何延波，劉 園，姜月清，毛留喜**，劉布春，盧業(yè)偉

經(jīng)濟(jì)林果水旱災(zāi)害綜合數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)與建設(shè)實(shí)踐：以北方蘋(píng)果/葡萄水旱災(zāi)害為例*

何延波1，劉 園2，姜月清1，毛留喜1**，劉布春2，盧業(yè)偉3

(1.國(guó)家氣象中心，北京 100081；2. 中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展研究所/作物高效用水與抗災(zāi)減損國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室/農(nóng)業(yè)農(nóng)村部農(nóng)業(yè)環(huán)境重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100081；3.云眾世紀(jì)科技有限公司，北京 100081)

以北方為主產(chǎn)區(qū)的中國(guó)兩大經(jīng)濟(jì)水果蘋(píng)果、葡萄常見(jiàn)的水旱災(zāi)害為例，收集整理長(zhǎng)時(shí)間序列氣象、水文、災(zāi)害、生產(chǎn)管理、遙感及其反演參數(shù)及土壤屬性、基礎(chǔ)地理信息等多類(lèi)數(shù)據(jù)，并通過(guò)數(shù)據(jù)質(zhì)量控制、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范制定、數(shù)據(jù)庫(kù)總體方案及數(shù)據(jù)庫(kù)接口設(shè)計(jì)，采用開(kāi)源MySQL數(shù)據(jù)庫(kù)建庫(kù)技術(shù)，構(gòu)建了基于C/S架構(gòu)的經(jīng)濟(jì)林果水旱災(zāi)害綜合數(shù)據(jù)庫(kù)；同時(shí)基于數(shù)據(jù)庫(kù)軟件開(kāi)發(fā)工具、GIS中間件、Quartz開(kāi)源組件等，引入RBAC模型，研制了數(shù)據(jù)庫(kù)管理子系統(tǒng)，建立數(shù)據(jù)庫(kù)完備安全機(jī)制和作業(yè)調(diào)度機(jī)制，實(shí)現(xiàn)完善的數(shù)據(jù)采集、更新、管理、查詢(xún)、分析和高效訪(fǎng)問(wèn)與共享功能，為蘋(píng)果、葡萄水旱災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型以及風(fēng)險(xiǎn)轉(zhuǎn)移綜合防范技術(shù)決策服務(wù)平臺(tái)建設(shè)提供數(shù)據(jù)支撐。以北方蘋(píng)果和葡萄水旱災(zāi)害為例的經(jīng)濟(jì)林果水旱災(zāi)害綜合數(shù)據(jù)庫(kù)的成功建設(shè)，為其他地區(qū)、其他林果種類(lèi)和其他災(zāi)害類(lèi)型的災(zāi)害綜合數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)提供了寶貴經(jīng)驗(yàn)。

經(jīng)濟(jì)林果；蘋(píng)果；葡萄；多源數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)庫(kù)；災(zāi)害；洪澇；干旱

蘋(píng)果、葡萄長(zhǎng)年來(lái)為中國(guó)主要水果。據(jù)國(guó)家統(tǒng)計(jì)局?jǐn)?shù)據(jù)，2019年全國(guó)蘋(píng)果產(chǎn)量為42425.4kt，葡萄為14195.4kt，分別位列水果產(chǎn)量第2、4位；從果園面積統(tǒng)計(jì)看，蘋(píng)果和葡萄分別以1978.10khm2和726.20khm2處于第2、4位（https://data.stats.gov.cn/ easyquery.htm?cn=C01）。從果園分布上看，蘋(píng)果有渤海灣、西北黃土高原、黃河故道和秦嶺北麓以及西南冷涼高地4大產(chǎn)區(qū)；葡萄有東北中北部、西北地區(qū)、黃土高原、環(huán)渤海灣、黃河故道、南方地區(qū)及西南冷涼高地7大主產(chǎn)區(qū)，中國(guó)北方的廣大地區(qū)是蘋(píng)果、葡萄的共有主產(chǎn)區(qū)。因此，開(kāi)展北方地區(qū)蘋(píng)果、葡萄兩大主產(chǎn)水果生產(chǎn)中相關(guān)災(zāi)害監(jiān)測(cè)、預(yù)警與評(píng)估研究工作，可集中有限精力去了解一部分主產(chǎn)水果在生產(chǎn)實(shí)際中的災(zāi)害特性，建立災(zāi)害綜合風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指標(biāo)體系，為科學(xué)防災(zāi)減災(zāi)決策服務(wù)的同時(shí)，也為后續(xù)其他水果種類(lèi)或其他地區(qū)水果生產(chǎn)災(zāi)害研究與業(yè)務(wù)服務(wù)工作積累經(jīng)驗(yàn)。

近年來(lái)，在全球氣候變化背景下，自然災(zāi)害特別是氣象自然災(zāi)害頻發(fā)，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)損失嚴(yán)重[1]。根據(jù)中國(guó)氣象局資料統(tǒng)計(jì)，所有自然災(zāi)害中以氣象災(zāi)害占比最大，達(dá)70%以上，每年氣象災(zāi)害造成的經(jīng)濟(jì)損失約占國(guó)民生產(chǎn)總值的1%～3%[2?3]。而氣象災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)特征分析表明，在氣象災(zāi)害中，干旱、洪（漬）澇等災(zāi)害造成的經(jīng)濟(jì)損失相對(duì)較大[4?5]。對(duì)于蘋(píng)果、葡萄產(chǎn)區(qū)來(lái)說(shuō)，干旱、洪（漬）澇等災(zāi)害影響也是十分嚴(yán)峻的。暴風(fēng)、暴雨等極端天氣破壞果園設(shè)施，致使葡萄園遭受洪（漬）澇害時(shí)有報(bào)道；干旱導(dǎo)致水資源缺乏，蘋(píng)果園因無(wú)水灌溉致使果樹(shù)受旱死亡也不鮮見(jiàn)。楊小利等在構(gòu)建甘肅東部蘋(píng)果氣象災(zāi)害綜合風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指標(biāo)體系時(shí)，選用包括危險(xiǎn)性、易損性、敏感性和防災(zāi)減災(zāi)能力4個(gè)方面的12個(gè)指標(biāo)，其在危險(xiǎn)性評(píng)估的5個(gè)指標(biāo)中，就選用了春末初夏干旱、伏期干旱、著色期連陰雨3個(gè)指標(biāo)，與旱澇相關(guān)的指標(biāo)占據(jù)了較大比重[6]；葡萄生育期內(nèi)氣象條件分析表明，干旱、連陰雨均是影響葡萄產(chǎn)量與品質(zhì)的主要災(zāi)害之一[7]，因此，水旱相關(guān)災(zāi)害在蘋(píng)果、葡萄產(chǎn)業(yè)鏈中有著較大影響。

在蘋(píng)果、葡萄生長(zhǎng)發(fā)育期內(nèi)，不同時(shí)期內(nèi)水旱災(zāi)害的影響不同，總體上，蘋(píng)果、葡萄水旱災(zāi)害都會(huì)導(dǎo)致落葉、落果現(xiàn)象，易誘發(fā)病蟲(chóng)害發(fā)生，果品商品率或優(yōu)果率下降，嚴(yán)重時(shí)樹(shù)株死亡[8?12]。此外，多雨漬澇天氣還會(huì)致使蘋(píng)果、葡萄果樹(shù)根系窒息、腐爛、果實(shí)開(kāi)裂或裂紋、著色不良、含糖量下降；持續(xù)高溫干旱少雨天氣也導(dǎo)致果樹(shù)樹(shù)體衰弱、抽枝困難，果實(shí)品質(zhì)差。水分過(guò)多或過(guò)少，均對(duì)蘋(píng)果、葡萄生長(zhǎng)產(chǎn)生不利影響或危害，適宜的水分條件是確保產(chǎn)量與品質(zhì)的基本條件之一。

對(duì)于水旱災(zāi)害對(duì)蘋(píng)果、葡萄等經(jīng)濟(jì)林果的影響研究，前人也開(kāi)展了一些工作，主要集中在災(zāi)害原因分析及其應(yīng)對(duì)措施[13?17]，或建立水旱災(zāi)害相關(guān)指標(biāo)體系，開(kāi)展災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)估或風(fēng)險(xiǎn)區(qū)劃[18?19]，但尚未建立一套完善的技術(shù)體系，實(shí)現(xiàn)水旱災(zāi)害的災(zāi)前預(yù)警、災(zāi)中監(jiān)測(cè)、災(zāi)后評(píng)估，進(jìn)而引入林果災(zāi)害保險(xiǎn)機(jī)制，轉(zhuǎn)移和分散林果水旱災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)，達(dá)到防災(zāi)、減災(zāi)、救災(zāi)之目的。究其原因，主要缺乏完善的數(shù)據(jù)支持來(lái)實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)。

事實(shí)上，無(wú)論從災(zāi)害綜合研究、災(zāi)害綜合風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指標(biāo)體系構(gòu)建，還是災(zāi)害監(jiān)測(cè)、預(yù)警與評(píng)估業(yè)務(wù)服務(wù)與科學(xué)防災(zāi)減災(zāi)決策制定，致災(zāi)因子、孕災(zāi)環(huán)境、承災(zāi)體還是災(zāi)情等級(jí)、影響范圍與程度等用于描述災(zāi)害相關(guān)數(shù)據(jù)的獲取及有效管理，都在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的各階段都起著至關(guān)重要的作用[20]，也是農(nóng)業(yè)防災(zāi)減災(zāi)領(lǐng)域科學(xué)研究、業(yè)務(wù)服務(wù)的重要基礎(chǔ)支撐[21]。豐富的農(nóng)業(yè)災(zāi)害數(shù)據(jù)不僅可為高效開(kāi)展農(nóng)業(yè)災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警、應(yīng)急響應(yīng)、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和救災(zāi)決策提供充足有效的信息，也是提升災(zāi)害管理能力，減低農(nóng)業(yè)災(zāi)害損失，實(shí)踐農(nóng)業(yè)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)轉(zhuǎn)移綜合防范技術(shù)的迫切需求[22?26]。

隨著農(nóng)業(yè)政策調(diào)整和人們生活水平的提高，中國(guó)經(jīng)濟(jì)林果產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，規(guī)模與產(chǎn)量逐年增加，經(jīng)濟(jì)林果災(zāi)害的敏感性及其農(nóng)業(yè)氣象風(fēng)險(xiǎn)越來(lái)越引起經(jīng)濟(jì)林果產(chǎn)業(yè)工作者和科學(xué)家的廣泛關(guān)注，但經(jīng)濟(jì)林果相關(guān)的災(zāi)害數(shù)據(jù)缺乏長(zhǎng)期且完整的記錄，也未見(jiàn)相關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)的構(gòu)建，因而在科研及業(yè)務(wù)工作中缺乏相應(yīng)的綜合數(shù)據(jù)集以支持工作深入開(kāi)展。

數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)是計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)中發(fā)展最快、應(yīng)用范圍最廣、實(shí)用性最強(qiáng)的技術(shù)之一。數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)在生產(chǎn)或科研活動(dòng)中主要用于數(shù)據(jù)管理，以提高數(shù)據(jù)的應(yīng)用效率和管理時(shí)效[27]。數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)在中國(guó)農(nóng)林科研領(lǐng)域和業(yè)務(wù)服務(wù)中已獲得較為廣泛的應(yīng)用[28]，是“智慧農(nóng)業(yè)”、“數(shù)字林業(yè)”的關(guān)鍵技術(shù)之一[29?31]。因此，利用數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)開(kāi)展經(jīng)濟(jì)林果災(zāi)害數(shù)據(jù)的收集、整理工作在技術(shù)上是可行的。雖然，經(jīng)濟(jì)林果水旱災(zāi)害綜合數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)面向?qū)I(yè)應(yīng)用，在利用數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)管理數(shù)據(jù)上與通用數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)管理會(huì)略有差異，但也都包括有數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)庫(kù)功能及數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用等通用的幾個(gè)方面內(nèi)容，實(shí)際上，經(jīng)濟(jì)林果水旱災(zāi)害綜合數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)也包含通用的數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)內(nèi)容。盡管經(jīng)濟(jì)林果災(zāi)害研究涉及的數(shù)據(jù)具有多學(xué)科領(lǐng)域、多時(shí)空尺度、多來(lái)源的多樣化特性，具備一定的多源屬性，但均可由數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)進(jìn)行編譯處理，并結(jié)合其他IT技術(shù)得以高效管理。

1 數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)

1.1 建設(shè)目標(biāo)

在國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目“林果水旱災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警與風(fēng)險(xiǎn)防范技術(shù)研究”支持下，以北方蘋(píng)果和葡萄水旱災(zāi)害為例，將數(shù)據(jù)庫(kù)構(gòu)建技術(shù)作為手段，收集整理長(zhǎng)時(shí)間序列氣象、水文、災(zāi)害以及遙感等各類(lèi)數(shù)據(jù)，滿(mǎn)足多源、多尺度大容量數(shù)據(jù)集存儲(chǔ)管理、空間數(shù)據(jù)分析與挖掘以及果園生產(chǎn)管理決策措施制定等需求；通過(guò)數(shù)據(jù)的質(zhì)量控制、數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)庫(kù)總體設(shè)計(jì)以及數(shù)據(jù)管理、共享方案設(shè)計(jì)等，建立了經(jīng)濟(jì)林果水旱災(zāi)害綜合數(shù)據(jù)庫(kù)并研發(fā)數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)，為經(jīng)濟(jì)林果水旱災(zāi)害的監(jiān)測(cè)預(yù)警、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型以及風(fēng)險(xiǎn)轉(zhuǎn)移綜合防范技術(shù)等相關(guān)研究與服務(wù)工作的開(kāi)展提供數(shù)據(jù)支撐，以提高林果生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)防范的能力。并在此基礎(chǔ)上，擬將積累的工作經(jīng)驗(yàn)推廣到全國(guó)其他地區(qū)、其他水果種類(lèi)的災(zāi)害綜合數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)，為林果產(chǎn)業(yè)或其他經(jīng)濟(jì)作物的災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警與風(fēng)險(xiǎn)防范決策服務(wù)。

1.2 設(shè)計(jì)原則

經(jīng)濟(jì)林果水旱災(zāi)害綜合數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)和管理所有相關(guān)數(shù)據(jù)，在充分分析多源數(shù)據(jù)特性的基礎(chǔ)上，采用MySQL建庫(kù)技術(shù)，以關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)（Relational Database Management System，簡(jiǎn)稱(chēng)RDBMS）方式存儲(chǔ)包括經(jīng)濟(jì)林果水旱災(zāi)害監(jiān)測(cè)相關(guān)氣象、水文、災(zāi)害等數(shù)據(jù)，災(zāi)害評(píng)估模型及其參數(shù)，業(yè)務(wù)平臺(tái)及數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的配置、運(yùn)行日志等信息。數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)中遵循了必要的數(shù)據(jù)庫(kù)范式理論，以確保數(shù)據(jù)的完整性與正確性。

（1）數(shù)據(jù)庫(kù)命名。數(shù)據(jù)庫(kù)、表、索引等對(duì)象的命名遵循統(tǒng)一的設(shè)計(jì)原則，同時(shí)參照《氣象數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)存儲(chǔ)及命名規(guī)范》等已頒布的行業(yè)或國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)[32?33]，采用統(tǒng)一的命名規(guī)則，如設(shè)計(jì)字段在規(guī)范中已存在，可直接引用；否則，重新設(shè)計(jì)，以方便各類(lèi)用戶(hù)和管理員查詢(xún)、使用和維護(hù)。

（2）公用表。對(duì)經(jīng)常使用的、共用的數(shù)據(jù)（如某些參數(shù)、代碼表或站點(diǎn)信息），設(shè)計(jì)單獨(dú)的表并以表鏈接的方式進(jìn)行共用信息訪(fǎng)問(wèn)，以便于信息維護(hù)的同時(shí)，減少記錄數(shù)量，提高用戶(hù)訪(fǎng)問(wèn)效率。

（3）索引。對(duì)于大的數(shù)據(jù)庫(kù)表，合理的索引將會(huì)提高整個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)的操作效率。在索引設(shè)計(jì)中，索引字段挑選重復(fù)值較少的字段；對(duì)建有復(fù)合索引字段進(jìn)行檢索時(shí)，按復(fù)合索引字段建立的順序進(jìn)行。

（4）表分割。對(duì)長(zhǎng)時(shí)間序列的數(shù)據(jù)庫(kù)表，如長(zhǎng)時(shí)間序列氣象數(shù)據(jù)，由于其記錄多，為提高數(shù)據(jù)訪(fǎng)問(wèn)效率，將數(shù)據(jù)庫(kù)表按時(shí)間段分割成多個(gè)數(shù)據(jù)表進(jìn)行信息存儲(chǔ)管理。

（5）事務(wù)優(yōu)化。遵照功能和非功能性要求，對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化和參數(shù)調(diào)整，避免長(zhǎng)事務(wù)的出現(xiàn)。

基于上述原則和經(jīng)濟(jì)林果水旱災(zāi)害監(jiān)測(cè)、預(yù)警與評(píng)估業(yè)務(wù)及其所涉及多源數(shù)據(jù)的特點(diǎn)，將經(jīng)濟(jì)林果水旱災(zāi)害綜合數(shù)據(jù)庫(kù)劃分為基礎(chǔ)氣象資料庫(kù)、氣候資源數(shù)據(jù)庫(kù)、經(jīng)濟(jì)林果生產(chǎn)管理數(shù)據(jù)庫(kù)、經(jīng)濟(jì)林果災(zāi)害數(shù)據(jù)庫(kù)、水文資料庫(kù)、土壤屬性數(shù)據(jù)庫(kù)、基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫(kù)、遙感及其反演參數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)共8個(gè)邏輯庫(kù)以分類(lèi)存放對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)信息。

1.3 總體架構(gòu)

經(jīng)濟(jì)林果水旱災(zāi)害綜合數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)是一個(gè)整合多源數(shù)據(jù)且集存儲(chǔ)、管理與分析的大數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)。面向經(jīng)濟(jì)林果水旱災(zāi)害的監(jiān)測(cè)預(yù)警、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估平臺(tái)建立與業(yè)務(wù)服務(wù)需求，不僅需要實(shí)現(xiàn)不斷增長(zhǎng)的經(jīng)濟(jì)林果水旱災(zāi)害數(shù)據(jù)與各類(lèi)相關(guān)資源數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)管理，還需要兼顧多源信息資源整合、數(shù)據(jù)共享、大數(shù)據(jù)挖掘與分析等功能，為此，數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)總體架構(gòu)的設(shè)計(jì)需要有良好的兼容性、擴(kuò)展性與高效性。在當(dāng)前較好計(jì)算機(jī)硬件資源支持下，考慮多源數(shù)據(jù)管理的便捷性和數(shù)據(jù)分析使用的方便性，數(shù)據(jù)庫(kù)總體架構(gòu)設(shè)計(jì)為由計(jì)算機(jī)軟硬件資源層、數(shù)據(jù)資源層、基礎(chǔ)服務(wù)資源層、業(yè)務(wù)應(yīng)用層和用戶(hù)層五個(gè)功能相對(duì)獨(dú)立又彼此關(guān)聯(lián)的結(jié)構(gòu)層組成（圖1）。

（1）計(jì)算機(jī)軟硬件資源層。包括網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備、MySQL數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器、應(yīng)用服務(wù)器、經(jīng)濟(jì)林果物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備等。

圖1 經(jīng)濟(jì)林果水旱災(zāi)害綜合數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)總體架構(gòu)

（2）數(shù)據(jù)資源層。包括經(jīng)濟(jì)林果水旱災(zāi)害研究相關(guān)的氣象、水文、生產(chǎn)管理、災(zāi)害及基礎(chǔ)地理信息、果園土壤屬性信息和遙感災(zāi)害反演信息等。

（3）基礎(chǔ)服務(wù)資源層。圍繞經(jīng)濟(jì)林果水旱災(zāi)害監(jiān)測(cè)、預(yù)警與評(píng)估主線(xiàn)，以數(shù)據(jù)服務(wù)為核心，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)訪(fǎng)問(wèn)、GIS空間分析與可視化表達(dá)、系統(tǒng)配置與維護(hù)等常用功能、經(jīng)濟(jì)林果災(zāi)害監(jiān)測(cè)、預(yù)警與評(píng)估模型算法等多類(lèi)型基礎(chǔ)類(lèi)庫(kù)，供系統(tǒng)直接調(diào)用。

（4）業(yè)務(wù)應(yīng)用層。包括各類(lèi)支撐應(yīng)用、通用應(yīng)用和專(zhuān)業(yè)應(yīng)用，在基于框架和插件開(kāi)發(fā)規(guī)范基礎(chǔ)上，結(jié)合GIS/RS等功能組件、應(yīng)用C#語(yǔ)言開(kāi)發(fā)核心業(yè)務(wù)功能插件，然后按功能需求配置組裝成應(yīng)用子系統(tǒng)，如經(jīng)濟(jì)林果水旱災(zāi)害綜合數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)管理應(yīng)用子系統(tǒng)所具有數(shù)據(jù)調(diào)度、綜合展示、查詢(xún)和統(tǒng)計(jì)分析等功能。

（5）用戶(hù)層。包括經(jīng)濟(jì)林果水旱災(zāi)害綜合數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的管理維護(hù)人員和數(shù)據(jù)應(yīng)用分析人員、臨時(shí)數(shù)據(jù)訪(fǎng)問(wèn)人員，如數(shù)據(jù)庫(kù)管理員（系統(tǒng)維護(hù)）、科研人員（數(shù)據(jù)收集、整理、分析及模型構(gòu)建）、業(yè)務(wù)應(yīng)用人員（數(shù)據(jù)庫(kù)業(yè)務(wù)運(yùn)行、產(chǎn)品制作與決策服務(wù)）、公眾用戶(hù)（臨時(shí)用戶(hù)數(shù)據(jù)訪(fǎng)問(wèn)）等。

1.4 建設(shè)內(nèi)容

根據(jù)經(jīng)濟(jì)林果水旱災(zāi)害綜合數(shù)據(jù)庫(kù)管理數(shù)據(jù)特性及其儲(chǔ)存訪(fǎng)問(wèn)方式（表1），分別建設(shè)了8個(gè)主要數(shù)據(jù)庫(kù)。

（1）基礎(chǔ)氣象資料庫(kù)。包括基于地面氣象觀(guān)測(cè)站點(diǎn)的地面氣象日值數(shù)據(jù)庫(kù)表、30a日值標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫(kù)表和全國(guó)城鎮(zhèn)站點(diǎn)預(yù)報(bào)產(chǎn)品數(shù)據(jù)集以及基于格點(diǎn)的CMA陸面數(shù)據(jù)同化系統(tǒng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)產(chǎn)品集（CLDAS2.0）和GRAPES數(shù)值預(yù)報(bào)產(chǎn)品。

地面氣象日值數(shù)據(jù)庫(kù)表：收錄826國(guó)家基本、基準(zhǔn)氣象站，1961年以來(lái)逐日觀(guān)測(cè)的日值數(shù)據(jù)資料，包括平均氣壓、最高氣壓、最低氣壓、平均氣溫、最低氣溫、最高氣溫、平均水汽壓、平均相對(duì)濕度、最小相對(duì)濕度、20：00?次日8：00降水量、8：00?20：00降水量、20：00?次日20：00降水量、小型蒸發(fā)量、大型蒸發(fā)量、平均風(fēng)速、最大風(fēng)速及其風(fēng)向、極大風(fēng)速及其風(fēng)向、日照時(shí)數(shù)等要素。同時(shí)在日值數(shù)據(jù)庫(kù)表的基礎(chǔ)上，可派生出上述要素的旬、月、年值數(shù)據(jù)庫(kù)表。

30a日值標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫(kù)表。826國(guó)家基本、基準(zhǔn)氣象站1981?2010年間日值數(shù)據(jù)庫(kù)表中主要要素的30a日均值，包括平均氣溫、最低氣溫、最高氣溫、平均水汽壓、平均相對(duì)濕度、最小相對(duì)濕度、20：00?次日20：00降水量、平均風(fēng)速、日照時(shí)數(shù)等。

表1 經(jīng)濟(jì)林果水旱災(zāi)害綜合數(shù)據(jù)庫(kù)中主要數(shù)據(jù)及其存儲(chǔ)方式

全國(guó)城鎮(zhèn)站點(diǎn)預(yù)報(bào)產(chǎn)品。包括平均氣溫、最低氣溫、最高氣溫、相對(duì)濕度、24h降水量、風(fēng)速等要素的預(yù)報(bào)日值，預(yù)報(bào)時(shí)效為1～10d。

CMA陸面數(shù)據(jù)同化實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)產(chǎn)品。包含地面溫度、土壤溫度（5、10、40、100、200cm）、土壤濕度（0?5cm、0?10cm、0?40cm、40?100cm和100?200cm土層）、降水量、2m高處相對(duì)濕度、風(fēng)速等要素，時(shí)間分辨率為1h，空間分辨率為5km。

GRAPES數(shù)值預(yù)報(bào)產(chǎn)品。包括平均氣溫、最低氣溫、最高氣溫、降水量、相對(duì)濕度、風(fēng)速等要素的預(yù)報(bào)日值，預(yù)報(bào)時(shí)效為1～10d。

（2）氣候資源數(shù)據(jù)庫(kù)。從基礎(chǔ)氣象資料庫(kù)派生出來(lái)，主要保存系統(tǒng)統(tǒng)計(jì)過(guò)程中產(chǎn)生的年、季、月、旬等氣象要素站點(diǎn)平均值、累計(jì)值等氣候資源類(lèi)庫(kù)表，也包括年、季、月、旬等氣象要素站點(diǎn)距平值等要素。

（3）生產(chǎn)管理數(shù)據(jù)庫(kù)。蘋(píng)果、葡萄主產(chǎn)區(qū)內(nèi)果園及其生產(chǎn)管理信息、氣象觀(guān)測(cè)站與園區(qū)對(duì)應(yīng)關(guān)系、主產(chǎn)區(qū)主要品種及關(guān)鍵發(fā)育期、平均發(fā)育期等信息。

（4）經(jīng)濟(jì)林果災(zāi)害數(shù)據(jù)庫(kù)。從果園實(shí)地調(diào)研、統(tǒng)計(jì)年鑒等獲得的蘋(píng)果、葡萄生產(chǎn)過(guò)程中有重大影響的災(zāi)害數(shù)據(jù)信息，包括干旱、洪澇、低溫霜凍、連陰雨等災(zāi)害。

（5）水文數(shù)據(jù)資料庫(kù)。存儲(chǔ)主要與經(jīng)濟(jì)林果生產(chǎn)相關(guān)的水資源信息，包括與基本基準(zhǔn)氣象站相匹配的自動(dòng)土壤水分觀(guān)測(cè)站的位置信息、8：00土壤相對(duì)濕度觀(guān)測(cè)值等；與林果生產(chǎn)水資源相關(guān)水文站位置信息及其主要河流水位、流速及水庫(kù)水位、庫(kù)容等信息。

（6）土壤屬性數(shù)據(jù)庫(kù)。基于全球土壤數(shù)據(jù)庫(kù)(HWSD V1.2.1)中國(guó)地區(qū)的1:100萬(wàn)土壤數(shù)據(jù)集，提取主產(chǎn)區(qū)分層的土壤深度、土壤有機(jī)質(zhì)含量、黏土含量、粉砂含量、砂土含量、礫石含量等土壤屬性數(shù)據(jù)，并估算土壤田間持水量、飽和含水量（最大含水量）、有效水含量、凋萎系數(shù)、田間持水量、容重、飽和導(dǎo)水率等土壤屬性及水文常數(shù)數(shù)據(jù)。

（7）基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫(kù)?；趪?guó)土資源部公布的，整體現(xiàn)勢(shì)性為2015年的全國(guó)1:100萬(wàn)基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)集，提取全國(guó)范圍內(nèi)經(jīng)濟(jì)林果果園相關(guān)的行政區(qū)（面），行政境界點(diǎn)（領(lǐng)海基點(diǎn)），行政境界（線(xiàn)），水系（點(diǎn)、線(xiàn)、面），公路、鐵路（點(diǎn)、線(xiàn)），居民地（點(diǎn)、面），居民地地名（注記點(diǎn)），自然地名（注記點(diǎn)）等12類(lèi)要素?；A(chǔ)地理信息的主要作用是作為模型建模、數(shù)據(jù)庫(kù)查詢(xún)及數(shù)據(jù)可視化分析等的輔助數(shù)據(jù)。

（8）遙感及其反演參數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)。包含部分果園的MODIS、FY-3A等衛(wèi)星的L3數(shù)據(jù)及其反演的NDVI、VCI、果園地物分類(lèi)結(jié)果、經(jīng)濟(jì)林果災(zāi)害反演參數(shù)等相關(guān)信息。

2 數(shù)據(jù)庫(kù)的核心功能

2.1 管理系統(tǒng)

以充分滿(mǎn)足經(jīng)濟(jì)林果水旱災(zāi)害綜合數(shù)據(jù)庫(kù)監(jiān)測(cè)、預(yù)警與評(píng)估科研和業(yè)務(wù)產(chǎn)品制作數(shù)據(jù)需求為指引，依托數(shù)據(jù)庫(kù)總體設(shè)計(jì)，通過(guò)數(shù)據(jù)分類(lèi)編碼、元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)、數(shù)據(jù)規(guī)范、質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)、數(shù)據(jù)庫(kù)邏輯與物理結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)庫(kù)接口規(guī)范、數(shù)據(jù)安全策略等設(shè)計(jì)，基于數(shù)據(jù)庫(kù)軟件開(kāi)發(fā)工具、GIS中間件、Quartz開(kāi)源組件等，開(kāi)發(fā)了數(shù)據(jù)庫(kù)管理子系統(tǒng)，建立數(shù)據(jù)庫(kù)作業(yè)調(diào)度機(jī)制，研發(fā)數(shù)據(jù)查詢(xún)和統(tǒng)計(jì)分析等功能模塊。為提高統(tǒng)計(jì)分析的執(zhí)行速度，針對(duì)均值、距平等查詢(xún)、統(tǒng)計(jì)操作等，管理系統(tǒng)通過(guò)預(yù)先定時(shí)作業(yè)，完成基于站點(diǎn)尺度的平均值統(tǒng)計(jì)和累計(jì)值統(tǒng)計(jì)，并將相關(guān)的統(tǒng)計(jì)結(jié)果保存在氣候資源數(shù)據(jù)庫(kù)中。當(dāng)重復(fù)統(tǒng)計(jì)操作時(shí)可直接調(diào)用存儲(chǔ)的統(tǒng)計(jì)結(jié)果，避免重復(fù)運(yùn)算，提高數(shù)據(jù)庫(kù)訪(fǎng)問(wèn)效率。管理系統(tǒng)還提供了簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)可視化表達(dá)功能，包括站點(diǎn)數(shù)據(jù)的空間展示、行政區(qū)劃等矢量數(shù)據(jù)繪制、遙感反演結(jié)果柵格數(shù)據(jù)渲染等可視化操作以及通用的地圖縮放、平移、圖層管理和模板定制等功能。

2.2 數(shù)據(jù)查詢(xún)

數(shù)據(jù)查詢(xún)檢索模塊可對(duì)選定范圍內(nèi)的二維屬性數(shù)據(jù)庫(kù)表，如氣象、水文、災(zāi)害、生產(chǎn)管理等進(jìn)行要素查詢(xún)，并通過(guò)閾值設(shè)置，實(shí)現(xiàn)定制查詢(xún)。在數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)的支持下，查詢(xún)數(shù)據(jù)結(jié)果可以圖或表形式實(shí)現(xiàn)查詢(xún)結(jié)果的可視化表達(dá)（圖2）。也可對(duì)文件形式存儲(chǔ)的格點(diǎn)要素?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行查詢(xún)并以渲染的圖形化進(jìn)行可視化表達(dá)。主要查詢(xún)功能包括以下幾方面。

（1）地面氣象要素等離散數(shù)據(jù)查詢(xún)。通過(guò)按臺(tái)站、行政區(qū)域、林果種植區(qū)域（果園）等方式，并進(jìn)行時(shí)間、要素等設(shè)置，可實(shí)現(xiàn)多方式組合的數(shù)據(jù)查詢(xún)，包括水文、氣象要素的日、旬、月值數(shù)據(jù)及臺(tái)站基本信息在內(nèi)的多種數(shù)據(jù)庫(kù)信息查詢(xún)，如氣象日資料、氣候資源數(shù)據(jù)庫(kù)表中的平均氣溫、最高氣溫、最低氣溫、降水量等要素查詢(xún)；經(jīng)濟(jì)林果歷史災(zāi)害數(shù)據(jù)查詢(xún)，如災(zāi)害種類(lèi)、林果品種、成災(zāi)面積等，查詢(xún)結(jié)果可進(jìn)行表格或圖形化（柱狀圖、散點(diǎn)圖、折線(xiàn)圖）展示。

圖2 經(jīng)濟(jì)林果水旱災(zāi)害綜合數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)查詢(xún)

（2）遙感反演參數(shù)等柵格數(shù)據(jù)查詢(xún)。按行政區(qū)域等方式查詢(xún)遙感反演參數(shù)（NDIV、果園面積提取、災(zāi)害監(jiān)測(cè)結(jié)果等）、土壤屬性（土壤含沙量、田間持水量、容重等），查詢(xún)結(jié)果以柵格渲染圖展示。也可對(duì)柵格類(lèi)的CMA陸面數(shù)據(jù)同化實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、GRAPES數(shù)值預(yù)報(bào)產(chǎn)品進(jìn)行查詢(xún)展示。

（3）經(jīng)濟(jì)林果生產(chǎn)資料查詢(xún)。提供收集的全國(guó)范圍經(jīng)濟(jì)林果相關(guān)生產(chǎn)資料查詢(xún)，可按行政區(qū)域、經(jīng)濟(jì)林果種植區(qū)域（果園）或站點(diǎn)檢索，包括經(jīng)濟(jì)林果發(fā)育期信息、產(chǎn)量、品質(zhì)、生產(chǎn)管理措施等，檢索結(jié)果以表格或文本展示。

2.3 統(tǒng)計(jì)分析

統(tǒng)計(jì)分析模塊可實(shí)現(xiàn)興趣區(qū)域范圍內(nèi)任意時(shí)段、日、候、旬、月、季、年的基本農(nóng)業(yè)氣象統(tǒng)計(jì)，并提供閾值設(shè)置，統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)結(jié)果可進(jìn)行圖表顯示（圖3）。

（1）累積值統(tǒng)計(jì)。包括單站及區(qū)域的活動(dòng)積溫（≥0℃·d、≥10℃·d）、有效積溫（≥0℃·d、≥10℃·d）；起止日內(nèi)累積降水量、參考蒸散量；日照時(shí)數(shù)和太陽(yáng)輻射等。

（2）平均值統(tǒng)計(jì)。包括某一時(shí)段平均氣溫、平均最低氣溫、平均最高氣溫、平均氣溫日較差和平均相對(duì)濕度等。

（3）穩(wěn)定通過(guò)日期統(tǒng)計(jì)。包括穩(wěn)定通過(guò)界限溫度（0、5、8、10、13、15、18和20℃）的初日和終日，以及初日到終日期間的日數(shù)、平均氣溫、活動(dòng)積溫、有效積溫、日照時(shí)數(shù)、太陽(yáng)輻射、降水量和參考蒸散量等。

（4）初霜日、終霜日和無(wú)霜期統(tǒng)計(jì)。降溫季節(jié)里第一次出現(xiàn)最低氣溫≤0℃的日期、升溫季節(jié)里最后一次出現(xiàn)最低氣溫≤0℃的日期及一年內(nèi)終霜日與初霜日之間的間隔日數(shù)。

（5）距平值統(tǒng)計(jì)。包括各個(gè)時(shí)段的氣溫、降水量、日照時(shí)數(shù)等與30a日值標(biāo)準(zhǔn)（1981?2010年平均值）的距平。

（6）某一時(shí)段某個(gè)變量符合某種條件的日數(shù)和連續(xù)日數(shù)統(tǒng)計(jì)。包括無(wú)霜期內(nèi)的無(wú)降水日數(shù)、某一時(shí)段內(nèi)的連續(xù)無(wú)降水日數(shù)、日最高氣溫≥35℃的日數(shù)、日平均氣溫≥30℃的日數(shù)、日最低氣溫小于?20℃的日數(shù)等。

圖3 經(jīng)濟(jì)林果水旱災(zāi)害綜合數(shù)據(jù)庫(kù)統(tǒng)計(jì)分析

3 數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)的關(guān)鍵技術(shù)

3.1 數(shù)據(jù)采集技術(shù)

（1）氣象數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集。在項(xiàng)目實(shí)施階段并獲得授權(quán)的情形下，在中國(guó)氣象局氣象云平臺(tái)，遵循氣象數(shù)據(jù)統(tǒng)一服務(wù)接口（MUSIC：Meteorological Unified Service Interface Community）及其相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，通過(guò)MUSIC接口，設(shè)置好時(shí)間、臺(tái)站級(jí)別（基本、基準(zhǔn)站）等控制條件，從中國(guó)地面日值資料（SURF_CHN_MUL_DAY）、中國(guó)地面旬值資料（SURF_CHN_MUL_TEN）、中國(guó)地面月值資料（SURF_CHN_MUL_MON）、中國(guó)地面年值資料（SURF_CHN_MUL_YER）、全國(guó)城鎮(zhèn)站點(diǎn)預(yù)報(bào)產(chǎn)品要素資料（SEVP_CHN_WEFC_RFFC）、CMA陸面數(shù)據(jù)同化實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)小時(shí)NC產(chǎn)品?亞洲（NAFP_ CLDAS2.0_RT_HOR_ASI）和GRAPES區(qū)域中尺度預(yù)報(bào)產(chǎn)品（NAFP_FOR_FTM_LOW_GRAPES_CHN）等表中實(shí)時(shí)獲取經(jīng)濟(jì)林果水旱災(zāi)害綜合數(shù)據(jù)庫(kù)所需的基礎(chǔ)氣象觀(guān)測(cè)與預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)、氣候資料等。

（2）果園氣象綜合觀(guān)測(cè)站數(shù)據(jù)采集。項(xiàng)目期間，經(jīng)北京市順義區(qū)中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展研究所綜合試驗(yàn)基地（順義區(qū)七大路與Y415交叉路口）果園氣象綜合觀(guān)測(cè)站授權(quán)許可，數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)目前可遠(yuǎn)程訪(fǎng)問(wèn)且以FTP數(shù)據(jù)下載方式從果園業(yè)務(wù)氣象綜合觀(guān)測(cè)站實(shí)時(shí)獲取數(shù)據(jù)，以更新實(shí)時(shí)果園氣象觀(guān)測(cè)信息庫(kù)表，更新信息包括空氣相對(duì)濕度、氣溫、光合有效輻射、空氣二氧化碳濃度等氣象要素以及土壤溫度（30、50cm）、土壤濕度（5、10、30、50、70cm）等經(jīng)濟(jì)林果生長(zhǎng)環(huán)境要素和部分果園管理措施信息。

3.2 信息安全技術(shù)

（1）采用C/S架構(gòu)設(shè)計(jì)。信息安全是目前大數(shù)據(jù)時(shí)代關(guān)注的重點(diǎn)話(huà)題，一旦發(fā)生數(shù)據(jù)泄露，包括數(shù)據(jù)丟失或者數(shù)據(jù)被竊取，都會(huì)造成難以估量的損失?；贑/S架構(gòu)的RDBMS數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)在信息安全方面具有一定優(yōu)勢(shì)，一方面，數(shù)據(jù)信息存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)中并接受數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)管理及可疑信息的安全審查，另一方面，數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)服務(wù)器通過(guò)偵聽(tīng)用戶(hù)端的各種連接請(qǐng)求，只有通過(guò)驗(yàn)證之后的用戶(hù)才可以建立起服務(wù)器端和客戶(hù)端機(jī)器間的數(shù)據(jù)庫(kù)訪(fǎng)問(wèn)連接，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)訪(fǎng)問(wèn)。經(jīng)濟(jì)林果水旱災(zāi)害綜合數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)使用者既有科研人員，也有授權(quán)公眾用戶(hù)，甚至開(kāi)放了有限數(shù)據(jù)給未授權(quán)用戶(hù)訪(fǎng)問(wèn)，對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)安全有著較高要求。此外，經(jīng)濟(jì)林果水旱災(zāi)害綜合數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)來(lái)源是多源的，包括來(lái)自現(xiàn)有業(yè)務(wù)運(yùn)行數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)（中國(guó)氣象局氣象云平臺(tái)）、果園業(yè)務(wù)運(yùn)行的氣象綜合觀(guān)測(cè)站的實(shí)時(shí)、近實(shí)時(shí)觀(guān)測(cè)數(shù)據(jù)和收集或交換來(lái)的數(shù)據(jù)文件。為此，采用C/S架構(gòu)建設(shè)林果經(jīng)濟(jì)林果水旱災(zāi)害綜合數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)即可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的高安全性目標(biāo)，同時(shí)通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)，在Quartz任務(wù)調(diào)度引擎支持下，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)多源數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集。

（2）采用分級(jí)訪(fǎng)問(wèn)權(quán)限設(shè)定。經(jīng)濟(jì)林果水旱災(zāi)害綜合數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)具備嚴(yán)密的數(shù)據(jù)質(zhì)量控制，并嚴(yán)格遵循相關(guān)數(shù)據(jù)規(guī)范，確保用戶(hù)可從數(shù)據(jù)庫(kù)獲取正確、規(guī)范的數(shù)據(jù)信息；同時(shí)采用成熟的基于角色的權(quán)限控制（Role-Based Access Control，RBAC）模型[34?35]，將數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)用戶(hù)通過(guò)其角色與權(quán)限進(jìn)行關(guān)聯(lián)，建立詳盡的用戶(hù)訪(fǎng)問(wèn)級(jí)別和用戶(hù)權(quán)限級(jí)別（表 2），確保通過(guò)認(rèn)證的用戶(hù)連上數(shù)據(jù)庫(kù)后能訪(fǎng)問(wèn)到正確的數(shù)據(jù)信息。通過(guò)數(shù)據(jù)分級(jí)訪(fǎng)問(wèn)，確保用戶(hù)順暢使用數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)的同時(shí)也保證了數(shù)據(jù)庫(kù)信息的安全性，維護(hù)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。

（3）采用實(shí)時(shí)和周期性數(shù)據(jù)自動(dòng)備份。保證數(shù)據(jù)安全的一個(gè)重要方面是防范數(shù)據(jù)丟失，加強(qiáng)數(shù)據(jù)備份。在某些意外情形下，如遭病毒攻擊或計(jì)算機(jī)硬件資源損壞，或操作系統(tǒng)故障，導(dǎo)致數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)崩潰，造成數(shù)據(jù)丟失，這時(shí)需要進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)恢復(fù)。數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)恢復(fù)的前提是已經(jīng)做好了數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的備份。數(shù)據(jù)備份包括物理備份與邏輯備份。經(jīng)濟(jì)林果水旱災(zāi)害綜合數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)采用邏輯備份策略，主要是通過(guò)開(kāi)啟MySQL的lob_bin服務(wù)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)備份的同時(shí)，利用腳本進(jìn)行增量和全量?jī)煞N方式同時(shí)進(jìn)行備份，以最小的工作量進(jìn)行最全面的數(shù)據(jù)保護(hù)。具體做法是：周一?周六每日3：00執(zhí)行增量備份，每周日3：00執(zhí)行全量備份，備份完成后復(fù)制備份文件mysql-bin.00000n到移動(dòng)介質(zhì)上，同時(shí)刪除上周留下的mysq-bin.00000n備份文件（n為1～7，代表對(duì)應(yīng)周日期的備份文件）。復(fù)制文件完成后，移動(dòng)介質(zhì)脫離主機(jī)，達(dá)到離線(xiàn)備份的目的。

3.3 數(shù)據(jù)庫(kù)性能優(yōu)化

（1）SQL查詢(xún)優(yōu)化。隨著數(shù)據(jù)庫(kù)管理的數(shù)據(jù)量增加，關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)（RDBMS）在處理較大數(shù)據(jù)量時(shí)性能會(huì)下降，此時(shí)，數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)優(yōu)化成為重要工作。數(shù)據(jù)庫(kù)性能與數(shù)據(jù)查詢(xún)操作的執(zhí)行效率緊密相關(guān)，因?yàn)椴樵?xún)操作是數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的主要執(zhí)行對(duì)象，其他的諸如數(shù)據(jù)的增刪改操作也通常建立于所需數(shù)據(jù)的查詢(xún)操作基礎(chǔ)之上。因此，對(duì)查詢(xún)操作的優(yōu)化是提升數(shù)據(jù)庫(kù)性能的主要手段。

查詢(xún)優(yōu)化通常是通過(guò)解析數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的SQL查詢(xún)執(zhí)行過(guò)程，分析查詢(xún)效率影響因素以通過(guò)創(chuàng)建有效索引、語(yǔ)句優(yōu)化和合理利用查詢(xún)緩存等措施來(lái)提升查詢(xún)效率[36]。經(jīng)濟(jì)林果水旱災(zāi)害綜合數(shù)據(jù)庫(kù)主要采用SQL語(yǔ)句優(yōu)化來(lái)優(yōu)化、提升數(shù)據(jù)庫(kù)性能。SQL語(yǔ)句優(yōu)化主要采用了①采用等價(jià)表達(dá)式以減少“LIKE、IN、Between And”等不支持索引的運(yùn)算符使用，②利用等式或不等式對(duì)查詢(xún)條件進(jìn)行化簡(jiǎn)，③盡可能使用多表連接查詢(xún)，減少子查詢(xún)次數(shù)，提高查詢(xún)效率，④利用內(nèi)連接替代外連接，加快查詢(xún)速度等措施。

（2）人工智能數(shù)據(jù)庫(kù)性能優(yōu)化技術(shù)。隨著機(jī)器學(xué)習(xí)深化與技術(shù)發(fā)展，人工智能也成為SQL查詢(xún)自動(dòng)優(yōu)化技術(shù)的研究方向。其優(yōu)化過(guò)程是利用人工智能反饋式搜索引擎對(duì)輸入的SQL語(yǔ)句進(jìn)行重寫(xiě)，形成N條等效的SQL語(yǔ)句，并再次輸入人工智能反饋式搜索引擎中進(jìn)行重寫(xiě)，反復(fù)此過(guò)程直至篩選出最佳的SQL語(yǔ)句，以提高查詢(xún)語(yǔ)句執(zhí)行效率[37]。經(jīng)濟(jì)林果水旱災(zāi)害綜合數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)優(yōu)化在SQL語(yǔ)句人工智能優(yōu)化方面進(jìn)行了初步嘗試，雖未達(dá)到實(shí)用化程度，但依然是未來(lái)的重要工作方向之一。

表2 數(shù)據(jù)庫(kù)權(quán)限分配

3.4 多源數(shù)據(jù)處理與存儲(chǔ)技術(shù)

經(jīng)濟(jì)林果水旱災(zāi)害綜合數(shù)據(jù)庫(kù)所收集的數(shù)據(jù)涉及眾多學(xué)科領(lǐng)域，不僅包含位置相關(guān)的空間數(shù)據(jù)，也包括水文、氣象等長(zhǎng)時(shí)間序列數(shù)據(jù)和水果品質(zhì)、產(chǎn)量等社會(huì)經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，其數(shù)據(jù)的多源性特點(diǎn)十分明顯。

（1）空間相關(guān)性。經(jīng)濟(jì)林果水旱災(zāi)害綜合數(shù)據(jù)庫(kù)研究對(duì)象為果樹(shù)的生長(zhǎng)狀況，即在特定氣候、氣象條件下的受災(zāi)情況。果樹(shù)的表征信息、相關(guān)環(huán)境參數(shù)均對(duì)應(yīng)著特定的空間位置，即特定的地理單元。這樣，對(duì)于一個(gè)地理單元，對(duì)應(yīng)著多種類(lèi)型的數(shù)據(jù)，如氣象站點(diǎn)的經(jīng)緯度、海拔高度、地形地貌、土壤等自然地理特征信息以及相關(guān)時(shí)間的溫度、降水等觀(guān)測(cè)值；行政單元、人口和產(chǎn)量等社會(huì)經(jīng)濟(jì)信息，信息的空間相關(guān)性十分明顯。

（2）多時(shí)空性和多尺度。諸如氣象、水文等序列數(shù)據(jù)，不僅有同一時(shí)間不同空間的數(shù)據(jù)系列，也有同一空間不同時(shí)間的數(shù)據(jù)系列。而空間數(shù)據(jù)序列還有空間分辨率的差異性，時(shí)間序列數(shù)據(jù)還有觀(guān)測(cè)時(shí)間間隔的差異性。因此，從時(shí)空尺度上看，經(jīng)濟(jì)林果水旱災(zāi)害綜合數(shù)據(jù)庫(kù)序列數(shù)據(jù)集是多時(shí)空分辨率數(shù)據(jù)的集成。

（3）獲取方法多源性。經(jīng)濟(jì)林果水旱災(zāi)害綜合數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)來(lái)源具有多元化特點(diǎn)，包括從現(xiàn)有的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)中獲取，如從中國(guó)氣象信息中心CIMISS系統(tǒng)中獲取氣象、氣候數(shù)據(jù)；或從國(guó)土局地理信息中心獲取行政邊界數(shù)據(jù)；或從果園管理處獲取的生產(chǎn)管理措施數(shù)據(jù)和果園實(shí)地調(diào)查數(shù)據(jù)；或從果園土壤、氣象觀(guān)測(cè)站直接獲取的地溫、氣溫等觀(guān)測(cè)值實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)；以及項(xiàng)目科研結(jié)果數(shù)據(jù)等。這些數(shù)據(jù)或API接口獲取、或紙質(zhì)記錄錄入，或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)介質(zhì)轉(zhuǎn)錄，其數(shù)據(jù)進(jìn)入經(jīng)濟(jì)林果水旱災(zāi)害綜合數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)的方法是多樣化的，數(shù)據(jù)處理方法也都各不相同。

（4）存儲(chǔ)格式多樣化。經(jīng)濟(jì)林果水旱災(zāi)害綜合數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)不僅包括空間數(shù)據(jù)，也包括二維屬性表數(shù)據(jù)。空間數(shù)據(jù)還包括矢量數(shù)據(jù)和柵格數(shù)據(jù)，如行政邊界、果園邊界等矢量數(shù)據(jù)和果園遙感災(zāi)害反演參數(shù)、遙感反演果園面積分布等柵格數(shù)據(jù)。屬性數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)庫(kù)中以表格形式存儲(chǔ)，便于SQL語(yǔ)句查詢(xún)、統(tǒng)計(jì)分析；空間數(shù)據(jù)雖其數(shù)據(jù)本身儲(chǔ)存在數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)外，是以文件庫(kù)形式存儲(chǔ)，但在數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)以屬性表形式存儲(chǔ)空間數(shù)據(jù)文件的類(lèi)型、用途、目錄、文件名等信息。通過(guò)訪(fǎng)問(wèn)空間數(shù)據(jù)的屬性數(shù)據(jù)表信息，實(shí)現(xiàn)從數(shù)據(jù)庫(kù)中對(duì)空間數(shù)據(jù)的查詢(xún)、引用。

4 數(shù)據(jù)庫(kù)的應(yīng)用

4.1 果園干旱風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)

根據(jù)降水距平與干旱等級(jí)的對(duì)應(yīng)關(guān)系（表3），2019年6月1?30日降水距平監(jiān)測(cè)顯示，環(huán)渤海蘋(píng)果產(chǎn)區(qū)內(nèi)的遼寧、河北、山東部分地區(qū)出現(xiàn)了不同程度的干旱（圖4）。后經(jīng)實(shí)地調(diào)研發(fā)現(xiàn)，由于6月無(wú)降水，且前期降水偏少，部分果園中樹(shù)齡小的果樹(shù)由于水資源緊張無(wú)法灌溉而出現(xiàn)旱死情形。

表3 降水距平干旱指標(biāo)

圖4 基于降水距平指數(shù)的北方蘋(píng)果產(chǎn)區(qū)干旱監(jiān)測(cè)（2019年6月1?30日）

4.2 鮮食葡萄裂果風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)

2021年8月31日監(jiān)測(cè)結(jié)果顯示，由于前期華北、黃淮等地降水頻繁，陜西、山西南部和山東大部出現(xiàn)重?特重程度的鮮食葡萄裂果風(fēng)險(xiǎn)，因此，根據(jù)鮮食葡萄成熟采收期裂果災(zāi)害指標(biāo)[38]，對(duì)處于成熟期的中國(guó)北方葡萄進(jìn)行初步的裂果風(fēng)險(xiǎn)分析（圖5），并為葡萄裂果等災(zāi)害業(yè)務(wù)產(chǎn)品制作和災(zāi)害監(jiān)測(cè)、預(yù)警與評(píng)估提供先行預(yù)警信息。災(zāi)害分級(jí)指標(biāo)見(jiàn)表4。

圖5 北方鮮食葡萄主產(chǎn)區(qū)成熟期裂果災(zāi)害等級(jí)空間分布

5 數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用范圍及注意事項(xiàng)

針對(duì)北方主產(chǎn)水果蘋(píng)果、葡萄水旱災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型以及風(fēng)險(xiǎn)轉(zhuǎn)移綜合防范技術(shù)決策服務(wù)平臺(tái)建設(shè)之需要，通過(guò)廣泛的數(shù)據(jù)收集與管理、數(shù)據(jù)庫(kù)詳盡設(shè)計(jì)，在國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目支持下，構(gòu)建了林果水旱災(zāi)害綜合數(shù)據(jù)庫(kù)，為相關(guān)研究與服務(wù)工作的開(kāi)展提供數(shù)據(jù)支撐。

數(shù)據(jù)庫(kù)收集整理的長(zhǎng)時(shí)間序列氣象、水文、災(zāi)害以及遙感等各類(lèi)數(shù)據(jù)，不僅滿(mǎn)足了水旱災(zāi)害監(jiān)測(cè)與風(fēng)險(xiǎn)區(qū)劃、防御措施制定之需求，還通過(guò)引入氣象預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)等，結(jié)合實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)及其他支持?jǐn)?shù)據(jù)，使構(gòu)建監(jiān)測(cè)、預(yù)警與評(píng)估綜合模型和建立一套完善的技術(shù)體系成為可能，以實(shí)現(xiàn)蘋(píng)果、葡萄水旱災(zāi)害的災(zāi)前預(yù)警、災(zāi)中監(jiān)測(cè)、災(zāi)后評(píng)估，并引入保險(xiǎn)機(jī)制，轉(zhuǎn)移和分散林果水旱災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)，達(dá)到防災(zāi)、減災(zāi)、救災(zāi)之目的，提高林果生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)防范的能力。同時(shí)，認(rèn)真總結(jié)目前僅服務(wù)于北方區(qū)域蘋(píng)果、葡萄水旱災(zāi)害相關(guān)工作的綜合災(zāi)害數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)經(jīng)驗(yàn)，并將相關(guān)成功經(jīng)驗(yàn)推廣到全國(guó)其他地區(qū)、其他水果種類(lèi)的災(zāi)害綜合數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)，為林果產(chǎn)業(yè)、或其他經(jīng)濟(jì)作物的災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警與風(fēng)險(xiǎn)防范的決策能力建設(shè)服務(wù)。

盡管目前針對(duì)災(zāi)害綜合數(shù)據(jù)庫(kù)的推廣開(kāi)展了一些工作，如目前的林果災(zāi)害綜合數(shù)據(jù)庫(kù)收集管理的氣象、水文、土壤屬性等數(shù)據(jù)不僅僅局限于北方地區(qū)，而是全國(guó)范圍的；同時(shí)，收集整理的災(zāi)害信息也不僅僅局限于水旱災(zāi)害，其他的如冷害、凍害、冰雹等也都有涉獵，蘋(píng)果、葡萄外的其他林果種類(lèi)如柑橘、梨、桃等的災(zāi)害影響信息也都有收集，這也為后續(xù)其他地區(qū)、其他林果種類(lèi)或其他災(zāi)害的研究奠定了初步的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

當(dāng)然，在此基礎(chǔ)上，開(kāi)展其他地區(qū)、其他林果種類(lèi)或其他災(zāi)害的災(zāi)害監(jiān)測(cè)、預(yù)警與評(píng)估研究，提高林果生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)防范的能力建設(shè)工作，還需要進(jìn)行特定區(qū)域、特定林果種類(lèi)和特定災(zāi)害類(lèi)型的背景環(huán)境、林果生長(zhǎng)特性、歷史災(zāi)害信息、災(zāi)害指標(biāo)等一些信息的補(bǔ)充與完善，并在此數(shù)據(jù)支持基礎(chǔ)上，構(gòu)建監(jiān)測(cè)、預(yù)警與評(píng)估綜合模型和建立一套完善的技術(shù)體系，才能實(shí)現(xiàn)提高林果生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)防范能力的目的。這是下一步的工作方向，也是提高整個(gè)全國(guó)林果產(chǎn)業(yè)風(fēng)險(xiǎn)防范能力的正確方向。

表4 鮮食葡萄成熟采收期裂果災(zāi)害降水等級(jí)指標(biāo)

從整個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)過(guò)程上看，目前經(jīng)濟(jì)林果水旱災(zāi)害綜合數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)與建設(shè)是成功的，實(shí)現(xiàn)了預(yù)期目標(biāo)。但在整個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)構(gòu)建過(guò)程中，并未使用目前最為先進(jìn)的數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)。特別地，隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與應(yīng)用的飛速發(fā)展，數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)得到了長(zhǎng)足進(jìn)步。從數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)發(fā)展與部署方式上看，數(shù)據(jù)庫(kù)已經(jīng)從集中式的單一數(shù)據(jù)庫(kù)和數(shù)據(jù)庫(kù)集群、分布式數(shù)據(jù)庫(kù)逐步發(fā)展到現(xiàn)今的云數(shù)據(jù)庫(kù)。云數(shù)據(jù)庫(kù)是指部署到虛擬云計(jì)算環(huán)境中的數(shù)據(jù)庫(kù)，與傳統(tǒng)的分布式數(shù)據(jù)庫(kù)相比，云數(shù)據(jù)庫(kù)具有高可擴(kuò)展性、高可用性，具備強(qiáng)大的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)能力，可最大限度處理海量數(shù)據(jù)，滿(mǎn)足大數(shù)據(jù)處理需求[39]。但對(duì)于目前處于科研實(shí)驗(yàn)階段的經(jīng)濟(jì)林果水旱災(zāi)害綜合數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)說(shuō)，盡管有著分布式訪(fǎng)問(wèn)需求，但數(shù)據(jù)量尚未達(dá)到海量數(shù)據(jù)級(jí)別；而且對(duì)處于項(xiàng)目階段的科研實(shí)驗(yàn)性質(zhì)數(shù)據(jù)庫(kù)，基于數(shù)據(jù)安全上的考慮也不適宜于將經(jīng)濟(jì)林果水旱災(zāi)害綜合數(shù)據(jù)庫(kù)部署到公有云虛擬計(jì)算環(huán)境中。因此，構(gòu)建運(yùn)行于局域網(wǎng)內(nèi)的單一數(shù)據(jù)庫(kù)方案，具備較高的安全性，且計(jì)算機(jī)軟硬件投入比重不大，技術(shù)方案成熟也易于維護(hù)；同時(shí)，由于所管理的數(shù)據(jù)量也不是十分巨大，業(yè)務(wù)應(yīng)用也不是十分復(fù)雜，建立的經(jīng)濟(jì)林果水旱災(zāi)害綜合數(shù)據(jù)庫(kù)具備了高效的數(shù)據(jù)管理性能，達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。事實(shí)上，在IT技術(shù)爆發(fā)的時(shí)代，沒(méi)有必要追新逐熱，應(yīng)用的技術(shù)滿(mǎn)足需要就行。當(dāng)然，隨著工作繼續(xù)推進(jìn)，待管理的數(shù)據(jù)不斷膨脹，服務(wù)需求也日益廣泛時(shí)，采用數(shù)據(jù)庫(kù)最新技術(shù)，部署廣域網(wǎng)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)也將提上日程。

[1] 國(guó)家減災(zāi)委辦公室.2018年中國(guó)自然災(zāi)害圖集[M].北京:中國(guó)地圖出版社, 2019.

Office of National Disaster Reduction Committee. Atlas of natural disasters in China in 2018 [M].Beijing: China Map Press,2019.(in Chinese)

[2] 吳吉東,傅宇,張潔,等.1949-2013年中國(guó)氣象災(zāi)害災(zāi)情變化趨勢(shì)分析[J].自然資源學(xué)報(bào),2014, 29(9):1520-1530.

Wu J D,Fu N,Zhang J,et al.Meteorological disaster trend analysis in China:1949-2013[J].Journal of Natural Resources, 2014, 29(9):1520-1530.(in Chinese)

[3] 房世波,陽(yáng)晶晶,周廣勝.30年來(lái)我國(guó)農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害變化趨勢(shì)和分布特征[J].自然災(zāi)害學(xué)報(bào), 2011,20(5):86-88.

Fang S B,Yang J J,Zhou G S.Change trend and distributive characteristics of agrometeorological disasters in China in recent 30 years[J].Journal of Natural Resources,2011,20(5): 86-88. (in Chinese)

[4] 盧麗萍,程叢蘭,劉偉東,等.30年來(lái)我國(guó)農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響及其空間分布特征[J].生態(tài)環(huán)境學(xué)報(bào), 2009,18(4):1573-1578.

Lu L P,Cheng C L,Liu W D,et al.Effect of the agricultural meteorological disasters on agricultural production and its spatial distribution characteristics during the last 30 years in China[J].Ecology and Environmental Sciences, 2009,18(4):1573-1578.(in Chinese)

[5] 劉蘭芳,蔣凱倫,周松秀.2011-2015年中國(guó)氣象災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)特征分析[J].衡陽(yáng)師范學(xué)院學(xué)報(bào),2017, 38(3):113-118.

Liu L F,Jiang K L,Zhou S X.Analysis of characteristics ofmeteorological disasters in China:2011-2015[J]. Journal of Hengyang Normal University,2017,38(3):113-118.(in Chinese)

[6] 楊小利,周嘉,周安寧,等.甘肅東部蘋(píng)果多災(zāi)種氣象災(zāi)害綜合風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估[J].中國(guó)農(nóng)業(yè)氣象,2021, 42(6):518-529

Yang X L,Zhou J,Zhou A N,et al.Integrated risk evaluation on multiple meteorological disasters of apple in eastern Gansu[J].Chinese Journal of Agrometeorology,2021,42(6): 518-529.(in Chinese)

[7] 孟麗霞,王溢梅,馬秀蘭,等.清徐縣露地葡萄生育期氣象災(zāi)害及防御措施[J].果樹(shù)資源學(xué)報(bào),2021,2(5): 57-60.

Meng L X,Wang Y M, Ma X L,et al.Meteological disaster and countermeasure during grape growth period in Qingxu county[J].Journal of Fruit Tree Resources,2021,2(5):57- 60.(in Chinese)

[8] 郝燕燕,趙旗峰,趙龍龍,等.山西雹災(zāi)澇害蘋(píng)果受損及減損措施[J].果樹(shù)資源學(xué)報(bào),2021,2(6):64-65.

Hao Y Y,Zhao Q F,Zhao L L,et al.Disaster by flooding and hail and the method of disaster relief[J].Journal of Fruit Tree Resources,2021,2(6):64-65.(in Chinese)

[9] 劉彩香,王建國(guó).干旱對(duì)蘋(píng)果生產(chǎn)的影響及預(yù)防措施[J].中國(guó)園藝文摘,2016,32(8):196-197.

Liu C X,Wang J G.Effects of drought on apple production and preventive measures[J].Chinese Horiculture Abstracts, 2016,32(8):196-197.(in Chinese)

[10] 孫昂,劉利民,聶琳,等.商丘市蘋(píng)果園主要自然災(zāi)害防控[J].山西果樹(shù),2019(5):71-73.

Sun A,Liu L M,Nie L,et al.Prevention and control of major natural disasters in apple orchards in Shangqiu City[J]. Shanxi Fruits,2019(5):71-73. (in Chinese)

[11] 許彥平,姚曉紅,袁雅萍,等.農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害對(duì)甘肅天水蘋(píng)果生產(chǎn)的影響[J].果樹(shù)學(xué)報(bào),2009,26(5):597-602.

Xu Y P,Yao X H,Yuan Y L,et al.Effects of agrometeorologicaldisasters on apple production in Tianshui,Gansu Province[J]. Journal of Fruits Science,2009,26(5):597-602.(in Chinese)

[12] 王鳳琴.烏海市葡萄生育期氣象條件分析及災(zāi)害防御[J].內(nèi)蒙古氣象,2013(3):23-24.

Wang F Q,Analysis of meteorological conditions and disaster prevention during grape growth period in Wuhai city[J].Journal of Inner Mongolia Meteorology,2013(3): 23-24. (in Chinese)

[13] 馬延慶,劉長(zhǎng)民,朱海利,等.陜西咸陽(yáng)渭北旱塬地區(qū)優(yōu)質(zhì)蘋(píng)果基地生態(tài)氣候特征分析[J].干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究, 2008,26(1):146-153.

Ma Y Q,Liu C M, Zhu H L,et al.,The analysis of ecosystem characteristic of high quality apple producingbase on Weibei arid plain region in Xianyang of Shaanxi Province[J].Agricultural Research in the Arid Areas,2008,26(1):146-153. (in Chinese)

[14] 張名福,廖煒原,吳聯(lián)生,等.紅地球葡萄災(zāi)害性天氣和不良?xì)庀笠蛩丶捌鋺?yīng)對(duì)措施[J].中國(guó)南方果樹(shù),2015, 44(3):153-155.

Zhang M F,Liao Y Y,Wu L S,et al.Severe weather as well as bad meteorological factors and their countermeasures for Red Earth Grape[J].Journal of South China Fruit Tree,2015,44(3):153-155.(in Chinese)

[15] 張沁之,唐艷鴻.氣候變化對(duì)中國(guó)釀酒葡萄生產(chǎn)的影響[J].中國(guó)釀造,2021,40(7):1-6.

Zhang Q Z,Tang Y H.Effects of climate change on wine grape production in China[J].China Brewing,2021, 40(7): 1-6. (in Chinese)

[16] 李鳳琴.哈密市葡萄成熟期降水對(duì)產(chǎn)量的影響及防御措施[J].農(nóng)業(yè)技術(shù)與裝備,2021(6):150-151.

Li F Q.Effect of precipitation on grape yield and its defense measures in Hami City[J].Agricultural Technology & Equipment,2021(6):150-151.(in Chinese)

[17] 胡禧熙,王迪,徐慧春,等.葡萄園暴風(fēng)洪澇災(zāi)害防御及減災(zāi)措施[J].果農(nóng)之友,2021(9):15-16.

Hu X X,Wang D,Xu H C,et al.The prevention and mitigation measures of storm and flood disasters for Vineyard[J].Fruit Growers’ Friend,2021(9):15-16.(in Chinese)

[18] 柏秦鳳,霍治國(guó),王景紅,等.中國(guó)主要果樹(shù)氣象災(zāi)害指標(biāo)研究進(jìn)展[J].果樹(shù)學(xué)報(bào),2019,36(9):1229-1243.

Bai Q F,Huo Z G,Wang J H, et al.Progress in research on meteorological disaster indicators of major fruit trees in China [J].Journal of Fruit Science,2019,36(9):1229-1243. (in Chinese)

[19] 楊建瑩,霍治國(guó),王培娟,等.中國(guó)北方蘋(píng)果干旱等級(jí)指標(biāo)構(gòu)建及危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)[J].應(yīng)用氣象學(xué)報(bào),2021, 32(1):25-37.

Yang J Y,Huo Z G,Wang P J,et al.Evaluation index construction and hazard risk assessment on apple drought in northern China[J].Journal of Applied Meteorological Science,2021,32(1):25-37.(in Chinese)

[20] Kayi A,Erdogan M,Yilmaz A.The role of national and international geospatial data sources in the management of natural disasters[J].ISPRS-International Archives of the Photogrammetry,Remote Sensing and Spatial Information Sciences, 2014, XL(8):47-51.

[21] 范一大.綜合減災(zāi)地理空間信息共享探討[J].中國(guó)減災(zāi),2004(3):49-50

Fan Y D.Discussion on geospatial information sharing for comprehensive disaster reduction[J].Disaster Reduction In China,2004(3):49-50.(in Chinese)

[22] Zhang W H.Geological disaster monitoring and early warning system based on big data analysis[J].Arabian Journal of Geosciences,2020(13):946

[23] Arslan M,Roxin A M,Cruz C,et al.A review on applicationsof big data for disaster management[C]// International Conference on Signal-Image Technology ＆ Internet-Based Systems.IEEE Computer Society, 2005:370-375.

[24] Wirtz A,Kron W,Low P,et al.The need for data:natural disasters and the challenges of database management[J]. Natural Hazards,2014,70(1):135-157．

[25] 仇林遙.面向自然災(zāi)害應(yīng)急任務(wù)的時(shí)空數(shù)據(jù)智能聚合方法[D].武漢:武漢大學(xué),2017.

Qiu L Y.An intelligent aggregation method of spatiotemporal data for natural disaster emergency tasks[D]. Wuhan: Wuhan university,2017.(in Chinese)

[26] Lei Y,Cui P,Amar D R,et al.An international program on Silk Road disaster risk reduction:a belt and road initiative (2016-2020)[J].Journal of Mountain Science,2018, 15(7):1383-1396;1617-1618.

[27] 趙燕萍.數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)在信息統(tǒng)計(jì)管理中的應(yīng)用[J].數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用,2021,39(7):38-40.

Zhao Y P.Application of database technology in information statistics management[J].Digital Technology & Application,2021,39(7):38-40.(in Chinese)

[28] 陳海昆,張瑞芳,張海燕,等.數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)發(fā)展及其在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域中的應(yīng)用[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué),2008,36(18):7818-7820.

Chen H K,Zhang R F,Zhang H Y,et al.Development of the database technology and its application in agriculture[J]. Journal of Anhui Agricultural Sciences,2008,36(18):7818- 7820.(in Chinese)

[29] 王瑞鋒,王東升.基于ARM技術(shù)的智慧農(nóng)業(yè)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)布局分析[J].農(nóng)機(jī)化研究,2021(12):242-246.

Wang R F,Wang D S.Analysis of smart agricultural network architecture layout based on ARM technology [J].Journal of Agricultural Mechanization Research,2021 (12):242-246.(in Chinese)

[30] 耿鵬鵬,杜文忠.智慧農(nóng)業(yè)過(guò)程模型及系統(tǒng)框架分析[J].經(jīng)濟(jì)界,2020(2):82-88.

Di P P,Du W Z.Analysis of smart agriculture process model and system framework[J].Economic Affairs,2020(2):82- 88.(in Chinese)

[31] 楊丹,馮仲科.中國(guó)數(shù)字林場(chǎng)建設(shè)關(guān)鍵技術(shù)研究[J].測(cè)繪科學(xué),2005,30(5):65-67.

Yang D,Feng Z K.Study on key technologies of digital forest farm construction in China[J].Science of Surveying and Mapping,2005,30(5):65-67.(in Chinese)

[32] 趙芳,高峰,高華云,等.氣象數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)管理命名(QX/T 233-2014)[M]. 北京:氣象出版社,2014.12

Zhao F,Gao F,Gao H Y, et al.Naming for storage and management of meteorological database(QX/T 233-2014) [M]. Beijing:China Meteorological Press,2014.12. (in Chinese)

[33] 莊立偉,吳門(mén)新,王穎,等.農(nóng)業(yè)氣象數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)規(guī)范(QX/T 435-2018)[M].北京:氣象出版社,2018.12

Zhuang L W, Wu M X,Wang Y,et al.Specification of agrometeorological database design(QX/T 435-2018)[M]. Beijing:China Meteorological Press,2018.12. (in Chinese)

[34] 張才千,楊英浩.基于RBAC的檔案管理系統(tǒng)權(quán)限設(shè)計(jì)[J].開(kāi)封大學(xué)學(xué)報(bào),2013.27(5):86-89.

Zhang C Q,Yang Y H.Design of authority for file management system based on RBAC[J].Journal of Kaifeng University,2013,27(5):86-89. (in Chinese)

[35] RajeshRao K,Nayak A,GhoshRay I,et al.Role recommender- RBAC:optimizing user-role assignments in RBAC[J]. Computer Communications,2021,166(15):140-153.

[36] 石怡.基于MySQL數(shù)據(jù)庫(kù)的查詢(xún)性能優(yōu)化研究[J].四川職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào),2021,31(1):164-168.

Shi Y.Research on query performance optimization based on MySQL database[J].Journal of Sichuan Vocational and Technical College,2021,31(1):164-168.(in Chinese)

[37] 郝小鳳.基于C/S架構(gòu)的SQL數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)研究[J].電腦編程技巧與維護(hù),2021(2):104-106.

Hao X F.Research on SQL database technology based on C/S architecture[J].Computer Programming Skills & Maintenance,2021(2):104-106.(in Chinese)

[38] 張耀文,木納格葡萄成熟采收期裂果災(zāi)害降水指標(biāo)研究[D].烏魯木齊:新疆師范大學(xué),2019.

Zhang Y W.Research on precipitation index of cracking disaster in Munage grape harvesting period[D]. Urumqi: Xinjiang Normal University,2019. (in Chinese)

[39] 林子雨,賴(lài)永炫,林琛,等.云數(shù)據(jù)庫(kù)研究[J].軟件學(xué)報(bào),2012,23(5):1148-1166.

Lin Z Y,Lai Y X,Lin S, et al.Research on cloud databases [J].Journal of Software,2012,23(5):1148-1166.(in Chinese)

Design and Construction Practice of the Comprehensive Database for Cash- Trees’ Flood and Drought Disasters: A Case Study on Apple and Grape in Northern China

HE Yan-bo1，LIU Yuan2，JIANG Yue-qing1，MAO Liu-xi1，LIU Bu-chun2，LU Ye-wei3

(1. National Meteorological Center, CMA 100081, China; 2. Institute of Environment and Sustainable Development in Agriculture, CAAS/National Engineering Laboratory of Efficient Crop Water Use and Disaster Reduction/Key Laboratory of Agricultural Environment, Ministry of Agriculture and Rural Affairs, Beijing 100081；3. Yunzhong Shiji Technology Co., Ltd, Beijing 100081)

Apple and grape are the major cash-trees in China and their main producing areas are located in northern China. The common flood and drought disasters of apples and grapes are adopted as a case how to setup a comprehensive database for cash-trees’ disasters with powerfull abilities, which required by the comprehensive prevention technology and the decision-making service platform, for disaster monitoring and early warning, risk assessment,as well as risk transfer in this study. The database is constructed by plentiful data collections and managements, strict data quality controls and multi-source data formats requirements, as well as detailed design for database overall schemes and database interfaces, by involving the open-source MySQL database building techniques with the C/S architecture. Multi-source and multi-type data are well managed by the comprehensive disasters database, such as long-term meteorological and hydrological data, cash-trees’ disaster and orchard’s producing management information, remote sensing data and its derived information, soil properties and basic geographic information, and so on. These multidiscipline data have been stored in different ways managed by the database system. For example, the quantitative/qualitative attribute data has been input into the database tables, whereas the vector and raster datasets have been kept in the computer operation file system formats and indexed by the database table. For the efficient data management and sharing, a sub-system for database managing activities is developed by using the database software developing tools under the supports of GIS function middleware and Quartz open-source components. Within the sub-system, the Role-Based Access Control (RBAC) model has been introduce to assign the database user’s privileges and to control their behaviors for accessing the database tables. Meanwhile, many functions have been developed for task schedules, data collections and updates, data managements and storages, information statistical analyses and extractions, I/O ports accesses and model links from other platforms, as well as the basic data visualization abilities within the sub-system. Under the supports of the completely comprehensive disaster database, the early warning risk and disasters monitoring can been clearly illustrated in the cash-trees' producing areas by using the stored data and in terms of the preliminary disasters’ indicators. Therefor, the successful case study of building up this comprehensive disasters’ database contributes to promote other disaster database construction for cash-trees’ except for apple and grape, or other disasters except for floods and drought, even or other areas except for northern China.

Cash-trees; Apple; Grape；Multi-source data；Database；Disaster；Flood；Drought

10.3969/j.issn.1000-6362.2022.10.007

何延波,劉園,姜月清,等.經(jīng)濟(jì)林果水旱災(zāi)害綜合數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)與建設(shè)實(shí)踐:以北方蘋(píng)果/葡萄水旱災(zāi)害為例[J].中國(guó)農(nóng)業(yè)氣象,2022,43(10):846-859

2021?12?08

國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“重大自然災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警與防范”重點(diǎn)專(zhuān)項(xiàng)（2017YFC1502803）

毛留喜，正研級(jí)高級(jí)工程師，氣候資源利用與農(nóng)業(yè)適應(yīng)氣候變化研究、現(xiàn)代農(nóng)業(yè)氣象情報(bào)預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)服務(wù)，E-mail：Maolx@cma.gov.cn

何延波，E-mail：yanbohe@sina.com