1、农业大数据农业大数据 创 意 点 亮 未 来 在现代农业中的应用在现代农业中的应用 温孚江温孚江 山东农业大学 校长 农业大数据联盟 理事长 规模化规模化 标准化标准化 现代现代特特 业业 信息化信息化 机械化机械化 市场化市场化 以以“市场化市场化”问题为例问题为例 ?“姜”你军 ?“蒜”你狠 ?“豆”你玩 ?卖橘子难 卖白菜难 种什么？种多少？ 原因原因 ?缺少权威的、并具有信用约束功能缺少权威的、并具有信用约束功能 的供需信息平台（的供需信息平台（场外场外交易平交易平 台）；台）； ?期货市场（期货市场（场内场内交易）不够普及、交易）不够普及、 不够完善以及品种数量太少；不够完善以及品种
2、数量太少； ?供需双方缺乏对市场信息的使用能供需双方缺乏对市场信息的使用能 力；力； ?盲目性：缺少对价格和供需关系的盲目性：缺少对价格和供需关系的 农农 资资 生产方生产方 市场市场 农产品农产品 供应方供应方 农产品农产品 需求方需求方 场内市场场内市场 市场在哪？市场在哪？ 场外市场场外市场 信用风险管理不到位信用风险管理不到位 期货市场期货市场 发现价格发现价格 大数据助推大数据助推 规避风险规避风险 提升期货的功能提升期货的功能 并能强化价格预测的功能并能强化价格预测的功能 农业大数据农业大数据 与这五个特征都有关与这五个特征都有关 系！系！ 农业大数据？农业大数据？ 利用大数据思维
3、、方法以及技术等来解决涉农产业 （广义农业广义农业）相关问题的云计算技术云计算技术。 农业大数据如何为农业现代化服务农业大数据如何为农业现代化服务? ?为农业（广义）生产的产前、产中、产后提供全程 服务。 ?为政府决策提供咨询、指导。 ?为企业生产、转型、市场营销提供咨询、指导。 ?为企事业单位科学管理提供咨询、指导。 农业大数据如何为农业现代化服务农业大数据如何为农业现代化服务? ?粮食安全 ?食品安全 ?育种及良种推广 ?土壤信息的变化与改良 ?生态农业的设计与发展 ?涉农产品市场监控及价格的预警预测 ?病虫害、疫情的监控及预警预测 近两年本近两年本“中心中心”研究的几个代表性案例研究的几
4、个代表性案例 (谢楚鹏，王中华，杨龙，姜春玲谢楚鹏，王中华，杨龙，姜春玲 ) 山东农业大学农业大数据研究中心（联盟） 成立时间：成立时间：2013年5月 中心网址：中心网址：http:/ 案例案例1 渤海粮仓增产增效的大数据支撑研究渤海粮仓增产增效的大数据支撑研究 背景背景：环渤海有 4000万亩中低产田待提升， 1000万亩盐碱 地待开发。“渤海粮仓”科技示范工程将实现粮食单产每亩 提高100-150公斤。该工程将集成不同程度盐碱地改良利用 和粮、棉增产栽培技术体系 5-7套，在山东环渤海地区 30个县 (市、区)推广应用1500万亩粮田，棉田改粮田 100万亩，整治 盐碱地20万亩，粮食增
5、产30亿斤。 案例案例1 渤海粮仓增产增效的大数据支撑研究渤海粮仓增产增效的大数据支撑研究 该课题该课题应用“大数据”的研究方法，采集和分析影响粮食生 产的关键因素数据，为渤海粮仓山东项目区增产增效提供数 据和技术支撑；通过微观、准确、动态和关联的数据采集和 共享来建立项目区的农业大数据应用平台；通过数据分析、 数据挖掘和互动沟通，来提供更精准有效的决策依据，为粮 食的增产增收服务。 数据采集数据采集 两种方式： -人工采样以及分析人工采样以及分析 -自动采集自动采集 人工采集人工采集 1 1、土壤差异的数据采集、土壤差异的数据采集 在在2727个功能区，当地的科技人员按指定的采样标准采集土样
6、。科技个功能区，当地的科技人员按指定的采样标准采集土样。科技 人员在土样上标记好经度、纬度、海拔、和相关基本的土壤和灌溉条件人员在土样上标记好经度、纬度、海拔、和相关基本的土壤和灌溉条件， 通过邮寄方式将土样送达山东农业大学，利用相关仪器设备测量土壤通过邮寄方式将土样送达山东农业大学，利用相关仪器设备测量土壤的差的差 异。至少测量如下指标：异。至少测量如下指标：PHPH、盐、氮、磷、钾、有机质。土壤数据、盐、氮、磷、钾、有机质。土壤数据采集两采集两 次。次。 2 2、作物与生长差异的数据采集、作物与生长差异的数据采集 在在2727个功能区，当地的科技人员在主要的生长期个功能区，当地的科技人员在
7、主要的生长期 ( (冬苗期、拔节期冬苗期、拔节期、 开花期、和成熟期开花期、和成熟期 ) )，根据指定的标准来填写作物和苗情的情况。通过，根据指定的标准来填写作物和苗情的情况。通过简易简易 的的网页填写，将数据上传至大数据中心。网页填写，将数据上传至大数据中心。 3 3、气候差异的数据采集、气候差异的数据采集 开发数据采集软件，在中国天气网等网站查询和记录相关气象数据：开发数据采集软件，在中国天气网等网站查询和记录相关气象数据： 4 4、种植与生产差异的数据采集、种植与生产差异的数据采集 在在2727个示范点，当地的科技人员记录种植类型个示范点，当地的科技人员记录种植类型 - -“ 小麦小麦
8、- -玉米或棉花改小麦玉米或棉花改小麦 ” 、灌溉类型、灌溉类型 - -“ 充足的黄河水灌溉或充足的黄河水灌溉或 不充足的黄河水灌溉不充足的黄河水灌溉 ” 、播期差异、施肥差异等数据，并、播期差异、施肥差异等数据，并 按要求的标准上报。按要求的标准上报。 5 5、病虫灾害差异的数据采集、病虫灾害差异的数据采集 在在2727个示范点，当地的科技人员记录病虫灾害的数据。个示范点，当地的科技人员记录病虫灾害的数据。 有必要时，可以直接采用当地植保站的数据。有必要时，可以直接采用当地植保站的数据。 6 6、科技人员的数据采集标准与培训机制、科技人员的数据采集标准与培训机制 以以“当地人做当地事当地人做
9、当地事”为原则。科技人员之间，以为原则。科技人员之间，以 及与大数据中心的通信与数据传输，通过专门的数据采集及与大数据中心的通信与数据传输，通过专门的数据采集 网站进行网站进行 自动采集数据自动采集数据 “神农物联”数据采集站系统。“神农物联”是山东农大研发，具有自主知 识产权的农田信息采集物联网设备，网址： http:/ 。 案例案例1 16万亩,27个功能区， 1-3万亩/功能区， 300亩/样点 渤海粮仓增产增效的大数据支撑研究渤海粮仓增产增效的大数据支撑研究 初步成果初步成果 宏观分析 苗情 “渤海粮仓”科技示范工程建设布局图 案例案例1 渤海粮仓增产增效的大数据支撑研究渤海粮仓增产增
10、效的大数据支撑研究 初步成果初步成果 宏观分析 氮 （mg/kg） “渤海粮仓”科技示范工程建设布局图 案例案例1 渤海粮仓增产增效的大数据支撑研究渤海粮仓增产增效的大数据支撑研究 初步成果初步成果 宏观分析 有机质 （g/kg） “渤海粮仓”科技示范工程建设布局图 案例案例1 渤海粮仓增产增效的大数据支撑研究渤海粮仓增产增效的大数据支撑研究 初步成果初步成果 宏观分析 墒情 (%) “渤海粮仓”科技示范工程建设布局图 案例案例1 渤海粮仓增产增效的大数据支撑研究渤海粮仓增产增效的大数据支撑研究 初步成果初步成果 微观分析 (10.10前) (10后，20前) (10.20后) 案例案例1 渤
11、海粮仓增产增效的大数据支撑研究渤海粮仓增产增效的大数据支撑研究 初步成果初步成果 微观分析 （mg/kg） 案例案例1 渤海粮仓增产增效的大数据支撑研究渤海粮仓增产增效的大数据支撑研究 初步成果初步成果 微观分析 （mg/kg） 案例案例1 渤海粮仓增产增效的大数据支撑研究渤海粮仓增产增效的大数据支撑研究 初步成果初步成果 微观分析 （g/kg） 案例案例1 渤海粮仓增产增效的大数据支撑研究渤海粮仓增产增效的大数据支撑研究 初步成果初步成果 模型构建 基于大数据挖掘模型的初步分析带来了跨领域整合数据的突破 性成果。初步论证对苗情有重要影响的共有 7类指标类指标：区域（地区域（地 理、气象等）、
12、酸碱度、含盐量、播期、土壤墒情、种子品种、理、气象等）、酸碱度、含盐量、播期、土壤墒情、种子品种、 土壤养分（有机质、氮、磷、钾含量）等土壤养分（有机质、氮、磷、钾含量）等。因此，在如何促进 苗情管理及后续产量提升问题上，应优先关注这些重要的影响 指标 ， 逐 渐实 现 科学 种 田。 案例案例1 渤海粮仓增产增效的大数据支撑研究渤海粮仓增产增效的大数据支撑研究 初步成果初步成果 土壤改良意见 ?18%的土样有机质含量低，这些地块应加大有机肥的施用。 ?东5功能区需要注意及时补施氮肥，以满足作物生长需要。 ?42%的样品有效磷含量偏低，不能满足生产需要，应及时补充。 ?另外，按照山东省滨海盐渍
13、土分级标准， 85%的土样属于脱盐 ?地，但76个样点（22800亩）含盐量高，特别是其中的 2400 ?亩重度盐碱地，应采取控盐渍化措施。 ?样点土壤已有27.50%出现干旱，需要灌溉。 案例案例1 渤海粮仓增产增效的大数据支撑研究渤海粮仓增产增效的大数据支撑研究 初步成果初步成果 春季麦田管理意见 根据一类苗数占所有采集点8.2%（ 41 个）、二类苗占 12.4%（62个）、三类苗占79.8%（402个）及无病虫和冻 害等数据信息，建议加强分类指导，因地因苗制宜，科学 运筹肥水，抗旱保苗，促弱转壮，控盐保墒，构建合理群 体，加快转化升级，奠定丰收基础。 案例案例2 奶牛数字化精细养殖系统
14、与大数据奶牛数字化精细养殖系统与大数据 内容：内容：数据采集、数据库构建、自动控制。 目的：目的：通过大数据研究，提高奶牛饲料营养、育种、繁殖、疾 病防治等技术管理水平。 案例案例2 奶牛数字化精细养殖系统与大数据奶牛数字化精细养殖系统与大数据 对奶牛产奶量、运动量、体重、乳汁电导率、牛舍温湿度等数据 进行实时采集和贮存管理，通过对历史数据的分析建立模型，通 过对实时数据的监控和模型分析，监控奶牛产奶量是否异常，对 奶牛发情、乳房健康状况进行诊断，自动控制分群设备、补料设 备及环境控制设备。 案例案例2 奶牛数字化精细养殖系统与大数据奶牛数字化精细养殖系统与大数据 软件牛群管理模块可视化界面软
15、件牛群管理模块可视化界面 1 案例案例2 奶牛数字化精细养殖系统与大数据奶牛数字化精细养殖系统与大数据 软件牛群管理模块可视化界面软件牛群管理模块可视化界面 2 案例案例2 奶牛数字化精细养殖系统与大数据奶牛数字化精细养殖系统与大数据 应用产奶量应用产奶量历史数据历史数据建立产奶量与乳房炎相关性建立产奶量与乳房炎相关性 案例案例2 奶牛数字化精细养殖系统与大数据奶牛数字化精细养殖系统与大数据 用乳汁电导率 历史数据历史数据 和奶牛体细胞数测定建立的用于隐形 乳房炎诊断的电导率与体细胞数关系模型 案例案例2 实时数据采集和分析的结果利用实时数据采集和分析的结果利用 通过产奶量、运动量、体重适时记
16、录数据，系统分析给出奶 自自 动动 补补 料料 牛个体营养需要量，在挤奶厅对每一头奶牛进行定量补饲， 实现奶牛的精准营养管理。 记录奶牛适时运动量，通过与由历史数据建立的发情诊断模 自动发情诊断自动发情诊断 型比对，发现发情牛只，检出率 90%，误检率可 259 种质资源 SSR标记 联合标记 SNP位点 选择性剪切 1,472 6,799,910 3,559,291 20,602,973 45,326,068 案例案例3 生物数据库的构建与应用生物数据库的构建与应用 生物数据库应用生物数据库应用 ?基于这些专业数据库，已经初步定位和克隆了一些与高 产、优质、高抗等主要农艺性状相关的基因； ?
17、构建了快速鉴定田间病害的试剂盒；利用数据库中的分 子标记，筛选了大量种质资源，为种质资源的调查、收 集、分类、保存和育种利用提供了物质基础和技术支持。 案例案例3 生物数据库的构建与应用生物数据库的构建与应用 构构数建建据国国平家家台生物数据库中心生物数据库中心 前前 景景 展展 望望 大?生物数据量的指数增加 生物数据分析与软件开发 生物数据库的大规模构建 ?生物数据库平台的应用 案例案例4 某国家级高新区科技投入贡献分析某国家级高新区科技投入贡献分析 高新区数据挖掘、处理和建模高新区数据挖掘、处理和建模 ?高新区相关数据 ?区内各个企业生产经营的相关数据 ?税务数据 ?工商数据 ?海关数据
18、 ?银行数据 ?财政数据 ? 案例案例4 某国家级高新区科技投入贡献分析某国家级高新区科技投入贡献分析 数据成果：数据成果：“高新区经济发展及产业研究数据库”一套；“高新 区经济发展及产业数据库”元数据管理规范一套。 报告成果：报告成果：山东高新区元数据规范、山东高新区数据转换 规则、基于大数据的科技投入贡献分析研究报告。 平台成果：平台成果：高新区决策分析平台一套 其它成果：其它成果： 软件著作权一套、专利申请一套等。 案例案例4 某国家级高新区科技投入贡献分析某国家级高新区科技投入贡献分析 ?形成了高新区数据整合机制；可为相关其它分析研究提供数据 支撑。 ?同一产业各企业的科技投入适宜度分
19、析，供高新区管委会和各 企业对后续科技投入提供决策参考。 础 国 冢 黑 新 区 决 策 分 忻 平 台 匾 & !i IJ 书 一 批 尉 钮 鄱 棚 护叩 三 分 类 标 佳 匠 o 占 睬 片 云 正 硒 部 涵 企 彭 瑛 剧 妢 盈 利 商 祈 伎 术 企 业 粕 簿 睬 缝 盈 利 和 周 首 技 术 企 ： 中 等 收 入 盈 利 商 箭 宪 贞企 业 中 低 从哪 商 斩技 术企 业 一 工 ， 造铝稣5分 比 适苗罢哉 r 世 自 阳 种 企 业 个 数 出名单 亡 古 干F变 压 器 郁 1 0 0 .0 % 1级 单 3 9 9.0% I 2级 不 足 1 九0 % 7
20、2 级 不 足 I 2 . 屯lJ设宙有以，Z li r 灶 耳 电 刀 电 子 有 限 公 二 叶 呏7 3 .0 % I 2级 不 足 4 证异振公司 - - - - - 有 煦 公 司 开 踝 凭 苔 有 影 公 司 6 1 .0 3级 飞 一 2 s. s切0 % 3级 1 10 .0 战i 案例案例4 某国家级高新区科技投入贡献分析某国家级高新区科技投入贡献分析 ?形成了高新区数据整合机制；可为相关其它分析研究提供数据 支撑。 ?同一产业各企业的科技投入适宜度分析，供高新区管委会和各 企业对后续科技投入提供决策参考。 ?企业综合评价，帮助企业发现影响企业发展的重要指标在产业 中的位次
21、，为企业经营管理提供参考。 分 郏 告 分 涟 涧 霆 芜 查 涧 繇 优 系 0 评 骰 级 企业节 黜 弗韩 i抖廿胞翌剧翡榄 限 创 新 胪 扔 分 析 扫 开 啬 压 开 关 有 很 公 司 产 世 埏 且 ： 笝 变皂 倡 企 业 院 合 评 分 企 业 今 合 衿 0 .4 3 3 综 钳 衿 翎 ！ 一级 产 业 早 均 分 0 .1 6 8 产 业 革 均 差 值 158,.0% 产 业 聂 伪 分 1 .0 0 0 产 业 最 优 差 值 -56.7% 评酮蔚细 大 类 罩 祖i 恳 值 积 靴 ， 产 业 最 优 分 产 业 单 均 分 产 业 最 优 剒 趾b 产 业 单
22、 均 差 值 比 预 苦 评 价 I 二 畸 翱项目综 珠项目银要内12.3 % 7 9 0 3 .9 0.3 7 0 1 .0 0 0 0 .1 5 3 - 6 3 .0 % 1 4 2 .4 % 情 况 器 支 全 器 陨 项 目 数 9 .2 % 8 .0 0 .1 2 7 1 .0 0 0 0 , 2 1 7 - 8 7 .3 % - 4 1 .4 % 一 I 老 企 业 内 郅 月 于 科 拐 启 动 的 非 烈 恙 要 支 岂 合 廿 1 2 , 2 %1 7 9 0 3 .9 0 .3 3 7 1 .0 0 0 加4 3 - 6 6 , 3 % 1 3 5 .7 % 心 I I
23、刺括味祝 郡 活嗓 荆阮 企 业 内 部 月 千 科 技 活 动 的1诔育经费当年形质钠n 2 %:1 9 8 9 A 0 , 3 0 9 1 .0 0 0 0 .1 1 1 - 6 9 .1 % 1 7 7 .1 % 回 定 资 产 其 中 ： 仪 器 和 总 备 9 .7 % 1 3 4 8 .3 0 , 7 1 8 1 .0 0 0 0 .1 8 5 - 2 8 , 2 % 2 8 9 .0 % 郡活动尪 儒 兄 哇 来 启 殴 府 笣 门 的 科 枝 话积 沥动活 动 人资员 合 计金 用 干 企 业 内 部 科 伎 话 4 .11%0 . 9 %0 6,807 .D 01,.0000
24、00 10., 002080 00.,020558 0- 1.000%.0 % 288.1- 1 0 0 , 0% 人 员 酚 兄 苛 业人员数 1 2 .0 % 2 3 1 6 .0 0.2 4 2 1 .0 0 0 0 .1 3 6 - 7 5 ,8 % 77.7% 酰 兄 企 彭 盛 情 况 一 嗣历肖要噩（ 煤 炭 石 油 舟 盔 气 4 .1 % 3 4 9 .0 0 .0 1 6 0 .0 3 0 0 .0 0 9 - 4 6 .7 % 8 3 .5 % 龟 等 ） 2 .8 % 1 4 6 4 8 .4 0 , 5 7 6 0 , 5 7 6 0 .0 8 6 0 .0 % 5 6 6.4% 凭袚 总额 -案例案例4 某国家级高新区科技投入贡献分析某国家级高新区科技投入贡献分析 ?形成了高新区数据整合机制；可为相关其它分析研究提供数据 支撑。 ?同一产业各企业的科技投入适宜度分析，供高新区管委会和各 企业对后续科技投入提供决策参考。 ?企业综合评价，帮助企业发现影响企业发展的重要指标在产业 中的位次，为企业经营管理提供参考。 ?为高新区管委会和各企业提供智能使用分析结果的手段；使数 据的处理和分析常态化。 展望展望 大数据 将改变我们的思维模式和生活方式！
