大数据在中国果业发展中的应用现状与前景展望——访中国农业科学院农业信息研究所监测预警团队首席科学家许世卫博士

文/本刊记者　董朝菊，张　放，吴　涛，饶述军

大数据在中国果业发展中的应用现状与前景展望
——访中国农业科学院农业信息研究所监测预警团队首席科学家许世卫博士

文/本刊记者董朝菊，张放，吴涛，饶述军

【导读】大数据时代的到来，为各个行业及各领域的发展创新注入了新的活力，提供了新的机遇。各种电子商务的异军突起，为我国水果产业的发展带来了福音。水果销售渠道多样化，水果行业生产资料及果品交易方便、快捷。我国水果产业在大数据时代中应建立建全数据采集系统，组建产业分析团队，深度挖掘、分析已有的海量数据资源，从中发现隐藏的信息，真正发挥大数据在水果产业中的作用。

自上古时代结绳记事起，人类就开始用数据来表征自然和社会。伴随着科技和社会的发展，数据的数量不断增多，对数据的挖掘与利用的作用也越来越大。尤其是近年来，随着以博客、QQ、微信、基于位置的信息服务（LBS）为代表的新型信息发布方式的不断涌现，以及云计算、物联网等技术的兴起，音频、文字、图片、视频等数据大量涌现，数据正以前所未有的速度在增长和累积，数据成为增长最快的社会资源之一，大数据时代已悄然降临，学界、业界甚至政府都已经开始密切关注大数据问题，有关大数据及大数据处理技术也成为当下最热门的研究方向。

大数据，英文为Big Data，系《Nature》杂志（《自然》）在2008年9月4日的“Big Data”专辑中首次提出，而最早提出“大数据”时代到来的是全球知名咨询公司麦肯锡全球研究院（MGI），2011年6月在其报告《大数据：创新、竞争和生产力的下一个前沿领域》中称：“数据，已经渗透到当今每一个行业和业务职能领域，成为重要的生产因素。人们对于海量数据的挖掘和运用，预示着新一波生产率增长和消费者盈余浪潮的到来。”同时指出，大数据是指无法用传统数据库软件工具对其内容进行抓取、管理和处理的大体量数据集合。

虽然“大数据”这一概念被人们大量提及并得到广泛关注才短短几年，但是对其关注热度和研究力度却并不亚于人们对 “物联网”“移动互联网”“云计算”及“互联网+”等热词的关注与研究。不过，截至今天大数据仍是一个比较抽象的概念，业界对其尚无确切、统一的定义。维基百科关于大数据的定义为：大数据是指利用常用软件工具来获取、管理和处理数据所耗时间超过可容忍时间的数据集。换句话说，大数据是一个体量和类别特别大的数据集，并且这样的数据集无法用传统工具和方法对其内容进行抓取、管理和处理。在大数据时代，各个行业的业务活动与数据紧密相联，越来越多的人开始运用数据分析工具及技术手段，对海量数据进行有效深加工，提取其中隐藏的有效信息并加以利用，让数据为行业服务、为决策服务。2012年3月22日，美国总统奥巴马宣布美国政府五大部门投资2亿美元启动 “大数据研究和发展计划”，欲大力推动大数据相关的收集、储存、保留、管理、分析和共享海量数据技术研究，以提高美国的科研、教育与国家安全能力。对大数据的挖掘与利用同样也得到了我国政府的高度重视。为充分运用大数据先进理念、技术和资源，加强对市场主体的服务和监管，推进简政放权和政府职能转变，提高政府治理能力，2015年7月1日国务院办公厅向各省（区、市）人民政府及国务院各部委、各直属机构印发了《关于运用大数据加强对市场主体服务和监管的若干意见》（国办发〔2015〕51号）。

▲2014年4月，大会执行主席许世卫在首届中国农业展望大会上发布了首个中国农业展望报告

近年大数据在农业领域的应用也逐渐增多，如农业生态环境（包括土壤、气候、水文、病虫害等）监测与预警，农业生产资料及农产品流通市场监测与预警等。尤其是随着电子商务的异军突起，以及互联网+的快速推进，我国农业生产和农产品销售迎来了前所未有的机遇与挑战，对农业大数据进行挖掘、分析与利用也显得更为迫切。水果产业是我国农业的重要组成部分，是诸多农村地区特色与效益明显的农业支柱产业，对发展区域农村经济、促进农民增收致富奔小康具有不可替代的地位。物联网、互联网的快速发展，使得水果产业突破了地域限制，果品销售渠道变得多样化，极大地促进了果品流通与消费。尽管如此，我国水果产业所面临的产销脱节、产需失衡的供求矛盾仍然十分突出，大宗水果“卖难”、果贱伤农的现象此起彼伏。同时，在国家层面，水果产业既不属于“米袋子”工程，也不属于“菜篮子”工程，许多惠农支农政策都没法覆盖水果产业，各级政府对抓好水果产业的手段十分有限，完全市场化的我国水果产业面临着自然与市场的双重风险。如今，大数据时代的到来，能否为我国水果产业健康、高效发展带来新的希望？能否为政府科学抓好水果产业提供有效的调控手段？记者就此采访了长期从事农业信息及监测预警工作、国家“863”专家、中国农业科学院农业信息研究所监测预警团队首席科学家、农业部农业信息服务技术重点实验室主任、农业部市场预警专家委员会秘书长许世卫博士，以期对大数据在水果产业的应用现状与应用前景有一个比较全面的了解，进而引导业内外人士高度重视大数据在推动我国水果产业健康发展、有序流通中的作用，树立大数据意识，提高利用大数据的能力。

▲中国农科院农业信息研究所农业信息监测预警团队主要成员在一起研讨大数据，分析农产品市场走势

记者：当前我国经济发展已进入新常态，我国水果产业在经历了改革开放以来30多年的快速发展，今天是否也形成了一种发展新常态？它的主要特点是什么？所面临的矛盾或问题有哪些？

许世卫：水果是人们的重要食物来源，在改善居民食物与营养结构中具有重要地位和作用。当前，我国农业发展的内外环境正在发生重要变化，我国水果产业在经过了改革开放以来的30多年的快速发展后，已经进入了现代果业的转型升级发展阶段，形成了我国果业发展的“新常态”。当前我国水果生产主要呈现出以下两大特点：一是生产规模持续扩大。据统计，2004年末到2014年末，全国园林水果面积从980万hm2增至1 313万hm2，瓜果类面积从213.3万hm2增至246.7万hm2；2014年全国水果总产量达2.61亿t，比2004年的1.53亿t增产逾1亿t。“十一五”和“十二五”期间，我国水果产量的年均增长率分别达到了 6.55%和5.37%。近几年各地扩种的水果将陆续进入盛果期，预计未来几年我国水果产量仍将保持快速增长态势。二是产业发展方式正由数量扩张向效益提升加速转变。水果市场供略大于需，是现阶段水果产业“转方式、调结构”的最大动力，水果产业发展以数量、质量、效益并重取代过去片面地追求单产和产量。这是我国果业发展新常态的另一个主要特点，也是优化水果产业结构，摆脱价格涨跌怪圈、避免滞销频繁发生的必然选择。

目前我国水果产业发展面临的问题主要集中在供给侧的结构性矛盾。现今消费者对高品质水果、功能性水果，以及安全、绿色、有机和品牌果品的需求逐步增加。目前苹果、柑桔、梨、香蕉和葡萄等五大类品种占据了水果市场的70%，这种供求的结构性矛盾，一方面导致了低端果品价低滞销，果贱伤农；另一方面使优质果品进口依赖性走高，影响了国产水果的效益提高。造成这种结构性失衡的主要原因，一个是生产扩张的盲目性。水果种植比较效益较高，水果产业仍然是很多地方政府的主推产业。但是，在非优势区扩大生产规模，往往会导致果品低质化，连同老产区品种老化、管理方式落后等问题，这些都制约了我国水果生产水平和品质的提高。另一个是生产组织化程度低。目前我国水果生产多以农户小规模分散经营为主，组织化程度较低，不利于生产标准化和品牌化，很难对优质果品市场形成高效持续供给，产销难以对接。另外，产业链条延伸不够，也会导致我国水果供给侧出现矛盾。我国水果以鲜果消费为主，加工和深加工转化率较低，产业链条短，不仅果品附加值较低，而且多余产能不易消化，丰产年份低价滞销现象更加突出。

从整体上看，我国水果产业发展要从区域布局调整、适度规模经营、品种结构优化、质量品质提升以及采后处理加工等几个环节进行更好升级。

▲邀请国际食物政策研究专家、美国农业部专家到中国进行交流

记者：大数据是近两年热度颇高的一个词语，各国政府、各个行业都在探讨、利用大数据。农业是否也已进入大数据时代？农业大数据包括哪些特征？主要表现于哪些方面？

许世卫：近年来，随着物联网、云计算、移动互联、基于位置信息的服务、遥感及地理信息等技术的飞速发展，农业数据呈现海量暴发趋势，农业跨步迈入大数据时代，使得全面、多维感知农业成为可能。何为农业大数据？农业大数据是融合了农业地域性、季节性、多样性、周期性等自身特征后产生的来源广泛、类型多样、结构复杂、具有潜在价值，并难以应用通常方法处理和分析的数据集合。它不仅保留了大数据自身具有的规模巨大（volume）、类型多样（variety）、价值密度低（value）、处理速度快（velocity）、精确度高（veracity）和复杂程度高（complexity）等基本特征，还使得农业内部的信息流得到了延展和深化，为开展农产品监测预警工作提供了重要的基础支撑和新的发展机遇。中国是农业大国，农业中存在着大量的数据。近年来，随着我国农业农村信息化水平逐步提高，现代化的信息技术和装备得到广泛应用，高效率、实时性数据呈指数级增长。

根据产业链条，目前农业数据主要集中在农业环境与资源、农业生产、农业市场和农业管理等领域。农业自然资源与环境数据主要包括土地资源数据、水资源数据、气象资源数据、生物资源数据和灾害数据；农业生产数据包括种植业生产数据和养殖业生产数据，其中，种植业生产数据包括良种信息、地区耕种历史信息、育苗信息、播种信息、农药信息、化肥信息、农膜信息、灌溉信息、农机信息和农情信息等，养殖业生产数据主要包括个体系谱信息、个体特征信息、饲料结构信息、圈舍环境信息和疫情信息等；农业市场数据包括市场供求信息、价格行情、生产资料市场信息、价格及利润、流通市场和国际市场信息等；农业管理数据主要包括国民经济基本信息、国内生产信息、贸易信息、国际农产品动态信息和突发事件信息等。

记者：大数据时代的到来是否为我国水果产业的健康、高效发展带来了新的希望或提供了有效的调控手段？今后一段时间内，大数据的挖掘、分析和利用在促进水果产业可持续发展方面会有哪些具体的应用？

许世卫：在大数据时代，信息流贯穿水果生产、加工、经营、贮藏、流通、销售以及消费等各个环节，充分应用好大数据，发挥其在生产与消费环节中的作用，有利于生产效率提升，有利于水果生产消费匹配优化。目前大数据技术在水果营销环节相对应用得多一些。在水果营销环节，水果生产经营部门向人们提供更多的先导性信息，比如欧洲生鲜协会（Freshfel）2015年就推出了向会员实时提供各地新鲜水果和蔬菜产量、进出口数量和消费量等数据的在线数据库。在国内，近年来水果电商发展较快，不仅促进了水果产销对接、提高了流通效率，也形成了十分丰富的数据资源，对这些数据进行挖掘和分析，将有助于实现以销定产、精准营销，也为水果产业研究人员开展果品供给与消费规律分析提供了有力支撑。

总体来说，水果大数据目前尚处于建设阶段，经过逐步深入的数据积累，未来大数据在水果产业方面的应用前景将十分广阔。比如大数据可以渗透到水果的生产管理环节，通过关联分析水果生长状况和要素投入结构，打破传统的粗放式生产模式，确保农民合理、精准、适时地进行农事操作，将水果生产向集约化、精准化、智能化转变，提高农产品投入使用效率，降低环境污染风险。大数据还可以优化水果生产消费的匹配程度。我国水果集中供应、全年消费的特点明显，局部性供需失衡时有发生，主产区过剩和主销区短缺同时存在，导致了水果供需动态匹配性不高。我国地区间自然资源禀赋差异较大，通过大数据技术，可以分析果品生产区域与消费区域的关系，提高产销区匹配度，不仅可以降低物流成本，还可以实现资源的优化配置。

记者：当前我国农业数据收集存在数据不公开、发布不及时、统计口径不一致等问题，给数据处理与分析带来许多不变，也降低了大数据技术利用效率。您认为，怎样才能摆脱目前这种窘境？

许世卫：“巧妇难为无米之炊”。信息研究和大数据的应用离不开及时、可靠、全面的数据。目前，农业部已经把水果作为一个单独的品种进行产业分析，每年的农业展望大会也将水果列为分品种之一单独报告，包括很多行业网站也在定时发布水果供求与价格信息，水果方面的信息关联、共享程度已有较大提高，但整个果业产业数据的收集、发布等方面确实还有许多工作要做。解决这个问题首先需要提升相关从业人员的数据意识。理念是行动的先导，大数据最大的作用就是给人们带来了思维上的转变，强调了事实和精准，做到事前管理、科学决策，只有积极顺应大数据时代的发展趋势和本质要求，才能推动整个水果产业的科学治理。其次要加强水果基础信息的收集分析。水果产业具有一定的特殊性，比如品种繁多、地域差异明显等，而且果树从栽种到初果期、盛果期、衰老期，投入和产出也存在很大差异，这些都给果业数据信息的采集和整合带来了很大难度。各个水果产区要建立专门的信息采集站，及时收集相关的产销数据，为全国水果产业数据的收集提供保障。将收集到的数据及时汇总分析，才能为产业发展决策提供参考。要建立具有时效性、标准化的数据获取制度。时效性就是指各类信息的快速、即时采集传输，主要依赖于各种智能数据采集设备的研发和应用；标准化就是要制订统一的数据采集标准，确保信息内涵的一致性，便于数据信息的对接和应用。要注重培养大数据专业技术人才。具体而言，就是要培养一批具备获取大数据能力、系统掌握数据分析相关技能、拥有创新意识和团队意识的专业人员，对海量数据进行挖掘处理，形成分析报告，为解决实际问题提供决策依据，使数据实现最大程度的“增值”。

记者：相对粮食及蔬菜，水果产业监测预警系统的建立有哪些不同之处？存在哪些困难？我国在这方面已经取得了哪些显著的成果？

许世卫：目前中国农业科学院农业信息研究所的农业监测预警团队开展的水果监测预警，主要是在全国层面收集水果市场信息，分析价格波动规律，判断短期市场走势，展望中长期供求关系，以及及时评估水果产业的生产风险和市场风险，为政府部门的管理和引导提供依据。和粮食、蔬菜不同，水果监测预警要充分考虑产业的自身特点。前面提到，水果品种繁多，就一类果品来讲，其栽培品种也是多样的，其品种质量、风味相关较大；而且多数果树为多年生，不同时期的投入产出明显不同；还有不同果品之间可替代性较强，市场变化多端，生产经营风险更高。另外，水果监测预警的数据基础薄弱，比如在水果生产领域缺乏区域、田块的数据，缺少果园监测方面的数据，在市场方面缺乏交易量和消费量数据。我们已尝试采用了多种方法和途径来解决水果监测预警的困难，并收到了较好的成效。比如，我们研发了“农信采”便携式农产品全息市场信息采集器，实现了农产品市场的自动定位与实地匹配及市场信息的全天候、实时性采集；针对突发性事件，采用实地调研的方式，弥补信息缺失，提高监测预警的准确性；加强分析方法的研究和应用，采用气象、投入、管理类研究方法对水果生产、消费、贸易和价格进行预测等。

记者：2015年和2016年农业部分两批启动了14个重要农产品品种的全产业链农业信息分析预警试点。您认为，启动水果全产业链信息分析预警所需要的条件是否已经具备？

许世卫：2015年9月，农业部面向河北、内蒙古、辽宁等多个主产主销区启动了包括稻米、小麦、玉米、大豆、棉花、生猪、牛羊肉和蔬菜等8个品种在内的全产业链农业信息分析预警试点；2016年6月，又将花生、甜菜、马铃薯、葵花籽、油菜籽和甘蔗纳入其中。这标志着具有我国特色的农业信息监测预警制度建设又有新发展。目前，这些预警试点在信息来源拓展、分析质量提升、调控决策支撑等方面已经取得了初步成效，也给水果产业信息分析预警带来了很多宝贵经验。

目前水果全产业链信息分析预警启动的具体时间虽然尚未确定，但是启动条件基本已经具备。首先是政府部门的大力重视。水果产业一头连着农民，一头连着消费者，是保证农民收入的支柱产业，也关系到城乡居民的生活水平。特别是“十三五”期间，水果产业还是很多贫困地区精准扶贫的重要依托。而水果全产业链信息分析预警的建立无疑有助于全面掌握水果产业的相关信息，识别产业发展中的机遇和风险，有利于政府部门对产业发展给予有效的引导。其次是团队建设基本成形。从中央到地方，目前已经初步建立了相应的水果产业信息分析团队，通过定期收集、分析全国大宗品种的生产、销售、价格和进出口等全方位信息进行预警。

记者：水果产业如何做到信息采集的代表性、准确性和时效性？如何才能确保数据模型的科学性和可靠性？

许世卫：前面已经谈到了，信息数据的采集首先要解决数据标准化问题。数据标准是衡量数据质量水平与数据应用水平的重要体现。过去我们制订过一些数据标准，但这些标准大多是以统计方法为主要手段的背景下的标准，而在大数据时代，大数据的来源多以感知与挖掘方式为主，分析对象也以全体数据为基础，因此，数据标准要挺在前面，这是发挥数据作用、推动产业进步的重要内容。其次就是水果产业的信息共享也很重要。信息共享是目前农业领域一件十分困难的事情，这不仅需要打破部门间的信息壁垒，建立高效的信息共享体系和信息发布制度，更要依靠先进的信息采集设备和数据处理平台作为支撑。从近几年的情况看，果园环境信息、果树生长信息、果品产量信息的获取技术有了很大提升，水果信息技术也有了重要进展，物联网果树、数字果园已进行了多项实践。总而言之，准确的生产信息与权威的市场信息共享，需要政府与企业的共同努力。

我们采集数据、获取数据不是最终目标，最终目标是应用这些数据、发挥这些数据的增值、增效动力作用。应用好这些数据有许多工作要做，有许多关键环节，其中最关键的环节就是对这些数据进行模型分析。水果领域的数据模型分析应该属于要求高、难度大的一类，大部分果树为多年生植物，因而数据积累、控制性实验、定量化分析的基础相对于其他农作物来讲还是比较弱的，做好模型分析需要长期积累。

关于数据模型的科学性和可靠性，首先是要对收集到的数据进行标准化处理，然后依据不同品种具有的不同特点合理选择模型、确定参数，最终得到预测结果。模型是需要不断修正的，模型的应用是需要不断提升的，特别是智能化数据分析方法与大数据分析技术的发展对解决诸如水果领域的生产、消费、市场复杂系统的分析难题将提供有效的帮助。当然，预测类模型会经常出现一定偏差，但这并不妨碍预测的重要性地位，预测往往预示着趋势，预测与展望的主要目的在于根据已有信息去释放新的信号，起到有效引导生产与市场的作用。

▲中国农科院农业信息研究所农业信息监测预警团队成员实地调查果蔬生产情况

采访后记

人类社会迈入大数据时代是科技进步和社会发展的必然结果。在信息技术高速发展的今天，数据已经浸透到各行各业，影响着产业发展的各个环节，对来自本行业、跨行业的各类数据信息进行处理和分析，提取有价值的信息，为行业发展指引方向，为产业决策提供依据，是各级政府及所有从业者的不二选择。目前，包括水果产业在内的农业大数据利用还存在很多不足，如数据应用意识淡薄、数据采集系统不健全、大数据分析处理专业人才缺乏、数据发布系统渠道不畅等。我国水果产业方面的数据，以产量和营销数据居多，并主要来自各个生产个体和销售个体，数据信息采集、发布零星分散不及时，缺乏统一规范，真实的数据、可利用的数据较少，无效的、无价值的信息较多，降低了大数据在水果产业中的利用效率。

虽然当前大数据技术在农业尤其是水果产业中的应用还比较少，应用前景还不太明朗，但是，大数据时代潮流是不可逆转的，认识大数据，应用大数据，是推动我国水果产业健康发展、促进果品顺畅销售的必须选择。笔者认为，当下首先要树立大数据意识。无论是政府管理者还是行业从业者均要形成用数据来说话、凭数据来决策的习惯，以此提高决策的科学性和权威性；要树立生产数据、发布数据、共享数据、利用数据的意识，做到人人都是数据的提供者、分享者，人人都是数据的利用者、受益者，尤其是掌握着巨量宏观信息与行业统计信息的政府职能管理部门，要及时、权威地发布与更新相关统计数据，为大数据的共享与利用做好引导、示范作用。其次要建立健全数据采集系统。大数据是一个庞杂的系统工程，需要各级政府与从业人员紧密配合，从上至下，由政府牵头，成立专门的信息采集队伍，制订科学的数据采集标准与严肃的数据发布制度。再次要提高利用大数据的能力。政府要大力支持大数据处理技术与设备的研发，构建操作简单、结论可靠的数据模型，满足从业者对大数据产业化应用的需求。要高度重视大数据技术人才队伍的培养，要尽快组建一支产学研相结合的水果产业大数据分析团队，重视新技术、新知识的应用，以提高数据采集精度和结论的可信度。■