面向农业领域的大数据关键技术研究

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  摘 要:随着我国科学技术的不断进步,农业领域在互联网和大数据推动下得到了快速发展。想要提高农业生产规模,就要通过对大数据技术和理论的利用,推进农业大数据技术实践,并制定现代化农业发展战略。本文主要对大数据技术下的农业领域进行研究,并针发展中存在的问题提出解决策略,以推动新时期下我国农业更好的发展。
  关键词:大数据时代;农业领域;问题;措施
  在信息时代下,各行各业都需要加快转型跟上时代步伐。尤其是近几年的大数据、云计算等技术的发展,推动了我国各领域的迅速进步。大数据作为一种资源,在农业领域中得到了广泛应用,农业具有数据多样化的特点,在管理和存储上有较大的困难,因此必须变革管理方式,才能够适应大数据时代。
  一、大数据概述
  (一)大数据概念
  在大数据的来临下,社会上各个领域都受到了影响,IBM认为其是具有多样性、精确性、规模性和高速性的。其中多样性是大数据具有很多种类型;精确性是指数据分析的准确性和时事性;规模性是大数据的数据量较大;高速性是数据的建立、处理、和分析在向着快速度发展。
  (二)与现代技术的关系
  数据整合。数据整合是在搜索引擎和分布式计算的基础上实现的,其通过对数据的收集、转换、抽取、标识等将可靠、高效、安全的平台进行建立。数据整合能够服务上层应用,并将其最大价值充分发挥。在数据资源快速增长的时代下,要在数据源不同的前提下,实现数据的转换、传递、净化等功能,并将用户的实际需求作为出发点,分析并处理数据资源,整理提炼有效信息,进而形成数据中心,并支持数据的管理和资源的共享。
  云计算。大数据具有数据量大的特点,其对数据的处理远超于计算机,怎样快速并精准的处理数据就要通过云计算实现。云计算作为一项提供分布式数据库、和分布式处理的技术,得到了广泛的运用。
  二、农业大数据特点
  (一)具有复杂性
  农业数据的使用范围较广,且涉及的领域较多,包括气象、病虫害、土壤等,其中气象包括空气的湿度、温度、风级、风向、日照程度、雨水量等;病虫害的种类较多,其在不同的农作物上会有不同的体现;土壤可分为化学指标、物理指标、生物指标。在采集数据过程中,工具、方法、测量、计算都会造成数据的误差,影响了数据的准确性和实时性,也使数据在后期处理时更加复杂。
  (二)具有不平衡性
  农业区域在发展中会因天气、土壤、季节等因素造成农业数据的不平衡,而造成影响因素的原因有自然条件、人为因素、市场因素、产业形态等,致使农业数据的不平衡性。
  三、大数据在农业领域的应用
  (一)测土服务系统
  在种植工作要点中,各地的施肥方式有了转变,将“诊治”“开药”“用药”作为首要解决的问题,并在大数据基础上推广配方肥,并开展配方肥施肥的演示点,供农户学习,使肥料的使用效率提高。
  (二)大棚控制系统
  控制系统。控制系统能够对大数据的命令进行接收,并根据实际情况进行操作。例如:控制风机、卷帘机、机械等。进一步实现智能化管理,提高生产效率和种植质量。
  监测系统。通过对传感技术的使用,对大棚中的土壤、空气、二氧化碳、温度、湿度等要素进行采集。并通过相关技术传送收集到的数据,这样,服务中心就能够对其进行分析。
  控制终端。用户能够通过移动设备对检测到的信息进行查看,并作出相应的措施,减少了人工,提高了效率。
  服务中心。在云计算的基础上对大数据服务中心进行建立,能够实现对种植物的时事检测和查看,系统在建立农作物模型的同时,操作机械设备,在此期间能够减少人为的干预,并提高精准度,和生产效率,减少种植成本。
  预测病虫害。在农作物生长过程中,会发生病虫害,其与空气中的温度、湿度以及土壤都有关系。对以往的农作物生产数据中进行分析,并建立模型,进而对虫害进行预测。相关人员根据对病虫害的预测,将大棚温度调节到最佳温度,并改变施肥方式使土壤结构改变,能够最大程度避免病虫害的发生,这种措施能够减少用户对农药的使用,以减少农作物的危险性,进而使农作物质量提高。
  预测农作物成熟度。农作物使农民的主要生活来源,很多农民对农作物的種植还存在着“靠天吃饭”的观念,但在全球经济不断发展的同时,大气环境也逐渐下降,生产农作物不能够只依靠大自然。通过对以往农作物数据的分析,并根据当下的气象条件,能够预测到农作物的成熟时间和成熟度,并对上市时间进行预测。生产者根据目前的农业市场情况,对大棚内的施肥情况和湿度温度进行调整,进而掌握农作物的成熟时间。对产品的上市时间进行调整,通过对保鲜、温度等调节,调整农产品的上市时间,进而收到高利润。例如:湖北某渔业区,建立河蟹的保鲜库,使河蟹得到保鲜,到了销售螃蟹高峰期时调整保鲜库的温度,进而获得好的收益。
  预测农业灾害。农业在生产过沉重会受到气象条件的影响,例如:大风、洪、旱等因素都会对农作物造成不良影响。分析历史数据可知以往的气象规律,并得出风力、雨水量与农作物产量之间的关系,在得出预测结果后做出及时的保护措施,减少农作物因气象原因受到的影响,进而提高农作物产量。
  四、农业服务方面的应用
  (一)信息管理的应用
  农民对土地的占有、种植、收益等是土地承办经营权实施后的主要权利,也是农民对土地使用的最基本的权利。因多方面条件限制,不同地区的土地承包管理出现混乱的现象。针对这一问题,我国对土地承包经营权进行了调查,调查结果显示,该权利的应用规模以本地区为主,手工作为主要的管理方法,不能够与时代同步。这种情况下,管理和应用土地承包经营权必将通过信息化实现。通过对遥感、计算机、定位系统的应用,建立高效化、规范化的管理平台,进而实现农民对土地的管理权和使用权。   (二)管理农产品质量安全
  在社会快速发展的同时,各行各业都在一味的追求经济效益,忽略了社会效益的重要性,食品污染成为农产品的主要问题,人们的消费观念也逐渐偏向绿色食品,因有机食品和绿色食品的价格较普通食品的价值昂贵,很多不良商家找到了“商机”,因此,很多消费者买到了假冒的有机食品。应建立食品查询系统,使消费者能够在平台查询到绿色食品的真伪,该系统能够得到人们的普遍认可,在购买绿色产品前都愿意对食品真伪进行查询,这种大规模、大容量的访问符合了大数据的特点,也是其强项。
  (三)农资服务
  通过对多少数据的利用,对农业生产的销量数据和生产数据进行收集并分析,并根据当地的季节、气候、民族等因素,设计相关模型,并对农产品地区间的供求管理进行预测,并提前预警。在预测过程中,能够对明年的农产品需求种类进行提示,并显示适合明年种植的农产品,进而购买种子并了解该农作物的特点,这种服务能够提前预知市场的需求,并并在打破供求平衡前满足市场需求,进而提高农民收入;通过对市场的预测,能够使农民根据资料和实际需求进行生产,并充分调配,减少农过剩的农产品给农民带来的不利影响。
  (四)农技服务
  根据我国近几年的社会发展情况来看,在农业领域中种植、水产和畜牧的发展势头较好,在以往的农技服务中,农技人员是主要的服务手段,但市场上的农技服务人员专业水平有高有低,只有少数人员具备专业素质,且不能够根据实际情况对农民进行技术指导,在经济快速发展的今天,人工式的农技服务已不能满足时代发展需求,对农业生产的推动效果也无法继续提高。此时,利用大数据技术对病虫害数据库、养殖数据等与以往的数据进行结合并分析,并建立模型,通过分析模型,对农户配备专业的农技服务人员和技术人员,进而提高农技服务的针对性。运用大数据技术能够将农民种植中的难题进行解决,进而提高农技服务的实用性。
  (五)农业信息服务
  随着信息时代的快速发展,农民对市场信息的需求量逐渐加大,但因各种限制因素,农民能够获取并利用的信息很少。而大数据技术能够对农民的地区、信息、农作物种类等信息进行收集并分析数据,将数据与以往的数据和相关的政策相匹配,提供给农民信息,农民在获取到市场信息后能够最快得知市场需求,并获得相应的技术和农技服务。这种服务模式不仅提高了农民对市场信息获得的速度,也改进了服务部门对农民服务的方式和内容,农民能够在信息指导下,准确的掌握市场动向,提高农民收入。
  (六)农业应急管理的应用
  近年来,关于我国农业应急管理方面的问题层出不穷,农作物会在天气、土壤、灾害等因素下受到破坏,使农产品质量下降给农民的收入造成影响。应急管理已经成为解决农业种植问题的主要矛盾,解决该项问题也是农业部门的主要职责。依赖于大数据技术并对灾害问题进行预测和预警,是目前必须要做的。例如:动物疫情中,对疫情做出紧急应对,并通过指挥中心对信息部门进行梳理,并对数据内容进行确定,建立紧急目录,共享和交换数据,融合数据后挖掘并活化数据。
  五、农业领域在应用大数据中存在的问题
  (一)数据分散
  农业在我国经济发展中占有重要地位,在现代化社会中,农业的发展离不开互联网和云计算,对此相关部门建立了多个数据库,地方农业部门也相继建立了地方数据库。因数据不统一在整合过程中就会加大难度,且没有相关规定对其进行要求,数据的收集和整合就会出现失误,收集到的数据也无法发挥其作用。因大数据技术在融合的基础上才能够发挥其价值,这种分散、单独的数据不能发挥作用。若将数据分散开来只会实现数量上的大数据,大数据的特点和优势得不到发挥。
  (二)缺乏对大数据资源的规划
  规划农业大数据就是对数据的收集、传输和使用,农业信息中,数据资源规划是基础工程,但农业资源资源缺乏整体性规划,且建立目标不清晰,资源的分布和结构不平衡,资源的共享和交换比较缺。农业领域在新时期下,快速发展,且规模逐渐扩大,在不依靠大数据的前提下,农业收集、整合、分析的数据都会发挥不到作用。
  (三)数据来源不足
  目前,我国收集农业数据的渠道不能够满足实际需求,一些数据量缺少、频度不够、连续性不强和涵盖面窄等是主要问题。当前,收集到的数据经过层层上报后,不能够保证其实时性,这种传统的传送数据的方式降低了工作的主动性和积极性,在农业网站上的数据得不到及时的收集和整合,因此数据来源的渠道得不到利用,影响农业发展。
  (四)数据利用率低
  合理的利用农业数据能够帮助农民预测风险并提高收入,但目前的数据库不能对图片、文档进行利用和处理。对数据的利用还不达一半,很大一部分的数据得不到开发,价值农业数据较为分散,标准不同,只能单一的利用,具有机智的数据还没有挖掘出来。
  六、农业领域大数据的建设
  (一)使大数据标准化
  目前我国农业大数据还处在刚刚建设阶段,农业部门和农民提高了对大数据的认识,建设农业数据平台,能够促进我国农业更好的发展。建设农业大数据,应将规范化和标准化作为发展目标,并对农业内外资源进行整合,提高对资源的利用。有关部门應加强对信息的整合,并建立相关的管理体系。促进部门之间的相互配合,进而提高农民对数据的利用率。
  (二)建立数据平台
  有关部门应建立数据平台,是农民能够通过数据得到往年的种植信息,进而掌握市场的动向。通过对数据的收集、整理、利用实现农业的快速发展;对数据的整理和加工建立数据资源平台,并在技术的帮助下提高平台的价值;在平台上分析成果,并对政府和企业和农民进行服务。
  七、总结
  在信息时代快速发展的同时,农业领域想要快速发展,就要依靠大数据技术,通过大数据对病虫灾害和市场进行预测,并调整农作物的成熟度,进而提高农民的收入。但目前,我国农业大数据技术还处在发展阶段,各方面还不成熟,因此,应加强对大数据的研究,并提高对大数据的利用率,进而促进农业稳定发展。
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  作者简介:郭云丽(1986—),女,汉族,山西长治人,助教,主要研究方向:管理学。
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