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摘要：文章通過對自然資源數據特有屬性的分析，重點闡述利用關系型數據庫建立“三級模式”自然資源數據庫的設計思路及實現的具體路徑，同時對自然資源“三級模式”數據庫的特點和優勢做了簡析。

關鍵詞：自然資源數據；關系數據庫；三級模型

引言

自然資源數據具有數據量大、空間分布不均勻、不斷變化等方面特征，一直以來對其統計較為困難和繁瑣，隨著數據庫技術的迅猛發展，越來越多的國家和機構利用數據庫對自然資源信息和數據進行統計和處理，筆者認為在數據模式多樣的數據庫中，采用關系數據庫搭建設計模型，可對自然資源數據進行有效管理。

1應用關系數據庫建立自然資源數據庫的原因

1.1自然資源數據具有明顯的屬性特征（1）具有明顯的分類每一種自然資源都有屬于自己的分類。例如：木材屬于森林資源的一種，利用海水提煉出的海鹽以及海里的可供人食用的各種水產品屬于漁業資源的一種。并且，我們根據自然資源是否為實體可將自然資源分為有形自然資源（例如上文中提到的森林資源和海洋資源）和無形自然資源（例如太陽能資源和熱資源）。（2）每一種自然資源都可以定量表示某一地區的資源儲備量或占有量通過一些公式或算法，我們可以計算某一地區某一種自然資源的儲備量，并可用一定的單位定量表示，例如，某某山年木材產量可以達到1000t；某某海域某種水產品的捕撈量可達到1500t。

1.2關系數據庫以及關系模型關系模式的特點關系數據庫，是建立在關系模型基礎上的數據庫，借助于集合代數等數學概念和方法來處理數據庫中的數據。關系模型由關系數據結構、關系操作集合、關系完整性約束三部分組成。關系模型是采用二維表格結構表達實體類型及實體間聯系的數據模型，它的基本假定是所有數據都表示為數學上的關系。簡單說，關系型數據庫是由多張能互相聯接的二維行列表格組成的數據庫。

1.3關系型數據庫的優勢關系型數據庫優勢主要有以下四點：（1）保持數據的一致性；（2）由于以標準為前提，數據更新的開銷小（相同的字段基本都是只有一處）；（3）可以進行join等復雜查詢；（4）存在很多實際成果和專業技術信息（成熟的技術）。

2關系數據庫下的自然資源數據庫的設計

2.1設計總體思路（1）自然資源數據的屬性確定設計自然資源數據庫，一定要搞清楚自然資源數據具有哪些屬性，然后根據這些屬性去設計數據庫中應具有哪些關系。這是設計自然資源數據庫的基礎。至于確定自然資源數據的屬性，首先要搞清楚自然資源的總體分類；其次，要搞清楚總體分類下的分類都有什么，即次級分類；再次，要將各種自然資源所處的空間位置調查清楚；最后，要將特定范圍內的各種自然資源的儲備量或者持有量錄入到相應的關系中。即，自然資源數據所具有的屬性應是，自然資源的名稱、自然資源的所處類別、自然資源的所處亞類及次亞類、自然資源所處的空間區域、自然在特定空間位置的存儲量。（2）自然資源數據庫的關系建立根據自然資源數據具有的屬性，筆者認為針對自然資源數據，可以按下文所述的方式建立關系：a.首先按照確定的自然資源的分類，建立一個關系，這個關系描述的是自然資源的總體分類及總體分類中亞類的關系。（第一級）b.再對每種自然資源總體類型，單獨建立關系，這個關系描述的是每個總體關系中的亞類和次亞類和每個亞類和次亞類具有的自然資源名稱的關系。（第二級）c.最后針對每個具體的自然資源名稱建立關系，這個關系描述的是每種自然資源和它所處空間區域，及在相應區域的存儲量的關系。（第三極）我們將上述建立關系的模式稱為建立自然資源數據庫的“三級模式”。（3）自然資源數據中地理區域的確定關于自然資源數據所處的地理區域，筆者認為，可以按以下兩種方式進行記錄：a.通過行政范圍記錄，以市作為記錄單位，記錄某市所具有的自然資源的儲備量。b.以經緯度記錄，以經緯度作為單位進行記錄，可以將經度和緯度都以1度為最小單位，經緯度差為1度的范圍的某種自然資源的儲備量，例如115°-116°E，29°-30°N范圍內的某種自然資源的儲備量。

2.2“三級模式”的具體實現按照上文中描述的“三級模式”，對自然資源數據庫的建立進行舉例說明。

2.2.1第一級關系的建立自然資源可具體分類為：生物資源、農業資源、森林資源、國土資源、礦產資源、海洋資源、氣候資源、水資源等。我將針對這些資源類型進行第一級關系的建立運用create語句建立關系表，這張表不妨叫Classi1NR，這個關系表中由屬性：序號（No）、自然資源總類（Class0）、自然資源亞類（Class1）組成。其中，序號（No）為一個整形（int）變量，是行的序號，將這個作為該表的主鍵。自然資源總類（Class0）為字符串（VARCHAR2（））變量，表示自然資源分類的總類。自然資源亞類（Class1）也為字符串（VARCHAR2（））變量，表示每個自然資源總體分類中的亞類。Class0和Class1均不能為空。具體的SQL代碼為：CREATETABLEClassi1NR（NoINT，Class0VAR－CHAR2（10）NOTNULL，Class1VARCHAR2（20）NOTNULL，PRIMARYKEYNo）;

2.2.2第二級關系的建立在海洋資源中，海洋資源可以再分為海洋化學資源、海洋生物資源、海洋能源等，即總體分類中的亞類；而其中，海洋生物資源又可以劃分為魚、蝦、貝、藻等，即亞類中的次亞類；而魚又可以分為具體的自然資源，例如鯛魚、鮭魚等。因此，針對以上情況，我們同時可以運用CREATE語句建立第二級關系表，不妨這個表叫做Classi2NR，這個表中具有屬性：自然資源總類（Class0），自然資源亞類（Class1），自然資源次亞類（Class2）以及自然資源名稱（NR）。這幾個屬性均為字符串（VARCHAR2（））變量，將Class0，Class1，Class2的集合作為本表主鍵，并將Class0，Class1設置為本表外鍵，這兩個外鍵分別參照表Classi1NR中的Class0，Class1。Class0，Class1，均不能為空。NR為唯一值。具體的SQL代碼為：CREATETABLEClassi2NR（Class0VARCHAR2（10）NOTNULL，Class1VARCHAR2（20）NOTNULL，Class2VARCHAR2（20），NRVARCHAR2（20）UNIQUE，PRIMARYKEY（Class0，Class1，Class2），FOREIGNKEYClass0REFERENCESClassi1NR（Class0），FOREIGNKEYClass1REFERENCESClassi1NR（Class1））;

2.2.3第三級關系的建立以鯛魚為例，海口市的鯛魚年捕獲量假如為3500萬t，這時就需要建立第三級關系。同樣可以用CREATE語句可以建立第三級關系表，不妨名為ClassiNR3，這張表具有屬性：自然資源亞類（Class1）、自然資源次亞類（Class2）、自然資源名稱（NR）、自然資源所處地理位置（POS）、以及特定區域內自然資源儲備量（COUNT）組成。其中，Class1，Class2，NR，POS均為字符串（VAR－CHAR2（））變量，COUNT為浮點型（float）變量。將NR作為主鍵，同時作為本表的一個外鍵，參照Classi2表中的NR；將Class1，Class2也作為本表的兩個外鍵，分別參照Classi2表中的Class1，Class2；Class1，POS，COUNT不能為空。具體的SQL代碼為：CREATETABLEClassi3（Class1VARCHAR2（20）NOTNULL，Class2VARCHAR2（20），NRVARCHAR2（20），POSVARCHAR2（20），NOTNULL，COUNTFLOATNOTNULL，PRIMARYKEYNR，FOREIGNKEYNRREFERENCESClassi2（NR），FOREIGNKEYClass1REFERENCESClassi2（Class1），FOREIGNKEYClass2REFERENCESClassi2（Class2））;通過以上三步便可完成“三級模型”的建立，便可按照“三級模型”有條理、直觀地表示自然資源數據。

3“三級模型”自然資源數據庫的特點和優勢

3.1清晰直觀地表示自然資源數據在數據庫中，所有的數據都是以表的形式呈現的，這樣比離散的數據觀察更加直觀，更加清楚。

3.2便于修改關系表的結構，增強對現實世界的適應性自然資源數據庫管理員可以根據現實世界下的自然資源數據的屬性特征通過ALTER語句下的ADD子句適當的改變關系表結構。例如，數據庫管理員還想添加次級次亞類（即次亞類下的亞類）Class3，則可以用以下語句輕松添加新屬性：ALTERTABLEClassi2ADDCOLUMNClass3VARCHAR2（20）;

3.3便于添加數據自然資源數據庫管理員可以向關系表中添加數據，這可以用INSERTINTO語句實現。例如，數據庫管理員想向各關系表中添加一種海洋資源名為鯛魚，它屬于海洋資源類-海洋生物資源亞類-魚次亞類。它在海口市的年捕獲量為2000萬t，則可用以下語句輕松添加新數據：INSERTINTOClassi1NRVALUES（1，“海洋資源”，“海洋生物資源”）;INSERTINTOClassi2NRVALUES（“海洋資源”，“海洋生物資源”，“魚類”）;INSERTINTOClassi3NRVALUES（“海洋生物資源”，“魚類”，“鯛魚”，“海口市”，2000）;3.4便于數據的查找“三級模型”下的自然資源數據庫，用戶可方便地對想了解的自然資源數據信息進行查詢。這可以通過SELECT語句實現。例如，用戶想了解海洋資源具體都有哪些，則可以通過SELECTNRFROMClassi2NRWHEREClass0=“海洋資源”;實現。又如，用戶想了解海口市具有的自然資源以及儲備量，則可以通過SELECTNR，COUNTFROMClassi3NRWHEREPOS=“海口市”;實現。再如，用戶想了解全國各市具有的鯛魚儲備量，則可以通過SELECTSUM（COUNT），POSFROMClassi3NRWHERENR=“鯛魚”GROUPBYPOS;實現。通過SELECT查詢，用戶可以非常方便地了解到自己想了解的自然資源信息。3.5便于進行數據的更新自然數據庫管理員可隨時更新數據庫中的數據，這可以通過Update語句實現，例如，海口市2018年的鯛魚儲備量由2000萬t變為3500萬t，管理員想對海口市的鯛魚儲備量進行更新，則可以用以下語句實現：UPDATEClassi3NRSETCOUNT=3500WHEREPOS=“海口市”。

4結束語

在當今信息技術飛速發展的時代，利用數據庫處理自然資源相關信息是未來的大趨勢，且依據自然資源明顯的屬性特征，使用關系模型數據庫來建立自然資源數據庫更為合理，筆者提出“三級模型”來設計自然資源數據庫，這種自然資源數據庫具有能夠清晰直觀地表示自然資源數據、便于改變表結構、便于數據的更新和查找等特征，為進一步對自然資源數據進行有效管理做了嘗試和探索。

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作者：衛亦航 單位：西北農林科技大學 資源環境學院