大数据在秦皇岛市生态循环农业中的应用研究

曾晓宁　蔺旭东

摘 要：近年来，秦皇岛市着力打造现代特色生态循环农业，力图逐步解决传统农业生产方式中的种种弊端。但是，由于没有统一的信息共享平台，秦皇岛市生态循环农业的发展受到了严重制约。本文对如何依托大数据技术，对秦皇岛市生态循环农业相关数据资源进行整合，构建秦皇岛市生态循环农业大数据信息共享平台，实现信息资源的高效存储、访问及更新进行了探讨。

关键词：大数据；Hadoop；生态循环农业

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.06.219

1 引言

目前，秦皇岛市统筹规划，协同发展生态循环农业的局面尚未形成，信息瓶颈的问题日益突出。由于没有统一的信息共享平台，给秦皇岛市生态循环农业的发展带来了诸多不利的影响：（1）各县区在发展自身的生态循环农业项目时，往往仅依据本县区或更狭小区域的农业生产特点和自然资源条件，造成不少生态循环农业项目重复上马，经营和管理分散，难以形成相应的产业化发展空间，全市的生态循环农业发展尚未形成合力；（2）秦皇岛市的生態循环农业始终处于各个县区、各个行业独立发展的状态，未形成明确的产业上下游分工，也无法形成成熟的产业链条；（3）农业主管部门无法及时全面掌握全市范围内生态循环农业发展的相关数据，容易造成对于全市生态循环农业发展的规划及指导缺乏科学性，对各个生态循环农业项目的日常监管也无法做到及时有效；（4） 一些有条件发展生态循环农业的偏远地区，还处于人们的信息盲区之中，无法将优质的农业资源切实转化为农业生产力。

本文从秦皇岛市生态循环农业相关数据的调研分析入手，确定能够反映秦皇岛市生态循环农业发展状况的原始数据资源。依托大数据技术，将各类的原始数据资源进行整合，构建起秦皇岛市生态循环农业大数据信息共享平台。基于大数据信息共享平台，我们将进一步研究，如何实现秦皇岛市生态循环农业相关信息的统一发布与共享，为各类数据使用者提供准确及时的数据服务。

2 大数据技术概述

大数据技术是近年来兴起的一种综合性信息技术，对于多来源、海量的异构数据的处理，具备天然的技术优势，以Hadoop平台和Storm平台为首的两大主流技术框架，正在不断完善和壮大，分别在离线数据处理和在线数据处理方面建立起各自的优势。这些发展，为大数据技术在秦皇岛市生态循环农业发展中的应用研究提供了很好的基础。

3 大数据平台的构建

生态循环农业不仅涉及农业本身，还涉及环境、生态、海洋、林业、牧业、教育、经济、社会及文化等各方面信息的综合利用。为此，我们首先将北戴河新区水稻生态农业循环示范区、抚宁丰硕生态农业区、昌黎县渔岛、北戴河集发农业生态观光园等具有代表性的既有的生态循环农业项目的生产数据纳入数据整合范围。同时，我们还将覆盖秦皇岛市四区三县的遥感数据以及地形地貌、行政区划、人口资源等地理信息数据纳入数据整合的范畴，以期充分发挥大数据技术的优势，实现多种来源、多种形式数据的深度整合。在大数据技术的支撑下，我们采用大量的PC级服务器构建起分布式服务器集群，每个节点同时承担计算和存储的角色。尽管每台PC级服务器的性能无法与小型机相比，但是，通过创建多个物理数据副本以及大规模的并行处理，使得这种集群的最终处理能力要远胜于小型机系统。整个系统的架构如图1所示。对于既有及未来生态循环农业项目的生产数据，我们逐步建设数据传输专网，连接各地各级的农业监测站，将数据逐级搜集汇总，并安全、高效地传输至服务器集群。同时，对遥感数据与地理信息数据设置了合理的网络数据传输接口。对于构建统一的数据存储平台而言，不能单纯局限于一种大数据技术的应用。我们在构建大数据平台时，注重了数据规模和数据访问两者之间的平衡，数据聚合和离散化相结合。以最大限度满足未来上层各项应用的业务需求。

4 大数据的展示与应用

数据经过大数据技术的深度整合，可以采用用户友好的方式，如地图定点缩放、直方图统计、生产流程动画演示等，展示给各类数据使用者。在统一的大数据存储平台中，由于既包含各项目的日常生产数据，又包括覆盖全区域的遥感监测数据，并且这些监控数据与区域的地理信息数据实现了相互整合。通过可视化处理，以秦皇岛市生态循环农业发展动态地图的形式呈现在农业部门相关管理人员的面前，使管理人员可以方便地对生态循环农业项目的生产动态进行观测，协调三区四县各级农业主管部门，及时发现、报告、处置和反馈全局性的问题。

5 结论

本文将大数据技术引入秦皇岛市生态循环农业的发展之中，将生态循环农业项目的既有生产数据，以及秦皇岛市四区三县的遥感数据以及地形地貌、行政区划、人口资源等地理信息数据整合在一起，建立起秦皇岛地区生态循环农业发展的大数据平台，使相关的业务应用有了一个统一的底层数据支持。未来，基于信息共享平台，我们将进一步研究，如何实现秦皇岛市生态循环农业相关信息的统一发布与共享、发展状况的日常监管以及数据的统计分析与未来发展规划。

参考文献：

[1]蔺旭东，周军锋，刘佳.资源关联性大数据分析在农业生态环境保护中的应用[J].中国农业资源与区划，2016，37（02）：62-65.

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[3]崔艺凡，尹昌斌，王飞等.浙江省生态循环农业发展实践与启示[J].中国农业资源与区划，2016，37（07）：101-107.

[4]宫婧，王文君.大数据存储中的容错关键技术综述[J].南京邮电大学学报，2014，34（04）：20-25.

基金项目：河北省科技计划项目（15210334）；河北省科技计划项目（16210348）

作者简介：曾晓宁（1973-），女，河北秦皇岛人，硕士，副教授，研究方向为信息检索、农业信息化。