大数据帮助改善全球水和粮食安全的8种方式

大数据正在改变农业，而且来得正是时候。对食物的需求预计会在2050年翻一番随着世界人口接近90亿，不断增长的收入使更多的人能够负担得起更好的饮食。缺水是增加粮食产量的一个关键制约因素，特别是在干旱和气候变化的其他后果使水资源更加稀缺的情况下。

为了帮助解决这一巨大挑战，农业和水利界正在利用大数据提高粮食产量，同时减少对水资源的压力。来自世界各地的专家本周齐聚西雅图粮食用水全球会议讨论如何在农业中利用这一数据革命。主办的内布拉斯加大学的Robert B. Daugherty食品水研究所会议与比尔和梅琳达·盖茨基金会合作，重点关注动员大数据来改善全球水和粮食安全。

考虑到这一点，以下是大数据帮助创建一个更加水和粮食安全的世界的8种方式。

1.卫星图像和数据

卫星收集了全球和地方范围内使用的大量数据。例如，卫星可以追踪大气模式、降水和洋流。结合天气数据，研究人员使用卫星数据开发更好的预测和风险管理工具，帮助内布拉斯加州或埃塞俄比亚的农民做出更好的决定，并帮助政府更好地规划干旱和洪水。卫星数据还可以用于定位局部地区，以精确地绘制景观图、分析土壤或评估作物产量，以及其他许多用途。

2.地下水监测

在全球范围内，农业消耗了70%的淡水，主要用于灌溉，地下水是灌溉用水的主要来源。关于含水层条件、地下水提取和其他指标的数据对于水资源管理人员防止灾难性的含水层枯竭至关重要。尽管用水表来规范用水是不受欢迎的——最近在加利福尼亚州执行新的地下水管理规则-尽管内布拉斯加州拥有全国最多的灌溉面积，但它已经成功地在该地区使用了40多年，以帮助维持地下水水平。

3.查看优势

如今，大多数人都熟悉无人机在军事以外的潜力。在农业在美国，无人机将帮助农民、水资源管理人员和研究人员深入其他地方。它们可以捕捉整个田地的图像，并可以放大单个叶子来确定植物的状况。研究人员正在开发无人机，不仅可以捕捉图像，还可以与环境进行实际互动，采集树叶样本、收集水样、测量作物高度或对单个植物施用除草剂。

相机——以及处理海量数据文件的能力——为我们提供了看待世界的新视角。举个例子，内布拉斯加大学林肯分校的普拉特盆地时间间隔项目沿着普拉特河流域的整个长度放置了40多个相机，从科罗拉多落基山脉源头经过内布拉斯加到密苏里河。这些相机每天白天都拍一张照片。可视化的时间轴让科学家、资源管理人员和公众更好地了解农业、市政供水、地质过程、恢复项目和其他活动对流域的影响，从而改善流域管理。

4.精准农业

精准农业颠覆了农民作为低技术传统主义者的刻板印象。今天，从配备gps的拖拉机到遥控甚至自动灌溉系统正将农业转变为高科技产业。

放置在田间的水传感器可以实时监测土壤湿度，帮助农民决定何时灌溉以及灌溉多少。将这些信息输入计算机控制的灌溉系统，就能实现精确的用水，而不是在整个农田中使用单一数量的水。

在另一个例子中，配备了计算机的联合企业在收获期间收集数据，以创建详细的产量图，用于创建一个精确的肥料配方和其他投入，以提高下一年的生产率。这些进步转化为使用更少的水和能源获得更高的产量。而且，值得庆幸的是，农业的高科技性质也吸引着年轻人重返农业。

5.全球地图册

世界上哪些地方有能力生产更高、更稳定的产量?哪些流域正在干涸，为什么?研究人员正在收集和分析卫星、大气、地面和历史数据，以创建地图工具和模型，帮助政府和其他方面改善农业和节水。

例如,全球产量差距和水生产力图集，该项目确定了世界各地不同作物的实际产量和潜在产量之间存在巨大差距的现有农田。该地图集估计了全球产量趋势和粮食安全，以便进行全球分析，也许更重要的是，它有助于个别国家确定生产潜力，以改进政策，更好地为资源分配和贸易机会制定战略。

6.区域映射

各国正在开展自己的大数据项目，以更好地规划未来。例如，斯里兰卡最近开始绘制其许多主要河流流域的地图，并对气候风险进行建模，以制定一项全面的洪水和干旱缓解计划。在多米尼加共和国，我参与了一个项目，该项目创建了该国整个灌溉地产的空间数据库。这些数据使水资源管理人员能够更好地维护该国广泛的灌溉渠系统，节约用水，并在用水者之间创造公平。

7.智能手机

大数据分析和建模甚至可以覆盖偏远地区的自给农民。在撒哈拉以南非洲和其他地方的贫困农村地区，由于电话服务和道路不足而长期与世隔绝的许多农民都有手机。他们现在可以获得天气预报和市场信息，以作出更好的决策、管理资金和发展更广泛的支持网络，从而改善生计以及当地的水和粮食安全。

8.研究进展

科学是由数据驱动的。更强大的数据收集和计算能力使研究人员能够开发抗旱作物品种，更好地了解气候变化，并创建模型，帮助我们了解前进的风险和机遇，以及其他研究目标。

大量数据流入农业，为在不损害有限水资源的情况下增加粮食生产创造了无数机会。但要确保数据有效地流向最需要它的人，仍面临许多挑战。

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