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1、,创 意 点 亮 未 来范国雄 广东梅县东山中学,温孚江 山东农业大学 校长 教授农业大数据联盟理事长,大数据走进农业生产,农业（广义）生产的产前、产中、产后提供全程跟踪服务。,政府决策提供咨询、指导。,企业生产、转型、市场营销提供咨询、指导。,农业大数据如何为农业现代化服务?,释义：利用大数据思维、方法及技术来解决涉农产业相关问题的农业大数据。特点：数据来之不易功能：关联、预测目的：掌控和改变事物的发生“必然”,案例 1,“神农物联”大数据云平台的建设,神农物联网-,神农物联网-,神农物联网-,“神农物联”农业大数据云平台应用,大数据平台主要应用于：,互联网+,农业物联网,农业大数据,智慧农
2、业,“渤海粮仓”科技示范工程，是2013年4月科技部在山东、河北、天津、辽宁4省市正式启动实施的重大科技支撑项目。主要针对三省一市环渤海低平原地区淡水资源匮乏、土壤瘠薄及盐碱等问题，通过综合实施土、肥、水、种等关键技术，达到粮食增产目的。计划通过对环渤海地区4000多万亩中低产田和1000多万亩盐碱荒地的改造,实现到2017年增粮60亿斤,到2020年增粮100亿斤的目标,将长期遭受旱、涝、碱灾害的环渤海地区建成我国重要的“粮仓”。,环渤海盐碱地如何科学改造盐碱变化规律如何把握盐碱地水盐变化规律如何如何科学施肥如何科学灌溉如何科学预防自然灾害渤海粮仓工程的经济效益如何渤海粮仓工程的社会效益如何
3、渤海粮仓工程的环境效益如何上述各因子之间的关联关系如何？,2023/3/29,数据采集实时采取数据，并积累分析人工采集样品，分析得出数据,大数据跟踪研究预测建议（1）土壤改良,18%的土样有机质含量低，这些地块应加大有机肥的施用。东5功能区需要注意及时补施氮肥，以满足作物生长需要。42%的样品有效磷含量偏低，不能满足生产需要，应及时补充。另外，按照山东省滨海盐渍土分级标准，85%的土样属于脱盐 地，但76个样点（22800亩）含盐量高，特别是其中的2400 亩重度盐碱地，应采取控盐渍化措施。样点土壤已有27.50%出现干旱，需要灌溉。,大数据跟踪研究预测建议（2）春季麦田管理,根据一类苗数占所
4、有采集点8.2%（41个）、二类苗占12.4%（62个）、三类苗占79.8%（402个）及无病虫和冻害等数据信息，建议加强分类指导，因地因苗制宜，科学运筹肥水，抗旱保苗，促弱转壮，控盐保墒，构建合理群体，加快转化升级，奠定丰收基础（最高产量1100多斤)。.,案例3,奶牛数字化精细养殖系统与大数据,内容：数据采集、数据库构建、自动控制。目的：通过大数据研究，提高奶牛饲料营养、育种、繁殖、疾病防治等技术管理水平。,对奶牛产奶量、运动量、体重、乳汁电导率、牛舍温湿度等数据进行实时采集和贮存管理，通过对历史数据的分析建立模型，通过对实时数据的监控和模型分析，监控奶牛产奶量是否异常，对奶牛发情、乳房健
5、康状况进行诊断，自动控制分群设备、补料设备及环境控制设备。,软件牛群管理模块可视化界面1,软件牛群管理模块可视化界面2,用乳汁电导率历史数据和奶牛体细胞数测定建立的用于隐形乳房炎诊断的电导率与体细胞数关系模型,案例4,生物数据库的构建与应用,LAMP开发模式,http:/,Case 1,基于SVR的玉米田四代棉铃虫发生量的预测模型构建,研究背景,近年来，随Bt棉大范围种植，第四代棉铃虫对玉米叶片和果穗，特别是果穗的危害逐渐加重。,而棉铃虫的发生具有非线性、不稳定、相关变量多的特点。将支持向量机回归(SVR)用于棉铃虫发生量的建模和预测分析，为防控服务。,支持向量回归(SVR),支持向量机回归(
6、SVR)模型,支持向量回归(support vector regression，SVR)是Vapnik等人提出的一种新的机器学习算法。,数据采集与标准化,气象变量“20-20时降水量”、“极大风速”、“极大风速的风向”、“平均本站气压”等16个气象变量,SVR模型建立为例,玉米田四代棉铃虫发生量,输入变量,输出变量,支持向量机回归拟合结果与实际值对比,支持向量机回归预测结果与实际值对比,输出结果与检验,通过回归模型得到的训练集样本的拟合值与实际值的相关系数为0.99，而测试集样本的预测值与实际值的相关系数为0.96。,Case 2,麦田主要瓢虫类天敌昆虫发生趋势分析,七星瓢虫与异色瓢虫是小麦蚜
7、虫的主要天敌昆虫,数据分析发现，两种瓢虫的种群发生数量在近十几年内发生了反转。,研究背景,原因？,七星瓢虫与异色瓢虫发生趋势分析,麦田主要瓢虫类天敌昆虫发生趋势,决策树分类模型分析,主要相关变量年代际变化,2001-2014年14年间小麦生长期日最低气温年代际变化呈上升趋势，其趋势线方程为：y=0.5528x+11.573,2001-2014年调查日期最低气温的变化趋势,2001-2014年调查日期日照时数的变化趋势,2001-2014年小麦生长期日照时数年代际变化呈上升趋势，其趋势线方程为：y=0.1759x+75.987,决策树分类模型的评估,异色瓢虫决策树分类模型预测值与真实值拟合图,将
8、预测误差小于2%的数据视为预测准确，将预测准确数据个数占总数据个数的百分比作为预测的准确度，得到该决策树分类模型的置信度为90.62%。,七星瓢虫决策树分类模型预测值与真实值拟合图,将预测误差小于2%的数据视为预测准确，将预测准确数据个数占总数据个数的百分比作为预测的准确度，得到该决策树分类模型的置信度为89.06%。,日最低气温在调查期年际变化呈上升趋势，随日最低气温升高，七星瓢虫数量减少。日照时数在调查期年际变化呈上升趋势，随日照时数的增加，异色瓢虫的数量增加。,Case 3,决策树及SVR机器学习算法在麦蚜发生程度预测中的应用,研究背景,小麦蚜虫是影响我国小麦生产的最主要害虫，每年危害面
9、积2.5亿亩，造成减产一般在15-30%。,麦蚜发生缺少短期预测模型。模型建立对指导政府主导的小麦病虫害“统防统治”具有重要意义。,决策树树形图,决策树分类模型评估,经计算得样本中目标变量的正确值与错误值。以预测误差小于2%作为准确值，得到该决策树分类模型的置信度为91.49%。且运算稳定。,2003-2010年的数据作为训练集，2011-2013年的数据作为测试集进行训练，模型真实值与预测值之间的回归系数为0.9307，预测值与真实值吻合程度高。,SVR结果与检验,鲁中区，麦蚜发生量与日照时数相关程度最高，当日照时数大于13 h，小麦蚜虫发生程度为4级。,在预测麦蚜发生程度时，决策树C5.0
10、算法的准确率略低于SVR。SVR算法可以弥补决策树C5.0算法在预测麦蚜发生为4和5级时误差较大的不足。,二、应用情况,案例 5、基于物联网的设施农业信息管理系统,系统主界面,并研制了：基于物联网的设施农业控制系统和温室信息显示、语音智能提示及自动化控制系统。已推广应用,二、应用情况,案例 6、蔬菜质量安全与溯源系统研发与应用,并研制了：开发系统及应用设备，蔬菜产业链物联网信息感知系统和蔬菜产业链物联网信息感知系统。已推广应用,四、今后展望,四、农业大数据产业化,2015年11月，由我校倡导并参与的“泰山神农智谷”农业大数据产业园区落户泰安国家高新技术产业开发区。总投资35亿元，将分三期建设完成预计引入500家企业，实现年产值100亿元。打造农业农村信息化技术创新和大数据产业孵化基地，以此推动农业农村信息化与农业现代化的快速融合与发展。,农业大数据产业的“春天”来了,国家战略：促进大数据发展行动纲要农业部：推动农业农村大数据发展的实施意见机遇：针对国家战略需求、实体经济的转型升级、第三产业的发展、民生的改善，我们将面临大数据驱动农业产业发展的良好机遇，在全国将形成立体的“农业大数据产业”。And Then,ARE YOU READY？WHAT ARE YOU WAITING FOR?ACTION!,五、展望,
