贵州精品水果大数据服务平台建设

付绘澄，陈维榕，赵泽英，李莉婕，童倩倩，王 虎

（贵州省农业科技信息研究所，贵州 贵阳 550006）

随着移动互联网、物联网的快速发展，以及大数据技术的逐步成熟，移动互联网、物联网、大数据等技术在现代农业领域的应用日益扩大，形成了数字农业、智慧农业等农业发展模式，并成为农业现代化的重要组成部分。深化互联网思维理念，充分利用移动互联网、物联网、大数据等信息化技术手段，深度挖掘数据内在的巨大价值，稳步推进互联网＋农业，实现传统农业与互联网农业的融合发展，以此探索农业创新发展模式，是助推贵州农业现代化的重要支撑［1-3］。近年来，贵州虽然凭借得天独厚的优良生态环境大力发展精品水果产业并取得一定成效，但受贵州地形破碎的影响，水果生产经营多呈分散状，全产业管理难度较大［4］，制约产业效益的进一步提升。因此，综合运用移动互联网、大数据、物联网、GIS（Geographic Information System，地理信息系统）等信息技术手段，建立贵州精品水果大数据服务平台，实现贵州精品水果产业数据资源的综合应用与深度应用，面向产业中各主体提供多元化、个性化服务，为提高贵州精品水果生产管理水平，提升生产效益，促进贵州精品水果产业持续健康发展与巩固产业扶贫成果提供技术支撑。

1 平台建设目标

建设贵州精品水果大数据服务平台，实现贵州精品水果生产、流通、消费各环节海量异构数据的专业化整合集成与关联共享，实现全产业链数据管理，推进建立规范化产业管理体系，同时提供一定的数据监测分析服务，为相关决策提供及时准确的信息依据。在此基础上，推进精品水果产业数据共享和服务协同，强化产业统一监管及产业数据监测分析，为贵州精品水果产业各领域用户因地制宜提供个性化、多元化服务，同时提高精品水果产业发展的前瞻性和针对性。

2 平台设计

2.1 服务模式

2.1.1 个性化＋多元化融合 根据贵州精品水果产业领域的不同用户进行划分，分为行业管理者、专家、生产者、销售者和消费者。针对不同的用户群体，给予不同内容、不同方式的服务。

行业管理者：提供国内外产业动态、政策、新闻资讯查询；产业行业种植、价格、产量预测统计分析。

行业专家：提供国内外产业动态、政策、新闻资讯、科技文献查询；答复生产者或其他用户提出的关于产业相关的各种问题。

生产者：提供政策、品种、病虫害、栽培、管理咨询；果园种植、农资、成本、用工信息管理；园区气象、水肥控制物联网采集管控服务；水果供需、市场行情、运输流通服务。

销售者：提供政策、品种、病虫害、栽培、管理咨询；果园种植、农资、成本、用工信息管理；水果供需、市场行情、运输流通服务。

消费者：提供水果种植过程、环境、品质质量追溯；对消费产品进行评价。

2.1.2 人工服务＋智能服务 平台提供专家咨询服务功能，实现7×24 h 专家人工服务。为生产者提供果园技术知识智能匹配推送服务，多方位帮助生产者解决水果种植过程中产生的各种问题［5］。同时，结合农业物联网环境采集数据与果树栽培模型，智能化地为生产者发起农事提醒，生产者可根据实际情况采取相应的农事措施。

2.1.3 线上匹配＋线下服务 实现线上匹配、线下服务的开放式产销模式，为生产者和销售者提供供求信息发布服务。实时发布精品水果市场动态，收集水果价格行情，结合水果市场分析模型，分析地区生产状况与市场需求，指导产业发展。

2.2 系统功能

根据上述服务模式需求，平台设计多个不同服务应用系统及相关终端展示系统（图1）。

图1 平台各系统功能

2.2.1 产业一张图系统 按单一品种建立精品水果种植基地的“一张图”产业信息。通过数据的汇总和分析，展示水果产业分布、地块地理信息，并借助真实清晰的GIS 地图，通过不同行政级别权限发放，按照省、市（州）、县查看本区域产业信息，使得产业基地生产状况一目了然。系统以大屏展示为主，通过可视化方式全方位呈现产业数据的统计、分析及预测结果。

2.2.2 产业信息服务网 以单个品种为基准，为每种精品水果创建独立的产业信息服务网，如贵州火龙果产业信息服务网、贵州百香果产业信息服务网等。主要由水果概况、产业资讯、产销市场、技术服务、智慧果园、产品追溯、信息管理7 个一级栏目构成，全方位展示贵州水果产业信息。

2.2.3 基地管理服务系统 对每个果园的详细信息进行管理，包括影像、种植分布地块图斑、三维倾斜实景、三维全景等［6-8］。以果园为单位，对采集空间信息的每个种植企业、合作社进行详细数据调查，采用数字化（地图）基地档案管理，将果园的土地、设施和种植过程等信息数字化，对基地、地块、人员、设备、设施五大资源进行精确记录并建立相应数据库。将智能化数据结合标准化种植方案应用于移动互联网，通过优化产品展现形式提升生产者的使用和交互体验，进而将科学专业的水果种植管理手段向生产者进行普及。

2.2.4 产业监测服务系统 建立产业数据监测系统，采集贵州及全国主产主销区的全产业链数据资源，为上层的大数据应用提供数据基础。监测内容包括价格、贸易、产业发展、产量预测、企业监测、产业资讯、科学数据和农资种苗。同时，通过数据挖掘与数据分析技术，分析产业发展走向。

2.2.5 智慧果园服务系统 按单个果园进行建设，整合电子数据监测、水肥一体化滴灌、区块链溯源以及光电分选系统，结合农业物联网实时采集数据和应用模型，实现果园无人化智慧种植管理。

2.2.6 技术咨询服务系统 组建包括专家在线诊断系统、在线答疑、定期课堂等功能的精品水果种植专家在线指导平台，用户可通过网站或小程序在线向专家发起咨询，专家借助移动通信软件实现现场诊断。同时，从品种选择布局、科学建园（园地选择、园地设施建设、土壤改良、苗木选择、苗木定植）、整形修剪（夏季修剪、冬季修剪）、土肥水管理、花果管控、病虫害绿色防控、采收保鲜技术等方面着手，建立精品水果优秀种植方案库、标准化种植指导手册库、种植实用技术库、在线视频培训课件等火龙果种植知识库，各种知识库间进行关联，采用图文结合的方式，指导建设标准化基地。

2.2.7 产销对接服务系统 该系统是创造一个信息交换、信息共享的方式和环境，按照统一标准和规范，建立信息资源整合机制，规范数据采集口径、采集方式，规范数据的服务方式，建立统一的市场资源信息整合与交换机制，实现市场数据互联互通，为生产者和销售者提供供需信息服务，协助线上线下统一调配，增升水果商品化率，优化贵州精品水果市场配置。

2.2.8 产品质量溯源系统 该系统包括生产经营主体管理、农产品基地管理、农产品种植养殖生产管理、检验检测档案管理、准出配额管理、追溯码审批管理、追溯节点路径管理、召回管理等功能，并与农业投入品监管平台对接，数据互通。

2.3 平台架构

贵州精品水果大数据服务平台汇集水果产前-产中-产后全生命周期中涉及环境、农资、农事、流通、消费等相关数据，同时存在通过网络抓取工具抓取的水果产业资讯、市场行情的大量数据；数据格式包括影像、三维倾斜实景、三维全景、数值、文字、图片、视频等。平台各子系统间数据的关系及走向如图2所示。

图2 平台数据流

根据平台各子系统功能及其数据的相互关系，设计建立以数据层、业务逻辑层、表现层3层结构体系为主的平台架构（图3）。

图3 平台架构

3 系统实现

3.1 关键技术

3.1.1 Kspider 网络抓取技术 KSpider 网络信息资源采集系统是一个集网络数据采集、分析、存储、管理及检索等功能于一体的网络信息资源整合工具，具有强大的信息采集能力、灵活的体系结构、海量的数据存储和全文检索。由应用服务器、蜘蛛、智能代理、转存器、发布系统、规则编辑器组成（图4）。利用其实现贵州精品水果大数据服务平台中产业监测服务系统的数据采集和管理，收集新闻资讯和市场、产区等数据，作为大数据后台数据分析的基础。

图4 Kspider网络抓取流程

3.1.2 预测模型分析技术 预测模型分析主要通过预测模型预测事件未来发生的可能性、预测一个可量化的值，或是预估事件发生的时间点。预测模型通常使用各种可变数据实现预测。数据成员的多样化与预测结果密切相关，在充满不确定性的环境下，通过预测协助决策主体做出更好的决定。将预测分析技术与产业市场信息模型结合，预测产业市场发展动态、水果价格、销售方向，指导产业决策者做好市场调配；同时，将预测分析技术与水果产量模型进行结合，预测水果当季产量。

3.2 系统开发

采用J2EE 开发环境，以B/S（Browser/Server，浏览器/服务器）架构，完全基于Web、中间件及大型数据库的N 层体系结构进行开发，建立精品水果大数据平台大屏展示系统、不同水果品种的产业信息门户网站、果园服务APP、产业服务APP 与微信小程序等。其中，大屏展示系统呈现的部分内容如图5所示。

图5 贵州精品水果大数据平台大屏展示内容

4 小结

顺应农业现代化发展趋势及贵州精品水果产业发展实际，综合运用互联网、物联网、GIS、大数据分析等技术，围绕数据查询、数据分析、数据应用有效融合，整合贵州省精品水果产业全领域数据，打造集数据采集、分析与管理、预测预警、可视化展示于一体的大数据平台。贵州精品水果大数据服务平台的本质是数字农业，服务对象是精品水果产业，核心是数据，载体是平台，关键是服务。通过该平台建设，将互联网、大数据、农业三者深度融合，以信息化提升产业管理与服务能力，及时准确掌握贵州精品水果产业发展状况，做到“用数据说话、用数据管理、用数据决策、用数据创新”［9］，牢牢把握贵州精品水果产业发展主动权和话语权，增强贵州精品水果产业竞争力，推进贵州精品水果产业提质增效。