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建设河南省乡村振兴大数据中心的总体框架思路

2019-11-28 09:11:12 农村农业农民·B版 2019年10期

刘战国 张齐 张晨斌

近年来,大数据、物联网等新兴技术在“三农”上的广泛应用,为乡村振兴注入了新动能。大数据与农业的结合,会使信息技术在种植业、养殖业、加工业、物流业等方面广泛应用,从而推动产生智慧农业,更加有效地保障粮食安全和食品安全;农产品生产结构及需求量也会更加合理,并能解决长期以来部分农产品盲目生产以及农民丰产不丰收的问题;大数据在土壤治理、农业生态建设、水利建设及防洪减灾等发面,也发挥着巨大的作用。此外,大数据在乡村振兴、文化振兴和生态振兴等发面也发挥着积极的作用。

一、建设“河南省乡村振兴大数据中心”的重要性

为河南省农业资源管理提供支撑。建立河南省农业资源管理数据库,接入河南省高标准农田、林地、水域、滩涂、宅基地、农田基础设施等数据,融合“两区一划、土地确权、村庄规划”数据,结合良种、测土配方施肥、农业废弃物、农村生活污水处理数据,综合“家庭农场、农民合作社、专业化市场化服务组织、现代农业园区”数据,纳入“普惠金融、农业保险”数据,实现数据的大集中和数据的互通与挖掘,打造河南省“农业生产发展一张图”“特色优势产业一张图”“生态宜居一张图”“产业扶贫一张图”“乡镇治理一张图”“市场及灾害预警一张图”六大资源库。针对“重大工程、重大项目、重大政策、重要改革”落实情况将数字变数据,实现可视化展现、综合化管理。

为河南省精准农业生产提供指导。针对河南省农业发展情况,大数据平台建立“适宜区规划、收获期预测、品质监测、产量预估”的大数据支撑,为产业园区、合作社、家庭农场提供“从种到收”全周期的种植指导服务。产前(如种子品质标准化)、产中(如生产技术管理各个环节标准化)、产后(如加工、贮运等标准化)提供全过程可视化指导,打造高品质、高产量、高溢价的农作物,形成可持续发展的农业道路。

为河南省农业灾害防治提供预警。运用遥感大数据技术建立“实时风险图谱”和防控体系,为农业发展转移风险、提供技术保障,提升“三农”的抗风险能力,让大数据为政府风险决策、农民种养提供更加精准的指引。同时,围绕粮食“耕、种、管、收、防、卖”6个环节,对农产品种植的“面积、分布、产量、长势”进行监测,对病虫害、农业灾害进行预警,对药力、肥力进行监管,实现藏粮于技,让老百姓把种田变得更加简单,不再看天吃饭。

为河南省农业生态环境提供监测。针对河南省“农田、林地”等生态系统多样化,具有明显的地带性、区域差异大等特点,利用大数据遥感专题数据产品,开展土壤侵蚀、农业污染遥感反演应用。对主要水体、河道农田、地下水位等生态环境动态变化开展实时监测评估,特别是对生态脆弱区、敏感区、保护区开展生态环境监测评估,通过连续监测、定时监测,实现农田重金属污染遥感监测、水污染遥感监测、农业污染监测。在夏收和秋收季节开展秸秆焚烧卫星遥感监测,及时获取秸秆焚烧火点位置、火点数目、过火面积等火情信息。

为河南省乡村规划治理提供保障。坚持规划先行、多规合一,利用大数据支撑城乡建设用地动态监测、乡村规划分析与规划指引以及城区建筑物信息调查、乡村规划遥感督察、违法建筑遥感监测,快速、准确、直观地掌握城乡建设动态,并形成多种数据库、应用系统、专题信息报告。

为河南省农产品滞销提供解决路径。针对粮食及特色农作物,将全国种植分布、全国产量监测、历史价格分析,融合天气数据、农产品价格数据、生产灾害数据、地理空间数据,通过网络神经智能算法,将市场供需预测、产品加工匹配、农产品进城道路交通信息、终端消费需求、菜场超市摊位监测评估数据、地域销售习惯分析、期货市场分析、物流运力监测、仓储能力分析、集散市场覆盖分析等综合应用,形成作物种植指引、价格预测、市场预测等专题数据,为全省农产品滞销难题提供数据引导。对全省种植情况做到心中有数,对全国市场情况做到一目了然,实现以提高产量为目标的增长方式向产销适配方向转变。

为河南省打造农业品牌提供基础。针对“一村一品”的重要农产品保护区以及特色农产品优势区进行“绿色、安全”全链条监测,将农产品延伸至“直供直销、中央厨房”。大数据平台针对特色农产品进行全方位监测,从标准建设、质量检测、移动执法、质量安全流程追溯到建设农产品质量安全监控中心,降低农药化肥使用量,真正实现绿色、无公害、有机种植,打造一批精准化、中高端农产品,创出一批“土字号”品牌,实现农产品“生产可记录、安全可预警、源头可追溯、流向可跟踪”,帮助农民“种得好、管得好、卖得好”,让老百姓吃上安全放心的农产品。

二、建设“河南省乡村振兴大数据中心”的框架思路

当前,河南省农村经济社会发展进入新阶段,正处于大变革、大调整、大转型的关键时期,“三农”工作面临的形势正在发生深刻变化。结合河南农业实际,根据《河南省乡村振兴战略规划(2018-2022年)》总体设计和阶段谋划,从实际出发,切实尊重乡村发展规律,推进大数据在“三农”的应用,推进河南省农业农村现代化发展和乡村振兴战略顺利实施。

河南省農业生产大数据指导平台。统筹和规划大数据资源的开发利用,将农业大数据发展纳入农业信息化发展战略,建设以大数据为基础的乡村振兴支撑平台。通过卫星遥感技术对农作物种植分布、作物长势、降水地温、土壤墒情,以及洪涝、旱情、火灾等灾情指数进行全面监管。围绕高效农业“耕、种、管、防、收、卖”等关键生产环节,实现对全省高效农业精准面积、分布、产量、长势、品质监测与种植指导,将原始数据经过采集、清洗、加工、分析,实现对资源决策事前判断、事中控制、事后反馈的全局智能管控。为全省农业提供播前决策、施肥管理、病虫害防治、生育期调控、产量结构调控等生产指导,为经营管理、监管服务、决策分析提供多维度、多场景的智能决策服务。

河南省农业权威评价指数。建立河南省农业评价权威指数,为各地农业生产提供大数据支撑及评价。权威评价指数包含:河南省农业指数、河南省粮食指数、各市县农业指数、农业产业指数、农产品生产指数、农产品价格指数、中国粮油生产指数、农产品供需指数、农业生产灾害指数、行业景气指数、区域创新指数、农业企业成长指数。

“粮食安全及绿色品牌”服务体系。完善农业大数据配套设施,优化农业种植结构,提升农业生产服务能力,保障国家粮食安全,打造“粮食安全及绿色品牌体系”。因地制宜整合全省的耕地、作物、农资、金融等全方位信息,对全省高标准农田建设后产量及品质定期评价,利用大数据推动藏粮于地、藏粮于技。利用卫星遥感技术建立农作物生长全过程的监测台账,建立“从田间到餐桌”“从种子到筷子”“从枝头到舌头”的全产业链质量管控、检测和追溯体系。

创新乡村治理服务体系。在习近平总书记“三结合”理论的指导下,以推进乡村治理体系和治理能力现代化为前提,利用卫星遥感大数据技术加强和改进乡村治理,创新基层治理服务体系。构建县乡联动、功能集成、反应灵敏、扁平高效的综合指挥体系,增强乡镇统筹协调能力,发挥好服务乡镇、带动乡村作用,建设充满活力、和谐有序的善治乡村。

作物生长状态及风险评估核心数据库。利用大数据中心,对全省主要作物生长过程进行高频度监测,对不同时期主要作物的长势状况和环境因素,以及对产量丰歉的指示意义进行动态评估。建立“长势监测评估模型、长势诊断模式、遥感数据模式”,形成监测区域主要农作物长势分布图、监测区域主要农作物生长过程曲线、监测区域主要农作物生长风险评估信息等,为田间管理提供及时的决策支持,并为早期估测产量提供依据。

作物病虫害监测与预报核心数据库。大数据中心结合主要作物长势过程信息和农业气象大数据,对监测区域内农作物发生病虫害的类型、范围和程度进行分析评价,最终构建病虫害、肥料缺乏等胁迫反应模型,提取病虫害信息,精准定位作物病害、虫害、草害的分布情况,实现区域内发生病害、虫害、草害类型的快速确定及其影响范围和程度的准确评估,通过云端专家知识库,预报未来数周主要农作物病虫害的发生概率,周期性提取病虫害作物面积、空间分布等,为更好地开展植保提供数据支撑。

全省农产品估算核心数据库。利用时间序列多源遥感数据,建立全省背景数据库系统,收集和存储估产区自然环境、地形地貌、土地利用现状、种植制度、土地类型、肥力、农业气候资料、农业灾情、历年单产、作物面积、人口、社会经济情况等数据信息,获取农作物单产形成过程中各种影响因素或指示因子,针对不同生长期的作物长势进行动态监测,结合地面观测数据,构建适合区域的农作物单产估算模型,形成监测区域主要农作物单产分布信息等内容。在此基础上,结合农作物种植面积估算结果,实现区域内主要作物的产量估算,建立全省农作物产量精准的“农学模型、统计预报模型、数值模拟模型、遥感估产模型”。同时,建立遥感估产精度评价模型。

全省农作物种植面积分布监测系统。根据河南主要农作物种植结构特点,设计完善的农作物种植面积估算方法体系,综合应用抽样调查、作物遥感识别、作物种植面积估算等技术,实现主要农作物分布监测及种植面积的估算。并利用多时相遥感数据,对相应特色农作物的种植情况进行动态监测。结合地方的实地调查数据,构建区域种植面积估算模型,实现大范围的主要特色农作物种植面积的估算,为相关业务提供客观准确、快速实时的数据支持。

农业资源调查与动态监测系统。基于高分辨率遥感影像数据可快速获取宏观信息的特点,对耕地、草地、水域等农业自然资源的数量、质量和空间分布进行监测与评价,从而为农业资源开发、利用与保护,农业规划,农业生态环境保护,农业可持续发展等提供科学依据。根据土地自然边界,完成地块信息的勾画,同时根据实际地块归属情况,完成其属性信息的赋值,包含地块的种植面积、地理位置、权属、作物情况,建立统一的耕地空间定位基准。最终构建区域土地确权信息数据库,为后续的土地承包流转、农业保险等奠定数据基础。

农业减灾防灾指标监测系统。根据实际,综合“作物类型、作物生育期、灾情历时、淹没水深、土壤质地、气象信息、地形因素、过火面积”等,建立灾情损失的人机交互判读及信息提取模型、灾情信息的快速编辑及网络发送平台;科学定位不同灾害等级的分布区域,提供可视化灾情分析,生成灾害类型、损失程度等初步数据。

农村人居生态环境监测系统。卫星遥感技术的作用在生态监测与人居环境监测领域更有优势,能有效推动生产、生活、生态协调发展,适宜建设“人居环境监测服务”体系,可服务于全省土地流转、乡镇居民点布局、城镇化进程、乡村治理等。

三、政策建议

做好顶层设计,提升农村信息化水平。要高度重视大数据在“三农”工作和乡村振兴中的作用,统筹规划河南省大数据资源的开发和利用,将农业大数据发展纳入农业信息化发展战略和乡村振兴战略。加强大数据中心的“云”“网”“端”基础设施建设,全面提升数据采集、传输、存储、处理、利用、安全保障等能力,出台鼓励农业大数据发展技术的相关政策,促进现代农业信息化、精細化、智能化,为农业经营主体创造现代化大发展环境。

统一建立和完善涉农服务信息共享的标准体系。相关部门应根据信息共享、协议共享、不与共享等类型大数据信息进行分类编制相关信息数据清单,规范和建立大数据标准体系,加强乡村振兴大数据标准化体系建设,加快形成跨层级、跨地域、跨系统、跨部门的乡村振兴数字资源体系,逐步建立完善乡村振兴数据资源共享开放和开发利用的机制,切实以乡村振兴大数据中心建设为抓手,提升河南乡村振兴工作的信息化水平,推动大数据在“三农”上的有序性、权威性和规范性应用。

积极培养各层次大数据人才。各级政府要培养和造就不同类型的大数据应用人才,增加新型职业农民、新型农业经营主体的信息化应用知识,打造一支互联网+现代农业建设队伍;培养和造就一批具有数据挖掘、分析、整合、管理的大数据人才,提高新型农业经营主体的自身规范化进程和市场竞争力,全面提升农业农村数字化、网络化、智能化管理水平,为河南农业现代化和乡村振兴战略实施提供精准的数据支撑和有力保障。