鄭妍妍　董擎輝　龍江雨　趙璞　關憲任　王紅蕾

一、農業(yè)高清影像數(shù)據(jù)庫的構建方法

為了便于農業(yè)高清影像的管理和存儲，可依托相關的信息技術，構建農業(yè)高清影像數(shù)據(jù)庫，具體的構建方法如下：

1、數(shù)據(jù)庫架構

數(shù)據(jù)庫是一種能夠對相關數(shù)據(jù)信息進行管理和存儲的系統(tǒng)，在對數(shù)據(jù)庫進行構建的過程中，應當以需要管理和存儲的數(shù)據(jù)類型作為建庫依據(jù)，同時，為確保構建的數(shù)據(jù)庫運行穩(wěn)定、可靠，必須對其架構進行合理設計。本文所構建的數(shù)據(jù)庫主要是對與農業(yè)生產有關的高清影像進行管理和存儲，通過對當前較為流行的數(shù)據(jù)庫架構進行研究后，決定采用B/S架構體系。這是一種實用性較高的系統(tǒng)架構，其中的B代表瀏覽器，S代表服務器，瀏覽器能夠通過Web Server與數(shù)據(jù)庫進行數(shù)據(jù)交互。B/S架構分為三層，即瀏覽器、Web服務器和數(shù)據(jù)庫服務器，該架構的工作原理為瀏覽器請求、服務器響應，其最為突出的特點在于成本低、便于維護、分布性強、易于開發(fā)，無需安裝專用軟件。

2、邏輯與物理設計

（1）邏輯結構設計。邏輯設計是數(shù)據(jù)庫構建的重要前提，其所反映的是數(shù)據(jù)庫的業(yè)務邏輯。本文主要是對農業(yè)高清影像數(shù)據(jù)庫進行構建，需要反映的業(yè)務邏輯都是與農業(yè)高清影像有關的數(shù)據(jù)信息。在邏輯設計中，將整個數(shù)據(jù)庫按照不同的農作物進行分類，將有保存價值的歷史影像、農作物生產全過程的高清影像和無人機影像均按分類進行存儲，并建立索引數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)對高清影像的有效檢索應用。邏輯設計關系到數(shù)據(jù)庫的整體性能，因此，可在具體設計中引入規(guī)范化理論及相關方法，從而為農業(yè)高清影像數(shù)據(jù)庫邏輯設計提供指導和工具，這樣除了能夠減少數(shù)據(jù)冗余之外，還能使數(shù)據(jù)的增添、刪除、修改速度大幅度加快。

（2）物理結構設計。通常情況下，在數(shù)據(jù)庫構建中，可以將邏輯設計作為物理結構設計的主要依據(jù)，實施存儲和存取方式。數(shù)據(jù)庫的物理結構對硬件系統(tǒng)的依賴程度比較高，為此，在具體設計過程中，設計人員應當對數(shù)據(jù)庫的存儲結構和數(shù)據(jù)的存取方法加以充分了解，在此基礎上，對數(shù)據(jù)的存取路徑進行優(yōu)化設計，并對數(shù)據(jù)的存放位置進行合理確定。

（3）數(shù)據(jù)備份。由于數(shù)據(jù)庫中存儲的農業(yè)高清影像數(shù)據(jù)資料都比較重要，為避免數(shù)據(jù)丟失，應當對數(shù)據(jù)進行備份。在對數(shù)據(jù)進行備份的過程中，主要包括備份方式及內容的設定，存儲與備份空間的規(guī)劃等。為提高備份速率，可將服務器本地存儲作為數(shù)據(jù)備份的一級存儲，并采用全備份與增量備份相結合的方法。所有農業(yè)影像數(shù)據(jù)的日常備份均由備份系統(tǒng)自動完成，為使數(shù)據(jù)安全得到有效保障，采用備份復制，一份為在線保管，另外一份為離線保管。

二、農業(yè)高清影像數(shù)據(jù)庫的實踐意義

1、滿足精準農業(yè)生產管理需求

在現(xiàn)代化農業(yè)生產和管理領域，建設農業(yè)高清影像數(shù)據(jù)庫可滿足實時獲取農情信息的需求，轉變傳統(tǒng)以人工采集數(shù)據(jù)的獲取方式，使高清影像數(shù)據(jù)信息為精準農業(yè)生產提供服務。農業(yè)高清影像數(shù)據(jù)庫中存儲著大量的作物種類、生長期、栽培管理、病蟲害等相關影像信息，生成了糧食作物、經濟作物、蔬菜的視頻素材庫，并且素材庫中的影像信息實時更新。使用者只需在數(shù)據(jù)庫中輸入關鍵詞，就能夠快速便捷地查詢到各類作物的攝制地區(qū)、攝制時間，掌握作物的生長情況，滿足農業(yè)生產信息化管理的需求。

2、實現(xiàn)農作物生長動態(tài)監(jiān)控

在農作物生長過程中，可對高清影像數(shù)據(jù)庫中存儲的影像進行動態(tài)圖像處理，快速識別出農作物生長中是否存在著大量雜草，動態(tài)監(jiān)測農作物的長勢，然后根據(jù)雜草的實際情況制定農藥噴灑和施肥方案，使其達到農業(yè)大面積高效作業(yè)的要求。在高清影像數(shù)據(jù)庫應用中，需要在無人駕駛飛機上安裝高清攝像機，對作業(yè)面進行拍攝，形成高清影像資料，之后將其傳輸?shù)綌?shù)據(jù)庫中，借助動態(tài)圖像處理系統(tǒng)對高清影像進行處理，生成有關農作物生長的相關影像信息，實現(xiàn)農作物生長期間的信息化監(jiān)控和管理。

3、提高農作物病蟲害防治效果

在農作物病蟲害防治中，可合理利用農業(yè)高清影像數(shù)據(jù)庫輔助防治工作的開展。在高清影像數(shù)據(jù)庫應用過程中，通過實時檢索農作物的影像資料，并借助圖像處理技術對影像資料中的圖像特征進行提取，以及運用神經網(wǎng)絡法、支持向量機法、模糊聚類法等多種分類方法對圖像特征進行分類識別，能夠快速識別出圖像中病蟲害的種類，預測病蟲害的發(fā)展趨勢，進而為農民及時采取病蟲害防治措施提供依據(jù)，將病蟲害消滅在初期階段。

4、提高農產品品質分級效率

在農業(yè)高清影像數(shù)據(jù)庫中可實時存儲農產品的影像信息，并借助計算機視覺系統(tǒng)對農產品的形態(tài)、顏色、缺陷等方面進行快速檢測，為精準分級農產品品質提供技術支撐。如，在水果的品質分級中，傳統(tǒng)的分級方法為人工分級，耗費了大量的人力，且分級效率和準確性偏低。而構建快速檢測系統(tǒng)，并應用高清影像數(shù)據(jù)庫中的影像圖片進行品質分級，就可在圖像采集后快速進行圖像處理，按照系統(tǒng)中預設的果形、色澤、缺陷部位輪廓等方面的品質等級參數(shù)，自動判斷出品質，并在水果輸送系統(tǒng)中，根據(jù)系統(tǒng)輸出的品質分級信息，準確劃分品級，進而提高水果自動化分級效率。

綜上所述，我國作為農業(yè)大國，在農業(yè)生產過程中會形成大量的高清影像資料，這些資料具有重要的利用價值。為使農業(yè)高清影像能夠妥善保存，本文構建了一個數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，通過該數(shù)據(jù)庫可以對農業(yè)高清影像進行管理和存儲，并根據(jù)用戶需求進行調取。由于數(shù)據(jù)庫中存儲的數(shù)據(jù)都是一些珍貴的農業(yè)影像，為避免數(shù)據(jù)丟失造成不必要的損失，在數(shù)據(jù)庫設計中應當做好備份工作。

（作者單位： 150086黑龍江省農業(yè)科學院農業(yè)遙感與信息研究所）