)鏈不同細分市場中可能發(fā)揮的真正價值；闡述農業(yè)大數(shù)據(jù)應用和發(fā)展的意義；介紹農業(yè)大數(shù)據(jù)應用的原理；探討農業(yè)大數(shù)據(jù)研究和應用中存在的問題以及農業(yè)大數(shù)據(jù)應用案例分享等五個方面暢談了農業(yè)大數(shù)據(jù)在解決三農問題中的實際應用。

作為農業(yè)大國的中國，發(fā)展現(xiàn)代化農業(yè)過程中應該如何運用大數(shù)據(jù)的優(yōu)勢呢？孫九林舉例說道：“農業(yè)產品的投入化肥、農藥、種子三個方面比較多，如果把這么多門店構成一個網(wǎng)絡，就有多大的數(shù)據(jù)量可以在這里面產生，如果把這些門店全過程全部數(shù)據(jù)化，那么這個農業(yè)大數(shù)據(jù)數(shù)字是非常大的。”目前，在中國農資流通領域，大概有37萬終端農資流通門店（涵蓋了90%的農業(yè)投入品的流通，包括化肥6000多萬噸；農藥370多萬噸，總計2.4萬億元的銷售額），如果將這37萬家農資終端門店織成“一張網(wǎng)”，并將終端門店“業(yè)務流”（進銷存的數(shù)據(jù)，交易的數(shù)據(jù)，客戶關系的數(shù)據(jù)，財務的數(shù)據(jù)，物流的數(shù)據(jù)等）全面“數(shù)據(jù)化”，必將產生巨大的價值。“而這些數(shù)據(jù)就可以構建大數(shù)據(jù)的生態(tài)體系。”這樣的生態(tài)體系能在農業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、農業(yè)投入品、農產品流通、農業(yè)金融、土地流轉等方面的大數(shù)據(jù)環(huán)節(jié)產生經濟效益，同時也提高農業(yè)經營管理的效率。

可見，農業(yè)大數(shù)據(jù)是農業(yè)信息化過程中的必然產物，和其他領域的大數(shù)據(jù)一樣，農業(yè)大數(shù)據(jù)是重要的農業(yè)資源，大數(shù)據(jù)時代的來臨，也是“數(shù)據(jù)”真正成為“資源”時代的來臨。

作為阡陌科技首席科學家，孫九林院士更是以阡陌科技為例分享了大數(shù)據(jù)在農業(yè)中的應用。他說，阡陌科技以積累的涉農基礎數(shù)據(jù)為起點，開展農村普惠金融服務和供應鏈金融服務，以一個大數(shù)據(jù)平臺加兩個應用系統(tǒng)（農資經銷商系統(tǒng)和新農人系統(tǒng)），幫助新型經營主體、農資經銷商解決規(guī)模、資金和效率三大難題，并藉由此收集農業(yè)生產中的動態(tài)數(shù)據(jù)，將服務延伸到農業(yè)全產業(yè)鏈中的其他七大市場——農業(yè)金融、農產品流通、農機服務、農技服務、農事服務、土地流轉服務、農業(yè)物聯(lián)網(wǎng)，打造農業(yè)大數(shù)據(jù)生態(tài)鏈閉環(huán)，有效推動了農業(yè)信息化和大數(shù)據(jù)發(fā)展。

“誠然，如果全國的農業(yè)都能應用大數(shù)據(jù)織成一張有據(jù)可循的網(wǎng)，整個國家的農業(yè)投入品流通將更加順暢，真正實現(xiàn)農業(yè)投入品監(jiān)管，從而實現(xiàn)到2020年農藥化肥零增長的偉大目標，農產品的安全才能從源頭得到保障。”孫九林對中國農業(yè)發(fā)展充滿期待。

孫九林還強調，研究和應用農業(yè)大數(shù)據(jù)，還要緊密結合中國三農中存在的突出問題，樹立問題導向或需求導向的理念，將這些理念落到實處，否則，大數(shù)據(jù)的優(yōu)勢則很難顯現(xiàn)出來。

與時俱進的實踐者

科技是國家強盛之基，創(chuàng)新是民族進步之魂。自古以來，科學技術就以一種不可逆轉、不可抗拒的力量推動著人類社會向前發(fā)展。作為中國工程院院士，孫九林深知在科研領域自己具有不可推卸的帶頭責任。為此，他時刻把握領域前沿的發(fā)展方向，并能夠勇敢地去接受某些前人沒有留下可借鑒經驗的研究項目，亦或提出若干可能完成的前沿課題并力求去實現(xiàn)它。

從上世紀80年代初，孫九林接受了數(shù)據(jù)庫技術以后，就不斷緊跟信息科學和資源環(huán)境、農業(yè)等學科的交叉發(fā)展方向，提出、支持并參與一些新的研究領域，如資源信息學、國土資源信息系統(tǒng)、資源環(huán)境虛擬科研環(huán)境、虛擬地理環(huán)境、信息化農業(yè)、虛擬農業(yè)、精準農業(yè)、數(shù)據(jù)科學、地球系統(tǒng)科學數(shù)據(jù)共享網(wǎng)建設、地球信息科學等等，通過多學科的交叉研究和探索，取得了眾多值得稱羨的成績。

在那個剛剛改革開放的年代，孫九林主持了西南地區(qū)、洛陽、黃土高原及全國國土資源信息系統(tǒng)的攻關項目，首次提出我國資源信息系統(tǒng)體系結構、資源信息分類編碼、區(qū)域開發(fā)模型體系、統(tǒng)計型空間信息系統(tǒng)模式等，率先在國內建成多層次適合國土規(guī)劃和宏觀管理的信息系統(tǒng)，被國家計委推廣全國使用，為信息技術在資源中的應用做出了開拓性貢獻。

20世紀90年代，孫九林組織了國家農作物遙感估產攻關項目，并提出總體方案及集成技術等，建成國內第一個突破多項關鍵技術的多品種大面積估產實用系統(tǒng)，為全國估產系統(tǒng)的建立做出了開創(chuàng)性貢獻。

到了“九五”期間，國家對農業(yè)支持力度不斷增強，孫九林主持了“面向應用”的國家農業(yè)信息系統(tǒng)和青藏數(shù)據(jù)庫攻關項目，期間，他們把信息技術在農業(yè)和資源中的應用推向新階段，并提出了“資源環(huán)境虛擬科研環(huán)境”的構架，將信息及時在地學中的應用推向了一個新階段。

近年來，除了完成攻關任務，孫九林還參與精確農業(yè)開發(fā)、編寫“信息化農業(yè)總論”，系統(tǒng)闡述“信息化農業(yè)”的理論方法和技術工程，為農業(yè)信息化提供了可靠的參考依據(jù)。

作為博士生導師，孫九林在教育上更是獨樹一幟，為我國現(xiàn)代農業(yè)的發(fā)展培養(yǎng)了眾多高新人才。他說，做學生就要刻苦，就要有一股求知的精神，有一股不怕困難的精神，有一種尊重別人的品德，有一種謙讓的心態(tài)，有一種團結協(xié)作的精神。他說，年輕人，尤其是年輕一輩的科研人員，在做研究時除了要做好眼前的工作，還應把握領域前沿的發(fā)展方向，要將實地考察與技術模擬相結合，把地球信息科學理論化、研究工程化、標準化、集成化，做“一專多能”的復合型人才。青少年也要發(fā)奮學習，要有一股求知的精神、一股不畏困難的精神、一種謙遜的心態(tài)，還要有團結協(xié)作的精神。同時通過身體力行，他努力為學生樹立學習的榜樣，前進的標桿，使學生能夠明確方向，奮力拼搏。

搭建一個信息化的科研平臺，讓科學家在大量的科學數(shù)據(jù)的平臺中進行科研創(chuàng)新活動，是孫九林未來的人生目標。雖然已經年逾古稀，但他仍精神矍鑠，思維活躍，對事業(yè)依然充滿著激情。我們有理由相信，在孫院士這樣的老一輩科研工作者的帶領下，祖國的創(chuàng)新強國夢將近在咫尺！最近孫九林的名字又出現(xiàn)在2016年6月24日，中央國家機關工委表彰的優(yōu)秀共產黨員的名單中。