中國網/中國發展門戶網訊 農業現代化是實現中國式現代化的堅實基礎。過往較長一段時間，我國農業生產重要依附勞動力、地盤、化肥農藥等傳統要素的高投進來支撐高產出，農業生產要素投進形式集約、投進結構掉衡。進步農業全要素生產率，實現農業生產要素創新性設置裝備擺設，積極培養農業新質生產力是發展現代農業殊途同歸。
2023年12月，我國國家數據局等部門發布了《“數據要素×”三年行動計劃（2024—2026年）》，此中現代農業是主要場景之一。數據已成為與地盤、勞動力、資本、技術等并列存在的基礎性生產要素，深度融進當局管理、企業生產和居平易近生涯等各種應用場景。農業年夜數據是指通過各種傳感器、遙感技術、物聯網等手腕，搜集、存儲、剖析和發掘的與農業生產、經營、治理、服務等方面相關的海量數據。這些數據具有多樣性、實時性、動態性等特點，不斷積累能夠構成覆蓋農業生產、暢通和消費的龐年夜數據集。年夜數據是先進技術的表現情勢之一，通過年夜數據技術的應用可實現價值創造。當包養網年夜數據從技術范疇轉變到要素范疇，與其他傳統農業生產要素協調聯動將加倍深刻，年夜數據要素對農業生產影響的廣度和深度也會進一個步驟擴展，成為推動農業產業升級和形式創新的關鍵氣力。
年夜數據的要素化為現代農業帶來了全新機遇，其與地盤、勞動力、資本、技術等生產要素之間交互，不僅賦能要素的高效應用，也顛覆要素的設置裝備擺設格式。年夜數據促進了要素稟賦結構的優化、實現了要素設置裝備擺設的再平衡，在改革傳統農業、推動現代農業生產的高質高效轉型中至關主要。但是，年夜數據作為新的生產要素參與現代農業生產的內在邏輯和具體路徑尚不清楚，在必定水平上制約著數據要素參與現代農業生產潛力的發揮。為此，本文聚焦農業生產過程，提醒在要素化的佈景下年夜數據支撐現代農業生產的基礎邏輯和實現路徑，從而充足發揮年夜數據在現代農業生產中的感化，為培養農業新質生產力、建設現代農業生產體系供給決策參考。
農業年夜數據內涵特征
表征農業生產特征、記錄農業生產過程的數據信息自現代文明時期（如蘇美爾文明、古埃及文明）就存在，在近代則逐漸被歸納為對農業生產投進的耕地、勞動力、化肥農藥等農業生產要素的統計數據，以及基于統計數據構成的相關剖析和判斷。斯蒂格勒曾提出“蹤跡工業”觀點，指出年夜數據本質上是對活動痕跡的捕獲與應用。延長到農業領域，年夜數據也同樣表現了對農業生產過程中多維度信息的記錄與應用。農業年夜數據融會了農業的區域性、季節性和周期性等特征，兼具顯著的周全性和即時性。通過對大批分歧類型、標準數據的整合剖析，既能夠實現農業生產活動的全部旅程追蹤，也有助于從宏觀上研判農業生產的總體趨勢。相較于傳統的農業統計數據，農業年夜數據呈現出4個典範特征。
單位時間數據獲取的頻次增添。農業年夜數據的獲取頻次受搜集技術、搜集本錢，以及數據需求等多種原因的影響。當前，數據搜集和傳輸技術程度不斷進步、高質量精準農業的需求日益增長，農業數據獲取的頻次年夜幅增添。例如，農業生產領域所需的氣象監測服務年夜數據超出了傳統日常預報的范疇，尋求更為精細化和專業化的氣象信息。經由氣象監測與數據的即時傳輸，農業生產中的氣象預報系統從傳統的逐日更換新的資料形式，演進為每2小時甚至更頻繁的實時更換新的資料，有助于及時調整農事計劃以應對天氣變化。又如，安裝在田間的傳感器網絡有助于將對濕度的傳統經驗性估計，轉變為每周至多1—2次的按期監測，甚至在部門更為先進的農業系統中能夠實現逐日屢次監測，從而為農業澆灌系統的動態治理供給更為精確的數據支撐。
數據獲取的范圍和渠道擴年夜。在數據獲取范圍上，農業相關數據的獲取衝破了地區限制，數據共享范圍已經從鄉鎮、縣域擴展到全國甚至全球。勞動力、種子、化肥等中間投進品，以及農用機械包養等關鍵要素的年夜數據搜集與信息共享，也包含泥土理化性質、氣候環境變化等相關數據，初步實現從鄉鎮和縣域范圍向全國范圍的擴展。在數據獲取渠道上，除了傳統的統計數據和人工觀測數據，農業數據來源還包含通過傳感器搜集的數據、遙感數據、農業實驗數據等。傳感數據通過安裝在農田中的傳感器搜集，包含溫度、濕度、泥土成分等指標。遙感數據則來自衛星或無人機，用于監測作物生長、水資源分布和地盤應用情況。實驗數據來自農業試驗田或農場中的實驗設備，搜集作物生長、產量和病蟲害等專業化、定向化的基礎信息。
數據類型與數據內容擴展。在數據類型上，農作物數據的搜集不再局限于農業投進產出等生產數據，而是擴展到作物生長、病蟲害預警等農業生物數據，空氣質量、濕度、溫度等農業生產環境數據，以及農時、作物生長周期等農事操縱數據。在數據內容上，數據信息加倍多維。耕地的數據信息從傳統的面積、泥土類型、坡度等基礎指標，擴展到泥土pH值、有機質含量等多維的泥土特徵數據信息；糧食產出的數據信息從糧食產量統計，擴展到糧食的卵白質、糖分等營養成分的數據信息，為產品細分和質量把持供給更為周全的數據支撐；產后數據的開發運用在農業生產領域同樣具有主要價值。例如，電子商務平臺的農產品暢通數據、農產品供應鏈治理數據等，有助于農戶把握農產品市場供需預期，進而實現以需促產，下降農業生產市場風險，增強農業生產參與主體的市場議價才能。
基于年夜數據的農業決策支撐系統不斷發展。依托農業年夜數據采集技術、存儲技術、處理技術、剖析發掘技術、展現技術等，多維海量的農業決策支撐平臺慢慢構成。隨著農業生產相關算法不斷完美、算力不斷增強，農業經營主體可應用精準農業決策模子綜合剖析氣象參數、泥土屬性和作物生長周期等關鍵指標，并進一個步驟結合專家系統供給的信息，以此構成定制化、適應性強的農業生產戰略。農業年夜數據平臺的樹立推進了聰明農業的專家服務系統、遠程智能把持系統、農機與農事服務系統的發展，晉陞了農業經營主體科學決策、規避農業氣候風險、促進農業降本提質增效的才能。
年夜數據支撐現代農業生產的內在邏輯與實現情勢
年夜數據在現代農業生產的應用覆蓋了多個維度和分歧階段，為現代農業轉型供給了強力支撐。從經濟學角度來講，農業年夜數據周全晉陞了農業生產的全要素生產率，包含改進治理和操縱流程促進現有農業生產要素更有用應用帶來的技術效力進步，和促進現有農業生產要素在更有用率的地區或生產主體中應用帶來的設置裝備擺設效力的進步，從而晉陞了生產主體應用耕地、勞動力、水資源，以及中間投進品等農業生產要素的才能和程度。除了對農業全要素生產率的晉陞，農業數據類型和內容的擴展還增添了數據信息的維度，為傳統生產要素賦能，促進創新性、顛覆性生產形式與產業形態的構成，推動現代農業向高質高效轉型。整體邏輯結構如圖1所示。
基于海量數據的精準化治理進步了現代農業的技術效力
在全要素生產率的語境下，技術效力關注若何通過改進治理和操縱流程來實現現有資源更有用天時用，焦點是進步現有要素的應用效力。單位時間獲取數據的頻次增添使農業生產狀態把持加倍精準。以新興傳感技術（如傳感器、紅外感應器和無人機等）、計算技術（如云計算等），以及網絡通訊技術（如5G通訊等）配合構成的新型農業物聯網系統，為農業生產供給了海量的精細監測數據。借助氣候變化與農業空間優化模子、動植物生長優化模子等農業生產模子，有助于實現更精細的農業生產流程監測和更精準的農業要素投進把持，使農業生產要素的投進更趨近幻想的投進狀態，推動農業現代化技術的有用應用，并進步農業生產的技術效力。
通過調研發現，黑龍江北年夜荒錦河、遜克、軍川等農場在玉米年夜田種植中，根據氣象部門與傳感設備供給的天氣條件、泥土墑感情知數據進行2—3次中耕精準追肥；相較于傳統的1次追肥，能夠有用達到避免泥土板結、進步地溫、促進玉米壯苗等後果。在內蒙古巴彥淖爾河套灌區的智能化精確控水澆灌系統試點工程中，對7級灌排體系取用水量進行精準在線計量、對水情信息進行實時監測，不僅能節約30%擺佈的水、20%擺佈的化肥，且產量至多增添10%，還能保證小麥植株安康、籽粒飽滿，卵白質、面筋質等綜合指標堅持在較高程度。調研案例均體現出了高頻農業年夜數據對生產技術效力的進步感化。
基于多源數據的要素分派和應用優化了農業生產要素的設置裝備擺設
要素設置裝備擺設效力關注若何優化資源設置裝備擺設，確保資源在最有用率的部門或生產單元獲得應用，焦點是多種生產要素的公道分派和應用。數據獲取范圍的擴年夜下降了農業生產的不確定性，帶來資源優勢互補，信息的不對稱被有用縮小，要素投進的婚配有助于生產效力的晉陞。隨著農業數據獲取渠道的增多，更多非結構化數據集成納進農業數據系統。例如，作物生長的高光譜圖像數據有助于精確評估作物的安康狀況和營養需求，從而更精準地設置裝備擺設農用物資的種類和數量。
黑龍江省搭建的農機調度年夜數據平臺是年夜數據優化要素設置裝備擺設的典範案例。該平臺能夠對農機的跨區域作業進行優化調度，平臺依據作物生長周期及農事活動的具體需求，精確規劃農機作業的時間設定和行進路線，顯著下降設備的閑置率與重復購置本錢。基于年夜數據的農機調度作業方法獲得了顯著成效，我國于2024年啟動了“全國農機作業指揮調度平臺”，農機每5秒自動上傳一次數據，提包養供精確的地位定位、狀態信息和作業進度反饋。該平臺已勝利接進91萬臺套農機設備，基于實時的數據信息跨區域調度空閑農機、送油到田，實現了“平急兩用”。此外，年夜數據也推動了要素投進類型上的婚配，通過農業生產社會化分工和生產性服務的外包，有用助力農業規模經營，優化了農業生產的整體布局。
數據要素與傳統要素組合推動農業產業深度轉型升級
農業產業的轉型升級需求發掘新增長點，年夜數據與傳統要素的組合支撐了多樣化產業形態的構成。農業年夜數據維度與內容的疾速擴展，使農業生產函數已經慢慢由地盤、勞動與資金的傳統要素組合發生轉變，實現傳統生產要素與數據要素的新組合，改變了農業生產函數的要素稟賦結構，推動了前沿技術的進步和農業新業態的構成。農業生產需求由農產品生產不斷向產品的效能價值開發拓展，生產不僅要進步農產品產量，也要能夠精準滿足加倍細分的、多元的農產品需求。
江西吉安市的“硒農管家”富硒效能農業數字化平臺是年夜數據賦能農業轉型的典範案例。該平臺能夠推動富硒農產品的聰明治理、包裝營銷、可視溯源的全鏈條一體化管控，從而保證了效能農產品的價值實現。富硒農產品的生產需求大批的有關泥土、水質、施肥等無益成分和環境條件的數據，以及生物營養強化或生物技術培養過程的監測數據。這些數據成為農業生產不成或缺的要素，即數據要素。數據要素和傳統生產要素構成新型的農業生產要素組合，改變了生產函數的稟賦結構，推動了農業生產函數結構和情勢的躍遷。農產品作物生長環境、生長過程、品質標準等全性命周期的數據信息也進步了農產品生產的通明度和可追溯性，有助于樹立高端農產品標識，加快了高端農業新業態的構成。
基于年夜數據的農業決策支撐系統為現代農業產業供給支撐
現代農業產業體系是多目標、多要素、多主體的體系，是一個復雜巨系統。基于海量數據的農業決策支撐系統是現代農業科學決策的基礎。農業決策支撐系統融會年夜數據、人工智能、自動化把持等技術，通過對年夜數據的深度發掘，整合專家系統（Expert System，ES）、數據庫治理系統（Database Management System、DBMS）等多類信息系統，衍生出了智能決策支撐系統（Intelligent Decision Support System，IDSS）、群體決策支撐系統（Group Decision Support System，GDSS）等新情勢，將數據轉化為精確、準確的農業生產建議。基于年夜數據的農業決策支撐系統將農業生產決策從傳統的技巧經驗驅動轉變包養為知識技術驅動，實現決策才能的晉陞，構成年夜數據驅動的農業生產治理決策新范式。
在調研中清楚到，黑龍江省農業農村廳構建了農業決策支撐系統并已投進應用。該系統基于黑龍江省近10年生態效能區劃、泥土類型分布、作物種植布局、歷史施肥戰略等35萬余條分歧類型數據，能夠融會作物保產、生態保護、下降面源淨化等多目標請求；并根據分歧區域內泥土有機質公道范圍，提出農業生產的測土配方技術計劃。基于年夜數據的農業決策支撐系統能夠有用晉陞現代農業生產決策的科學性，實現多目標、復雜的現代農業決策優化。基于農業決策支撐系統的綜合決策能夠實現對農業生產風險的前瞻性預判，識別并規避影響農作物產量和市場價格的風險原因，減輕極端天氣、病蟲害等對農業系統的潛在損害，增強農業抵御風險的才能。
推動年夜數據支撐農業生產的政策建議
基于農業年夜數據支撐現代農業生產的邏輯剖析，圍繞樹立完美農業年夜數據體系、進步年夜數據要素的應用效力，以及樹立農業年夜數據決策支撐系統等問題，安身于我國農業年夜數據的發展現狀，本文提出推動年夜數據支撐現代農業發展的3條建議。
樹立農業數據標準化體系，進步多源數據的兼容性
農業年夜數據呈現出多源異構的特點，缺少數據采集和處理標準，分歧來源的數據難以兼容，農業年夜數據冗余與缺乏并存。觸及農業環境、氣候、泥土等方面的宏觀數據在多個部門統計和監測，這些數據的統計時段分歧，豐年度數據、季度數據、月度數據等；數據覆蓋區域劃分分歧，有以行政區劃、地輿區劃的，還有以地盤用處為區劃的；數據獲取方法方式也分歧，有統計數據、監測數據、遙感數據，以及來自“天空位”等各種先進技術終真個數據。這形成了有些數據的重復采集和統計，可是有關現代農業生產的作物生長監測、病蟲害防治、泥土有機質含量等細顆粒度的數據又嚴重缺乏，難以構成支撐現代農業生產的年夜數據體系。
建議加速農業數據采集、暢通和治理的標準體系建設，以促進年夜數據之間的兼容與交互，切實晉陞高質量數據的供給才能。落實全國信息化標準建設戰略決策安排。借鑒國際上IPSO（IP-base Smart Object）、OMA（Open Mobile Association）等通訊協議標準的應用經驗，加速我國通用型設施裝備通訊協議標準制訂的進程，同時保證其兼容性和可擴展性。明確各類數據的特征，并據此進行數據標準設計的初步摸索。重點針對農業資源、環境監測及基礎農業等具有公共好處的數據，制訂相應的數據采集、處理與監管規則。根據現代農業“綠色、生態、高效”的發展目標，對數據請求、技術請求、對接接口、運行及安排環境、平安保證等進行統一規范。應分階段推進農機輔助駕駛、作物質量檢測、設施環境調控等分歧生產環節的數據采集標準的細則建設，以實現周全、系統的數據治理。
買通涉農數據暢通的渠道，推進農業年夜數據的共享
我國涉農年夜數據的暢通性較弱，有用的年夜數據共享生態尚未構建。在數據特征上，分歧于其他產業數據，泥土、氣象、遙感等農業生產相關的數據具有必定的涉密性，主體數據開放顧慮多、阻力年夜、動力小。在數據質量上，我國當局公開可共享的涉農數據類型無限、關聯松散、時空連續性缺乏，企業、科研機構搜集收拾的農業數據普通僅供滿足內部業務需求，數據開放動力小，在必定水平上形成了數據重復搜集，以及社會資源的浪費。在數據共享平臺建設上，我國農業相關主體的數據資源交換整合平臺正處于起步發展階段，優質數據獲取門檻較高，難以實現多向和高效的數據共享。
建議安身我國農業農村年夜數據基礎，推動數據中臺等數據基礎設施建設，買通涉農數據整合與暢通的渠道。有計劃地慢慢推進數據平臺發展。以整合現有平臺資源效能和補充效能短板為重要手腕，聚焦技術發展前沿推動重點品類數據的匯聚，支撐面向重點焦點品類的區域性農業環境基礎數據庫、數據中臺建設，推動數據共享的基礎支撐平臺建設。周全深化公共數據的開放水平，推包養動數據治理部門與相關機構配合建設和共享高價值數據集。加速當局及科研機構涉農公共數據的脫密與脫敏處理，在確保信息平安的條件下，摸索低本錢或有條件免費的數據供給形式，以促進數據的廣泛應用。 打消數據共享壁壘，防止重復建設。當局應發揮領導感化，推動明確分歧主體的數據權屬，催促涉農企業及相關平臺積極參與農業數據共享機制的構建。完美農業數據采集標準的頂層設計，樹立涉農數據資源共享協商機制，創建農業數據資源共享目錄，并制訂信息平安保密協議。同時，重點關注并完美數據共享激勵機制，摸索農戶參與的數據采集網絡建設的新形式，以增強數據的流動性和可用性。
進步農業年夜數據剖析才能，樹立現代農業決策支撐系統
我國農業年夜數據算法模子相對單薄，算力投進相對缺乏，這在必定水平上制約了前沿技術與顛覆性技術的發展，以及農業生產形式的創新轉型。與其他農業強國，如american和荷蘭比擬，我國在算法與模子開發方面起步較晚，這些國家的數據剖析模子盡管已達到較高的成熟度，但在我國農業生產中并不完整適用。今朝，國內現有的CropGrow等模子仍處于試驗階段，在極端氣候效應模擬、區域生產力預測、治理計劃設計，以及環境效應評估等方面，仍需進一個步驟改進和完美。在算力投進方面，現代農業生產需求高頻次、多維度和多源數據的采集，而年夜規模的泥土、氣象和遙感數據處理則請求強年夜的計算資源。但是，由于農業產業鏈投資見效慢、效益高等特點，社會對農業領域的算力投進積極性較低。相關統計數據指出，2022年中國的算力網絡應用重要集中在互聯網、政務、電信、金融和制造等行業，農業領域的占比缺乏3%。這一現狀亟須惹起重視，以推動農業領域的數字化轉型和技術創新。
建議推動農業智能算法模子的聯合攻關，引導社會算力資源向農業領域適度傾斜，樹立支撐農業產業轉型升級的決策支撐系統。推動由農業科研院所、農機生產商、農業服務企業、網絡服務商等相關主體組成創新聯合體，協同開展重點作物生長模子、病害人工智能視覺診斷等急需前沿技術的研發攻關，力圖構成強無力的技術衝破。同時，摸索農業智能模子算法軟件的開源社區，鼓勵各方配合參與，分送朋友技術和數據，從而進步農業智能算法與我國農業生產的適配性。對農業服務性企業、科研院所供給公共算力并進行補貼，摸索應用“算力券”等政策東西，鼓勵中國移動、中國聯通等算力供應商拓展農業產業業務，下降農業領域獲取算力資源的門檻，推動數字經濟與農業產業的有用融會。樹立完美農業決策支撐系統的“數據庫系統”“模子庫系統”“方式庫系統”“知識庫系統”子系統架構，摸索開發經驗驅動式決策與數據驅動式決策融會的現代農業決策支撐系統。
（作者：李穎明、王子彤、劉釋疑，中國科學院科技戰略咨詢研討院 中國科學院年夜學公共政策與治理學院；汪明月，中國科學院科技戰略咨詢研討院。《中國科學院院刊》供稿）