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2 農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)應(yīng)用研究分析
大數(shù)據(jù)在IT等行業(yè)已經(jīng)有了相當(dāng)?shù)难芯砍晒髷?shù)據(jù)與農(nóng)業(yè)等傳統(tǒng)行業(yè)結(jié)合是未來的研究熱點(diǎn)。農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)作為大數(shù)據(jù)的重要分支，包括氣象數(shù)據(jù)、生物信息數(shù)據(jù)、環(huán)境數(shù)據(jù)、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)數(shù)據(jù)、管理數(shù)據(jù)、市場數(shù)據(jù)和統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)等，涉及種植、養(yǎng)殖、加工等方面。面對復(fù)雜、多源化、大量的農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)，傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)分析方法已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的要求，存在著數(shù)據(jù)分析不到位、數(shù)據(jù)存儲空間不足、數(shù)據(jù)分析不及時(shí)等問題。隨著大數(shù)據(jù)與農(nóng)業(yè)的深度融合發(fā)展，依靠傳統(tǒng)方法不能解決的諸多問題也會迎刃而解。通過農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)技術(shù)，對農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的糧食安全、生態(tài)環(huán)境、病蟲害預(yù)防、動植物育種、農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、農(nóng)產(chǎn)品市場預(yù)測等諸多問題進(jìn)行預(yù)測和提升。用大數(shù)據(jù)技術(shù)整合分析農(nóng)業(yè)領(lǐng)域數(shù)據(jù)，改變傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)缺少量化數(shù)據(jù)支撐的問題，針對農(nóng)業(yè)高度分散、生產(chǎn)規(guī)模小、時(shí)空變異大、規(guī)模化程度差、穩(wěn)定性和可控程度低等行業(yè)性弱點(diǎn)，通過對歷史數(shù)據(jù)和現(xiàn)實(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行挖掘，很有可能發(fā)現(xiàn)和解決新的農(nóng)業(yè)科學(xué)問題，拓展人類探索農(nóng)業(yè)科學(xué)的廣度和深度，提升農(nóng)業(yè)創(chuàng)新水平;另一方面挖掘農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)技術(shù)的發(fā)展前景，豐富了大數(shù)據(jù)的應(yīng)用功能，增強(qiáng)了農(nóng)業(yè)與其他領(lǐng)域之間的聯(lián)系。
通過農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)技術(shù)與互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算機(jī)技術(shù)的結(jié)合，農(nóng)業(yè)信息化已經(jīng)融入農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)，對于加快轉(zhuǎn)變農(nóng)業(yè)發(fā)展方式，建設(shè)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)具有重要的推動作用。目前，大力發(fā)展農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)技術(shù)，加快推進(jìn)信息化發(fā)展，促進(jìn)信息化和現(xiàn)代化融合，已經(jīng)成為各國發(fā)展農(nóng)業(yè)的重要趨勢。在英國，提出將大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用于農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，農(nóng)業(yè)向“精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)”邁進(jìn)，與數(shù)字技術(shù)、傳感技術(shù)和空間地理技術(shù)結(jié)合，更為精準(zhǔn)地進(jìn)行種植和養(yǎng)殖作業(yè);另一方面，通過農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)技術(shù)數(shù)據(jù)搜集和分析處理平臺，提升農(nóng)業(yè)生產(chǎn)部門和市場需求的對接，加強(qiáng)其對于市場的理解。在2013年，英國政府正式啟動“農(nóng)業(yè)技術(shù)戰(zhàn)略”，提出高度重視利用“大數(shù)據(jù)”和信息技術(shù)提升農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率。在美國，為推進(jìn)信息化以支撐農(nóng)業(yè)發(fā)展，美國政府提出利用農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)技術(shù)，采取政府投入與資本市場運(yùn)營相結(jié)合的投資模式，從農(nóng)業(yè)信息技術(shù)應(yīng)用、農(nóng)業(yè)信息網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和農(nóng)業(yè)信息資源開發(fā)利用等方面全方位推進(jìn)和完善農(nóng)業(yè)信息化建設(shè)，構(gòu)建規(guī)模和影響力較大的涉農(nóng)信息數(shù)據(jù)中心，有力促進(jìn)農(nóng)業(yè)整體水平的提高。在法國，農(nóng)業(yè)部門完備農(nóng)業(yè)信息數(shù)據(jù)庫，結(jié)合農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)技術(shù)，分析整合各項(xiàng)農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)，通過互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，定期公布農(nóng)業(yè)生產(chǎn)信息，管控農(nóng)業(yè)生產(chǎn)銷售環(huán)節(jié)的正常秩序，向農(nóng)民提供更為詳盡與專業(yè)的農(nóng)業(yè)信息資訊，更好地服務(wù)于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。目前，德國正致力于發(fā)展更高水平的“數(shù)字農(nóng)業(yè)”。通過大數(shù)據(jù)和云技術(shù)的應(yīng)用，將天氣、土壤、降水、溫度、地理位置等數(shù)據(jù)上傳到云端進(jìn)行處理，結(jié)果數(shù)據(jù)發(fā)送到智能化的大型農(nóng)業(yè)機(jī)械上，指揮機(jī)器進(jìn)行精細(xì)作業(yè)。但是，德國農(nóng)業(yè)數(shù)字化建設(shè)面臨農(nóng)村地區(qū)寬帶覆蓋率不夠高，以及數(shù)據(jù)安全等問題。在農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)的應(yīng)用方面，我國已經(jīng)初步構(gòu)建基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的數(shù)據(jù)采集，基于互聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)網(wǎng)及GPRS的信息傳輸，基于數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的分析及可視化技術(shù)的數(shù)據(jù)展示技術(shù)體系，其應(yīng)用正向著產(chǎn)前、產(chǎn)中、產(chǎn)后的整個(gè)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程延伸。由此可知，發(fā)展農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)技術(shù)有利于構(gòu)建面向農(nóng)業(yè)的綜合信息服務(wù)體系，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供綜合、高效、便捷的信息服務(wù)。加強(qiáng)農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)技術(shù)建設(shè)，完善農(nóng)業(yè)生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集、傳輸、共享基礎(chǔ)設(shè)施，建立農(nóng)業(yè)生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集、運(yùn)算、應(yīng)用、服務(wù)體系，推動農(nóng)業(yè)信息化快速發(fā)展。統(tǒng)籌國內(nèi)國際農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)資源，強(qiáng)化農(nóng)業(yè)資源要素?cái)?shù)據(jù)的集聚利用，提升預(yù)測預(yù)警能力。整合構(gòu)建國家涉農(nóng)大數(shù)據(jù)中心，推進(jìn)各地區(qū)、各行業(yè)、各領(lǐng)域涉農(nóng)數(shù)據(jù)資源的共享開放，加強(qiáng)數(shù)據(jù)資源發(fā)掘運(yùn)用。加快農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)，加大示范力度，提升生產(chǎn)智能化、經(jīng)營網(wǎng)絡(luò)化、管理高效化、服務(wù)便捷化能力和水平。 農(nóng)業(yè)科學(xué)中因果關(guān)系較為復(fù)雜，大數(shù)據(jù)技術(shù)可以突破傳統(tǒng)數(shù)據(jù)分析方法的局限，對農(nóng)業(yè)領(lǐng)域中的相關(guān)關(guān)系進(jìn)行分析。動態(tài)流數(shù)據(jù)和非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)是大數(shù)據(jù)技術(shù)分析的重點(diǎn)，Hadoop、Storm、Spark等作為開源的大數(shù)據(jù)處理平臺，在大數(shù)據(jù)領(lǐng)域起到至關(guān)重要的作用。Hadoop作為一種開源的架構(gòu)適合在廉價(jià)機(jī)器上對各種資源數(shù)據(jù)進(jìn)行分布式存儲和分布式管理，具有可伸縮性和高容錯(cuò)性。在Hadoop分布式文件系HDFS的基礎(chǔ)上，對目前傳統(tǒng)的云存儲架構(gòu)進(jìn)行適當(dāng)?shù)母倪M(jìn)，可以實(shí)現(xiàn)對海量農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)的存儲管理。Storm適用于在線實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)流的處理，在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域可用于分析大棚濕度、溫度、二氧化碳含量等實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的處理，及時(shí)快速地將大棚內(nèi)的狀況反饋給用戶，方便用戶調(diào)節(jié)大棚內(nèi)的各項(xiàng)指標(biāo)。Spark是離線的大數(shù)據(jù)處理技術(shù)，可以在離線的情況下快速的處理農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)。Spark是基于內(nèi)存計(jì)算的開源項(xiàng)目，其處理速度相比Hadoop更快，將Hadoop和Spark結(jié)合，即將數(shù)據(jù)存儲在分布式文件系統(tǒng)HDFS中，采用Spark內(nèi)存計(jì)算的方式，提高數(shù)據(jù)的處理速度，及時(shí)地處理數(shù)據(jù)。 然而，想要農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)挖掘工具在農(nóng)業(yè)中發(fā)揮實(shí)際的功效，我們還有許多具體的內(nèi)容需要研究和實(shí)踐，主要包括數(shù)據(jù)存儲方面和數(shù)據(jù)挖掘分析方面。在數(shù)據(jù)存儲方面，由于農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)具有時(shí)空屬性，如土壤類型眾多，農(nóng)作物病蟲害次數(shù)頻繁且癥狀變化，受氣候、肥水等相互之間關(guān)系和影響較大，因而農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)具有多維、動態(tài)、非線性等特征，導(dǎo)致在數(shù)據(jù)存儲方面?zhèn)鹘y(tǒng)關(guān)系數(shù)據(jù)庫難以滿足農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)的存儲需求，難以對非結(jié)構(gòu)的農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)進(jìn)行加工和管理。在數(shù)據(jù)挖掘分析方面，由于農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)存在數(shù)據(jù)資源薄弱、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)不合理、數(shù)據(jù)粒度不夠、數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化與規(guī)范化程度低等問題，數(shù)據(jù)分析過程中會要求考慮時(shí)間因素、經(jīng)濟(jì)學(xué)因素等要求，為保證數(shù)據(jù)分析的精度，大數(shù)據(jù)分析技術(shù)不僅要具備對非結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)高吞吐量，而且還需多角度分析數(shù)據(jù)。因而要加快我國現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)的建設(shè)步伐，完成海量農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)存儲、管理和分析，建立適合于農(nóng)業(yè)體系的大數(shù)據(jù)系統(tǒng)。 3 結(jié)論
大數(shù)據(jù)的產(chǎn)生給海量信息處理技術(shù)帶來新的挑戰(zhàn)，大數(shù)據(jù)技術(shù)的方法、手段的運(yùn)用，促進(jìn)了金融、證券、保險(xiǎn)等領(lǐng)域的信息化發(fā)展。同時(shí)，在科學(xué)研究領(lǐng)域，將大數(shù)據(jù)技術(shù)架構(gòu)到傳統(tǒng)的研究方法中，進(jìn)一步推進(jìn)了實(shí)驗(yàn)研究的準(zhǔn)確性和快速性。大數(shù)據(jù)技術(shù)在我國農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用研究剛剛起步，擁有市場和發(fā)展的潛力，農(nóng)業(yè)朝著信息化和智能化的方向發(fā)展。農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)技術(shù)從復(fù)雜的海量農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)中，分析獲得有價(jià)值的信息，對提高農(nóng)戶決策水平和提高農(nóng)業(yè)科技含量、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率等都有著重大意義。文中分析了Hadoop、Storm、Spark開源的大數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，將這些開源的大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用到農(nóng)業(yè)中，通過采集數(shù)據(jù)、分析數(shù)據(jù)、發(fā)布有價(jià)值信息，從而為農(nóng)業(yè)服務(wù)。但由于大數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)軟件在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用尚不成熟，數(shù)據(jù)分析過程不穩(wěn)定，可能會導(dǎo)致分析結(jié)果達(dá)不到預(yù)期的目標(biāo)，因而需要加大力度改造大數(shù)據(jù)技術(shù)軟件在農(nóng)業(yè)方面的應(yīng)用。農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)技術(shù)以數(shù)據(jù)流引領(lǐng)農(nóng)業(yè)信息化發(fā)展方向，深刻影響農(nóng)業(yè)分工的組織模式，促進(jìn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)組織方式的集約和創(chuàng)新。農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)技術(shù)推動農(nóng)業(yè)生產(chǎn)要素的網(wǎng)絡(luò)化共享、集約化整合、協(xié)作化開發(fā)和高效化利用，改變了傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)方式，可顯著提升農(nóng)業(yè)生產(chǎn)運(yùn)行水平和效率。在農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化建設(shè)中，夯實(shí)農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)在智慧農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用，加強(qiáng)農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)采集分析、共享開放和開發(fā)利用，提升以農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)為支撐的農(nóng)業(yè)信息化，開拓智慧農(nóng)業(yè)新局面，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)供應(yīng)鏈的改造、農(nóng)產(chǎn)品流通體系的再造以及價(jià)值體系的再造，實(shí)現(xiàn)與農(nóng)民的交互、滿足農(nóng)業(yè)研究的專業(yè)化和個(gè)性化需求，促進(jìn)農(nóng)業(yè)信息化的發(fā)展。
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