第三章農業數據庫系統第一節農業數據庫的概念與特征（一）數據庫的概念與結構

1．數據庫的概念

數據庫系統是基于數據庫的計算機應用系統。它包括了以數據為主體的數據庫和管理數據庫系統的系統軟件DBMS，還包括了支持數據庫系統的計算機硬件環境和操作系統環境、管理和使用數據庫系統的人、方便使用和管理系統的各種技術說明書和使用說明書。

數據庫、數據庫管理系統和數據庫系統是三個不同的概念。2．數據庫的功能和特性數據庫的功能和特性主要有：（1）數據庫是相互關聯的數據的集合；（2）用綜合的方法組織數據，可降低數據的冗余度，實現數據共享；（3）具有較高的獨立性；（4）數據庫技術能夠保證數據是安全的、可靠的；（5）能最大限度地保證數據的正確性和完整性；（6）數據庫中的數據可以并發使用并能同時保證數據的一致性。3．數據庫管理系統數據庫管理系統（DBMS）可以被定義為是可以用來管理并與數據庫相互作用的工具。大多數DBMS可完成以下功能：存儲數據；建立并維護數據結構；允許多個用戶并發訪問；加強安全性和保密性；允許提取和操作已存儲的數據；實現數據錄入和數據加載，提供對指定數據快速提取的高效索引機制；提供不同記錄的一致性；通過備份和恢復過程保證數據免遭丟失?，F已經開發出若干不同類型的DBMS來支持這些要求。這些系統可粗略分為以下幾類：（1）層次DBMS（2）網絡DBMS（3）關系DBMS（RDBMS）（4）面向對象的DBMS4．數據庫管理員專門用來對數據庫中的數據進行管理和維護的人叫做數據庫管理員（簡稱DBA）。（二）農業數據庫系統的特征

1．農業數據庫的分類從適用范圍上可分為以下幾類:1）農業資源庫包括地理資源庫；種質資源庫；基因資源庫；人力資源庫2）農業技術庫從科研到科普、從種植到養殖再到市場等農業產業化的全過程的技術。3）農業統計庫

包括企業與產品庫；生產信息統計庫；農業氣象資料庫

（2）農業應用的主要數據庫類型

1）大型關系數據庫;

主要使用的產品有SYBASE、ORACLE2）小型關系數據庫主要使用的產品有DBASE、

FOXBASE、FOXPRO3）全文檢索型數據庫

主要使用的產品有TRS全文檢索系統。2．建立農業數據庫的要求（1）安全；（2）系統；（3）方便；（4）全面；（5）準確3．農業數據庫技術發展趨勢

（1）分布式數據庫數據分散存儲在許多網絡節點上。

（2）多媒體數據庫管理數值、文字、表格、圖形、圖像、聲音等多種信息媒體的數據庫系統。（3）面向對象數據庫面向對象數據庫（ODBC）系統是數據庫技術與面向對象技術相結合的產物。（4）進一步適應Internet發展

數據庫對Internet的支持將使人們能以交互式手段，在全球范圍內實現網上事務處理。

第二節農業數據庫系統的研制與應用一、農業數據庫的研制（一）．農業信息綜合基礎數據庫的設計（1）數據庫的設計目標數據的完整性和正確性；一致性、通用性和簡潔性；數據的現勢性；快速查詢能力；數據維護和更新能力。

（2）數據庫的數據分析

農業信息綜合基礎數據庫的數據分析的主要內容包括確定數據來源、數據類型、數據編輯、數據數量和質量、數據采集和輸入方式，分析專題數據的組織結構、數據的利用等級和可更新程度等。（3）數據庫的概念設計進行概念設計最常用的是著名的E-R方法。采用E-R模型（實體-聯系模型，Entity-RelationshipModel）進行數據庫設計的方法稱為E-R方法。E-R模型中最基本的概念是實體、聯系和屬性。土壤圖斑1土壤圖斑2土層厚度有機質含量PH質地質地土層厚度有機質含量PH鄰接關系圖2-2土壤內部實體的E-R圖（4）數據庫的邏輯結構設計對未來入庫的全體數據進行綜合分析，并做合理布局性技術安排，最后見諸于數據集合的結構性實施方案，稱為數據庫的邏輯設計。首先從概念結構按一定規則導出以關系式、網絡式或層次數據模型表示的邏輯模型；其次是根據特定的DBMS的規定，從邏輯模型導出DBMS支持的數據庫邏輯模式。

（二）．農業信息綜合基礎數據庫的數據內容、分類與編碼（1）數據庫的內容

1）農業信息綜合基礎數據庫的數據源地圖、遙感資料、全球定位系統數據等其他資料。

2）農業信息綜合基礎數據庫的內容

省級數據庫根據已有的研究成果，省級數據庫建議做到縣級，其中省范圍為1：50萬，地（市）范圍為1：25萬，縣范圍為1：5萬?；緝热莅ǖ匦螆D、行政圖、交通圖、水系圖、土壤圖、土地資源類型圖等?？h級數據庫范圍做到村級，縣范圍為1：5萬，鎮為1：1萬，村為1：5000，內容與省級數據庫相似，只是數據要求更加具體。（2）數據分類與編碼

1）數據分類的意義分類，就是把不同的事物或現象分成不同的類別，如土地利用可分成耕地、園地、林地、交通擁地、水域等，或把同一類別的事物或現象分成不同的等級，如把坡度分為平坡(<3°)、微坡（3°～7°）等。

2）數據分類的基本原則

精度與工作量的統一。

3）數據編碼的原則

經過分類的數據信息用適當的數碼（字符串或數值）來表示，也稱代碼化。①編碼原則大致有以下五點

唯一性；可擴充性；識別性；簡單性；完整性②分類編碼的方法

層次分類編碼法、順序分類編碼法等（三）．農業信息綜合基礎數據庫的建立（1）數據輸入

1）地圖資料的輸入包括圖形輸入和屬性輸入。圖形輸入目前常用的方法有手扶跟蹤數字化和掃描數字化兩種。①資料預處理②數字化圖的檢查及修改③統一的地理坐標2）屬性數據的輸入屬性數據用來描述空間數據的特征性質，一般是在空間數據輸入、編輯完成之后進行的。3）其他數據的輸入①遙感數據的輸入

其輸入直接用遙感軟件讀取文件即可。②GPS數據輸入把GPS測得的坐標數據輸入數據庫可以采用手工的方法，也可以采取把GPS接受機里的定位數據以文件的形式輸入數據庫。

②電子數據的輸入

4）屬性數據與空間數據的連接與管理農業數據綜合基礎數據庫中屬性數據是通過相應的圖象，如點（像元）、弧段、多邊形的編程與圖形建立聯系。

通常，用特定的程序將屬性數據與已數字化的點、線、面空間實體連接起來，這樣只要求空間實體帶有唯一的識別符即可。該識別符與所對應的空間數據的識別符一起構成了它們之間相互檢索的聯系紐帶。（2）數據入庫數據有效性檢查；數據格式檢查；數值的校對。必要時可以建立檢查、校核程序來輔助（四）．數據庫的維護與更新（1）數據庫的維護數據庫維護的對象一般包括以下4個方面：SQLSever系統維護，數據庫，表/對象維護和作業維護。針對SQLSever的維護一般包括錯誤日志的分析、對用戶登錄的管理以及支持系統配置的調整等工作。數據庫的維護工作一般包括對數據庫及其事務日志的備份和對數據庫訪問的審查等工作。

對表/對象的維護工作除了審查其訪問權限外，就是限制對象中的記錄數，對超出限額的數據表進行歸檔工作，將那些過期不用的數據轉移到檔案文件中。作業的維護工作主要包括對作業執行成敗的檢查、作業的日程表和頻度檢查、作業持續時間的檢查和作業輸出結果的檢查。

農業信息綜合基礎數據庫的數據更新主要包括確定更新策略、變化信息獲取、變化信息采集、現勢數據生產、現勢數據提供等5個步驟。國家國土資源部門每年進行土地利用的變更調查，統計部門每年發布各種社會經濟信息，因此，農業信息綜合基礎數據庫的數據更新應以一年為周期。（2）數據庫的更新

數據標準的內容包括空間坐標系、信息分類與代碼、數據庫數據文件的命名規則、數字產品元數據、地圖數字化規范和數據格式等內容。（1）空間坐標系（2）信息分類與編碼（3）數據結構與格式（4）地圖數字化規范（五）．數據標準化與規范化（三）農業數據庫的應用

1．農業數據庫的應用

農業生物數據庫方面，農業科研單位與院校對各種農作物、園藝作物、畜禽水產生物、食用苗藻生物都需要建立其品種、品系和近緣生物的數據庫。各種農業病菌、農業昆蟲、農業微生物都需要建立其分類體系、特性特征、生態類型、生理小種的數據庫。

農業環境資源數據庫方面，各地都需要建立盡可能完備的氣候與氣象數據庫、土壤資源數據庫、水資源數據庫和農業環境數據庫。農業經濟數據庫方面，各地都需要建立完備的人口、土地、耕地、各種作物面積和產量、各種畜禽生物的數量、農民收入、農民消費、農民就業和鄉鎮財政等數據庫。

（1）國外農業數據庫應用現狀

世界上早期形成了四個大型數據庫，即聯合國糧農組織的農業系統數據庫(AGRIS)、國際食物信息數據庫(IFIS)、美國農業部農業聯機存取數據庫（AGRICOLA）、國際農業生物中心數據庫（CABI）。（2）我國農業數據庫應用現狀

1995年中國農業科學院構建了中國最大的“中國農業科技文獻數據庫”，到現在已收錄數據達270多萬條，由中國農業科學院品種資源研究所主持建設的中國作物種質資源數據庫，已收錄了180多種作物。（3）農業數據庫應用實例。

1）農業部辦公廳物品帳務及固定資產管理

辦公廳物品帳務及固定資產管理系統是在Windows95下運行的軟件應用系統。在該系統中，用戶通過填寫入庫單、出庫單、國有資產登記卡，自動生成庫存清單、庫存明細帳，對各類物品及固定資產能夠方便地進行帳務查詢統計，每個月進行一次帳物核對，自動生成物品結算明細表。

2）中國農業科技文獻信息數據庫

這是一個大型的有關中國農業科技文獻信息的數據庫。始建于20世紀80年代末，并于1998年接入國際互聯網，實現了全國范圍內共享檢索服務。系統設有數據庫結構定義和修改、數據庫維護、自動標引、數據查重去重等功能。系統的單機版是在MicroCDS/ISIS上用PASCAL進行開發完成；