楊 攀

（鄭州科技學(xué)院，河南 鄭州 450064）

我國(guó)食用菌資源分布于東北、華北、華中、華東、西南、華南和滇南熱帶區(qū)、西藏南部、內(nèi)蒙古地區(qū)和西北、青藏高原的部分地區(qū)[1]。一些品種形成了各自的特色主產(chǎn)區(qū)，如香菇作為我國(guó)產(chǎn)量較大的食用菌，在全國(guó)21個(gè)省市均有分布，其中以云南、四川和湖北等地分布最為密集[2]。探明各種食用菌資源的地理分布情況，是開發(fā)利用食用菌資源的基礎(chǔ)，對(duì)于野生食用菌的人工馴化具有十分重要的意義[3]。食用菌地理分布數(shù)據(jù)也是我國(guó)食用菌產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要基礎(chǔ)性數(shù)據(jù)，對(duì)食用菌地理分布數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的存儲(chǔ)和分析是食用菌資源研究的基礎(chǔ)，也是對(duì)食用菌資源進(jìn)行保護(hù)和開發(fā)利用的前提。通過利用Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)食用菌地理分布信息進(jìn)行存儲(chǔ)和分析，研究開發(fā)食用菌地理分布數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，為我國(guó)食用菌資源的進(jìn)一步開發(fā)利用打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

1 食用菌地理分布數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)

1.1 食用菌地理分布數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的功能

食用菌地理分布數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，首先是一個(gè)能夠即時(shí)處理各種地理信息的平臺(tái)，其次是一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)。因此其主要包括數(shù)據(jù)傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)平臺(tái)、地理數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、地理數(shù)據(jù)的應(yīng)用和數(shù)據(jù)服務(wù)管理平臺(tái)等。整個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的核心是食用菌地理信息數(shù)據(jù)庫(kù)和地理空間基礎(chǔ)信息庫(kù)，當(dāng)然也包括食用菌基礎(chǔ)信息資源數(shù)據(jù)庫(kù)。這三大基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)中食用菌地理信息庫(kù)發(fā)揮著基于地理空間的框架整合食用菌信息的作用，為食用菌地理信息整合提供地理空間框架和應(yīng)用。具體應(yīng)用場(chǎng)景為：通過為政府農(nóng)業(yè)部門提供食用菌地理數(shù)據(jù)，帶動(dòng)其它食用菌相關(guān)產(chǎn)業(yè)和部門的食用菌數(shù)據(jù)共享，發(fā)揮地理信息數(shù)據(jù)庫(kù)在農(nóng)業(yè)信息資源共享過程中的基礎(chǔ)服務(wù)功能；通過食用菌地理分布情況的數(shù)據(jù)和電子地圖等，為食用菌企業(yè)的建廠規(guī)劃、食用菌產(chǎn)業(yè)的發(fā)展布局等提供地理空間和地理資源信息，讓數(shù)據(jù)為科學(xué)規(guī)劃服務(wù)，為食用菌產(chǎn)業(yè)發(fā)展和食用菌企業(yè)的建設(shè)提供更加科學(xué)有效的信息服務(wù)。同時(shí)，食用菌地理分布數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的其它功能，如食用菌地理空間定位和可視化操作，也為空間地理學(xué)和農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化建設(shè)提供了基礎(chǔ)性的數(shù)據(jù)支持。

1.2 食用菌地理分布數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)開發(fā)技術(shù)

主要采用Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和分析，采用地理信息系統(tǒng)（geographic information system，GIS）進(jìn)行計(jì)算機(jī)輔助地圖繪制，以便得到食用菌地理分布情況的電子地圖，將食用菌的地理分布情況進(jìn)行可視化呈現(xiàn)。具體采用SuperMap Deskpro 5.0開發(fā)工具。

1.2.1 Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)

Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)是美國(guó)甲骨文公司開發(fā)的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)產(chǎn)品[4]，是目前全球最大的關(guān)系型數(shù)據(jù)商用軟件。Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)可以存儲(chǔ)地理信息中復(fù)雜的地理可視化信息，也可以解釋比較并匯總地理空間數(shù)據(jù)，并通過地理空間關(guān)系，查找數(shù)據(jù)存儲(chǔ)位置和路徑，由于采用了標(biāo)準(zhǔn)的SQL結(jié)構(gòu)化查詢語言，地理信息的查詢速度更快。

1.2.2 SuperMap GIS

SuperMap GIS是北京超圖軟件股份有限公司開發(fā)的一套大型地理信息系統(tǒng)軟件[5]，包含以下幾個(gè)專業(yè)的桌面型工作界面產(chǎn)品。

1）空間數(shù)據(jù)庫(kù)引擎：SuperMap SDX+，用于支持海量空間數(shù)據(jù)管理的大型空間數(shù)據(jù)庫(kù)引擎，是基于Oracle等關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)管理海量空間數(shù)據(jù)的關(guān)鍵技術(shù)。

2）服務(wù)式開發(fā)平臺(tái)：SuperMap IS.NET，是基于Web Services和.NET技術(shù)的大型網(wǎng)絡(luò)GIS開發(fā)平臺(tái)，適用于在廣域網(wǎng)和局域網(wǎng)快速發(fā)布地理空間信息和建立各種B/S結(jié)構(gòu)的GIS應(yīng)用系統(tǒng)。

3）SuperMap系列產(chǎn)品：如 SuperMap iServer.NET、SuperMapi Server Java、SuperMap Objects（COM）等，以提供基于不同操作系統(tǒng)平臺(tái)和服務(wù)式架構(gòu)的企業(yè)級(jí)GIS產(chǎn)品開發(fā)環(huán)境。

4）桌面平臺(tái)：SuperMap Deskpro，提供專業(yè)桌面GIS軟件的數(shù)據(jù)管理、地圖編輯、統(tǒng)計(jì)查詢，以及布局排版、網(wǎng)絡(luò)分析、疊加分析、柵格計(jì)算、三維建模和三維分析等GIS功能；

5）導(dǎo)航應(yīng)用開發(fā)平臺(tái)：SuperMap SNE，面向?qū)Ш绞袌?chǎng)提供的電子地圖存儲(chǔ)、電子地圖瀏覽和操作、查詢以及路徑規(guī)劃、定位導(dǎo)航等功能的開發(fā)。

2 食用菌地理分布數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1 食用菌地理信息數(shù)據(jù)源管理

食用菌地理分布數(shù)據(jù)庫(kù)的建設(shè)主要涉及的就是食用菌地理信息數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)，食用菌地理信息數(shù)據(jù)庫(kù)包括2個(gè)內(nèi)容：1）地理空間數(shù)據(jù)庫(kù)，即通過地理空間數(shù)據(jù)可以了解每一種食用菌在地理空間上的分布位置；2）屬性數(shù)據(jù)庫(kù)，即通過屬性數(shù)據(jù)庫(kù)來表示每一種食用菌在該區(qū)域或該分布位置上的特征，并加以說明，如生長(zhǎng)現(xiàn)象、地理特點(diǎn)等，屬性數(shù)據(jù)庫(kù)是地理信息數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)中不可或缺的重要組成部分。

由于食用菌地理信息數(shù)據(jù)是一種圖形數(shù)據(jù)，需要借助一定文件管理方式進(jìn)行對(duì)應(yīng)連接，因此整個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)也需要通過文件式管理方式來對(duì)原始地圖數(shù)據(jù)進(jìn)行管理。但文件管理方式在地理數(shù)據(jù)量不斷增加的情況下，管理效率不高，而且這種文件管理是針對(duì)非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的地圖數(shù)據(jù)的。對(duì)于一些地理分布數(shù)據(jù)庫(kù)中的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，在管理上有諸多的限制。因此，考慮到食用菌地理空間數(shù)據(jù)的非結(jié)構(gòu)化問題，采用文件和關(guān)系混合結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)模型來進(jìn)行數(shù)據(jù)管理，即將食用菌地理空間數(shù)據(jù)用文件方式進(jìn)行存儲(chǔ)管理，而對(duì)其屬性數(shù)據(jù)則用Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)表來管理，文件方式用于管理非結(jié)構(gòu)化地理空間數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)庫(kù)則用來存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)化的屬性數(shù)據(jù)，這樣可以有效提高整個(gè)食用菌地理分布數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)管理效率。

2.2 食用菌地理分布數(shù)據(jù)集設(shè)計(jì)

地理分布數(shù)據(jù)集中的主要地圖要素有以下幾點(diǎn)。

1）自然環(huán)境：道路、山川、河流、海洋等，詳細(xì)的還要有一些地質(zhì)、地貌方面的內(nèi)容，如水土、植被、地形、氣象、動(dòng)物等。這些要素的取舍要根據(jù)與食用菌的相關(guān)度來確定，如氣象、植被、水土等與食用菌的關(guān)聯(lián)度很大，應(yīng)該在地理分布數(shù)據(jù)集中有所體現(xiàn)，而海洋的相關(guān)性比較小，可以暫時(shí)不予考慮。

2）社會(huì)經(jīng)濟(jì)：人口、城市、政府機(jī)關(guān)、歷史文化、交通、醫(yī)療等，這些要素在食用菌地理分布的數(shù)據(jù)集中也應(yīng)該有所體現(xiàn)。比如城市要素，看似與食用菌地理分布沒什么關(guān)系，但實(shí)際上，城市食用菌消費(fèi)需求和品種的偏好，會(huì)對(duì)食用菌地理的分布產(chǎn)生很大的影響，如果可能，這些社會(huì)經(jīng)濟(jì)要素也應(yīng)在食用菌地圖要素上有所體現(xiàn)。

SuperMap軟件中有點(diǎn)、線、面數(shù)據(jù)集，GRID數(shù)據(jù)集和文本數(shù)據(jù)集等十余種數(shù)據(jù)集，包含了矢量和柵格2種數(shù)據(jù)集存儲(chǔ)方式。為了方便用戶對(duì)食用菌地理分布數(shù)據(jù)的查詢、檢索和分析，需要對(duì)食用菌地理分布地圖的各個(gè)要素進(jìn)行分層存儲(chǔ)和管理。地圖數(shù)據(jù)集中的層是一類地圖要素的集合，將查詢類型和管理手段一致的地圖要素統(tǒng)一設(shè)計(jì)成一層，可以方便地圖要素的管理。如將地形信息設(shè)置為一個(gè)層，其中包括道路交通、水土、建筑等要素。使用時(shí)，用戶既可以對(duì)每一個(gè)層進(jìn)行單獨(dú)查詢，也可以將多個(gè)層進(jìn)行組合查詢，大大方便了地圖要素的查詢和管理。食用菌地理分布數(shù)據(jù)集進(jìn)行分層處理后，地圖數(shù)據(jù)的查詢、統(tǒng)計(jì)、修改會(huì)更加便捷。

通過食用菌地理分布信息所涉及生長(zhǎng)環(huán)境、土質(zhì)、植被、水體和氣象等基礎(chǔ)信息進(jìn)行分層，就可以得到食用菌地理分布的地理空間數(shù)據(jù)。接著就應(yīng)該對(duì)每一層數(shù)據(jù)進(jìn)行屬性數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)，以確定各項(xiàng)地圖數(shù)據(jù)的屬性，這一過程就是Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)的建庫(kù)過程，建立食用菌地理空間數(shù)據(jù)庫(kù)，以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的各項(xiàng)管理功能。例如食用菌地理概要瀏覽中的一個(gè)土質(zhì)植被要素屬性數(shù)據(jù)庫(kù)的結(jié)構(gòu)見表1。

表1 土質(zhì)植被要素屬性表結(jié)構(gòu)Tab.1 Structure of attribute table of soil vegetation elements

如表1所示，其中“SmID”字段為主鍵，通過這個(gè)唯一標(biāo)識(shí)“SmID”將數(shù)據(jù)集的每一個(gè)對(duì)象與對(duì)應(yīng)屬性表中的記錄進(jìn)行連接，從而建立起屬性表和空間數(shù)據(jù)之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，在Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)中建立土質(zhì)植被要素屬性表的命令為：

其它屬性數(shù)據(jù)表也可按此方法建立。SuperMap Deskpro中建立的食用菌地理分布信息，是屬于文件結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)模型，即食用菌的地理空間數(shù)據(jù)庫(kù)。該數(shù)據(jù)的建立利用了SuperMap Deskpro中的SDX for Oracle Spatial和SDX for Oracle等引擎，在關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)下對(duì)結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)了有效管理。該數(shù)據(jù)集采用的空間數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)食用菌地理分布空間數(shù)據(jù)的交通道路、河流等線狀數(shù)據(jù)集、湖泊耕地等面狀數(shù)據(jù)集等多種空間數(shù)據(jù)集的整合，統(tǒng)一了結(jié)構(gòu)化和非結(jié)構(gòu)化2類數(shù)據(jù)，采用了文件和關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)混合結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)模型，并對(duì)食用菌地理分布信息進(jìn)行了分層，對(duì)每一層數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)了屬性數(shù)據(jù)庫(kù)，從而完成了食用菌地理分布數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。

3 結(jié)論

通過利用Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)和SuperMap Deskpro開發(fā)工具對(duì)食用菌地理分布數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)，可以為食用菌產(chǎn)業(yè)提供海量的地理數(shù)據(jù)，用于食用菌地理資源和菌種分布等數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和分析，為食用菌資源的開發(fā)和保護(hù)提供一手資料。