农业大数据信息采集平台建设研究

2022-03-05李婷婷马娟娟张建华

中国农学通报 2022年3期

李婷婷，马娟娟，张建华

（1农业农村部食物与营养发展研究所，北京 100081；2北京亿信华辰软件有限责任公司，北京 100096;3中国农业科学院农业信息研究所/农业农村部农业大数据重点实验室，北京 100081）

0 引言

当前，大数据产业正快速发展，各行各业将其作为行业内新知识、新价值、新能力迸发推手。大数据产业俨然成为新一代信息技术和服务新业态，也已成为国家层面上的基础性战略资源。在大数据产业成为推动经济转型升级、重塑行业竞争实力之际，农业作为大数据信息产生与实际应用的关键产业，是大数据的基础和重要组成部分。农业大数据是大数据技术与方法在农业领域的实践，涉及范围包含农林牧副渔以及产业上下游相关加工、销售、储运等等各环节，是跨行业、跨专业的信息汇集与应用。用农业大数据来指导农业生产、经营、管理和服务各个环节，将为生产发展和政府决策提供科学、准确的依据。国务院在2015年9月，正式印发《关于印发促进大数据发展行动纲要的通知》，明确提出“发展农业农村大数据，加强农业农村数据采集、运算、应用、服务体系，加强农业资源要素数据的集聚利用，提升预测预警能力”，农业大数据工程上升为国家战略，之后农业农村部也陆续提出发展农业农村大数据相关政策，农业大数据成为引领农业发展的主抓手。

1 农业大数据信息采集平台建设的意义及目标

1.1 意义

农业大数据信息采集平台是农业信息化、数字化建设历程中的重要组成部分。农业大数据信息采集平台建设，将其打造成为农业信息化工作的基础支撑平台，有利于汇聚整合农业信息资源，扩大农业信息共享范围，推动农业信息高效利用，避免重复建设和资源浪费；有利于推进农业信息技术、智能装备和信息终端在农业产、经、管、服中的大规模应用，实现农业智能化、农民生活便捷化、农产品质量监管在线化、农产品销售网络化、农业综合执法实时化，推动农业发展方式的转变。有利于促进农村一二三产业融合发展，促进农民创新创业，拓宽农业发展范畴和农民增收渠道，推动现代农业产业体系构建。

1.2 目标

开展农业信息采集，汇聚涉农数据资源，打通数据资源壁垒，形成大数据中心，挖掘涉农数据资源价值，辅助农业相关部门、组织机构工作决策。

（1）建立和完善农业大数据信息采集渠道和信息调度体系，打造可随需而变和个性定制的农业大数据综合信息采集平台，实现采集要素的动态管理和可配置，形成采集系统化，支撑农业产业各类数据的采集需求。（2）规范信息采集调度制度，梳理农业产业相关信息资源，强化农业产业发展进步力量，在汇聚农业信息资源基础上，为农业产业后续分析决策及管理奠定数据基础，最终实现农业工作底数清、决策好、管理易等目标。（3）加快推进互联网+现代农业发展模式，改进农业产业发展实施方式，以大数据、云计算、物联网等技术为支撑，以推进农业产业数字化转型为重点，加快推进农业产业发展，向二三产业发展水平靠齐，提高我国农业产业市场竞争力。（4）深入推进农业产业改革，增强农业产业发展活力，提升农业产业发展水平，统筹利用采集到的农业资源目录，大力实施农业产业振兴战略，支持农产品、农业生产、农业加工、农业贸易做大做强，提升农业产业的发展质量与水平。

2 农业大数据信息采集平台功能设计

2.1 设计目标

农业大数据信息采集平台设计目标是以信息采集调度制度规范为指导，梳理农业工作业务数据资源，建立可持续的数据资源采集机制，汇聚农业数据资源，为建立农业大数据平台中心奠定数据基础，平台间主要目标为实现农业工作，底数清、情况明、问题准、措施实、效果好等。

2.2 设计思路

建立和完善农业大数据信息采集渠道和信息调度体系，打造可随需而变和个性化的农业大数据信息采集平台，实现采集要素、报表、指标、范围、频度、周期等内容的动态管理和可配置，形成采集模型，支撑各类数据的采集需求。依照农业大数据信息纵向采集、横向交换、互联互通、实时共享的总体建设思路，需建立和完善纵向贯穿省、市、县区、乡镇和村五级涉农单位并与大数据平台配套使用的、灵活的、可定制的数据采集渠道，以实现表单可定制、流程可配置、范围可指定、事前可预警、事后可审核的平台建设内容。采集平台包含在线填报、数据接入、基础信息管理、指挥调度等功能，并可通过数据抽取、转换、清洗和加载等方式使数据资源在统一的标准和体系下进行预处理和预整合，并结合使用Hadoop 等高效数据处理技术对结构化数据、非结构化数据进行聚合、计算和持久化，提高数据的管理效率与数据的使用价值，为基层涉农工作人员提供数据收集、分类共享、清洗转换等不同类型的服务。

2.3 系统框架

农业大数据信息采集平台建设上按照上下协同、运转高效、调度灵活为原则，为进一步推动种养加水产、农机、农村经营等领域运行调度高效，以及调度随需配置、采集范围广泛、采集流程简单，实现农业数据的灵活获取（图1）。

图1 农业大数据信息采集平台系统框架

2.4 采集方式

2.4.1 接口采集通过对农业大数据平台接口与农业内部信息系统、横向外部等信息系统交换与共享数据分析，主要提供接口形式如表1。

表1 农业大数据信息采集平台接口形式及说明

2.4.2 信息员采集充分利用当前的信息进村入户工程，将配置有专业信息员的益农信息社将作为最有效的实时数据采集源。省级大数据中心下达数据采集任务之后，任务经过逐层分解，分派到益农信息社信息员。信息员根据所分配的任务，进村入户，按照采集任务要求，及时采集最为鲜活的数据。信息员将采集的数据经过系统逐级上传汇总到省级大数据中心。

2.4.3 智能终端采集移动智能终端的核心设备是一台高度定制的平板电脑。移动智能终端可以通过Wi-Fi或3G/4G/5G 网络接入互联网。移动智能终端支持Wi-Fi 联网方式。且在移动网络信号和Wi-Fi 信号同时存在的区域，优先连接Wi-Fi 网络。移动智能终端必须保证良好的移动网络连接性能，在广大农村和弱信号地区能正常联网，在5G信号不好的情况下能迅速无痕的切换到4G、3G信息，在4G信号或5G信号恢复的情况，能迅速无痕切换到高速移动接入网，且在信号切换过程中不影响正在使用中的应用，包括App、Web等。移动智能终端应用产品将为各类不同角色的用户（如：益农社信息员、农户、新型经营主体、合作社、政府监管人员）提供强大的信息采集功能。

2.4.4 物联网设备采集物联网设备采集是当前农业行业常用的一种新型信息采集载体，正获得社会各界广泛关注。目前，物联网设备相关技术正日渐成熟，在工作适应性、操作等方面的优势越来越多明显，逐渐成为农业作业环境中的一种新型设备。由于智能农业的发展需要精准化的数据驱动和集约化的作业模式，因此，获取农业相关信息的方式主要集中在遥感、航拍、定点摄像、手持或车载式信息采集、无人机采集等减少人为影响的方式获得一致认可。物联网设备在农业大数据中的应用主要体现在农田测量、对农作物长势和病虫害进行监测等方面。鉴于对物联网设备采集数据的高可靠性要求，大量研究人员将混合多学科的理论与技术整合使用到弄好农业行业技术研究上，致力于开发出具有一体化、节省空间及质量的设备，意图实现提高采集效率和降低采集成本。物联网设备采集信息涉及到信息传输速度、传输抗干扰、传输系统节能等因素，高效的信息获取系统是实时与快速监测农情参数变化的重要方法之一，因此将逐步提高物联网设备获取信息技术，是满足当前农业发展需求，推动农业数字化快速发展的重要途径。

2.4.5 采集内容

（1）产业体系数据采集。采集种植业生产情况统计、蔬菜生产管理、优化产业布局、粮食和水果生产基地建设、设施蔬菜生产基地建设、菜田普查、畜牧业生产、标准化示范场、畜牧产业化建设、国家级示范场建设情况、渔业生产基本情况、渔船基本情况统计、池塘改造与工厂化养殖、水产示范园区、休闲农业、农产品加工、农机化生产管理、购机补贴政策实施、农机深松作业补贴项目、农机化等数据。

（2）生产体系数据采集。采集农田水利、农田深松、农田道路基本信息情况、三园两地、园区基本情况信息、农业科技成果推广、现代农业产业技术体系、现代种业、农技推广体系建设、农业科技人才队伍、农机产品定型鉴定与推广鉴定、放心生猪、放心肉鸡、放心水产品、放心蔬菜基地建设、放心鸡蛋、优质农产品认证、农产品检疫和质量安全检测、农产品日常监管巡查、农资（包括：农药、肥料、种子、兽药、饲料）监管、农业自然灾害、安全事故、社会事件、农业信息服务、市场信息动态监测、政府网站建设、农业物联网建设、种植业执法、畜牧业执法、林业执法、渔政执法、农机执法等数据。

（3）经营体系数据采集。采集市级以上农业龙头企业、合作社、规模农业企业和特色农业大户、家庭农场网上销售情况、平台销售农业经营主体数量、品种和销售量，体验店、旗舰店数量、市区县乡村四级体系建设情况、国家农业产业化龙头企业经营情况、农业产业化龙头企业例行监测情况统计分析、农业产业化龙头企业认定总数、三品一标、著名商标、病虫害统防统治、测土配方施肥、养殖业粪污专业化处理等数据。

（4）开放型经济体系数据采集。采集一带一路境外农业资源开发过程中，企业对外农业投资合作情况统计、省市区县在产业、科技、市场等方面合作信息、农业经济协作、企业出口信息等数据。

（5）国家现代农业示范区建设数据采集。采集省区（县）国家现代农业示范区建设情况、省区（县）国家现代农业示范区建设水平监测评价结果情况等数据。

（6）农村经济发展数据采集。采集农村经济发展主要指标数据，经济运行统计与分析信息、区县经济开发区、涉农区县外资情况、涉农区县外贸情况、涉农区县内资情况等数据。

（7）农村规划数据采集。采集农村建设、设计规划以及农村环境情况规划等数据。

（8）农村人居环境综合整治数据采集：采集农村基础设施建设，包括吃水、用电、行路、生活垃圾处理、农村卫生户厕改造与提升，农村购物、农村幼儿园情况、农村看病、农村文化设施情况，包括道路硬化、街道量化、垃圾污水处理无害化、能源清洁化、村庄绿化、生活健康化、包括党员活动室、农家书屋、文化活动室、便民超市、村卫生室、村邮站等基本业务数据。

（9）基层党组织建设数据采集。采集农村基层组织建设情况统计（镇表）、农村基层组织建设情况统计（区表及汇总后形成的市表）、农村管理服务体系、农村基层组织设置、全市农村村级组织换届选举、村干部报酬待遇等数据。

（10）结对帮扶数据采集。采集村基本情况、困难村基本情况汇总、驻村工作组情况、四年帮扶规划、年度帮扶计划、驻村工作组工作任务、驻村工作组工作任务、创评工作组年报、产业帮扶、技术帮扶、困难群体基本情况等数据。

（11）村集体经济数据采集。采集八项政策的实施情况，包括百村商务楼宇、村集体经济收入统计（季度）等数据。

（12）农民增收数据采集。采集工资性收入主要包括农民转移就业统计信息、经营收入、非生产性增收包括财产性收入、转移性收入等数据。

（13）农民住房数据采集。采集包括国土资源部门提供的农村危陋房屋改造信息等数据。

（14）农民社保数据采集。采集包括人力社保局提供的农民社保信息等数据。

（15）农村困难群体数据采集。采集困难群体基本情况、低收入帮扶包括低收入户和人员信息，帮扶措施信息和帮扶成效信息、农村困难群体统计分析、农村困难群体帮扶措施分析等数据。

（16）新型职业农民数据采集。采集新型职业农民培训试点包括现代青年农场主、生产经营型职业农民、专业技能型职业农民、专业服务型职业农民、新型职业农民培育师资包括百万福利计划农业职业技能培训、新型职业农民培训试点等数据。

（17）新能源建设数据采集。采集各个区县的农村户用沼气、养殖小区沼气、规模化大中型沼气的规模、年产气量、供气户数、年发电量等数据。

（18）清新大气治理数据采集。采集先进民用炉具推广、农村地区太阳能推广、秸秆基本情况、秸秆‚五化利用、秸秆收储运体系等数据。

（19）水污染治理数据采集。采集化肥施用零增长行动、农药施用零增长行动、农田残膜回收利用、禽畜规模化养殖粪污治理、增殖放流各类水生生物苗种，增殖放流工作统计表、改造淡水养殖池塘、海河流域水生生物多样性保护（水生生物多样性监测与评估）、渔农规划区人工鱼礁投放（海洋牧场建设）等数据。

（20）造林绿化数据采集。采集绿化美化行动的年度目标任务信息，包括计划造林面积、分区域造林面积等，以及年度目标完成情况信息等数据。

（21）产权改革数据采集。采集村股份合作制改革、农民住房财产权宅基地等数据。

（22）土地制度改革数据采集。采集土地承包、土地流转等数据。

（23）农村金融服务创新数据采集。采集农业担保、政策性农业保险、农业设施确权颁证、农业设施抵押融资、土地经营权抵押融资、农业融资等数据。

（24）新型农业经营主体数据采集。采集农民合作社、土地股份合作社、专业大户、家庭农场等数据。

（25）质量安全数据资源采集。按照涉农各区区划、年度和生产主体分类等维度采集农资投入品生产企业信息（农药、种子、肥料、兽药、饲料等）、畜牧业生产企业（含规模化养殖场、合作社、养殖大户、收购驻运企业、屠宰企业）信息、种植业生产基地信息、水产业生产企业（基地、工厂、水产示范园）信息，包括企业（基地）基本信息、主要产品生产情况、企业生产成本、年销售额、经营业绩情况等数据；按照涉农各区区划、年度和生产主体（含基地）信息等维度采集生产主体监管信息，包括企业备案信息、执法监管信息、行政处罚及案件受理信息等。按照生产主体（含基地）信息和年度等维度采集并维护生产、销售和流通的主要农业投入品和农产品信息字典表。按照涉农各区区划、生产主体（含基地）信息、年度和农产品信息采集主要农产品,质量抽查检测数据包括禽畜产品、肥料、绿色有机产品、农药、生鲜乳、兽药、水产品、饲料、种植农产品等系列。按照涉农各区区划、年度、生产主体（含基地）信息和农产品信息等维度采集优质农产品（三品一标）认证信息，包括产品认证信息和无公害产地认定信息。按照涉农各区区划、生产主体（含基地）信息等维度采集种养殖档案信息，其中包括种植业在批次、用药、施肥、土壤情况、温湿度、生长周期以及生长环境等基础数据，畜牧业在批次、存补出栏信息、免疫、用药、无害化处理、检疫、屠宰等基础数据，水产养殖业在批次、苗种检疫、苗尾数量、免疫信息、用药信息等基础数据。按照涉农各区区划维度采集历史气象信息、灾害性天气信息、土壤成分信息、土壤类型信息、高标准农田水利（水质）信息、污染源（含村落污染源和企业污染源）分布信息、面源污染信息、小区建设信息、水污染无害化处理信息、粪污治理无害化处理信息等基础数据。按照涉农各区区划、生产主体（含基地）信息、农产品信息等维度采集电子商务信息，包括在线销售农产品、销售网点、销售额、覆盖行政村等信息。按照农产品种类、埠内和埠外、国际和国内等维度采集农产品价格信息。按照涉农各区区划、农产品分类（种植业、水产业）等维度采集病虫害预测报及病虫害事件发生信息。

2.4.6 功能设计信息采集平台包括基础代码、指标、报表、采集方案、采集状态监控、数据填报等管理功能和数据查询统计、数据导出、数据打印、个人工作台等功能（表2）。