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大数据在农产品冷链物流中的应用
张茜, 田乙慧, 肖文, 鲁燕
农业大数据学报    2022, 4 (1): 55-61.   doi:10.19788/j.issn.2096-6369.220105
摘要312)   HTML13)    PDF (610KB)(82)   

冷链物流是指产品在流通过程一直处于低温的环境,包括运输、配送、加工、包装、贮藏、分销和零售等各个环节,通过冷链物流运输产品能够减少损耗,使消费者可以获得品质优、新鲜度高的产品。中国冷链物流技术的发展落后于发达国家,主要表现为冷链运输配送率低和人均冷库面积低,同时还存在基础设施落后、体系不健全和信息化水平不高的问题,严重制约了农产品质量安全保障体系的建设与完善。在现代化信息技术快速发展的背景下,农产品冷链物流过程中科学合理地应用大数据技术,不仅可提升农产品流通过程中的存储环境控制能力,有利于保障农产品质量安全,还可实现资源整合、降本增效。本研究通过探讨国内外冷链物流的现状及农产品冷链物流发展的意义,提出应当充分利用大数据时代的优势,构建农产品冷链物流平台,为中国农产品冷链物流发展提供支撑。基于大数据的农产品冷链物流平台包括数据基础层、信息管理层和应用层,通过大数据技术对冷链物流中的核心环节进行优化,实现优化农产品物流运输和仓储管理、强化农产品质量安全控制、提升精准销售和高效配送能力、提升信息交换共享能力等效果。最后,本研究提出在大数据时代农产品冷链物流行业应当重视顶层设计、加强冷链基础设施建设、做好大数据体系构建和数据深入挖掘工作,以及加快培养和引进高科技人才等发展建议。

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桔小实蝇等六种常见果园害虫图像数据集
张翔鹤, 王晓丽, 刘婷婷, 胡林, 樊景超
农业大数据学报    2022, 4 (1): 114-118.   doi:10.19788/j.issn.2096-6369.220117
摘要214)   HTML19)    PDF (513KB)(57)   

使用机器视觉方法进行虫害识别是果园害虫防控或治理的必然需求。目前对果园害虫图像数据的采集,多数品种单一,分辨率参差不齐。并且仅收集害虫原始图像数据,同时包含原始图像和机器识别显著图图像的数据集极少。本数据集包括桔小实蝇、金龟子、梨小食心虫、青叶蝉、星天牛和柑桔大实蝇六种常见害虫的图像数据,共计2412张。其中原始图像1613张,未经处理。经过反卷积方法处理的图像,剔除特征不显著的图像后,保留特征显著图像,共计799张。该数据集可为果园害虫的识别分类研究提供数据基础。

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基于区块链技术的生鲜农产品追溯系统研究进展
张哲, 杨信廷, 于合龙, 李珊珊, 孙传恒
农业大数据学报    2022, 4 (1): 25-34.   doi:10.19788/j.issn.2096-6369.220102
摘要190)   HTML12)    PDF (999KB)(105)   

随着生活水平的不断提高,生鲜农产品的质量安全已经成为人们密切关注的焦点问题。生鲜农产品追溯是食品质量安全保障中不可或缺的重要环节,同时也是提高消费者对产品信任度的有效措施。区块链以链式结构对数据信息进行分布式记录和分布式存储,通过利用加密算法、共识机制以及智能合约等技术为多方合作中出现的数据隐私与信任等问题提供了高效的解决方案。基于区块链技术的农产品追溯系统具有提高生产、加工、运输、销售过程的透明度和效率,增强数据可信度,体现数据可追溯性等优点,同时可以剔除农产品供应链中不必要的中间商,并且增强消费者对可追溯农产品的信心。本文介绍了区块链及其技术特点,分析了生鲜农产品从种植养殖、生产加工、物流运输和分销销售的整个供应链环节,提出了一种基于区块链和物联网设备的生鲜农产品可追溯性框架,并总结了区块链技术在果蔬追溯、畜禽肉类追溯和水产品追溯方面的应用进展,同时指出了现阶段区块链农产品溯源所存在的消费者对区块链接受度低、市场主体之间存在用户隐私与交易保密的顾虑和无法保证源头数据的真实性等关键性问题,最后结合区块链技术讨论了未来生鲜农产品追溯的发展方向,为促进生鲜农产品追溯的深入研究提供启发与借鉴。

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我国农业农村信息化发展水平评价研究
王小兵, 马晔
农业大数据学报    2022, 4 (1): 5-11.   doi:10.19788/j.issn.2096-6369.220112
摘要181)   HTML13)    PDF (606KB)(70)   

乡村振兴的总目标是实现农业农村现代化,没有农业农村信息化就没有农业农村的现代化。信息化发展水平已成为衡量农业农村现代化水平的重要标志,特别是随着现代信息技术在农业农村领域的应用逐步深入、成效日益凸显,迫切需要构建一套科学全面、操作性强的农业农村信息化发展水平评价指标体系。本文从发展环境、基础支撑、生产信息化、经营信息化、乡村治理信息化和服务信息化6个层面,构建了包括6个一级指标、14个二级指标和20个三级指标在内的农业农村信息化发展水平评价体系,并以31个省(区、市)的2642个县域为基本单元,收集了2020年的相关数据,测度了2020年全国以及各省(区、市)的县域农业农村信息化发展总体水平。实证分析结果表明,2020年全国县域农业农村信息化发展总体水平为37.9%,浙江、江苏、上海分别位居全国前三位。结合实证分析结果,本文从农产品电子商务高速增长、基层治理数字化快速提升等5个方面系统总结了我国农业农村信息化发展取得的阶段性重要成效,并从发展不平衡不充分、农业生产信息化水平低等4个方面分析了存在的短板和弱项,对“十四五”期间推进农业农村信息化高质量发展、助力乡村全面振兴提出了对策建议。

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新冠肺炎疫情下中国农产品冷链物流可信追溯研究
李佳利, 杨涵, 钱建平
农业大数据学报    2022, 4 (1): 14-24.   doi:10.19788/j.issn.2096-6369.220101
摘要137)   HTML13)    PDF (1078KB)(69)   

冷链物流已经成为降低农产品采后损耗、保障农产品安全的重要手段;新冠肺炎疫情中,与冷链关联的病例时有发生,引起了社会各界对冷链物流的高度关注。建立农产品冷链物流可信追溯体系,对于保障新冠疫情下农产品安全、实现精准追溯与召回具有重要意义。本文通过梳理中国农产品冷链物流发展现状以及新冠疫情下冷链物流面临的挑战,充分发挥区块链在农产品冷链物流追溯中的优势,提出基于区块链技术构建一个从产区到销区、从田间地头到餐桌的农产品冷链物流追溯系统,以期增强农产品冷链物流的追溯可信度。首先,从政府、企业、以及消费者三个参与主体的角度出发,对追溯系统需求进行详细分析;其次,将系统架构划分为感知层、数据层、网络层、核心层、应用层以及用户层六个层次;然后对系统存储机制和流程进行设计和分析,采用“IPFS+区块链”的链上链下双存储机制存储数据,以解决区块链的不足,提高追溯系统运行和查询效率;最后对政府、企业、消费者三个不同端口的主要功能进行介绍。该系统可有效解决农产品冷链物流全程追溯困难、责任主体不明确等问题,实现农产品冷链物流的全程可追溯,从而提升农产品生产监管实效,从根本上提高农产品的质量安全,增强消费者对食品安全的信任。

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2016年辽宁兴城富士、华红、嘎啦苹果叶片光谱与图像数据集
高飞, 王晓丽, 胡林, 樊景超, 刘婷婷, 闫燊, 曹姗姗
农业大数据学报    2022, 4 (1): 109-113.   doi:10.19788/j.issn.2096-6369.220116
摘要134)   HTML11)    PDF (611KB)(38)   

植物的波谱特征主要取决于它的叶子,叶片的生长状态决定了不同的特征光谱信息。不同植物叶片的色素含量、细胞结构、含水量、营养物质不同,光谱响应与图像呈现均不相同。利用光谱和图像分析等技术,可以识别植物类型、反演植物营养元素含量、监测植物生长状态。目前多数研究集中在某一时期光谱或图像的研究,同时连续获取光谱和图像的研究较少。本研究通过收集国家苹果资源圃中的富士、华红、嘎啦三种苹果叶片8-10月每周一次的苹果健康标准叶片,并进行近红外光谱和图像的获取,以期为今后利用无损手段进行品种识别、测定苹果健康情况等积累基础数据。

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不同产地的12个苹果品种品质指标数据集
贾朝爽, 王志华
农业大数据学报    2022, 4 (2): 20-24.   doi:10.19788/j.issn.2096-6369.220203
摘要127)   HTML6)    PDF (475KB)(39)   

苹果品种繁多,不同品种果实品质特征相差悬殊,对不同品种的苹果品质指标数据进行测定、收集,为苹果新品种选育和加工利用提供理论依据。该数据集通过从不同生产地(山东、辽宁、河北、山西)采集‘乔纳金’、‘金冠’、‘华红’、‘寒富’、‘国光’、‘斗南’、‘华月’、‘瑞香红’、‘瑞阳’、‘瑞雪’、‘华庆’、‘维纳斯黄金’等12个苹果品种,收集整理了2019—2021年12个苹果品种果实的品质指标,包括硬度、可溶性固形物、可滴定酸、维生素C、呼吸强度、乙烯释放量、破裂力、破裂位移、破裂功、屈服力、屈服位移、屈服功、果肉硬度、果肉做功、L*值、a*值、b*值、c*值、h*值,共19个品质指标。此次收集的数据集涵盖了果实的生理品质、果肉质地、色泽等方面,更加全面地体现出该品种的特性,对品种的评价可以做到更具有真实性和准确性。对不同苹果品种的品质指标建立与共享数据集,可让大众更加清晰地认识到苹果品种之间的性状差异,有针对性地开展育种与加工工作,同时还可以筛选出性状表现突出的品种,去选择其更加适宜销售的地域。

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2019年天山云杉背包式激光雷达三维参数测量数据集
王亚鹏, 张文革, 胡林, 刘婷婷, 曹姗姗, 王蕾, 孙伟
农业大数据学报    2022, 4 (1): 119-124.   doi:10.19788/j.issn.2096-6369.220118
摘要121)   HTML7)    PDF (768KB)(45)   

单木胸径、树高和冠幅等三维结构参数是森林生态系统结构、功能与格局等研究的重要基础。应用天基卫星遥感影像和空基无人机影像多用于提取区域、林分和样地尺度的森林结构参数,基于地面背包式激光雷达可高效获取单木尺度的高精度特征数据,提升传统的人工地面调查效率和准确性,是森林结构参数反演数据来源的有力补充。以新疆西天山森林生态系统国家定位观测研究站的天山云杉林为研究对象,根据天山云杉的立地条件、林分起源和空间分布等特征,于2019年10月选择3块人工林和3块天然林样地进行背包式激光雷达扫描,共获取320株天山云杉单木的三维点云数据。通过对点云数据进行预处理和单木参数识别,提取单木X坐标、Y坐标、胸径、树高、树冠直径、冠幅面积和树冠体积等三维结构参数,构建2019年天山云杉背包式激光雷达三维参数测量数据集。本数据集可为多尺度森林生态系统关键参数反演研究提供基础数据,也可为森林资源外业调查过程中背包式激光雷达应用效果评估提供案例。

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果蔬冷链追溯体系研究现状与应用建议
周大森, 陈静, 张鑫, 李继兰, 李志成, 郑晓冬, 公维敏, 宋烨
农业大数据学报    2022, 4 (1): 49-54.   doi:10.19788/j.issn.2096-6369.220104
摘要119)   HTML4)    PDF (499KB)(45)   

随着社会发展和进步,消费者对果蔬产品质量要求越来越高,安全、新鲜、营养、好吃等都成为消费者选购果蔬产品的重要指标。果蔬冷链追溯体系是基于冷链技术和追溯技术的综合性体系建设,对提升果蔬质量、新鲜度具有重要应用。中国在果蔬冷链建设和追溯建设方面均起步较晚,虽然近年来发展较快,但在市场应用方面与发达国家仍有差距。果蔬冷链追溯是集成冷链技术和追溯技术的综合性应用模式,应用过程需进行追溯信息采集和追溯方案设计。信息采集需采集果蔬冷链关键控制点和果蔬追溯基本点,其中冷链控制关键点研究与确定是信息采集的基础,是果蔬冷链追溯体系与其他农产品追溯体系的重要区别;追溯方案设计以冷链为核心环节,涵盖种植、加工、流通、销售等果蔬产销全流程,分为物理层、数据层、逻辑层和交互层四个相对独立又相互联系的系统层级。本文通过对果蔬冷链追溯实现形式的研究分析,指出果蔬冷链追溯产业在法律法规体系、标准体系、技术水平、社会认可度、人才队伍等的建设方面存在问题,并依此提出健全法律法规体系、完善标准体系、推动技术发展、提高社会认可度、加强人才培养等5个方面的发展建议。最后,结合对果蔬冷链追溯发展现状的分析,指出未来中国果蔬冷链追溯进一步发展,必将更好满足人民对声好生活的向往。

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新冠疫情下港区农产品冷链物流监管平台构建与应用
吴迪, 汪勇, 孙地冰, 李杰, 陈昆松
农业大数据学报    2022, 4 (1): 62-68.   doi:10.19788/j.issn.2096-6369.220106
摘要119)   HTML5)    PDF (770KB)(30)   

农产品进口多元化是我国保障粮食安全的重要战略之一。新冠疫情之下,农产品冷链物流面临着新的挑战,也迎来了新一轮快速发展的契机。如何在港区构建起对农产品安全监管的首道防线,确保进港货物安全可靠显得尤为重要。近年来,我国持续加强了进口农产品监管追溯体系建设,但整体系统建设仍存在薄弱环节,缺乏联动性。本平台针对新冠疫情下港区农产品冷链物流信息关联性、可溯性弱等问题,依托基于低功耗射频识别技术结合无线传感网络采集进口农产品冷链物流环节温湿度等微环境关键实时数据,联合生产、流通、经营、监管等多方主体共筑进口农产品检验检疫证明、核酸检测报告、消毒证明等基本信息数据池,融合新一代物联网、互联网、大数据、云计算、区块链等核心技术,构建标准数据流和数据库,借助先进算法从海量数据中识别影响农产品质量安全的关键环节和要素,建立进口农产品风险管控和预警、追溯模型,进而探索打造港区综合性监管平台,实现关键数据清洗、数据整合、数据分析、数据共享,为政府监管、分析决策、应急响应、公众查询提供有力支撑,提高进口农产品冷链物流的源头追踪能力,织密进口农产品冷链物流“物防”“人防”网络,促进完善港区农产品冷链物流监管体系。

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基于STM32的山区核桃基地环境监测系统的设计
吴文斗, 周兵, 朱磊, 李青, 张勇, 字少奇, 刘天霞, 杨文庆, 唐兴萍
农业大数据学报    2022, 4 (1): 145-156.   doi:10.19788/j.issn.2096-6369.220114
摘要118)   HTML5)    PDF (1775KB)(40)   

物联网、云计算、大数据、区块链、人工智能等新一代技术为传统农业的升级改造和智慧农业发展提供了新路径新模式。本文以云南省“一县一业”示范县凤庆县的核桃产业智慧化发展为研究对象,以解决核桃种植基地环境的关键数据监测和应用需求为目标,针对山区核桃基地基础设施薄弱、供电供网困难、数据安全难以保障和基地数据采集和监测难度大等问题,开展了基于STM32技术,广泛适用于山区及偏远地区的核桃等农作物的基地环境监测物联网系统进行研究、设计与实现,系统基于NB-IoT技术、4G技术、太阳能供电和区块链等技术,与阿里云物联网平台实现数据融合,从系统总体构架、主控模块、通信模块、供电模块、数据传输模块、区块链设计与部署、数据安全保障和数据可视化等方面开展了研究,设计开发了基于物联网的山区核桃基地环境数据监测系统,将区块链技术与物联网技术进行深度融合,使用百度开源区块链Xuperchain构建数据安全链,实现所有监测数据实时上链,保障数据的真实性、可靠性和不可篡改。通过大量测试和在凤庆县四个核心核桃产区进行应用示范,证明基于STM32的核桃基地环境物联网监测系统具有较高的可用性,取得了较好效果,为推动核桃产业链、价值链、供应链分解重构和演化升级,打造智慧、绿色、生态的核桃品牌提供数据支撑和参考。

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基于可信区块链和可信标识的粮油食品全供应链信息追溯模型
张新, 彭祥贞, 李悦, 王小艺, 赵峙尧, 许继平
农业大数据学报    2022, 4 (1): 35-48.   doi:10.19788/j.issn.2096-6369.220103
摘要115)   HTML5)    PDF (1830KB)(100)   

粮油食品全供应链结构复杂、周转周期长、利益相关方众多,维护整个粮油食品供应链的安全具有挑战性,实现粮油食品全供应链信息安全可信溯源,有助于提高粮油食品质量安全,进而提升人民生活水平。本文以可信区块链和可信标识为驱动,构建粮油食品全供应链信息追溯模型,并进行合约化实现与实例验证。首先,在对粮油食品全供应链调研与分析的基础上,设计了适用于粮油食品的全供应链信息追溯模型框架。其次,分别设计了可信标识机制、多模存储机制和可信追溯机制。可信标识机制用于粮油食品全供应链的数据信息跟踪;多模存储机制用于解决粮油全供应链环节众多导致的信息繁多冗杂问题;可信追溯机制用于实现的粮油食品全供应链各环节信息采集、存储、传输的可信。最后,基于数据流转过程,进行了模型运行流程分析,并基于信息追溯模型,以超级账本Fabirc开源框架设计并研发了粮油食品可信追溯系统,通过案例对系统进行了实例验证。结果表明,本文构建的模型及系统解决了传统追溯机制及系统中存在的数据安全性低和共享性差的问题,实现了粮油食品供应链全生命周期多源异构信息的可信上链、存储、处理和追溯,提高了粮油食品追溯的细粒度和准确性,为粮食战略安全提供了一定的支撑。

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进口冷链食品追溯管理平台及创新应用
刘佳, 夏晓蕾, 王丽娟, 王姝, 吕雪峰, 路长发, 孙利, 李素彩
农业大数据学报    2022, 4 (1): 69-76.   doi:10.19788/j.issn.2096-6369.220107
摘要114)   HTML8)    PDF (1089KB)(47)   
目的

2020 年新型冠状病毒在全球爆发,进口冷链食品成为“外防输入,内防反弹”任务关键点,建立国家进口冷链食品追溯管理平台,利用信息化手段防范进口冷链食品风险成为当前重要课题。文章重点研 究了各省(自治区、直辖市)在进口冷链食品追溯场景下所用技术,并结合实际需求,分析异构识别技术优势。

方法

本文从现状出发,针对进口冷链食品追溯的技术路线选择,详细阐述了进口冷链食品追溯数据流转架构,介绍了基于异构识别的国家进口冷链食品追溯管理平台系统架构及核心功能。

结果

通过建设以国家进口冷链追溯管理平台为核心的三级架构,实现进口冷链食品可追踪、可溯源、可管理,同时通过 省际互认与数据关联两大应用,提升我国进口冷链食品管理效能。【展望】目前进口冷链食品的管理主要针对进口畜禽及水产品,未来将逐步扩大追溯食品品类,协助提升管理效果。建立进口冷链食品追溯管理平台对于提升进口冷链食品安全监管信息化管理水平,提升问题食品追溯效率具有良好效果,有利于保障人民群众“舌尖上的安全”。

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中国北方地区果树种质资源研究与新品种选育进展
高源, 王大江, 孙思邈, 王霖, 王昆, 曹玉芬, 丛佩华, 张彩霞, 王海波
农业大数据学报    2022, 4 (2): 5-12.   doi:10.19788/j.issn.2096-6369.220201
摘要99)   HTML13)    PDF (601KB)(33)   

中国北方地区果树以苹果、梨、桃和葡萄等落叶果树为主,四大树种是我国果品的重要来源。果树种质资源是果树种业的“芯片”,是果业发展的物质保障。中国农业科学院果树研究所正式建立64年,但从事果树种质资源研究与新品种选育的历史已逾70年,是我国最早开展相关研究的科研单位,研究所建立了历史最为悠久、保存数量位居世界前列的“国家果树种质兴城梨、苹果圃”,并获得国家科技进步二等奖,先后育成100余个苹果、梨、桃和葡萄等鲜食新品种和矮化砧木,出版多部具有影响力的著作,为我国果业的快速发展提供了强有力的科技支撑,对我国苹果、梨、桃、葡萄等产业的可持续发展产生了深远的影响。文章回顾总结了该所果树种质资源广泛收集、妥善保存、深入研究、积极创新、共享利用和新品种选育等方面的主要成就,并从完善多种保存方式相结合的果树种质资源保护体系、国家和产业发展需求指引果树种质资源鉴定、挖掘“精细定位”和“准确评价”的果树种质资源、育种技术的革新催生新品种等4个方面,展望本所今后在果树种质资源的高水平保护和高质量利用方面的主要研究方向和内容,继续为果业强国建设和乡村振兴作出新的更大贡献。

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区域大数据发展与区域农业大数据建设水平比较研究
陶耘, 成谢锋
农业大数据学报    2022, 4 (1): 125-135.   doi:10.19788/j.issn.2096-6369.220113
摘要97)   HTML4)    PDF (1649KB)(37)   

发展数字经济,完善大数据建设,创新各行业大数据应用已成为国家战略,而区域大数据发展水平及政策倾向直接影响区域农业大数据的建设和应用。课题深入调研分析2020年各区域大数据和农业大数据建设现状基础上,建立比较评价指标体系,创新性横向比较区域大数据发展及区域农业大数据建设水平,再纵向立体综合对比各区域各指标内涵及相互关联关系:受区域经济发展水平、区域基础建设、区域政策、人才建设、资金投入、产业集聚的影响,区域大数据发展及区域农业大数据建设不平衡,基本呈东高西低的态势;其中环境发展指数对大数据及农业大数据发展水平影响重大;数据资源建设进程不一,很多省公共数据开放不到位;区域竞争让人才、组织、示范企业高度集中;科研人才、资金等的投入成为中西部及东北各省创新能力的洼点;各省区域农业大数据建设重视度不同,加上农业数据的复杂性,建设进度落后于区域大数据,出现部分区域农业大数据建设与经济及区域大数据发展水平不匹配,发展战略无法有效实施的矛盾现象,成为区域大数据发展的短板,严重阻碍区域及全国大数据及农业大数据发展。基于研究进一步总结大数据及农业大数据战略实施存在的问题及成因,探讨大数据及农业大数据发展策略。

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西藏墨脱县森林资源资产负债表编制研究
吴玉鑫, 王卷乐, 韩保民
农业大数据学报    2022, 4 (1): 136-144.   doi:10.19788/j.issn.2096-6369.220115
摘要91)   HTML0)    PDF (570KB)(19)   

自然资源资产核算是我国生态文明建设的重要内容。青藏高原东南部森林资源丰富,但由于野外调查条件的限制,难以定量开展森林资源资产核算。本文以西藏墨脱县为研究区,针对其森林分类数据匮乏的难题,基于GEE(Google Earth Engine)平台获得精细分类数据,将实物量和价值量相结合,兼顾存量与流量,完成墨脱县森林资源资产负债表编制。墨脱县森林资源资产负债表由墨脱县森林资源资产负债表总表,林地资源资产价值量核算表、林地资源资产价值量核算表、森林资源过度耗减实物量表和林木资源资产生态价值量表等辅表构成。结合墨脱县森林资源资产负债表对核算期内墨脱县的森林变化进行了分析,墨脱县2015年森林资源实物量为27,007.27 km2,2020年森林资源实物量为25,596.89 km2,森林资源面积发生了一定的减少。各树种林木资源的总价值排名由高到低分别为:阔叶混交林、其他针叶林、冷杉、云杉、高山松、栎类、桦类、云南松、柏木。墨脱县2015年和2020年林木资源生态服务功能价值量分别为1277.81亿元和1236.92亿元,其中保育土壤功能提供的价值量最多,净化大气功能提供的价值量最低。在2015-2020年期间,墨脱县的森林资源资产总价值量由2015年的16,010.38亿元增加到了2020年的16,643.58亿元,反映出墨脱县在森林资源管理方面投入的绩效得到了相应的提高,且森林资源对经济社会的发展和居民生活的提高起到了积极的促进作用。

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基于GRU神经网络模型的冷链运输温度时序预测
陈谦, 杨涵, 王宝刚, 李文生, 钱建平
农业大数据学报    2022, 4 (1): 82-88.   doi:10.19788/j.issn.2096-6369.220109
摘要88)   HTML3)    PDF (1121KB)(29)   

冷链可以有效维持易腐食品品质、保障质量安全、降低过程损耗,冷链环境监控对于充分发挥冷链物流效能至关重要。当前,冷链环境监控技术可以满足多点、无线、实时等监测需求,并通过与新一代智能信息技术结合开始向冷链物流环境精准预测方向快速发展。本文针对冷链运输温度预测问题,从挖掘历史数据时序信息角度出发,提出了一种基于门控循环单元网络 (Gated recurrent unit,GRU) 的冷链运输温度时序预测方法。首先,滤除冷链运输温度时序数据的异常值和缺失值,利用拉格朗日插值法进行填补修正后归一化处理;然后,根据三种不同时间序列预测尺度的GRU神经网络模型预测性能对比结果,选择构建GRU时序预测模型用于预测冷链中实验冷藏厢体未来10 min的温度变化,并与循环神经网络 (Recurrent neural network,RNN) 模型、反向传播神经网络 (Back propagation,BP) 模型进行预测准确性对比试验。对比冷链厢体温度真实值与预测值发现,基于 GRU 神经网络模型的对应厢体预测温度均方根误差和平均绝对误差分别为 0.156 和 0.760 ℃,平均绝对百分比误差为0.236%,与其他模型相比,以上误差指标值均处于相对最低水平;在温度时间序列预测模型中,GRU时序预测模型表现出更优的预测效果。该研究成果对于食品冷链物流中预测预警食品安全、精细控制冷链环境具有重要的实际指导意义。

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新冠疫情下基于区块链技术的进口冷链食品追溯体系构建研究
陈晨
农业大数据学报    2022, 4 (1): 77-81.   doi:10.19788/j.issn.2096-6369.220108
摘要87)   HTML5)    PDF (598KB)(26)   

【目的及意义】自疫情发生以来,多起本土疫情与进口冷链食品有关,进口冷链食品追溯体系构建迫在眉睫。因此,本文提出利用区块链技术构建进口冷链食品追溯体系,以期实现进口冷链食品全链条信息化,做到在食品出现质量或者涉疫问题时,达到明确责任主体、溯源问题来源、召回产品等目的。进口冷链食品追溯体系的建立在缓解我国疫情压力、提高监管效率、塑造企业品牌形象,提升消费者信任等方面均具有重要意义。【内容概述】首先,本文系统地梳理了进口冷链食品屡次成为疫情风险点的原因;其次,基于区块链具有去中心化、不可篡改等特点,提出利用区块链技术去构建进口冷链食品追溯体系并对其优势进行详细分析,同时将追溯体系划分为应用层、采集层、通信层、数据存储层4层并做简要描述。最后,针对区块链追溯体系建设过程中存在的困难与不足之处,提出了完善建议。

结论

在疫情常态化背景下,基于区块链技术的进口冷链食品追溯体系能够有效解决信息不透明、信息难共享、信息安全性差等问题。为使区块链在进口冷链食品追溯领域得到更好的应用,国家、企业乃至消费者都应该共同参与到基于区块链技术的进口冷链食品追溯体系建设中,从不同层面为区块链追溯体系的建设发展提供助力。

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“农产品冷链物流智能管控与大数据”专题导读
农业大数据学报    2022, 4 (1): 12-13.   doi:10.19788/j.issn.2096-6369.2022.01.002
摘要82)   HTML10)    PDF (648KB)(36)   
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‘锦丰×中梨1号’F1代白粉病田间抗性数据集
张艳杰, 欧春青, 王斐, 马力, 姜淑苓
农业大数据学报    2022, 4 (2): 48-51.   doi:10.19788/j.issn.2096-6369.220208
摘要77)   HTML2)    PDF (501KB)(26)   

梨树白粉病是危害梨生产的重要病害之一,其病原菌为梨球针壳(Phyllactinia pyri),主要危害叶片背面,严重影响梨树的光合作用和蒸腾作用,导致产量下降。白粉病抗性品种选育是防治梨树白粉病最有效、最根本的措施,也是梨抗病育种的目标之一。然而对梨树白粉病抗性遗传规律的研究较少,还未发掘出抗性分子标记和基因。本研究采用田间自然发病调查法,收集了2019—2021年‘锦丰×中梨1号’杂种F1代306株实生树田间白粉病发病情况数据,并计算感病指数和发病率,评价各实生树对白粉病的抗性,为今后分析白粉病抗性遗传规律、筛选白粉病抗性分子标记、定位白粉病抗性基因奠定基础,为梨树杂交组合选配和白粉病抗性品种选育提供数据支撑。

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辽宁富士苹果品质及病害近红外光谱数据集
张翔鹤, 刘婷婷, 王晓丽, 胡林, 樊景超, 姜林林
农业大数据学报    2022, 4 (2): 30-35.   doi:10.19788/j.issn.2096-6369.220205
摘要77)   HTML4)    PDF (628KB)(26)   

近年来,近红外光谱检测由于其有效性成为快速无损检测的首选方法。当前苹果果实近红外光谱数据的采集,仅限于苹果内部品质。而苹果果实易发生病害,其病害光谱数据意义重大,具有再次开发利用价值,有助于科研发现。本数据集通过对2010年辽宁兴城生产的富士苹果接种炭疽病菌和轮纹病菌,进行近红外光谱检测,收集相关数据,同时采集其原始品质近红外光谱数据作为对照。数据集包括苹果品质近红外光谱检测数据2150条,病害检测数据958条,数据保存格式为ASD文件,共计121MB。该数据集可为建立苹果果实病害的识别模型及无损检测方法研究提供数据基础。

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基于K均值聚类算法的生鲜运输路径优化模型
周蓉蓉, 陈栋, 刘思远
农业大数据学报    2022, 4 (1): 89-97.   doi:10.19788/j.issn.2096-6369.220110
摘要75)   HTML2)    PDF (1631KB)(9)   

针对生鲜农产品供应企业面临的生鲜配送时效性高,生鲜配送过程损耗高,配送车辆调度人工依赖性强的问题。本研究基于车辆路径优化方法,面向生鲜农产品城市配送场景,针对以上问题提出了基于K均值聚类算法的生鲜运输路径优化模型。模型求解过程引入K均值聚类算法,实现了根据配送目的地位置的配送单元划分,以配送车辆使用数量较少情况下配送距离和货物损耗最小为目标函数,并使用改进的遗传算法进行求解,从而实现了生鲜农产品城市配送场景下的车辆最优调度、路径自主优化等功能。本研究采用北京某生鲜供应企业实际的配送过程数据作为研究数据对模型进行训练求解,结果显示在对配送目的地不进行聚类情况下配送的里程为3753.01公里,使用的车辆数量为32辆;在对配送目的地进行聚类情况下配送的里程为2105.4公里,使用过的车辆数量为34辆;在使用的车辆数量没有大幅度增长的情况下,经过聚类分组的模型求解相比未进行聚类分组的模型求解其配送总里程降低了43.9%。因此,可以得出基于K均值聚类算法的生鲜运输路径优化模型适合城市生鲜配送场景的应用。最后,本研究基于以上研究模型设计研发了适用于城市生鲜农产品配送的车辆路径优化服务系统,实现了生鲜配送车辆调度优化等功能,为生鲜供应企业降低配送成本,提升企业效率提供了有效手段。

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林草科研大数据平台的研建与应用
李博, 马文君, 王忠明, 王姣姣
农业大数据学报    2022, 4 (2): 69-77.   doi:10.19788/j.issn.2096-6369.220212
摘要74)   HTML4)    PDF (929KB)(29)   

针对林草领域数据量大、数据类型多样、知识挖掘和可视化分析技术门槛高等问题,结合林草行业科研数据现状,以计算机应用技术为基础,构建了林草科研大数据平台,实现了林草科研数据资源汇聚和知识发现。该平台采用包含基础设施层、数据资源层、数据分析层、数据服务层等四层总体架构的设计模式,使用Java语言,基于Spring MVC框架、ECharts可视化工具,系统实现了林草知识的深度搜索、大数据分析、知识图谱和可视化展示等功能,并依托Spring框架集成安全认证shiro,日志管理log4j和缓存redis组件。本文首先概述了林草科研大数据的内涵以及研究现状;然后从数据类型、数据处理与集成、数据分析与解释等角度阐述了林草科研大数据平台的数据资源建设流程;详细介绍了林草科研大数据平台的技术实现框架和4个典型特色功能应用;最后总结了林草科研大数据平台取得的成效并进行了展望。研究表明,建设林草科研大数据平台,汇聚及共享林草数据资源,提供精准知识化服务,有效促进了林草科研数据的高效管理利用以及科研知识的深度挖掘,对加快林草科技创新具有重要的意义。

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不同栽培地区甜樱桃需冷量估算
赵彬, 刘锡镇, 林志刚, 杨祥, 白金, 李建才
农业大数据学报    2022, 4 (3): 23-29.   doi:10.19788/j.issn.2096-6369.220303
摘要73)   HTML0)    PDF (773KB)(6)   

目的 研究不同品种甜樱桃需冷量,对比相同品种甜樱桃不同地区需冷量差异。 方法 2021—2022年应用犹他模型、7.2℃模型和0~7.2℃模型对辽宁省葫芦岛市地区栽培的佳红、红灯、明珠、美国大红、砂蜜豆和美早6个品种甜樱桃以及江西省抚州地区栽培的砂蜜豆、明珠、佳红和美早4个品种甜樱桃进行需冷量估算。 结果 葫芦岛地区供试的甜樱桃品种,犹他模型所估算需冷量范围介于469~564.5 C.U之间,0~7.2℃模型所估算需冷量范围介于334~442 h之间,7.2℃模型所估算需冷量范围介于710~1218 h之间;抚州地区供试的甜樱桃品种,犹他模型所估算需冷量范围介于261.5~525 C.U之间,0~7.2℃模型所估算需冷量范围介于98~301 h之间,7.2℃模型所估算需冷量范围介于105~328 h之间。 结论 两地区同品种甜樱桃需冷量存在较大的差异,犹他模型估算结果差值最小,初步判断较为适宜用于不同地区甜樱桃需冷量对比研究。

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防返贫监测大数据融合框架的构建与应用
王鑫, 郭雷风
农业大数据学报    2022, 4 (2): 108-118.   doi:10.19788/j.issn.2096-6369.220216
摘要68)   HTML1)    PDF (1163KB)(21)   

数据驱动的科学决策能力在乡村全面振兴背景下防返贫治理中起着越来越重要的作用。通过加强防返贫监测大数据融合问题的研究,以数据融合为核心的防返贫治理科学决策体系能够得到有效的建立。防返贫监测大数据融合关键问题有三个。第一是原始数据分析。防返贫监测大数据的原始数据非常复杂。由于返贫测量标准的多维化、返贫致贫因素的多元化等四个方面原因,导致了其数据来源具有多行业部门和多专业领域,其数据特征具有多尺度、多源异构的时空大数据的复杂特点;第二是数据融合框架建立。从理论上来说,防返贫监测大数据的数据融合框架包括数据来源、监测目标、数据种类、融合模型、数据融合应用五个层次,从而以数据驱动科学决策的视角构建了数据融合的整体框架;第三是数据融合应用。在防返贫监测与帮扶全过程中,通过数据融合,防返贫监测大数据能够为防返贫监测家庭用户画像与知识图谱、瞄准对象的识别与预测、精准帮扶策略的设计、脱贫时间预测与动态退出评估等四大方面和九项具体目标需求提供科学决策辅助。上述研究成果系统地涵盖了防返贫监测大数据融合框架中的数据、模型和应用,并在总结现有研究成果基础上进一步创新性地系统提出了防返贫监测大数据融合框架。

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基于PCA-GA-SVR的鲜食葡萄运输过程品质建模
贺苗, 李鑫, 朱志强, 冯建英
农业大数据学报    2022, 4 (1): 98-108.   doi:10.19788/j.issn.2096-6369.220111
摘要66)   HTML4)    PDF (979KB)(16)   

由于生鲜果蔬生产的地域性和季节性,生鲜果蔬在采摘后需要经过运输、贮藏等物流过程才可以到达消费者的手中,在此过程外界因素的影响会造成生鲜果蔬发生一系列生理变化,进而影响其口感。本研究以鲜食葡萄为研究对象,拟探索鲜食葡萄在物流运输过程中的理化指标与感官品质关系建模,基于对实际运输过程的监测在实验室开展了鲜食葡萄运输模拟实验和感官实验,获取了鲜食葡萄运输过程中理化指标和感官品质数据,并构建了不同运输模式下的鲜食葡萄品质数据集;构建了基于改进支持向量回归(Support Vector Regression Algorithm,SVR)的鲜食葡萄理化指标与感官品质建模方法,首先利用主成分分析法(Principal Component Analysis, PCA)对理化指标进行降维,再利用遗传算法(genetic algorithm, GA)优化SVR模型参数提升模型的拟合效果。利用常温运输、保冷运输和冷链运输三种运输模式以及混合数据集测试,结果表明改进的PCA-GA-SVR模型预测的准确性和精度均有显著提高,MAE、MSE、RMSE均小于0.5,R2均大于0.96,PCA-GA-SVR模型能够较好地反映鲜食葡萄理化指标与感官品质之间的非线性映射关系。同时,研究表明理化指标数据与感官品质之间的关系受到运输模式的影响较小,本研究提出的感官品质评估模型可以较好地应用在任何运输方式上,辅助物流过程中生鲜农产品的品质控制与管理。

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23份苹果种质资源的果实品质分析
孙思邈, 高源, 王昆, 王大江, 李连文
农业大数据学报    2022, 4 (2): 13-19.   doi:10.19788/j.issn.2096-6369.220202
摘要64)   HTML7)    PDF (673KB)(23)   

目的 近年来,果品质量是苹果市场竞争力的主要因素,研究分析不同苹果种质资源的果实品质性状多样性,能够为新品种培育、创制新种质奠定基础。 方法 以23份苹果种质的成熟果实为材料,测定计算其单果重、去皮硬度、可溶性固形物、维生素C、可溶性糖、可滴定酸含量、糖酸比7个果实品质性状的数据并进行方差分析、相关性分析及主成分分析。 结果 分析得出这23份苹果种质的7个果实品质性状都存在不同程度的种间差异;果实糖酸比与可滴定酸、VC含量存在显著相关性,可滴定酸含量与单果重、维生素C含量相关性显著,其他各性状之间相关性不显著;主成分分析在特征值大于1时将7个品质指标综合为3个主要成分,累积方差贡献率达到73.21%,第一主成分主要代表糖酸比、VC含量、可滴定酸含量,第二主成分主要代表单果重,第三成分主要代表硬度、可溶性糖、可溶性固形物含量。 结论 23份苹果种质的单果重、去皮硬度、可溶性固形物、维生素C、可溶性糖、可滴定酸含量、糖酸比7个果实品质性状存在较大的变异差异,不同种质有其突出的果品特性,其中某项果品性状表现突出的种质资源可以考虑作为优质品种选育的亲本。

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用于苹果树病毒鉴定的small RNA深度测序数据集
胡国君, 董雅凤, 张尊平, 范旭东, 任芳
农业大数据学报    2022, 4 (2): 25-29.   doi:10.19788/j.issn.2096-6369.220204
摘要58)   HTML5)    PDF (837KB)(18)   

病毒病是为害苹果的重要致病因子,开展病毒种类鉴定是防控苹果病毒病的首要任务。由于苹果长期通过嫁接的方式进行繁育,导致树体感染多种病毒,加之苹果病毒的浓度较低,序列变异较大,致使苹果病毒种类的鉴定尤为困难。此外,现有的分子检测技术主要为聚合酶链式反应和分子杂交技术,这些技术基于已知病毒核苷酸序列为基础开展鉴定,而对于未知病毒,由于其核苷酸序列尚未测定,则无法采用这些分子技术进行鉴定。针对这一瓶颈,该文提供了一个自然生长的苹果树的small RNA(sRNA)深度测序的数据集,通过结合生物信息学方法对原始数据进行过滤、sRNA组装及Blast比对,可准确地分析和判断自然条件下病毒的种类,为苹果病毒的鉴定带来了新的突破,同时也为苹果无毒苗木的判定提供技术支撑。

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国内外科学数据共享现状研究与发展建议
孙雨潇, 李艳丽, 李峰, 陈谦
农业大数据学报    2022, 4 (2): 88-98.   doi:10.19788/j.issn.2096-6369.220214
摘要55)   HTML3)    PDF (839KB)(16)   

科学数据是指在研究、实验、观测、监测、检测、调查等科技活动中或通过其他方式获取的原始性基础性数据以及根据不同科技活动需要进行二次加工整理的各类数据集。科学数据共享是科学活动中最基本、活跃的有效资源,作为有效开发和利用科学数据的手段之一,它减小了“数字鸿沟”,促使数据资源得到优化配置与重复利用,加快了科学知识发现与科学进步步伐,促进科学界共享合作,对提高科技水平、促进社会发展具有重大意义。与科学数据共享发展较为成熟的国家相比,目前我国科学数据共享发展略显迟缓。如何提升全民数据意识,营造科学数据共享氛围对于推动科学数据发展至关重要。本文借鉴联机分析处理(OLAP)方法,基于“维”的核心思想,将“政策完善程度、数据共享平台建设与使用水平、利益驱动转化”演绎为三个维度,提出基于OLAP的科学数据共享发展多维分析模型,分别展开对国内外科学数据共享政策、数据平台建设及科学数据共享益处的研究分析,总结我国科学数据共享行为影响因素与发展过程所遇到的阻碍与问题。最后,结合我国科学数据共享实际发展情况,从“融入激励机制的政策制度”、“加强知识产权保护”、“打造一站式的科学数据共享平台”三方面入手,提出推动科学数据共享发展的可行性建议,从理论和实践上为我国科学数据共享管理工作提供参考。

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远洋渔业科学数据治理与应用服务研究
薛沐涵, 徐硕, 刘慧媛, 鲁峰, 王宇, 李奥
农业大数据学报    2022, 4 (2): 99-107.   doi:10.19788/j.issn.2096-6369.220215
摘要53)   HTML4)    PDF (1047KB)(17)   

远洋渔业科学数据是指从事远洋渔业科研工作和生产活动中采集的基础性数据,对海洋环境监测和保护、渔业资源管理、气象预报、水域利用、区划管理和远洋渔船生产作业指导等方面具有广泛的应用价值。远洋渔业科学数据的组织、治理和应用对实现我国远洋渔业现代化发展和维护自身海洋合法权益具有重要意义。建立合理、高效和完善的远洋渔业数据治理模型可以有效地组织管理数据、重建历史状态和跟踪预测变化。针对目前我国远洋渔业科学数据存储管理分散、应用范围有限等问题,本文以推进远洋渔业信息化建设和具体业务需求为出发点,对多源数据集成与融合、远洋渔业科学数据治理、数据仓库构建和数据应用服务模式展开研究,提出远洋渔业科学数据治理模型,并基于该模型进行远洋渔业科学数据信息挖掘和应用主题探索,为远洋渔业科学数据的监管政策、用户需求和服务模式提供载体,提高了远洋渔业科学数据的利用效率、经济价值和社会价值。作为数据应用服务的范例,设计实现了远洋渔业综合服务平台,有效验证了远洋渔业科学数据治理在数据监管服务方面的可行性与实用性。本研究通过远洋渔业科学数据治理模型的建立指导数据应用的具体服务实践,并为下一步开展海洋科学数据互联共享和标准化研究工作提供参考。

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2019—2020年辽宁省兴城市设施葡萄‘87-1’果实性状数据集
刘畅, 王小龙, 王志强, 张艺灿, 王海波
农业大数据学报    2022, 4 (2): 52-55.   doi:10.19788/j.issn.2096-6369.220209
摘要48)   HTML0)    PDF (435KB)(7)   

随着人民生活水平日益提高,人们对鲜食葡萄果实品质的要求也明显提升。设施葡萄作为我国设施栽培规模最大的果树之一,设施内稳定的水热环境条件能够实现葡萄的优质、高产、高效。但是我国设施栽培生产中常采用肥大水勤的管理模式以达到葡萄高产和高质的目的,水肥的长期过度投入已经造成了我国设施土壤板结、酸化、次生盐渍化等一系列土壤问题。为了探明设施葡萄周年水肥需求特征,该数据收集整理了2019-2020年设施葡萄‘87-1’果实性状特征,更直观地识别葡萄果实的年际变化,包括单粒重、单穗重、可溶性固形物含量和果皮强度。用户可以参照年份对以上4个果实性状数据进行检索。辽宁省设施葡萄果实性状长期监测数据集的建立与共享,可为农业现代化精准施肥和灌溉提供数据基础,为深入研究设施葡萄栽培模式改良优化提供理论依据。

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2018—2020年山东省烟台市蓬莱区酿酒葡萄霞多丽植株矿质元素及果实性状数据集
王小龙, 张正文, 邵学东, 钟晓敏, 王记侠, 卞凤娥, 王海波
农业大数据学报    2022, 4 (2): 61-66.   doi:10.19788/j.issn.2096-6369.220211
摘要48)   HTML0)    PDF (588KB)(8)   

矿质元素是影响果树生长发育的物质基础,对其提高果实产量、改善果实品质、增强果树抗逆性和适应性等有重要作用。本试验通过2018—2020年在田间连续实施5416配方施肥方案,于盛花期、转色期、成熟期分别采集16个处理的花序/果实、叶片、叶柄等霞多丽植株样品,用于测定氮、磷、钾、钙、镁、铁、锰、铜、锌、硼、钼全量;在果实成熟期,随机采集各处理的果穗20个,用于测定果实单穗重、可溶性固形物含量、百粒重、皮果比、籽果比、籽粒数及品质指数。基于本数据集,可通过相关分析法研究植株矿质元素含量与果实品质指标的关系,筛选植株营养诊断因子;利用CND法计算能够满足特定果实品质或综合果实品质需要的最佳植株营养范围。本数据集可为筛选出提高霞多丽果实品质的合理施肥量奠定基础。

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2019—2021年辽宁苹果产区桃小食心虫成虫发生动态数据集
岳强, 闫文涛, 刘池林, 王春田, 孙丽娜, 张怀江, 仇贵生
农业大数据学报    2022, 4 (3): 73-76.   doi:10.19788/j.issn.2096-6369.220312
摘要48)   HTML2)    PDF (578KB)(17)   

桃小食心虫是我国北方果树生产中为害严重的食心虫之一,具有发生区域广、危害树种多、经济损失重、防控难度高等特点。在果树生产中,桃小食心虫成虫在田间的首次出现时间与数量动态变化趋势一般被作为对其防控的重要参考依据。明确桃小食心虫成虫的田间发生规律,有利于在果树生产中制定精准科学的防治策略,可有效控制田间桃小食心虫的种群数量。为了掌握辽宁苹果产区桃小食心虫发生数量变化规律,文章研究通过在苹果园内悬挂性诱剂诱捕器的方法,定点采集和监测了2019—2021年桃小食心虫每日发生数量,形成本数据集。本数据集可为进一步明确我国桃小食心虫的生物学习性与生态学规律提供科学的参考依据,为开展桃小食心虫绿色高效精准防治提供详实的数据基础。

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农业生态系统天敌资源的调查与保藏方法
吕佳乐, 王振辉, 徐学农
农业大数据学报    2022, 4 (4): 5-15.   doi:10.19788/j.issn.2096-6369.220401
摘要48)   HTML0)    PDF (1314KB)(22)   

天敌是一类重要的农业种质资源,有必要通过全国范围内的系统性的调查摸清家底,并采用适当的方法保藏。农业农村部基础性长期性科技工作旨在对农业生产中的多种要素开展科学观察与监测、建立农业科学观测工作网络、分析复杂系统中各类要素的相互关系、并总结科学规律。该工作于2017年启动,共设包括天敌等昆虫资源数据中心(以下简称“天敌中心”)在内的10个学科领域中心。5年来,天敌中心已经组织下属百余观测实验点连续开展天敌资源调查工作,收集了大量的数据和标本。文章介绍了天敌中心对天敌资源所采用的主要调查及保藏方法。目前,采用人工调查与马来氏网收集相结合的方式对天敌资源进行了系统长期调查,建立了描述性信息和图像信息“采集-录入-审核-保藏”流程及相应数据库,以及与数据库相匹配的标本库,同时强调了“纳天敌资源于大自然中”的就地保护理念。文章也探讨了依托基础性长期性科技工作开展天敌资源调查所面临的机遇与挑战,强调必须建立“内部加强”与“外部辅助”相结合的发展思路:一方面在体系内部积极寻求政策与项目支持,打牢工作基本盘;另一方面要面向社会大力宣传,广泛开展“公民科学”作为辅助。只有这样才能确保这项工作长期运行、数据覆盖全面、积累稳中有增。

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中国家养动物种质资源数据平台系统开发及应用
赵一广, 罗清尧, 郑姗姗, 浦亚斌, 熊本海
农业大数据学报    2022, 4 (2): 78-87.   doi:10.19788/j.issn.2096-6369.220213
摘要47)   HTML3)    PDF (1516KB)(26)   

中国是世界上畜禽种质资源最丰富的国家之一,其保护与利用对选育突破性畜禽动物新品种,促进中国畜牧业生产可持续发展,保障畜产品有效供给意义重大。但是,当前畜禽种质资源的开发利用不足严重影响中国畜产品安全。因此,全面收集整理畜禽品种资源,尤其数字化整理种质资源的性状特性,开展畜禽种质资源的数据共享,并通过资源数据共享促进种质的实物共享,将成为中国今后长期保障国家畜产品安全的关键措施之一。本研究数字化整理了已有家养动物品种资源及种质资源的种类、空间分布、按特性类型划分的各种性状特性数据、不同品种和性别的外貌特征、特定生境下图片及视频,以及部分种质的基因图谱。系统提供了上述各种类型数据的可视化查询、全文检索查询,以及基于GIS技术的品种资源空间分布及属性的查询与统计分析,为已有种质资源数据的查询及共享提供了便捷的平台和分析工具。本研究还指出,平台今后的发展方向是在进一步拓展种质资源的评价数据基础上,开展种质资源性状数据的统计分析,为珍稀濒危种质资源的抢救性保护及时做好预警预报,最终为中国畜禽种质资源,尤其为产业化服务的核心种质资源保驾护航。

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2014—2016年辽宁省兴城市梨杂交F1果实性状数据集
王斐, 欧春青, 张艳杰, 马力, 姜淑苓
农业大数据学报    2022, 4 (2): 36-39.   doi:10.19788/j.issn.2096-6369.220206
摘要46)   HTML0)    PDF (431KB)(17)   

采集杂交F1代性状数据、明确性状在杂交过程中的遗传和变异,是梨杂交育种过程中科学选配亲本的重要依据。本研究采集了‘八月红’ב红香酥’、‘苹果梨’ב八月红’2个杂交组合407株F1单株的果实,通过观测,获得了14个性状的数据,其中单果重、纵径、横径、可溶性固形物含量和果肉硬度5个性状的数据通过仪器测量获得,果形、果皮底色、梗洼深度、梗洼宽度、萼洼深度、萼洼宽度、果心大小、果肉类型、风味9个性状的数据通过整体观测、分级、赋值后获得。经统计分析后,明确了5个测量性状的数值范围、9个观测性状各分级所占比率。该数据集能够反映梨杂交过程中不同果实性状的遗传和变异情况,以及不同性状间的相关性,可以为提高梨育种效率提供理论支撑。

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2021年辽宁兴城梨种质资源果实生长发育动态观测数据集
张莹, 郭瑞, 曹玉芬, 杨祥
农业大数据学报    2022, 4 (2): 40-47.   doi:10.19788/j.issn.2096-6369.220207
摘要45)   HTML1)    PDF (1227KB)(21)   

通过对梨种质资源果实生长发育动态观测,探讨果实生长发育规律,为提高其果实品质和产量提供参考依据,对指导果农在果实不同生长发育时期采取相应肥水管理措施、提高果实商品率和品质具有重要意义。对国家梨苹果种质资源圃(兴城)9个种20份梨种质资源果实生长发育开展动态观测,10个性状包括果实横径、果实纵径、单果重,并计算果实发育期、营养生长天数;在果实成熟期调查果实形状、萼片状态、果实底色、果实心室数,并测量果梗长度;对秋子梨栽培品种‘南果梨’和野生资源‘东宁山梨1’果实成熟期前25天起每隔7天对可溶性糖、蔗糖、果糖和淀粉含量变化进行动态测定,明确秋子梨栽培品种和野生资源之间糖和淀粉的积累规律及存在的差异,以丰富中国梨种质资源植物学特征和果实发育规律等数据,为完善我国梨种质资源数据库奠定基础。

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2019年辽宁省设施葡萄水分需求特征数据集
刘畅, 王小龙, 王志强, 张艺灿, 王海波
农业大数据学报    2022, 4 (2): 56-60.   doi:10.19788/j.issn.2096-6369.220210
摘要43)   HTML5)    PDF (1519KB)(9)   

灌溉水是设施葡萄栽培生产过程中唯一的水分来源。随着设施栽培面积的不断增加,设施栽培对水分的需求越来越大,但不合理的灌水不仅会影响葡萄果实品质和产量,还会造成水资源浪费。为了明确设施葡萄水分需求特点,该数据整理了2019年设施葡萄‘87-1’全生育期内茎流速率日变化量,以及不同生育期(萌芽至花期、幼果发育期、果实转色期、果实成熟期)茎流速率日变化量。数据表明全生育期内茎流速率日变化最大值出现在10:30,而最低值则出现在23:30;幼果发育期茎流速率峰值明显高于其他生育阶段茎流速率峰值。用户可以参照年份对这一数据进行检索。辽宁省设施葡萄全生育期内水分需求特征检测数据集的建立与共享,能够为设施葡萄科学、合理、精准灌溉提供数据基础,同时为节水农业的发展提供了理论依据。

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北方地区主要果树育种技术研究进展
王斐, 欧春青, 张艳杰, 王海波, 马力, 姜淑苓
农业大数据学报    2022, 4 (3): 6-14.   doi:10.19788/j.issn.2096-6369.220301
摘要42)   HTML5)    PDF (635KB)(22)   

育种技术是果树新品种选育的重要工具。果树育种技术主要包括杂交育种、芽变选种、实生选种等常规育种技术和辐射育种、分子标记辅助育种、遗传转化等辅助育种技术。目前,在北方地区主要果树育种过程中,杂交育种、芽变选种和实生选种等常规育种技术是新品种选育的主要技术,大多数品种都是通过常规育种技术选育的;诱变育种和组织培养是重要的辅助育种技术,在北方果树育种中发挥了重要作用;通过分子标记辅助育种、遗传转化等技术在果树中筛选、开发出多个重要性状相关的分子标记,并获得重要转基因植株,为果树分子育种奠定重要基础。本文以苹果、梨、葡萄、桃为例,综述了北方主要果树的育种技术,并对育种技术的特点和应用情况进行介绍,同时对今后果树育种的策略、方法进行展望,以期为北方主要果树新品种选育提供思路和借鉴。

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数字乡村发展中的数据安全问题研究
魏若璇
农业大数据学报    2022, 4 (3): 109-115.   doi:10.19788/j.issn.2096-6369.220318
摘要41)   HTML7)    PDF (632KB)(5)   

数字乡村是实现乡村振兴的重要举措,是实现农业农村现代化的重要途径。但在数字乡村发展过程中,产生的大量涉及农业生产、经营、科研、管理的重要数据面临复杂严峻的数据安全形势。必须统筹发展和安全,强化农业农村数据安全管理与技术防护,筑牢安全防线。通过全面分析数字乡村中智慧农业建设、乡村社会数字化治理、涉农部门的数字政府建设等方面面临的数据机密性、完整性、可用性风险,提出要平衡数据的价值挖掘与安全保护之间的关系,从顶层设计、涉农终端设施安全、网络环境安全、应用服务安全、数据安全技术防护体系、保障措施等方面构建数字乡村数据安全综合治理体系。要建立数据安全长效治理机制,完善农业农村领域数据安全管理制度和规范;保障农业信息感知等各类终端设备安全;增强网络的主动防御、动态防御、精准防御能力,确保网络环境安全可靠;强化涉农相关的生产管理、业务管理、政务管理信息系统安全防护;建立健全覆盖数据全生命周期的数据安全技术防护体系;从数据安全风险评估、监督考核、人才培养等方面落实保障措施,为数字乡村发展保驾护航。

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主管:中华人民共和国农业农村部
主办:中国农业科学院农业信息研究所
主编:孙九林

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