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摘要：

采用SQL2000建立湖南農用天氣預報業務系統數據庫，實現農作物栽培專家知識、作物病蟲防御知識、天氣應對措施等資料規范管理；通過單因子和組合因子解決農用天氣業務指標間邏輯“與”和“或”等復雜關系的資料存??；系統采用DELpHI7.0和VISUALC#.NET聯合開發，實現了湖南農用天氣預報業務系統數據資料的存取管理與應用。

關鍵詞：

農用天氣預報；數據庫；指標；設計

農用天氣預報是圍繞農業生產活動的專業性預報，通過把農業栽培專家技術、農業氣象專家技術、作物病蟲防御技術知識結合起來，建立專家知識庫，基于農業氣象作物、土壤觀測業務，充分利用天氣預報的前瞻性，預報未來天氣條件對農業生產的影響程度，提出農業生產建議，告訴農業生產和管理者農事活動適宜時間和適宜方式，為農業“看天管理”提供業務化指導，把農業栽培專家經驗和天氣預報業務、農業氣象技術結合起來，對減災防災、增產穩產具有重要作用。農用天氣預報作物對象種類多，栽培技術復雜，生產過程天氣類型多樣，涉及大量的氣象資料的輸入輸出，指標和標準的統一，天氣預報和農氣報文編碼的翻譯，產品運算和對策措施選擇等，工作量大。本項目科學設計農用天氣預報數據庫和業務服務系統，實現數據處理自動化、規范化，減輕業務人員工作量，為湖南農用天氣預報業務提供經驗和技術支撐。

1農用天氣預報數據庫設計

1.1設計目標一是要滿足資料規范化、標準化的需要：農用天氣預報需要的資料包括地面氣象數據、天氣預報數據、農業氣象觀測資料、作物栽培技術知識、農事活動知識、病蟲防御知識、農業氣象指標等，數據類型多樣，必須要對其進行規范化、標準化管理。二是要滿足業務拓充和完善的需要：農業氣象知識、栽培技術、農業氣象指標必然有一個不斷完善和充實的過程，因此，數據庫的設計要滿足對作物添加、指標和措施修改、刪除、充實和完善等操作需要。三是數據表要設計合理、滿足業務自動化的需要：農用天氣預報運算復雜，需要從指標數據、天氣預報、氣象監測、作物資料、措施知識等多種數據表中存取數據，并自動生成農事活動天氣適宜度預報產品，科學合理的數據庫設計顯得尤其重要。

1.2數據庫內容和結構根據業務需要，農用天氣預報數據庫內容包括基礎資料數據、專家知識和措施、業務指標、服務產品、業務參數等多種數據。具體如下：

1.2.1基礎資料數據。主要包括天氣預報產品、地面氣象資料、自然物候資料、作物觀測資料、土壤墑情數據等。1）氣預報產品數據：包括天氣預報產品表和天氣預報量值表。前者是城鎮天氣預報電碼數據，數據表字段包括區站號、發報日期、發報時次、預報時效、天氣現象1、天氣現象2、風向1、風速度1、風向2、風速2、高溫、低溫。后者是將天氣預報產品的文字要素轉換成量值，如：將雨量級別轉換成雨量值、風速級別轉換成風速值等，數據表字段包括區站號、預報日期、預報時次（08或20），預報時效（24h、48h、72h、96h、120h、144h、168h），資料日期，天氣編碼，天氣量值，風速編碼、風速量值、高溫、低溫、日照時數等。2）地面氣象資料：包括氣象自動站逐時數據和氣象自動站逐日數據表，前者來源于自動氣象站逐時資料文件，數據表字段包括區站號、日期、時間及各種監測要素；后者則由前者統計生成。3）自然物候資料：來源于農業氣象觀測數據文件，數據表字段包括臺站名稱、物候對象、物候年份、物候名稱、物候程度、出現日期。4）作物觀測資料：來源于農業氣象觀測數據文件，數據表字段包括臺站名稱、作物名稱、作物年份、發育期名稱、發育程度、觀測日期、生長狀況、距平值、高度、密度；5）土壤墑情數據：包括土壤墑情逐時資料和逐日資料。前者每小時存儲1次，后者由逐時資料自動生成，數據表字段包括：臺站號、日期、10cm、20cm、30cm、40cm、50cm、60cm、70cm、80cm、90cm、100cm相對濕度。

1.2.2專家知識與措施。專家知識和措施是制定科學、合理的農作物栽培與管理方案的重要參考，是農用天氣預報業務中專家建議的資料來源。把不同專家的經驗進行收集、整理，并通過專家座談和田間試用等去偽存真，建立專家知識庫，以便農用天氣預報業務服務參考和應用。主要包括標準栽培方案、天氣應對方案、病蟲防御方案三個數據表（見表1）。

1.2.3業務指標。農用天氣預報業務指標包括農事活動天氣指標和災害性轉折性天氣指標二大類。由于農事活動天氣指標和災害性轉折性天氣指標都可能是多個天氣因子的復雜組合，這為指標數據管理增加了難度。為此，我們采用單因子指標表和多因子組合表二種，用單因子數據表確定指標包含的因子及單因子數值，多因子組合表確定各因子之間的關系，有利于數據輸入與運算。1）農事活動天氣指標單因子表。主要包括作物名稱、農事項目名稱、指標類型、適宜等級、資料始日、資料終日、氣象要素、表達形式、上限值、下限值、農事對策等。2）農事活動天氣指標組合因子表?；趩我蜃又笜吮?，以作物名稱、農事項目、指標類型、適宜等級、資料始日、資料終日、氣象要素組合作為主鍵，*表示指標為“和”的關系，+表示指標為“或”的關系，將各種影響單因子指標組合起來，組合因子表中同一種作物、農事項目、指標類型、適宜等級的組合因子是唯一的。3）災害性轉折性天氣指標表。與農事活動天氣指標相類似，災害性轉折性天氣指標組合因子表是在單因子指標表的基礎上，以作物名稱、發育階段名稱、天氣類型、氣象要素組合作為主鍵，*表示指標為“和”的關系，+表示指標為“或”的關系，將各種影響單因子指標組合起來，組合因子表中同一種作物、發育階段、天氣類型、氣象要素的組合因子是唯一的。

1.2.4業務服務產品.產品由系統自動運算生成，并經人工修改確認保持，包括農事活動適宜等級產品和災害性轉折性提示預報產品二種表。農事活動適宜等級產品：數據表字段包括區站號、作物名稱、農事項目名稱、起報日期、起報時次、預報日期、適宜等級、指標標識串、指標標識串結果。指標標識串結果采用0或1表示，1表示該因子為指標作用因子，是農事對策生成的依據。災害性轉折性提示預報產品：數據表字段區站號、作物名稱、發育階段名稱、起報日期、起報時次、預報日期、天氣類型、指標標識串、標識串結果。標識串結果中1表示該因子為指標關鍵作用因子，是應急對策生成的依據。

2業務應用

業務系統采用DELpHI7.0和VISUALC#.NET聯合開發，實現了資料采集與管理、數據分析與瀏覽、產品運算與制作等功能。資料采集與管理：主要提供人工錄入和自動采集兩種方式?；A業務資料是從湖南省氣象局資料服務器獲取的，通過一定的格式檢查和質量控制后分析入庫。指標和知識措施等資料則是通過多種方式收集，經專家確認后，可以手工方式錄入。數據分析與瀏覽：按作物、農事項目、天氣類型、作物發育期等要素對專家知識和指標進行查詢、瀏覽；對土壤濕度和各種氣象要素進行任意時段的統計查詢。產品運算與制作：自動調用作物參數、農事活動項目、天氣類型等要素，計算生成各農事活動天氣適宜等級產品和相應的農業生產對策，并能以表格或圖形方式輸出。

3結論

農用天氣預報是圍繞農事活動開展的專業性預報，預報未來天氣對農業生產和農事活動的影響。因此，為了提高農用天氣預報服務質量，首先需要提升天氣預報質量，同時不斷完善農用天氣預報業務指標，豐富和創新專家知識、農業氣象評估技術等。本系統基于長期業務積累，經過廣泛的資料收集、田間試驗和試用，加強部門合作，把農業專家栽培經驗、病蟲防治專家經驗、農業氣象災害防御知識結合起來，建立了農用天氣預報專家知識庫，為開展農用天氣預報服務提供了豐富的知識和經驗，為業務服務的開展具有重要幫助。

參考文獻

[1]姜麗霞，楊曉強，王晾晾，等.基于大宗糧食作物的黑龍江省農用天氣預報研究進展[J].安徽農業科學，2012，40（20）：10538-10539.

[2]屈振江，劉新生，王景紅，等.陜西省林果業農用天氣預報業務系統研究[J].氣象，2012，38（10）：1301-1306.

作者：祝光明 李民華 黃安鳳 單位：湖南省懷化市氣象局