福建省農業資源數據中心規劃設計與思考

鄭麗琴，葉 夏

(福建省農業信息服務中心， 福建 福州 350001)

在當前“互聯網+”時代下，從國內外農業發展的趨勢來看，從農資銷售、中介服務、土地流轉到農業生產、農產品銷售，整個農業產業鏈都已經出現了物聯網、大數據的身影[1]，農業大數據正在改變農業生態。目前，福建省農業的信息化水平還處于比較薄弱的階段，缺乏省級農業大數據平臺。建設福建省農業數據資源中心，推進物聯網、大數據等現代信息技術在農業產加銷各個環節的應用，逐步實現育種、栽培、灌溉、施肥、用藥、采摘等生產環節的精確化、信息化管理，勢在必行。因此，本研究分析福建省農業數據資源現狀及存在的問題，通過整合全省農業信息資源，規劃全省農業大數據平臺，打通涉農信息孤島，并依托平臺展開農業數據產業構想。

1 數據資源現狀

福建省農業系統包括農業農村部在用系統、省農業農村廳在用系統，可分為應用系統、統計系統、農業統計報表、農業數據庫四大類，共80多個。

1.1 應用系統

福建省農業農村廳在用的應用系統包括農業農村廳自建系統和引用農業農村部系統近30個。引用農業農村部系統包括農業農村部部門預算項目管理系統、農業農村部績效管理信息系統、中國農技推廣信息服務平臺、全國基層農業技術推廣體系管理信息系統、農業部獸藥產品批準文號核發系統、全國農機化生產信息服務平臺等。農業農村廳自建應用系統一部分部署在政務外網，另一部分部署在政務信息網。其中，福建省農業農村廳辦公自動化系統、福建省農業視頻會議系統、福建省農業農村廳網上審批系統等應用系統部署在政務信息網，部署在政務外網的系統有福建省農村經營管理綜合信息應用系統、福建省農資監管信息平臺、福建省農產品質量安全監管信息平臺、福建省農情信息調度系統、福建省農產品質量安全追溯系統、福建省農業產業化龍頭企業動態管理系統、福建省農村觀察點與農戶融資擔保運行管理平臺、福建省農村經營管理綜合信息平臺、福建省精準扶貧開發數據平臺等。

1.2 統計系統

福建省農業農村廳現有的統計系統主要包括：全國農業系統人事勞動統計年報直報系統、宣傳信息報送系統、家庭農場監測填報系統、農村土地確權登記報送系統、福建省農業農村廳財政資金上報系統、全國農機事故報送分析系統、獸醫實驗室信息填報系統、畜牧業災情上報系統等40多個。

1.3 農業統計報表系統

福建省農業農村廳除了利用統計系統進行農業資源、農村人口、勞動力等信息報送外，也采用統計報表這種非結構化方式進行農業信息報送。農業統計報表例如動物衛生監督工作信息報表，包含動物衛生監督機構設置情況表、動物衛生監督執法人員情況表、動物衛生監督執法人員違反違紀處理情況統計表、違反《動物防疫法》案件查處情況表、動物衛生監督證章及標志使用情況表、動物產地檢疫情況表、動物屠宰檢疫情況月報表、交易市場動物衛生監督報表、動物防疫監督檢查站業務報表、動物及動物產品無害化處理情況表等。

1.4 農業數據庫

福建省農業農村廳目前已建設了部分農業特色數據庫，主要包含:全省農業專家數據庫、農業實用技術數據庫、農業政策法規數據庫，以及新型職業農民培育工程信息管理系統的培育對象庫、培訓單位庫、培育師資庫、實訓基地庫、培育教材庫等。

2 存在的主要問題

福建省農業農村廳農業數據資源收集工作除了起步較晚，基礎設施設備不齊不全，以及從事農業數據資源采集業務人手少且專業技術人員奇缺外，還存在以下幾個主要問題。

2.1 系統各自為政，數據碎片化

目前農業的數據資源仍分散在各個業務應用系統中，數據無法融合，使得數據資源難以進行綜合分析和有效應用。

2.2 數據口徑各異，相互不通聯

福建省農業系統各業務部門所建立的信息系統主要是從自身業務角度出發，所制定的是自己的業務標準，也只專注與本部門業務相關的數據，造成數據的重復采集。數據所采用的標準不同，獲取方式不同，部門間即使指標相同，數據也可能不一致，標準難以評判，數據難以共享[2]，導致信息資源采集成本高且浪費嚴重。

2.3 數據脫離應用，多為“死數據”

當前大部分農業系統的數據僅用于政務上的審批和報送，脫離實際應用，沒有發揮數據的真正價值，最終成為“死數據”。獲取信息渠道受限，導致真正需要農業最新信息和數據的農企(農戶)、各行各業極難或無處獲取權威數據；農業數據無法真正為農企(農戶)、金融保險等行業提供服務。開發利用農本數據服務于農業發展，使“死數據”變成“活情況”，“活情況”轉化為“好建議”，充分發揮其經濟與社會效益，亟待探索實踐。

3 規劃目標定位

讓“死數據”活起來，當務之急是要建立一套健全科學的數據共享體系，形成農業數據資源中心，實現農業數據的匯聚共享，讓原本孤立存在的系統互聯互通，實施數據的管理管控，開展數據應用，進一步發揮農業數據的社會效益。

3.1 實現數據的匯聚共享

通過農業信息資源開放共享，推動資源整合，打破數據壁壘，按照“統一架構、統一采集、統一存儲、統一管理、統一服務”的原則，強化數據就是資源的意識，推動全省涉農信息形成“一張圖、一個窗口對外”的農業農村大數據共享格局，實現農業農村資源環境信息、生態信息、農業生產要素信息、農產品市場信息、農業科技信息、農業政策信息、農業電子政務信息、農村扶貧信息等農業信息的高效綜合利用。

3.2 實施數據的管理管控

數據的匯聚共享只是第一步，數據在日常運營中不斷積累的才是寶貴的資產，管理好這些資產，充分發揮其決策支持價值，具有重要現實意義。要從制度上和技術上雙管齊下，對數據實施有效的管理管控。

從技術上進行數據管理維護，主要包括：數據權限管理、數據更新管理、數據備份、管理工具等。對系統功能、數據庫、數據文件等方面的權限管理進行用戶的訪問控制。通過數據更新管理解決基礎信息及其相關核心數據的同步更新、業務數據和分析型數據的定期更新、基礎數據和專題數據集的同步更新、錯誤數據的追加更新。通過數據的備份防止系統出現操作失誤或系統故障導致數據丟失。通過完備的統一的圖形化管理工具完成對不同系統數據庫的配置，在大數據中心平臺對所有的數據庫進行集中管理以及對性能和事務的監控，包括元數據管理、數據共享服務、運行監控管理和數據應用服務等功能。管理工具中包含數據庫構建向導、索引向導、性能智能向導等多種輔助圖形化管理工具，簡化數據庫的管理，提供數據庫的自我管理和資源調度功能，支持部分核心數據庫參數由數據庫系統自我調節。

從制度上進行數據管控，需要建立一套完整的數據管理機制。通過辦公室牽頭、業務處室保障數據質量、信息中心提供技術支撐和技術指導的三位一體管理體系，明確業務系統的責任單位，以誰提供誰負責、誰審核誰負責的原則保障數據的質量。通過數據更新的可視化展示，直觀掌握各業務系統的信息更新和系統運營情況，對于無能力運營的業務系統及時關停。同時重視強化涉農業務人員的共享意識，通過做好農業大數據管理工作，進一步提升農業數據共享的質量和水平。

3.3 開展數據應用

通過農業數據資源中心搭載農業農村信息綜合服務平臺，并在此基礎上建設“農業生產服務”“農業經營服務”“農產品質量安全服務”等應用，形成一個中心、三大應用、一個平臺，即“農業云131”工程。

根據農業農村主管部門的農業生產管理與服務職能，為全省農業農企(農戶)的生產經營提供包括農資、農機、農技、動物疫情管理、病蟲害管理、土肥管理等農業農村相關的信息化支撐服務。建設農業生產決策指揮系統、農業“一張圖”、動物檢疫票證電子化管理系統、種豬遺傳評估系統、農業財政專項資金管理系統、農機安全監理信息系統、農技管理系統、動物疫情管理系統、農機管理系統、植保信息管理系統、土肥信息管理系統、病蟲害管理系統等。

同時，進一步拓展為全省廣大農民提供包括農業金融服務、農業保險服務、農村土地管理，以及農業農村經營管理等信息化服務，配套建設相應的信息化系統。建設新型農業主體采集系統、農業金融服務平臺、農業保險服務平臺、農業信用管理系統、農產品價格服務平臺、農業農村土地管理系統、農業農村土地流轉服務等。

為了實現全省農產品質量安全可控，根據農業部門的農產品質量安全監管職能，通過健全信息化手段實現全省農產品一品一碼、三品一標，以及農產品質量全程可追溯，保障全省農產品的質量安全。建設綠色食品認證管理系統、農產品質量管理系統、投入品管理系統、農產品檢測系統、一品一碼系統、一企一碼系統、三品一標系統等。

4 數據產業構想

隨著農業數據資源中心的發展，其作用不僅體現在農業政務服務方面，對社會的影響也不容小覷，不同主體之間的數據共享為農業企業、農業金融、衛星遙感等行業的發展和人才的培養提供了新的動力。農業大數據要實現長效發展，需要不斷創新發展模式，使自身具有更高的利用價值，使農業大數據共享成為促進農業科技進步、農業產業發展的重要力量。

4.1 服務農業政務

以農業數據資源中心為數據支撐，通過加強農情、植保、耕肥、農藥、飼料、疫苗、農機作業等相關數據的實時監測與分析，提高農業生產管理、指揮調度等數據支撐能力，為省市縣各級農業部門領導的工作匯報和指揮決策提供有效手段。

以衛星遙感數據分析挖掘為基礎，融合農業氣象數據、農業業務數據資源、涉農部門數據、社會數據、互聯網數據等，形成農業時空大數據一張圖，構建大數據監管模型，完善用數據管理和用數據決策，實現以圖管地、以圖管農、以圖指揮，做到農業資源家底“心中有數”，資源狀況“一覽無余”，資源管理“高效有序”。

4.2 服務新型農業經營主體

利用農業數據資源中心開發針對農村集體經濟和農村合作經濟發展情況的監測系統，建立健全示范性家庭農場、合作社示范社和重點龍頭企業名錄庫，構建新型經營主體的信用評價模型。通過整合涉農資金，重點支持信用評分高的龍頭企業、家庭農場和合作社。同時，通過與金融信貸合作，為有貸款需求并且信用評分高的經營主體提供便捷的在線申請渠道，并可結合農業數據資源中心的用戶基本信息、生產數據、交易數據以及農業企業數據(氣候、市場等信息)挖掘用戶金融貸款需求，主動推送相關的金融服務。

接入氣象數據、地理信息等數據，建立以農業氣象指標、作物模型、衛星遙感為核心的智能農業氣象服務系統，結合地理位置與農企農戶的身份識別信息，提供“點對點”個性化氣象需求服務[3]，農企農戶可以獲取感興趣位置的天氣氣候、作物生長、農事活動及相關地理信息，也可以實時上傳農情、災情及其他相關信息。

4.3 服務農業金融

以農業數據資源中心為數據基礎，搭載12316對外服務平臺，引入衛星遙感技術，對接銀行、保險、期貨等金融行業，構建“衛星遙感+保險+信貸+期貨”的多方共贏模式(圖1)。

圖1 “衛星遙感+保險+信貸+期貨”的多方共贏模式

作為政策性保險，全國各大保險公司以降低價格、提高賠付率等手段爭相進入農業保險領域，并積極開發農業保險新險種。為降低農戶投保成本，對接期貨，形成“保險+期貨”的經營模式降低自身風險，降低保險費用，提高農民可接受程度。保險公司可在承保前、承保中、出險后3個階段分別利用衛星遙感技術提供驗標支撐、提供農事增值服務、評估標的物受損情況，保障保險公司和農戶的合法利益。由于保險公司承保，降低了銀行放貸的風險，銀行有動力以低貸款利息方式鼓勵農民購買保險后貸款，達到銀行、保險公司和農民三贏的目標。

4.4 促進人才的培養

在推進農業大數據產業落地生根的過程中，同時能促進職業技能人才的培養，培養更多農業大數據技術、遙感衛星技術和應用創新型人才、專家，催生農業大數據科研創新基地和實驗室建設，最終構建出多層次、多類型的農業大數據人才培養體系[4]。

5 總體建設方案

5.1 總體架構

農業數據資源中心包含一個標準規范體系、六個層級分別為展示層、應用層、應用支撐層、數據層、基礎設施層和感知層[5]。總體架構如圖2所示。

圖2 農業數據資源中心總體架構

標準規范體系：標準規范體系建設是農業數據資源中心建設配套的重要基礎性工作，主要涉及涉農產品、資源要素、產品交易、農業技術、政府管理等內容在內的數據指標、樣本標準、采集方法、分析模型、發布制度、共享規范、訪問控制等標準體系。主要包括總體規范(基礎通用信息規范體系)、數據資源類、數字產品類、應用服務類、管理類、運行支撐規范、其他等共7大類規范。

感知層：實時感知農業相關過程中的各項數據，采用傳感器、衛星遙感、圖像采集器、監控攝像頭、IOT終端等設備采集終端，通過有線或無線方式上傳到數據采集中心，為農業分析提供實時的數據支撐。

基礎設施層：基礎設施層為上層的數據、平臺、應用提供基礎設施服務，包括各類網絡設備、主機服務器、存儲設備、安全設備、系統軟件等。目標架構搭建在福建省電子政務云計算平臺上，建立彈性計算子服務與容器云子服務，以按需獲取的方式提供具備底層資源隔離能力的運行環境，提供應用部署容器的伸縮服務，簡化部署，提高應用部署與需求響應的敏捷性。

數據層：數據層將數據資源分為農業相關的社會資源數據、農業自然資源數據、農業動態信息數據、農業地理信息數據，形成農業數據資源庫，為上層應用提供豐富、準確的數據資源。主要包括數據采集匯聚系統、數據存儲計算系統、數據開放共享系統、數據管理管控系統。數據采集匯聚系統負責農業數據的統一接入與清洗，數據存儲計算系統負責農業數據資產的存儲與分析挖掘工作，數據開放共享系統提供安全、多樣、便捷的數據與對外共享服務，數據管理管控系統保障平臺健康運行與農業數據資產的有效管理。

應用支撐層：應用支撐層利用各種通用性平臺向業務應用提供技術支撐，主要包括能力集成服務、地理信息支撐服務、基礎技術子服務、業務能力子服務、統一身份認證、統一安全服務等，通過數據交換平臺實現與業務系統應用對接。

應用層：為政務管理者、農企農戶、金融行業等提供農業生產服務、農業經營服務、農產品質量安全服務等。應用服務包括種豬遺傳評估系統、動物檢疫票證電子化系統、智慧園可視化管理系統、農業財政專項資金系統、農機安全監理信息系統、新型農業主體采集系統、綠色食品認證管理系統、農業生產決策指揮系統、12316服務平臺。

展示層：以農業農村信息綜合服務平臺作為統一工作平臺面向終端用戶，是各類用戶獲取所需服務的主要入口和交互界面，實現用戶訪問的登錄、各類業務應用集成訪問、個性化展現、用戶及安全管理等方面功能。此外通過農業農村廳門戶網站面向公眾提供信息查詢服務，通過12316服務平臺面向農企、金融行業等提供農業專家咨詢、保險、信貸等服務。

5.2 運營管理

農業數據資源中心建成后的運行管理實行承建方負責制。確立項目運行維護機構，制定和完善相應的管理制度，加強支撐平臺、業務系統、數據交換的日常運行和維護管理。對建成項目進行信息安全風險評估，檢驗網絡和信息系統對安全環境變化的適應性及安全措施的有效性，保障信息安全。

為確保系統的正常運行，建立從系統到資金到人員等各方面的管理規定，作為確保系統正常運行的軟環境，至少應包括下列內容：確保數據采集渠道和建立數據管理規章制度，確保數據來源穩定，審核有規定程序，錄入有規定數據，使用有安全保障；建立共享制度，實行“共享為原則，不共享為例外”的共享機制，對于不能共享的數據要特別說明，確保涉農系統、涉農數據的融合共享，發揮數據價值的最大化；建立系統數據備份管理制度，實行數據定期備份，確保系統被破壞后能立即恢復；建立系統維護制度，確保系統操作正確，監控非法操作行為，避免系統受到不法的攻擊；建立系統應急預案，確保系統在緊急情況下能夠保持業務連續性；建立維護資金保障制度，確保一定的維護投入，促進系統的更新、升級。

6 思考與討論

6.1 農業數據采集難度大

數據來源問題是應用大數據技術的根本基礎，由于當前農業信息化程度較低，智能設備基礎比較薄弱，數據來源主要依靠農業普查及鄉、縣、市、省各級的層層上報，獲得的數據極易受人為因素影響。一是數據的更新頻次較低，難以做到實時更新，二是數據的質量難以保證，數據的真實性、科學性較難鑒別、篩選，許多數據不能使用。隨著互聯網、物聯網、衛星遙感等技術的發展和普及，使得“一切皆可量化”，必須要加大農業智能采集設備的投入力度，通過借助物聯網、衛星遙感等技術的應用來獲取農業相關數據，保障數據來源可靠性和更新頻次。

6.2 數據應用服務開發難度大

數據的應用服務應該是及時、快速的，但如何快速、準確地為用戶提供服務甚至是一些定制化服務，進而發展成長期穩定的運營模式，需要不斷去挖掘、探討和嘗試。在農業數據的采集、處理、存儲、挖掘和提供應用服務的過程中需要農業大數據方面的人才和技術支撐。限于人才和技術水平，加大了數據應用服務開發的難度，因此急需培養這類跨學科復合型人才。