這貌似是一個普通的大棚,但如果你仔細看,就能發現端倪:大棚頂端的傳感器一閃一閃地閃著紅燈,記錄著大棚內部的溫度、濕度、光照……如今,以這樣的數字化大棚為代表的數字新農村正在中國的大地上蓬勃發展。以安徽省為例,目前,全省已建設省級農業物聯網示范點300個、益農信息社1.3萬余個。全國一體化的大數據體系和5G的規模化應用使農村的生產模式發生了變革。但隨著農村數字化的推進,生產作業中影響因素的復雜性讓數據龐雜難分,如何處理越來越多的數據勢必成為擺在農村數字化發展面前的新問題。今年以來,備受社會各界關注的“東數西算”正是解局之道。
從天上的云到手上的“云”數字農業大有可為
近年來,數字農村重要性與日俱增。2022年初發布的中央一號文件《中共中央國務院關于做好2022年全面推進鄉村振興重點工作的意見》中強調大力推進數字鄉村建設,推進智慧農業發展,促進信息技術與農機農藝融合應用。
我國目前數字農村的發展重點集中體現在數字農業上。“數字農業”是將信息作為農業生產要素,利用現代的信息技術構建可視化的信息管理模式的現代農業。自2003年啟動實施“數字農業技術研究與示范”項目,至今已構建起數字農業的基礎骨架。而“東數西算”作為數字經濟的核心項目,有力起到了豐富數字農業血肉的重要作用。實現農業運行模式的關鍵在于數據處理。“東數西算”將從三個方面解決農業數據的處理問題。
首先,“東數西算”完善處理了算力供給的普及性問題。通過算力的標準化、異構算力的接入,避免算力主要集中在少數大型云服務商的手中,打破農村普遍存在的“有數沒地算”的尷尬局面。作為數字經濟發展的核心生產力,要實現全國的算力資源統一調配,更好地保障農業產業對算力的需求。目前我國的數字化農業實現了從種植到貨架的覆蓋,對算力的需求與日俱增。以現在的大棚為例,除了必備的視頻監控,也需要多種傳感器如光照傳感器和二氧化碳傳感器、空氣溫濕度傳感器相互配合,并由棚內氣象站收集數據,遙控進排風口、水肥一體機,利用土壤電導車及時調節土壤pH值,沒有強大的算力支撐不足以保障種植水平。“東數西算”的出臺,讓農業生產算力分配的底線得以保住。
其次,及時開發西部的算力對農業數據處理有著重要的分流作用。“東數西算”工程對于網絡要求較高的業務由東部承接,而對于后臺加工、離線分析、存儲備份等網絡要求不高的業務由西部數據中心承接。收集的農業數據先進入調配中心統一分流,保證算力需求的合理分布,提高算力資源使用率。“東數西算”下一步著力發展的算力資源分配自動化和智能化,讓調度系統具備智能解析及網絡感知功能,能根據業務特性,自動調度數據分配。如在大規模的農田種植中,需要利用衛星遙感技術自動采集農田環境或植株圖像,通過圖像處理確定相關參數以及位置并實時遙控輔助農業機器人進行相關操作的,屬于對時延敏感、訪問量大的應用,調度到離用戶最近的算力節點處理。將不直接面向用戶、大數據、備份等應用,如通過大數據對農產品生長態勢、農田形態、病蟲害進行分析和預測則調度到西部節點,實現東西部之間的智能算力調度,使實時性強的農業數據得到更快處理并給予反饋。
最后,對于分流向西部的數據,可以得到更有效的處理。相較于工業互聯網等項目,農業數據處理周期長以及時效性較弱的特點也讓數據處理的緊迫性較低,但新農業的數據處理相較于傳統農業更加精確,分析架構也更加復雜,設計的模型常常是非線性且多不確定性的,故數據量也十分龐大。“東數西算”恰好能解決其高存儲需求的問題。如數字農業的組成部分——農業大數據,農業大數據是在開放系統中收集、鑒別、標識數據,并建立數據庫,通過參數、模型和算法來組合和優化多維度海量數據,為生產操作和經營決策提供依據,并實現部分自動化控制和操作,西部的優秀數據存儲能力可以支持收集并保留更多農業生產中的大數據,有效激發數據要素創新活力。“錦江春色來天地,玉壘浮云變古今”,從看天上的“云”到看手上的“云”,農業生產已經和過去截然不同。
告別“土”味新農村生活前景美好
“給剛進直播間的朋友們解釋一下,這是我們老鄉自己種的,絕對放心……”眼下,農產品直播帶貨已經在農村生根發芽并茁壯成長,它帶來的是農村前所未有的生活方式,從兩條腿到處跑著賣貨到在手機上戳幾下完成,網絡如同高速路連接屏幕兩端,帶動農村發展。
要想富先修路,大數據時代,完善農村地區的數字基礎設施非常重要。如今,農村的數字基建已經有了大幅進步。2021年,未通寬帶的行政村通過電信普遍服務實現“動態清零”,平均下載速率超過100Mb/s,基本實現與城市同網同速。
但客觀而言,農村地區的數字化生活還有很長的路要走,《數智鄉村白皮書(2021)》報告指出,我國農村數字化、智能化由于建設周期長、投入規模大而回報率低。“東數西算”的出現可以緩解現行數字化農村中存在的壓力,刺激農村數字化發展。
“東數西算”為農村生活提供數字化動力。生活方式的變化使農村對算力的需求增加。農業農村部發布的數據顯示,2020年全國縣域政務服務在線辦事率為66.4%,縣級農業農村信息化管理服務機構覆蓋率為78.0%,數字化的生活方式在農村越發普遍。“東數西算”的出現,有力提升國家整體算力水平,對于數字化程度提升的農村地區而言可以在生活的各個方面更多享受到數字化帶來的便利,可以更好地發展“互聯網﹢教育”“互聯網﹢醫療健康”等項目。
“東數西算”更有效收集整合農村數據資源。由于東部地區的數據存儲功能也無法承載廣大農村地區散雜的數據,只能有所取舍,無形中浪費了數據資源。同時,鄉村數字化復合型人才不足,數字化技術難以得到充分應用,使珍貴的數據信息得不到有效運用。專家表示,現在農業有效數據資源不足,數據資源分散、不夠精準,難以利用數據進行趨勢性決策分析。而“東數西算”的分流作用讓先前被拋棄的“無用”數據轉移至西部數據庫中存儲,同時提升的算力水平也可以更好地整合農村數據,緩解人才不足的壓力,有助于實現鄉村治理精準化,給予中國農村發展更好的建議。
農村地區需做好信息化設施建設才能有效抓住“東數西算”的契機,加快構建暢通便捷的通信網絡,鼓勵電信運營商在農村提供優惠服務,推動新型數據中心有效布局,讓農村“面朝黃土背朝天”變成過去。
今年5月23日,中共中央辦公廳、國務院辦公廳印發的《鄉村建設行動實施方案》中指出下一步發展方向是建設更高效的農業農村大數據中心,同時加強農業生產經營、管理服務、農產品流通等大數據平臺建設,屆時,“東數西算”對于算力需要增長快速的農村而言將成為構建數字型農村的一針強心劑。充分發揮政策疊加效應,讓廣大農村融入一體化推進算力優化布局和體制機制改革創新,農村可以搭上“數字化快車”,對農業振興可起到積極推動作用。
小貼士
數字農業的核心要點
何為“數字農業”?
數字農業是一個復雜的工程,將遙感、地理信息系統、全球定位系統、計算機技術、通信和網絡技術、自動化技術等高新技術與地理學、農學、生態學、植物生理學、土壤學等基礎學科有機地結合起來,實現在農業生產過程中對農作物、土壤從宏觀到微觀的實時監測,以實現對農作物生長、發育狀況、病蟲害、水肥狀況以及相應的環境信息的獲取,生成動態空間信息系統,對農業生產中的現象、過程進行模擬。當前數字農業主要由四部分組成,分別是農業物聯網、農業大數據、精準農業、智能農業。
農業,為什么要用算?
數字農業是將信息作為農業生產要素,用現代信息技術對農業對象、環境和全過程進行可視化表達、數字化設計、信息化管理的現代農業。數字農業使信息技術與農業各個環節實現有效融合,達到合理利用農業資源、降低生產成本、改善生態環境、提高農作物產品和質量的目的,對改造傳統農業、轉變農業生產方式具有重要意義。
其他國家的數字農業現狀
荷蘭作為數字農業的代表,已形成發展較好的高科技農業體系。荷蘭光照不足、土地資源稀缺等特點迫使荷蘭提高土地的利用率,將信息化、工業化技術與生產技術相結合,利用7%的耕地建立了面積近17萬畝的由電腦自動控制的約占全世界溫室總面積1/4的現代化溫室,實現了全部自動化控制,包括光照系統、加溫系統、液體肥料灌溉施肥系統、二氧化碳補充裝置以及機械化采摘、監測系統等,保證生產出的農作物高效優質,鼓勵發展循環農業,積極開發設施農業、循環農業、數字農業、生態農業,探索出以專業化、集約化、高新技術與現代化管理為特點的荷蘭農業模式,重視土地資源保護,實現農業綠色可持續發展。