农业生态多维数据管理技术制造技术

目前国内大多数农业生态数据库是建立在一般商用数据库单维表格基础上分散的数据表格，不能管理不同类型的数据，如地图、图形、图像、文档数据，也不能管理涉及时间、空间的多维数据，给进一步提取信息造成不便。本发明专利技术关键在于将不同类型的数据按照应用范围和类型建立数据文档，利用现存商品数据库的ＯＬＥ字段、ｍｅｍ字段和ｌｏｎｇ ｂｉｎａｒｙ字段存储图形、图像和长文本，建立农业生态数据的时间、空间、专题的多维关系和查询关系及建立查询结果的可视化显示界面。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及农业生态多维数据的管理，属农业及计算机领域。农业生态数据不但含有随时间变化的信息，而且含有地域性的空间信息。用于农业生态数据应包括来自于地图或遥感数据的地形、地貌、土壤、土地利用、植被的向量或栅格数据；来自于统计网络的气候统计和社会经济统计数据；还应包括野外观测试验数据。以便根据野外长期观测试验点的经验和数据，定性或定量地进行GIS区域性分析。目前国内大多数农业生态数据库是建立在一般商用数据库单维表格基础上分散的数据表格，不能管理不同类型的数据，如地图、图形、图像、文档数据，也不能管理涉及时间、空间的多维数据，给进一步提取信息造成不便。本专利技术的目的在于(1)建立一种方法使之能够通过一般商品化的关系数据库管理各种类型数据(地图、影像、野外观测实验、关系数据表格、图形、文本)；(2)按照农业生态学中各种空间分布关系和层次关系组织数据结构；(3)为使用者提供一个良好的用户界面，可按照专题分类、数据获取时间及数据获取地点查询数据。本专利技术包括采集来自于地图或遥感数据的地形、地貌、土壤、土地利用、植被的向量或栅格数据；来自于统计网络的气候统计和社会经济统计数据；来自于野外观测试验数据，将不同类型的数据按照应用范围和类型建立数据文档；建立农业生态多维数据的空间分布关系和查询关系；建立查询结果的可视化数据显示界面。其关键在于将不同类型的数据按照应用范围和类型建立数据文档；利用现存商品数据库的OLE字段、mem字段和longbinary字段存储图形、图像和长文本；建立农业生态数据的时间、空间、专题的多维关系和查询关系；建立查询结果的可视化显示界面。将不同类型数据分类为专题图数据(地图或遥感数据)、关系表格(野外观测数据)及文本数据，并采用不同的存储及查询方式，MS ACCESS数据库提供了用于储存图形、图像和链接Excel表格的OLE字段和储存长文本的mem字段，Oracle数据库则用Long binary字段完成上述功能；将多维数据中含有时间及空间分布特性的数据集用3张数据相互联系的表格来表示三维分布关系，设计按数据采集时间，数据采取地点及专题查询数来表示三维分布关系，设计按数据采集时间，数据采取地点及专题查询数据功能，并将它们之间的多对多的关系，通过设计一个介于两个多对多关系中间的表格，将多对多关系转换为多对一和一对多的关系；依据上述结果应用Oracle/Access数据库软件，得到按用户思维方式而建立的查询界面。不同类型数据的分类，首先提取数据公共的信息作为数据通用信息，设计一个“数据集基本信息”，然后分别提取专题图数据、野外观测数据和文档数据的元数据，组成不同的分类数据表格，“数据集基本信息”与“分类数据表格”通过数据集标识符“数据集-ID”相连接。下面将通过附图给出的实施例，就实现本专利技术的方法详述如下附图说明图1为不同类型数据管理结构；图2-5为不同类型数据的组织和分类；图6-8为描述时间和三维空间分布的土壤养分数据；图9-10为时间查询表格关系；图11-13为空间查询表格关系；图14-16为专题分类查询表格关系；图17为多维数据管理方案；图18为专题查询实例；图19为农业生态数据库查询界面实例；图20为土种查询界面实例。1.不同类型数据的管理技术将数据类型分类为专题图数据(地图或遥感数据)、关系表格(野外观测数据)及文本数据，采用不同的存储及查询方式。MS ACCESS数据库提供了用于储存图形、图像和链接Excel表格的OLE字段和储存长文本的mem字段，Oracle数据库则用Long binary字段完成上述功能。专题图数据由于数据库软件本身的限制，不能用现有的机器管理占据大量存储空间的地图或遥感数据，但设计查询其元数据(包括比例尺，投影，说明，压缩图像)，用户通过查询元数据和浏览压缩图像，了解数据的特征。由数据的存取说明，或html链接指向获得数据集。用于浏览的图像数据通过Windows OLE字段功能链接gif文件或jpg文件而实现。关系表格观测试验数据大多数由关系数据表格组成。观测试验数据的元数据应包括观测名称，数据类型，采样频率，研究目的，试验设计和方法，试验仪器等。用户在获取数据前首先了解形成数据的研究目的和实验方法，观测数据通过Windows OLE字段功能链接Excel电子表格而实现。文本或管理数据文本数据来自重要的文档文件，例如成果说明，中英文简介，有关的试验站区图，人员名单等。其元数据应包括标题、摘要、是否发表或获奖、发表(获奖)日期、期刊等。文本数据在数据库中用mem字段储存。首先提取数据公共信息作为数据通用信息。设计一个表格“数据集基本信息”，其字段包括数据集名称、来源、数据集类型、数据起始时间、数据结束时间、数据的提供者、数据提供组织、数字化状态等。然后，分别提取地图数据、野外观测数据和文档数据的元数据，组成不同的分类数据表格“专题图”、“观测数据”、“文本数据”。由于一个数据集可能存在多个数据子集，“数据集基本信息”与“分类数据表格”通过数据集标识符“数据集-ID”相连接，其关系为一对多的逻辑关系(见图1)。2.多维数据管理1)空间分布关系包括野外观测试验、生态学监测、农田小气候等环境因子和社会经济统计的数据集均含有空间分布的特征，仅分别用单一的关系数据表格来描述不能反映自然现象的本质。例如，在不同时间对不同地点不同深度的土壤养分进行测定就是包含时间域和三维空间的信息。一个采样时间段内可能采集了多个地点，一个地点又采集了不同深度的样品。设计如下三个表格(其中图6为时间信息，图7为地点信息，图8为土壤剖面深度信息)。如图6、7、8所示，一个采样时间可能涉及到多个采集地点，时间与采集地点为一对多的关系；一个采集地点又有不同的采样深度，采样地点与采样深度也是一对多的关系。2)时间、空间、专题分类的多维查询关系考虑用户一般性的查询需要，设计按数据采集时间、数据采集地点、及专题查询数据的功能。在数据集的基本信息表格中增添数据起始时间和数据集结束时间。查询时设立起始时间和结束时间。当查询的起始时间段＞＝数据起始时间，且结束时间＜＝数据结束时间时，可得到满足时间查询条件的查询结果(见图9数据采集基本信息，图10查询时间段)。农业生态数据还涉及空间数据范畴，每个数据集可能含有多个数据采集地点，某个地点可能涉及到多个数据集。用下面三张数据相互联系的表格来表示其复杂的分布关系(图11数据基本信息，图12地点索引，图13地点)。例如，数据集1土壤空间数据库可能涉及地点辛庄、大义、藉藕渠等地；地点辛庄还关联到数据集2社会经济统计数据。同理，一个数据集可能属于多个专题范围，一个专题词可能包含有多个数据集。例如，野外观测“水分状况对水稻土中物质迁移及作物生长的影响”数据集，可能属于“土壤”，“农业生态学”两个专题范围；“土壤”作为一个专题关键词，可以有多个数据集引用。数据集与专题关键词同样为多对多的关系。由于用户查询需要，数据集与数据采集地点、专题方式均为多对多的逻辑关系。而实现多对多逻辑查询对于一个关系数据库来说实现查询非常困难。解决这一矛盾的方法是设计一个介于两对多关系中间的表格，将多对多关系转换为多对一和一对多的关系。例如，为了解决的数据与专题关键词多对多的关系，首先本文档来自技高网...

【技术保护点】
农业生态多维数据管理技术，包括采集来自于地图或遥感数据的地形、地貌、土壤、土地利用、植被的向量或栅格数据；来自于统计网络的气候统计和社会经济统计数据；来自于野外观测试验数据，其特征是ａ．将不同类型的数据按照应用范围和类型建立数据文档，利 用现存商品数据库的ＯＬＥ字段、ｍｅｍ字段和ｌｏｎｇ ｂｉｎａｒｙ字段存储图形、图像和长文本，组织管理各种数据；ｂ．建立农业生态数据的时间、空间、专题的多维关系和查询关系；ｃ．建立查询结果的可视化显示界面。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：施建平，
申请(专利权)人：中国科学院南京土壤研究所，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]