大数据在农业上的应用思考

张宝民

（河北唐山开平经济开发区管委会，河北唐山 063021）

1 大数据的来由

1980 年，著名未来学家阿尔文·托夫勒在《第三次浪潮》一书中正式提出了“大数据”这一概念，并将大数据热情地赞颂为“第三次浪潮的华彩乐章”。之后28 年，“大数据”如石沉大海、销声匿迹。2009 年，“大数据”又像火山爆发一样“突变”为一个流行词汇，世界范围内对大数据的研究、应用也一下子火了起来，美国等发达国家更是先行一步，维克多《大数据时代》一书全球畅销，开大数据系统研究之先河。就国内情况来看，大数据研究虽然刚刚起步，但“农业大数据”研究已经领先。因为，2013 年6 月18 日，国内第一个农业大数据研究和应用推广机构“农业大数据产业技术创新战略联盟”在山东农业大学正式成立，实现了农业大数据研究与应用的无缝结合。

2 农业大数据的关键技术

我国是农业大国，农业、农村、农民问题的解决，关系到人民的切身利益、社会的安定和整个国民经济的发展。农业数据涵盖面广、数据源复杂，包含种植、养殖、农业科技、农业装备、气象、土地、水利、农资、病虫害防治、生态环境、市场、食品安全、农产品加工等诸多环节。生物作为农业生产过程主体的特质，导致农业自身的区域化、多样化、差异化以及动态性、复杂性，农业生产时刻面临着不断产生的大量的结构化和非结构化数据的获取、挖掘、存贮、处理与应用等问题。农业大数据是发展现代农业的重要技术支撑，基于大数据的理论和技术，开展大数据研究与开发服务，将对推动智慧农业的发展发挥起到重大的作用。

2012 年3 月，美国奥巴马政府宣布投资2 亿美元拉动大数据相关产业发展，将“大数据战略”上升为国家战略。2014 年3 月，李克强总理在《政府工作报告》中明确指出，要设立新兴产业创业创新平台，在大数据等方面赶超先进，引领未来产业发展。这足以说明大数据的研究与应用成为国家“创新、竞争和生产力的下一个前沿”，对每个国家都具有战略意义，农业大数据是其重要领域，具有广阔的发展前景。2014年2月，中国工程院院士汪懋华在“科学数据大会”上表示，大数据农业应用研究，应当为新型农业现代化做出贡献，要加快推进农业现代化与信息化的深度融合。汪院士认为，应当加强农业大数据应用研究，农业大数据是大数据理念、技术和方法在农业领域的实践。农业大数据涉及到水、土、光、热、气候资源，作物育种、种植、施肥、植保、过程管理、收获、加工、存储、机械化等各环节，多类型复杂数据采集、挖掘、处理、分析与应用等问题。汪院士同时表示，目前的大数据研究普遍存在着“只有数据，没有利用”的问题，导致搜集数据、存储数据付出的成本被浪费，因此急需解决的问题就是如何从数据中获得价值。

大数据的关键技术是基于存储的计算，从本质上来说，大数据主要解决的是海量数据搜集、存储、计算、挖掘、展现和应用等问题。也可以将其简单归纳为三个层面：大数据的云存储、大数据处理和大数据挖掘。从对用户服务的角度，还应提供更多的应用功能：可视化交互分析引擎，提供启发式人机交互功能。建立工作流引擎，为用户创建海量数据处理、分析流程。

3 农业大数据的应用

大数据在农业中的应用包括但不局限于：

3.1 精准农业

精准农业是信息技术与农业生产全面结合的一种新型农业，其由六个子系统组成：全球定位系统、农田信息采集系统、农田遥感监测系统、农田地理信息系统、农业专家系统、智能化农机具系统，其核心是建立一个完善的农田地理信息系统。大数据通过对不同系统获取的庞大信息量为基础，为精准农业的发展提供了大量的机会。可以用于土壤肥力管理、农田边界图管理、产量分布图管理、精确定位病虫害控制方法和施肥决策管理等。

3.2 农产品流通体系

大数据可以提供经系统整合的相关气候、农产品价格走势、进城道路交通信息、终端消费需求等相关数据，辅之以菜场超市摊位监测评估数据体系等，通过对这些专业数据的解读，可以判断农产品需求、价格变动等情况。

3.3 农业气象预测

通过建立天气识别模型，然后将这些模型与当前的气候条件进行比较，再运用预测性分析，进行天气预报。这种情况下，对气象的预测时间更长、准确度更高。

3.4 环境预测

进行环境预测需要了解获得区域作物、土壤、水、动物、气候和天气之间复杂的相互作用。需要收集这些不同因素的数据进行分析，大数据技术有助于整合提高不同地区的海量数据。

3.5 提升人类健康

通过对人和周围生物群落之间的相互作用分析，包括生物群落的基因组、动物的营养、人类的营养状况数据，大数据可以更好地预测人类的健康和幸福感。并通过对农作物的基因组进行测序，从质上改变农作物的质量，培育出营养价值更高的农作物，提升人类健康水平。

同时，随着大数据与农业的深度融合发展和基础设施、信息管理模式、软件技术的改进，以前依靠传统方法和技术解决不了的诸多问题也会迎刃而解。

[1] 温孚江.农业大数据与发展新机遇[J].中国农村科技，2013（10）：14.

[2] 孙忠富，杜克明，郑飞翔，等.大数据在智慧农业中研究与应用展望[J].中国农业科技导报，2013（6）：63-71.