農(nóng)業(yè)資源信息系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

齊永奇　王全平

摘要：針對(duì)國(guó)土資源部門(mén)對(duì)農(nóng)業(yè)資源信息的應(yīng)用需求，構(gòu)建了農(nóng)業(yè)資源信息系統(tǒng)。通過(guò)實(shí)際需求分析，對(duì)基于 B/S 結(jié)構(gòu)的農(nóng)業(yè)資源信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)、架構(gòu)設(shè)計(jì)、功能模塊設(shè)計(jì)進(jìn)行了詳細(xì)論述，闡述了該系統(tǒng)的功能與實(shí)現(xiàn)。該系統(tǒng)界面友好，性能穩(wěn)定，具有廣闊的應(yīng)用前景。

關(guān)鍵詞：國(guó)土資源；信息系統(tǒng)；數(shù)據(jù)庫(kù)；B/S結(jié)構(gòu)

中圖分類(lèi)號(hào)：S126 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1002-1302（2014）03-0349-02

我國(guó)已經(jīng)進(jìn)入了全面建設(shè)新農(nóng)村的發(fā)展階段，隨著新農(nóng)村建設(shè)的產(chǎn)業(yè)化、市場(chǎng)化、國(guó)際化、信息化的不斷深入，要實(shí)現(xiàn)全面建設(shè)農(nóng)村小康社會(huì)目標(biāo)，必然走農(nóng)業(yè)信息化帶動(dòng)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的道路。在長(zhǎng)期的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生活中，國(guó)土資源部門(mén)及相關(guān)科技工作者積累了大量農(nóng)業(yè)、地理、氣象、水文方面的資源數(shù)據(jù)，相關(guān)部門(mén)不僅要對(duì)此海量數(shù)據(jù)進(jìn)行高效管理，也要面對(duì)“數(shù)據(jù)爆炸”但知識(shí)貧乏的問(wèn)題[1]。如何加快建設(shè)一個(gè)適應(yīng)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科學(xué)研究的多樣化、標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化的現(xiàn)代化數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)[2-3]，是一個(gè)迫切須要研究和解決的核心問(wèn)題。信息系統(tǒng)的構(gòu)建將是一項(xiàng)具有極其重要意義的工作[4]。本研究利用河南省濮陽(yáng)市清豐縣國(guó)土資源局收集或測(cè)試獲得的農(nóng)業(yè)資源數(shù)據(jù)及歷史文獻(xiàn)數(shù)據(jù)，構(gòu)建該縣農(nóng)業(yè)資源數(shù)據(jù)庫(kù)及其信息管理系統(tǒng)，旨在促進(jìn)資源信息的高效利用和開(kāi)發(fā)，并為農(nóng)業(yè)管理部門(mén)宏觀決策提供信息依據(jù)和基礎(chǔ)數(shù)據(jù)保障。

1 農(nóng)業(yè)資源數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)

農(nóng)業(yè)資源數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)（database design of agricultural resources）的實(shí)質(zhì)是將各種農(nóng)業(yè)對(duì)象轉(zhuǎn)換為各種表格和視圖等數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)象的過(guò)程。該數(shù)據(jù)庫(kù)不僅可以為農(nóng)業(yè)信息系統(tǒng)提供方便、及時(shí)、準(zhǔn)確的信息，而且直接關(guān)系到信息系統(tǒng)的各部分能否緊密結(jié)合在一起，以及如何互相結(jié)合。因此，首先必須對(duì)所建農(nóng)業(yè)資源數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行合理設(shè)計(jì)[5]。

1.1 農(nóng)業(yè)資源數(shù)據(jù)分析

20世紀(jì)90年代以前，國(guó)土資源等管理部門(mén)通過(guò)調(diào)查和科研工作積累了大量相關(guān)資料，但該資料多為紙質(zhì)文件或表格，數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)不一，且較分散，查閱往往極不方便。20世紀(jì)90年代后，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的普及和發(fā)展，盡管大多數(shù)農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)，但數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化、統(tǒng)一化、完整性等仍有很大欠缺。一般來(lái)說(shuō)該數(shù)據(jù)可概括為4種類(lèi)型：（1）地理數(shù)據(jù)：行政區(qū)地形圖、遙感圖片和各種專題圖件等；（2）歷史文獻(xiàn)數(shù)據(jù)：包括紙質(zhì)和其他格式的農(nóng)業(yè)資源、水利、氣象及市場(chǎng)信息等；（3）文本數(shù)據(jù)：農(nóng)業(yè)資源、地理信息等基本情況介紹，科技情況、政策等各種描述性的報(bào)告信息等；（4）多媒體數(shù)據(jù)：農(nóng)副產(chǎn)品加工圖片、科技信息音頻等多媒體信息。

1.2 農(nóng)業(yè)資源數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)容、結(jié)構(gòu)

根據(jù)國(guó)土資源工作實(shí)際，農(nóng)業(yè)資源基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)從農(nóng)業(yè)環(huán)境子數(shù)據(jù)庫(kù)、農(nóng)業(yè)資源子數(shù)據(jù)庫(kù)、農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化子數(shù)據(jù)庫(kù)、農(nóng)業(yè)管理子數(shù)據(jù)庫(kù)等4個(gè)方面進(jìn)行分類(lèi)處理，對(duì)該4類(lèi)信息進(jìn)行具體分析，可構(gòu)建相應(yīng)的二維表（圖1）。

1.2.1 農(nóng)業(yè)環(huán)境子數(shù)據(jù)庫(kù) 農(nóng)業(yè)環(huán)境子數(shù)據(jù)庫(kù)主要包括：地理狀況信息表；氣候狀況信息表；水利設(shè)施信息表；環(huán)境退化狀態(tài)信息表；土地資源信息表；農(nóng)業(yè)水資源信息表等。

1.2.2 農(nóng)業(yè)資源子數(shù)據(jù)庫(kù) 農(nóng)業(yè)資源子數(shù)據(jù)庫(kù)主要包括：農(nóng)村經(jīng)濟(jì)狀況信息表；農(nóng)作物生產(chǎn)情況信息表；農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資料信息表；農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)值信息表；肥料情況信息表；市場(chǎng)情況信息表等。

1.2.3 農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化子數(shù)據(jù)庫(kù) 農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化子數(shù)據(jù)庫(kù)主要包括：現(xiàn)代化概況信息表；農(nóng)業(yè)機(jī)械化信息表；農(nóng)業(yè)推廣信息表；農(nóng)業(yè)科研生產(chǎn)信息表；病蟲(chóng)害防治信息表。

1.2.4 農(nóng)業(yè)管理子數(shù)據(jù)庫(kù) 農(nóng)業(yè)管理子數(shù)據(jù)庫(kù)主要包括：政策法規(guī)信息表；科研項(xiàng)目管理信息表；科研成果信息表；科技實(shí)用技術(shù)信息表；農(nóng)業(yè)機(jī)構(gòu)信息表等。

2 農(nóng)業(yè)資源信息系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

在對(duì)農(nóng)業(yè)資源數(shù)據(jù)庫(kù)分析建模的基礎(chǔ)上，要建立一個(gè)集信息查詢、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析、報(bào)表導(dǎo)出、成果演示等功能為一體的信息管理系統(tǒng)，必須對(duì)各種數(shù)據(jù)、模型、參數(shù)進(jìn)行分析，依據(jù)系統(tǒng)功能需求，設(shè)計(jì)各種功能算法模塊，構(gòu)建各子系統(tǒng)，最后通過(guò)各子系統(tǒng)的邏輯組合實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)資源信息管理系統(tǒng)的各種功能。

2.1 系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)

由于系統(tǒng)涉及界面設(shè)計(jì)，分散用戶的人機(jī)交互，各種數(shù)據(jù)的組織與存取以及多種業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)處理等工作，因此系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)必須采用B/S結(jié)構(gòu)模式，即采用多層分布處理架構(gòu)，由瀏覽器、Web服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器組成的3層結(jié)構(gòu)[2，6]，如圖2所示。

瀏覽器是用戶界面層，將其安裝在客戶機(jī)上，主要用來(lái)完成與用戶交互的功能，以提供一致的用戶界面。

Web服務(wù)器處于業(yè)務(wù)邏輯層，由各種應(yīng)用服務(wù)器負(fù)責(zé)用戶的服務(wù)功能，是數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器與客戶機(jī)交互的連接通道。

數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器處于數(shù)據(jù)訪問(wèn)層，數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器主要完成數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和管理維護(hù)。三層結(jié)構(gòu)分工明確，并在邏輯上獨(dú)立。

2.2 農(nóng)業(yè)資源信息管理系統(tǒng)功能模塊設(shè)計(jì)

依據(jù)國(guó)土資源等領(lǐng)域?qū)ο到y(tǒng)功能的需求，對(duì)農(nóng)業(yè)資源信息系統(tǒng)功能進(jìn)行設(shè)計(jì)，主要分為七大功能模塊[1]：用戶管理模塊、信息查詢模塊、數(shù)據(jù)管理模塊、信息統(tǒng)計(jì)模塊、系統(tǒng)管理模塊、咨詢服務(wù)模塊、評(píng)判分析模塊。系統(tǒng)功能模塊如圖3所示。

2.2.1 用戶管理模塊 該模塊主要用于對(duì)系統(tǒng)各用戶和角色進(jìn)行管理。包括用戶登陸權(quán)限和資源訪問(wèn)權(quán)限的設(shè)置、用戶管理等功能；設(shè)定、注冊(cè)、修改各種角色的用戶，包括系統(tǒng)管理員、一般用戶、國(guó)土資源部門(mén)及相關(guān)科研專家用戶；修改、編輯各角色的操作權(quán)限，且通過(guò)用戶登陸來(lái)進(jìn)行用戶資源訪問(wèn)權(quán)限的設(shè)置等。

2.2.2 信息查詢模塊 該模塊主要提供地理信息、農(nóng)業(yè)資源信息、農(nóng)業(yè)技術(shù)及管理信息的查詢。信息資料的查詢，設(shè)置多種查詢手段，如可按一般查詢單位、具體指標(biāo)執(zhí)行條件、年度等條件查詢等；也可以方便、快捷地查看所需資料；瀏覽農(nóng)業(yè)資源、技術(shù)、產(chǎn)品、工藝、市場(chǎng)信息等。

2.2.3 數(shù)據(jù)管理模塊 用來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)的日常管理維護(hù)，農(nóng)業(yè)信息數(shù)據(jù)的錄入、編輯、導(dǎo)入導(dǎo)出等操作以及元數(shù)據(jù)的管理維護(hù)。如數(shù)據(jù)庫(kù)的維護(hù)，增加、更新、表建立、字段擴(kuò)充、數(shù)據(jù)備份恢復(fù)、匯總表數(shù)據(jù)錄入、修改、刪除等操作。

2.2.4 信息統(tǒng)計(jì)模塊 用來(lái)實(shí)現(xiàn)各種農(nóng)業(yè)信息資料的統(tǒng)計(jì)與匯總，報(bào)表打印，并可以圖表形式直觀顯示。統(tǒng)計(jì)分析工具可實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的基本分析，為農(nóng)業(yè)綜合性分析提供科學(xué)依據(jù)，便于決策，指導(dǎo)下步工作。

2.2.5 系統(tǒng)管理模塊 包括系統(tǒng)操作日志管理、系統(tǒng)幫助、系統(tǒng)數(shù)據(jù)備份和恢復(fù)功能。操作日志管理主要記錄系統(tǒng)中各種操作命令和執(zhí)行時(shí)間的日志。系統(tǒng)幫助主要包括詳細(xì)的系統(tǒng)操作指南，用來(lái)提供一般用戶和專家用戶在系統(tǒng)使用過(guò)程中的查閱。系統(tǒng)數(shù)據(jù)備份和恢復(fù)主要是實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)中核心數(shù)據(jù)和考核相關(guān)電子文檔材料等數(shù)據(jù)內(nèi)容的備份等。

2.2.6 咨詢服務(wù)模塊 該模塊主要實(shí)現(xiàn)各類(lèi)公告、通知信息的添加、刪除、編輯、瀏覽等，用來(lái)指導(dǎo)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理，提供各類(lèi)信息的個(gè)性化服務(wù)等。

2.2.7 評(píng)判分析模塊 農(nóng)業(yè)性能評(píng)估指標(biāo)體系的建設(shè)，首先由行業(yè)領(lǐng)域?qū)＜医o出權(quán)重矩陣及相應(yīng)的因素權(quán)重，通過(guò)運(yùn)算方程進(jìn)行合成運(yùn)算，得出評(píng)價(jià)模型。通過(guò)評(píng)價(jià)模型對(duì)各種專業(yè)數(shù)據(jù)及相關(guān)采樣、分析得出評(píng)價(jià)結(jié)果，也可將評(píng)價(jià)結(jié)果繪制成專題成果圖件。統(tǒng)計(jì)分析主要包括對(duì)比分析、歷史趨勢(shì)分析、方差分析、回歸分析、聚類(lèi)分析等多種方法。

2.3 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

基于上述數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)架構(gòu)和功能設(shè)計(jì)，采用B/S架構(gòu)模式，基于Microsoft ASP.NET Web技術(shù)構(gòu)建，通過(guò)Microsoft Visual C+ + 7.0軟件開(kāi)發(fā)，后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)軟件采用Microsoft SQL Server 2008[7-8]，充分利用SQL Server在網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序方面的強(qiáng)大支持功能，實(shí)現(xiàn)了基于B/S方式的農(nóng)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，系統(tǒng)運(yùn)行結(jié)果見(jiàn)圖4。

3 結(jié)語(yǔ)

基于Web的農(nóng)業(yè)信息管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、銷(xiāo)售、管理等工作搭建了一個(gè)信息交流平臺(tái)，對(duì)于促進(jìn)糧食穩(wěn)定增產(chǎn)、農(nóng)業(yè)持續(xù)增收、生態(tài)環(huán)境不斷改善等具有重要意義。因此該系統(tǒng)不僅提高了農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)信息的準(zhǔn)確性、可靠性、安全性，也提高了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的管理水平和工作效率。隨著國(guó)土資源部門(mén)及相關(guān)研究院所對(duì)信息系統(tǒng)的不斷投入，我國(guó)農(nóng)業(yè)信息化工作必將融入世界信息數(shù)據(jù)庫(kù)體系，該系統(tǒng)將被推廣應(yīng)用，更好地為農(nóng)業(yè)服務(wù)。