熱區(qū)主要栽培作物資源圖文數(shù)據(jù)庫的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

摘 要：為構(gòu)建一個(gè)界面友好、操作方便、普適性強(qiáng)的熱區(qū)主要栽培作物資源圖文數(shù)據(jù)庫，以圖文形式展示熱區(qū)作物的豐富性，為熱作農(nóng)業(yè)的科研提供支撐，為“三農(nóng)”提供服務(wù)。本文采用B/S架構(gòu)，以PowerEasy SQL為后臺(tái)數(shù)據(jù)庫，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)熱區(qū)主要栽培作物資源圖文數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。構(gòu)建了熱區(qū)主要栽培作物資源圖文數(shù)據(jù)庫，該數(shù)據(jù)庫涵蓋了我國熱區(qū)8省區(qū)（云南、海南、廣東、廣西、福建、臺(tái)灣、四川、貴州）本區(qū)域內(nèi)近年來多個(gè)主要栽培或特色作物品種，包括熱帶、南亞熱帶經(jīng)濟(jì)作物、果樹、香辛飲料、花卉、南藥、牧草、特色瓜菜等的特性特征、栽培技術(shù)、病蟲害防治等信息，實(shí)現(xiàn)了熱區(qū)主要栽培作物資源數(shù)據(jù)的元數(shù)據(jù)配置、管理、查詢及數(shù)據(jù)維護(hù)等功能。該數(shù)據(jù)庫具有界面友好、操作方便、兼容性強(qiáng)、可擴(kuò)展性好等優(yōu)點(diǎn)，規(guī)范了熱區(qū)主要栽培作物數(shù)據(jù)資源的數(shù)字化管理，為熱區(qū)主要栽培作物數(shù)據(jù)資源建立了統(tǒng)一的服務(wù)平臺(tái)，適合科研人員、種植企業(yè)、種植戶等進(jìn)行信息查詢。

關(guān)鍵詞：熱區(qū)；作物栽培；品種；數(shù)據(jù)庫；設(shè)計(jì)；實(shí)現(xiàn)

中圖分類號(hào)：S59 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.11974/nyyjs.20161132199

中國熱區(qū)指我國熱帶和南亞熱帶地區(qū)[1]，主要分布在海南、廣東、廣西、臺(tái)灣等省區(qū)（約N18°～24°），以及云南、貴州、四川的干熱河谷區(qū)域[2]。熱區(qū)資源是世界性稀缺資源，我國可以用于熱作栽培的面積不足0.07億hm2，土地面積雖約占全國總面積的5%，但植物種類卻占全國植物種類的30%以上[3]。熱區(qū)主要栽培作物要包括熱帶經(jīng)濟(jì)作物（主要包括橡膠、椰子、油棕、劍麻、木薯、甘蔗等）、亞熱帶經(jīng)濟(jì)作物（主要包括糧食、油料、糖料、麻類、堅(jiān)果、食用菌等）、果樹、香辛飲料、花卉、南藥、牧草、特色瓜菜等，種類及品種繁多而且新品種在不斷增加。因此，開發(fā)和實(shí)現(xiàn)熱區(qū)主要栽培作物圖文數(shù)據(jù)庫，收集、保存、規(guī)范管理熱區(qū)主要栽培作物資源信息在加強(qiáng)熱作資源的數(shù)字化管理、信息共享、服務(wù)產(chǎn)業(yè)和“三農(nóng)”等方面有極其重要的意義。目前，關(guān)于我國熱區(qū)主要栽培作物數(shù)據(jù)庫的研究與開發(fā)鮮見報(bào)道，僅見單種作物栽培的數(shù)據(jù)庫構(gòu)建。張鑒滔等（2010）以Microsoft SQL Server 2005 為平臺(tái)，建立了南方蜜梨栽培管理信息系統(tǒng)；魏廣彬等（2011）建立了水稻栽培數(shù)據(jù)庫；宋林等（2012）運(yùn)用ArcGIS空間數(shù)據(jù)庫技術(shù)和SQL Server技術(shù)建立了海南橡膠栽培移動(dòng)信息服務(wù)平臺(tái)；賀娜等（2015）采用Visual Studio 2010 中的C 語言，以及SQLite 數(shù)據(jù)庫建立了核桃品種資源及栽培信息庫系統(tǒng)。熱作資源珍貴而豐富，由于缺乏規(guī)范管理，導(dǎo)致資源描述規(guī)范和數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)混亂。對(duì)熱區(qū)主要栽培作物圖文數(shù)據(jù)庫的功能與結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，設(shè)計(jì)相關(guān)數(shù)據(jù)指標(biāo)和采集標(biāo)準(zhǔn)，構(gòu)建一個(gè)界面友好、操作簡便、普適性強(qiáng)的數(shù)據(jù)庫，在規(guī)范熱作資源的數(shù)字化管理、促進(jìn)熱作資源的信息共享、為熱區(qū)農(nóng)業(yè)科研和生產(chǎn)提供支撐等方面發(fā)揮積極的作用。鑒此，采用B/S架構(gòu)，以PowerEasy SQL為后臺(tái)數(shù)據(jù)庫，構(gòu)建熱區(qū)主要栽培作物資源圖文數(shù)據(jù)庫，該數(shù)據(jù)庫涵蓋了我國熱區(qū)8省區(qū)（云南、海南、廣東、廣西、福建、臺(tái)灣、四川、貴州）本區(qū)域內(nèi)近年來多個(gè)主要栽培或特色作物品種，包括熱帶、亞熱帶經(jīng)濟(jì)作物、果樹、香辛飲料、花卉、南藥、牧草、特色瓜菜等，其包含的信息主要有作物品種學(xué)名、別名、科屬、特性特征、栽培技術(shù)、病蟲害防治、分布狀況、主要用途、開發(fā)利用前景、資料來源等內(nèi)容。

1 數(shù)據(jù)來源與標(biāo)準(zhǔn)

1.1 數(shù)據(jù)來源

熱區(qū)主要栽培作物圖文數(shù)據(jù)庫由國家農(nóng)業(yè)科學(xué)數(shù)據(jù)共享中心熱帶作物分中心（http：//trop.agridata.cn/）（以下簡稱“分中心”）構(gòu)建，依托單位是中國熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院科技信息研究所，主要承擔(dān)熱區(qū)作物科學(xué)數(shù)據(jù)庫的資源建設(shè)，實(shí)現(xiàn)為熱帶農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新和發(fā)展提供信息支撐。分中心先后與主要的熱區(qū)省份——廣西、福建、臺(tái)灣（委托福建）、貴州、四川、云南、廣東等省區(qū)的相關(guān)科研單位聯(lián)合開展相關(guān)的數(shù)據(jù)收集與整理，簽訂了熱作數(shù)據(jù)資源收集與整理的委托協(xié)議書，收集本省區(qū)內(nèi)大面積種植的具有代表性或具有本地獨(dú)有的、特色的熱作資源數(shù)據(jù)信息。數(shù)據(jù)來源方式包括科研調(diào)查、實(shí)地調(diào)研、試驗(yàn)監(jiān)測(cè)、品種審定公告、專家咨詢、文獻(xiàn)查詢、網(wǎng)絡(luò)檢索等。通過對(duì)獲取的數(shù)據(jù)進(jìn)行結(jié)構(gòu)化整理、分析、審核，最后按照數(shù)據(jù)模型儲(chǔ)數(shù)據(jù)，從而實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的共享、管理及可視化和應(yīng)用分析。

1.2 數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)與依據(jù)

本標(biāo)準(zhǔn)主要參考了都柏林核心元數(shù)據(jù)（Dublin Core）標(biāo)準(zhǔn)，聯(lián)合國糧農(nóng)組織（FAO）農(nóng)業(yè)元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)AgMES（http：//www.fao.org/agris/AgMES），美國農(nóng)業(yè)部事實(shí)上的農(nóng)業(yè)元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)（http：//dlnt20.fsa.usda.gov/scdm/DP/Parent3.htm），澳大利亞政府定位服務(wù)元數(shù)據(jù)集，NREDIS信息共享元數(shù)據(jù)內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)草案（國家信息中心），國際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO11788-1-1997 農(nóng)業(yè)信息系統(tǒng)間的電子數(shù)據(jù)交換以及科學(xué)數(shù)據(jù)共享工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)（SDS/T 2112—2004）-科學(xué)數(shù)據(jù)共享元數(shù)據(jù)，農(nóng)業(yè)科學(xué)數(shù)據(jù)共享元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)等的內(nèi)容。

數(shù)據(jù)采集依據(jù)參照：國家自然科技資源平臺(tái)植物種質(zhì)資源共性描述規(guī)范（試行）；農(nóng)業(yè)科學(xué)數(shù)據(jù)檢查和質(zhì)量管理辦法；農(nóng)作物種質(zhì)資源基本描述規(guī)范和術(shù)語；熱帶經(jīng)濟(jì)作物種質(zhì)資源描述規(guī)范；熱帶、南亞熱帶果樹種質(zhì)資源描述規(guī)范；熱帶牧草種質(zhì)資源描述規(guī)范；熱帶花卉種質(zhì)資源描述規(guī)范；南藥種質(zhì)資源描述規(guī)范。在此基礎(chǔ)上制定了《熱區(qū)主要栽培作物數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)說明和采集標(biāo)準(zhǔn)》，從數(shù)據(jù)采集的范圍、數(shù)據(jù)要求、字段的描述說明等方面進(jìn)行了規(guī)定。

2 系統(tǒng)功能

熱區(qū)主要栽培作物數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的主要功能是對(duì)熱區(qū)主要的栽培作物品種以及特色作物品種圖片和文本信息進(jìn)行存儲(chǔ)管理，以友好的界面顯示相關(guān)信息，并提供數(shù)據(jù)查詢、數(shù)據(jù)庫管理等功能?？傮w來說，可以劃分為熱區(qū)主要栽培數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)查詢處理、數(shù)據(jù)庫屬性配置和數(shù)據(jù)庫維護(hù)等4大功能模塊。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)將數(shù)據(jù)庫屬性配置設(shè)置為獨(dú)立模塊，可極大提高系統(tǒng)的兼容性和可擴(kuò)展性。

2.1 數(shù)據(jù)管理功能模塊

數(shù)據(jù)庫管理功能是系統(tǒng)運(yùn)行的基礎(chǔ)，主要包括熱作資源的基本信息、植物學(xué)性狀、農(nóng)藝學(xué)性狀、生態(tài)學(xué)性狀、栽培技術(shù)和病蟲害防治等6個(gè)類別文本信息和圖片信息的增加、修改及刪除[4]。

2.2 數(shù)據(jù)查詢功能模塊

熱作資源數(shù)據(jù)的查詢是熱區(qū)主要栽培作物資源圖文數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的主要功能之一，用戶可以根據(jù)需要設(shè)置查詢字段或關(guān)鍵詞，實(shí)現(xiàn)相關(guān)作物資源的查詢。

2.3 元數(shù)據(jù)配置功能模塊

元數(shù)據(jù)配置功能用于熱作資源數(shù)據(jù)庫字段、圖片及子數(shù)據(jù)庫的配置。通過元數(shù)據(jù)配置，可以實(shí)現(xiàn)熱作資源的分類管理，使數(shù)據(jù)庫更具有兼容性和可擴(kuò)展性。熱區(qū)主要栽培作物圖文數(shù)據(jù)庫所涉及的數(shù)據(jù)類型主要有文本、數(shù)字、時(shí)間和圖片型。為了提高數(shù)據(jù)查詢顯示的效率，減輕數(shù)據(jù)庫的存儲(chǔ)負(fù)責(zé)，保證系統(tǒng)的運(yùn)行效率，把熱區(qū)主要栽培作物圖文數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)類型分為整型、浮點(diǎn)型、日期型和字符型，分別采用結(jié)構(gòu)相似的4個(gè)表來存儲(chǔ)。在數(shù)據(jù)庫中構(gòu)建一個(gè)圖片索引表來存儲(chǔ)圖片的路徑信息，顯示圖片時(shí)，直接從文件系統(tǒng)中讀取圖片信息。

2.4 用戶管理及數(shù)據(jù)庫維護(hù)功能

為確保數(shù)據(jù)庫的安全性和穩(wěn)定性，也便于用戶管理，系統(tǒng)用戶采用分級(jí)管理的方法，不同級(jí)別的用戶擁有不同權(quán)限，數(shù)據(jù)庫用戶分為瀏覽用戶、會(huì)員用戶及數(shù)據(jù)庫管理員3類。數(shù)據(jù)庫維護(hù)功能主要包括數(shù)據(jù)庫日常備份和還原操作。

3 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)

3.1 數(shù)據(jù)庫內(nèi)容

該系統(tǒng)采用B/S架構(gòu)，基于PowerEasy SQL為后臺(tái)數(shù)據(jù)庫來設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的。熱區(qū)主要栽培作物資源圖文數(shù)據(jù)庫主要包含以下幾個(gè)方面的數(shù)據(jù)：基本描述數(shù)據(jù)：描述作物品種的基本屬性信息，包括品種中文名稱、拉丁學(xué)名、別名、科屬、品種來源、原產(chǎn)地、用途和開發(fā)利用前景等；植物學(xué)性狀數(shù)據(jù)：描述作物品種資源的主要植物學(xué)形態(tài)特征特性以及生長發(fā)育、繁殖的特點(diǎn)和有關(guān)性狀，包括作物的根、莖、葉、花、果等的外形、形態(tài)、顏色、株高以及相應(yīng)的圖片，花果種子發(fā)育、生育期、分蘗或分枝特性、受精等特點(diǎn)特性；農(nóng)藝學(xué)性狀數(shù)據(jù)：描述作物品種資源與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)密切相關(guān)的主要生物學(xué)特征，包括物候期、開花習(xí)性、產(chǎn)量、種植面積、豐產(chǎn)性和保鮮期等；生態(tài)學(xué)性狀數(shù)據(jù)：描述作物品種對(duì)環(huán)境條件的要求的特性，包括海拔、土壤、光照、溫度、濕度、抗逆性等。栽培技術(shù)數(shù)據(jù)：提供相關(guān)的作物品種的栽培技術(shù)，主要包括常規(guī)、特殊（高效、高產(chǎn)、早熟、無土等）的栽培技術(shù)信息等；病蟲害防治技術(shù)數(shù)據(jù)：提供作物品種的病蟲害防治技術(shù)數(shù)據(jù)，主要包括病蟲害名稱、癥狀、病原、侵染部位和途徑、防治方法和技術(shù)等。共分為14個(gè)字段，見表1，對(duì)熱區(qū)主要栽培的熱帶、亞熱帶作物進(jìn)行描述。

3.2 數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)

4 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)與應(yīng)用

4.1 數(shù)據(jù)庫實(shí)現(xiàn)

熱區(qū)主要栽培作物圖文數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)以PowerEasy SQL為后臺(tái)數(shù)據(jù)庫，采用B/S架構(gòu)模式進(jìn)行開發(fā)。PowerEasy SQL是動(dòng)易公司推出的一個(gè)圖形用戶應(yīng)用軟件框架，在圖形界面開發(fā)、數(shù)據(jù)庫訪問等方面具有實(shí)現(xiàn)過程簡單、代碼量少、移植性高等優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)已被廣泛應(yīng)用于各種系統(tǒng)軟件的開發(fā)[5]。

4.2 數(shù)據(jù)庫應(yīng)用

熱區(qū)主要栽培作物資源圖文數(shù)據(jù)庫目前已經(jīng)正式投入使用。圖1是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)運(yùn)行主界面和該庫的查詢界面，可通過點(diǎn)擊相應(yīng)的作物品種查看相關(guān)的數(shù)據(jù)信息，也可以在工具欄輸入關(guān)鍵詞搜索想查看的作物品種數(shù)據(jù)。

圖2是熱區(qū)主要栽培作物資源圖文數(shù)據(jù)庫后臺(tái)數(shù)據(jù)庫的添加界面，通過添加界面可以添加數(shù)據(jù)信息，也可以對(duì)已添加的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行重新編輯修改，實(shí)現(xiàn)了常用數(shù)據(jù)管理功能，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行快速操作。

5 結(jié)論

本項(xiàng)目搜集了我國熱區(qū)主要栽培的或特色的熱帶、亞熱帶作物資源，近1000余條作物品種的相關(guān)信息。搭建了以B/S架構(gòu)，以PowerEasy SQL為后臺(tái)數(shù)據(jù)庫，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了熱區(qū)主要栽培作物資源圖文數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。該系統(tǒng)投入使用后，具有以下優(yōu)點(diǎn)：界面友好，操作方便。具有美觀的圖形用戶界面和簡便的工具欄、菜單，快捷方便。兼容性強(qiáng)，擴(kuò)展性好。安全系數(shù)高。采用3級(jí)用戶權(quán)限管理模式，有效保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性和數(shù)據(jù)的安全性。資源基礎(chǔ)數(shù)據(jù)信息設(shè)置規(guī)范完善。該數(shù)據(jù)庫建設(shè)前經(jīng)過了需求分析，字段的設(shè)置規(guī)范合理，數(shù)據(jù)信息完善，易于理解，為熱區(qū)科研和生產(chǎn)提供高品質(zhì)的數(shù)據(jù)信息。該數(shù)據(jù)系統(tǒng)的建立，其地理空間跨度大，作物品種數(shù)量及涵蓋的信息量也較大，為熱區(qū)栽培作物資源的數(shù)據(jù)建立了一個(gè)統(tǒng)一的服務(wù)平臺(tái)[6]。該數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)效果符合項(xiàng)目需求，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)用戶訪問、數(shù)據(jù)共享、數(shù)據(jù)查詢等多種功能，大大提高了工作效率。

該數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的數(shù)據(jù)審核還依賴人工審核，不能實(shí)現(xiàn)智能審核，這是大數(shù)據(jù)時(shí)代農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)庫構(gòu)建的一個(gè)共同的難點(diǎn)和需要突破的地方。原因主要有以下幾方面：農(nóng)業(yè)系統(tǒng)的各類數(shù)據(jù)庫還處于起步和發(fā)展階段，數(shù)據(jù)庫的處理軟件還在不斷完善中，只能完成部分邏輯審核，還不能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的智能批量審核；各個(gè)主題庫的結(jié)構(gòu)和采集標(biāo)準(zhǔn)都不太一樣，難以用數(shù)據(jù)軟件統(tǒng)一進(jìn)行審核；有些數(shù)據(jù)信息存在的問題具有隱蔽性和復(fù)雜性，單靠數(shù)據(jù)軟件的審核也難以發(fā)現(xiàn)問題[7]。熱區(qū)主要栽培作物數(shù)據(jù)庫建成后，難免有一些不足或數(shù)據(jù)的錯(cuò)漏，因此，需要不斷地改進(jìn)和完善，提高數(shù)據(jù)庫的質(zhì)量。

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作者簡介：徐小?。?978-），女，碩士，助理研究員，研究方向：熱作數(shù)據(jù)資源建設(shè)。