韓城黃河大數據數字農業公共服務云平臺

2012年至2017年連續六個中央1號文件明確提出，國家要大力開展農業現代化建設，并強調了農業科技創新的驅動作用。信息化是當今世界經濟和社會發展的潮流和趨勢，大力推進信息化，是我國現代化建設全局的戰略舉措，是貫徹落實科學發展觀、全面建設小康社會、構建社會主義和諧社會和建設創新型國家的迫切需要和必然選擇。農業與農村信息化是我國信息化的重要組成部分和薄弱環節。加快農業與農村信息化、開展農村農業信息化關鍵技術集成與示范，有利于推進全國農業農村信息服務體系建設?！秶抑虚L期科學和技術發展規劃綱要2006-2020年》明確將“多功能農業裝備與設施”與“農業精準作業與信息化”列入優先主題，并指出農業領域將加強以多功能農業裝備和設施農業精準作業為基礎的農業信息化建設的支持力度?！吨腥A人民共和國國民經濟和社會發展第十二個五年規劃綱要》提出“加快農業科技創新”，并強調推進農業技術集成化、勞動過程機械化、生產經營信息化?！丁?/span>十二五”重點科技任務類專項規劃》提出現代農業技術的研究重點是攻克農業物聯網等前沿技術，著力突破數字農業與智能裝備制造以及農產品生長環境控制等核心關鍵技術。國家發改委、農業部、工信部等把農業信息化作為推進我國農業現代化發展的重要組成部分。

農業是我國國民經濟發展的基礎，我國正在大力發展資源節約和可持續發展的現代農業。物聯網技術的發展，將是實現傳統農業向現代農業轉化的助推器和加速器，也將為培育物聯網農業應用相關新興技術和服務產業發展提供無限的商機。國家發改委為了提前占據物聯網技術研究應用的制高點，帶動發展我國自主知識產權的企業的快速發展，與農業部共同制定了戰略規劃，瞄準世界農業科技前沿，圍繞農業發展需求，加大了物聯網技術在農業上的研究應用推進力度，努力突破農業應用關鍵核心技術，實現農業生產管理過程中對動植物、土壤、環境從宏觀到微觀的實時監測，定期獲取動植物生長發育狀態、病蟲害、水肥狀況以及相應生態環境的實時信息，并通過對農業生產過程的動態模擬和對生長環境因子的科學調控，達到合理使用農業資源、降低生產成本、改善生態環境、提高農產品產量和品質的目的。因此以信息傳感設備、傳感網、互聯網和智能信息處理為核心的物聯網必將在農業領域得到廣泛應用，并將進一步促進信息技術與農業現代化的深入融合。

目前我國農業物聯網應用總體上處于試驗示范階段，小而分散的應用難于形成農業物聯網產業，物聯網對農業發展的整體作用沒有得到充分發揮；農業物聯網究竟能夠為農產品有效供給、農民增收、農產品質量安全、緩解市場波動等帶來怎樣的效果，人們并不清楚；部分實施的大田農業物聯網項目，具有較強的觀光展示效果，但有感知無決策，有決策無控制(措施)情況很多，大田農業物聯網應用沒有形成“感知－傳輸－決策－控制”的閉環，導致物聯網技術投入沒有很好的發揮實際作用。針對當前我國農村農業信息化過程中的農業生產、經營、流通等環節的信息化技術需求以及當前農業綜合信息服務和村鎮管理的問題，亟需建設大系統、大平臺，以匯集農業大數據，來對農業生產過程進行自動化、智能化、集約化的農業現場信息全面感知，并提供相關信息服務。在國家政策的支持下，現代農業物聯網、云計算等技術作為戰略性新型產業得到快速發展，并大大推動了農業信息化的發展，為農作物苗情、長情、墑情、災情等“四情”信息的實時監測，以及對“四情”信息的分析、處理、挖掘和決策提供了新的技術途徑。因此，為切實指導實際農業生產作業、為政府部門決策提供堅實理論依據、為農事企業搭建對接平臺，農情遠程監測及預警系統建設擬基于物聯網、云計算等新興技術，建立一套具備監測、分析、預報、預警、預防等功能完備的大田作物遠程監控系統，以實現農業的“高產、優質、高效、生態、安全”。該系統的建設是實現農業現代化的重要部分，也是延伸農業產業鏈、實現農業一體化經營、確保農業可持續發展的重要手段，也是實現農業產業化、集成化、系統化和城鄉一體化的重要舉措，對拉動整個國民經濟的發展具有重要作用。

我們將國際領先的物聯網、5G、移動互聯網、云計算、遙感等信息技術與傳統農業生產相結合，搭建黃河大數據數字農業公共服務云平臺。黃河大數據數字農業公共服務云平臺針對不同層面提供定制化服務。在政府及監管部門層面，以農業監管、預警預報、產業布局及調整決策、數據分析與展示為主，可以實現土地數據、產業數據、產品數據、地理位置數據等實現全面收集、處理、分析和服務，推動農業產業信息化的轉型升級；在農業園區及農產品生產企業層面，以生產環境預警預報、作物長勢預警預報、生產決策與調控、農產品安全與溯源為主，可以將作物及環境信息進行采集、匯總和分析，通過監測網絡、產業GIS地圖，以及大數據服務，為園區及企業提供生產監管和服務，實現生產智能化、經營網絡化、管理數據化、服務在線化；在種植大戶和農業合作社層面，以增產、增效、降本為本，可以幫助他們更好地利用數據，管理農田變量，優化資源投入、提高產出和收益。

黃河大數據數字農業公共服務云平臺亦在幫助用戶構建起一個“從農田到餐桌”的農業智能化信息服務體系，為用戶帶來一站式的智慧農業全新體驗。通過黃河大數據數字農業公共服務云平臺的應用可以實現以下目標：

（1）提高資源利用率、降低勞動成本

基于物聯網技術、遙感技術、云計算技術設計農業生產過程管理解決方案，利用物聯網信息技術改善生產系統的工作效率、提高投入資源的附加值、減少不必要的浪費及資源損耗。通過標準化管理、精耕細作管理和健康種植，實現對農業生產過程的科學管理。整體推進大田種植、企業園區及農業生產合作社的信息化水平，勞動生產率提高15%以上，單位面積土地農業產出效益增加10%以上，經濟社會效益顯著。

（2）提高農產品品質

傳統的農業生產實行的生產管理與作物生長環境調控方式很難對農產品生產過程進行有效控制，人工的依照經驗而進行的環境調控無法很好地保證農產品品質?；谵r業物聯網技術建立的作物生長環境智能控制系統可以利用各類傳感器采集到實時的環境信息，系統通過特定算法的處理后，可以通過控制風機、水泵、天窗等設備智能地調控農作物生長環境，為其創造適宜的生長條件，以達到提高農產品質量品質的目的。例如，在溫度、濕度等環境因子出現異常時，系統立即進行環境的自動控制，使得大棚中環境始終處于適合作物生長的環境中，減少了病蟲害、顯著的縮短作物的生長周期，避免了因為高濕、高溫、低溫狀態下的植物生長作物生病、燒苗、生長緩慢等狀況。

（3）提高農產品附加值

基于物聯網技術，針對于農產品生產企業設計構建的農產品質量安全追溯系統以二維條碼為載體，通過在生產基地應用農事信息采集系統，實現生產信息的快速采集與實時上傳；通過在生產企業應用農產品安全生產管理系統，實現有機生產的產前提示、產中預警和產后檢測；通過將生產企業數據匯集到終端服務器，構建追溯平臺數據庫，實現上網、二維條碼掃描、短信和觸摸屏等方式的追溯。建立的農產品質量安全追溯系統圍繞“生產、物流、銷售”三條主線，在生產環節，將各類傳感器采集到的生產環境數據和農作物生長狀態數據存入追溯系統數據庫；在物流運輸中，采用無線、GPS定位、傳感器、RFID等技術，實現物流運輸監視管理；在銷售環節中，消費者可通過不同平臺，掃描或輸入產品追溯二維條碼，了解產品及供應鏈各階段信息。

企業通過開展農產品質量安全追溯系統建設不僅能為廣大消費者提供實時可靠的質量信息，對于企業自身而言，更重要的是提升企業的品牌形象、提高農產品的附加值，進而提高經濟效益。

（4）優化企業生產管理模式

對于農產品生產企業而言，有效的生產管理模式是保證企業正常運行和健康發展的必要前提?；谖锫摼W技術建立農業生產管理系統可以及時地了解企業生產情況，例如，通過土地資源管理模塊可以了解地塊占用情況和種植計劃；通過物資管理模塊統計水電肥等消耗情況、農產品產量和投入產出比等；通過設備管理模塊可以了解設備的采購、使用和維護情況；通過銷售管理模塊可以統計農產品銷售數量和銷售額等數據。

將物聯網技術應用到企業生產管理當中，適時調整供、產、銷各個環節使之相互銜接，密切配合，人、財、物各種要素合理結合，充分利用，實現農業生產的科學管理，為農業企業帶來更大的經濟效益。

黃河大數據數字農業公共服務云平臺借助物聯網發展的戰略機遇和信息技術手段的應用，通過深化現代農業產業化、市場化、合作化改革與轉型，構建農業生產管理和監管服務信息化新模式，以精準化種植、可視化管理、智能化決策為主線來打造的農業綜合管理服務平臺，全方位地指導生產，支撐傳統農業向現代農業的升級轉型。平臺建設由地塊管理系統、作物管理系統、農情監測與智能服務系統、水肥精準管理系統、病蟲害監測預警系統、農產品溯源管理系統等6部分組成，根據用戶的數字農業信息化發展需求完成系統研發和硬件集成，實現農業生產一體化建設，增強生產管理的互動性，有效提升生產管理的科學性和監管的針對性，形成良性循環，為農業產業升級轉型提供持續保障。

黃河大數據數字農業公共服務云平臺，立足“科研、示范、推廣、培訓、孵化和集聚”的功能定位，面向農業生產實際的根本需求，打造以數字農業生產服務、農業科技服務、農產品安全服務、科普教育為主體的農業綜合管理服務平臺，綜合管理服務平臺通過互聯網將各個用戶的農業信息對外發布和宣傳，形成示范推廣的重要窗口，全方位展現“互聯網+”現代農業建設成就和發展風采，形成整體的信息共享優勢和工作管理機制，加強溝通、提高工作效率、提升不同用戶的農業信息化管理水平。

平臺主要建設內容有數據管理服務層、基礎中間件和其他資源服務能力三部分。其中，數據管理服務層建設提供農業物聯網多源異構感知數據的統一接入、海量存儲、高效檢索和數據服務對外發布功能；基礎中間件建設提供空間數據處理與GIS服務能力，總線服務、業務流程編排運行環境，SOA軟件集成環境，認證、負載平衡等，并使跨越人、工作流、應用程序、系統、平臺和體系結構的業務流程自動化，實現服務通訊、集成、交互和路由；資源服務建設解決用戶統一集中的數據訪問，農業專業服務集中注冊、動態查找及訪問功能，實現農業構件資源標準化描述、集中存儲與共享，方便應用系統集成。