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        江西省自動土壤水分觀測數(shù)據(jù)平臺在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域中的應(yīng)用

        2018-09-10 19:59:59李嫦黃玲
        種子科技 2018年11期
        關(guān)鍵詞:數(shù)據(jù)平臺應(yīng)用

        李嫦 黃玲

        摘 要:針對當前自動土壤水分觀測資料應(yīng)用到農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)中缺少統(tǒng)一業(yè)務(wù)平臺,各級氣象部門對資料查詢、統(tǒng)計和業(yè)務(wù)化產(chǎn)品存在較大需求的問題,采用 B/S架構(gòu)模式,依托My Eclipse開發(fā)環(huán)境,通過MS SQL Server 2008數(shù)據(jù)庫存儲數(shù)據(jù),自主開發(fā)了集土壤水分監(jiān)測管理整個業(yè)務(wù)流程為一體的管理平臺。其實現(xiàn)了土壤水分旱情等級評價、墑情分析、實時數(shù)據(jù)查詢、年值序列分析統(tǒng)計、月值序列分析統(tǒng)計、日值序列分析統(tǒng)計、質(zhì)量監(jiān)控、運行監(jiān)控、站點信息和臺站檔案等功能。

        關(guān)鍵詞:自動土壤水分觀測;數(shù)據(jù)平臺;農(nóng)業(yè)領(lǐng)域;應(yīng)用

        文章編號: 1005-2690(2018)11-0007-02 中圖分類號: S152.7 文獻標志碼: A

        江西是農(nóng)業(yè)大省之一,其特有的地理條件和氣候特征導(dǎo)致每年都會發(fā)生各種旱、澇災(zāi)情。為了加強對氣象災(zāi)害特別是旱澇災(zāi)害的防御,滿足農(nóng)業(yè)氣象防災(zāi)減災(zāi)和國家糧食安全的需要,提高防災(zāi)減災(zāi)能力和應(yīng)對氣候變化的能力,根據(jù)我國氣象局“氣象監(jiān)測和災(zāi)害預(yù)警工程”關(guān)于在江西省建設(shè)自動土壤水分觀測站網(wǎng)的總體安排,江西省氣象局于2009—2011年分兩批共建設(shè)自動土壤水分觀測站52個,基本形成了覆蓋全省主要糧食產(chǎn)區(qū)干旱監(jiān)測的自動土壤水分觀測站網(wǎng)。自動土壤水分觀測站網(wǎng)的建成,極大地提高了江西省農(nóng)業(yè)氣象觀測自動化水平,為農(nóng)業(yè)干旱氣象服務(wù)提供了基礎(chǔ)資料和指導(dǎo)產(chǎn)品。通過前期調(diào)研,省、市、縣3級氣象部門對已建成的自動土壤水分觀測資料缺少統(tǒng)一的數(shù)據(jù)應(yīng)用平臺,尤其對資料的查詢、統(tǒng)計和業(yè)務(wù)化產(chǎn)品存在較大的需求。根據(jù)上述調(diào)查結(jié)果發(fā)現(xiàn),開發(fā)一套自動土壤水分觀測數(shù)據(jù)應(yīng)用平臺勢在必行[1,2]。

        通過軟硬件設(shè)備搭建的土壤水分資料業(yè)務(wù)化綜合應(yīng)用平臺,主要包括觀測數(shù)據(jù)查詢、綜合分析(干旱分析、單作物生長期對土壤水分需求分析等)、序列查詢、質(zhì)量監(jiān)控、運行評估、臺站沿革、站網(wǎng)布局、站點信息八大模塊,實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享和數(shù)據(jù)產(chǎn)品業(yè)務(wù)化的目標[3,4]。

        1 系統(tǒng)構(gòu)建

        為了使系統(tǒng)以更松散的方式耦合,系統(tǒng)體系架構(gòu)設(shè)計采用分層式結(jié)構(gòu),從下至上分別為運行支撐層、數(shù)據(jù)層、服務(wù)層和應(yīng)用層4個不同的層次。

        1.1 運行支撐層

        運行支撐層是土壤水分資料業(yè)務(wù)化綜合應(yīng)用平臺的載體,依托江西省大氣探測技術(shù)中心現(xiàn)有的軟硬件基礎(chǔ)設(shè)施,搭建適合系統(tǒng)穩(wěn)定運行的環(huán)境,包括網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、服務(wù)器系統(tǒng)、存儲備份系統(tǒng)和安全設(shè)備等硬件環(huán)境,以及計算機操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)平臺軟件等軟件環(huán)境。

        1.2 數(shù)據(jù)層

        數(shù)據(jù)層通過服務(wù)層為應(yīng)用層的庫房管理相關(guān)數(shù)據(jù)庫提供內(nèi)容。數(shù)據(jù)庫內(nèi)容主要包括臺站沿革數(shù)據(jù)表,干旱等級劃分表,茶樹、棉花、大豆、油菜、花生、玉米、臍橙和柑橘等種植物生長期內(nèi)對土壤墑情的需求表,土壤水分觀測設(shè)備的評估數(shù)據(jù)表,土壤水分觀測設(shè)備運行狀況表與監(jiān)控信息表以及基礎(chǔ)地理信息表等。

        1.3 服務(wù)層

        服務(wù)層是根據(jù)不同用戶對數(shù)據(jù)平臺的共性需求而設(shè)計并實現(xiàn)的系列標準服務(wù)接口,以及在此基礎(chǔ)上建立的在線服務(wù)系統(tǒng)。通過在線服務(wù)系統(tǒng)向應(yīng)用層提供所需的各種應(yīng)用服務(wù),如數(shù)據(jù)獲取、數(shù)據(jù)查詢、在線制圖等。

        1.4 應(yīng)用層

        應(yīng)用層是面向系統(tǒng)服務(wù)對象而提供的業(yè)務(wù)功能。應(yīng)用層構(gòu)造了門戶網(wǎng)站,是土壤水分資料業(yè)務(wù)化綜合應(yīng)用平臺面向最終用戶的層面。

        2 平臺建設(shè)

        2.1 數(shù)據(jù)庫設(shè)計

        考慮到測繪資料檔案數(shù)據(jù)量較大,且涉及大量涉密數(shù)據(jù),對安全性需求較高,故本系統(tǒng)采用MS SQL Server 2008作為數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。

        2.2 系統(tǒng)功能模塊設(shè)計

        系統(tǒng)按照功能模塊劃分原則設(shè)計,根據(jù)平臺管理的業(yè)務(wù)要求,自上而下對系統(tǒng)進行功能解析與模塊劃分,主要包括土壤水分旱情等級評價、墑情分析、實時數(shù)據(jù)、年值序列、月值序列、日值序列、質(zhì)量監(jiān)控、運行監(jiān)控、站點信息和臺站檔案十大模塊。

        2.3 系統(tǒng)開發(fā)與實現(xiàn)

        系統(tǒng)采用 B/S架構(gòu)模式,依托My Eclipse開發(fā)環(huán)境,通過MS SQL Server 2008數(shù)據(jù)庫存儲數(shù)據(jù),開發(fā)建立了一個集土壤水分監(jiān)測管理整個業(yè)務(wù)流程為一體的管理系統(tǒng)。

        2.3.1 綜合分析

        分為江西省旱情分析和對單作物墑情分析兩大模塊,生成各自分析結(jié)果產(chǎn)品。兩大模塊在同一界面中顯示,即全省旱情分析以全省地圖為底圖,顯示全省土壤水分旱情等級評價色斑圖,綜合為全省旱情等級評價產(chǎn)品;單作物墑情分析以農(nóng)作物所在縣為單位,鼠標移至,即以表格形式顯示該種農(nóng)作物墑情狀況分析結(jié)果。

        2.3.2 數(shù)據(jù)查詢

        設(shè)置單站和多站8個土層的實時相對濕度、體積含水量、重量含水率、水分貯存量數(shù)據(jù)查詢,同時也可進行自定義時段統(tǒng)計。

        2.3.3 序列查詢

        建立單站年值序列、月值序列、日值序列曲線圖。序列包含相對濕度、體積含水量、重量含水率及水分貯存量。

        2.3.4 質(zhì)量監(jiān)控

        依據(jù)2010年江西省氣象科技創(chuàng)新基金課題《自動土壤水分資料傳輸報警系統(tǒng)》對數(shù)據(jù)質(zhì)量界定的閾值研究成果,確定土壤相對濕度錯誤閾值范圍,以此對全省自動土壤水分觀測數(shù)據(jù)進行監(jiān)控,發(fā)布錯誤數(shù)據(jù)監(jiān)控結(jié)果產(chǎn)品(自動生成并滾動發(fā)布),并在首頁顯示。

        2.3.5 站點信息

        展示臺站自動土壤水分站的站名、區(qū)站號、經(jīng)緯度、土壤容重、田間持水量、凋萎濕度等基本信息,以圖表形式展示。

        3 結(jié)束語

        自動土壤水分觀測數(shù)據(jù)應(yīng)用平臺經(jīng)過1年多的研究開發(fā)及試用改進,各項功能更加完善。從設(shè)備監(jiān)測、數(shù)據(jù)分析、制作到產(chǎn)品生成,形成了一套清晰、規(guī)范的土壤水分觀測數(shù)據(jù)應(yīng)用業(yè)務(wù)技術(shù)流程。該平臺通過Web網(wǎng)站發(fā)布形式,為江西省用戶提供了一個集數(shù)據(jù)查詢、綜合分析、序列查詢、質(zhì)量監(jiān)控、運行評估、臺站沿革、站網(wǎng)布局和站網(wǎng)信息八大功能的數(shù)據(jù)應(yīng)用平臺。該平臺的研究,為自動土壤水分評估、業(yè)務(wù)化運行現(xiàn)狀以及全網(wǎng)布局和站點基礎(chǔ)信息資料提供統(tǒng)一、權(quán)威的查詢平臺,為江西省氣象為農(nóng)服務(wù)提供基礎(chǔ)參考數(shù)據(jù),為全省干旱和作物生育期綜合分析提供服務(wù)產(chǎn)品,填補了江西省干旱預(yù)報服務(wù)領(lǐng)域的一項空白,增強了江西省干旱氣象服務(wù)的能力。

        參考文獻:

        [ 1 ] 陳濤,劉蘭芳. VB與Surfer制作自定義控件繪制多種色斑圖的方法[J].衡陽師范學(xué)院學(xué)報,2011,32(06):109-112.

        [ 2 ] 陳寧.湖北省土壤水分自動站監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[J].北京農(nóng)業(yè),2013(24):148-149.

        [ 3 ] 張永娟,陳濤.基于Sesame及Rdfizer擴展工具的關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)應(yīng)用平臺[J]. 圖書情報工作,2013,57(16):135-139.

        [ 4 ] 張峰.川渝地區(qū)農(nóng)業(yè)氣象干旱風(fēng)險區(qū)劃與損失評估研究[D].杭州:浙江大學(xué),2014.

        (收稿日期:2018-10-15)

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