徐 碩，魯 峰，方 輝，王立華

（1中國水產(chǎn)科學研究院漁業(yè)工程研究所，北京 100141；2青島海洋科學與技術國家實驗室，山東 青島 266237；3中國水產(chǎn)科學研究院，北京 100141）

0 引言

隨著大數(shù)據(jù)理論、技術和方法在農(nóng)業(yè)各領域的不斷深入運用，數(shù)據(jù)融合挖掘、數(shù)據(jù)開放共享、數(shù)據(jù)驅(qū)動創(chuàng)新發(fā)展等概念已逐漸發(fā)展為熱點方向[1-2]。漁業(yè)生產(chǎn)大數(shù)據(jù)是在養(yǎng)殖、捕撈、加工、流通、管理及科研等活動中產(chǎn)生的原始性數(shù)據(jù)，具有數(shù)據(jù)類型多、結(jié)構(gòu)繁雜、來源分散、難聚集等特點[3]。通過對漁業(yè)大數(shù)據(jù)進行采集、傳輸、加工、融合、分析和展示等處理，能夠直觀描繪出漁業(yè)生產(chǎn)與管理活動中的各項關鍵指標，漁業(yè)大數(shù)據(jù)不僅是存儲信息的主要載體，更是支撐漁業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展、政府決策以及科學研究的戰(zhàn)略資源，對于提升中國漁業(yè)科技創(chuàng)新水平、助力漁業(yè)轉(zhuǎn)型升級、推動漁業(yè)實現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展具有十分重要的意義。

為推進漁業(yè)高質(zhì)量發(fā)展，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部聯(lián)合國家發(fā)展改革委、科技部等部門發(fā)布了《國家質(zhì)量興農(nóng)戰(zhàn)略規(guī)劃（2018—2022年）》，指出要有序推進農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)建設，加快數(shù)字農(nóng)業(yè)建設，科學調(diào)控農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)、加工、流通，提升農(nóng)業(yè)精準化水平[4]。自大數(shù)據(jù)概念寫入政府工作報告以來，國務院高度重視大數(shù)據(jù)理論、技術和方法在各行業(yè)應用中的發(fā)展[5]。2015年起，國務院先后印發(fā)了《國務院關于印發(fā)促進大數(shù)據(jù)發(fā)展行動綱要的通知》《關于推進農(nóng)業(yè)農(nóng)村大數(shù)據(jù)發(fā)展的實施意見》《大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2016－2020年）》等一系列重要政策文件，系統(tǒng)部署了中國農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)的發(fā)展建設工作，并指出應加強頂層設計，通過構(gòu)建行業(yè)大數(shù)據(jù)中心推進數(shù)據(jù)資源的整合利用與共享開放，促進產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新與高質(zhì)量發(fā)展，大數(shù)據(jù)應用已上升至國家級的發(fā)展戰(zhàn)略[6]。隨著物聯(lián)網(wǎng)、導航定位、遙感等信息技術在漁業(yè)領域的不斷應用，水產(chǎn)養(yǎng)殖、捕撈生產(chǎn)、加工流通、漁業(yè)管理等過程積累的數(shù)據(jù)急劇增長，迫切需要對數(shù)據(jù)資源進行匯聚、整合、應用及共享，從而為漁業(yè)生產(chǎn)、管理與科研提供數(shù)據(jù)資源與決策支持。漁業(yè)生產(chǎn)方面，聯(lián)合國糧食及農(nóng)業(yè)組織建立了漁業(yè)和水產(chǎn)養(yǎng)殖數(shù)據(jù)中心，建立了全球水產(chǎn)養(yǎng)殖與海洋捕撈產(chǎn)量、大洋金槍魚捕撈漁獲量、漁業(yè)船舶信息等統(tǒng)計數(shù)據(jù)庫，是目前漁業(yè)行業(yè)最全面的綜合數(shù)據(jù)中心[7-9]。美國國家海洋和大氣管理局圍繞捕撈生產(chǎn)、漁業(yè)資源、生態(tài)環(huán)境等領域，構(gòu)建了漁業(yè)大數(shù)據(jù)匯聚、分析與評估體系[10-11]。漁業(yè)管理方面，谷歌發(fā)起了全球漁業(yè)監(jiān)測項目，基于雷達和衛(wèi)星探測手段，結(jié)合機器學習算法，對海量的漁業(yè)船舶動態(tài)軌跡大數(shù)據(jù)進行分析，為全球海洋捕撈活動提供數(shù)據(jù)服務[12]。中國農(nóng)業(yè)農(nóng)村部漁業(yè)漁政管理局牽頭建立了漁船漁港動態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)異地容災備份中心，匯集了全國沿海地區(qū)近27余萬艘機動漁船的動態(tài)軌跡信息，實現(xiàn)了對全國漁船運行狀況的實時監(jiān)控與一體化監(jiān)管[13]?？茖W研究方面，海洋生物普查計劃整合了8萬多項海洋物種描述信息數(shù)據(jù)以及3000多萬個地理分布特征數(shù)據(jù)，構(gòu)建了全球海洋生物地理信息系統(tǒng)，是海洋生物資源研究、評估及應用的有力工具[14-15]。世界漁業(yè)中心建立了全球最大的魚類數(shù)據(jù)庫FishBase，截至2019年底，已收集了34300多種魚類的分類、形態(tài)、生理及遺傳等信息[16]。中國水產(chǎn)科學研究院建立了漁業(yè)科學數(shù)據(jù)平臺，收集了涵蓋全國水產(chǎn)養(yǎng)殖、捕撈生產(chǎn)、資源環(huán)境、野外調(diào)查、科技管理等領域的數(shù)據(jù)，實現(xiàn)了漁業(yè)科學大數(shù)據(jù)的集成、共享與應用[17]?，F(xiàn)有研究表明，基于數(shù)據(jù)驅(qū)動的水產(chǎn)養(yǎng)殖、捕撈與加工等生產(chǎn)活動，不僅可以優(yōu)化生產(chǎn)方式[18]，量化評估生產(chǎn)過程與效能[19-20]，還可以促進漁業(yè)生產(chǎn)與資源環(huán)境保護和諧發(fā)展[21-22]，形成漁業(yè)高質(zhì)量發(fā)展新格局[23-24]。

綜上所述，漁業(yè)生產(chǎn)大數(shù)據(jù)存在著資源分散、結(jié)構(gòu)各異、標準不一、難以集聚利用等問題，有必要開展?jié)O業(yè)生產(chǎn)大數(shù)據(jù)中心體系架構(gòu)的研究與設計工作，從頂層視角建立相關標準規(guī)范，對漁業(yè)生產(chǎn)大數(shù)據(jù)資源的組織形式進行規(guī)劃布局，構(gòu)建漁業(yè)生產(chǎn)大數(shù)據(jù)中心的建設藍圖。大數(shù)據(jù)技術在推動漁業(yè)轉(zhuǎn)型升級和高質(zhì)量發(fā)展方面扮演著至關重要的角色，部分國家地區(qū)已初步構(gòu)建了基于水產(chǎn)養(yǎng)殖和捕撈的信息感知與監(jiān)測體系，在一定范圍內(nèi)實現(xiàn)了漁業(yè)數(shù)據(jù)的采集、傳輸與分析能力[25-27]。中國在漁業(yè)大數(shù)據(jù)的采集、匯聚與分析方面還處于發(fā)展階段，尚未形成全國級的漁大數(shù)據(jù)工程建設體系。筆者從提升中國漁業(yè)生產(chǎn)的基礎監(jiān)測能力出發(fā)，分析漁業(yè)生產(chǎn)大數(shù)據(jù)的特點及使用場景，研究了漁業(yè)生產(chǎn)大數(shù)據(jù)中心建設的總體方案，并從數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)匯交、數(shù)據(jù)融合、數(shù)據(jù)應用等方面進行分析探討，提出大數(shù)據(jù)驅(qū)動中國漁業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的實施路徑，旨在為加快實現(xiàn)中國漁業(yè)健康、綠色、可持續(xù)、高質(zhì)量發(fā)展提供信息化建設參考依據(jù)。

1 漁業(yè)生產(chǎn)大數(shù)據(jù)中心體系架構(gòu)

以國家“智慧漁業(yè)”“質(zhì)量興農(nóng)”等戰(zhàn)略部署為引領[28]，以水產(chǎn)健康養(yǎng)殖示范場、大中型機動漁船及漁港、水產(chǎn)品加工企業(yè)為基礎監(jiān)測平臺，圍繞數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)融合、數(shù)據(jù)應用等環(huán)節(jié)，構(gòu)建“泛在感知、資源匯聚、數(shù)據(jù)融合、智慧決策”的漁業(yè)生產(chǎn)大數(shù)據(jù)工程體系，充分發(fā)揮大數(shù)據(jù)引領漁業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的作用。筆者將漁業(yè)生產(chǎn)大數(shù)據(jù)中心總體架構(gòu)分為4層，即數(shù)據(jù)采集層、數(shù)據(jù)融合層、應用支撐層、應用服務層，如圖1所示。按照“標準先行、縱向互通、橫向整合”的總體設計思路，向下建設由水產(chǎn)養(yǎng)殖監(jiān)測網(wǎng)、海洋捕撈監(jiān)測網(wǎng)和加工流通監(jiān)測網(wǎng)（簡稱“三網(wǎng)”）構(gòu)成的漁業(yè)生產(chǎn)大數(shù)據(jù)監(jiān)測體系，打通水產(chǎn)養(yǎng)殖、捕撈、加工、流通等各類監(jiān)測數(shù)據(jù)的共享鏈路，向上建設水產(chǎn)養(yǎng)殖分中心、海洋捕撈分中心、加工流通分中心、市場監(jiān)測分中心、管理服務分中心和漁業(yè)生產(chǎn)大數(shù)據(jù)主中心（簡稱“六中心”），實現(xiàn)數(shù)據(jù)的分類匯聚與融合。同時，縱向?qū)崿F(xiàn)“三網(wǎng)”與“六中心”的互聯(lián)互通，橫向?qū)崿F(xiàn)“六中心”各業(yè)務系統(tǒng)間的整合共享，滿足數(shù)據(jù)縱向聯(lián)動與業(yè)務橫向協(xié)同的需求，最終形成“三網(wǎng)、六中心”的分布式漁業(yè)生產(chǎn)大數(shù)據(jù)工程建設體系。

圖1 漁業(yè)生產(chǎn)大數(shù)據(jù)中心體系架構(gòu)圖

2 漁業(yè)生產(chǎn)大數(shù)據(jù)中心建設研究

根據(jù)漁業(yè)生產(chǎn)方式的特點與需求，漁業(yè)生產(chǎn)大數(shù)據(jù)中心采用面向服務的分布式技術架構(gòu)進行設計，通過整合水產(chǎn)養(yǎng)殖、捕撈生產(chǎn)、加工流通、市場經(jīng)濟、漁業(yè)管理等各類基礎數(shù)據(jù)資源，實現(xiàn)對漁業(yè)生產(chǎn)活動的全時域立體化監(jiān)測，形成有效的數(shù)據(jù)匯聚、開放、共享與服務能力。漁業(yè)生產(chǎn)大數(shù)據(jù)中心由數(shù)據(jù)采集監(jiān)測體系和數(shù)據(jù)主中心組成，其中，數(shù)據(jù)采集監(jiān)測體系由數(shù)據(jù)采集監(jiān)測網(wǎng)和數(shù)據(jù)資源調(diào)度分中心構(gòu)成。數(shù)據(jù)采集監(jiān)測體系負責對漁業(yè)生產(chǎn)大數(shù)據(jù)進行分類采集與匯聚，數(shù)據(jù)主中心負責對多源異構(gòu)數(shù)據(jù)進行處理、融合、挖掘、分析、應用與可視化，形成面向?qū)ｎ}需求的數(shù)據(jù)應用與服務體系，實現(xiàn)漁業(yè)生產(chǎn)大數(shù)據(jù)中心的綜合服務能力和智能決策能力。

2.1 漁業(yè)生產(chǎn)大數(shù)據(jù)采集監(jiān)測網(wǎng)

為推進物聯(lián)網(wǎng)、5G、邊緣計算等技術與漁業(yè)生產(chǎn)領域全面深度融合，漁業(yè)生產(chǎn)大數(shù)據(jù)采集監(jiān)測網(wǎng)通過在水產(chǎn)養(yǎng)殖場、機動漁船、大中型漁港、水產(chǎn)加工流通企業(yè)等設施平臺搭建數(shù)據(jù)采集裝備及系統(tǒng)，形成縱橫互聯(lián)的水產(chǎn)養(yǎng)殖監(jiān)測網(wǎng)、海洋捕撈監(jiān)測網(wǎng)與加工流通監(jiān)測網(wǎng)，并將采集數(shù)據(jù)統(tǒng)一匯聚至各資源調(diào)度分中心，實現(xiàn)漁業(yè)生產(chǎn)大數(shù)據(jù)的實時采集與泛在聚合，提升漁業(yè)生產(chǎn)的智能監(jiān)測、信息遠程采集與應用服務水平。漁業(yè)生產(chǎn)大數(shù)據(jù)采集監(jiān)測網(wǎng)結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2 漁業(yè)生產(chǎn)大數(shù)據(jù)采集監(jiān)測網(wǎng)結(jié)構(gòu)示意圖

2.1.1 水產(chǎn)養(yǎng)殖監(jiān)測網(wǎng) 圍繞水產(chǎn)養(yǎng)殖過程，通過配備水質(zhì)監(jiān)測、智能控制、采集終端、視頻監(jiān)控、氣象站、精準投喂、循環(huán)水控制等數(shù)字化裝備，逐步建立全國水產(chǎn)養(yǎng)殖物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)采集監(jiān)測站點，構(gòu)建智能化養(yǎng)殖環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)，實現(xiàn)養(yǎng)殖環(huán)境參數(shù)的數(shù)字化自動采集控制、預測預警與智能決策。通過設備的組網(wǎng)與數(shù)據(jù)互通，搭建養(yǎng)殖數(shù)據(jù)采集物聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)養(yǎng)殖數(shù)據(jù)的泛在聚合。開展水產(chǎn)養(yǎng)殖物聯(lián)網(wǎng)基礎設施建設，加強水質(zhì)監(jiān)測、無線控制、智能終端等裝備的部署和數(shù)字化改造。同時，建設養(yǎng)殖區(qū)域全景立體視頻監(jiān)控系統(tǒng)，通過水上、水下視頻監(jiān)控設備采集養(yǎng)殖區(qū)及周邊視頻數(shù)據(jù)，對生產(chǎn)現(xiàn)場進行全天候?qū)崟r遠程視頻監(jiān)控、現(xiàn)場定時抓拍、視頻存儲與回放等功能，提升養(yǎng)殖生產(chǎn)科學化生產(chǎn)與管理水平。

2.1.2 海洋捕撈監(jiān)測網(wǎng) 圍繞海洋捕撈過程，針對全國6萬艘12 m以上海洋捕撈漁船，配備電子捕撈日志、船載數(shù)據(jù)采集終端及船載衛(wèi)星終端等設備，實現(xiàn)漁船通信終端的智能化升級以及漁船位置、捕撈漁獲物、水文等數(shù)據(jù)的采集和監(jiān)控。選取全國59座中心漁港及101座一級漁港，逐步建立漁獲物定點上岸監(jiān)測站點，通過配備具有人臉識別、漁船身份識別、環(huán)境預警等具有邊緣計算能力的視頻及據(jù)采集設備，實現(xiàn)對登陸船員、出入港漁船及水域環(huán)境信息的自動識別與預警，達到依港管船、依港管漁獲、依港管人的目的。同時，在漁港周邊區(qū)域，配備小型浮標、氣象站、視頻監(jiān)控、無人機、水下機器人等設備、采集水溫、鹽度、潮汐、溶解氧、酸堿度、氣溫、氣壓、視頻等數(shù)據(jù)，實現(xiàn)漁港水域及陸域水文氣象環(huán)境參數(shù)的實時監(jiān)測與采集。

2.1.3 加工流通監(jiān)測網(wǎng) 圍繞水產(chǎn)品加工流通過程，以水產(chǎn)品加工企業(yè)為樞紐建立數(shù)據(jù)采集監(jiān)測點，形成全國水產(chǎn)品加工流通監(jiān)測網(wǎng)，在水產(chǎn)品加工與流通過程中重點監(jiān)測生產(chǎn)企業(yè)、生產(chǎn)地點、生產(chǎn)方式、生產(chǎn)數(shù)量、產(chǎn)品名稱、加工品種、水產(chǎn)品來源、加工企業(yè)、加工數(shù)量、產(chǎn)品分類、生產(chǎn)許可等數(shù)據(jù)，按照水產(chǎn)品加工大數(shù)據(jù)采集、處理、匯交標準規(guī)范，與加工流通分中心進行縱向互聯(lián)互通，實現(xiàn)水產(chǎn)品加工與流通過程信息的實時采集。

2.2 漁業(yè)生產(chǎn)大數(shù)據(jù)資源調(diào)度分中心

漁業(yè)生產(chǎn)大數(shù)據(jù)資源調(diào)度分中心包括水產(chǎn)養(yǎng)殖分中心、海洋捕撈分中心、加工流通分中心、管理服務分中心和市場監(jiān)測分中心。其中，水產(chǎn)養(yǎng)殖分中心、海洋捕撈分中心、加工流通分中心分別用于匯聚水產(chǎn)養(yǎng)殖監(jiān)測網(wǎng)、海洋捕撈監(jiān)測網(wǎng)和加工流通監(jiān)測網(wǎng)采集的各類數(shù)據(jù)，管理服務分中心用于漁業(yè)漁政政務信息資源整合與互聯(lián)互通建設，市場監(jiān)測分中心利用爬蟲技術定時從互聯(lián)網(wǎng)上采集水產(chǎn)品市場信息。

2.2.1 水產(chǎn)養(yǎng)殖分中心 水產(chǎn)養(yǎng)殖分中心通過大數(shù)據(jù)接入與處理系統(tǒng)，統(tǒng)一接入水產(chǎn)養(yǎng)殖監(jiān)測網(wǎng)各監(jiān)測站點采集養(yǎng)殖品種、苗種、水質(zhì)參數(shù)、氣象參數(shù)、養(yǎng)殖面積、養(yǎng)殖設施設備、養(yǎng)殖藥品、養(yǎng)殖產(chǎn)量、視頻影像等信息，實現(xiàn)多源養(yǎng)殖生產(chǎn)大數(shù)據(jù)的抽取、處理與集成。同時，基于匯聚的水產(chǎn)養(yǎng)殖大數(shù)據(jù)，強化水產(chǎn)養(yǎng)殖物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測體系應用，構(gòu)建集中的數(shù)據(jù)應用與服務系統(tǒng)，包括水產(chǎn)養(yǎng)殖智能評價與服務系統(tǒng)、魚類病害診斷與防治專家系統(tǒng)等，為提高水產(chǎn)品的產(chǎn)值和質(zhì)量提供集中式智能決策服務。

2.2.2 海洋捕撈分中心 海洋捕撈分中心通過大數(shù)據(jù)接入與處理系統(tǒng)，統(tǒng)一接入海洋捕撈監(jiān)測網(wǎng)各監(jiān)測站點采集的漁獲物品種、漁船船名、漁獲量、作業(yè)方式、作業(yè)地點、漁船功率、漁船證件、船員管理、漁港視頻監(jiān)控等信息，實現(xiàn)多源捕撈生產(chǎn)大數(shù)據(jù)的抽取、處理與集成。同時，基于匯聚的海洋捕撈大數(shù)據(jù)，構(gòu)建集中的數(shù)據(jù)應用與服務系統(tǒng)，包括漁業(yè)捕撈生產(chǎn)智能服務系統(tǒng)、捕撈智能化分析與專題應用系統(tǒng)、漁業(yè)捕撈大數(shù)據(jù)可視化展示系統(tǒng)、漁船漁港動態(tài)監(jiān)控與綜合服務系統(tǒng)，形成漁船船位、漁港分布、捕撈生產(chǎn)作業(yè)的動態(tài)分析與可視化展示。

2.2.3 加工流通分中心 加工流通分中心通過大數(shù)據(jù)接入與處理系統(tǒng)，統(tǒng)一接入加工流通監(jiān)測網(wǎng)各監(jiān)測站點采集的生產(chǎn)企業(yè)、生產(chǎn)地點、生產(chǎn)方式、生產(chǎn)數(shù)量、產(chǎn)品名稱、品種及來源、加工企業(yè)、加工數(shù)量、生產(chǎn)許可等信息，實現(xiàn)多源加工流通大數(shù)據(jù)的抽取、處理與集成。同時，基于匯聚的加工流通大數(shù)據(jù)，構(gòu)建集中的數(shù)據(jù)應用與服務系統(tǒng)，包括水產(chǎn)品加工流通過程追溯系統(tǒng)、水產(chǎn)品智能檢測服務系統(tǒng)、水產(chǎn)品市場交易服務系統(tǒng)等，通過數(shù)據(jù)重構(gòu)和應用建模，形成產(chǎn)品質(zhì)量大數(shù)據(jù)，為水產(chǎn)品加工、流通、銷售等環(huán)節(jié)提供全流程可視化服務，提升水產(chǎn)品質(zhì)量與服務水平。

2.2.4 市場監(jiān)測分中心 市場監(jiān)測分中心通過構(gòu)建水產(chǎn)品市場信息采集系統(tǒng)，利用網(wǎng)絡爬蟲算法從互聯(lián)網(wǎng)上定時采集水產(chǎn)品名稱、產(chǎn)量、銷售價格、銷售數(shù)量、批發(fā)市場等信息，采用超鏈接提取、分頁鏈接提取等方法進行標簽提取與解析，并按統(tǒng)一命名規(guī)則進行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換與重標識，形成水產(chǎn)品市場信息大數(shù)據(jù)，并以此開展水產(chǎn)品價格空間分布、趨勢預測及影響因素等應用分析，掌握日常水產(chǎn)品行業(yè)市場發(fā)展變化的規(guī)律和趨勢，為漁業(yè)生產(chǎn)運營及管理提供精細化決策分析服務。

2.2.5 管理服務分中心 管理服務分中心圍繞政務資源整合與互聯(lián)互通方向，建立全國一體化的漁業(yè)漁政政務信息資源互聯(lián)互通與業(yè)務協(xié)同交換中心，實現(xiàn)全國漁業(yè)政務資源的橫向整合與縱向互聯(lián)互通，消除信息孤島。各地區(qū)漁業(yè)主管部門按照統(tǒng)一數(shù)據(jù)接口與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)整合現(xiàn)有漁業(yè)漁政相關業(yè)務信息系統(tǒng)，在資源整合的基礎上建立省級漁業(yè)漁政政務資源調(diào)度中心，形成面向各省的漁業(yè)漁政管理統(tǒng)一對外的服務接口，實現(xiàn)全國漁業(yè)漁政信息系統(tǒng)的互聯(lián)互通，提升漁業(yè)政務管理與服務能力，形成全國漁業(yè)政務資源“一盤棋”的新格局，增強漁業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的政策支撐保障力度。漁業(yè)漁政政務信息資源整合與互聯(lián)互通建設結(jié)構(gòu)如圖3所示。

圖3 漁業(yè)政務資源整合與互聯(lián)互通建設結(jié)構(gòu)圖

2.3 漁業(yè)生產(chǎn)大數(shù)據(jù)主中心

漁業(yè)生產(chǎn)大數(shù)據(jù)主中心重點圍繞漁業(yè)高質(zhì)量發(fā)展需求，基于漁業(yè)生產(chǎn)大數(shù)據(jù)資源調(diào)度分中心匯集的各類數(shù)據(jù)，構(gòu)建全視角框架下的綜合信息資源庫，形成數(shù)據(jù)融合、治理、挖掘、分析、應用與共享一體化的大數(shù)據(jù)支撐平臺，通過開展多元化分析與智能化決策應用等服務，增強漁業(yè)全行業(yè)的數(shù)據(jù)匯集、深度分析及高效決策支持能力。

2.3.1 數(shù)據(jù)標準體系建設 針對數(shù)據(jù)資源調(diào)度分中心匯集的多源異構(gòu)數(shù)據(jù)，建立漁業(yè)生產(chǎn)大數(shù)據(jù)標準體系，形成健全的數(shù)據(jù)管理制度與數(shù)據(jù)對外開放服務制度，數(shù)據(jù)標準體系結(jié)構(gòu)如圖4所示。按照數(shù)據(jù)類別、層次和關系，建立數(shù)據(jù)分級分類目錄，形成數(shù)據(jù)共建、共享、共用的索引，橫向上建立跨層級、跨領域的數(shù)據(jù)資源目錄和數(shù)據(jù)更新維護機制，縱向上建立中央、省、市、縣4級協(xié)同聯(lián)動的數(shù)據(jù)資源目錄和數(shù)據(jù)更新維護機制，形成多渠道、多維度、集成融合、可持續(xù)更新的漁業(yè)生產(chǎn)大數(shù)據(jù)資源。

圖4 漁業(yè)生產(chǎn)大數(shù)據(jù)中心標準體系結(jié)構(gòu)圖

2.3.2 數(shù)據(jù)處理與計算資源池建設 按照漁業(yè)生產(chǎn)大數(shù)據(jù)中心標準體系，集成融合水產(chǎn)養(yǎng)殖、海洋捕撈、加工流通、市場經(jīng)濟、漁業(yè)管理等數(shù)據(jù)資源，基于統(tǒng)一的坐標系統(tǒng)，在空間、時序、比例尺上對漁業(yè)生產(chǎn)大數(shù)據(jù)進行標準化整合、對接、去重、融合、分層，實現(xiàn)三維實景數(shù)據(jù)的管理與應用，為漁業(yè)生產(chǎn)與管理過程提供更直觀、更精準的展示服務。充分整合利用已有計算、存儲、網(wǎng)絡等基礎設施資源，建立分布有序、有機集成、統(tǒng)一服務的資源分配與業(yè)務協(xié)同機制，擴展和強化大數(shù)據(jù)中心的計算與存儲能力，滿足數(shù)據(jù)與應用系統(tǒng)的部署需求。

2.3.3 數(shù)據(jù)管理服務體系 數(shù)據(jù)管理服務體系圍繞整合匯聚的漁業(yè)生產(chǎn)大數(shù)據(jù)，重點開展數(shù)據(jù)存儲管理、數(shù)據(jù)生產(chǎn)加工、數(shù)據(jù)融合治理、數(shù)據(jù)挖掘分析、數(shù)據(jù)共享開放等能力建設，為上層應用系統(tǒng)提供基礎運行支撐。通過將分散、異構(gòu)的服務資源進行聚合，建立統(tǒng)一的訪問入口，實現(xiàn)結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)、非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)及各類應用系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的無縫接入和集成，形成支持信息訪問、傳遞以及協(xié)作的集成化環(huán)境。同時，建設漁業(yè)生產(chǎn)大數(shù)據(jù)產(chǎn)品服務體系，打造分級分類的數(shù)據(jù)專題產(chǎn)品，形成面向特定需求和領域的特色服務，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的創(chuàng)新應用與成果發(fā)布。通過數(shù)據(jù)知識服務能力建設，提供人工智能開發(fā)、知識圖譜、知識計算、自然語言處理等服務，為海量異構(gòu)信息提供快速、準確的檢索及知識發(fā)現(xiàn)服務。

2.3.4 數(shù)據(jù)決策分析體系 數(shù)據(jù)決策分析體系重點圍繞水產(chǎn)養(yǎng)殖智能化評價與服務、漁船軌跡大數(shù)據(jù)挖掘、漁船行為模式識別、捕撈作業(yè)時空分析、漁情漁區(qū)動態(tài)預測分析、資源環(huán)境與評估、病害災害預警與評價、漁業(yè)管理與漁業(yè)生產(chǎn)決策分析等主題，創(chuàng)新數(shù)據(jù)應用模式，為漁業(yè)生產(chǎn)、管理、科學研究等領域提供融合分析與智能決策服務，提升現(xiàn)代漁業(yè)科技創(chuàng)新能力?；诙嗲啦杉乃a(chǎn)養(yǎng)殖、漁業(yè)資源、捕撈漁獲、水產(chǎn)品加工流通、海洋環(huán)境、市場價格分布預測等專題數(shù)據(jù)，利用數(shù)據(jù)挖掘、機器學習、模型運算、趨勢預測等技術，構(gòu)建基于數(shù)據(jù)融合的智能分析模型，為持續(xù)開展跟蹤、監(jiān)測、定期評估和分析研究漁業(yè)生產(chǎn)與管理活動形勢提供數(shù)據(jù)支撐和技術保障。通過構(gòu)建覆蓋全國的“整體聯(lián)動、部門協(xié)同、信息共享、一網(wǎng)辦理”的漁業(yè)漁政綜合管理服務平臺，形成面向管理部門、研究機構(gòu)、生產(chǎn)企業(yè)及社會工作的綜合性管理與服務系統(tǒng)，為中國漁業(yè)高質(zhì)量發(fā)展提供智能化、精準化和個性化的決策分析服務。

3 大數(shù)據(jù)助推漁業(yè)高質(zhì)量發(fā)展實施路徑分析

以國內(nèi)漁業(yè)高質(zhì)量發(fā)展為出發(fā)點，漁業(yè)生產(chǎn)大數(shù)據(jù)中心采用中央、省、市、縣建設相結(jié)合的方式進行，如圖5所示。其中，“三網(wǎng)”主要完成漁業(yè)生產(chǎn)大數(shù)據(jù)的采集、傳輸與匯交工作，采取頂層設計、分級實施的方式進行建設，由中央部門統(tǒng)一制定建設標準和建設內(nèi)容，各省、市、縣按照統(tǒng)一要求進行建設?！傲行摹敝饕瓿蓾O業(yè)生產(chǎn)大數(shù)據(jù)的接入、匯聚、融合、分析與展示工作，采取中央統(tǒng)一實施的方式進行建設。

圖5 漁業(yè)生產(chǎn)大數(shù)據(jù)中心規(guī)劃布局示意圖

養(yǎng)殖監(jiān)測網(wǎng)、捕撈監(jiān)測網(wǎng)及加工監(jiān)測網(wǎng)根據(jù)中央統(tǒng)一制定的建設標準框架，構(gòu)建養(yǎng)殖、捕撈、加工大數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，通過數(shù)據(jù)互聯(lián)互通，將“三網(wǎng)”數(shù)據(jù)按統(tǒng)一標準與各分中心實現(xiàn)互聯(lián)互通。養(yǎng)殖監(jiān)測網(wǎng)主要布局在全國30個沿海及內(nèi)陸?。▍^(qū)、直轄市），范圍覆蓋1000個省級以上原良種場和5000個國家級水產(chǎn)健康養(yǎng)殖示范場，由各省負責組織水產(chǎn)養(yǎng)殖大數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)建設。捕撈監(jiān)測網(wǎng)主要布局在沿海11個省、區(qū)的59座中心漁港及101座一級漁港，范圍覆蓋渤海、黃海、東海、南海近海區(qū)域，由各省負責組織海洋捕撈大數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)建設。加工監(jiān)測網(wǎng)主要布局在全國30個沿海及內(nèi)陸?。▍^(qū)、直轄市），范圍覆蓋2500個以上的水產(chǎn)加工流通企業(yè)，由各省負責組織加工流通大數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)建設。

水產(chǎn)養(yǎng)殖分中心、海洋捕撈分中心、加工流通分中心、市場監(jiān)測分中心、管理服務分中心及漁業(yè)生產(chǎn)大數(shù)據(jù)主中心由中央統(tǒng)籌規(guī)劃進行建設。其中，水產(chǎn)養(yǎng)殖分中心、海洋捕撈分中心、加工流通分中心分別實現(xiàn)養(yǎng)殖監(jiān)測網(wǎng)、捕撈監(jiān)測網(wǎng)和加工監(jiān)測網(wǎng)采集數(shù)據(jù)的統(tǒng)一匯聚。市場監(jiān)測分中心利用先進的網(wǎng)絡爬蟲算法，實現(xiàn)水產(chǎn)品種類、產(chǎn)量、價格等數(shù)據(jù)的匯聚與展示。管理服務分中心將已有各類漁業(yè)政務信息系統(tǒng)分批次進行遷移整合，實現(xiàn)漁業(yè)管理數(shù)據(jù)的統(tǒng)一匯聚與分析。漁業(yè)生產(chǎn)大數(shù)據(jù)主中心依托中央已有基礎設施，統(tǒng)籌實現(xiàn)養(yǎng)殖、捕撈、加工、市場、管理等大數(shù)據(jù)資源的融合、應用與共享。

4 結(jié)語

在數(shù)據(jù)科學時代，漁業(yè)高質(zhì)量發(fā)展越來越依賴于海量漁業(yè)生產(chǎn)大數(shù)據(jù)提供的智能分析與決策服務，漁業(yè)生產(chǎn)大數(shù)據(jù)已成為中國漁業(yè)發(fā)展的重要戰(zhàn)略資源，漁業(yè)生產(chǎn)大數(shù)據(jù)中心作為漁業(yè)生產(chǎn)大數(shù)據(jù)的重要載體，是實現(xiàn)現(xiàn)代化水產(chǎn)養(yǎng)殖、海洋捕撈、水產(chǎn)品加工流通的重要基石和保障。本研究通過分析漁業(yè)生產(chǎn)大數(shù)據(jù)的特點和應用需求、漁業(yè)生產(chǎn)大數(shù)據(jù)中心的標準體系結(jié)構(gòu)，提出了內(nèi)容覆蓋數(shù)據(jù)采集、傳輸、存儲、應用全鏈路的漁業(yè)生產(chǎn)大數(shù)據(jù)中心體系架構(gòu)，明確了漁業(yè)生產(chǎn)大數(shù)據(jù)采集監(jiān)測網(wǎng)、資源調(diào)度分中心和數(shù)據(jù)主中心的建設方案，為進一步具體開展?jié)O業(yè)生產(chǎn)大數(shù)據(jù)中心建設指明建設思路。為加強漁業(yè)大數(shù)據(jù)的采集、傳輸、匯聚、存儲、融合、分析與服務能力，充分發(fā)揮大數(shù)據(jù)引領漁業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的作用，筆者設計了由水產(chǎn)養(yǎng)殖監(jiān)測網(wǎng)、海洋捕撈監(jiān)測網(wǎng)、加工流通監(jiān)測網(wǎng)、水產(chǎn)養(yǎng)殖分中心、海洋捕撈分中心、加工流通分中心、市場監(jiān)測分中心、管理服務分中心及漁業(yè)生產(chǎn)大數(shù)據(jù)主中心構(gòu)成的漁業(yè)生產(chǎn)大數(shù)據(jù)工程體系，制定了漁業(yè)生產(chǎn)大數(shù)據(jù)中心的總體目標、規(guī)劃布局與實施路徑，為提升漁業(yè)生產(chǎn)、管理、科研等信息的融合分析能力與智能決策能力提供從頂層設計依據(jù)。分析表明，漁業(yè)生產(chǎn)大數(shù)據(jù)建設要運用分布式架構(gòu)與全產(chǎn)業(yè)鏈思維，逐步完善數(shù)據(jù)采集站點與各級數(shù)據(jù)中心的聯(lián)動機制，建立漁業(yè)主管部門、科研機構(gòu)及生產(chǎn)企業(yè)等多主體協(xié)作的運營模式，形成漁業(yè)生產(chǎn)過程動態(tài)監(jiān)測與態(tài)勢感知能力，實現(xiàn)對漁業(yè)生產(chǎn)活動的全時全域立體化監(jiān)測。同時，按照“標準先行、數(shù)據(jù)驅(qū)動、精準治理”原則，圍繞漁船軌跡大數(shù)據(jù)挖掘、漁船行為模式識別、捕撈作業(yè)時空分析、漁情漁區(qū)動態(tài)預測分析、資源環(huán)境與評估、病害災害預警與評價、漁業(yè)資源管理與漁業(yè)生產(chǎn)決策分析等方向，利用數(shù)據(jù)集成、機器學習、人工智能等前沿信息技術，構(gòu)建基于數(shù)據(jù)融合的智能分析模型，創(chuàng)新數(shù)據(jù)分析模式，為漁業(yè)生產(chǎn)、管理和科學研究等領域提供智能分析與決策服務，進一步提升現(xiàn)代漁業(yè)科技創(chuàng)新能力

漁業(yè)生產(chǎn)大數(shù)據(jù)中心涉及漁業(yè)數(shù)據(jù)的采集、傳輸、處理、存儲和應用等方面的內(nèi)容，可貫穿漁業(yè)生產(chǎn)、加工、流通、交易與消費等產(chǎn)業(yè)鏈，滲透和覆蓋到所有支撐漁業(yè)發(fā)展的技術裝備和設施，更能滿足漁業(yè)水域遠離大陸、環(huán)境復雜情況下對捕撈、養(yǎng)殖、加工、管理等生產(chǎn)作業(yè)的需求，是實現(xiàn)現(xiàn)代化漁業(yè)系統(tǒng)性科技創(chuàng)新的重要手段。隨著數(shù)字化裝備在水產(chǎn)養(yǎng)殖、海洋捕撈以及加工經(jīng)營等領域的不斷推廣應用，漁業(yè)領域所能獲取數(shù)據(jù)資源急劇增長，國內(nèi)外圍繞養(yǎng)殖、捕撈、科學研究等方面已初步構(gòu)建了覆蓋一定區(qū)域的數(shù)據(jù)中心，如聯(lián)合國糧食及農(nóng)業(yè)組織成立的漁業(yè)和水產(chǎn)養(yǎng)殖數(shù)據(jù)中心、美國國家海洋和大氣管理局成立的6個漁業(yè)科學分中心以及中國水產(chǎn)科學研究員建立的漁業(yè)科學數(shù)據(jù)平臺，但尚未提出可以覆蓋從數(shù)據(jù)采集、傳輸?shù)綌?shù)據(jù)存儲、應用全鏈路的系統(tǒng)性漁業(yè)生產(chǎn)大數(shù)據(jù)中心的總體框架。相比之下，在與漁業(yè)緊密相關的海洋領域，已形成了集數(shù)據(jù)采集、傳輸、應用一體化的國家級觀測數(shù)據(jù)中心，如美國國家科學基金會于2016年啟動的大型海底觀測計劃，在美國近海海岸布放了近千套數(shù)據(jù)采集設備，通過衛(wèi)星和海底光纜與陸地網(wǎng)絡進行連接，將數(shù)據(jù)從海上傳輸?shù)綌?shù)據(jù)中心，實現(xiàn)從海底到海面的全方位立體觀測，為氣候相互作用、生物地球化學循環(huán)、大洋環(huán)流、海氣交換等科學問題提供基礎觀測數(shù)據(jù)[29]。中國科學院聲學研究所著手推進國家海底科學觀測網(wǎng)建設，并與岸上數(shù)據(jù)中心進行互聯(lián)，形成海陸一體化的綜合性海洋觀測大數(shù)據(jù)中心，為東海和南海的基礎科學問題研究提供長期的數(shù)據(jù)服務[30]。就世界范圍來看，與其他行業(yè)相比，漁業(yè)行業(yè)的總體信息化程度還處于相對落后狀態(tài)，但信息化服務與漁業(yè)生產(chǎn)、經(jīng)營、加工、管理等實際生產(chǎn)環(huán)節(jié)相融合是大勢所趨，漁業(yè)大數(shù)據(jù)工程正在不斷從各行各業(yè)吸取經(jīng)驗。中國漁業(yè)生產(chǎn)大數(shù)據(jù)資源建設起步較晚，與國外發(fā)達國家相比還有一定差距，存在著規(guī)模小、數(shù)據(jù)資源的深度和廣度不夠、數(shù)據(jù)服務能力薄弱、數(shù)據(jù)資源利用率不高、缺乏相關標準規(guī)范等問題，各類漁業(yè)信息系統(tǒng)之間由于缺乏統(tǒng)一的建設標準，以致異構(gòu)的信息系統(tǒng)及數(shù)據(jù)難以融合利用。因此，為助力漁業(yè)高質(zhì)量發(fā)展，迫切需要構(gòu)建面向漁業(yè)大數(shù)據(jù)采集、傳輸和應用的綜合信息服務體系，數(shù)據(jù)采集方面應加強傳感器裝備在漁業(yè)生產(chǎn)領域的研發(fā)與推廣，數(shù)據(jù)傳輸方面應加強海上信息傳輸速率與傳輸距離，數(shù)據(jù)應用方面應強化漁業(yè)生產(chǎn)大數(shù)據(jù)資源的集聚利用和融合分析，漁業(yè)生產(chǎn)大數(shù)據(jù)中心建設應采取全面布局、循序漸進的思路，把握技術發(fā)展趨勢，以超前意識布局未來漁業(yè)信息化市場，搶占漁業(yè)大數(shù)據(jù)發(fā)展應用的先機。