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時間：2021年12月31日 分類：農業論文 次數：758
摘要：農業農村信息化是國民經濟和社會信息化的重要組成部分，而大數據在農業領域的應用，為農業農村信息化建設提供了新的技術手段。本研究梳理國內外農業農村信息化建設現狀，指出目前存在的問題，并分析大數據背景下農業農村信息化建設的趨勢。在此基礎上，提出農業農村信息化建設的建議。
關鍵字：大數據;農業農村信息化;數據庫;云平臺
黨的十九大報告提出：推動新型工業化、信息化、城鎮化、農業現代化同步發展。在國民經濟和社會信息化中，農業農村信息化其中一個重要的組成部分，是實現國家信息化戰略的最重要的一部分,是農業現代化的加速器[1][2]。通過農業農村信息化推動農業現代化，對促進國民經濟和社會持續協調發展具有重要的意義。
隨著時代的進步，現代信息技術(互聯網、移動互聯網、物聯網、云計算等)也得到快速發展，與此同時數據無時無刻不在產生，而且速度越來越快，量也越來越多。大數據技術應運而生，發展迅速，并且形成當前社會的一大新興產業，受到各個領域內的廣泛關注[3][4]。農業是大數據最能發揮作用的重要領域，并且農業大數據應用是實現農業農村信息化很重要組成部分;因此，建立農業信息化國家大數據中心，努力發展云計算、大數據挖掘等技術，是解決中國農業信息化發展瓶頸的重要手段[5]。
1國內外研究現狀
1.1國外農業農村信息化建設現狀
在農業農村信息化建設方面，國外許多發達國家起步較早，發展也較快。總體而言，這些國家的許多重要的研究成果主要集中在農業信息基礎設施建設、基礎數據庫、平臺、服務體系等建設方面[6]。在農業農村信息化建設方面，美國一直處于領先地位。首先，農業信息基礎完善。通過建設國家農業信息數據庫(AGRICOLA)、國家海洋與大氣管理局數據庫(NOAA)、地質調查局數據庫(USGS)等，形成了龐大的數據資源[2]。其次，信息發布機制規范。以政府為主體，建立從信息采集、存儲、分析到發布的信息網絡，并且覆蓋到不同區域、不同內容的農業生產、經營、管理和服務[7]。
再次，農業信息資源共建共享機制成效顯著。1995年，信息資源共享聯合體組建成功，其覆蓋農業多個領域，該聯合體內豐富的農業信息數據資源能夠免費為全球用戶提供服務[8]。最后，信息技術應用體系健全。由于其領先的現代信息技術優勢，并且許多先進的技術在農業領域被率先應用，經過不斷的探索與實踐，最終形成一套完整的信息技術示范、應用、推廣體系[9]。德國的農業農村信息化程度也處于較高的水平。首先，擁有面向農業的資源數據中心，其數據可以為德國農業生產提供服務。其次，擁有健全的農業農村信息化基礎設施。
再次，計算機自動控制系統在農業領域得到廣泛應用，提高農機的利用效率。最后，物聯網在農業，尤其是養殖業領域，得到大量的研發應用，通過利用最新技術實現現代化生產[10]。荷蘭構建比較完善的農業信息服務體系，農民社團與服務組織較為發達，為農業信息技術推廣應用打下良好的基礎。另外，在信息技術應用方面，其自動化生產、作物模擬、農業市場服務等達到了世界領先水平[11]。法國也建設相對完備的農業信息數據庫，農業信息管理體系強大，可以為多種類型的主體提供豐富的農業信息資源。
另外，在農業領域，其現代信息技術的應用水平也很高[9]。英國在農業農村信息化建設也處于世界的前列。首先，信息基礎設施(互聯網、手機、電視等)在農村地區已基本普及。其次，在智能系統、精準裝備研發應用方面發展迅速。最后，也是擁有海量的農業基礎數據庫，可以免費為涉農企業、農業社團、農民提供各類農業信息服務[12]。相比而言，日本在農業農村信息化建設起步比較遲，取得很好的成效。
首先，通過成立專門咨詢委員會，加大信息基礎設施(通信、廣播、電視等)建設力度，快速構建農業信息化體系。其次，構建完善的服務系統。在20世紀90年代初，通過各種專家系統、氣象系統、生產管理系統等的快速應用，并且全國聯網，實現了農業信息服務全覆蓋。最后，構建完備的農業科學技術支撐研發體系[13]。韓國在農業農村信息化建設方面的起步也比較晚，但是發展速度比較快。首先，在農業農村信息化建設中強化政府的主導作用。其次，在信息化基礎設施建設方面非常重視。再次，非常注重將現代信息技術應用在農業領域。最后，利用多種手段，實現服務的信息化，進而逐步構建農業信息服務體系[14]。
1.2國內農業農村信息化建設現狀
當前，中國農業已經進入從傳統農業轉變到現代農業的時期，相比國外而言，中國的農業農村信息化建設起步較晚，但發展勢頭非常迅猛。自20世紀90年代，中國相繼啟動“金農工程”、農業科學數據共享中心、國家農村信息綜合服務平臺構建與應用、全國農技推廣信息化等一系列重大的農業農村信息化項目，經過多年的發展，目前農業農村信息服務的基本格局已經初步形成[15]。
在農業農村信息化基礎設施建設方面，從2004年工信部開始實施“村村通”工程以來，中國行政村(或自然村)的信息化基礎設施(如電話、廣播、電視、寬帶等)的覆蓋率得到大幅度的提高。2011年，為加快我國寬帶建設，工信部再次提出實施“寬帶中國戰略”，要求到2020年，中國所有鄉村的寬帶網絡覆蓋率達到100%，解決信息基礎設施“最后一公里”問題。同時，借助行業協會、村委會和農民專業合作社等的資源和力量，依托全國文化信息資源共享工程、黨員干部現代遠程教育系統等，建設鄉村信息服務站和培訓信息服務員[16]。
在農業基礎數據資源庫建設方面，由各農業研究機構和農林院校承擔了大量的基礎數據庫的建設與整合[17]-[20]。另外，在2003年，為了將各類數據庫資源進行整合，打通數據共享渠道，科技部啟動了科學數據共享工程。目前，已建成九大科學數據共享中心，通過該中心，科學數據資源得到最大限度地共享。其中，農業科學數據共享中心于2005年啟動建設，現已建成7個數據分中心，對作物科學、動物科學、漁業與水產科學等12類農業科學數據進行了資源的有效整合，構建了560個數據庫(集)[21]。
在農業信息平臺建設方面，政府部門和涉農企業投入大量的資金。農業部信息中心建設了“中國農業信息網”，地方涉農政府機關部門和科研院所相繼通過“中國農業信息網”在互聯網上開設農業信息網站，目前，農業信息化網絡平臺已經基本形成覆蓋省、市、縣、鄉的格局[16]。還有其他一些具有代表性的農業農村信息服務平臺，如農業部建設的“12316農業綜合信息服務平臺”，中國農業科學院建設的“中國農業科技信息網”，中國科學院開發的“農業科技信息智能化服務平臺”、三大基礎電信運營商投資建設的“農信通”、“信息田園”和“金農通”等農業農村綜合信息平臺，一定程度上加快了中國農業農村信息服務體系建設，促進農業信息資源的共享[16]。
2存在的問題
在農業農村信息領域，農業大數據技術已開始地到應用，這對整個農業產業的發展起到了一定的促進作用，也為農業信息技術帶來了機遇和挑戰。由于中國農業數據基礎薄弱，農業基礎信息標準化和規范化程度低，缺少統一規劃和部署;同時，在數據資源管理方面，也缺少相應的技術標準，相應的體系尚未構建完善。這些為中國農業農村信息共享造成了很多的問題，主要表現在以下幾方面。
(1)農業農村信息標準化程度低以工業信息化進程為參照，涉農信息的標準化應該是中國農業農村信息化建設過程中一項基礎性而且極為重要的工作。但是，這項工作在中國農業農村信息化建設過程沒有得到重視。具體表現為：農業信息標準少;涉農信息的采集、存儲、分析與共享等沒有形成統一的規范或標準。因此，在農業農村信息化建設過程中，各個地方政府部門各自為政，從自身利益出發，直接導致大量的數據信息處于無序、分散、割裂的狀態，形成“信息孤島”，給今后的數據共享帶來了困難。
(2)涉農信息化平臺建設缺乏統籌規劃過去，受技術、管理等方面的制約，農業農村信息化建設基本上處于“百花齊放，百家爭鳴”的狀態，缺少頂層設計，信息資源獨占，信息平臺獨立，導致資源的共享困難重重。如今，由于缺乏對農業大數據建設進行整體布局，沒有圍繞服務農業全產業鏈制定農業大數據的建設內容，也沒有對農業大數據建設主體和參與主體的責權進行明確界定，各部門、各類社會主體對到底應該怎么建設和參與建設農業大數據，仍然處于“茫然”狀態。
(3)數據資源管理技術標準和體系尚未完善農業大數據建設涉及農業、發改委、科技、財政等多個部門，各個部門也都根據自身需要開展了大數據建設，且擁有了扎實的數據基礎。但受部門職權制約和出于安全性方面考慮，這些數據在部門之間都未能實現全面共享，也沒有建立統一的農業大數據產生和應用標準體系。另外，已建成的數據庫也存在不同的問題，較為普遍的問題如數據量少、規模小、建設標準缺乏、結構不合理、內容形式單一、信息不完整、內容重復、更新不及時、科學性強普適性弱等，無法很好地對海量、多樣的涉農數據進行組織、存儲和管理，不能為農業大數據服務提供有效的數據支持。
3大數據背景下農業農村信息化發展趨勢分析
目前，世界各國都在大力發展農業大數據技術，加快推進農業農村信息化發展，促進信息化和農業現代化的融合發展。在美國，“大數據研究和發展計劃(BigDataResearchandDevelopmentInitiative)”于2012年3月啟動，由政府出資建立網站data.gov，提供公共數據共享服務。在此基礎上，美國農業部整理收錄了300多個農業數據集，建立自己的門戶網站[22]。在英國，2013年7月發布實施“英國農業技術戰略(AUKStrategyforAgriculturalTechnologies)”，旨在借助大數據等現代信息技術，讓英國在農業信息化領域走在世界前列[23]。
法國大力發展互聯網應用，藉此構建“大農業”數據體系[24]。日本農業人口正在不斷減少，利用云計算、大數據、互聯網等現代信息技術實現智能農業進行農業生產是當前日本農業發展的趨勢。在韓國、澳大利亞、印度等國，大數據等信息技術的研究也備受重視，尤其是大數據與農業現代化的融合應用研究[25][26]。在中國，政府、科研機構以及企業也等都開始了農業大數據相關的研究。在政府層面，2014年的《政府工作報告》中明確指出，要設立新興產業創業創新平臺，在大數據等方面趕超先進，引領未來產業發展。2015年12月，農業部發布《農業部關于推進農業農村大數據發展的實施意見》，全面部署農業農村大數據發展工作。
與此同時，農業部為了在全國范圍內，對農業系統信息資源進行共建共享，搭建了“農業綜合信息服務平臺”;在科研機構層面，2016年，由中國農業科學院牽頭，集合國內科研院所、農業企業等，組建全球農業大數據與信息服務聯盟，以健全農業對外合作公共信息服務體系。2013年，由山東農業大學聯合山東省內外22家政府機關、科研院所、企業成立國內首個農業大數據產業技術創新戰略聯盟，并通過該聯盟搭建“渤海糧倉科技示范工程大數據平臺”[27]。
2014年，中國科學數據大會就農業與農村信息化大數據技術與應用的問題，專門增設分論壇[28]。湖北省農業科學院近幾年也開始開展農業信息知識庫構建的研究，從涉農的政策、知識(技術)、資訊、標準等方面，對信息進行分類、組織，以期構建農業基礎信息數據庫，探索農業大數據建設模式[29];在企業層面，國內的一些企業也都開始高度關注云計算、大數據在農業領域的應用研究。
由量子數聚(北京)科技有限公司和山東農業大學合作，通過整合農業相關的數據資源，利用數據挖掘、可視化技術等，搭建了“農業大數據應用云平臺”。北京布瑞克農信科技集團建設了“中國農業大數據平臺”，匯聚中國農產品數據的信息，能夠為用戶提供相關數據信息的服務。 當前，隨著信息技術的快速發展，新的技術不斷地產生，其在農業領域中地應用也將更迅速更全面，產生的效果也將會更高效更便捷。反之，農業對信息技術的需要也將更加強烈，互聯網，移動互聯網、物聯網、云計算、大數據也勢必在農業生產管理中占據主導地位。
農業生產、經營、管理和服務的過程，是一個物質流、信息流共存的過程，從計算機科學角度來看，就是一個數據產生、采集、傳輸、存儲、分析與應用的過程，必然產生大量的數據，如何管理數據、應用數據成為亟待解決的問題。云計算、云存儲、云服務等技術應運而生，將來勢必滲透到農業生產、經營、管理和服務的全過程中。另外，在政府農業宏觀管理中，大數據技術將更多的為其提供決策依據。因此，將來利用大數據思維來感知農業、分析農業、管理農業，是未來農業發展的必然趨勢[9]。
4結論
“十三五”是全面實現小康社會承前啟后、國民經濟繼續高速協調發展的時期。2019年中央一號文件提出要實施數字鄉村戰略，加快推進寬帶網絡向鄉村延伸，發展智慧農業。因此，大力發展農業農村大數據對于農業農村信息化建設，推動信息技術在農業領域應用，助力現代農業建設意義重大。 借鑒國外農業農村信息化建設的成功經驗，結合中國實際情況，針對當前農業農村信息化建設提出以下建議：一是加強基礎設施建設，尤其是國家級農業大數據中心與機房建設。二是制定涉農信息標準和披露規范。基于信息資源的共享與交換的需求，制定涉農信息標準和披露規范。
三是建設農業基礎數據庫。基于信息的完整性、系統性、權威性、表現形式多樣性等總的原則，建設農業基礎數據庫。四是搭建信息服務云平臺。基于云架構開發信息服務平臺，為各類涉農主體提供信息服務。五是加強基層能力建設思路及內容。基于滿足鄉鎮、鄉村、農庭農場、農民合作社、農戶等主體的信息需求，加強基層能力建設，打通信息通道，加強鎮、村基礎設施建設，提高基層服務站點人員的操作運用水平等。
參考文獻：
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[6]黎玲萍,毛克彪,付秀麗,等.國內外農業大數據應用研究分析[J].高技術通訊,2016(4):414-422.
作者：羅治情，官波，陳娉婷，沈祥成*
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