數(shù)字農(nóng)業(yè)農(nóng)村基礎(chǔ)平臺建設(shè)研究

汪艷霞

(福州市勘測院有限公司，福建 福州 350000)

1 引 言

2009年，美國聯(lián)邦政府的數(shù)字政府戰(zhàn)略由“電子政府”轉(zhuǎn)向“開放政府”，建設(shè)政府數(shù)據(jù)開放平臺(www.data.gov)提供農(nóng)業(yè)、氣象、能源等主題數(shù)據(jù)，旨在讓公眾可隨時隨地地獲取高質(zhì)量的數(shù)字政府信息和服務(wù)[1～3]，2013年7月英國Department for Business，Innovation & Skills，Department for Environment，F(xiàn)ood & Rural Affairs，and Department for International Development(商務(wù)創(chuàng)新技能部、環(huán)境食品農(nóng)村事務(wù)部、國際發(fā)展部)聯(lián)合發(fā)布了《A UK Strategy for Agricultural Technologies》(英國農(nóng)業(yè)技術(shù)戰(zhàn)略)，旨在提供更高效的、可持續(xù)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，保持其在世界農(nóng)業(yè)中的領(lǐng)導地位[4]。國內(nèi)大數(shù)據(jù)等信息化技術(shù)在農(nóng)業(yè)農(nóng)村領(lǐng)域的應(yīng)用相對較晚，隨著《農(nóng)業(yè)部關(guān)于推進農(nóng)業(yè)農(nóng)村大數(shù)據(jù)發(fā)展的實施意見》[5]、中共中央國務(wù)院《鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略規(guī)劃(2018-2022年)》[6]、中共中央辦公廳國務(wù)院辦公廳《數(shù)字鄉(xiāng)村發(fā)展戰(zhàn)略綱要》[7]、農(nóng)業(yè)農(nóng)村部中央網(wǎng)絡(luò)安全和信息化委員會辦公室《數(shù)字農(nóng)業(yè)農(nóng)村發(fā)展規(guī)劃(2019-2025年)》[8]、《數(shù)字鄉(xiāng)村建設(shè)指南1.0》[8]等重要政策文件的印發(fā)，用來指導我國數(shù)字農(nóng)業(yè)農(nóng)村建設(shè)，加快推進了農(nóng)業(yè)農(nóng)村信息化、現(xiàn)代、智能化、智慧化的建設(shè)。

據(jù)《2020年全國縣域數(shù)字農(nóng)業(yè)農(nóng)村發(fā)展水平評價報告》，全國縣域農(nóng)業(yè)農(nóng)村信息化財政投入182億元，數(shù)字農(nóng)業(yè)農(nóng)村發(fā)展總體水平達36.0%，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)數(shù)字化水平為23.8%，縣域政務(wù)服務(wù)在線辦事率為25.4%[9]。目前全國的農(nóng)業(yè)農(nóng)村信息化以農(nóng)業(yè)農(nóng)村數(shù)據(jù)云(農(nóng)業(yè)農(nóng)村大數(shù)據(jù)、農(nóng)業(yè)農(nóng)村一張圖)建設(shè)和共享為基礎(chǔ)[10～13]，開展農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)(生產(chǎn)種植智能化)[14，15]、單品大數(shù)據(jù)建設(shè)[16～19]以及農(nóng)業(yè)農(nóng)村政務(wù)管理與服務(wù)[20]、數(shù)字鄉(xiāng)村建設(shè)等[21，22]。在“數(shù)字城市”“CIM”平臺[23]等城市數(shù)據(jù)底座日益推廣建設(shè)的環(huán)境下，面向市-縣-鄉(xiāng)鎮(zhèn)三級農(nóng)業(yè)農(nóng)村管理部門和農(nóng)業(yè)企業(yè)、農(nóng)民合作社等新型農(nóng)業(yè)經(jīng)營主體等多級政企聯(lián)動服務(wù)的數(shù)字農(nóng)業(yè)農(nóng)村基礎(chǔ)平臺建設(shè)研究，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)農(nóng)村信息基于業(yè)務(wù)的自生長更新和一體化服務(wù)，助力“數(shù)字城市”“農(nóng)業(yè)農(nóng)村大數(shù)據(jù)云”的建設(shè)與分析應(yīng)用。

2 數(shù)字農(nóng)業(yè)農(nóng)村基礎(chǔ)平臺

2.1 平臺架構(gòu)設(shè)計

農(nóng)業(yè)農(nóng)村的管理主要是對下轄各縣區(qū)的農(nóng)業(yè)農(nóng)村事務(wù)管理以及新型農(nóng)業(yè)經(jīng)營主體的監(jiān)管，并進行統(tǒng)計分析了解本地農(nóng)業(yè)農(nóng)村發(fā)展狀況，開展智能分析以輔助農(nóng)業(yè)農(nóng)村政策、計劃的制定和指導，用物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)、AI等新一代信息化技術(shù)農(nóng)業(yè)發(fā)展和鄉(xiāng)村振興建設(shè)，其架構(gòu)設(shè)計如圖1所示。

圖1 平臺技術(shù)架構(gòu)

數(shù)字農(nóng)業(yè)農(nóng)村基礎(chǔ)平臺包含感知層、基礎(chǔ)設(shè)施層、數(shù)據(jù)資源層、平臺服務(wù)層、應(yīng)用系統(tǒng)層、用戶層等6層，具體如下：

感知層：主要包括各企業(yè)和農(nóng)場主的視頻監(jiān)控、園區(qū)物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測設(shè)備和其他感知設(shè)備。

基礎(chǔ)設(shè)施層：包含基礎(chǔ)設(shè)施、網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)、主機系統(tǒng)、存儲系統(tǒng)、安全系統(tǒng)等基礎(chǔ)軟硬件環(huán)境。

數(shù)據(jù)資源層：包括時空基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)、農(nóng)業(yè)農(nóng)村業(yè)務(wù)專題數(shù)據(jù)、智能感知數(shù)據(jù)和知識庫數(shù)據(jù)，以及提供數(shù)據(jù)管理的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。

平臺服務(wù)層：包括GIS服務(wù)、大數(shù)據(jù)分析服務(wù)、消息分發(fā)服務(wù)表單服務(wù)以及平臺運維管理服務(wù)等。

應(yīng)用系統(tǒng)層：系統(tǒng)功能的具體體現(xiàn)，主要分為信息服務(wù)類、信息通道類、分析決策類和大屏服務(wù)類下的10個系統(tǒng)，詳見2.3。

用戶層：主要包括市農(nóng)業(yè)農(nóng)村局、縣區(qū)農(nóng)業(yè)農(nóng)村局、鄉(xiāng)鎮(zhèn)農(nóng)業(yè)農(nóng)村部門、涉農(nóng)企業(yè)以及村民和公眾。

數(shù)字農(nóng)業(yè)農(nóng)村標準規(guī)范體系：主要是制定數(shù)字農(nóng)業(yè)農(nóng)村標準規(guī)范，促進數(shù)據(jù)資源的共享共用。

數(shù)字農(nóng)業(yè)農(nóng)村運行維護機制：主要指在數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)庫管理和應(yīng)用服務(wù)系統(tǒng)運行過程中各個層面應(yīng)遵守的相應(yīng)的制度和規(guī)范保障平臺持續(xù)穩(wěn)定運行。

2.2 農(nóng)業(yè)農(nóng)村數(shù)據(jù)資源

農(nóng)業(yè)農(nóng)村數(shù)據(jù)資源主要包含時空基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)、農(nóng)業(yè)農(nóng)村業(yè)務(wù)專題數(shù)據(jù)和智能感知數(shù)據(jù)。

(1)時空基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)：農(nóng)業(yè)農(nóng)村業(yè)務(wù)可視化和服務(wù)所需的各類基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)，包含多時態(tài)的電子地圖數(shù)據(jù)和影像地圖數(shù)據(jù)、行政區(qū)劃(特別是村界)等，從當?shù)氐摹皵?shù)字城市”/“智慧城市”建設(shè)成果對接共享。

(2)農(nóng)業(yè)農(nóng)村業(yè)務(wù)專題數(shù)據(jù)

農(nóng)業(yè)自然資源：包含農(nóng)業(yè)種植業(yè)數(shù)據(jù)、土壤數(shù)據(jù)等構(gòu)成。

農(nóng)業(yè)生物資源：指畜牧業(yè)數(shù)據(jù)。

鄉(xiāng)村振興：鄉(xiāng)村振興考核數(shù)據(jù)和鄉(xiāng)村振興建設(shè)成效的全景、景點、特色產(chǎn)品、民宿餐飲等數(shù)據(jù)。

農(nóng)業(yè)農(nóng)村經(jīng)濟運行：農(nóng)情生產(chǎn)周報、畜牧生產(chǎn)月報、農(nóng)業(yè)農(nóng)村經(jīng)濟運行月報等統(tǒng)計數(shù)據(jù)。

農(nóng)業(yè)行政執(zhí)法：農(nóng)產(chǎn)品安全檢查和執(zhí)法案件相關(guān)數(shù)據(jù)。

農(nóng)業(yè)經(jīng)營主體：包含龍頭企業(yè)、農(nóng)民專業(yè)合作社、家庭農(nóng)場等涉農(nóng)經(jīng)營主體。

規(guī)劃保護：包含農(nóng)產(chǎn)品地理標志保護以及鄉(xiāng)村規(guī)劃、國土空間規(guī)劃相關(guān)數(shù)據(jù)。

(3)智能感知數(shù)據(jù)

農(nóng)產(chǎn)品種養(yǎng)殖企業(yè)以及鄉(xiāng)村振興建設(shè)的視頻、感知設(shè)備等監(jiān)控監(jiān)測數(shù)據(jù)。

2.3 主要系統(tǒng)功能介紹

(1)農(nóng)業(yè)農(nóng)村一張圖系統(tǒng)

以“一張圖”實現(xiàn)農(nóng)業(yè)農(nóng)村各類專題空間數(shù)據(jù)按資源目錄集成展示、空間查詢、業(yè)務(wù)關(guān)聯(lián)查詢等，為農(nóng)業(yè)農(nóng)村業(yè)務(wù)辦理提供空間信息服務(wù)，如圖2所示。

圖2 農(nóng)業(yè)農(nóng)村一張圖系統(tǒng)

(2)鄉(xiāng)村振興服務(wù)系統(tǒng)

從“鄉(xiāng)村振興”的角度，為各鄉(xiāng)村提供產(chǎn)業(yè)興旺、生態(tài)宜居、鄉(xiāng)風文明、治理有效、生活富裕等5個專題服務(wù)，并結(jié)合鄉(xiāng)村振興建設(shè)考核指標進行統(tǒng)計分析服務(wù)，實現(xiàn)統(tǒng)計專題圖與鄉(xiāng)村服務(wù)的逐級聯(lián)動服務(wù)，如圖3所示。

圖3 鄉(xiāng)村振興服務(wù)系統(tǒng)

(3)農(nóng)業(yè)農(nóng)村業(yè)務(wù)信息采集系統(tǒng)

以PC端瀏覽器和移動端App兩種方式提供農(nóng)業(yè)農(nóng)村業(yè)務(wù)信息采集上報服務(wù)，其中PC端提供表單信息及相關(guān)材料的填報，App端提供信息填報及數(shù)據(jù)采集上報服務(wù)。

(4)農(nóng)業(yè)農(nóng)村業(yè)務(wù)采集信息管理系統(tǒng)

提供采集信息的審核、查詢、統(tǒng)計、導入導出、更新維護以及采集需求的發(fā)布等功能。

(5)e農(nóng)服務(wù)(公眾號)

建設(shè)農(nóng)業(yè)農(nóng)村微信公眾號，為公眾提供更多鄉(xiāng)村振興和農(nóng)業(yè)的信息化服務(wù)。

(6)智能分析與輔助決策系統(tǒng)

借鑒專家分析方法，采用AI技術(shù)，建立農(nóng)業(yè)農(nóng)村業(yè)務(wù)分析模型與知識庫，提供疫情分析、農(nóng)田建設(shè)分析等智能分析服務(wù)，為疫情防控、農(nóng)業(yè)指導提供決策支持，如圖4所示。

圖4 疫情影響?zhàn)B殖企業(yè)分析

(7)農(nóng)業(yè)農(nóng)村業(yè)務(wù)統(tǒng)計分析系統(tǒng)

根據(jù)農(nóng)業(yè)農(nóng)村業(yè)務(wù)信息采集系統(tǒng)填報的種植、畜牧、經(jīng)營主體等業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，根據(jù)統(tǒng)計分析模型，自動形成統(tǒng)計圖表和專題圖并提供導出服務(wù)。

(8)數(shù)字農(nóng)業(yè)農(nóng)村一體化可視平臺

面向大屏幕，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)農(nóng)村空間信息、專題統(tǒng)計信息、視頻和監(jiān)測信息以及互聯(lián)網(wǎng)農(nóng)產(chǎn)品信息等的集成展示，包含總覽、產(chǎn)業(yè)分析、農(nóng)業(yè)指導、鄉(xiāng)村振興等專題，是農(nóng)業(yè)農(nóng)村發(fā)展總體態(tài)勢和實時動態(tài)監(jiān)測的信息“窗口”，并提供輔助決策分析服務(wù)，為應(yīng)急指揮調(diào)度和輔助決策提供支撐，如圖5所示。

圖5 總覽分析

3 平臺特色分析

3.1 基于業(yè)務(wù)的農(nóng)業(yè)農(nóng)村數(shù)據(jù)自生長模式

對數(shù)據(jù)進行定期采集、錄入的更新方式影響了數(shù)據(jù)的現(xiàn)勢性，特別是對于一些數(shù)據(jù)現(xiàn)勢性要求較高的數(shù)據(jù)會影響決策的科學性從而造成損失，通過信息化手段，從業(yè)務(wù)源頭實現(xiàn)數(shù)據(jù)的動態(tài)更新能較好地解決數(shù)據(jù)現(xiàn)勢性問題，也可節(jié)約數(shù)據(jù)更新的投入。基于數(shù)字農(nóng)業(yè)農(nóng)村基礎(chǔ)平臺的系統(tǒng)協(xié)同，可實現(xiàn)農(nóng)業(yè)農(nóng)村數(shù)據(jù)基于業(yè)務(wù)的自生長，解決數(shù)據(jù)更新的問題，如圖6所示：

圖6 農(nóng)業(yè)農(nóng)村數(shù)據(jù)自生長模式

基于農(nóng)業(yè)農(nóng)村業(yè)務(wù)信息采集系統(tǒng)(App+PC)，在實際農(nóng)事生產(chǎn)、農(nóng)產(chǎn)品檢測、畜牧養(yǎng)殖、防疫檢查、農(nóng)技指導、農(nóng)情統(tǒng)計等實際工作開展過程中實現(xiàn)外業(yè)信息的動態(tài)采集、業(yè)務(wù)信息的動態(tài)填報，基于物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)接入系統(tǒng)實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測、視頻監(jiān)控信息的動態(tài)接入，基于服務(wù)接口體系實現(xiàn)外部互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)和其他數(shù)據(jù)的動態(tài)接入，從而實現(xiàn)農(nóng)業(yè)農(nóng)村數(shù)據(jù)庫的動態(tài)更新，為農(nóng)業(yè)農(nóng)村一張圖系統(tǒng)、統(tǒng)計分析系統(tǒng)、鄉(xiāng)村振興服務(wù)系統(tǒng)、智能分析與輔助決策系統(tǒng)、一體化可視化平臺、微信公眾號提供最新的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)和服務(wù)。

3.2 多終端呈現(xiàn)全息“三農(nóng)”

在時空基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，對農(nóng)業(yè)自然資源、生物資源、國有資源、鄉(xiāng)村振興、農(nóng)業(yè)農(nóng)村經(jīng)濟運行、農(nóng)業(yè)經(jīng)營主體、農(nóng)村經(jīng)濟改革、農(nóng)業(yè)行政執(zhí)法、規(guī)劃保護等各類農(nóng)業(yè)農(nóng)村專題數(shù)據(jù)資源進行融合，并集成統(tǒng)計年鑒以及其他部門相關(guān)的涉農(nóng)數(shù)據(jù)(土地利用現(xiàn)狀、地籍調(diào)查、基本農(nóng)田)、互聯(lián)網(wǎng)農(nóng)產(chǎn)品監(jiān)測數(shù)據(jù)等，形成“農(nóng)業(yè)農(nóng)村一張圖”，通過PC、大屏、移動端等多終端進行展示，透視農(nóng)業(yè)、農(nóng)村、農(nóng)戶(農(nóng)業(yè)經(jīng)營主體)的過去、現(xiàn)狀和未來規(guī)劃情況，以“一圖”實現(xiàn)農(nóng)業(yè)農(nóng)村全息呈現(xiàn)。

3.3 一體化服務(wù)助力鄉(xiāng)村振興

農(nóng)業(yè)農(nóng)村基礎(chǔ)平臺向農(nóng)戶(F)、農(nóng)企(B)、農(nóng)業(yè)農(nóng)村部門(A)提供報、管、析、監(jiān)的一體化服務(wù)體系。①基于農(nóng)業(yè)農(nóng)村業(yè)務(wù)信息采集系統(tǒng)，實現(xiàn)企業(yè)運行情況、農(nóng)業(yè)農(nóng)村管理數(shù)據(jù)等實時填報，實現(xiàn)“線上報”。②基于種植、畜牧、執(zhí)法等業(yè)務(wù)統(tǒng)計分析模型，實現(xiàn)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的自動統(tǒng)計和成果可視化呈現(xiàn)，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)農(nóng)村業(yè)務(wù)的“動態(tài)管”；③采用AI技術(shù)，建立高標準農(nóng)田、疫情威脅區(qū)域、關(guān)聯(lián)分析等AI算法，基于“農(nóng)業(yè)農(nóng)村一張圖”數(shù)據(jù)資源，提供鄉(xiāng)村振興、畜牧、種植等智能分析，為政策制定、業(yè)務(wù)指導、應(yīng)急處置等提供分析支撐，實現(xiàn)“智能析”；④接入物聯(lián)網(wǎng)和視頻監(jiān)控數(shù)據(jù)，提供手機隨手拍，結(jié)合影像數(shù)據(jù)監(jiān)測，構(gòu)建農(nóng)業(yè)農(nóng)村從微觀到宏觀不同場景的監(jiān)測體系，實現(xiàn)“實時監(jiān)”。

4 總 結(jié)

本文研究了數(shù)字農(nóng)業(yè)農(nóng)村基礎(chǔ)平臺的建設(shè)內(nèi)容，提出了農(nóng)業(yè)農(nóng)村從數(shù)據(jù)采集、管理到信息多終端展示、統(tǒng)計分析、智能分析等基于業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)自生長模式和全息呈現(xiàn)方式，實現(xiàn)了農(nóng)業(yè)農(nóng)村的報-管-析-監(jiān)的一體化服務(wù)，形成多級政企聯(lián)動服務(wù)模式，不僅提升了農(nóng)業(yè)農(nóng)村業(yè)務(wù)管理效率，而且實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的動態(tài)更新和共享應(yīng)用，極大地節(jié)約當?shù)厝肆Α⒇斄ν度耄龠M了城市農(nóng)業(yè)農(nóng)村大數(shù)據(jù)的建設(shè)和分析應(yīng)用。