大數據背景下農業信息化應用體系構建和平臺建設研究?

王化冰

（陜西工業職業技術學院 咸陽 712000）

大數據背景下農業信息化應用體系構建和平臺建設研究?

王化冰

（陜西工業職業技術學院 咸陽 712000）

在大數據背景下構建農業信息化應用體系，開展多元化智能平臺信息建設，它迎合了“數字中國”、“數字農業”發展的基本綜合理念。論文主要解讀了農業大數據信息化應用體系中的若干技術分析，并構建現代農業信息管理平臺，希望為我國未來農業高速發展助力。

農業信息化；大數據；信息管理；平臺建設

1 引言

大數據（Big Data）已經是人們較為熟悉的現代化技術類型，它所擁有的“3V”特征（體量大、模態多、生成速度快）為各個行業領域發展提供著較為強大且豐富的數據支持。正如2011年6月美國麥肯錫研究院所發布的研究報告中指出“大數據時代的到來必將促進未來生產力的高速發展與革新，它也會成為消費需求增長的重要指向標?！贝髷祿寗恿宿r業自動化、智能化產業的有機發展進程，使得農業核心業務數據被更輕松的掌握于發展者手中。在農業領域，大數據的提出主要針對各個農業對象，包括農業對象之間的行為關系、數量關系與質量關系，這些都可以通過大數據客觀、真實、精確反映出來。對大數據的應用應該切實融入到天氣信息、自然環境、食品安全、生產成本、消費需求與市場價格中，圍繞大數據動態信息來預估農產品的價格變化走勢，包括農作物種植過程中所需要了解的農田質量、耕地數量、氣候變化、栽培技術、產業結構、農資配置以及農產品價格浮動等等。將政府、科研機構、企業、高校等各個環節都聯合聯動起來，形成基于大數據的可持續、可循環的農業智能化生態圈。

2 農業大數據信息化應用體系中的若干技術分析

2.1 農業生產環境數據獲取技術分析

在大數據背景下，農業數據采集自動化、智能化取代了傳統的人工化，它提高了數據輸出與輸入的實時性與高效性，證明了農業大數據的現實優勢。具體來講，它的技術體現也分布于各項子技術中，例如最為常見的農業生產環境數據獲取。該技術是指針對動植物生長過程所提出的有關空氣溫濕度、土壤溫濕度、CO2含量、營養元素、氣壓、光照等環境數據調節的行動動態監測與采集過程。它主要采用了農業智能傳感網絡技術，實現了多學科技術的相互交叉與綜合應用，同時還融入了諸如MEMS微電機系統、光纖傳感器、電化學傳感器以及仿生傳感器技術，這些技術配合大數據就形成了智能化綜合數據獲取與分析系統，提高了農業生產環境數據監測的精度與廣度，其監測頻率也有大幅度提升。在運用大數據以后，農業數據獲取的渠道及范圍也在不斷拓寬增多，其獲取成本相應降低。就目前來看，像分布式、多點部署的農業環境數據獲取技術已經相當成熟，它在數據量獲取及應用方面已經擁有了長足進步［1］。

2.2 生命信息智能感知技術分析

生命信息智能感知技術主要針對動植物的實際生長過程展開分析，其可以細化到對動植物生理狀態、發育過程以及活動規律的全面細化數據提煉，所獲取生理數據相當細膩［2～5］。例如對植物中氮元素含量變化數據的提取、動物運動軌跡、體溫變化數據的提取等等。另外還有以生命信息感知為主的光譜技術、人工嗅覺技術、機械視覺技術等等。它們都是基于大數據結合生命信息智能感知系統來為農業生產運作所獲得的重要生命信息，其本身就是對農業生產對象的數字化描述，也能夠形成對生命個體的全程行為監控管理。

2.3 農業遙感數據獲取技術分析

農業遙感數據獲取技術主要利用到了RS（Remote sensing）遙感技術、通訊衛星技術與飛行器技術，它能夠實現大目標、大范圍數據監測，并實現遠程數據獲?。?］。詳細來講，遙感技術所提供的就是一種空間信息獲取技術，它具有數據獲取范圍大、獲取信息速度快、獲取周期短、獲取信息方法多的特點，同時也能貼合大數據的海量數據標準。在農業遙感技術中，為農作物生態環境與作物生長提供了各種動態信息數據，實現了對農用地資源的有效監測與保護，并且針對農作物進行實時的、大面積的長勢估算監測。另外它還能夠針對農業氣象災害進行監測分析，通過作物模擬模型來反映某一區域內大面積、長時間的農業生產狀況［7～9］?？偨Y來說它就是能夠長時間、宏觀、全局反映農業生產層面的有效動態數據。

2.4 農產品市場經濟數據采集技術分析

這里所提到的農產品市場經濟數據采集技術主要針對農產品生產之后的市場銷售環節展開，例如對農產品的銷售、質量把控、需求滿足、庫存計算、進出口商貿等等，基于市場行情來采集調節其產品價格，明確產品性質與質量安全。客觀講農產品市場數據采集技術具有一定的突發性、動態性、變化性與實時性，目前許多農產品生產企業都通過智能終端配合大數據通信網絡的模式，借助專業技術人員團隊來開展農產品市場經濟數據采集。主要基于智能終端來優化農產品市場經濟數據內容，再基于4G基層農技推廣平臺來實現對典型農產品市場數據的有效采集和應用，為將來的農業生產提供參考經驗數據［10～13］。

2.5 農業網絡數據抓取技術分析

農業網絡數據抓取融合大數據后可以形成全新的網絡爬蟲技術，這種技術對涉農數據的動態監測過程非常精確，能夠按照一定技術法則來自動抓取網絡中的所有信息程序與校本，同時拓展出深度優先與廣度優先兩種技術。就當前農業網絡數據互聯網層面的大數據技術發揮來看，這種網絡數據抓取技術能夠客觀反映農業生產實時數據的規模、動態變化、分布性以及異構性。同時它也建立了農業搜索引擎，基于主題網絡爬蟲技術來構建大數據信息化農業應用體系平臺，為農業網絡數據獲取奠定了一定技術基礎［2］。

3 大數據背景下的現代農業信息化應用體系構建平臺分析

3.1 現代農業信息化應用體系構建平臺的基本框架

根據現代化農業信息管理要求，對其信息化平臺進行構建，其基本框架應該結合現代化農業特征，實現管理與經營兩項重要內容，其基本平臺框架如圖 1［6］。

3.2 平臺建設內容解析

該平臺基于農業信息管理應用劃分為管理類與經營類，其中再按照現代農業生產職能進行細分，結合大數據技術理論，將平臺劃分為5個現代農業職能管理類模塊與3個現代農業經營類職能模塊，它們分別從橫向與縱向信息管理方面描述了農業生產的實際應用需求，為現代農業生產建立生產鏈、資金鏈、信息鏈與物流鏈，而且4條產業鏈相互貫通聯系［14］。

圖1 現代農業信息管理應用平臺基本體系框架示意圖

具體來講，這5個現代農業職能管理模塊就包括了農業機構管理模塊、農業學科管理模塊、農業時空管理模塊、農業科技管理模塊以及農業網站管理模塊；3個現代農業經營職能管理模塊就包括了農業采購管理模塊、農業銷售管理模塊和農業生產管理模塊。在大數據時代，這些模塊能夠合理基于大數據技術滲透實現對農業現代化的精準評估與功能優化，同時進一步劃分農業管理的能顆粒度。在劃分過程中，能顆粒度越細致就說明農業技術應用劃分越精確。不過考慮到農業信息管理存在一定難度，所以如圖1所示該平臺建設也采用了ABC管理模式，分別將上述8個現代農業職能管理模塊進行整合歸類，最終實現分類管理［15］。

利用ABC管理模式主要是希望基于大數據技術功能將現代農業職能進行更深層次的劃分管理，同時區分農業信息管理中的能顆粒度大小，明確并優化各個模塊職能。具體來講，A類管理模式就主要基于大數據來設置農業信息編碼庫表，基于A類職能管理對象來進行管理過程分析，解析諸如農業科技成果、學科及相關科技人員對象所涉及的相關數據信息問題。

B類職能管理對象主要是單獨設立大數據編碼庫表，并進行內部信息分類編碼，B類職能管理相對更為重要，它能夠單獨控制一個農業信息體系，對農業生產中所涉及到的所有基本信息進行管理，例如農產品生產地所處區域、農業技術內容以及農戶基本資料等等。

C類職能管理對象主要是構建編碼表較為短小但應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業生產中不太重要的對象信息，例如農業應用標準基礎信息等等，但考慮到該平臺擁有數據信息共享功能，所以該類信息也必須納入到平臺管理體系中。

4 結語

在大數據與三農問題背景下，我國農業高科技發展也逐漸被關注。本文所提出的大數據背景下農業信息化應用體系構建平臺建設能夠實現精準農業發展，實現現代化農業中信息的橫縱雙向共享與交流過程。對未來我國農業發展數字化目標具有極大的激勵促進作用。

［1］范文躍.透視大數據時代下的農業標準信息化［J］.電子商務，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.農業大數據應用體系架構和平臺建設［J］.廣東農業科學，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.大數據與農業：現實挑戰與對策［J］.電子商務，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.大數據管理：概念、技術與挑戰［J］.計算機研究與發展，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.大數據分析-RDBMS與MapReduce的競爭與共生［J］.軟件學報，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.農業現代化背景下大數據分析在農業經濟中的應用研究［J］.四川師范大學學報，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.大數據及其科學問題域方法的探討［J］.武漢大學學報（理學版），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據技術研究［D］.太原：太原理工大學，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.大數據與大數據經濟學［J］.中國軟科學，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.基于大數據的中國種業信息監管平臺建設現狀及前景展望［J］.農業展望，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.農業現代化過程的農業信息化研究［D］.成都：西南財經大學，2014.LEI Chengwei.Agricultural Informatization in agricultural modernization process［D］.Chengdu：Southwestern University of Finance and Economics，2014.

［12］李易人.中外農業信息化發展問題比較研究［P］.洛陽：河南科技大學，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.農業信息化投入存在的問題及對策研究—以重慶市為例［J］.中國農業科技導報，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.西部民族地區城鎮化“大數據”農業信息服務體系創新研究［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.農業信息化建設的實證研究-以山東省為例［J］.中國農業科學，2014，47（20）：4117-4127.RUAN Huaijun，FENG 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：計算機應用系統開發、網絡應用。