改善農業與糧食發展的新觀念 Open data應用 - 農業知識入口網

前言
全球社經趨勢瞬息萬變，2050年世界人口會增至90億人左右，全球對糧食、飼料和纖維的需求也會加倍，同樣地有饑荒風險的人口也從2005年8.81億增至10億。對農業而言，必須跟都市競爭土地和水，還要挑戰其他危機，如緩解氣候變遷、保護自然棲地、保護瀕臨絕種動物和增加生物多樣性等，尤以氣候變遷讓農業從事者更難以傳統的方式、憑藉著以前習慣的模式栽種作物和飼養牲畜，也由於天氣無規則可循，又難以取得市場資訊和貸款，對於物價波動手足無措，更無法準確規劃相關經濟行為。

由於資通訊技術的突破，全球資料基礎設施亦逐漸完善，加上創新商業模式和全球化，Open data將是未來趨勢主流。Open data的重要性在於資料的開放性即可取得性，如開放資料對農業部門的貢獻，就是作為農民的工具，市面上有各種針對開放資料的軟體和服務，可協助農民瞭解蟲害、天氣預報、作物生長和市場價格等相關議題，一旦農民享有更準確、更方便取用的市場資訊，就能確保糧食商品市場正常運轉。因此許多Open data計畫正在發揮這項潛能，先從建檔資料、研擬資料標準和擴充資料容量為起點，其主要的效包括：1. 提升決策的效率和效力；2. 刺激創新讓利益關係人獲益；3. 提升透明度、促進組織和部門改革。對科技發展而言，未來能從資料層面來投資，將有助於提升農業的整體發展。
英國政府在Open data 的開放與執行成效領先歐洲各國，值得我國學習，本文分享由英國開放資料研究院（Open data Institute）執行全球農業暨營養之Open data計畫（Global Open data for Agriculture and Nutrition, GODAN）有關農業應用的個案，以說明Open data如何貢獻於農業、糧食生產和消費之各個階段，例如協助乾旱的加州妥善管理水資源、協助非洲農民預測動物疾病的爆發、協助消費者避免食物的有害過敏原，前述可顯示Open data已逐漸成為政策制定者、產業界、農民和消費者的重要決策工具。

Open data與大數據的差異性
Open data闡述資料的開放性與無限制性，可被不受限制的取用，資料本身也可讓儀器做判讀以及修正，大數據則是著重於分析得到不同樣貌的結果，產生另外一種價值得以應用。

Open data計畫的運作與特色
英國開放資料研究院（Open data Institute），為達成改善農業暨營養目標，針對Open data計畫，研擬下列五個執行步驟：
● 邀請Open data社群的參與：包括產業從事者、GODAN的專家，確認Open data所要解決的問題，承諾同心協力完成Open data計畫。
● 擬定Open data策略和計畫：Open data策略有助於建立各種同伴關係，涉及資料所有人、疑慮的群眾、創新者、中介者、Open data專家，以及相關終端使用者（從農民到消費者）。在組織層面，找出議題的資料集，在協作層面，則是跟協作者共同研擬計畫，最終是為了解決農業暨營養的問題。
● 訓練建立Open data的能力：藉由公開標準、申請授權，刊登個體本身的資料並且為資料集排序，也訓練團隊具備建立資料的技能，與同伴進行合作計畫，有助於在採取實際行動時的流暢。因而GODAN秘書處同時必須進行全球倡議，並且跟其他同伴通力合作。
● 發掘Open data潛能並使資料使用者得以回饋：多加利用Open data藉由使用過程，改善資料品質、展現資料的意義，進而串聯建立起資料集之間的關聯性。同時也試想如何提升資料的使用率並理解使用者想法。
● 長期評估、省思和分享的過程中學習：GODAN是共同學習的論壇，建立個案研究、記錄策略伙伴的活動、把聯盟伙伴聚集起來一同精進討論。

英國Open data計畫執行的相關個案
個案一、以植被地圖抵抗蟲害：GroenMonitor
農場生產力經常因為病蟲害而下降，藉由人工檢查並無法偵測農場的老鼠等害蟲，GroenMonior利用歐洲太空總署（ESA）所公布的衛星影像和地圖，整理出荷蘭目前的植被狀況，藉由開放資料有助於快速發現蟲害，儘速展開緩解行動，協助農民。2014年 GroenMonitor 協助偵測12,000公頃遭到鼠害的農地，目前這項工具還有其他用途，例如物候學研究（氣候變遷與物種生態間之關聯）、作物辨識和產出測量、農業活動辨識（舉凡除草、耕耘和收割）、大自然和水資源管理。

個案二、以氣候智慧工具減少360萬美元旱災損失：CIAT Colombia
稻米是哥倫比亞的主食之一，因此2007～2013年農民組織（國家米農聯盟，NFRG）、國際研究中心（熱帶農業國際研究中心，CIAT）和哥倫比亞農業部，共同找出每年稻米產量減少的原因。CIAT同時利用公開和私有資料（後者跟企業簽約取得），分析每年稻米研究、收割紀錄、田間試驗和氣候資料的大量資料集，並且找出稻米產量降低的區域性因素，進而為哥倫比亞的米農，研發氣候智能型（climate-smart）農業決策工具。這些資料促使農民採取實際行動，進而改善因為旱災造成高達360萬美元的慘重損失。由此可見Open data帶給使用者不一樣的視野，因而能準確判斷各種農業議題。

個案三、以資料視覺化（data visualization）管控加州旱災：加州水資源局
Open data 是政策決定者、研究者、與組織的工具之一，可作為資源規劃分配的參考基礎。
舉例而言 ，Open data協助州政府在旱災時期分配稀少水資源，美國地理調查（USGS）把這些資料視覺化，佐以美國農業部（USDA）研究網絡所收集到Opendata，內容包羅萬象，例如針對農業永續性、氣候變遷、自然資源保育的物理、化學和生物資料，方便研究者和政策制定者監控並規劃水資源管理，這些資料所建立的模型也會持續更新，藉由評估實際儲水量、用水量等因子，及時完成預測工作，並決定農業可用的水量。

個案四、運用開放政府資料提供決策監控運用：aWhere
農民和農業技術人員需要的天氣數據作出重要的商業決策，aWhere花了近20年發展完善準確的天氣收集，處理傳遞系統。aWhere團隊結合了高品質的氣象資料用於農業用途與科學模型，農業訊息藉由aWhere客戶端傳遞到農民、作物顧問、股份公司的零售商和種植者，以便進行更明智的決策。

個案五、資訊平台統整：AgTrials與FAO AGRIS平台
全球有部分田間試驗正在執行，以因應耐旱、熱逆境和土壤管理與農糧等問題，這些資料幾乎不公開或是管理不當，因此需要整合公開使農民、研究員、政府多加利用。AgTrials目前正在整合農經和育種資料，並且開放給所有人，有助於農業研究的永續和合作，以避免重複別人做過的試驗。科學家運用250個AgTrials Open data，針對西非地區建構作物模型，可預測氣候變遷對當地的影響，並擬定適應氣候變遷的育種計畫。
AGRIS是研究機構和資料節點所組成的國際網絡，把農業研究資訊開放給全球所有人，從全球65個國家、150多個資料提供者，收集糧農相關的文獻目錄資訊，再傳播給更多人，AGRIS利用文獻目錄資訊找出線上相關資料，再以開放資料庫形式進一步編排，範圍涵蓋其他開放資料庫、其他資料來源的連結，舉凡世界銀行（WorldBank）、自然（Nature）雜誌、中國種源資料庫等。

臺灣農業Open data的展現
（一）Good Rice好愛米計畫
「好愛米」運用地理資訊系統（GIS）相關技術，將農委會「資料開放平台」中的產銷履歷資料，結合市售小包裝米上的資訊，以及環保署所公布的土壤重金屬汙染樣本資料交叉比對，將前述資料結合運用，提供消費者方便的查詢方式，了解產銷履歷外，還可檢視稻米產地是否遭受工業汙染，讓消費者於購買時充分掌握小包裝米之相關資訊。未來該計畫將結合企業社會責任，最終期盼能與企業社會責任認證制度結合，讓企業協助農村經濟發展與環境保護。

（二）F.O.O.D開放食庫計畫
「F.O.O.D開放食庫」（以下簡稱開放食庫）的目的，是讓使用者利用具有攝影功能的智慧型手機，拍下食品外包裝條碼與營養成分表，透過條碼解讀軟體取得食品生產履歷，協助消費者了解食物的營養成分。開放食庫計畫未來將會與消費者基金會或其他檢驗單位進行合作，以政府現有的資料為主，輔以其他檢驗單位之資料，讓消費者在賣場購物的同時，可利用手邊的手持式裝置掃描產品外包裝條碼，若是資料庫中沒有該筆資料，可將產品名稱、條碼、營養成分表，拍攝回傳並建立食品營養成分資料庫，並將於計畫後期與食品製造廠商合作，在資料庫中建立相關資訊，提供消費者即時查詢包裝食品之相關履歷資料。同時也會收集市面上食品安全新聞、營養攝取資訊，提供使用者在營養攝取上之建議，以便日後與醫療業者合作，開發適合個人之套件，甚至可能開發遠距照護之功能。

（三）農委會農村地圖便利站
農委會先前將農業資料作為基礎，提供「農遊景點」、「農業美食」、「農產伴手」、「安全飲食」與「行政／公告」等5項服務主題之農業資訊，使民眾與業者進行創新應用，並推出採用CC by-SA（姓名標示－相同方式分享）其允許使用者重製、散布、傳輸以及修改著作（包括商業性利用），若使用者修改該著作時，僅得依本授權條款或與本授權條款類似者來散布該衍生作品，使用時必須按照著作人指定的方式表彰其姓名，讓資料使用者可自由使用開放資料，並進行商業運用，上線1個月後CAS農產品API（ApplicationProgramming Interface）的介接已超過4萬次，並與民間便利商店業者合作，將農村旅遊相關資訊結合至ibon機台，結合便利商店在臺灣據點眾多之優勢，成功將相關資訊傳達，有利於農村觀光之發展。

結論與展望
臺灣農業正走向農業4.0趨勢以因應全球化的變動，克服氣候變遷勞力短缺等問題，因此藉由農業4.0的感測技術、物聯網等技術，並運用數據科學整合農糧系統資料庫、建立農產品追溯平台、建立相關農業資料庫，以提高勞動生產力以及多樣化生產模式，提高產品附加價值。Open data的優點在於取得資料的直接與間接成本比較低和取得容易，有助於提升決策品質和產品服務。國際間Open data的基礎設施如感測器、衛星和儲存裝置等資料工具涵蓋全球食物產業鏈，從生產、市場到消費逐漸完備，因此，我國目前應著重於拓展其利用性和可取用性，讓農產業能更加完善。

臺灣的Open data相較於國際間仍有不足之處，故不僅只是公開相關資料，更需使其能被應用與發展，目前我們的農業相關資料大部份著作權仍屬公部門單位居多，除了需透過申請步驟，資料格式也受到權限保護，因此，我國政府應該加強提高資料的可取用性，並減少相關人員在資料搜索上的成本，以利相關產業的精進，此外，如何讓農民、研究者、食品生產及加工業者真正參與資料開放的作業，並願意釋出資料及提供轉介機制，讓相關利益關係人皆能容易取得資料、資訊及自由運用，促進交流則是需要產官學研界共同來推動。

（本文轉載自國際農業科技新知第70期）

參考資料
●Global Open data for Agriculture and Nutrition , How can we improve agriculture food and nutrition with Open data, Open dataInstitute, 4-33, 2015
●GroenMonitor website:http://www.groenmonitor.nl, accessed 12/05/15
●See http://www.groenmonitor.nl/sites/default/files/Groenmonitor_muizenschade_9jan2015.pdf, accessed 7/05/15
●18 O’Reilly Radar Podcast （2015）,http://radar.oreilly.com/2015/03/big-datas-impact-on-global-agriculture.html, aired 13March 2015, accessed 7/05/15
●Overseas Development Institute （2015）, The data revolution Finding the missing millions, p.37, http://www.odi.org/sites/odi.org.uk/files/odi-assets/publications-opinion-files/9604.pdf, accessed 12/05/2015
●http://www.aclimatecolombia.org
●UN Global Pulse （2014）, Big Data Climate Change Winners Announced, http://www.unglobalpulse.org/big-data-climatechallenge-winners-announced, accessed 6/05/15
●Howitt, Richard et al （2014）, Economic analysis of the 2014 drought for Californian agriculture,https://watershed.ucdavis.edu/files/biblio/Economic_Impact_of_the_2014_California_Water_Drought_1.pdf, accessed7/05/15
●The Open Governance Council （2015）, Online Conference “Open data from Space to Solve Drought in California”http://www.meetup.com/The-Open-Governance-Council/events/221756087/?eventId=221756087&action=detail,accessed 30/04/15
●Data providers include U.S. Drought Monitor, U.S. Bureau of Reclamation, U.S. Army Corps of Engineers, CA Data Exchange,U.S. Natural Resources Conservation Service SNOTEL, U.S. Geological Survey GAGESII and NWIS. See http://cida.usgs.gov/ca_drought
●USGS - CIDA （2015）, Datasets and docs for CIDA’s data visualization challenge, https://github.com/USGS-CIDA/CIDAViz,accessed 30/04/15
●https://twitter.com/godanSec/status/590603899310108674
● https://twitter.com/godanSec/status/590613377745080321
●AgTrials website: www.agtrials.org, accessed 03/05/15
●CGIAR CCAFS （2015）, AgTrials helps repurpose data for adaptation research, ●http://ccafs.cgiar.org/AgTrials, accessed15/05/15
●FAO AGRIS Portal: http://agris.fao.org, accessed 03/05/15
●http://www.moa.gov.tw/view.php?catid=2447693
●https://agtech.moa.gov.tw/content/f_topic/topic_content.aspx?id=46
●http://goo.gl/YYaVqC
●劉嘉凱，“好愛米計畫介紹” http://www.slideshare.net/ckliu/good-rice
●劉嘉凱，“CfT開放食庫（FOOD）計畫介紹” http://www.slideshare.net/ckliu/cft-food-23023218

文/李宜映、陳思安　臺灣農業科技資源運籌管理學會