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摘要：隨著信息技術的應用日益廣泛，農業(yè)現(xiàn)代化需要信息技術與農業(yè)生產過程的深度融合，大數(shù)據(jù)挖掘技術和可視化技術在武梅農業(yè)合作社數(shù)據(jù)分析中的應用，可以提高武梅農業(yè)合作社的運作效率，降低生產經營成本，為消費者提供更優(yōu)質農產品服務。

關鍵詞：農業(yè)合作社；大數(shù)據(jù)；可視化

1武梅農業(yè)合作社現(xiàn)狀

農業(yè)合作社是以農民為主體、家庭為單位，通過提供農產品銷售、加工、運輸、貯藏等與經營有關的服務來實現(xiàn)成員互助目的的經濟性組織。根據(jù)有關數(shù)據(jù)統(tǒng)計，截至2019年10月，全國有220.3萬家依法登記的農業(yè)合作社，農業(yè)合作社總體數(shù)量較2009年初期增長近9倍。淮安市武梅農業(yè)合作社起源于1987年共產黨員劉桂蘭自費到蘇南取經，學習農業(yè)集約化經營的經驗，進行辣椒制種，逐步發(fā)展壯大。合作社成立以來，分別被評為“全國科普惠農興村先進單位”“淮安市先進農民合作組織”“淮安市合作示范社”“全國示范合作社”“巾幗示范基地”。2010年合作社的二代領導人獲得“淮安市三八紅旗手”稱號，2014年獲得“全國三八紅旗手”稱號，2015年獲得“江蘇帶頭致富優(yōu)秀企業(yè)家”稱號。第三代接班人轉向網(wǎng)絡銷售和網(wǎng)下訂購，種植40多種瓜果蔬菜，為“陶氏果業(yè)”“大熊水果店”和30多家大型水果店供應水果。2012年合作社整合建立了“農產品質量安全溯源系統(tǒng)”，且成功注冊了“武梅”牌西瓜商標，并先后于2014年、2015年獲得“淮安市知名商標”“江蘇省著名商標”和“綠色產品證書”等榮譽，“武梅西瓜”銷往上海、北京、徐州等地。在現(xiàn)代社會，隨著科學和信息技術的快速發(fā)展，大數(shù)據(jù)技術越來越成熟，與人們的生活聯(lián)系越來越緊密。在這樣的大環(huán)境中，各行各業(yè)都利用大數(shù)據(jù)來擴大經營范圍。但就目前而言，農業(yè)合作社由于其本身的特性，和大數(shù)據(jù)技術融合度不高。雖然有相應的網(wǎng)絡銷售方式，但隨著農業(yè)合作社的逐步擴大，在合作社實際運行過程中，信息收集方面缺乏相應機制，信息技術應用能力低下，無法及時掌握行業(yè)的變化，產品調節(jié)滯后，產品反饋機制有待提高，難以發(fā)揮合作社的綜合效益等。

2已有的研究

數(shù)字化已滲透到農業(yè)產業(yè)鏈中，在農業(yè)大數(shù)據(jù)的應用中，美國農業(yè)部通過龐大、完整的農業(yè)信息體系，及時、準確地收集、整理和發(fā)布信息，不僅影響本國的農業(yè)生產，還對世界上其他農業(yè)大國的農業(yè)生產和農民收入產生影響[1]；韓國以傳感器和網(wǎng)絡為基礎的大數(shù)據(jù)收集和體系化的農業(yè)生產系統(tǒng)、植物工廠技術是其主要的農業(yè)生產技術[2]。《中華人民共和國國民經濟和社會發(fā)展第十四個五年規(guī)劃和2035年遠景目標綱要》提出，加快構建全國一體化大數(shù)據(jù)中心體系，建設若干國家樞紐節(jié)點和大數(shù)據(jù)中心集群，加快發(fā)展智慧農業(yè)。我國農業(yè)大數(shù)據(jù)技術與應用發(fā)展較快，“天空地”大數(shù)據(jù)獲取、大數(shù)據(jù)建模分析預測、數(shù)據(jù)驅動智慧決策等取得較大進展，大數(shù)據(jù)應用正向農業(yè)全產業(yè)鏈全過程覆蓋[3]。在農業(yè)大數(shù)據(jù)的研究中，通過采集各種農業(yè)統(tǒng)計數(shù)據(jù)，運用數(shù)據(jù)挖掘技術對農業(yè)生產和經營提出指導性建議。隨著物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)和人工智能時代的到來，基于信息流動態(tài)監(jiān)測的農業(yè)全產業(yè)鏈的數(shù)據(jù)經濟將呈現(xiàn)快速發(fā)展態(tài)勢。農業(yè)大數(shù)據(jù)工作，要突出品種導向，聚焦水稻、小麥、玉米、大豆、棉花、油菜籽、糖料、橡膠、蘋果、柑橘、茶葉、蔬菜、生豬、牛羊、魚類等重要農產品，進行重要農產品全產業(yè)鏈大數(shù)據(jù)建設，構建包括生產、消費、貿易、價格、成本、收益的重要農產品單品種大數(shù)據(jù)資源，實現(xiàn)重要農產品全程大數(shù)據(jù)管理[4]。SwatiHira和P.S.Deshpande（2015）[5]構筑農業(yè)參數(shù)、環(huán)境特性、地理特性等全方位分析、統(tǒng)計分析，進行相關數(shù)據(jù)的全方位使用模型和數(shù)據(jù)挖掘技術的多維分析。楊凌雯（2016）[6]針對農業(yè)信息網(wǎng)站缺乏對數(shù)據(jù)進行動態(tài)的分析和預測功能，構建基于數(shù)據(jù)挖掘的智慧農業(yè)生產系統(tǒng)，以算法為核心，實現(xiàn)地力等級分析和產量預測等功能。徐勇（2017）[7]分析了農業(yè)大數(shù)據(jù)平臺的主要技術，搭建了具有挖掘功能的大數(shù)據(jù)平臺，使用多維數(shù)據(jù)的可視化技術，實現(xiàn)平臺的可視化功能。黃文秀（2018）[8]根據(jù)我國農業(yè)數(shù)據(jù)多維動態(tài)、不完整和不確定性等特點，將NET、C#、Web服務和SQLServer技術結合起來，開發(fā)基于Web農產品市場數(shù)據(jù)挖掘系統(tǒng)，為企業(yè)決策者提供有價值的知識信息。侯亮等（2018）[9]認為現(xiàn)代農業(yè)發(fā)展過程中出現(xiàn)了大量非關系型、非結構化數(shù)據(jù)，大數(shù)據(jù)環(huán)境下的數(shù)據(jù)挖掘技術能夠挖掘出有助于探索農業(yè)信息潛在的相關性和規(guī)律，并根據(jù)農業(yè)大數(shù)據(jù)的特征構建了Hadoop的農業(yè)大數(shù)據(jù)挖掘系統(tǒng)。張澤等（2019）[10]認為農業(yè)大數(shù)據(jù)應用將推動生產和銷售一體化、推動農業(yè)生產鏈各個環(huán)節(jié)的銜接，對利用互聯(lián)網(wǎng)信息技術完善農業(yè)管理結構、優(yōu)化農業(yè)信息化模式、普及農業(yè)種植技術、改善種植環(huán)境具有關鍵作用。肖朋和（2019）[11]認為農業(yè)生產過程中的物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算、人工智能等技術普及和應用，產生了海量數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)結構不盡相同。從海量數(shù)據(jù)到可用信息的轉換需要進行大量的統(tǒng)計分析和數(shù)據(jù)挖掘，設計基于web的農業(yè)數(shù)據(jù)挖掘系統(tǒng)，從大量、不完全、有噪聲、模糊和隨機的數(shù)據(jù)中提取有效的信息，通過可視化顯示，協(xié)助用戶進行農業(yè)生產決策。孟國慶（2020）[12]利用網(wǎng)絡爬蟲技術抓取數(shù)據(jù)，實現(xiàn)多源數(shù)據(jù)采集，在數(shù)據(jù)整合的基礎上，進行影響因子篩選，結合網(wǎng)絡開發(fā)技術，利用djangoWeb框架進行設計，實現(xiàn)農業(yè)統(tǒng)計數(shù)據(jù)挖掘和可視化系統(tǒng)。JieWang等（2016）[13]針對大部分農業(yè)數(shù)據(jù)分散在不同信息系統(tǒng)中的現(xiàn)狀，采用JSoup技術構建一個用于農業(yè)數(shù)據(jù)的Web爬蟲系統(tǒng)，對數(shù)據(jù)進行有關挖掘和回歸分析，為用戶提供有價值的信息，提高數(shù)據(jù)深度處理能力。顧穎和祁小敏（2020）[14]構建一種基于GIS的南京市農業(yè)大數(shù)據(jù)可視化平臺，平臺可以根據(jù)用戶需求準確聚類南京市農業(yè)數(shù)據(jù)，運用可視化操作界面進行反饋。劉海燕等（2021）[15]根據(jù)新疆不同地區(qū)及不同成熟度的棉花種植分區(qū)，建立我國典型棉田生態(tài)系統(tǒng)的微生物數(shù)據(jù)庫，建成包含土壤微生物多樣性的可視化分析流程。綜上所述，數(shù)據(jù)挖掘技術為農業(yè)生產發(fā)展和技術創(chuàng)新起到重大作用。常用的數(shù)據(jù)挖掘方法有關聯(lián)規(guī)則、主成分分析法、灰色預測等。數(shù)據(jù)挖掘技術通過將挖掘算法和計算機技術結合，利用各種編程語言進行數(shù)據(jù)處理，挖掘信息，可以在海量數(shù)據(jù)中快速高效地獲取各種有用信息，還可以采用可視化手段展示挖掘結果以便于使用。對農業(yè)大數(shù)據(jù)的挖掘和可視化應用在農業(yè)生產、銷售等過程中的研究越來越具體、深入大數(shù)據(jù)技術與傳統(tǒng)農業(yè)的結合符合實踐發(fā)展的要求。

3武梅農業(yè)合作社可視化應用優(yōu)勢

數(shù)據(jù)可視化涉及數(shù)據(jù)圖像化創(chuàng)建與展示，可用任何可用的技術和手段來制作圖表、圖片或動畫以進行交流、溝通，具體表現(xiàn)為統(tǒng)計圖形、圖表、信息表和其他工具的形式。目前，農產品企業(yè)利用互聯(lián)網(wǎng)進行生產、銷售、運作已成為常態(tài)，越來越多的企業(yè)通過數(shù)據(jù)可視化應用來節(jié)約成本，尋求利潤增長點，提高市場占有率。經過調研分析，淮安市武梅農業(yè)合作社可視化應用水平較低，數(shù)據(jù)分析利用效率低，知名度不高。武梅農業(yè)合作社通過收集、整理、分析用戶消費數(shù)據(jù)，利用可視化分析，可以獲得下列優(yōu)勢。（1）供求趨于平衡。通過對比市場動態(tài)和用戶消費數(shù)據(jù)，進行相應預測，根據(jù)客戶需求調整農產品種植種類，使得農產品供求在季節(jié)、供求量上趨于一致。（2）有利于拓展營銷渠道，擴大市場占有率。運用可視化技術可以根據(jù)客戶的需求進行相應的促銷活動，提高市場占有率，擴大利潤空間。（3）改善服務，提高服務質量。利用可視化技術，更加及時準確地預測客戶需求變化，進行數(shù)據(jù)挖掘分析，積極改善服務，提高售前、售中、售后全流程服務質量。（4）有利于武梅農業(yè)合作社回饋社會。根據(jù)盈利狀況的可視化分析，武梅農業(yè)合作社盡可能雇傭農村閑散人員，充分利用農業(yè)生產的季節(jié)性特點，以散工形式增加當?shù)剞r民經濟收入，銷售有余的農產品免費分發(fā)給有需要的群體。

4武梅農業(yè)合作社可視化設計

武梅農業(yè)合作社采用瀏覽器、服務器，用戶界面通過WWW瀏覽器實現(xiàn)，采用開源MySQL數(shù)據(jù)庫進行數(shù)據(jù)存儲，利用爬蟲技術抓取數(shù)據(jù)，采用ECharts展示爬取到的大量農業(yè)數(shù)據(jù)和其他銷售、訂單數(shù)據(jù)。武梅農業(yè)合作社可視化設計具有農產品市場趨勢的可視化、銷售數(shù)據(jù)的可視化和消費者偏好的可視化功能。除了功能需求以外，非功能需求分析包括性能需求、安全性、可維護性、可拓展性、可靠性、易用性等，這些特性影響系統(tǒng)能否持續(xù)、穩(wěn)定、高效地提供服務。在數(shù)據(jù)整理和抽取過程中，從服務器端獲取網(wǎng)頁URL，URL的獲得途徑有從客戶端獲得已形成的解析網(wǎng)站和獲得更新的URL兩種方式。根據(jù)所獲取的URL鏈接網(wǎng)頁，獲取網(wǎng)頁源代碼，再獲取網(wǎng)頁源代碼中標簽、空格等內容，形成XML文檔。在爬取某些網(wǎng)頁時，需要注意一些網(wǎng)頁在設計時特意進行了防止惡意采集信息的反爬蟲設置。因此需要設置Headers信息去模擬瀏覽器進行訪問，在數(shù)據(jù)公開的網(wǎng)站爬取數(shù)據(jù)時，不需要設置Headers信息。在農產品市場趨勢的可視化設計中，選用中華人民共和國農業(yè)農村部官網(wǎng)，其網(wǎng)站上公開全國各地農產品價格。確定好數(shù)據(jù)爬取的網(wǎng)站和數(shù)據(jù)的關鍵詞后，對其URL對應的網(wǎng)站進行內容的抓取，遍歷整個網(wǎng)頁的html代碼，尋找需要的數(shù)據(jù)信息，包括產品名稱、生產地名稱、產品規(guī)格、產品單位、最高價格、最低價格、均價等。完成數(shù)據(jù)爬取后，將抓取的內容進行簡單的處理并保存到本地文件中，在數(shù)據(jù)庫設計完成后，將爬取的數(shù)據(jù)內容清洗、整理后放置到數(shù)據(jù)庫中。在可視化具體模塊設計中梳理需求后，根據(jù)展示內容，列出所有需要的數(shù)據(jù)。武梅農業(yè)合作社數(shù)據(jù)可視化展示的內容如表1所示。在總體設計中，系統(tǒng)進入界面，登錄初始界面后，在信息一欄中點擊產品名稱，即可進入價格趨勢可視化展示界面。以圖1和圖2為例，比較了草莓、無花果、蘿卜這三種農作物在2020年3個月內銷售量和單價變化趨勢。根據(jù)趨勢圖，武梅農業(yè)合作社可以及時調整種植產品和種植量，減少潛在風險帶來的損失。

5結束語

數(shù)據(jù)挖掘技術、可視化技術與傳統(tǒng)行業(yè)的融合日益深入，農業(yè)現(xiàn)代化離不開信息技術的應用，農產品數(shù)據(jù)具有獨特的特點，也有數(shù)據(jù)的共性。有效挖掘數(shù)據(jù)隱藏信息，提煉出有價值的知識信息，可以提高農業(yè)企業(yè)的生產效益和決策效率。在后期研究中，可以從自然條件、企業(yè)發(fā)展水平等方面建立多因素預測模型，對各種作物的種植面積進行預測，從供給側角度優(yōu)化種植結構，采用完全集成的方式構建出“預測—種植—銷售”一體化模型。

作者:朱洪云 王金兵 單位:淮陰工學院