基于大数据的智能农业决策支持系统研究与应用

摘要：当前农业生产面临资源约束趋紧、环境压力增大等现实挑战，传统经验型决策模式已难以适应现代农业发展需求。随着物联网感知设备在农田的广泛应用，农业生产各环节产生的数据呈现指数级增长态势，如何有效挖掘海量农业数据的潜在价值成为亟待解决的关键问题。本研究聚焦于构建面向农业全产业链的智能决策支持系统，旨在突破传统农业管理中的信息孤岛现象，为农业生产者提供精准化决策参考。

关键词：大数据；智能农业；决策支持系统

引言：

近年来，国内外学者在农业大数据应用领域开展了系列探索性研究，但在实际应用层面仍存在明显局限性。现有系统多侧重于单一生产环节的数据分析，缺乏对作物生长周期全过程的多源异构数据融合能力，难以形成完整的决策支持链条。针对这一现状，本研究提出基于多模态数据融合的智能决策框架，重点解决农业数据时空特性显著、关联关系复杂等技术难点。通过整合气象监测、土壤墒情、作物长势等多维度数据源，构建具有自适应特征的决策模型，实现从数据采集到决策输出的闭环管理。

一、基于大数据构建智能农业决策支持系统的重要性

在现代农业不断向前发展的过程里，依据大数据去构建智能农业决策支持系统的重要性越发明显，这体现在提高农业生产的效率与质量方面，对资源的合理运用以及环境保护也起到了关键作用，首先智能农业决策支持系统把来自卫星图像、无人机监控、物联网设备等多个渠道的数据整合起来，达成了对农田环境的全面监测[1]。像土壤湿度、养分含量、气象条件等数据可实时被获取并分析，给精准农业提供科学依据，这种依靠大数据的精准管理能很大程度提升作物产量，减少化肥和水资源的浪费，以前农民常常依靠经验和常规办法进行灌溉和施肥，这种方式不精准还容易造成资源浪费。现在借助大数据技术，系统能依据不同地块的具体情形定制个性化的管理方案，保证每一寸土地都得到最合适的照料，通过对历年病虫害发生数据的学习和分析，该系统还可以提前发出潜在风险的预警，帮助农户及时采取措施，防止大规模损失的出现。其次基于大数据的智能农业决策支持系统对推动农业可持续发展有重要意义，随着全球人口增多和城市化进程加快，在有限的土地资源状况下怎样实现高效又环保的农业生产成了急需解决的问题，大数据的应用让农业生产更智能化，减少了化学农药和肥料的使用量，降低了对环境的负面作用[2]。比如系统能通过分析作物生长周期中的各项指标来优化种植结构，挑选最适合当地气候条件和市场需求的品种来种植，这可提高经济效益，还可以增强生态系统的稳定性，智能农业决策支持系统还可以促进农业废弃物的有效管理和循环利用，把农作物秸秆转化为生物质能源或有机肥料，推动了农业生产的绿色转型。

二、基于大数据的智能农业决策支持系统的应用

（一）数据采集与整合

智能农业决策支持系统的效能，很大程度上依赖于有效的数据采集与整合机制。在现代农业生产中，气象信息、土壤状况及作物生长情况等数据如同生命的脉搏，源源不断地为农业生产提供关键指引。这些数据来源广泛，形式多样，既有条理清晰的结构化数据库记录，也有形象直观的非结构化图像、视频资料，共同构成农业生产的大数据图谱。为精准捕捉这些数据，工作人员采用多种高科技手段。比如，在监测作物健康状态时，工作人员引入高分辨率卫星图像技术。这项技术如同给农田披上一层透视镜，能够清晰揭示出植被指数（NDVI）的变化，从而准确评估作物的生长态势。同时，工作人员还部署物联网设备于田间地头，这些设备如同农田的守护者，时刻监测着土壤湿度、温度及养分含量等关键参数，为农业生产提供详尽的土壤数据。工作人员建立统一的数据标准和接口协议，这些标准和协议如同数据的桥梁，使得多源异构数据能够顺畅流通，为后续的数据分析和决策提供坚实的基础。例如，在某次作物病虫害预警中，工作人员正是通过整合气象、土壤及作物生长等多维度数据，成功预测病虫害的发生趋势，为农户提供及时的防治建议，有效避免经济损失[3]。

（二）数据分析与模型构建

在农业生产这个广大领域中，大量的原始数据就像藏在土地里的宝贝，等着工作人员去发掘其中的价值，等这些数据积累得很多的时候，重点就在于怎么提炼出能指导生产的有用见解，这需要工作人员具备复杂的数据分析技术以及开发预测模型的能力，就如同匠人雕琢美玉那样，要精心去做。拿病虫害防治来说，工作人员不是随意行动，而是依靠对历史数据的挖掘，在数据预处理阶段，工作人员用统计学方法把数据里像杂草一样的噪声干扰去掉，填补缺失值，保证数据干净完整，之后工作人员借助随机森林、神经网络等机器学习算法，建起病虫害预警的牢固防线。通过研究历年病虫害发生频率、环境条件等因素，工作人员能准确预测病虫害的类型和影响范围，给农民及时提供预警信息，让他们能提前做好准备，制定科学合理的防治策略，工作人员还利用深度学习技术，对作物生长周期的各个阶段进行模拟。这就好比给作物生长画一幅详细的地图，帮农户清楚了解不同管理措施对最终产量的潜在影响，这种根据数据来做决策的方式，和传统经验法则比起来，更客观准确，给农业生产带来很大变化，它能提高资源利用率，还可以大幅提升经济效益，让农民在丰收的路上越走越顺[4]。

（三）用户界面友好性和决策支持服务

在智能农业这个领域，强大的后台技术支持起着如同坚实基石般的作用，然而却缺少直观易用的前端展示平台，这就好似明珠被灰尘掩盖，没办法全面地把它的价值展现出来，所以设计一个友好并且功能强大的用户界面，成了连接技术与用户的关键桥梁。这个界面不但要有良好的可视化效果，就好像一位耐心的导师那样，把复杂的农业数据转变成容易理解和操作的知识，而且还得像一位贴心的助手一样，提供个性化的定制功能，去满足不同用户的多样化需求，拿实际教学案例来说，工作人员给普通农户设计了简洁明了的手机 APP。这款 APP 就如同一位随身的农业顾问，每天推送天气预报、最佳灌溉时间以及施肥建议等实用信息，让农户在指尖就能轻松掌握农业生产的关键要素，对于大型农场管理者，工作人员则提供更详尽的土地使用率报告和成本效益分析等功能，帮助他们从宏观角度把控农场的运营状况，优化资源配置。除了这些定制化服务之外，智能农业决策支持系统还持续强化它的决策支持服务能力，工作人员开设在线社区和论坛，鼓励用户之间分享经验、交流见解，一起解决农业生产中碰到的问题，这种互动不但能增强用户粘性，还可以形成良性互动的学习氛围，就如同一片肥沃的土壤，孕育着农业生产的智能化之花。在这片土壤里，用户们相互学习、共同进步，推动着农业生产朝着更加智能化、高效化的方向发展。

结束语：

随着科技的飞速发展，基于大数据的智能农业决策支持系统正逐步成为农业生产的核心驱动力。该系统通过深度挖掘数据价值，为农业生产提供了前所未有的精准指导。通过机器学习算法与农业专家知识的有机结合，开发具有动态优化能力的决策模型，显著增强系统对复杂环境变化的适应能力，为农业生产经营者提供了兼具科学性与实用性的决策工具。

参考文献：

[1]毛茉. 数字经济提高农业经济的作用机理研究 [J]. 农机使用与维修， 2025， （02）： 78-80.

[2]饶龙先. 数字经济赋能黑龙江省现代农业发展研究 [J]. 农业经济， 2025， （01）： 13-16.

[3]陈颖平. 智能农业机械中液压缸的加工、质量控制技术与应用研究 [J]. 数字农业与智能农机， 2024， （12）： 48-50.

[4]徐明慧. 智能农业技术应用与农业经济增长的实证研究 [J]. 河北农机， 2024， （24）： 25-27.