基于移动互联的农业农村信息速调平台（Agri-watch）构建与应用

王 川 董晓霞 郑建华 张 超 周清波

（中国农业科学院农业信息研究所，北京，100081）

1 引言

数据是农业信息服务的基础，也是在农业生产季节性强、市场影响显著以及农村社会复杂等特点下，进行生产指导和市场调控的有效支撑。欧美农业发达国家一直十分重视农业数据采集与发布工作[1‐2]。美国农业数据统计以白宫管理和预算办公室（Office of Management and Budget,OMB）为总协调，农业部（USDA)综合运用移动互联网技术、遥感技术、GIS 技术等现代化信息技术，开展农业农村经济、农场数量、资源与环境、农作物气象监测、农作物产品类数据、动物性产品类数据等多方面的信息采集、统计和发布[3]。加拿大农业数据统计由联邦统计局统一进行协调和管理，具体信息采集工作由下设的普查司、农业司及各省统计局负责，采集与传播方式也逐渐向以现代计算机技术和互联网信息技术转变[4]。法国农业统计工作是由农业部负责，形成了中央、地区、省级涉农政府统计部门为主，科研院所、高等院校、民间组织广泛参与的农业数据收集、分析与发布格局，统计数据指标涵盖了种植业、林业、畜牧业、渔业以及食品生产、农产品流通等欧盟通用指标和法国自有指标[5‐6]。日本农产品中央批发市场联合会对82个中央级农产品批发市场和564 个地区批发市场的农产品销售量、进出口数据等进行采集与发布；日本农协对1800 个农业综合体的各种农产品生产、价格行情等进行统计与发布；日本农林水产省则对国际农产品贸易与市场信息开展广泛收集、分析[7]。纵观国外，农业发达国家的数据采集与发布工作，无论是体制机制的演变，还是方法手段的迭代，均朝着及时、高效、现代、专业的目标发展，有效促进了农业数据信息及时、高效采集与发布，广泛服务于农业生产、市场、销售等环节。

当前，我国农业农村数据官方统计机构包括国家统计局、农业农村部、国家发展与改革委员会、商务部、国家粮食局、全国供销总社、中储粮和中储棉、新华社等。仅农业农村部就有12 个司局和9 家部属事业单位同时开展监测统计工作，这种体制有助于各部门根据自身需求获取数据[8]，这些数据已成为我国农业农村宏观经济分析、国家宏观决策的重要依据。但过多的统计报表也极大的加重了基层统计部门的工作任务[9‐10]，传统的统计方式也不能完全满足农业生产、市场形势、农村经济运行分析的需要[11]。一是数据信息时滞严重，不能满足科学决策需求。农业经济数据和产量数据采集仍以普查方式为主，逐级上报的环节多、时间长，信息不能快速有效地采集和传输[12]，最终发布时已难以指导当时的农业生产与市场调控，尤其是突发事件时无法为快速科学决策提供数据支持。二是指标体系不健全，数据覆盖面窄。当前农业统计制度中统计指标缺少投入产出比、新兴农作物种植、农业产业化、市场效益等政府和社会需要的指标[13]，呈现采集数据“用不上”与“不够用”共存的矛盾局面。三是数据标准不统一，发布与共享机制不健全[14]。受制于农业数据的标准和规范缺失，农业数据具有散乱杂、孤岛林立等特点[15]，“信息孤岛”现象严重[16]，传统的数据采集、传输方式均对数据发布与推送形成了技术障碍，同时基于现行的数据采集体制，采集数据一般为部门所有[8]，形成数据独占或垄断，体制障碍明显[17‐18]。

2015 年7 月，国务院出台《关于积极推进“互联网+”行动的指导意见》，将“互联网+”农业作为重要战略行动之一，推动互联网理念、技术和方法在农业领域的实践。互联网技术在农业中的广泛应用，推动了农业信息化关键技术在大田种植、畜禽养殖、水产养殖、设施农业等方面应用，也促进了政务信息、市场信息、预警信息、生产数据等在内的各种信息服务平台的发展[19,21]。互联网技术、大数据技术、云计算技术的发展以及在农业中的应用，为有效解决传统数据统计所存在的问题提供了技术思路和实现方案[22]。5G技术、WIFI技术等移动互联技术的不断发展，以及智能手机、移动平板等装备的快速普及，基于移动互联技术、面向智能终端的农业信息系统应用，为随时、随地、高效、便捷地开展农业信息数据服务提供实现的可行性。本研究构建以云存储、云计算、云服务以及云边端一体化协同计算技术为核心的农业农村信息速调平台（Agri‐watch），摒弃自下而上层层上报的统计渠道、改变固定样本固定周期的时间序列数据格式，形成快速、及时、高效、全面的农业农村信息采集新模式，打造一个集信息采集、数据管理、决策分析、可视化展示为一体的数据平台。

2 移动互联时代农业农村信息速调平台的需求分析

2.1 农业农村数字化建设的需要

当前及“十四五”时期是推进农业农村数字化的重要战略机遇期，国家高度重视用数字化引领驱动农业农村现代化、用数字农业为乡村全面振兴提供有力支撑。2019 年底，农业农村部、中央网信办印发了《数字农业农村发展规划（2019—2025 年）》（以下简称规划），提出到2025 年，农业农村数据采集体系建立健全，天空地一体化观测网络、农业农村基础数据资源体系、农业农村云平台基本建成。规划也提出“十四五”时期数字技术与农业产业体系、生产体系、经营体系加快融合，农业生产经营数字化转型取得明显进展，管理服务数字化水平明显提升，农业数字经济比重大幅提升，乡村数字治理体系日趋完善。鉴于此，基于移动互联网构建完善的农业农村信息速调平台（Agri‐watch）是顺应时代趋势、把握发展机遇、加快数字技术推广应用的重要手段，是国家与地方政府利用数字化技术保障农产品供需与社会稳定的必要条件。

2.2 管理部门科学化决策的需要

科技发展促进各行各业逐渐步入大数据时代，以互联网、大数据、云计算、人工智能为代表的新一代信息技术与各行业的深度融合已成必然，数据产业化、产业数据化成为发展趋势，以数据规范行业治理、以数据支撑行业决策、以数据驱动行业发展的新业态已然形成[23‐24]。数字治理能力是大数据时代对政府治理提出的新要求，党的十九届四中全会明确提出：建立健全运用互联网、大数据、人工智能等技术手段进行行政管理的制度规则。数字政府建设已经成为推进国家治理现代化的重要途径，即运用现代信息技术，在经济社会的各个领域，广泛获取数据、科学处理数据、充分利用数据，优化政府治理，形成“用数据说话、用数据决策、用数据服务、用数据创新”的现代治理模式。因此，构建基于移动互联的农业农村信息速调平台既是管理部门决策科学化的需要，也是深入推进国家治理体系和治理能力现代化的必然要求。

2.3 科研部门支撑性研究的需要

数据是推动科学发展的重要因素，科研数据的开放获取已成为推动科研成果传播与再利用的有效手段。大数据时代，人们正以“分析全样本、接受非精确、发现相关性”的新思维模式探索世界[25]，也极大的改变了科学研究模式，大数据处理系统、新型知识服务模式、智能决策支持的科研服务平台正在成为科学研究的新工具。随着科学研究与技术手段之间的联系更加紧密，科研资源的垄断逐渐加剧，数据既是科学研究的资本，也是科研的基础性资源，未来将数据转化为信息和知识的速度和能力将成为一个国家科技核心竞争力的新标志，21 世纪第二个十年开始，美国、欧盟等国家（地区）在制定科技政策时，对数据获取能力的提升、科学数据基础设施投资等给予了重视和投入[26]。因此，基于移动互联网技术构建农业农村信息速调平台既是科研工作者支撑性研究的需要，也是国家科技抢占数据战略制高点的需要。

3 移动互联时代农业农村信息速调平台的构建思路

3.1 速调平台的建设目标

坚持问题和需求导向，坚持创新驱动，构建农业农村信息速调平台。速调平台面向现代农业建设主战场，根据农业农村重大需求，以“农业大数据与信息服务联盟”为依托，以信息采集、资源整合、数据共享为途径，搭建农业农村信息速调平台，研发农业农村信息服务系统，推动农业农村数字化建设，提升国家和地方政府利用数字化技术保障农产品供需与社会稳定的管控能力，满足新时代“用数据说话，用数据决策，用数据管理，用数据创新”新管理机制的工作要求。

速调平台建设目标重点强调的是“速”和“全”，即快速和全面。农业农村信息速调平台坚持“及时、全面、可靠、经济”的建设原则，遵循“大平台、大系统、大集成、大数据”的建设思想，提出“一中心、四体系”的建设目标。“一中心”，是指以开放共享服务为中心，通过对不同等级用户设定不同权限，将农业农村信息速调平台监测采集的数据通过5G 技术、WIFI技术，在智能手机、平板等移动终端以及PC 设备等多终端上对外开放共享，为决策分析提供快捷、即时的数据服务，使得数据得到广泛应用。“四体系”，是指驱动平台高效运行的各类保障体系，包括数据采集体系、技术支撑体系、数据应用体系和运行管理体系。

3.2 速调平台的构建思路

3.2.1 数据采集体系

数据采集体系是农业农村信息速调平台构建的基础。数据采集体系通过确定监测内容与维度，建立监测指标体系，设计网络调查问卷，选取监测样本区域，以“固定样本+随机样本”相结合开展数据调查，构建速调平台的核心海量数据库。为体现“速”和“全”的数据采集特点，速调平台“摒弃”自下而上层层上报的统计渠道、改变固定样本固定周期的时间序列数据格式，基于移动终端和互联网技术，充分发挥新媒体平台优势，利用采集主体的智能手机、平板等移动终端设备，实现随时数据采集、即时信息传输、实时数据展示，形成快速、高效、全面的农业农村信息采集新模式，打造一个集信息采集、数据管理、决策分析、可视化展示为一体的数据平台。平台监测内容包括农业农村经济信息、农产品供需信息、热点专题信息三大维度，监测主体包括农业生产者、加工者、销售者及消费者四个维度，监测区域覆盖不同农产品的主产区（播种面积或产量占全国的80%以上），监测品种包括粮、棉、油、糖、肉、蛋、奶、蔬菜、水果、水产品等，涵盖所有农产品品类；数据采集主体广泛包括了各类监测内容的获得主体，可以是农业行业生产者、消费者，也可以是行业管理者，还可以是行业乃至产业的研究分析者（图1）。

3.2.2 技术支撑体系

技术支撑体系是农业农村信息速调平台构建的核心。速调平台集成大数据环境搭建技术、移动互联网技术、大数据处理分析技术、溯源编码技术等，研发业务化的分析工具集，形成集分析预测、决策支持、知识服务和可视化展示于一体的智能化数据应用技术体系。速调平台在Internet 环境下，采用B/S 结构（Browser/Server，浏览器/服务器模式）进行开发，基于前后端分离设计分别搭建前端系统和后台系统的基础框架，前端系统技术开发主要使用Ant Design框架搭建基础框架,向用户提供数据动态分类展示、查询、共享以及报告服务等功能；后台系统技术开发全部采用目前主流框架SpringBoot、Mybatis、MySQL搭建基础框架，主要提供用户管理、问卷管理、指标管理、数据洞察分析、报告管理、系统管理和接口服务等功能。同时，溯源编码技术在系统构建中被应用，建立了适合速调平台溯源编码的设计原则、框架体系及码位数量分配方案，形成了农产品品类和样本编码体系，为速调平台“大集成”“大系统”的数据分析机制奠定基础（图1）。

3.2.3 数据应用体系

数据应用体系是农业农村信息速调平台建设的主体。面向农业产业发展和农村民生改善的需求，部署服务平台和业务应用系统，构建服务产品体系，实现通用化和定制化服务。一是数据多元查询与分析。基于速调平台的海量数据资源，开展数据的查询与分析业务，应用对象可通过基于智能手机、平板等移动终端设备的APP、微信小程序以及平台网站等途径对存贮在本地数据库、云端数据库的调研数据进行查询。二是数据时空多维可视化展示。通过物联网技术和WebGIS 技术，将农业农村经济信息和农产品生产经营信息转化为多维数据并通过移动终端、PC 等设备进行可视化展示，构建时间维、空间维、品种维的多维度立体化展示场景。三是数据加工与信息发布。依托平台所属单位的科研队伍，对采集数据进行融合处理，形成“农业农村经济云动态”“农产品生产云动态”“热点专题动态”等系列信息服务产品，定期或不定期进行发布，为农业生产者、农业企业、政府部门、科研机构等“三农”群体提供信息服务产品，推动信息产品的推广应用（图1）。

3.2.4 运行管理体系

运行管理体系是农业农村信息速调平台建设的重点。速调平台是非营利性平台，既要体现公共科研属性，也要重视成本核算，制定科学目标，采取市场化运行机制。一是依托“新媒体平台”建立相对低成本的信息采集渠道。通过设计微信小程序，面向全社会广大群众发布，通过采集主体的智能手机、平板等移动设备广泛采集农业农村信息，并通过报酬机制对提供高质量信息者支付劳务报酬，实现农业农村信息采集轻资产运行。二是依托“农业大数据与信息服务联盟”建立相对稳定的信息采集队伍。充分发挥联盟成员单位的积极性，建立开展农业农村信息“定点+非定点”监测的相对稳定的信息员队伍，确保信息采集的及时性、持续性、标准性和准确性。三是建立科学的信息开放共享机制。速调平台的采集信息面向“三农”工作群体，既为有效分析我国农业农村经济态势提供数据支撑，也对积极参与信息监测的信息员和联盟成员提供数据服务。与此同时，速调平台也注重信息的安全管理，通过采取一定的技术措施防止数据的恶意下载，以确保数据的合理使用（图1）。

3.3 速调平台的架构设计

平台整体框架采用3 层架构，由下至上依次为核心数据层、业务支撑层和业务应用层。这种3 层架构具有低耦合的特性，有利于系统的开发、维护、部署和扩展。其中业务应用层主要实现速调平台前端的功能，如基础速调数据查询、速调数据分析、速调报告展示、简报自动推送等服务功能；业务支撑层的核心职能是针对业务应用层所涉及到的各类事务进行处理，如速调问卷数据接入、数据存储、数据管理、参数管理、身份认证、安全支持、统计报表、调度协议等。核心数据层的核心是管理后台所有的数据资源，并完成合理的关联、清晰、标引、归一等数据处理工作，同时为应用层提供数据接口（图2、图3）。

4 速调平台的应用与展望

4.1 构建农业基准数据，支撑“用数据管理”

当前，国内外农业环境发生了重大变化，但中国的农业农村信息资源缺乏，大量“三农”信息明显滞后甚至缺失，严重制约了农业管理决策的系统性、精准性和高效性。农业农村信息速调平台综合运用物联网技术、5G 技术，借助现代智能移动终端、问卷星等平台，通过完善数据的采集、传输、存储标准，对数据采集的时间、地点、方式和内容进行规范，实现数据的实时采集、传输与汇集，目前，速调平台已开始运行，并已开展了数据的采集、传输、汇聚等工作，未来，随着采集数据的不断积累，将构建包括农业农村经济、农业生产、农产品市场等方面的农业基准数据。通过专家分析、模型预测等途径，挖掘梳理农村发展、农业资源、成本收益、市场供需、价格波动等信息之间的关系，将实现农业生产、市场需求、资源承载等因素的深度耦合，有效支撑农业生产“用数据管理”，助推我国农业高质量发展。

4.2 挖掘数据隐性信息，实现“用数据说话”

数据的作用不仅在于更好发现自身显性价值，还在于通过深度挖掘，识别数据背后的隐性信息，发挥数据要素间的耦合作用，明晰数据背后的本质关系，实现用数据说话。近年来，国内外围绕农业生产过程中的水肥管理、病虫害预报、作物育种、高效养殖等方面，随着数据量的不断积累，通过综合挖掘各项数据背后的隐性信息开展了大量的应用，将逐渐实现种植业、畜牧业产前和产中环节的“用数据说话”。农业农村信息速调平台基于上述海量农业基准数据，综合运用模型算法和专家智慧，深度挖掘农业农村经济数据、农业产加销等全产业链数据背后的隐性信息，明晰农产品供需规律及其后期走势，早期发现风险，及时发布预警，实现农业生产产前、产中、产后各环节“用数据说话”，也必将有效降低农业生产的市场风险。

4.3 探索数据发布机制，助推“用数据决策”

大数据时代倡导数据的公开共享，强调数据的挖掘利用。数据只有在使用中才能产生附加值，近年来国内农业数据逐渐从硬盘走向屏幕，从幕后走向台前。农业农村信息速调平台积极探索农业数据公开与发布机制，通过专业数据和深度报告的精准投放与宏观信息的全面公开相结合，常规性数据定期发布与热点信息实时发布相结合，实现信息发布时效上的快速及时、发布渠道上的精准有效、发布方式上的多元可视，为农业生产者、农业企业、政府部门、科研机构等“三农”群体提供收得到、听得见、看得懂的农业生产与市场信息，帮助“三农”群体及时了解各类农产品供需动态、价格走势等信息。未来，随着速调平台数据的不断全面，以及数据发布机制的不断完善，将助推我国农业生产“用数据决策”的能力。