韩城黄河大数据数字农业公共服务云平台

2012年至2017年连续六个中央1号文件明确提出，国家要大力开展农业现代化建设，并强调了农业科技创新的驱动作用。信息化是当今世界经济和社会发展的潮流和趋势，大力推进信息化，是我国现代化建设全局的战略举措，是贯彻落实科学发展观、全面建设小康社会、构建社会主义和谐社会和建设创新型国家的迫切需要和必然选择。农业与农村信息化是我国信息化的重要组成部分和薄弱环节。加快农业与农村信息化、开展农村农业信息化关键技术集成与示范，有利于推进全国农业农村信息服务体系建设。《国家中长期科学和技术发展规划纲要2006-2020年》明确将“多功能农业装备与设施”与“农业精准作业与信息化”列入优先主题，并指出农业领域将加强以多功能农业装备和设施农业精准作业为基础的农业信息化建设的支持力度。《中华人民共和国国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要》提出“加快农业科技创新”，并强调推进农业技术集成化、劳动过程机械化、生产经营信息化。《“十二五”重点科技任务类专项规划》提出现代农业技术的研究重点是攻克农业物联网等前沿技术，着力突破数字农业与智能装备制造以及农产品生长环境控制等核心关键技术。国家发改委、农业部、工信部等把农业信息化作为推进我国农业现代化发展的重要组成部分。

农业是我国国民经济发展的基础，我国正在大力发展资源节约和可持续发展的现代农业。物联网技术的发展，将是实现传统农业向现代农业转化的助推器和加速器，也将为培育物联网农业应用相关新兴技术和服务产业发展提供无限的商机。国家发改委为了提前占据物联网技术研究应用的制高点，带动发展我国自主知识产权的企业的快速发展，与农业部共同制定了战略规划，瞄准世界农业科技前沿，围绕农业发展需求，加大了物联网技术在农业上的研究应用推进力度，努力突破农业应用关键核心技术，实现农业生产管理过程中对动植物、土壤、环境从宏观到微观的实时监测，定期获取动植物生长发育状态、病虫害、水肥状况以及相应生态环境的实时信息，并通过对农业生产过程的动态模拟和对生长环境因子的科学调控，达到合理使用农业资源、降低生产成本、改善生态环境、提高农产品产量和品质的目的。因此以信息传感设备、传感网、互联网和智能信息处理为核心的物联网必将在农业领域得到广泛应用，并将进一步促进信息技术与农业现代化的深入融合。

目前我国农业物联网应用总体上处于试验示范阶段，小而分散的应用难于形成农业物联网产业，物联网对农业发展的整体作用没有得到充分发挥；农业物联网究竟能够为农产品有效供给、农民增收、农产品质量安全、缓解市场波动等带来怎样的效果，人们并不清楚；部分实施的大田农业物联网项目，具有较强的观光展示效果，但有感知无决策，有决策无控制(措施)情况很多，大田农业物联网应用没有形成“感知－传输－决策－控制”的闭环，导致物联网技术投入没有很好的发挥实际作用。针对当前我国农村农业信息化过程中的农业生产、经营、流通等环节的信息化技术需求以及当前农业综合信息服务和村镇管理的问题，亟需建设大系统、大平台，以汇集农业大数据，来对农业生产过程进行自动化、智能化、集约化的农业现场信息全面感知，并提供相关信息服务。在国家政策的支持下，现代农业物联网、云计算等技术作为战略性新型产业得到快速发展，并大大推动了农业信息化的发展，为农作物苗情、长情、墒情、灾情等“四情”信息的实时监测，以及对“四情”信息的分析、处理、挖掘和决策提供了新的技术途径。因此，为切实指导实际农业生产作业、为政府部门决策提供坚实理论依据、为农事企业搭建对接平台，农情远程监测及预警系统建设拟基于物联网、云计算等新兴技术，建立一套具备监测、分析、预报、预警、预防等功能完备的大田作物远程监控系统，以实现农业的“高产、优质、高效、生态、安全”。该系统的建设是实现农业现代化的重要部分，也是延伸农业产业链、实现农业一体化经营、确保农业可持续发展的重要手段，也是实现农业产业化、集成化、系统化和城乡一体化的重要举措，对拉动整个国民经济的发展具有重要作用。

我们将国际领先的物联网、5G、移动互联网、云计算、遥感等信息技术与传统农业生产相结合，搭建黄河大数据数字农业公共服务云平台。黄河大数据数字农业公共服务云平台针对不同层面提供定制化服务。在政府及监管部门层面，以农业监管、预警预报、产业布局及调整决策、数据分析与展示为主，可以实现土地数据、产业数据、产品数据、地理位置数据等实现全面收集、处理、分析和服务，推动农业产业信息化的转型升级；在农业园区及农产品生产企业层面，以生产环境预警预报、作物长势预警预报、生产决策与调控、农产品安全与溯源为主，可以将作物及环境信息进行采集、汇总和分析，通过监测网络、产业GIS地图，以及大数据服务，为园区及企业提供生产监管和服务，实现生产智能化、经营网络化、管理数据化、服务在线化；在种植大户和农业合作社层面，以增产、增效、降本为本，可以帮助他们更好地利用数据，管理农田变量，优化资源投入、提高产出和收益。

黄河大数据数字农业公共服务云平台亦在帮助用户构建起一个“从农田到餐桌”的农业智能化信息服务体系，为用户带来一站式的智慧农业全新体验。通过黄河大数据数字农业公共服务云平台的应用可以实现以下目标：

（1）提高资源利用率、降低劳动成本

基于物联网技术、遥感技术、云计算技术设计农业生产过程管理解决方案，利用物联网信息技术改善生产系统的工作效率、提高投入资源的附加值、减少不必要的浪费及资源损耗。通过标准化管理、精耕细作管理和健康种植，实现对农业生产过程的科学管理。整体推进大田种植、企业园区及农业生产合作社的信息化水平，劳动生产率提高15%以上，单位面积土地农业产出效益增加10%以上，经济社会效益显著。

（2）提高农产品品质

传统的农业生产实行的生产管理与作物生长环境调控方式很难对农产品生产过程进行有效控制，人工的依照经验而进行的环境调控无法很好地保证农产品品质。基于农业物联网技术建立的作物生长环境智能控制系统可以利用各类传感器采集到实时的环境信息，系统通过特定算法的处理后，可以通过控制风机、水泵、天窗等设备智能地调控农作物生长环境，为其创造适宜的生长条件，以达到提高农产品质量品质的目的。例如，在温度、湿度等环境因子出现异常时，系统立即进行环境的自动控制，使得大棚中环境始终处于适合作物生长的环境中，减少了病虫害、显著的缩短作物的生长周期，避免了因为高湿、高温、低温状态下的植物生长作物生病、烧苗、生长缓慢等状况。

（3）提高农产品附加值

基于物联网技术，针对于农产品生产企业设计构建的农产品质量安全追溯系统以二维条码为载体，通过在生产基地应用农事信息采集系统，实现生产信息的快速采集与实时上传；通过在生产企业应用农产品安全生产管理系统，实现有机生产的产前提示、产中预警和产后检测；通过将生产企业数据汇集到终端服务器，构建追溯平台数据库，实现上网、二维条码扫描、短信和触摸屏等方式的追溯。建立的农产品质量安全追溯系统围绕“生产、物流、销售”三条主线，在生产环节，将各类传感器采集到的生产环境数据和农作物生长状态数据存入追溯系统数据库；在物流运输中，采用无线、GPS定位、传感器、RFID等技术，实现物流运输监视管理；在销售环节中，消费者可通过不同平台，扫描或输入产品追溯二维条码，了解产品及供应链各阶段信息。

企业通过开展农产品质量安全追溯系统建设不仅能为广大消费者提供实时可靠的质量信息，对于企业自身而言，更重要的是提升企业的品牌形象、提高农产品的附加值，进而提高经济效益。

（4）优化企业生产管理模式

对于农产品生产企业而言，有效的生产管理模式是保证企业正常运行和健康发展的必要前提。基于物联网技术建立农业生产管理系统可以及时地了解企业生产情况，例如，通过土地资源管理模块可以了解地块占用情况和种植计划；通过物资管理模块统计水电肥等消耗情况、农产品产量和投入产出比等；通过设备管理模块可以了解设备的采购、使用和维护情况；通过销售管理模块可以统计农产品销售数量和销售额等数据。

将物联网技术应用到企业生产管理当中，适时调整供、产、销各个环节使之相互衔接，密切配合，人、财、物各种要素合理结合，充分利用，实现农业生产的科学管理，为农业企业带来更大的经济效益。

黄河大数据数字农业公共服务云平台借助物联网发展的战略机遇和信息技术手段的应用，通过深化现代农业产业化、市场化、合作化改革与转型，构建农业生产管理和监管服务信息化新模式，以精准化种植、可视化管理、智能化决策为主线来打造的农业综合管理服务平台，全方位地指导生产，支撑传统农业向现代农业的升级转型。平台建设由地块管理系统、作物管理系统、农情监测与智能服务系统、水肥精准管理系统、病虫害监测预警系统、农产品溯源管理系统等6部分组成，根据用户的数字农业信息化发展需求完成系统研发和硬件集成，实现农业生产一体化建设，增强生产管理的互动性，有效提升生产管理的科学性和监管的针对性，形成良性循环，为农业产业升级转型提供持续保障。

黄河大数据数字农业公共服务云平台，立足“科研、示范、推广、培训、孵化和集聚”的功能定位，面向农业生产实际的根本需求，打造以数字农业生产服务、农业科技服务、农产品安全服务、科普教育为主体的农业综合管理服务平台，综合管理服务平台通过互联网将各个用户的农业信息对外发布和宣传，形成示范推广的重要窗口，全方位展现“互联网+”现代农业建设成就和发展风采，形成整体的信息共享优势和工作管理机制，加强沟通、提高工作效率、提升不同用户的农业信息化管理水平。

平台主要建设内容有数据管理服务层、基础中间件和其他资源服务能力三部分。其中，数据管理服务层建设提供农业物联网多源异构感知数据的统一接入、海量存储、高效检索和数据服务对外发布功能；基础中间件建设提供空间数据处理与GIS服务能力，总线服务、业务流程编排运行环境，SOA软件集成环境，认证、负载平衡等，并使跨越人、工作流、应用程序、系统、平台和体系结构的业务流程自动化，实现服务通讯、集成、交互和路由；资源服务建设解决用户统一集中的数据访问，农业专业服务集中注册、动态查找及访问功能，实现农业构件资源标准化描述、集中存储与共享，方便应用系统集成。