现代精细农业应用研究论文

2022-04-24

摘要物联网是当代信息技术新的发展方向,使用农业物联网技术,人类可以更加精细地进行农业生产,提高生产力水平和资源利用率。设施农业是由传统农业向现代化集约型农业转变的有效方式,而我国设施农业水平相比国外先进国家仍存在很大差距。下面是小编整理的《现代精细农业应用研究论文(精选3篇)》,欢迎大家借鉴与参考,希望对大家有所帮助!

现代精细农业应用研究论文 篇1:

ICT在精细农业中的应用与展望

摘要:为了解决中国的农业问题、粮食问题,改善中国人多地少和资源短缺等现状,保障人民粮食安全,“精细农业”应运而生,ICT作为精细农业发展的核心,对于精细农业来说极其重要。本文将以此为题,简要论述ICT和精细农业的含义及作用,ICT在精细农业中的应用与展望,并预测未来ICT在精细农业中的发展趋势。

关键词:ICT;精细农业;应用;展望

精细农业的发展已经成为我国农业目前的首要目标,它能保证国家粮食问题、土地问题、农业问题等得到有效解决。精细农业的发展需要先进的科学技术支撑,我国近年来飞速发展的科技和3S技术取得的巨大成功恰巧为精细农业提供了技术支持。ICT同精细农业紧密结合,推动精细农业顺利进行,它在精细农业中的应用已经成为农业发展的必然趋势。

1 ICT和精細农业的概述

1.1 ICT概述

ICT是信息与通信技术的简称,是一种能对信息进行访问、储存、加工等操作的技术服务。ICT就是一系列的电子技术在经过新的机构组合之后拥有了一定的可塑性,加强了信息技术同通信技术之间的联系,让人们可以通过不同的设备来进行信息的收集、管理、分享等活动,是信息技术和通信技术之间相融合的新模式。

从ICT目前的应用领域来看,它在教育领域和商业领域的应用较为广泛,在农业领域的应用推广较少,但随着农业问题、粮食问题的出现以及通信技术和信息技术的发展,实现ICT在农业领域的应用是必然的结果。在信息技术和通信技术出现之初,两者都是相对独立的概念,信息技术指通过计算机等设备对信息进行收集、利用、储存等作业,通信技术指通过电子手段来进行信息传递,但在社会的发展和进步之下,加上人们生产活动的需求,信息技术和通信技术之间的界限逐渐被打破,两者在应用结合上越走越近,逐渐实现宽带化,慢慢地融合起来,形成了新的ICT模式,让信息资源不再是简单被汇集到一起,而是能通过ICT对信息进行收集、组织、整合、利用等工作,让信息资源充分被利用和传播。ICT可以划分为软件和硬件设施,其中软件设施有电子邮件、电子期刊、论坛、微信等应用程序,硬件设施有计算机网络、储存器、手机、计算机等设备,软硬件之间的相互组合配合才能让信息实现更好的管理、传播和利用。

1.2 精细农业概述

精细农业是在日益严重的农业问题、粮食问题下应运而生的现代化农业理念,它指在进行田间管理过程中更加精细的管理,即按照田间农作物和土壤不同的特性进行有针对性的施肥工作和给予不同的施肥量[1]。传统的农业管理中,对于农作物的施肥、浇水等工作都是采用统一的标准进行,忽略了不同农作物之间肥量的不同需求和对施肥浇水时间的不同要求,使得资源被浪费,在肥沃土地上过量使用的肥量就会流入地下水,造成环境污染。对此,为了更好的获得收成,减少农作物种植过程中的资源不合理并做到保护环境的目的,精细农业应运而生,根据田间农作物和田间土壤的不同和差异性来决定各项农作物的管理工作,以达到提高农作物的收成,降低种植成本,保护农田环境,实现种植业长期可持续发展[2]。

要想精细农业能得到有效的开展,就需要依靠现代技术进行支撑,利用3S技术获得田间数据,为农作物的生产管理决策制定提供技术支撑,通过信息技术设备收集到的多种数据可以做出更精准、更科学的决策,让田间农作物生长的差异性得到满足,产量得到提升。

2 ICT的组成和发展

2.1 无线传感网络

无线传感网络是ICT的重要组成部分之一,它能让人们在位于任何时间、地点、环境的情况下获取自己想要的信息并对信息加以利用。在科学技术发展推动下,这种具有智能获取、处理信息的无线传感网络得到了极大的发展机会,并在各个领域被广泛的应用,对人们日常生活发展带来了极大的好处。无线传感网络在20世纪90年代末得到了飞速发展,此时正是现代传感器、现代网络、无线通信技术等飞速发展的时期,各类新兴技术的发展融合和新技艺的出现为无线传感网络发展提供了机会,传感技术开始朝着无线化、智能化方面发展,各类具有感知、通信等功能的微型传感器被研发出来,通过布置在各个区域节点的微型传感器形成一个巨大的无线传感网络,为信息收集传播提供良好的条件。通过组成的无线传感网络能实现实时的信号采集、检测、信息传播、利用,让人们在无线传感网络覆盖的范围内进行所需信息的获取和应用。

2.2 物联网

物联网同无线传感网络一样,是ICT组成应用中不可缺少的部分之一,它通过感知层、网络层、应用层之间的相互联系应用来实现信息技术和行业专业技术之间的融合,针对行业需求提供信息服务。目前的物联网还未建立起一个标准、开放的体系构架,只是简单的被划分为感知层、网络层、应用层三个层面,在感知层中主要是解决信息的感知、识别问题,以RFID标签、传感器网络、摄像头等读取设备来感知信息、采集信息。而在网络层中主要进行信息传输,在信息传输过程中利用通信网络、互联网络等融合网络实现对信息的管理和处理,从而实现感知层和应用层的连接服务。在应用层中实现最终的信息技术、通信技术和行业需求、专业技术要求的有效结合应用,完成信息决策,为行业需求提供特色化的服务。

2.3 云计算和云服务

在ICT中,云计算和云服务对其来说十分重要,它依靠公开的标准和互联网作为运行中心来运行,为用户提供更安全的云计算服务,实现有效的数据信息储存;云服务则让用户实现不必储存、上网即可操作的快捷服务,对用户使用的计算机配置要求不高,给予用户价格更低廉的信息服务体验;利用云计算和云服务组成的ICT依靠这一特性可以更好地满足精细农业生产应用的信息需求[3]。

云计算与云服务的架构可以分为三个层次,即基础架构、平台服务架构、软件服务架构。基础架构指各类虚拟的服务器和软件,利用这些虚拟的服务器和软件可以对数据库的信息进行补充。平台服务架构就是让用户在虚拟的服务器中实现程序运行,不需要去考虑对运行系统的维护。而软件服务架构则是为用户提供了传统应用程序的基本功能,解决了用户在程序应用过程中的基本需求[4-5]。

2.4 北斗卫星导航系统

北斗卫星导航系统是全球的四大卫星定位系统之一,它是中国自行研发的区域性卫星定位系统,北斗卫星导航系统的出现为通信技术提供了强有力的支持,让导航系统覆盖性得到提升,更加独立自主,它能够为用户提供开放服务和授权服务两种服务形式,用户可以根据需求来选择应用哪一种服务形式,开放服务让用户能在服务区内实现定位、授时等服务,而授权服务则是为用户提供更准确和安全的定位、授时等服务。北斗卫星导航系统在精细农业中的应用能为农业提供更高效安全的导航定位服务,并保证其系统信息的完好性和安全性,做到农作物的有效田间管理工作。

2.5 IPv6

IPv6是为了解决地址空间问题而生的,它是互联网协议的第六版,我国目前正处于IPv4向IPv6过渡的过程,为了实现下一代高速网的互联工作。同IPv4相比,IPv6采用32位二进制作为地址的编码,地址空间比IPv4更广,其在ICT中的应用能为信息存储传播提供更广的空间。

3 ICT在精细农业中的应用与展望

3.1 精细农业中物联网和无线传感的应用与展望

ICT中的物联网以及无线传感在精细农业中应用最多、最广,它能让精细农业的生产管理人员和技术操作者获取相关的农业种植信息,根据获取的信息进行农作物种植,并对农作物的种植情况进行实时的监督,预测农作物在生长过程中可能遇到的问题,科学防治农作物病灾虫害。物联网和无线传感在精细农业种植生产中的应用是依靠农田中部署的环境监测节点、通信系统等来实施,它能在农田内构成无线传感网络,对农田的情况、气候变化、农作物生长情况等进行信息的收集和监视,并将这些信息经由各类传输网络传输到信息监控中心,信息监控中心能对传送的信息进行接收和分析,对信息进行可视化的处理,为精细农业种植提供决策参考,实现合理科学的精细农业种植生产[6-7]。目前,国家和政府已经为农业物联网的建设提出了明确的方向,制定了合理的战略目标。农业物联网的建设要根据国家和政府的指示进行,将农业发展和农业物联网的建设同国情和技术结合起来,稳步进行。我国在建设农业物联网和无线传感时,除了做好基础的顶层设计之外,还要对实际的应用进行管理改进,让基础的顶层设计工作和实际的应用工作能满足精细农业生产的实际需求,促进物联网和无线传感在精细农业中的应用和发展。

物联网的发展需要实现物和物之间的联系,达到这一目的除了要求物与物之间有不同类型的传感器之外,还要求每一个物有自己的IP地址,让物联网用户可以通过IP地址实现对任何一个物的访问。所以物联网的发展还需要大量的地址空间为物构建IP,而我国目前正在转型过渡的IPv6正好能满足物联网发展的地址空间需求,为物联网构建发展提供技术支撑,因此我国必须加快IPv6的转型应用。

3.2 精细农业中云计算和云服务的应用与展望

ICT中的云计算和云服务在精细农业中应用能为精细农业提供较为完善便捷的信息平台,解决农业信息分散性、滞后性的问题,实现农业领域信息的高效共享,为精细农业提供更科学合理的参考依据,实现按照农作物特性进行生产的目的,提高资源利用率,减少农作物生长资源的浪费,让农田综合效益得到高度的提升。我国农业信息技术水平不高,农业信息的数量和质量都无法满足精细农业科学生产、种植、管理的需求,云计算和云服务在精细农业中的应用就是为了解决这一问题,以农业数据库的建立来为农业种植提供精细的信息资源,加快农业领域信息技术的云信息化。同时,精细农业中云计算和云服务的应用能为用户减少软硬件的维护成本和应用成本,让用户以低廉的价格获得高效的服务。

要想云计算和云服务能在精细农业生产中得到有效的应用,首先需要逐渐完善精细农业各项资源共享的标准,对精细农业生产管理进行规范,加强精细农业生产同其他相关行业之间的信息联系,做到在更大范围内获取信息,以精细农业资源信息的标准化和规范化来为信息资源共享做构建准备。而后根据标准构建成本低但使用灵活方便的云服务商公有云模式,或者相对独立完整、针对性强的私有云模式,以及既独立灵活又共享的混合云模式,依据精细农业生产实际情况选择云模式进行构建,创建操作简单的云服务平台进行用户接入,为用户提供相应的云服务。

3.3 精细农业中北斗卫星导航系统的应用与展望

北斗卫星导航系统在精细农业中应用的一个主要目的是为了获取农田土壤采样标本的坐标信息,让农业机械在对农田进行相关作业时可以自动锁定作业位置,进行作业定位、精确施工;了解农田地形的情况和农作物情况以及相应的农田坐标信息,为精细农业的农田管理提供准确位置[8]。为了更好达到精细农业的精确生产施工,精细农业施工机械需要借助于北斗卫星导航系统进行工作,让精细农业施工机械在进行田间施工的过程中可以随时进行定位,获取田间作业信息,收集田间地形起伏的信息,并将这些信息传输到资源平台上,在后续的播种、施肥过程中可以依据这些信息进行精准播种和肥料输送工作,减少农业生产中水肥药的浪费,提升农田种植的综合效率,提高农作物的产量。

北斗卫星导航系统能为用户提供更安全、精准的定位服务,在精细农业中的应用能极大的推动精细农业生产目的的实现;同时,北斗卫星导航系统在精细农业应用中还能促进北斗卫星导航系统的产业化应用和推广[9-10]。

4 结语

ICT在精细农业中的应用能实现精细农业的生产目的,为精细农业构建可参考的信息系统模型,提供高效服务的信息资源获取平台,通过信息感知层收集信息,利用信息管理层来进行精细农业的云计算和物联网管理,让用户能满足差异性精细农业信息需求,为用户提供可视化的服务,促进精细农业的有效开展。

参考文献

[1] 張波,罗锡文.ICT在精细农业中的应用与展望[C].中国农业工程学会(CSAE).中国农业工程学会2011年学术年会论文集.中国农业工程学会(CSAE):中国农业工程学会,2011.1042-1046.

[2] 王康钱.试论“精细农业”在我国农业中的发展[J].科技资讯,2005(22):122.

[3] 陈敏克,王晋宁,逯张禹,等.基于云计算的农业信息资源共享系统建设研究[J].农业网络信息,2011(4):5-7+11.

[4] 何东健,何勇,李明赞,等.精准农业中信息相关科学问题研究进展[J],中国科学基金,2011,25(1):10-16.

[5] 张建.论ICT对农业的改造和影响[J].贵州农业科学,2006(2):119-121.

[6] 魏会廷.信息技术在农业科技信息传播中的应用研究[J].农业经济,2012(2):27-28.

[7] 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,2013,15(6):63-71.

[8] 蒋天小,赵金峰,郭瑞宇,等.北斗导航系统在精细农业系统中的应用[J].数字通信世界,2016(2):9-12.

[9] 张倩,刁志国,肖一明.地理信息系统在精细农业方面的应用[J].基层农技推广,2015,3(2):54-56.

[10] 耿爱军,张晓辉,宋涛,等.精细农业与信息化技术的研究现状与发展趋势[J].中国农机化,2011(6):38-41.

作者:谢海军

现代精细农业应用研究论文 篇2:

农业物联网在设施农业中的应用研究

摘 要 物联网是当代信息技术新的发展方向,使用农业物联网技术,人类可以更加精细地进行农业生产,提高生产力水平和资源利用率。设施农业是由传统农业向现代化集约型农业转变的有效方式,而我国设施农业水平相比国外先进国家仍存在很大差距。本文针对农业物联网技术在设施农业中的应用趋势和发展对策做了较为深入的讨论,分析了农业物联网在农业生产精细化管理、农业资源监测和利用、农产品安全溯源和农业生态环境监测等4个方面的应用优势,以及在设施农业中发展农业物联网技术的对策和建议。

关键词 物联网 ;设施农业 ;趋势 ;对策

Research on the Application of the Agricultural Internet of Things in the Facilities Agriculture

FU Shaohua

(Agricultural Machinery Appraisal and Extension Station of Hainan, Haikou, Hainan 571100)

Key words Internet of things ; facilities agriculture ; trend ; countermeasures

1 農业物联网技术及其发展趋势

1.1 物联网的定义

物联网(Internet of Things)是通过智能传感器、射频识别(RFID)、激光扫描仪、全球定位系统(GPS)、遥感等信息传感设备及系统和其他基于物-物通信模式(M2M)的短距无线自组织网络,按照约定的协议,把物品与互联网连接起来,进行信息交换和通信,以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的网络[1]。相当于物物相连(Machine to Machine)的互联网,所以说物联网的核心所在仍然是互联网,用互联网把“物”连接起来,实现数据的交互。物联网是未来互联网的重要组成部分,是发展的一大趋势,具有较高的研究价值。

物联网主要有3个部分:一部分是传感器网络,是指包括RFID、条形码、传感器等设备在内的传感网,可以完成信息的感应、识别以及采集;二部分是数据传输网络,该网络能够实现来自传感网的海量数据信息传递,且不受距离限制。三部分是信息应用网络,可以完成数据处理,并为人类提供优化处理方案[2]。三者相互配合,使物联网具有全方位采集信息、实时有效传递数据、分析优化信息等特性。

1.2 农业物联网发展趋势

物联网是信息技术的重要分支之一,许多国家和地区都逐步加大对物联网的研究投入,我国也十分重视物联网的研究工作。我国在多个领域开展物联网的应用研究,在农业生产中的研究已经取得了一些成果,农业物联网技术可以把信息自动采集模块集成到灌溉系统、施肥系统或者农业机械等各种设施设备中,通过信息传输网络,将采集到的信息传输到互联网,通过对海量数据的智能化分析,计算出优化处理方案,并发出指令远程控制,实现智能化管理。通过上述方式,农业生产者可以实现农业生产的精细化管理,有效提高资源利用率,推动生产力水平的提高,促进可持续发展[3]。在农业生产中的案例有:利用无线传感器网络进行农作物生长信息采集、传输和控制管理,用其采集动物和植物的环境信息,并根据采集的信息进行智能化分析,根据运算结果,进行实时远程控制,为农作物和畜禽水产提供适宜的生长环境,进而提高谷物和畜禽水产产品的产量的质量。传感器设备也可以应用于农产品物流产业、农业信息网络服务产业、农业精细作业机具产业、农业自动识别技术产业和农业无人驾驶机具产业等。

2 设施农业发展现状

设施农业是通过实施现代农业工程、机械技术和管理技术改善农业生产环境,为种植业和养殖业包括农副产品的贮藏保鲜提供相对可控制的最适宜的温度、湿度、农药、肥料和水资源等环境条件[3],充分发挥水资源、土壤资源和生物潜能,减少农业产生中劳动力的使用,减少农业生产对自然环境的依赖性,利用有限的土地,生产出高产量、品质优的农副产品的农业生产模式。设施农业是农业生产模式的一次创新,是改变落后传统农业生产方式的有效措施,是实现农业机械化、农业智能化和农业现代化的必经之路。

虽然我国在设施农业方面已经取得了一些成果,但是与发达国家相比,还存在一定的不足。例如平均单位产量比发达国家低30 %,单位产量成本比发达国家高百分之50 %[4]。超标准使用化肥,造成我国农产品质量远低于国外发达国家水平[5]。现代信息技术的日趋成熟,给物联网技术提供了强有力的支撑。随着物联网技术在设施农业中的应用,我国传统低效的农业生产模式将逐步改变,现代农业装备水平将稳步提升,農产品产量和质量将逐步提高。

3 农业物联网在设施农业中的应用趋势

21世纪以来,我国逐步开展农业领域的物联网应用研究,也取得了一些成果。农业物联网技术在农业资源监测和利用、农业生态环境监测与控制、农业生产精细化管理、农产品安全监管与溯源等领域将具有较多的应用[6]。

3.1 农业资源监测和利用

利用传感技术,实现农业环境资源信息的自动采集;利用GPS定位技术,可实现农业环境信息的定位;利用数据的无线传输技术,完成农业环境资源信息的传输;GIS(Geographic Information Systems,地理信息系统)技术的应用可以实现农业资源的规划管理等。

3.2 农业生态环境监测与控制

将传感器技术、无线传输技术、互联网技术等高科技手段创新融合,构建农业生态环境监测控制网络,实时采集农业生态环境信息,例如温度、湿度、光照、水肥、空气等环境条件,并通过优化算法,对采集到的信息进行运算分析,综合得出合理的控制方案,实现对农业生产的远程智能化控制。

3.3 农业生产的精细化管理

农业物联网技术在农业生产的精细化管理方面应用广泛,例如节水灌溉自动化控制、水肥一体化控制、农业生产环境条件信息监测、畜禽水产精细化养殖监测与控制等。此外,农业物联网技术可运用在农业生产环境数据的采集与传输,并根据采集的数据运算出合理的控制方案,进行农业生产调控。

3.4 农产品安全溯源

农业物联网技术在识别动物编码、农产品产地信息及农产品物流运输等领域具有极大的优势,运用该技术能利用RFID技术追本溯源,快速确定农产品质量问题所在。我国多个机构开展农产品溯源技术研究,开发农产品流通体系监管系统,力争提高农产品质量安全。

4 对策与建议

4.1 规划先行

根据发展要求,制定农业物联网和设施农业发展总体规划,确定阶段性发展目标,做好年度发展计划。同时,根据当地农业生产环境特点与优势,结合生态环境保护和资源节约利用,因地制宜确定设施农业中农业物联网的应用领域与规模。

4.2 政策导向与市场取向相结合

利用政策导向作用同时不能忽略市场资源配置的基础性作用。把握好市场需求变化趋势,充分发挥各类市场主体在物联网应用中的作用,重视经济效益,同时不能忽视社会效益、生态效益。正确处理好眼前利益与长远利益的关系,一切工作以“三农”为出发点,实现农业增效、农民增收、农村增绿。

4.3 因地制宜与平衡发展相结合

因地制宜发展设施农业类型,充分调研当地主导产业、农业生产条件和农民意愿,发展适合本地农业生产环境的设施农业和农业物联网技术,形成区域特色。突出典型,利用示范现场会的形式发挥典型代表的示范带动作用,促进地区平衡发展。

4.4 重点突破与整体推进相结合

加大设施农业和农业物联网重点项目的投资力度,集中优势资源加快设施农业技术和农业物联网技术融合,努力提高农业智能化水平。发挥市场资源配置作用,整体推进农业物联网技术在设施农业,甚至整个农业生产中的应用,促进农业资源利用率的稳步提高。

5 结语

实施乡村振兴战略,是党的十九大做出的重大决策部署,也是决胜全面建设小康社会、全面建设社会主义国家的重大历史任务。农业增效、农民增收、农村增绿是新农村建设的出发点和立足点。充分发挥设施农业和农业物联网的技术优势,实现农田基本信息的智能化感知,提高农业生产过程中的信息化水平,发展“高效、高产、优质、绿色”的现代农业,对促进农业可持续发展,实现乡村振兴,具有十分重大的意义。

参考文献

[1] 李道亮. 物联网与智慧农业[J]. 农业工程,2012,2(1):1-7.

[2] 赵 璐,杨印生. 农业物联网技术与农业机械化发展[J]. 农机化研究,2011(8):226-229.

[3] 赵 域,梁潘霞,伍华健. 物联网在广西农业生产中的应用现状、前景分析及发展对策[J]. 南方农业学报,2012,43(5):714-717.

[4] 何 龙,闻珍霞,杨海清,等. 无线传感网络技术在设施农业中的应用[J]. 农机化研究,2010(12):236-239.

[5] 姚於康. 国外设施农业智能化发展现状、基本经验及其借鉴[J]. 江苏农业科学,2011(1):3-5.

[6] 何 勇,刘 飞,聂鹏程. 数字农业与农业物联网技术[J]. 农机论坛,2012(1):8-10.

作者:符少华

现代精细农业应用研究论文 篇3:

“互联网+”背景下山东省农业大数据发展应用的实践与思考

摘要:大数据、“互联网+”与现代农业的深度融合,代表着现代农业发展的新方向、新趋势,对于促进农业转型升级具有重要作用。山东省积极开展农业大数据运用,在顶层设计、资源整合、应用示范、人才培养等方面取得显著成效,但仍存在认识不高、信息孤岛、采集困难等问题。本文以山东省为例,在“互联网+”背景下,提出利用“互联网+”的技术和思维,构建工作推进良好机制、建设农业大数据管理平台、建立农业大数据管理中心、拓展和深化农业大数据发展应用领域等建议。

关键词:“互联网+”;农业大数据;农业信息化;山东省

随着信息技术的不断发展,互联网与各领域的融合有着广阔前景和无限潜力。“互联网+”是中国经济新常态之一,自2015年上升为国家战略以来,国家持续推进“互联网+”现代农业。2017年中央农村工作会议提出推进“互联网+现代农业”,加快构建现代农业产业体系、生产体系、经营体系。2018年政府工作报告强调发展“互联网+农业”,多渠道增加农民收入。互联网时代,大数据、云计算、物联网、移动互联等新一代信息技术的综合运用将会给农业大数据带来深刻变革。基于此,笔者结合农业大数据发展现状,以山东省为例,在总结实践基础上分析存在的问题,探索利用互联网技术、思维,以互联网之长补农业大数据之短板,提出“互联网+”背景下农业大数据发展应用的几点建议,以期为推动大数据与现代农业深度融合提供参考。

1 国内农业大数据发展现状

数据已成为重要的基础性战略资源,大数据应用越来越彰显它的优势[1]。大数据是互联网延伸及云计算、物联网、移动互联等信息技术低成本化驱动的自然现象,是认识复杂系统的新思维新手段,核心功能在于预测。农业农村是大数据产生和应用的重要领域,是大数据发展的基础和重要组成部分。推进农业大数据发展应用是建设农业农村现代化、实施乡村振兴战略的有力抓手,将推动我国农业迈入全面信息化时代,是加快实现由农业大国向农业强国转变的重要手段[2]。

近年来,随着大数据相关政策文件陆续出台,农业大数据发展应用面临前所未有的机遇。2015年,国务院《促进大数据发展行动纲要》提出,发展农业农村大数据,实施现代农业大数据工程。农业部制定印发了农业农村大数据发展的实施意见,組织对农产品单品种大数据进行试点。部分省份大数据建设已取得了一定进展,云南农业大数据中心启用,贵州农业云建设方案得到批复,江西“智慧农业”建设在全国率先采用PPP模式,上海绿叶菜大数据形成了生产经营管理地图。实地调研发现,天津按照全系统、全要素、全过程的理念,通过整合数据信息资源,把现代都市型农业发展层面的成效体现在大数据平台上面,形成了跨部门、跨区域的涉农数据资源采集共享工作格局,建设科学决策平台、精准管理平台、综合服务平台,使其成为辅助“三农”工作的“助推器”和“倍增器”。

2 山东省农业大数据实践

2.1 农业农村信息化发展情况

近年来,山东省积极推进农业农村信息化建设,发展势头良好。根据《山东省第三次农业普查主要数据公报》,2016年末,山东省平均每百户拥有电脑46.4台,手机215.5部,上网手机比重43.3%,100.0%的村通电话,99.5%的村安装了有线电视,99.0%的村通宽带互联网,10.7%的村有电子商务配送站点[3]。据山东省农业厅调查,截止2017年底,全省电子商务交易额200万元以上的村达到600多个,淘宝村、淘宝镇总数分别达243个和36个;全省已开展了不同层次信息进村入户工作的县有89个,占66.4%。“互联网+”、移动互联等现代信息技术的飞速发展,有效解决了信息进村入户最后一公里问题,为大数据在农业领域的运用奠定了基础。

2.2 农业大数据发展情况

当前,山东农业发展的基础还比较薄弱,农业的主要问题由总量不足转变为结构性、阶段性过剩,有效供给跟不上消费需求的升级。同时,小农户与现代农业发展还没有真正实现有机衔接。大数据可以解决其中存在的问题。大数据、“互联网+”可以利用互联网思维提升农业全产业链,对农业生产要素进行优化配置,提高农业创新力、竞争力和全要素生产率。2013年,国内第一个农业大数据产业技术创新联盟在山东成立[4]。近年来,山东省积极开展农业大数据运用,在顶层设计、资源整合、应用示范、人才培养等方面取得显著成效[5]。

2.2.1 做好顶层设计 山东省农业厅一直把推进农业大数据运用列为重点工作,明确分管领导和具体人员,先后组织起草了《山东省推进农业大数据运用实施方案(2016—2020年)》并经省政府批复实施,出台了《山东省农业厅“农业云”建设实施方案》,研究制定了《农业大数据 标准体系》等四类地方标准,针对大蒜全产业链大数据建设成立了协调推进组。

2.2.2 推动大数据平台建设 在梳理信息资源目录基础上,力争建成“一个大数据平台、N个应用系统、一个公共服务平台、一套标准”的大数据平台和一个数据中心、两个支撑环境、十大业务平台、N个业务系统的“农业云”的基本架构,实现全省农业农村情况的家底清,对农村经济的决策准,对农业生产的调度灵。

2.2.3 推进大数据发展应用 搭建了省、市、县、乡五级互联互通的山东省农业科技服务云平台;利用云平台和地理信息(GIS)技术绘制了涵盖全省韭菜种植面积333.3 m2以上(含333.3 m2)的生产经营主体、韭菜信息的国内第一张精准“放心韭菜地图”,建立动态生产监管信息数据库;利用大数据、云计算等技术开发了山东省农药监管图,实现了对省内农药生产企业及管理人员、农药市场等的精准监管。

2.2.4 加强人才培养 举办了全省农业农村大数据高级研修班,为开展农业大数据工作奠定了人才基础。加强与有关高校、科研单位和大数据产业公司的联系,开展农业大数据相关研究,为农业大数据发展应用提供高层次人才支撑。

2.3 存在的问题

在新形势下,农业农村数据一直存在底数不清、核心数据缺失、数据质量不高、共享开放不足、开发利用不够等问题,无法满足农业农村发展需要[4]。从山东实际来看,主要存在以下问题。

2.3.1 认识水平不高 由于信息化的作用尚未充分显现,政府部门对农业大数据的支持力度不够,加上没有后续细化的配套政策措施,造成顶层设计仍然欠缺,农业企业和农业经营主体对农业数据的采集和应用缺乏主动。

2.3.2 存在信息孤岛 由于分散建设的业务信息系统繁多,数据源标准不一,缺少融合、互不相通,普遍存在“信息孤岛、数据烟囱”现象,有数据“打架”问题,无法支撑大数据开发应用。

2.3.3 数据采集困难 由于农业农村信息化基础设施建设滞后,无线信号、宽带都是制约瓶颈,数据的自动化采集手段较少,农业数据采集、传输、存储、共享的手段和方式落后,加上农产品种植小而散,数据收集非常困难。此外,在发展理念、资金投入、人才队伍等方面也存在不足,制约了农业大数据发展进程。

3 “互联网+”背景下山东省农业大数据发展应用的建议互联网具有融合、创新、开放、共享等特征[6]。“互联网+”背景下的农业大数据发展应用,就是要把“互联网+”和农业大数据这两个要素联系融合起来,以“互联网+”的技术要素即云、网、端为基础,运用“互联网+”的思维理念即“平等、开放、共享”[6],基于山东农业发展特点和需求,拓展和深化农业大数据重点发展应用领域,推动大数据与现代农业的深度融合,打造山东农业发展新优势,培育发展新动能,为实施乡村振兴战略、实现农业新旧动能转换提供有力支撑。

3.1 提高认识,构建工作推进良好机制

习近平总书记在十九大报告中提出“推动互联网、大数据、人工智能和实体经济深度融合。”农业大数据作为新常态下统观现代农业发展的有力工具,必须提高认识,用互联网思维谋划农业、布局农业,建立相应工作机制,制定详细的时间表、路线图,形成职责明确、协同推进的工作格局。同时,主动打破部门利益,积极推进农业信息资源共享,横向联合,打通行业间数据壁垒,纵向延伸,以共享促共建,整合接入更加全面的数据资源。

推动农业大数据发展应用,建议设立省级专项资金,统筹安排农业农村信息化项目,引导互联网、大数据、云计算、物联网等新一代信息技术与农业的跨界融合,全面考虑农业大数据需求,不符合数据共享要求的不予安排资金,大力推动促进现代农业生产信息化、精細化和智能化,促进农业转型升级。

加强农业部门与高等院校、科研单位、大数据企业的合作交流,支持产、学、研、用协同创新与联合攻关,通过农业经营主体和高校等科研单位的合作,培育一批高端的具有数据挖掘、分析、整合和管理的大数据人才,有针对性地培养既懂农业又懂大数据的复合型人才队伍。

3.2 积极谋划,建设农业大数据管理平台

加强“云”“网”“端”基础设施建设,既包括大数据平台、信息系统等软件,也包括互联网、物联网等网络基础设施,还包括传感设备、移动终端等硬件[6]。重点支持农业物联网、移动终端设备等,加快基础设施、通信基站的建设,打破信息建设孤岛,形成信息高速公路。

大数据平台是新时期、新常态下信息化建设的重要组成部分,必须从宏观、系统的角度出发,按照“顶层设计、统筹建设”和“横向联合、纵向延伸”的原则,构建大数据平台整体框架。平台基于“互联网+”、云计算技术,按照集约化的理念,实现数据资源的统一管理、分级授权、按需分配、综合利用,以“信息化、数据化、自流程化、融合化”实现业务工作数据化、可视化、智能化,集合大数据分析工具满足不同数据需求,推进大数据在农业生产、经营、管理、服务等各环节、各领域的应用,助推农业生产精准化智能化、农业经营模式创新、农业管理与服务水平提升[7]。

3.3 整合资源,建立农业大数据管理中心

根据《山东省推进农业大数据运用实施方案(2016—2020年)》,组建山东省农业大数据交换管理中心,形成政府数据统一开放平台,把山东省农业大数据交换管理中心建设成山东省农业农村经济的基础数据存储中心、为农业农村经济提供服务的技术数据支撑中心以及为科学决策提供数字依据的分析数据应用中心。

完善省内相关数据采集、传输、共享基础设施,利用传感器、RFID、二维码、遥感、API接口等技术进行数据采集[8],提升数据采集利用和共享能力;研发推广采集设备,促进数据资源采集自动化,打造一批大型农资、农产品集散中心电子交易平台,鼓励经营主体利用大数据技术对生产经营过程实行精细化、信息化管理,为汇聚更多数据资源夯实基础。

3.4 突出引领,深化农业大数据创新应用

农业现代化是国家现代化的基础和支撑。在农业管理中,要利用互联网技术和运用大数据思维,形成“用数据说话、用数据管理、用数据决策、用数据创新”的氛围,实现“人在干、数在转、云在算”,通过数据分析、数据挖掘,用大数据辅助政府科学决策。

应用是发展农业大数据的关键,必须以需求为导向,释放数据的价值。运用互联网、大数据等现代信息技术,对农业生产要素进行数字化涉及、智能化控制、精准化运行、科学化管理,开展数据挖掘、深度学习、关联分析、管理与处理等关键技术在农业领域集成应用[9],打造山东省现代农业发展新途径、新模式。

针对山东农业发展中存在的农业产业链条较短、农产品附加值不高等问题,应重视大数据指导农业生产、引导市场作用,结合优势特色产业,选择大蒜、生姜、苹果、马铃薯等开展单品种农业全产业链大数据共建共享应用试点,建立完善的数据采集、数据分析和数据服务机制,加快农业全产业链提升,有效破解小农户对接大市场的问题,促进小农户与现代农业的有机衔接。

参 考 文 献:

[1] 温孚江.大数据农业[M].北京:中国农业出版社,2015.

[2] 王小兵,康春鹏. 聚焦聚力 推进农业大数据发展应用[N].经济日报, 2018-1-11.

[3] 山东省第三次农业普查领导小组办公室,山东省统计局.山东省第三次农业普查主要数据公报[R].2018.

[4] 温孚江,宋长青.农业大数据应用、研究与展望[J]. 农业网络信息,2017(5):31-36.

[5] 郑勇,王光华.山东省农业大数据发展情况[J] .农业工程技术,2017,37(30):59-61.

[6] 农业部信息中心课题组.农业信息化研究报告2016[M].北京:中国农业出版社,2017.

[7] 王钧. 互联网思维下山东农业大数据应用的若干思考[J]. 信息技术与信息化,2017(10):95-96.

[8] 许世卫,王东杰,李哲敏.大数据推动农业现代化应用研究[J]. 中国农业科学,2015,48(17):3429-3438.

[9] 秦学敏,陈位政,谭立伟,等. 互联网思维下农业大数據的需求、现状与发展思考[J]. 农业工程技术,2015(36):44-47.

作者:任万明 郑勇 王钧 李文静

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