某县智慧农业大数据平台建设方案

某县智慧农业大数据项目

建设方案

目录

1.项目概述.................................................6

1.1.项目名称............................................6

1.2.概述................................................6

1.3.现状分析............................................6

1.3.1.系统建设情况..................................7

1.3.2.产业园建设情况................................7

1.4.建设原则............................................9

1.5.建设目标...........................................10

1.6.建设内容...........................................10

1.7.建设进度...........................................11

1.8.运行机制...........................................12

2.农业大数据需求和采集分析...............................13

2.1.指导生产数据需求情况..............................13

2.1.1.耕地质量监测.................................13

2.1.2.病虫害监测...................................14

2.1.3.土壤墙情监测.................................14

2.1.4.农机作业监测.................................15

22经营决策数据需求情况..............................16

2

2.2.1.农业投入品供应信息.........................16

2.2.2.生产托管服务信息...........................16

2.2.3.电子商务平台...............................16

2.3.行业管理数据需求情况............................18

2.3.1.投入品监管.................................18

2.3.2.农产品质量监管.............................19

2.3.3.基础地理信息数据...........................19

2.3.4.农产品“三品一标”认证数据...................19

2.3.5.经营主体注册数据...........................20

2.4.基础数据采集分析................................21

2.4.1.采集数据指标...............................21

2.4.2.采集方法与渠道.............................22

2.5.软硬件性能需求分析..............................25

2.5.1.基础软硬件运行环境.........................25

2.5.2.应用支撑环境...............................25

2.5.3.数据备份需求...............................27

3.详细建设内容..........................................29

3.1.系统架构........................................29

3.1.1.功能模块...................................29

3.2.设计原则........................................36

3

3.2.1.技术先进性原则.............................36

3.2.2.可操作性原则...............................40

3.2.3.实用性原则.................................42

3.2.4.安全性原则.................................43

3.2.5.与省、市数据衔接原则.......................47

3.3.标准规范建设....................................50

3.3.1.数据标准...................................50

3.3.2.平台标准...................................52

3.3.3.管理标准...................................54

3.3.4.安全标准...................................54

3.4.基础数据采集部署方案............................55

3.4.1,物联网数据采集体系.........................55

3.4.2.遥感数据采集体系...........................55

3.4.3.移动APP数据上传..........................55

3.4.4.业务管理平台数据上传.......................56

3.5.数据处理与安全保障方案..........................57

3.5.1.数据处理...................................57

3.5.2.网络安全基础设施建设方案...................57

3.5.3.数据处理技术...............................62

3.5.4.安全保障方案...............................68

4

3.6.某县智慧农业大数据可视化平台.....................80

3.6.1.农业大数据全景图.............................80

3.6.2.产业园全景分析...............................84

3.6.3.物联监控云平台...............................86

3.6.4.某县智慧农业页面.............................88

3.6.5.特色农产品电商...............................92

3.6.6.农业动态页面.................................95

3.7.某县智慧农业大数据平台............................96

3.7.1.农业农村数据门户.............................96

3.7.2.多渠道综合门户...............................97

3.7.3,平台管理门户.................................98

3.7.4.统一用户管理平台.............................98

3.7.5.大屏幕展示系统..............................100

3.8.视频会议系统......................................106

3.8.1.概述.........................................106

3.8.2.系统优势和特点..............................107

3.9.农业专家远程诊断系统.............................109

（图）农业专家远程诊断系统...............................109

4.建设清单及预算..........................................112

4.1.某县农业平台概算清单.............................112

5

1.项目概述

1.1.项目名称

某县智慧农业项目。

1.2.概述

为进一步落实国家“互联网+”行动计划，推进互联网、物联网与农

业生产的深度融合，提高农业信息化应用水平，推进农业转方式、调结构，

大力发展高端高质高效农业，实现质量兴农、创新驱动，不断提高农业竞争

力和可持续发展能力。根据国务院《中国制造2025》、“十三五”规划、

2019年中央一号文件、山东省新旧动能转换文件要求，基于《某县现代

农业产业园建设规划》文件，结合我县实际，在调研分析的基础上，特

编制本方案。

1.3.现状分析

近年来，某县农业农村局认真落实“绿水青山就是金山银山”的生态

文明观，积极开展生态提升行动，抓好节本增效技术的推广应用，推进农

业废弃物资源化利用，不断拓展农业多种功能，以生态农业发展推进新旧

动能转换。

6

1.3.1.系统建设情况

目前某县农业农村局正在使用的系统共有19个，包括国家、山东省

统计建设平台和某县自建平台。平台详情如下：山东省农村集体产权制度改

革管理系统、土地承包经营权管理系统、全国植物检疫信息化管理系统、中国

农作物有害生物监控信息系统、山东省农作物有害生物监测、分析和预警系

统、全国土壤埔情监测系统、全国农田建设监测监管平台、山东省统计联网

直报平台、山东省农业建设项目管理平台、投资项目在线审批监管平台、某

县农产品质量安全监管信息管理系统、某县农业投入品管理系统、某县农产

品生产过程追溯管理系统、某县农产品质量检测监管系统、某县畜产品质

量安全监管信息系统、某县水产品质量安全监管信息系统、某县智慧农业

物联系统、田间环境监测、基地农资店监控

1.3.2.产业园建设情况

产业园项目建设情况如下:

总投

序实施年

项目名称建设内容实施主体资（万

号度

元）

合计--10994.6

7

引进国际先进优新品种，利用垂直栽培、无

土栽培、精准园艺栽培、智能水肥一体化系统等新

技术、新方向全方位的展示现代化栽培模式；

“1+3”模式，一个中心、三个系统，其中一个

设施蔬菜标准中心是园区控制展示中心，三个系统分别为监测招贤五彩现

2019-2

1化生产展示项控制系统、农产品质量安全追溯系统、劳动力管理代农业开发4866.56

021

目系统，同时预留端口以备省级平台对接;建设气调有限公司

库1座，开展冷链标准化示范和果蔬产地预冷工

程，保障园区果蔬产业的发展的同时，进行果蔬质

量分级、采后处理、包装配送等标准体系

建设。

建设2000亩中药材GAP标准化基地。主要

中药材GAP标山东恒青源

内容有丹参优良种苗引进'脱毒丹参种苗示范田2019-2

2准化基地建设现代农业开226

建设、抗重茬生物菌剂示范推广、中药材绿色防020

项目发有限公司

控药剂及设施的引进等。

建设产业园信息管理系统，建设一个数据处理

中心，包括农业数据信息采集、农业数据交换与

共享等子系统；一个动态园区特色资源库系统，山东恒青源

产业园信息管2019-2

3包括园区信息数据库、农业生产数据资源库等；现代农业开200

理系统020

开发“六个应用系统”，包括产业园资源数字化发有限公司

子系统、区块鞋产品安全追溯系统和产业园

展示等子系统。

蔬菜新品种、建设100亩高标准大棚，配套水肥一体化系山东恒青源

2019-2

4新技术展示中统、通风系统、种植机体加热系统、温度控制系现代农业开2280

020

心项目统、压力补偿器、配电设施及其他配套设施。发有限公司

8

功能性果蔬食建设功能性果蔬食品加工车间2233平方米，山东恒宝食

2019-2

5品加工中试项引进低温干燥果蔬食品生产流水线、蔬菜加工自品集团有限1850

020

目动化生产流水线等配套设施。公司

该项目在阎庄镇电商产业园内建立蔬菜物

流交易中心，建立蔬菜初加工、分拣车间及蔬菜

阎庄产业园物日照人之初

周转气调库，建设实时直播和溯源追溯系统，并通2019-2

6流交易中心项农业科技开238

过开发蔬菜交易APP,开设线上店铺，实现线上020

目发有限公司

销售，从而打造高标准、有特色的蔬菜物流交

易中心。

该项目主要建设调理蔬菜深加工中试车间

及配套加工设备。其中加工车间1420m）引进

4000吨调理

购买全自动包装线1条，蔬菜自动加工生产线1日照朋丰食2019-2

7蔬菜深加工中1334

条，蔬菜清洗漂烫设备1套，食品检验检测设备品有限公司020

试项目

20台，加工工器具自动清洗消毒设备1套，环保

设备1套。

1.4.建设原则

本平台的设计将遵循可靠性、实用性、标准性、开放性、安全性、可

扩展性、先进性、易维护性、应用高效的原则。

平台须采用java语言javaEE面对对象开发；WEB服务器须采用

Tomcat;数据库为MYSQL,适用于Windows系统平台、Linux系统平台、

安卓系统、苹果OS系统。

9

1.5.建设目标

通过平台建设，将农业生产、加工、监管过程中的视频数据、物联传感

数据、其他平台数据、电商物贸数据集中融合，通过大数据分析技术，

对数据进行清洗、比对、融合、分析，最终生成结构化数据，并通过可视化

的方式展示出来，方便领导查看、分析决策。

1）信息全面覆盖：建设覆盖县、乡（镇）、村三级区划、面向企业

主体、农村、农民和产业的信息采集体系。

2）资源汇聚共享：建设数据交换平台，全面汇聚各类涉农信息，涵

盖工商、民政、人社、海关、气象等部门的数据资源。

3）一体化信息管理服务：建设主题分析平台，实现对某县农业工作

各个领域、各类主题业务数据进行分类管理，提供统一的数据指

标管理口径。

4）综合决策支撑：建设领导驾驶舱，为各级领导提供综合指挥决策

信息平台，全面聚焦某县重点工作，辅助精准决策。

1.6.建设内容

1、提升农业农业农村数据采集能力。研究制订信息采集制度和技术

规范，构建涵盖涉农产品、资源要素、产品交易、农业技术、政府管理等

内容的数据采集体系。巩固和提升现有监测统计手段，拓展物联网数据采集

渠道，应用遥感、传感器、智能终端等技术装备，不断改进数据采集方

10

法，实时采集农业资源环境、生产过程、加工流通等数据，提高数据采集的

自动化程度和精准度。

2、加强数据共建共享。打破现有信息系统的“信息孤岛”问题，建

立完善信息共建共享工作机制，注重农业农村信息资源数据积累，建立数

据交互平台，以数据资源共享促进数据采集、带动数据开发利用，推进农

业部门内设机构之间、涉农部门之间、市与县之间，加大数据内部整合和

外部交换力度，强化数据互联互通，促进资源融合共享。

3、强化数据分析利用。鼓励社会力量特别是高新技术企业力量，运

用数据挖掘和分析、知识发现等技术，建立数据分析模型、专家智能决策系

统，为农业生产经营的趋势分析、价值发现、预报预警等提供有力支撑。加强

农业大数据分析，着重研究农产品生产、消费、价格、成本等重要数据，把

握农业农村经济运行变化趋势，提高农业宏观指导的科学性、预见性和有效

性。

4、提升农业部门服务效率和质量。通过数据共享，从信息流转、查

询、审核等技术角度来保障政府部门服务的效率和质量。通过大数据的分

析，为农业部门的决策提供数据支撑，杜绝凭感觉、靠经验、拍脑门等决

策现象，协助公开、透明、阳光、责任的服务型政府。

1.7.建设进度

本项目按照“整体规划，分步实施”的原则进行建设，项目总周期为

11

二年，建设期划分为三个阶段，分别是需求调研期、平台建设期和系统运行

维护期。

1.8.运行机制

按照“政府引导、企业参与、市场化运作，构建企业、合作社和农民利

益联结机制”的要求，在某县农业农村局工作领导小组的领导下，立足试点

区域内村集体、村民及农民专业合作社及开发企业，构建多方合作，共

同参与的管理模式体系。

以成立公司和联合社为纽带，以农民专业合作社为基础，紧紧围绕三农

工作大局，以密切农民利益联结为核心，以提升为农服务能力为根本，以

强化基层合作社建设和创新联合社治理机制为重点，大力推进“组织+经

营+服务”为一体的新型合作组织体系建设，充分发挥各级组织在政策指导、

产权交易、资金互助、电子商务、安全保险、资产运营、担保融资、技术培训

八个方面的职能作用，更好地服务某县农业农村项目。

12

2.农业大数据需求和采集分析

2.1.指导生产数据需求情况

2.1.1.耕地质量监测

耕地质量监测数据主要包括了基础空间数据和耕地质量业务数据，通

过集成GIS地图应用到业务系统，轻松的实现耕地信息数据浏览，数据

的上传下载，图属一体化查询等功能，质量管理成果可以质量评价专题图

的形式进行导出。数据可由当地耕地肥料管理站或相关技术部门提供。

(1)土壤养分空间分布规律

运用GIS和地统计分析扩展，对研究区域或试点的样本数据进行探

索性空间数据分析，归纳样点土壤的有机质、全氮、有效磷、速效钾存在

空间自相关，然后采用克里金模型插值，输出土壤养分空间分布图，据此分

析土壤养分空间分布特征。

(2)进行耕地地力评价

通过选取排涝能力、轮作制度、成土母质、土壤侵蚀类型、pH、有

机质、全氮、有效磷、速效钾、交换性镁、耕层厚度、障碍层状况等要素作

为评价指标。利用土壤图、基本农田保护块图或土地利用现状图进行叠加分

析，得到数个评价单元。根据模糊学理论，采用特尔菲法、层次分析法和加

法模型计算出耕地地力综合指数，运用等距分级法形成耕地地力等级。

13

2.1.2.病虫害监测

病虫害植保信息化监控预警数据由远程拍照式虫情测报灯、远程拍照式

抱子捕捉仪、无线远程拍照式抱子捕捉仪、无线远程自动气象站等物联网设

备结合本地植保站专家进行数据整合分析获取。可通过数据的整合搭建植保

信息化监控预警系统。植保信息化监控预警系统可自动完成虫情信息、病菌

抱子、农林气象信息的图像及数据采集，并自动上传至云服务器；远程无线

传输、实时显示、存储虫情、病菌匏子图像；通过图像信息库及技术分析功

能，分析田间的病虫害数量变化，预测病虫害的发生时间和趋势；用户可通

过云平台或手机终端实时查看数据，远程管理设备，实现信息化管理，达到

省、市、县、乡各级信息采集站无线传输，运程控制，信息数据共享，从而

提高生产经营者的病虫害监测防控能力。

2.1.3.土壤埔情监测

在地面墙情实测值的支持下，利用遥感技术进行土壤埔情数据反演具有

宏观、快速、经济等优点，有效克服了地面数据代表范围有限的缺点，

成为一种有效的监测手段。采用EOS/MODIS、Landsat8、Sentinel-2等多

源、多光谱的遥感数据应用温度植被干旱指数（TVDI）进行土壤墉情数

据反演。利用数据融合方法实现对EOS/MODIS土壤墙情的空间降尺度，

获取农作物类型的土壤墙情空间分布，制成土壤埔情遥感监测专题图。

利用气象局提供的土壤温度和土壤湿度，以及气温降水等的气象预报

14

数据，重采样为5公里的网格数据，进行机器学习方法建模，再利用迭代预

测模型推算几天内的土壤湿度数据，根据国家干旱等级标准做干旱预警。

2.1.4.农机作业监测

农机智能化作业监测，结合农机搭载的物联网设备应用农机动态定位跟

踪及监控、智能设备协同与精准作业等信息化技术，借助农机车载智能终端、

农机探测终端，构建基于物联网应用的信息传输体系及数据资源体系。实时

开展农机作业需求与服务信息发布，推进实现农机作业优化排班、合理分配农

机械和农机手资源、农机作业信息实时查询与通讯调度。应用定位导航和移

动互联技术，对农机作业位置和轨迹的实行动态跟踪与监控，加强对农机作

业人员身份、执业资格和技术水平等的信息识别与记录，推进农机作业安全

预警、安全事故自动报警与及时救援。探索应用传感、遥感或航拍技术，开

展农机整地面积监控、深松质量监控，开展收割面积精确测量、产量及谷物

品质水平空间分布监测，构建地块产量和谷物品质水平空间分布图，辅助决

策农艺调控和品质调优。

15

2.2.经营决策数据需求情况

2.2.1.农业投入品供应信息

通过获取服务于本地的农资投入品供应商数据，建立统一的投入品供

求信息平台，构建线上线下一体的农资投入品供销渠道，管理部门可将每

年备案的农资商信息，农资品类信息和供应量信息通过平台进行发布，供

某县的新型农业经营主体查询和需求对接。

2.2.2.生产托管服务信息

将具有相关资质的农业生产社会化服务组织的备案信息数据与平台

实现互联互通，服务于本地经营主体。通过对社会化服务组织名录的获取，

对其按照服务类别进行分门别类的梳理，主要对服务能力、服务范围、服务

周期进行梳理，赋予不同的服务属性，便于经营主体根据关键词进行检索查

询，实现服务的快速对接。

2.2.3.电子商务平台

电商营销平台依托覆盖城市主要街道和社区的线下服务体系，通过网

络进行商务活动，实现虚拟网络空间和保障商务顺利运营的管理环境；实现

优质农产品资源的线上线下协调、整合信息流、物质流、资金流有序、关

联、高效流动。企业、商家可充分利用电子商务平台提供的网络基础设施、

支付平台、安全平台、管理平台等共享资源有效地、低成本地开展自

16

己的商业活动。落实优质农产品的销售、促销、试用、售后、客户关系维

护等服务。

17

2.3.行业管理数据需求情况

2.3.1,投入品监管

2.3.1.1销售端

基于农资监管的业务内容和工作流程，集成应用移动互联网技术和智能

移动终端，实现监管人员在监管执法过程中能实时与监管服务器实现信息查

询和数据交互，建立移动办公平台，提高监管工作效率;实现监管执法信息

的公共服务功能，建立信息查询与推送平台，为农资企业提供监管执法信息、

企业管理培训、市场管理指导等信息服务和教育培训服务，为消费者提供企

业信息、产品信息、信用监管信息检索查询和投诉举报服务，构建农资

市场的“监管执法+信息服务”的长效监管新模式，改善执法手段，提高

农资监管基层人员执法办案能力，规范农资市场秩序，保障农业生产和农产

品质量安全，切实维护农民的合法权益。

2.3.1.2生产端

通过建立信息化库存系统，将原始的纸质台账记录转换为信息化模式。

将投入品进行基础信息备案，规范使用标准，避免农资滥用。同时，将农资

投入品的生产日期与保质期进行备案，系统会自动启动农资过期预报预警功

能，从而规避不必要的损耗。通过同农事记录相结合，每批次出库的投入品

使用将进行全程追溯，达到农资精准投入的目的。

18

2.3.2.农产品质量监管

围绕“从农田到餐桌”的安全管理理念，综合运用了多种网络技术、

条码识别等前沿技术，具有生产企业（基地等）、农产品生产档案（产地环境、

生产流程、质量检测）管理、检测数据（企业自检、检测中心抽检）管理、条

形码标签设计和打印、基于网站和手机短信平台的质量安全溯源等功能，

实现对农业生产、流通等环节信息的溯源管理，为政府部门提供监督、管理、

支持和决策的依据，为企业建立包含生产、物流、销售的可信流通体系。

2.3.3.基础地理信息数据

基础地理信息数据包含永久基本农田数据、农村土地承包经营权数据、

粮食生产功能区和重要农产品保护区划定成果数据、高标准农田建设上图入

库数据，按照标准技术规程对数据的整合和脱密，可基于GIS平台搭建农

业大数据平台系统的自然资源数据底层，通过底层数据，可实现对各类业务

数据和综合大数据分析结果进行空间可视化展示，并可支持各类一张图的动

态专题图制作。

2.3.4.农产品“三品一标”认证数据

农产品“三品一标”主要包括无公害农产品、绿色农产品、有机农产

品，可通过政府管理部门获取生产经营主体相关农产品的无公害认证、绿

19

色认证，通过有机认证企业获取本区域生产经营主体相关农产品的有机认证

数据，对本区域的“三品一标”认证数据按照生产经营主体和产品品类进行

梳理归档，严格监督相关生产经营主体按照认证标准从事对应的农产品生产

活动。

2.3.5.经营主体注册数据

农业生产经营主体包括家庭农场、专业合作社、农业科技公司等类型，

对相关农业经营主体的生产作物品类、生产规模、地块区位、农产品供应数

据等数据进行采集，便于通过平台为各类生产经营主体提供政策咨询、农

技指导、灾害预警防控、补贴发放、农产品市场信息对接等服务。

20

2.4.基础数据采集分析

2.4.1.采集数据指标

序数据

数据项指标

号类型

采样点坐标、土壤土质、PH质、有机质、全氮量、

1耕地质量数据

有效磷、速效钾及其他微量元素

监测点坐标、虫害类型、虫口数量、虫龄分析、

指导生病虫害监测数据

2病害类型、危害区域、辐射区域、迁徙区域

产数据

区域坐标、土壤温度、土壤湿度、土壤有效含水

3需求土壤墙情数据

量

农机编号、农机型号、作业状态、作业轨迹、作

4农机作业数据

业类型、作业区域、作业面积

供应商名称、资质证件、供应产品、供应量、服

5农业投入品供应信息

务范围

经营决社会化服务组织类型、资质证件、服务类别、服

6策数据生产托管服务信息务能力、农机数量、农机类型、服务范围、服务

需求周期

供应商名称、农产品品类、认证数据、供应量、

电子商务平台数据

7供应周期、产品标准、供应范围、产品价格

投入品名称、产品规格、生产商、经销商、有效

投入品监管信息

8成分、销售价格、使用范围

农产品类型、名称、供应商、产品认证标准、产

农产品质量监管信息

9品规格、农残监测数据

行业管永久基本农田数据、农村土地承包经营权数据、

10理数据基础地理信息数据粮食生产功能区与重要农产品保护区数据、高标

需求准农田上图入库数据

农产品“三品一标”产品类型、名称、生产企业、认证类型、认证机

11

认证数据构、认证生产量

经营主体名称、信用代码、经营品类、经营面积、

12经营主体注册数据

供应品类与供应量

21

2.4.2.采集方法与渠道

2.4.2.1遥感数据

陆地资源卫星系列：陆地资源卫星系统是中国最早探索遥感观测技术，

并形成规模化应用的卫星系统，应用在全国冬小麦、玉米和水稻等大宗粮食

作物种植面积监测业务中。

测绘卫星系列：卫星可提供2.1m全色/5.8m多光谱分辨率平面影像，

数据融合后可满足农业遥感大尺度定性观测的要求。拥有优异影像融合能力、

更高图像高层测量精度。

环境卫星系列：采用多时相环境减灾卫星电荷耦合影像数据，与国外

卫星数据相结合，监测全国冬小麦、玉米、水稻、大豆、棉花、油菜和甘

蔗等种植生产省的年际面积变化率。

高分卫星系列：提高了农业遥感的监测精度，拓展了卫星遥感技术在农

业中的应用领域。给农业遥感监测业务体系带来了巨大改善。

搭载高光谱设备的无人机：专门针对近地空农业遥感设计，可用于农

作物健康状况监测、农作物长势监测、叶面氮含量监测、植被叶绿素含量监

测、植被含水量监测、农作物产量预估、土壤埔情监测、土壤有机质含量

监测等。

22

2A2.2现有网络平台抓取

利用Python技术对现有农产品供应市场信息平台和农产品电商平台

数据进行实时抓取与分析，实时采集个平台农产品不同品类和规格标准的价

格数据、供应数据、销售数据和需求数据，通过对数据的整合汇总分析，可作

为指导本地农产品生产布局和销售策略的决策参考。

2.4.23物联网设备

根据不同物联网设备开发对应的通讯接口，实时接入设备采集的现场数

据，根据不同数据类型所应用的方向搭建数据分析模型，便于更好的指导农

业生产活动，当前主要物联网设备有用于大田气候监测的小型气象站、用于设

施栽培小气候监测的多要素环境数据采集传感器、水肥一体化流量监测设备、

智能虫情测报设备、智能袍子捕捉仪以及可视化监控设备。

2.4.2.4平台系统接口打通

平台可对各应用系统所产生的业务数据进行整理归类，纳入大数据分

析的数据库，主要业务数据有新型农业生产经营主体通过APP产生的生

产管理类数据、应用系统产生的监测管理类数据等。

2A2.5电子表格导入

农业大数据数据获取的另一个途径是对于这种数据的对接，大数据中

23

心将开放电子表格导入接口，使数据能够无缝接入到大数据平台中，然后

通过大数据技术，来真正发挥这部分数据的价值。这种形式大大减少了人工

录入工作的工作量。

2A2.6纸质数据电子化

日常工作中产生的一部分纸质数据，需要进行电子化，这里需要对纸质

数据进行梳理，并且由手动录入。这个过程产生的工作量是非常大的，

现阶段这部分工作基本交由建设单位人员现场完成首次数据采集入库工

作，后期提供业务培训，通过对业务的不断升级，使该项工作逐步向信息化

管理靠拢，促进管理工作更上一个台阶。

2A2.7空间数据接入

支持主流的业务数据空间化功能，如:地名地址匹配、图形上图的图

形化接入等。地名地址匹配是通过对地理位置描述信息、分词技术、地名地

址库中的位置信息进行匹配，可以给非空间数据赋以“空间化坐标”，

实现非空间数据的空间化操作。图形上图是通过文本等存储介质记录了图形

描述信息，提取坐标串文件，通过GIS算法生成点、线、面空间要素数

据，实现空间数据的接入。支持以符合标准OGC规范服务和文件的方式,

接入海量栅格数据。系统提供数据接入接口，支持导入和下载，运用数据交

互技术、网络传输等，实现对遥感影像产品的预处理功能。

24

2.5.软硬件性能需求分析

2.5.1.基础软硬件运行环境

2.5.1.1计算能力

计算量指标包含包含8个应用系统的对接，每个需要8CPU核心；新

建3个应用系统，含管理应用系统、门户平台及APP,按可视化平台16

个虚拟CPU核心、未来2年预计再扩展3个应用系统，每个系统需要16

个CPU核匕，（当前主流中档服务器的CPU为8-32个核心，取值16核）,

包含系统虚拟化的损耗，每个核心对应2GB以上CPU内存，所需服务器

的总内存2320GB。

预计需要160CPU核心，按每台32核计算，需要5台服务器，内存

总量2320GB。

2.5.1.2操作系统

服务器：64位Linux/Unix/Windowsserver操作系统

PC端：B/S、IE11及以上版本、Chrome,Firefox市场主流浏览器

移动端：Android、iOS移动设备或者PC、工作站等。

2.5.2.应用支撑环境

为保证系统正常运行，应当具有以下应用以满足运行条件：

25

•主流数据库,如MySQL、SQLServer,Orcale、PgSQL,Nosqh

MongoDB等

•由于平台运行在省农业大数据中心上，在项目建设初期，基础数据

量较小，无需独立IP地址，仅提供政务外网运营商网络100M带

宽即可满足各平台及数据的存储和备份需求。

•存储量需求，面对本项目数据库集中存储的要求，数据中心既包含结

构化数据也包含非结构化数据，在信息量的估算上，要统一考虑目前

需要平台和数据中心的2-5年内存储量需求，预留存储空间，保

证信息存储量的冗余。信息资源需求主要根据业务规模估算，预计未

来5年内存储估算如下：

数据类型说明数据量估算

新建平台数据3个平台应用系统，每系统500G3*500G=1500G

政务内网约3000G左右3000G

平台运维数据每年新增500G500G*5=2500G

用户行为数据每年新增500G500G*5=2500G

物联网结构化数据每年新增250G+历史500G250G*2+500=1000G

物联网视频1000G（存储一个月）1000G

日志数据每年新增500G500G*5=2500G

空间地理信息矢量数据6000G6000G

预留存储空间2000G2000G

存储空间合计：22500G«22T

26

2.5.3.数据备份需求

本需求主要用于备份农业大数据平台数据，主要由某县农业大数据中

心提供服务。对于计算机系统来说，备份系统不仅仅是要一个自动备份的功

能，在确保备份数据的可恢复性基础上，还有更高的要求：

1、备份系统具有艮好的扩展能力；

2、备份数据格式需要与备份服务器操作系统无关，以方便迁移备份

服务器，提高数据安全性；

3、系统自动化程度高，减少手工干预环节，降低数据风险；

4、实现数据库数据和文件的在线备份，减少对业务系统影响的时间;

5、备份系统功能丰富，可以提供自动的基于策略的克隆、迁移等功

能；

6、为了提高数据安全性，要求备份系统具有加密备份和加密传输功

能；

7、为了提供备份效率，要求备份系统能够提供从源端、目标端机存

储设备提供重复数据删除功能；

8、备份系统所产生的备份数据本身安全性要高，需要保证备份数据

的可恢复性；

9、需要考虑未来数据高速增长后，能够在短时间内恢复和备份生产

数据；也就是说需要备份系统能够满足以后RTO和RPO的严格要求；

10、整体规划，分步实施，可以为以后实现数据大集中备份提供统一

27

管理平台;

11、提供操作系统快速在线备份/恢复，并能够支持异构平台之间恢

复。

12、数据可靠。原始数据和过程数据往往需要长期保存，要求存储高可

靠，数据不丢失，存储系统长时间保存的可靠性成为其对存储的要求之一。

综上所述，按照存储量需求计算；数据备份需求量为20To

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3,详细建设内容

3.1.系统架构

科研机狗

云

应

用

平

海■!!线数据分布式存储整架(HDFS)，批■实时数据分布式存储隹架(REDISSPARK)大

数

台

大数据实时处理大数据离线处理据

能

_______后

台

力至利■蚯二出口数据库连接

SocketrTIgessage处

理

及

大哪基研境集解中

STORMIHADOOPISPARKIREDIS|KAFKAI云安全InDCMCTAriz1心

««I««II第屏I第整|漪|OPENSTACK]

整个平台包含数据大厅、大数据后台处理中心、数据源、开放平台能

力及接口等应用。

某县智慧农业平台在某县云中心基础设施支撑下，构建自主可控的信息

安全保障体系，统一的数据标准和业务规范，建立集涉农数据资源库、技

术支撑平台、大数据管理平台为一体的农业数据资源中心，汇聚数据、数

据处理、数据分析，支撑上层应用，建设面向政府的农业大数据监测预警平

台。

3.1.1.功能模块

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3.1.1.1农业生产服务

1、病虫害监测服务

通过分析病虫草害发生的空间动态、评估其发生的适宜环境及影响因

子，监测、预测病虫害，进行风险分析。通过物联网及人力调查手段，获取

病虫草害发生的空间动态，进行害虫的风险性预测预报。

将病虫危害的历史图片数字化，进行叠加分析，得到病虫害发生频率

分布图，再把此图与植被类型及生物地理气候图叠加，找出最易暴发成灾的

区域和气候，用于将来的暴发预测；进行病虫害空间分布动态监测，用

GIS对同一区域或相邻区域进行害虫空间分布和种群动态监测；进行害虫

发生趋势预测，用害虫的历史发生资料在GIS系统上建立回归模型，进

行地区性种群发生趋势预测。

2,农业社会化服务管理

开发农业社会化服务管理模块，打通新型农业生产经营主体、单一农户

与社会化服务组织间的供需对接壁垒。通过信息系统规范服务合同管理、补

贴管理以及实现农机大规模作业的智能化调度管理。

3.1.1.2农产品精准溯源

开发农产品溯源功能模块，实现农产品生产链条数据的实时溯源。通

过创建并获得履历二维码标签的打印模板及权限，可通过连接专用的二维

码打印机，打印二维码履历标签，发放给相应的温室生产的农产品进行包

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装和粘贴，形成有效的绿色履历质量追溯。当消费者使用智能手机扫描二维

码标签时，即可获取全面的产品溯源信息。让消费者看到基地实际的管理状

况，甚至会评出他们的管理等级，使得消费者对与他们购买的农产品的''出

身”有直观实际的了解。企业更可以通过追溯过程，展示自身优势，推广品

牌，提高用户粘性。可追溯的信息包括：

产品信息展示：直观的把产品信息展示给消费者，包括产品中英文名称、

种植信息及产品图片；

生产环境可追溯：展示农产品生长过程中的关键因子如空气、土壤、

水源等信息，反映农产品的生长环境洁净度以及生长环境健康度，向消费者

证明农产品生长环境、质量；

农场管理信息可追溯：提供农场主、种植者及农场监督人员的基本信息;

展示农场认证种类，保障农产品质量安全；

病虫害及成熟度可追溯：通过病虫害的发生指数以及防治方法，判断

农产品生长过程中是否使用过农药；通过农作物自然成熟度，反映农产品

是否使用过激素；

农事记录和投入品可追溯：反映农场的生产管理水平及生产标准，确

保生产出优质的农产品。

3.1.1.3农业资源管理

1、耕地资源管理

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依照城乡总体规划蓝图，整合某县下辖各区县永久基本农田红线划定成

果数据、农村土地承包经营权数据、“两区”划定成果数据、高标准农田上

图入库数据，对行政区域内的土地资源进行上图建库管理，严控土地使用规

范，对各类生产经营主体及个人的土地使用行为进行严格的实时监控。使用

不同颜色对片区内的土地性质、用途进行渲染，便于相关部门快速的在线查

阅、对比及规划指导。支持土地资源利用状况的实时分析，对区域内耕地流

转状况、闲置耕地状况、摞荒及复垦耕地状况实时记录，实现耕地资源利

用现状的动态监测。

2、耕地质量管理

耕地质量管理主要包括了基础空间数据和耕地质量业务数据，通过集

成GIS地图应用到业务系统，轻松的实现耕地信息数据浏览，数据的上

传下载，图属一体化查询等功能，质量管理成果可以质量评价专题图的形式

进行导出。

(1)土壤养分空间分布规律

运用GIS和地统计分析扩展，对研究区域或试点的样本数据进行探索

性空间数据分析，归纳样点土壤的有机质、全氮、有效磷、速效钾存在空

间自相关，然后采用克里金模型插值，输出土壤养分空间分布图，据此分

析土壤养分空间分布特征。

(2)进行耕地地力评价

通过选取排涝能力、轮作制度、成土母质、土壤侵蚀类型、pH、有

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机质、全氮、有效磷、速效钾、交换性镁、耕层厚度、障碍层状况等要素作

为评价指标。利用土^图、基本农田保护块图或土地利用现状图进行叠加分

析，得到数个评价单元。根据模糊学理论，采用特尔菲法、层次分析法和加

法模型计算出耕地地力综合指数，运用等距分级法形成耕地地力等级。

3.1.1.4市场信息服务

通过对某县主要农作物、养殖、渔业的种养殖结构进行线上扫描，获取

作物品类、面积、栽培时间、养殖过程管理，测算其产能周期、供应量。结合

辖区县内一级批发市场的动态市场价格，需求形势对各类农作物产品进行供

求分析，充分了解市场环境。在数据分析叠加不同农作物种植的成本数据，

分析各类农作物产品的市场竞争力，需求潜力，为调整种植结构提供数据分

析依据。在政策研究方面，通过对市场环境的充分研究，可为相关部门提供

粮食作物的最低收购价格保护，涉农补贴等政策性意见。

3.1.1.5数据统计分析

构建农业大数据专项分析体系，突出支撑农业生产智能化、实施农业

资源环境精准监测、开展农业自然灾害预测预报、强化动物疫病和植物病虫

害监测预警、实现农产品质量安全全程追溯、实现农作物种业全产业链信息

查询可追溯、强化农产品产销信息监测预警数据支持、服务农业经营

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体制机制创新、推进农业科技创新数据资源共享、满足农户生产经营的个性

化需求、促进农业管理高效透明。

3.1.1.6数据可视化展示

(1)智农可视化功能，通过结合信息化通讯技术和监控硬件，实时

在线查看种养殖生产基地基本概况，实时分析生产情况，便于专家进行远

程指导；

(2)气象监测功能，通过安装户外气象监测站，实时监测不同地区

小气候环境，进行地区性温度、光照、土壤埔情等农作物生长环境指数分析。

(3)设施栽培小气候监测功能，通过小气候环境传感器，对大棚温

室农作物进行环境的实时监测，设定报警阀值，以便于小环境的实时调节。

(4)农作物病虫害监测，通过抱子捕捉仪、虫情测报灯等物联网设

备，结合通讯与数据分析平台，实时监测一定区域内病虫害发生状态。

(5)遥感应用，通过卫星及无人机遥感技术，可实现农作物长势监

测、产量分析、耕地堵情分析、灾害分析等功能。

(6)农机智能化监测管理，通过安装农机定位导航设备，实现农机

的实时调配与自动驾驶、播种、耕地、打药、采收等工作。

(7)水肥一体化自动监测灌溉管理，通过智能化软硬件相结合，实

现水肥的自动配比、流量监测、精量灌溉等功能。

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3.1.1.7智能决策分析

完善农业生产及生态资源监测预警体系，加强耕地、林地、水资源等

数据集成与监测，推进智能化监测检验技术与农业环境监测与保护、农业

污染事故调查与鉴定的不断融合，以信息化手段促进农业环境质量的稳步

提升；完善大宗农产品价格及产销数据采集体系，建立主要农产品从生产基

地到批发市场和零售终端的全产业链数据库。开展产销形势监测预警分析

和信息发布，引导农业产业围绕市场需求发展生产、调整结构。加