西南季节性干旱区农业资源与环境要素数据库设计与应用

论文摘要

我国地域辽阔,物产丰富,农业资源类型众多,区域差异大。对于区域农业资料的记录和查询,多以依赖于年鉴志和区域性农业统计(或普查)资料。如果在科研和生产中想全面了解具体某种农业资源的信息,查询过程复杂繁琐,给科研和生产管理带来困难,不利于农业信息的传播和农业资源的合理开发利用。只有充分地利用当代信息技术发展的最新成果,加快信息技术在农业资源管理上的应用,才能够促进中国现代农业的快速发展。1949年以来,我国进行过多次资源环境调查,积累了大量的土地资源、水资源、气候资源、生物资源等数据资料。如何合理地利用这些数据是当下农业资源管理工作的重点。近年来,随着农业信息技术的发展,出现了大批的农业资源数据库。这些整合后的农业资源数据库,不仅能为农业区划与决策部门整合、存储区域农业资源的海量数据,提供简便、快捷的数据统计与查询功能,强化部门之间的信息交流与共享,更能多层次、动态描述农业资源的时空分布特征,直观、快速、全面地体现区域农业资源状况,促进农业资源的深入调查、保护、开发、利用与科学管理,对农业综合开发、农业结构调整和农业生产管理等具有重要的现实意义。我国西南季节性干旱区主要涉及重庆、四川、贵州、云南、广西5个省(市、区),是我国十分重要且潜力巨大的农产品生产基地。西南地区虽然降雨比较丰富、水资源总量较大,但由于其水资源时空分布极不平衡,可利用量和实际开发利用率低,开发难度大,且面临着越来越严峻的污染问题。对于其他农业资源,也存在资源配置不当、利用效率低或过度开发等问题。管理者必须充分利用现代化信息技术,提高管理水平和决策的准确性,实现农业资源优化配置、合理保护与高效利用。开展西南季节性干旱区农业资源与环境要素数据库研究,将为国家和地方政府部门、农业管理和推广部门、科研机构和高等院校科技人员提供农业资源数据的采集与处理、查询与输出、统计与分析、管理与维护等数据交流共享服务,为西南地区农业资源资源开发利用、农业结构调整、生态环境的保护和改善的战略决策与宏观研究提供详实可靠的数据资料,为农业生产发展和农业资源管理提供科学的手段和依据。主要研究结果如下：(1)广泛收集和总结了前人有关数据库的研究成果,系统分析了数据库的历史沿革、发展阶段及每一阶段的特征,对数据库进行了分类,并分别描述了各类型数据库的特征；总结了世界主要国家(地区)的数据库产业发展和国内外主要数据库建设状况及农业数据库技术发展趋势,总结了国外数据库建设的主要经验及中国数据库建设的差距；界定了农业资源和环境要素的内涵,分析了农业资源的特征,综述了数据库技术和农业相结合的相关研究,概述了数据库技术在农业资源方面应用的国内外研究进展和未来发展动态。从中吸取了与本研究有关的研究成果和先进经验,明确了系统开发思路和应该注意的问题。(2)明确了西南季节性干旱区涉及的范围,从该地区农业资源的特点和开发利用面临的问题、季节性干旱的多发性、旱作农业的重要地位三方面论述了构建农业资源和环境要素数据库的必要性,提出西南季节性干旱区农业资源与环境要素数据库的建立对于农业资源优化配置、提高农业资源利用效率、更好地保护和利用农业环境资源、促进农业可持续发展、提升农业创新体系的整体实力和水平都具有十分重要的意义。完成了较为完整的西南季节性干旱区农业资源环境要素的相关数据收集和标准化整理。(3)在分类整理所收集数据的基础上,按照设计规范的要求,分阶段进行设计。首先进行了系统的用户预测和需求分析,拟定该系统用户为国家级决策机构、西南地区省级及各地市级政府部门、农业管理部门及其各相关领域的科研机构和高等院校等。在此基础上明确系统的数据流程,确定结构体系,采用分层架构模式,选择Microsoft SQL Server 2005数据库管理系统和C#编程语言,以异步线程、Xml技术、Teechart第三方插件技术为支撑,采用基于Client/Server模式,在Visual Studio 2008开发平台开发包含有数据库管理系统、服务器端和客户端三部分的数据库系统。将多源异构的农业资源数据综合运用数据库技术、系统集成技术等主要技术手段,整合成统一的数据形式,再以数据库平台建设等基础,形成多类型、多尺度、多时态的综合性农业资源数据库。建立了农业生产数据库、农业资源数据库、生态环境数据库三大子数据库,按照行政区划分为重庆、四川、贵州、云南、广西五大部分。(4)系统通过面向对象编程语言实现了多个数据库操作模块,包括用户登陆模块、数据编辑更新模块、数据检索模块、数据打印输出模块,其中数据编辑模块包括了数据的添加、修改、查询、删除子模块,数据检索模块包括了数据分类检索、专题检索和定位比较检索子模块,形成一套简单、直观、方便、实用的用户操作界面。对于整个数据库的安全性作了较为完善的设计,从客观上最大程度地保证了西南季节性干旱区农业资源环境要素数据库的数据安全及整个系统的完整性和稳定性。(5)概括了本研究的创新点和局限性,对系统建设和应用进行了展望。近期建设目标即是软件的近期升级,提出要实现本省内地级市的比较搜索的功能扩展和进一步优化美化页面设计和充实数据库中的数据。系统的远期建设目标即是实现基于WEB的B/S版的数据库,实现数据库技术与地理信息系统(GIS)的结合,与相关模型库、方法库结合,形成有能力对一个特定区域提供智能辅助决策的决策支持系统(DSS),直至实现主动智能控制的系统。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 引言
• 1.1 选题依据
• 1.2 数据库系统原理及国内外研究现状
• 1.2.1 数据库系统原理及应用
• 1.2.2 国内外农业数据库的研究进展
• 1.3 数据库技术在农业资源方面的应用
• 1.3.1 农业资源的概念及特点
• 1.3.2 农业资源数据库的发展概况
• 1.3.3 国内外研究现状
• 1.3.4 农业资源数据库技术未来发展动态
• 1.4 研究总体思路
• 1.4.1 研究目的及意义
• 1.4.2 主要研究内容
• 1.4.3 技术路线
• 第2章 系统开发工具的选取
• 2.1 数据库管理系统的选取
• 2.1.1 概述
• 2.1.2 Microsoft SQL Server 2005数据库管理系统简介
• 2.2 系统设计语言的选取
• 2.2.1 C#语言简介
• 2.2.2 C#语言的特点
• 2.3 其他关键技术
• 2.3.1 .NET技术
• 2.3.2 UML统一建模语言
• 2.3.3 ADO.NET技术
• 2.4 小结
• 第3章 数据库系统概念设计
• 3.1 数据库系统建设原则
• 3.2 数据库系统用户预测和需求分析
• 3.3 数据库系统的结构体系
• 3.3.1 客户机和服务器结构
• 3.3.2 分层架构模式
• 3.4 数据库系统的功能结构和命名规则
• 3.4.1 功能结构
• 3.4.2 命名规则
• 3.5 数据的选取及数据字典的建立
• 3.5.1 数据的选取
• 3.5.2 数据字典的建立
• 3.6 小结
• 第4章 数据库系统的详细设计及实现
• 4.1 数据库的设计及实现
• 4.1.1 总体设计
• 4.1.2 安全设计
• 4.2 实体类层（MODEL）设计及实现
• 4.3 数据访问层（DAL）设计及实现
• 4.4 业务逻辑层（BLL）设计及实现
• 4.4.1 服务器端的业务逻辑层设计及实现
• 4.4.2 客户端的业务逻辑层设计及实现
• 4.5 数据流设计及实现
• 4.6 小结
• 第5章 数据库系统的应用
• 5.1 系统的安装和环境条件
• 5.2 数据库系统登录界面
• 5.2.1 数据库系统服务器端登录界面
• 5.2.2 数据库系统客户端登录界面
• 5.3 数据库系统编辑更新功能
• 5.4 数据库系统检索功能实现
• 5.4.1 数据分类检索
• 5.4.2 数据专题检索
• 5.4.3 数据定位比较检索
• 5.5 数据库系统打印输出功能
• 5.6 小结
• 第6章 结论与讨论
• 6.1 结论
• 6.2 讨论
• 6.2.1 主要创新点
• 6.2.2 研究的局限性
• 6.2.3 展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读博士学位期间的科研成果