农用天气预报业务系统数据库设计范文

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摘要：

采用SQL2000建立湖南农用天气预报业务系统数据库，实现农作物栽培专家知识、作物病虫防御知识、天气应对措施等资料规范管理；通过单因子和组合因子解决农用天气业务指标间逻辑“与”和“或”等复杂关系的资料存取；系统采用DELpHI7.0和VISUALC#.NET联合开发，实现了湖南农用天气预报业务系统数据资料的存取管理与应用。

关键词：

农用天气预报；数据库；指标；设计

农用天气预报是围绕农业生产活动的专业性预报，通过把农业栽培专家技术、农业气象专家技术、作物病虫防御技术知识结合起来，建立专家知识库，基于农业气象作物、土壤观测业务，充分利用天气预报的前瞻性，预报未来天气条件对农业生产的影响程度，提出农业生产建议，告诉农业生产和管理者农事活动适宜时间和适宜方式，为农业“看天管理”提供业务化指导，把农业栽培专家经验和天气预报业务、农业气象技术结合起来，对减灾防灾、增产稳产具有重要作用。农用天气预报作物对象种类多，栽培技术复杂，生产过程天气类型多样，涉及大量的气象资料的输入输出，指标和标准的统一，天气预报和农气报文编码的翻译，产品运算和对策措施选择等，工作量大。本项目科学设计农用天气预报数据库和业务服务系统，实现数据处理自动化、规范化，减轻业务人员工作量，为湖南农用天气预报业务提供经验和技术支撑。

1农用天气预报数据库设计

1.1设计目标一是要满足资料规范化、标准化的需要：农用天气预报需要的资料包括地面气象数据、天气预报数据、农业气象观测资料、作物栽培技术知识、农事活动知识、病虫防御知识、农业气象指标等，数据类型多样，必须要对其进行规范化、标准化管理。二是要满足业务拓充和完善的需要：农业气象知识、栽培技术、农业气象指标必然有一个不断完善和充实的过程，因此，数据库的设计要满足对作物添加、指标和措施修改、删除、充实和完善等操作需要。三是数据表要设计合理、满足业务自动化的需要：农用天气预报运算复杂，需要从指标数据、天气预报、气象监测、作物资料、措施知识等多种数据表中存取数据，并自动生成农事活动天气适宜度预报产品，科学合理的数据库设计显得尤其重要。

1.2数据库内容和结构根据业务需要，农用天气预报数据库内容包括基础资料数据、专家知识和措施、业务指标、服务产品、业务参数等多种数据。具体如下：

1.2.1基础资料数据。主要包括天气预报产品、地面气象资料、自然物候资料、作物观测资料、土壤墒情数据等。1）气预报产品数据：包括天气预报产品表和天气预报量值表。前者是城镇天气预报电码数据，数据表字段包括区站号、发报日期、发报时次、预报时效、天气现象1、天气现象2、风向1、风速度1、风向2、风速2、高温、低温。后者是将天气预报产品的文字要素转换成量值，如：将雨量级别转换成雨量值、风速级别转换成风速值等，数据表字段包括区站号、预报日期、预报时次（08或20），预报时效（24h、48h、72h、96h、120h、144h、168h），资料日期，天气编码，天气量值，风速编码、风速量值、高温、低温、日照时数等。2）地面气象资料：包括气象自动站逐时数据和气象自动站逐日数据表，前者来源于自动气象站逐时资料文件，数据表字段包括区站号、日期、时间及各种监测要素；后者则由前者统计生成。3）自然物候资料：来源于农业气象观测数据文件，数据表字段包括台站名称、物候对象、物候年份、物候名称、物候程度、出现日期。4）作物观测资料：来源于农业气象观测数据文件，数据表字段包括台站名称、作物名称、作物年份、发育期名称、发育程度、观测日期、生长状况、距平值、高度、密度；5）土壤墒情数据：包括土壤墒情逐时资料和逐日资料。前者每小时存储1次，后者由逐时资料自动生成，数据表字段包括：台站号、日期、10cm、20cm、30cm、40cm、50cm、60cm、70cm、80cm、90cm、100cm相对湿度。

1.2.2专家知识与措施。专家知识和措施是制定科学、合理的农作物栽培与管理方案的重要参考，是农用天气预报业务中专家建议的资料来源。把不同专家的经验进行收集、整理，并通过专家座谈和田间试用等去伪存真，建立专家知识库，以便农用天气预报业务服务参考和应用。主要包括标准栽培方案、天气应对方案、病虫防御方案三个数据表（见表1）。

1.2.3业务指标。农用天气预报业务指标包括农事活动天气指标和灾害性转折性天气指标二大类。由于农事活动天气指标和灾害性转折性天气指标都可能是多个天气因子的复杂组合，这为指标数据管理增加了难度。为此，我们采用单因子指标表和多因子组合表二种，用单因子数据表确定指标包含的因子及单因子数值，多因子组合表确定各因子之间的关系，有利于数据输入与运算。1）农事活动天气指标单因子表。主要包括作物名称、农事项目名称、指标类型、适宜等级、资料始日、资料终日、气象要素、表达形式、上限值、下限值、农事对策等。2）农事活动天气指标组合因子表。基于单因子指标表，以作物名称、农事项目、指标类型、适宜等级、资料始日、资料终日、气象要素组合作为主键，*表示指标为“和”的关系，+表示指标为“或”的关系，将各种影响单因子指标组合起来，组合因子表中同一种作物、农事项目、指标类型、适宜等级的组合因子是唯一的。3）灾害性转折性天气指标表。与农事活动天气指标相类似，灾害性转折性天气指标组合因子表是在单因子指标表的基础上，以作物名称、发育阶段名称、天气类型、气象要素组合作为主键，*表示指标为“和”的关系，+表示指标为“或”的关系，将各种影响单因子指标组合起来，组合因子表中同一种作物、发育阶段、天气类型、气象要素的组合因子是唯一的。

1.2.4业务服务产品.产品由系统自动运算生成，并经人工修改确认保持，包括农事活动适宜等级产品和灾害性转折性提示预报产品二种表。农事活动适宜等级产品：数据表字段包括区站号、作物名称、农事项目名称、起报日期、起报时次、预报日期、适宜等级、指标标识串、指标标识串结果。指标标识串结果采用0或1表示，1表示该因子为指标作用因子，是农事对策生成的依据。灾害性转折性提示预报产品：数据表字段区站号、作物名称、发育阶段名称、起报日期、起报时次、预报日期、天气类型、指标标识串、标识串结果。标识串结果中1表示该因子为指标关键作用因子，是应急对策生成的依据。

2业务应用

业务系统采用DELpHI7.0和VISUALC#.NET联合开发，实现了资料采集与管理、数据分析与浏览、产品运算与制作等功能。资料采集与管理：主要提供人工录入和自动采集两种方式。基础业务资料是从湖南省气象局资料服务器获取的，通过一定的格式检查和质量控制后分析入库。指标和知识措施等资料则是通过多种方式收集，经专家确认后，可以手工方式录入。数据分析与浏览：按作物、农事项目、天气类型、作物发育期等要素对专家知识和指标进行查询、浏览；对土壤湿度和各种气象要素进行任意时段的统计查询。产品运算与制作：自动调用作物参数、农事活动项目、天气类型等要素，计算生成各农事活动天气适宜等级产品和相应的农业生产对策，并能以表格或图形方式输出。

3结论

农用天气预报是围绕农事活动开展的专业性预报，预报未来天气对农业生产和农事活动的影响。因此，为了提高农用天气预报服务质量，首先需要提升天气预报质量，同时不断完善农用天气预报业务指标，丰富和创新专家知识、农业气象评估技术等。本系统基于长期业务积累，经过广泛的资料收集、田间试验和试用，加强部门合作，把农业专家栽培经验、病虫防治专家经验、农业气象灾害防御知识结合起来，建立了农用天气预报专家知识库，为开展农用天气预报服务提供了丰富的知识和经验，为业务服务的开展具有重要帮助。

参考文献

[1]姜丽霞，杨晓强，王晾晾，等.基于大宗粮食作物的黑龙江省农用天气预报研究进展[J].安徽农业科学，2012，40（20）：10538-10539.

[2]屈振江，刘新生，王景红，等.陕西省林果业农用天气预报业务系统研究[J].气象，2012，38（10）：1301-1306.

作者：祝光明 李民华 黄安凤 单位：湖南省怀化市气象局