大數(shù)據(jù)在農(nóng)業(yè)發(fā)展中的運(yùn)用論文
我國目前的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，還是以手工勞動(dòng)為主的耕作方式，人力畜力使用還比較普遍，農(nóng)業(yè)機(jī)械等現(xiàn)代科技手段在農(nóng)業(yè)中的進(jìn)入范圍和作用程度，還遠(yuǎn)未達(dá)到根本扭轉(zhuǎn)勞動(dòng)生產(chǎn)率低下狀態(tài)的目標(biāo)。自上世紀(jì)80年代以來，農(nóng)業(yè)用地?zé)o論是耕地總量還是人均耕地占有量都持續(xù)減少，加上水旱災(zāi)害頻繁等自然因素的增加，直接影響到糧食的穩(wěn)產(chǎn)和增產(chǎn)。與此同時(shí)，還產(chǎn)生了環(huán)境污染和食品安全問題。因此，在大數(shù)據(jù)環(huán)境下，通過科技政策創(chuàng)新管理體制，引導(dǎo)農(nóng)業(yè)走向資源節(jié)約型、生態(tài)保護(hù)型的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展之路，就成為當(dāng)前最主要的和急需解決的課題。
一、大數(shù)據(jù)的概念及特點(diǎn)
大數(shù)據(jù)是IT行業(yè)的術(shù)語，也稱為巨量資料，意思是資料量過于龐大，主流軟件已經(jīng)不能在合理的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行有效的處理，用以幫助企業(yè)進(jìn)行更好的經(jīng)營決策。對于大數(shù)據(jù)概念的界定，至今還沒有統(tǒng)一，研究機(jī)構(gòu)Gartner將其定義為“需要新處理模式才能具有更強(qiáng)的決策力、洞察發(fā)現(xiàn)力和流程優(yōu)化能力的海量、高增長率和多樣化的信息資產(chǎn)”。而大數(shù)據(jù)時(shí)代最早由麥肯錫提出，認(rèn)為數(shù)據(jù)已經(jīng)滲透到每一個(gè)行業(yè)，甚至每一個(gè)業(yè)務(wù)職能，是當(dāng)今重要的生產(chǎn)因素，人們對海量數(shù)據(jù)進(jìn)行挖掘和運(yùn)用，意味著大數(shù)據(jù)時(shí)代已經(jīng)到來[1]。與傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫相比，大數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)量更龐大，要進(jìn)行查詢和分析更加復(fù)雜。大數(shù)據(jù)的特點(diǎn)表現(xiàn)為四個(gè)：一是巨大的數(shù)據(jù)體量。大數(shù)據(jù)的體量已經(jīng)不是停留在TB級別，而是屬于PB級別[2]。二是處理效率高。在大數(shù)據(jù)系統(tǒng)中已經(jīng)應(yīng)用到了1秒定律，也就是在1秒的時(shí)間內(nèi)可以從龐大的數(shù)據(jù)中獲取具有價(jià)值含量的信息。三是數(shù)據(jù)類型多。大數(shù)據(jù)環(huán)境下的數(shù)據(jù)信息呈現(xiàn)多樣化，這些信息不僅僅是文字、數(shù)字，還包括網(wǎng)絡(luò)中的圖片、日志、地理位置、視頻等等，這些都承載著豐富的信息。四是具有高價(jià)值回報(bào)。大數(shù)據(jù)中數(shù)據(jù)量大，包含很多有價(jià)值的信息，只要懂得正確利用，并擅于分析，就可以帶來高價(jià)值的回報(bào)。概而言之，可以將大數(shù)據(jù)的四個(gè)特點(diǎn)歸納為數(shù)據(jù)體量大、處理效率高、數(shù)據(jù)種類繁多、價(jià)值密度高。
二、大數(shù)據(jù)在農(nóng)業(yè)發(fā)展中的運(yùn)用現(xiàn)狀
當(dāng)下大數(shù)據(jù)已經(jīng)貫穿了整個(gè)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈，涉及到的數(shù)據(jù)多而復(fù)雜，如種子、土地、氣象、環(huán)境、土壤、農(nóng)藥、化肥、農(nóng)產(chǎn)品加工、物流、經(jīng)營等，人們通過整合利用這些數(shù)據(jù)優(yōu)化了農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈，進(jìn)一步提升農(nóng)業(yè)發(fā)展水平�，F(xiàn)今大數(shù)據(jù)在農(nóng)業(yè)中的運(yùn)用已不局限于對農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)的收集與傳輸，而是延伸到了運(yùn)用大數(shù)據(jù)加速作物育種，以大數(shù)據(jù)作為驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)的農(nóng)業(yè)操作，在大數(shù)據(jù)的支持下追溯農(nóng)產(chǎn)品的來源，以及優(yōu)化產(chǎn)業(yè)鏈等[3]。與其他行業(yè)相比，農(nóng)業(yè)更為復(fù)雜，因?yàn)樗鼤?huì)受到多種因素的影響，這些因素包括人類活動(dòng)、氣候、土壤、種子等。大數(shù)據(jù)的運(yùn)用，可以促進(jìn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)規(guī)避這些因素帶來的不利影響，減少損失，提高生產(chǎn)質(zhì)量[4]。目前除了上游借用大數(shù)據(jù)提高生產(chǎn)質(zhì)量之外，下游的農(nóng)業(yè)也通過大數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)經(jīng)營管理的整合優(yōu)化，提高農(nóng)業(yè)在市場流通中的效益。從中可見，大數(shù)據(jù)已經(jīng)在農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)中的多個(gè)領(lǐng)域得到了應(yīng)用，這會(huì)對農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營帶來很大的改變。
三、大數(shù)據(jù)在農(nóng)業(yè)發(fā)展中應(yīng)用存在的問題
�。ㄒ唬┺r(nóng)業(yè)信息化的基礎(chǔ)設(shè)施還有待完善。比起其他行業(yè)，現(xiàn)代農(nóng)業(yè)顯然要落后許多，且區(qū)域化差異越來越明顯。盡管當(dāng)前涉農(nóng)服務(wù)發(fā)展相當(dāng)迅猛，然而，其在生產(chǎn)及銷售方面卻滯后許多。各部門與各行業(yè)齊頭并進(jìn)，有待進(jìn)一步完善的農(nóng)業(yè)信息化體系，導(dǎo)致各種不良現(xiàn)象頻頻發(fā)生。如不明確分工、建設(shè)重復(fù)及協(xié)調(diào)不力等等，從而存在嚴(yán)重的孤島情況；未構(gòu)建規(guī)范的投入體系，建設(shè)資金與運(yùn)營資金較少，在總體農(nóng)業(yè)投入中信息化農(nóng)業(yè)的投入比例相對較少，從而阻滯了信息化農(nóng)業(yè)發(fā)展。
�。ǘ⿲r(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)的認(rèn)識有待提高。政府部門無法正確認(rèn)識到應(yīng)用大數(shù)據(jù)的必要性及緊迫性，導(dǎo)致無法在有關(guān)的研究應(yīng)用方面給予足夠的資金支持；各從業(yè)主體如農(nóng)民及涉農(nóng)公司等并未意識到發(fā)展大數(shù)據(jù)的重要性，在學(xué)習(xí)及應(yīng)用新技術(shù)方面消極應(yīng)對；沒有在全社會(huì)中營造一個(gè)發(fā)展與應(yīng)用大數(shù)據(jù)的氣氛。正是這些因素使分析與應(yīng)用大數(shù)據(jù)受到一定的阻滯，遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于發(fā)達(dá)國家的農(nóng)業(yè)發(fā)展水平，阻滯了我國的農(nóng)業(yè)發(fā)展。（三）農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)中心和分析平臺有待建設(shè)。大數(shù)據(jù)的特點(diǎn)是容量大且復(fù)雜性高，必須構(gòu)建于先進(jìn)技術(shù)及先進(jìn)結(jié)構(gòu)的新數(shù)據(jù)中心及研究平臺之上。就技術(shù)層面來說，此平臺根據(jù)一流的數(shù)據(jù)管理能力及數(shù)據(jù)倉庫能力，使構(gòu)建出來的商務(wù)智能項(xiàng)目有著高效、先進(jìn)及開放等特點(diǎn)。就結(jié)構(gòu)層面來說，此平臺的可配置性相對較好，使資源變化及業(yè)務(wù)流程變化的需求得以滿足。此外，在業(yè)務(wù)發(fā)展越來越快、業(yè)務(wù)量越來越多的情況下，平臺的應(yīng)用及性能也需要進(jìn)一步擴(kuò)大。（四）對農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)的開放共享有待開發(fā)。在如今小農(nóng)經(jīng)濟(jì)一家一戶的情況下，家庭承包生產(chǎn)的不夠集中以及小規(guī)模經(jīng)營，阻滯了構(gòu)建標(biāo)準(zhǔn)化的價(jià)值性高的信息數(shù)據(jù)；收集的許多信息被分布于各部門、各研究中心及涉農(nóng)網(wǎng)站中，因?yàn)橹贫燃皢挝焕娴戎T多因素影響，導(dǎo)致這些信息數(shù)據(jù)未能互通互聯(lián)；各信息數(shù)據(jù)沒有形成規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)，致使各信息數(shù)據(jù)不是重復(fù)就是存在沖突，數(shù)據(jù)應(yīng)用率相對較低，從而導(dǎo)致信息資源得不到有效利用。不同部門之間的信息共享存在阻滯和信息孤島現(xiàn)象，使采集與開發(fā)農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)受到很大的限制。
四、大數(shù)據(jù)在農(nóng)業(yè)發(fā)展中應(yīng)用的模式創(chuàng)新
�。ㄒ唬┚珳�(zhǔn)農(nóng)業(yè)模式。精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)模式即是做到“精準(zhǔn)匹配，知天而做”，降低不良因素的影響，提高生產(chǎn)效益。在精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)模式下，可對作物的品種與土壤進(jìn)行精準(zhǔn)匹配，在作物生長過程中，可對各種環(huán)境因素和作物的長勢進(jìn)行監(jiān)測，從而實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)式的灌溉施肥，趨利避害，對整個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)精細(xì)化管理，提高生產(chǎn)力。精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)模式以生產(chǎn)者的利益為中心，在大數(shù)據(jù)的支撐下，選擇準(zhǔn)確的渠道、合適的時(shí)間、地域，利用高效的方法為生產(chǎn)者提供匹配的耕種方案和服務(wù)[5]。在這個(gè)過程中，不管是渠道、時(shí)間、土壤、施肥、澆灌，都要實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)匹配，不要盲目地進(jìn)行耕種。精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)模式是有針對性、目標(biāo)性地開展，具有策略有效、農(nóng)作物生長情況可衡量等特點(diǎn)，它追求的是低成本、高準(zhǔn)確、可評估，可見精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)模式是對傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的顛覆。在傳統(tǒng)的環(huán)境中，生產(chǎn)者難以獲得環(huán)境、作物長勢的信息，在大數(shù)據(jù)環(huán)境下，生產(chǎn)者可以更容易獲得氣候、土壤、作物成熟度、空氣質(zhì)量、投入的成本、耕種設(shè)備等各種可靠的數(shù)據(jù)。在獲得這些數(shù)據(jù)之后，生產(chǎn)者可作出前瞻性的決策，可精準(zhǔn)地對每一個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)進(jìn)行定位，做到心里有數(shù)，知天而作，減少損失，提高生產(chǎn)量。
（二）自動(dòng)化農(nóng)業(yè)模式。自動(dòng)化農(nóng)業(yè)模式是建立在大數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，運(yùn)用數(shù)據(jù)聚合技術(shù)將農(nóng)業(yè)大而復(fù)雜的數(shù)據(jù)整合到農(nóng)用機(jī)械內(nèi)置的數(shù)據(jù)系統(tǒng)中，通過無線網(wǎng)絡(luò)和計(jì)算機(jī)啟動(dòng)機(jī)械進(jìn)行自動(dòng)化的管理模式[6]。自動(dòng)化農(nóng)業(yè)模式適合大型農(nóng)場采用，未來要投入較少的勞動(dòng)力和成本實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)，就需要發(fā)展自動(dòng)化管理模式。自動(dòng)化模式需要農(nóng)用機(jī)械的參與，生產(chǎn)者不需要親力親為，只要懂得在計(jì)算機(jī)上操作管理軟件，即可調(diào)動(dòng)農(nóng)用機(jī)械工作，比如施肥、噴灑農(nóng)藥、除草等。在沒有駕駛員的情況下，農(nóng)用機(jī)械通過傳感系統(tǒng)來感知道路的環(huán)境，對路線進(jìn)行自動(dòng)規(guī)劃，管理軟件設(shè)置好參數(shù)，操作人只要輕點(diǎn)鼠標(biāo)，即可悠閑地一邊喝茶一邊等待勞作結(jié)果。因?yàn)闄C(jī)械內(nèi)置系統(tǒng)中聚合了相關(guān)的農(nóng)業(yè)信息，機(jī)械會(huì)精準(zhǔn)地完成相應(yīng)的任務(wù)，在噴灑農(nóng)藥、施肥方面比人工勞作更加精確。自動(dòng)化模式適合大規(guī)模經(jīng)營和產(chǎn)業(yè)化，如農(nóng)業(yè)公司開辟一條產(chǎn)業(yè)鏈，從生產(chǎn)、物流、包裝到市場上的推廣銷售。農(nóng)業(yè)公司可經(jīng)營自己的農(nóng)場，而農(nóng)場主不需要雇傭太多的勞動(dòng)者，只需要熟悉農(nóng)業(yè)機(jī)械的'操作，就可輕松管理大規(guī)模的農(nóng)場。農(nóng)場的生產(chǎn)完全實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，包括人工智能、自動(dòng)控制、視覺計(jì)算等。在計(jì)算機(jī)科學(xué)、智能控制技術(shù)、模式識別高度發(fā)展的背景下，將農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)整合到機(jī)械內(nèi)置的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，就可減少勞動(dòng)力成本和時(shí)間成本，提高生產(chǎn)效益。（三）信息化模式。信息化模式建立在信息系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，農(nóng)業(yè)信息系統(tǒng)是由人機(jī)組成的管理系統(tǒng)，具有收集信息、傳遞信息、加工信息、統(tǒng)計(jì)信息、分析信息、保存信息、查詢信息、維護(hù)及使用信息的功能[7]。生產(chǎn)者可利用這個(gè)系統(tǒng)達(dá)到農(nóng)業(yè)信息化管理的目的，掌控作物生長過程中的信息，從而實(shí)現(xiàn)全面的信息化管理目標(biāo)。農(nóng)業(yè)信息系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)的功能目標(biāo)包括兩方面：一是提供有效的農(nóng)作物信息渠道，生產(chǎn)者只要登錄系統(tǒng)，就可以通過自己權(quán)限的通道，參與到業(yè)務(wù)流程的對應(yīng)角色中，反饋農(nóng)作物信息、審核信息、統(tǒng)計(jì)信息、使用信息等，迅速精準(zhǔn)地收集、查詢到想要獲得的信息；二是生產(chǎn)人員可通過系統(tǒng)對繁雜的農(nóng)作物信息進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，從中挖掘有價(jià)值的信息，為生產(chǎn)決策提供依據(jù)。在信息化管理中，可以將農(nóng)業(yè)信息系統(tǒng)劃分為農(nóng)作物信息采集與分析、過程管理、綜合信息管理等四個(gè)功能，把農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)過程和農(nóng)業(yè)信息系統(tǒng)聯(lián)結(jié)起來。其中農(nóng)作物信息采集與分析，就是對生產(chǎn)全過程中的信息進(jìn)行采集、存儲(chǔ)、傳輸和統(tǒng)計(jì)分析，建立農(nóng)作物信息數(shù)據(jù)庫，為生產(chǎn)者對農(nóng)產(chǎn)品生長過程實(shí)施有效管理和監(jiān)督提供依據(jù)。
總之，農(nóng)業(yè)發(fā)展意義重大，它關(guān)系到人類的生存、社會(huì)的穩(wěn)定和國家的發(fā)展。隨著人口的不斷增加，糧食的需求量越來越大，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)承擔(dān)的壓力也越來越大。提高產(chǎn)量，滿足巨大的需求，是農(nóng)業(yè)發(fā)展的一個(gè)重大課題。如何節(jié)約成本，提高產(chǎn)量，這需要順應(yīng)時(shí)代的發(fā)展，在大數(shù)據(jù)背景下不斷對農(nóng)業(yè)的發(fā)展模式進(jìn)行創(chuàng)新，不斷更新生產(chǎn)方式。因此，要借助大數(shù)據(jù)帶來的新技術(shù)，發(fā)展精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)、自動(dòng)化農(nóng)業(yè)、信息化農(nóng)業(yè)；要以提高產(chǎn)量、降低成本、減少對環(huán)境影響為目標(biāo)，大力推進(jìn)大數(shù)據(jù)新技術(shù)在農(nóng)業(yè)發(fā)展中的應(yīng)用。
作者:劉水 單位:山東管理學(xué)院
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