大数据背景下现代农业产业园区规划思路与实践研究

蔡汉马坤

(1.扬州大学园艺与植物保护学院，江苏 扬州 225009；2.南京林业大学风景园林学院，江苏 南京 210037)

随着互联网、物联网快速发展，海量信息数据不断积累，大数据已与全球各个层次、地区人民的生活紧密相连[1]。大数据最早应用于金融和信息通讯行业，提供销售、推广等服务性业务[2]，而后渐渐在物理学、生物学、环境生态学等领域得到广泛运用[3]。目前，我国利用大数据进行研究已经取得了成熟、突破性的成果，众多学者开始进一步通过挖掘人类行为活动特征信息对城市规划、建筑设计进行指导[4,5]。随着各行各业对大数据的开发利用，大数据在农业方面也已成为学术界关注的热点。

自2015年国务院发布《关于积极推进“互联网+”行动的指导意见》中提出利用大数据发展“互联网+”现代农业以来[6]，我国又多次重申要大力发展数字农业，实施智慧农业林业水利工程[7-9]。由此可见，农业信息化和智慧农业建设，是农业未来的发展趋势，而大数据是能够真正支撑现代农业稳定长足发展的关键。

目前，大数据在农业方面的应用主要集中于耕地生态、资源管理、气候预警等方面[10-12]，尚未有运用大数据指导现代农业产业园区的规划研究。因此，本文以大数据为方法和手段对现代农业产业园区规划进行构想和探讨，为我国建立大数据背景下现代农业园区规划体系流程奠定基础。

1 大数据背景下现代农业产业园区规划问题解析

近年来，全国范围内掀起了建设现代化农业园区浪潮，虽然数量和类型得到了充分发展，但尚未形成协同高效的区域性和全国性空间网络体系[13]。且在规划方面，仍面临基础资料收集困难、理论体系滞后、产业布局紊乱、项目设置雷同等问题[14]。本文通过分析大数据的特点，发现传统农业产业园区规划主要存在以下几点问题。

1.1 数据信息动态性不足

大数据背景下，现代农业产业园区规划需要和产生的数据信息主要包括基础资料数据、规划成果数据和管理运营数据。但在传统规划过程中，基础资料数据以现状调研和上位规划为主，规划成果数据以系列蓝图为主，而管理运营数据完全脱离规划过程。因此，在前期调研、中期规划设计和后期管理服务3个方面均表现出数据信息动态性不足的缺点。

1.2 理论体系广适性不足

传统农业产业园区规划理论主要有农业经济、农业发展和农业生态理论。随着社会的进步，人们对事物和科学的认识不断深刻，地理学理论、工程类理论，以及宏观背景下的城镇发展理论也相继应用到园区规划中。然而，大数据背景下，随着更多学科交叉、更快技术革新，目前园区规划仍无法形成一套全面涉及各类领域的理论体系，从而导致无法适应和指导不同地区、不同类型和不同模式的区域园区发展规划，最终面临“就农业论农业，就农村论农村”的局面。

1.3 评价系统科学性不足

传统农业产业园区规划主要依据简单的现状调研分析和规划人员的主观判断，编制强制性的规划内容和阶段性的实施成果，逐渐脱离实际，科学性常受质疑[15]。尤其当规划进行到土地资源评价、农业产业评估、基础设施以及生态游憩规划等步骤时，缺乏对园区及其周边地区人口结构组成、经济发展活力、生态循环整体性、交通系统等实时动态数据的挖掘和分析，忽略了对园区运行效率、经济活力、生态发展动向和游客满意度等反应农业产业园区发展质量的评价，从而导致园区规划缺乏系统的信息管理体系、客观的规划方案和科学的评价。

1.4 社会公众参与性不足

传统农业产业园区规划主要是由政府牵头、规划师和相关专家依据各项基础资料和政策文件对其空间布局进行规划设计[16]。在规划编制过程民众参与度不高，缺乏从宏观视角对政府政策实施、自然地理评价、农业产业融合、游客娱乐体验等需求满足度的分析。在管理服务过程，虽然已建成一些农业信息服务平台，但这些数据库的共享度、开放度及区域融合度仍处于较低水平。园区虽已建成科技信息平台(APP、微信、微博等)，但这些平台仅限于园区管理人员内部交流，公众参与程度不高。政府网站和园区官方网站上，部分园区的信息更新缓慢，公众留言渠道形同虚设，意见回复不够及时，甚至有些园区尚无官网宣传和信息公示平台。因此，传统园区规划在方案编制和成果反馈调控的过程中存在公众参与性不足的缺点。

1.5 管理运营持续性不足

传统农业产业园区规划对运营管理重视程度不高，部分园区管理体制和运行模式基本是按计划经济运行体制和管理方式建立的，从而导致园区的生产、管理和经营效率偏低，最终缺乏应有的活力[17]。从后期管理服务来看，园区未形成完整性的管理服务信息和系统性的管理服务数据库平台，从而缺乏科学有效的信息共享机制，无法及时处理运营中的问题，无法追踪回访提供后续服务，很难做到及时总结经验教训为以后园区规划编制和提档升级提供可持续性指导意见。

2 大数据背景下现代农业产业园区规划思路创新

现代农业产业园区是为人们提供农业生产、产业发展、观光游览等交互活动的优势资源聚集体。而大数据具有大体量、快速度、多维度和高价值的特征，可以直观地展示园区建设动态、农民农业生产状态、农业产业发展过程以及游客休闲反馈，推动园区规划过程的人本化、科学化，打破传统规划项目中规划部门、自然与人之间的隔阂，为现代农业产业园区规划提供了新的机遇与方法。

本文在总结传统农业园区规划存在不足的基础上，结合传统规划步骤，提出一套大数据背景下现代农业产业园区规划理念变革的新思路(图1)。

2.1 “互联网+”数据库实现规划体系重构

构建“互联网+”数据库是现代农业产业园区规划流程的第1步，其核心是对调研成果的矢量化、信息化处理。农业大数据根据来源领域主要可以分为农业资源与环境数据、农业生产与输出数据、农业产业与市场数据、农业产品与安全数据以及游客信息与活动数据等。然而，现阶段这些数据大多以静态结构化的纸质形式存在[18]。通过建立农业资料数据库，可以实现农业数据以动态非结构化或半结构化的卫星云图、音频、视频、数字等信息格式存在，让现代农业产业园区规划从源头彻底摆脱“静态蓝图”式的规划枷锁，以多种动态化方式对其规划体系进行重构。

图1 大数据背景下现代农业产业园区规划思路

2.2 多维评价体系并行实现规划理论变革

多维理论评价体系并行是现代农业产业园区规划的核心。传统农业产业园区规划评价体系主要包括AHP模糊评价和SWOT分析评价，其主要是通过拟定评价指标和对各项指标的标准化处理，完成对园区的农业产业、农业生态等评价。但在大数据背景下，通过运用3S(GIS、RS、GPS)空间技术，准确获取评价指标的时空分布和演变特征，融入空间叠加分析、PSR压力—状态—响应分析、美景度评价分析等方法，完成对园区的农业产业格局、农业生态安全、农业景观旅游等时空评价分析，可实现对理论评价体系的升级和变革。

2.3 空间数据技术实现规划方法创新

大数据具有从各种类型的数据中快速获得有价值信息的能力，其信息处理技术和精细化空间分析手段改变了传统农业产业园区的规划方法。其中，通过3S(GPS、RS、GIS)技术提供时空“一张图”数据模型分析和输出，准确分析园区农业及其景观资源空间动态表征、农业产业区域结构动态优势、农业生态时空动态安全格局等，不仅可以从宏观上把控园区内每个功能区、产业、生态和游憩等空间要素的发展情况以及人员的生产、游憩活动流向，而且可以从微观上模拟仿真、交互等方式向管理者、劳动者和使用者展现园区内的各个细节，是大数据背景下规划思路的最重要转变和创新。此外，通过海量数据入库、ETL、数据备份、数据更新及数据质量检查等，可提供指标定制、指标计算、报表服务等功能，实现信息化监控、管理为主导的“智慧园区”建设目标；还可以利用农业从业人员的活动信息大数据，对园区的规划范围边界、空间利用情况进行优化调整，以及利用游客在社交网络产生带有情感色彩的文本信息大数据，对园区的空间功能、服务质量进行评估。

2.4 信息数据平台实现规划管理融合

随着现代农业产业园区的发展速度、质量、数量的不断上升，人们逐渐意识到一个“孤立”存在的农业产业园区、一种“一肩挑”的管理模式远远不足以应对大数据背景下的园区发展趋势[19]。大数据在现代农业产业园区中的运用是一项需要多方支持的、庞杂繁复的系统工程[20]。其通过构建区域性甚至全国性的数据库和统计分析平台，实现数据的技术融合、信息的跨时空互通，能够汇聚所有园区的产业经济价值和社会服务价值，为规划提供针对性的决策和依据，为不同管理部门实现统一管理农业资源提供可能，彻底结束规划管理过程中出现的重叠状况，平息各个部门间的矛盾局面，对健全农业产业资源监管体制、理清国家农业产业资源状况有着积极和重要意义。

3 大丰农业产业园区规划背景

大丰农业产业园区成立于2008年，位于江苏省盐城市大丰区东北部。交通便捷，区位优势明显(图2)。总体规划面积为82km2(图3)，其中耕地面积72.16km2。园区农业资源丰富，农旅融合特色鲜明，是“大丰国家现代农业综合标准化示范区”的核心板块，曾被认定为省级现代农业产业(示范)园，并在苏北率先创成全国休闲农业与乡村旅游示范县、全国农业信息进村入户试点县。

图2 大丰农业产业园区区位概况

图3 大丰农业产业园区用地现状

4 大丰农业产业园区规划实践

4.1 “互联网+”资源数据库构建

大丰农业产业园区规划涉及各类资源数据(图4)，其中的照片、音频、影像数据是以电子文件形式进行编码和空间定位；问卷调查是以互联网平台形式进行发放，利用互联网平台实现对调查对象的年龄、职业、位置等信息收集统计；地方年鉴数据、上位规划数据均运用GIS技术进行空间矢量化处理；农业资源、农业生产、生态环境和自然灾害数据均利用互联网地理空间数据提取；农产品库存、流通及消费数据运用二维码技术、射频识别技术进行编码和空间定位追踪；通过大数据挖掘技术(python)对携程、大众点评等互联网旅游网以及园区官方网站等中的游客信息进行抓取，数据化收集游客的基本信息和情感数据信息。

图4 “互联网+”资源数据库

4.2 资源本底评价分析

大丰现代农业产业园区资源本底分析主要包括自然、农业、经济、社会和人文资源分析(表1)。其中，自然资源主要包括农业气候资源、土地资源、水资源和生物资源等，不仅对农作物的生产潜力、空间分布、产业结构造成直接影响，而且对景观开发、生态保护产生间接作用，此类资源的评价主要是以3S空间技术为主的叠加分析。农业资源主要包括产业结构、发展规模、基础设施建设等，直接影响园区的产业选择，决定了园区未来的发展方向，此类资源一般运用AHP层次分析法进行评价分析。此外，还可以运用SWOT分析法分析农业产业现状作为主导产业选择的依据。社会经济资源主要包括生产力水平、农机力水平、农业政策、资金状况等，对园区功能的发挥和定位起到决定性作用。这些资源不仅是资源本底评价的重要指标，而且还是农业生态安全外部压力和内部状态指标的重要组成部分。人文资源主要包括居民活动、旅游文化、游客感知等，对园区的特色发展、可持续发展起到重要作用。此类资源一般通过采访调查、Python爬虫技术，结合传统评价模型建立基于大数据的新型评价体系。结合上述大数据背景下的新方法和理论框架，实现多维评价体系并行的资源本底分析。

表1 大丰农业产业园区资源本底评价体系

4.3 总体产业布局规划

通过对大丰市的高效种植业、养殖业、花卉苗木业、现代园艺产业等农业产业空间分布分析，对大丰经济开发区、大丰港经济区、沪苏集聚区等经济开发区的电子科技、智能制造、智能终端等工业产业空间分布分析，以及对麋鹿生态、乡村旅游、海洋休闲、动漫欢乐4大版块为主的旅游业空间分布进行分析，最终叠加得出大丰农业产业园区最优产业布局(图5)。

4.4 核心区域红线划定

核心区域红线划定主要依据自然资源和农业资源的评价，将各项内容的各类型指标评价结果归一化处理后运用ArcGIS软件进行空间叠加分析(图5)。

4.5 农业游憩路径规划

通过互联网社交平台和移动智能设备产生的位置信息数据，运用聚类分析识别大丰农业产业园区内游客的活动规律和路径。根据游客产生的定位、签到记录信息数据，结合附带的人文情感元素，以园区游客分布热力图形式科学规划了大丰园区的游憩路径(图5)。

4.6 管理运营反馈平台构建

大丰现代农业产业园区的正常运行和发展需要循环可持续的运营保障规划，是整个园区规划过程的重要环节，其内容主要包括运行机制、综合效益、保障体系。其中，运行机制主要包括管理、投资和土地流转，通过建立互联网开放平台，实时提供多方位管理、多层次市场分析、多元化融资形式和多样化的流转手段，实现对园区运营保障规划的多维定量评价。综合效益主要包括社会、经济和生态3个方面，通过建立各类资源的数据库，不仅可以实现大量的指标因子同时叠加分析，而且还为每个指标增加了时空属性。保障体系主要包括技术、人才、政策、民生和游客服务保障。通过建立互联网服务平台和政府官网等反馈平台，运用大数据技术抓取网络文本信息，可以实时提供技术合作和指导、人才聘用和激励、政策鼓励和约束、农民权力和游客服务保障，实现对园区建设质量、管理水平、服务水平的定性评价。

图5 大数据背景下大丰农业产业园区规划分析

5 结语

农业信息化建设是农业发展的未来，大数据背景下现代农业产业园区规划对现代农业的可持续发展具有重要意义。本文在阐述传统农业园区规划问题的基础上，分析了大数据背景下现代农业产业园区规划思路的转变和创新，提出了“规划—管理—服务—反馈”的规划体系。并以大丰农业产业园区总体规划为实践案例，通过构建“互联网+”数据库对资源数据进行数据收集和整理，以多维理论体系对资源本底进行评价分析，以空间信息技术为主导对园区进行总体产业布局规划、核心区规划和游憩路径规划，以“互联网+”平台为支撑对园区的管理运营保障体系进行循环可持续的提供服务，以期解决大丰园区创建国家级农业产业园区的瓶颈，改善当地村民的生活水平，提升园区周边的生态环境质量，促进园区社会、经济、文化和环境的可持续发展，为现代农业产业园区的规划和发展提供新思路。

然而由于目前仍受到智能设备和互联网平台技术的限制，大数据也并非可以解决现代农业产业园区规划中的所有问题，如农业生态资源保护的研究仍明显不足等，未来需要进一步探讨。