近年来,“大数据”在农业领域是一个高频热词,不论是农田建设、作物种植收获还是农产品加工物流等环节都需要对不同类型、不同来源的数据进行整合和处理。综合且精准的数据分析能挖掘出新数据、新结论,是实现现代农业的一项重要技术。但由于农业本身的综合性和复杂性,很多科研机构、企业在研发大数据的过程中存在数据不新不全不深、应用产品不接地气、浅层数据重复使用的现象,未能发挥大数据应有的作用,“经验农业”的现状没有得到根本改变。
近日,中国农村杂志社调研组赴河南省农业大数据应用产业技术研究院进行了调研,详细了解研究院在农业大数据应用方面的相关情况和实际案例。研究院着力于提升政府惠农政策的科学水平、实现精准高效,着力于提高土地生产力、农业生产效率和农产品质量,着力于推进农资、农产品精准销售和质量追溯体系健康发展,着力于实现“经验农业”向“精准农业”的转变,在农业大数据方面做出了有益的探索创新与实践应用,值得重视与借鉴。
“需求+技术”:建立农业全产业链大数据系统
河南省农业大数据应用产业技术研究院是由河南省科学院牵头,汇集相关政府机构、科研院所,并引进高端海归博士团队和创新基金,共同组建的具有实体性质的新型研发机构。研究院致力于研究生产覆盖农业全产业链的真正的“大数据”,为转变传统农业生产方式和管理模式,提供精准的数据技术服务。
研究院院长赵兰普认为,农业大数据必须满足“全、新、真”的要求。所谓“全”,就是数据要覆盖产前、产中、产后各个环节,贯穿从土地到餐桌的全过程;所谓“新”,就是针对农作物生长特点,保证与农作物物候期同步的数据更新;所谓“真”,就是要把研究对象的微观要素进行定量化表现。目前研究院已经建立了集“天、空、地”一体化的卫星定量遥感技术体系和完整、安全的数据体系。
该研究院的创新与服务具有以下两个突出特点:
一是以明确的市场需求为导向。“种的啥、种多少、收多少、去哪里”,研究院围绕政府需求,开发出综合性的农业大数据服务平台,为政府管理部门提供数据分析服务和决策支持,使政府的资源配置得到充分优化。围绕保险公司在农业保险投保及理赔等方面的需求,研究院提供全面的农业大数据分析与决策支持服务,开发出农业保险综合服务系统,解决了农业保险精准快速投保和理赔的难题。围绕种植大户在农业生产方面的需求,着力打造农情监测系统、作物长势监测系统等,服务于农作物生长数据监测、灾害预测预警、指导精准水肥管理及农机调度,让农业生产者实现增收节支。可以说,该研究院是市场与科研的交汇点,也是投入与运营双方的共赢点。
二是有丰富的数据资源和强大的技术支撑。翔实的数据源是形成大数据的基础。研究院整合政府各部门数据资源,构建了“天、空、地”一体化的数据采集体系,实现空间、作物、时态、光谱、天候全覆盖。以“土地-人”为核心,构建了全面的数据资源体系,形成地理信息、土地与生产者、农业生产、市场与交易、作物特征、传感器定标六大类数据资源。地面采样是建立数据模型的重要一步,“没有地采就无法建立精准的模型,也就形不成真的大数据。”就该研究院来说,目前地面采样的成本已经占全部研发成本的50%,这也使得数据的真实性、可靠性得到有效保证。截至目前,该研究院自主研发并建立了集“天、空、地”一体化数据采集、自动化遥感解译、定量反演与大数据分析、多业务协同工作于一体的农业大数据应用服务平台,能够保证各级政府、金融保险机构在数天内获取河南全省16.7万平方公里国土面积内1.2亿亩耕地的主要农作物(小麦、玉米等)空间分布信息,作物识别准确率达到90%以上、空间分布精度达到亚米级,在数据处理规模、实时性响应、自动化程度和智能化处理能力方面处于国际领先水平。
把数据变成产品:为政府惠农决策提供科学依据
只有把数据变成产品,大数据才有实际意义。当前研究院主要开展了农业保险审核、烟草种植监测等业务。上述产品的运行,不单单验证了大数据的精确程度,最重要的是提高了保险补贴的投放精准性,为政府惠农决策提供更科学的依据和支撑。
农业保险精准投保。保险是农业发生灾害后的蓄水池,对保障农民利益有着较大作用。委托保险公司开展农业保险业务是当前政府部门应用较多的方式之一。通常农业保险需要标的物、位置、所有人等一系列明确信息,但由于没有先进的技术手段,保险公司往往对切割零散、所属复杂的农村地块束手无策。农业保险面积不准、位置不对、品种不符的问题比比皆是,提交到政府相关部门手中的保单真实性存在巨大的疑问,降低了保险的效率。农业保险必须要有地块的确权信息。研究院以巩义市的冬小麦作物为试点,通过遥感数据和确权信息建立农业保险系统,使人、地、品种一一对应,让应该得到保险的一目了然。对保险公司来说,利用大数据不仅节省了大量的验标成本,而且保证了标的物精准;对政府来讲,可据此审核保险公司保单是否合规,确保了财政补贴资金的安全和高效使用。
烟草种植监测。烟叶是河南重要的农产品之一,高品质烟叶的种植要求很高,土地需要轮作以及避免套种,但管理部门很难对所有种植地块进行监管。研究院在洛阳、平顶山、漯河、驻马店的烟叶种植区建立大数据平台,将地块确权信息、种植光谱数据等录入分析,检测烟叶种植情况。至今研究院已进行2018、2019两年的连续观测,通过对比让企业对应该给予补贴的面积和轮作套种情况了如指掌,直接提高了企业对烟田的监管力度和补贴发放的精准程度。
除了上述两项产品之外,研究院还深度参与了郑州市“菜篮子工程”建设,精准监测全市供应蔬菜品种的种植分布地块和实时面积数据,蔬菜辨识精准度达到98%;2018年12月,在郑州“大棚房”整治过程中,研究院精准识别“大棚房”具体位置和所在地块信息,助力执法人员高效完成拆除工作;聚焦耕地污染与地力提升,为相关部门耕地等级质量评价提供“无破损”、及时的土壤信息,并能较好地反映局部土地污染和抛荒情况,为耕地质量保护与提升贡献技术力量。
从“经验农业”到“处方农业”:全方位深层次提升土地生产力
研究院由于其灵活的体制、丰富的数据资源和先进的技术手段,在当前高标准农田建设、农产品物流提升及落实藏粮于技战略等方面有重要应用前景,对提升惠农政策效果、保护国家粮食安全,解决政府、农民的痛点有显著的效果。
据赵兰普介绍,研究院下一步的目标是建立“处方农业”大系统。当前传统农业中依靠农民自身经验的耕作方式已经显现出弊端,应对外部风险乏力、缺乏现代管理技术,“看天吃饭”导致土地投入居高不下,土地生产力却得不到有力提升。“处方农业”是指通过农业大数据系统,掌握耕地质量、农作物的长势和病虫害程度,结合用地规模,开出一对一的“耕种处方”。接下来,研究院将围绕实现“处方农业”开展系统攻关,在建立作物表型性状基础数据库、研制数据智能采集装备、建立“大农业”对地观测体系上发力,开展土壤肥力、病虫草害、作物长势监测和估产等关键技术研究,形成一批原创性成果,助力河南乃至全国农业由依靠经验示范到依靠科学数据。
研究院的发展也面临一些问题,主要是相关部门对农业信息化发展重视不够,大数据、人工智能等新一代信息技术的转化落地政策措施尚为欠缺,农业大数据发展缺乏相应的顶层设计和应用指导。研究院认为,农业信息化的应用,需要多部门合作,建议相关部门主导建立以农情监测为基础的农业大数据技术服务体系,让数据替代经验,改变“层层上报”“事后核查”的传统管理模式。同时希望政府部门加大对农业信息化技术创新的投入,扩大新技术的应用规模,鼓励企业创新,让农业大数据“活”起来,为农业农村现代化提供先进科技支撑。
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