农业资源信息数据库综述与展望

农业资源信息数据库综述与展望农业资源信息数据库建设是现代农业信息化的基础，是开展农业大数据研究与应用的重要内容，正日益影响农业资源的高效利用与监测评价，为精准农业的发展提供有力的决策支持。

文章综述了国内外近些年来农业资源信息数据库的相关概念、发展现状、应用特点等内容，并在分析现有不足与问题的基础上，提出相关探索建议和展望。

标签：农业资源；数据库；3S技术随着云计算、物联网、移动互联网等先进科学技术的发展变革，我国已经进入了“大数据”时代。

计算机行业开启了大数据的新航程，大数据已经广泛应用在电子商务、市场营销、金融等领域。

但是在农业行业，大数据的研究和应用还比较滞后。

因此，亟待展开农业大数据的研究和应用，并扩大其在农业服务领域的应用示范，推动现代农业数字化的发展。

而农业资源信息数据库的建立是农业大数据发展的前提。

只有农业资源信息数据库足够完善，才能为农业大数据的发展奠定基础，才能使农业大数据的高效应用做到有的放矢。

1 农业资源信息数据库概述农业资源是农业生产过程中投入的一切物质、能量、技术、信息及其价值形态的总称[1]，按属性分包括农业自然资源和农业经济资源。

农业资源包含的因素类型复杂，特点各异，还具有数据种类多量大、分散程度大、稳定性低、可控性低等特点[2]，而常规的研究方法和技术很难满足及时上报汇总空间分布、性质和变化等农业资源信息资料的需求。

专业人员及部门对农业资源信息的掌握不足会直接导致资源配置不当，甚至会造成资源浪费和破坏。

要想实现农业资源的合理配置，就要对农业资源信息进行科学的研究和管理，建立完善的农业资源信息数据库体系。

农业资源信息数据库是一个多功能的资源信息化管理系统，具有信息资源采集、维护、统计、分析、输出等功能。

运用现代信息技术（如现代信息处理技术、数据库技术、“3S”技术、多媒体技术、网络技术等），综合农业资源数据、空间地理信息数据和资源属性数据，管理农业环境、生物和社会经济等信息，目的是为了优化配置和合理开发利用农业资源[3]。

我国农业资源信息数据库起步较晚，从上世纪80年代开始有了快速的发展，90年开始基于地理信息系统的农业资源信息技术被广泛应用[4]，自“精准农业”概念提出后，我国更是从国家发展的战略高度对其做了具体阐述和要求，农业资源信息管理已经达到很高水准，逐步实现农业资源机械化、自动化、遥感监测、计算机网络为一体的信息化精确管理。

总的来说，农业资源信息数据库在为农业管理、决策提供多方面的信息，为农业结构调整、区域优势比较分析、农业资源综合评价、合理利用与保护、优质农产品布局方案的制定及农业投资管理决策服务等方面发挥重要作用[5]。

2 农业资源信息数据库发展现状随着地理信息系统（GIS）技术在农业领域的应用不断深入和普及，农业资源信息数据库将3S技术（遥感RS、地理信息系统GIS和全球定位系统GPS）等现代技术有机结合起来，发挥集成优势，使其应用效果更加显著。

在国外尤其是西方发达国家，基于3S技术的农业资源信息数据库已被广泛的建设与开发，促使发达国家的农业快速发展。

目前国际上农业资源信息数据库比较典型的有美国农业调查局研制的资源信息显示系统（Resource Information Display System）、加拿大的农业可持续发展示范区网络系统以及联合国粮农组织（FAO）为评价世界农业资源现状和动态变化规律而构建的世界农业资源综合数据库管理系统（A comprehensive Database Management System，DBMS）等[6-8]。

特别是加拿大于20世纪90年代已经基本建成基于遥感信息和GIS技术的全国农业信息数据库系统（FIS），实现了农业遥感与地理信息系统的一体化运行，可直接开展遥感图像的判读解译工作，及时更新调查区域的农业资源信息，并进行农业区域的空间分析[8]。

这些基于3S技术的大容量、高分辨率数据库是提供多方位农业资源信息的基础。

在中国，上世纪60年代发展起来的数据库技术，为之后数据库在各行业尤其是农业方面的应用创造了有利条件。

我国从80年代起开始建立全国县级统计资料和农村调查资料数据库，并且开始了土壤资源数据库的建立和应用，经历了地理信息系统的试验应用和区域性土壤信息系统的探索研究阶段[9]。

进入2000年以来，我国农业资源信息数据库建设进入了高速应用发展期。

2001年底，为促进我国农业资源空间信息的标准化和我国农业生产管理与决策服务，全国农业区划办和农业部发展计划司启动了“全国农业资源空间信息系统（NASIS）”项目，建立了农业资源信息数据库，实现对农业资源数据的高效管理。

目前该数据库系统已被广泛用于农业部资源遥感和数字农业重点实验室，提供包括农业区划专题数据、地理要素专题地图数据、气候数据、遥感影像数据、土地和草地数据，用于全国农业资源调查、农作物遥感监测和农业科研等方面，取得了巨大的经济效益和良好的社会效益。

标准化的农业资源空间信息，可以使农业生产管理更加快捷便利，也为农业主管部门的决策提供基础依据，近年来，我国各省、市、地区在农业资源信息系统的建设方面都做出了一定的研究并有了相关的应用，基本上都建成了不同层次不同特点的资源环境数据库或农业资源信息系统。

上海市奉贤区结合3S技术、Web Service及其扩展技术、大型空间数据库技术、组件技术和.Net技术，基于SOA（Service Oriented Architecture）构建了农业资源信息数据共享和服务平台，实现对农业资源数据的高效管理、科学分析和辅助决策[10]。

浙江省采用计算机技术的面向对象技术和模块化设计方式，结合网络系统、农业资源信息数据库和GIS的优势，开发完成面向Internet/Intranet的农业资源GIS 系统，该系统实现了在省域尺度上深层次动态描述农业资源信息，直观快速体现农业资源状况，对区域农业资源生产管理具有重要意义[11]。

新疆利用中间件的优势，对现有的农业科学数据共享平台进行集成，并根据用户需求增添了查询、服务等功能模块，对各模块的功能进行设定分析，从而满足了用户多样化及个性化的需求，实现了对农业科学数据资源的有效保存、挖掘分析、共享利用，极大地降低了成本，提高了服务效率[12]。

齐永奇等针对国土资源部门对农业资源信息的应用需求，构建了农业资源信息系统。

通过实际需求分析，对基于B/S结构的农业资源信息系统的数据库设计、架构设计、功能模块设计进行了详细论述，阐述了该系统的功能与实现[13]。

高添等研究人员从中国无公害农产品认证的现状出发，针对认证过程中信息的多源性、时效性、连续性、关联性和多类性的数据特征，采用实体-联系的建模方法，分析认证过程中的产品、产地、标准等实体的属性及其关系，确立农产品认证分类信息、产地信息、产品信息等六类信息，并建立字段和表，构建了基于关系模型的无公害农产品信息数据库。

为我国无公害农产品信息的高效管理和认证效率的提高提供支持[14]。

3 目前存在的问题目前我国已经研发出了大量应用于农业生产、农业技术化管理、农业科研等方面的农业资源科学数据库，但是在农业资源信息数据库建设中还存在着大量急需解决的问题。

一是农业资源信息数据库普遍存在数据量少，种类规模小的问题。

农业生产动态、农业生产资料等农业信息采集手段比较落后，采集布局不合理，采集范围不够广，导致提供的数据量偏小，不能代表总体情况，数据库信息不全面。

二是农业资源数据库建设缺乏标准化和规范化问题。

各个数据库建设时缺乏有效沟通交流，导致农业资源信息的标准化、规范化程度低。

各个农业相关部门信息封闭，存在明显制衡现象。

缺乏有效的监督和规范手段，不同部门提供的数据信息没有统一的规范，使信息发布滞后，数据信息不准确、不规范、不科学，一方面造成信息的重复，另一方面难以实现信息的充分共享，严重影响农业信息的可靠性和科学性，也难以对农业生产提供应有的指导作用。

三是农业资源数据库数据源更新问题。

由于在农业资源信息数据库建设前期缺乏良好的设计和规划，致使大多数据库存在信息滞后，预测性数据少，数据质量低、实效性差等问题，建成的数据库内容形式上千篇一律，缺乏个性化与多样性。

不同的农业相关部门采集的信息数据有重复部分，不同的数据库信息有简单重复的现象。

地方农业资源信息数据库缺乏特色，不能有效的表征本地区农业资源信息。

4 探索与展望随着现代信息技术的迅猛发展，特别是国家“互联网+”现代农业发展战略的提出，对于建设基于移动互联网技术、现代多媒体技术、3S技术的农业资源信息数据库系统可谓是重大机遇与挑战。

农业资源信息数据库将更广泛高效的应用于农业领域的方方面面，必将对现代数据农业的发展带来革命性的影响。

利用数据库处理分析技术，集成农作物本身及环境影响因子，综合考虑环境、经济等各方面因素，对农业生产相关的多元资源数据进行融合，实现农业数据快速采集、数据关联分析预测、预警模型建立、预警多维模拟和可视化等功能，将大幅度提高农业监测预警的准确性，将为农业生产决策者提供精准、实时、高效、可靠的辅助决策，并为农业农村信息化建设提供有力保障。

为抓住现代农业信息化建设的机遇，为更好的建设农业资源信息数据库，针对国内外农业资源信息数据库的现状和应用研究，建议一是按照统一标准、突出特色，完善设施、强化服务的原则，加大农业资源区划数据库信息化建设力度，扩大数据库的覆盖面和服务范围，增加数据库的信息量，加强对农业资源监测数据的深度开发利用和挖掘；二是结合应用物联网、云计算、大数据、移动互联等现代信息技术于农业资源信息数据库的建设中，推动农业资源环境精准监测和农业自然灾害监测，为智慧农业、精准农业提供信息服务与决策支持；三是及时更新数据库，加强数据库的管理，建设具有地方特色的农业资源数据库。

参考文献[1]农业大词典编辑委员会.农业大词典[M].北京：中国农业出版社，1998：1209-1211.[2]于晓秋.区域农业资源信息的分形应用和产量模型的修正拟合[D].沈阳：东北农业大学，2003：2.[3]王文艺.安徽农垦集团农业资源信息数据库建设的研究——以普济圩农场为例[D].合肥：安徽农业大学，2010：2[4]陆登槐.国家级农业资源数据库的设计和实现[J].农业工程学报，1997，13（1）：20-24.[5]李伟方，刘海启.农业资源数据库建设的基本思路[J].中国农业资源与区划，2003（4）：4-7.[6]曹阳，方强，王国仁，等.基于遗传算法的多连接表达式并行查询优化[J].软件学报，2002，13（2）：95-97.[7]S. H. Hallett. A land information system for Turkey-a key to the country’s sustainable development[J]. Journal of Arid Environments，2003：513-525.[8]Francisco J. Montero Riquelme，Antonio Brasa Ramos. Land and water use management invine growing by using geographic information systems in Castilla-La Mancha[J]. Agricultural Water Management，2005：82-95.[9]黄杏元.地理信息系统概论[M].北京：高等教育出版社，1989：10-12.[10]戎恺，李琳，刘召峰，等.基于SOA的区县级农业资源信息数据管理和共享平台设计与实现[J].遥感技术与应用，2009，24（4）：507-511.[11]祝利莉，郑可锋，胡为群，等.基于WebGIS的省域尺度农业资源信息系统的设计与开发[J].浙江农业学报，2006，18（4）：221-225.[12]朱倩，王华丽.基于中间件的新疆农业科学数据共享平台的体系构建[J].天津农业科学，2016，22（1）：47-51.[13]齐永奇，王全平.农业资源信息系统的设计与实现[J].江苏农业科学，2014，42（3）：349-351.[14]高添，龙怀玉，汪景宽，等.中国无公害农产品信息数据库的设计——以种植业为例[J].中国农学学报，2009，25（23）：464-472.作者简介：刘佳（1984-），男，河南许昌人，硕士，助理农艺师，从事农业资源与遥感监测研究。