中国热带农业科学院农业信息学科研究进展_叶露.pdf
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1、2022 年 12 月 热 带 农 业 科 学热 带 农 业 科 学 第 42 卷第 12 期 Dec.2022 CHINESE JOURNAL OF TROPICAL AGRICULTURE Vol.42,No.12 收稿日期 2022-09-20;修回日期 2022-11-08 基金项目 中央级公益性科研院所基本科研业务费专项(No.1630072022007,No.1630072022011)。第一作者 叶露(1985),女,硕士,副研究员,研究方向为农业数据分析,E-mail:。通讯作者 黄贵修(1968),男,博士,研究员,研究方向为植物病理学、植保信息化,E-mail:。中国热带农
2、业科学院农业信息学科研究进展 叶露 李玉萍 李汉棠 戴声佩 梁伟红 刘燕群 李海亮 魏艳 李娜 黄贵修(中国热带农业科学院科技信息研究所/海南省热带作物信息技术应用研究重点实验室 海南海口 571101)摘 要 信息已成为一种重要的生产要素,分析农业信息学科研究历程与进展,有助于进一步优化农业信息化研究布局、加快农业现代化进程。运用数理统计法、文本分析法、文献分析法系统梳理中国热带农业科学院农业信息学科研究历程、发展情况,以及在农业遥感、农业农村资源数据、数字(智慧)农业等领域的研究进展。最后总结中国热带农业科学院农业信息学科研究的基础条件、数据、技术和平台优势,以及学科发展存在的问题,提出了
3、近中期的研究展望。关键词 农业信息学科;农业遥感;农业农村资源数据;数字(智慧)农业 中图分类号 TP399 文献标识码 A DOI:10.12008/j.issn.1009-2196.2022.12.022 Progress in Agricultural Information Science Research of Chinese Academy of Tropical Agricultural Sciences YE Lu LI Yuping LI Hantang DAI Shengpei LIANG Weihong LIU Yanqun LI Hailiang WEI Yan LI
4、Na HUANG Guixiu(Institute of Scientific and Technical Information,CATAS/Key Laboratory of Practical Research on Tropical Crops Information Technology in Hainan,Haikou,Hainan 571101,China)Abstract Information has become an important factor of production,analyzing the history and progress of agricultu
5、ral in-formation science research will help to further optimize the research layout of agricultural informatization and accelerate the process of agricultural modernization.With the mathematical statistics,text analysis,and literature analysis methods,This paper systematically reviews the history an
6、d development in agricultural information science research of Chinese Academy of Tropical Agricultural Sciences,as well as the research progress in the fields of agricultural remote sensing,agricultural and rural resource data,and digital(smart)agriculture.Finally,the advantages in infrastructure,da
7、ta,technical and platform of agricultural information science research for Chinese Academy of Tropical Agricultural Sciences and the problems existing in the discipline development are summarized,and the research prospect in the short and medium term is put forward.Keywords agricultural information
8、science;agricultural remote sensing;agricultural and rural resource data;digital(smart)agriculture 习近平总书记指出,没有信息化就没有现代化。农业信息化在农业发展中的作用已经凸显,作为国家战略科技力量的中国热带农业科学院(简称“中国热科院”),从农业信息学科起步时期的农业文献信息化研究,到当前的热带作物数字化应用研究,都为满足国家农业战略需要、提高热带农业有效供给、促进农民增收提供了强有力的科技支撑。1 中国热科院农业信息学科研究发展历程 中国热科院隶属于农业农村部,是我国唯一从事热带农业科学研究
9、的国家级综合性科研机构。为实现热带农业信息化科技创新跨越的重大突破,将“热带农业信息化科技工程”列入院热带农业“十项科技工程”。按照中国热科院科技创新区域布局,中国热带农业科学院科技信息研究所(简称“信息所”)是中国热科院农业信息学科的主要建设单位,牵头实施热带农业信息化科技工程。信息所的前身是华南热带林业科学研究所资料室,1979 年更名为华南热带作物科学院科技情报研究所,1994 年更名为科技信息研究所,是我 叶露 等 中国热带农业科学院农业信息学科研究进展 -137-国唯一从事热带农业信息化基础及应用基础研究的国家级科研机构。农业信息学科起步于 20 世纪90年代,主要开展热带农业文献信
10、息化研究,2004年正式设立热带农业信息研究方向,2011 年设立热带农业信息技术应用分支研究方向,2020 年明确为热带农业遥感、热带农业农村资源数据、数字(智慧)热带农业三大研究方向。在短短 28年时间内,信息所农业信息学科建设与研究工作经历了 4 个发展阶段1,逐步确立农业信息学科体系。第一阶段,起步阶段(19942004 年)。这一阶段是农业信息学科的起步阶段,研究部门主要有图书信息中心等,主要开展热带农业文献数据库、图书馆信息资源、热带农业科教网、农业信息服务体系等的建设研究,开启了热带农业文献信息化、热带农业产业数据信息化的初步探索研究。第二阶段,发展阶段(20042010 年)。
11、热带农业信息研究方向正式设立,在信息资源建设、信息收集与分析、农产品质量安全信息研究方面取得较大进展,农业遥感、农业物联网研究开始起步。依托国家科技基础条件平台建设项目,建立国家热带作物科学数据分中心,建成一批热带农业专题和特色数据库,以及相关信息平台。获批建设“海南省热带作物信息技术应用研究重点实验室”,开展热带特色作物生产智能管理、热带农产品质量安全追溯、蔬菜专家咨询、传感网采集系统设计与开发研究。第三阶段,上升阶段(20102020 年)。农业信息学科逐渐向专业化发展,经过 10 年的发展,农业信息技术、大数据、遥感、市场信息先后从农业信息研究中独立出来,最终细化形成热带农业信息技术、热
12、带农业大数据、智慧农业、市场信息 4 大研究方向。依托国家星火计划、国家科技支撑计划、国家科技基础条件平台建设、国家自然科学基金、海南省重大科技专项、农业部监测项目、农业科技成果转化项目等项目支持,新增作物信息服务链技术集成与示范、生产信息化服务、智能水肥控制、大数据平台建设与应用、遥感监测、分类与灾损评估,市场价格形成与预警等应用研究。第四阶段,新发展阶段(2020 年至今)。党中央、国务院高度重视网络安全和信息化工作,大力推进数字中国建设,实施数字乡村战略,数字农业农村发展迎来新机遇。信息所农业信息学科研究方向进一步明确为农业遥感、农业农村资源数据、数字(智慧)农业三大方向,继续推动农业信
13、息学科研究取得突破性进展。目前已依托国家科技基础条件平台建设项目、国家自然科学基金、海南省重点、中国工程院院士项目等项目,开展橡胶树农情遥感监测、橡胶林遥感估产、芒果遥感识别、多源异构数据融合、热带作物病虫害信息收集、生态系统通量因果关系挖掘、区块链溯源、物联网技术集成、数字科技促进海南热带特色高效农业发展实践等研究。2 中国热科院农业信息学科研究总体情况 2.1 信息所农业信息学科研究总体情况 2.1.1 项目研究总体情况 2.1.1.1 立项情况 据不完全统计,20032022年,农业信息学科研究立项项目共 269 项,总经费约 7 624 万元(表 1)。其中科技项目 177 项,经费合
14、计 3 153 万元,项目级别上国家级、省级、院级、部级支持经费分别占 41%、23%、20%、14%,项目类型上国家科技基础条件平台建设、基本科研业务费、省重点、国家科技支撑计划项目支持经费分别占 24%、21%、11%、7%(图 1)。成果转化项目 92 项,经费合计 746 万元,主要来源于所站级和部级经费,分别占 52%和 35%,多为农村综合改革示范试点项目、所站信息技术服务类项目。基础条件建设项目2项,经费合计3 725万元,主要来源于部级经费,涉及院热带农业科技信息化服务与信息技术应用研究平台建设和天然橡胶全产业链大数据试点项目。表 1 信息所农业信息学科 20032022 年立
15、项经费 单位:万元 项目 级别 科技项目成果转化 项目 基建 项目 经费合计国家级 1 292 1 292 部级 429 260 3 725 4 413 省级 725 30 755 市局级 38 38 省部重点实验室25 25 院级 637 32 669 所站级 46 386 432 合计 3 153746 3 725 7 624 2022 年 12 月 热带农业科学 第 42 卷第 12 期 -138-图 1 信息所 20032022 年农业信息学科 科技项目类型比重 2.1.1.2 项目发展 20032022 年,信息所农业信息学科科技项目立项总经费呈波动上升趋势,2012 年起年度经费较
16、以往增近 2 倍,2021 年立项 经费达年度最高(图 2)。项目级别上,国家级项目立项起始于 2005 年,20092013 年立项较多,国家自科基金分别立项在 2016 年和 2021 年。项目规模上,100 万元以上的科技项目 2 项,占1%;50 万元以上 20 项,占 11%;30 万元以上 37项,占 21%;10 万元以上 96 项,占 54%(图 3)。项目内容上,数据资源建设研究起步最早,农业遥感起始于 2010 年,农业大数据起始于 2017 年,智能农业起始于 2019 年。成果转化项目除 2014 年农村综合改革示范试点项目支持力度较大外,2018 年以前均有零星支持,
17、2019 年后持续稳定上涨,2022 年仅 18月已签订合同 166 万元。基建项目分别在 2016 年和 2019 年取得重大支持。图 2 信息所 20032022 年农业信息学科项目发展总体情况 图 3 信息所 20032022 年农业信息学科 科技项目规模占比 2.1.1.3 项目研究热点 以热带农业信息技术方向设立时间为界限,采用精确分词模式的词云图分析出现频率较多的关键词。结果显示,2010 年前研究主要聚焦信息、热带、建设、农业、海南、农产品、热作、质量、数据、安全、分析、科学、整合、系统等;2011 年后研究主要聚焦服务、热带、农业、海南、数据、信息、系统、运行、应用、热带作物、
18、技术、信息技术、平台、运维等;同频率的关键词数量由少变多,反映了项目数量增多的同时研究内容也更丰富,研究热点由热带农业信息建设向热带农业数据或信息技术服务与应用转变。2.1.2 成果奖励总体情况 20032022 年共获成果奖励 13 项,其中部奖 3 项、省奖 4 项、院奖5 项。第一完成单位最高级别奖项为 2006 年中华农业科技奖二等奖,获奖成果名称为“热带作物技术标准体系研究与应用”。2012 年以前获奖成果多为质量安全研究与数据收集,2013 年以后逐 叶露 等 中国热带农业科学院农业信息学科研究进展 -139-渐转变为科技信息服务、物联网监测、土壤资源与气候资源信息化(表 2)。表
19、 2 信息所农业信息学科研究成果奖励 成果名称 奖项名称 奖励年份 完成单位排序海南省热带作物标准化体系框架建设 热科院科技成果一等奖 2006 第一完成单位海南省热带作物标准化体系框架建设 海南省科技进步二等奖 2007 第一完成单位海南省热带农产品质量安全追溯系统研究 热科院科技成果一等奖 2010 第一完成单位热带作物技术标准体系研究与应用 中华农业科技奖二等奖 2011 第一完成单位海南省热带农产品质量安全追溯系统研究 海南省科技进步三等奖 2011 第一完成单位主要热带农业信息基础数据收集、整理与应用 海南省科技进步三等奖 2012 第一完成单位热带农业信息服务模式研究与应用 海南省
20、科技进步三等奖 2013 第一完成单位基于物联网的几种主要热带作物生产环境监控与可视化应用 热科院科学技术奖科技服务奖三等奖 2020 第一完成单位中国热区农业气候资源时空特征及其区划 热科院科学技术奖科技创新奖二等奖 2021 第一完成单位海南省大田洋耕地土壤质量评价及应用 热科院科学技术奖科技创新奖二等奖 2020 第二完成单位海南槟榔黄化病监测及综合防控技术研究与示范应用中国植物保护学科学技术奖三等奖 2018 第二完成单位当代世界农业研究 神农中华农业科技奖科学研究类成果二等奖 2012 第四完成单位当代世界农业研究 中华农业科技奖二等奖 2013 第五完成单位 2.1.3 论文产出总
21、体情况 19962022 年,农业信息学科共发表学术论文 305 篇,其中 SCI/EI/ISTP/CICP 收录 40 篇(13%)、北大/南大核心 74 篇(24%)、中国科技核心 60 篇(20%)、其他期刊或会议论文 131 篇(43%)(图 4)。从研究时间发展上看,发表数量从 2005 年开始增多,年均发表数量 20 篇左右,2010 年、2019年发表数量异常偏低,整体呈线性增长趋势(图5)。级别上,第一篇北大核心发表于 2005 年,第一篇 EI/ISTP/CICP 收录论文发表于 2010 年,第一篇 SCI 论文发表于 2015 年,第一篇南大核心发表于 2020 年;选题
22、上,信息资源利用研究起始于 2001 年,农业信息化起始于 2007 年,农业遥感、数据库建设起始于 2009 年,田间信息采集起始于 2010 年,农业大数据起始于 2014 年,自动控制起始于 2017 年,机器人起始于 2020 年。图 4 信息所 19962022 年农业信息学科论文级别比重 图 5 信息所 19962022 年农业信息学科论文研究发展变化 2022 年 12 月 热带农业科学 第 42 卷第 12 期 -140-从研究热点发展上看,2010 年前研究主要聚焦分析、发展、热带、中国、现状、农业、天然橡胶、海南、生产、标准、对策、世界、产业、香蕉、农药、残留、建设、农产品
23、、系统、概况等;2011 年后研究主要聚焦海南、农业、发展、中国、热带、分析、现状、对策、农产品、变化、信息、产业、设计、监测、模型、生产、应用、数据、时空、环境等;同频率的关键词数量由少变多,反映了论文数量增多的同时研究内容也更丰富;研究范围由“中国、海南、世界”向“海南、中国、世界”转变,与中国热科院“立足海南、面向全国、服务全球”的发展定位相适应;研究对象上,天然橡胶研究逐渐具体到橡胶、橡胶林、橡胶园等,香蕉研究减少,大农业研究更加显著;研究内容由分析逐步具体到分析、变化、设计、监测、模型与应用研究。2.1.4 其他成果总体进展 20032022 年农业信息学科领域以主编身份出版著作 1
24、3 部,2011年以前均为质量安全信息研究,2013 年以后逐步延伸到农业信息技术(表 3);软件著作权授权起始于 2010 年,以第一完成单位授权软件著作权145 项;专利授权起始于 2015 年,以第一完成单位授权专利 4 项,其中发明专利 1 项,实用新型专利 3 项;标准制定起始于 2017 年,以第一完成单位制定并发布地方标准 3 项。表 3 信息所农业信息学科出版专著 著作名称 出版社 出版年份 国内外热带水果农药最大残留限量指标汇编 中国农业科学技术出版社 2006 国内外热带经济作物最大残留限量指标汇编 中国农业科学技术出版社 2008 国内外蔬菜农药最大残留限量指标汇编(上册
25、)中国农业科技出版社 2009 国内外蔬菜农药最大残留限量指标汇编(下册)中国农业科学技术出版社 2010 东盟国家主要农产品农药最大残留限量指标汇编 中国农业科技出版社 2011 中国热带地区农业信息化发展研究 中国农业科学技术出版社 2013 中国热带农业企业信息安全风险管理研究 北京交通大学出版社 2016 中国热带农业“走出去”战略研究 中国农业出版社 2017 热带农业物联技术实践与发展 中国农业出版社 2018 中国热带地区地理标志产品发展研究 中国农业科学技术出版社 2019 中国主要水果地理标志产品发展报告 中国农业科学技术出版社 2021 芒果智能水肥一体化技术实践 中国农业
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