王夢琳++吳丹++郭佰匯

摘要：本文以Windows操作系統(tǒng)為平臺，選用VB.net開發(fā)語言，結合Access 2007數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，設計并初步實現(xiàn)了具有數(shù)據(jù)收集、處理及災害等級判定等功能的農(nóng)業(yè)氣象災害查詢系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以根據(jù)指標公式和災害等級劃分標準，利用逐日氣象資料來判斷農(nóng)業(yè)氣象災害的等級，為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)氣象災害監(jiān)測與預防提供了技術參考。

關鍵詞：農(nóng)業(yè)氣象災害；查詢系統(tǒng)；VB.NET；數(shù)據(jù)庫

中圖分類號： S42 文獻標識碼： A DOI編號： 10.14025/j.cnki.jlny.2016.22.066

近年來，農(nóng)業(yè)氣象災害對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)危害巨大，對國民經(jīng)濟和人們生活產(chǎn)生了較大的影響。開展農(nóng)業(yè)氣象災害服務，建立農(nóng)業(yè)氣象災害相關系統(tǒng)在保護生態(tài)環(huán)境、防災減災、減少農(nóng)業(yè)氣象災害對經(jīng)濟影響等方面顯得尤為重要。本文所研究的農(nóng)業(yè)氣象災害查詢系統(tǒng)是基于現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對農(nóng)業(yè)氣象災害系統(tǒng)的需求而開發(fā)研制的一種新型服務系統(tǒng)。其總體目標是：以農(nóng)業(yè)氣象數(shù)據(jù)庫的建設為基礎，采用VB.net開發(fā)語言、Access 2007數(shù)據(jù)庫等先進技術，設計并實現(xiàn)集農(nóng)業(yè)氣象災害指標確立、指標計算、災害查詢以及圖形產(chǎn)品發(fā)布于一體的系統(tǒng)，以拓展農(nóng)業(yè)氣象災害服務需求和整體減少農(nóng)業(yè)氣象災害對作物產(chǎn)量的影響。該系統(tǒng)主要是通過對逐日氣象資料加工計算，得到針對當?shù)剞r(nóng)業(yè)生產(chǎn)實際情況的農(nóng)業(yè)氣象災害服務產(chǎn)品。

1 農(nóng)業(yè)氣象災害查詢系統(tǒng)的設計

1.1 平臺設計

農(nóng)業(yè)氣象災害查詢系統(tǒng)由系統(tǒng)管理、農(nóng)業(yè)氣象災害指標定義、歷年農(nóng)業(yè)氣象災害查詢、農(nóng)業(yè)氣象災害圖形輸出4個功能模塊組成。同時，根據(jù)功能的設計要求，每個模塊又被劃分為多個子功能模塊，各功能模塊的設計，見表1。

表1 各功能模塊詳細設計

1.2 數(shù)據(jù)庫需求分析

農(nóng)業(yè)氣象災害查詢系統(tǒng)需要實現(xiàn)各種數(shù)據(jù)資料編輯入庫工作，入庫資料包括：逐日氣象資料、站點資料、用戶資料、歷年農(nóng)業(yè)氣象災害指標資料等。該數(shù)據(jù)庫具有資料查詢、資料修改和刪除、動態(tài)錄入數(shù)據(jù)資料和數(shù)據(jù)資料使用管理等功能。

2 系統(tǒng)實現(xiàn)

2.1 開發(fā)環(huán)境

本系統(tǒng)采用VB.net語言編寫，Access 2007數(shù)據(jù)庫對信息進行儲存。

2.2 登錄實現(xiàn)

用戶在已經(jīng)注冊（注冊由管理員負責）過的前提下，填入與之前注冊的相符的信息，提交后，系統(tǒng)在核對即查找到與輸入相符的用戶后，允許登錄；若用戶名或密碼錯誤，彈出錯誤信息，并提示重新輸入（登錄界面圖略）。

2.3 數(shù)據(jù)相關操作

系統(tǒng)中與數(shù)據(jù)相關的操作主要包括數(shù)據(jù)瀏覽、添加、修改、刪除以及查詢等功能。

2.3.1 數(shù)據(jù)瀏覽 系統(tǒng)中利用VB.NET中的DataGridView控件來顯示數(shù)據(jù)，從而實現(xiàn)數(shù)據(jù)瀏覽功能。

2.3.2數(shù)據(jù)編輯 系統(tǒng)中對于數(shù)據(jù)編輯主要分為前臺顯示編輯和后臺處理編輯。前臺顯示編輯主要包括數(shù)據(jù)添加、修改和刪除，本系統(tǒng)是通過VB.NET中的BingdingNavigator控件實現(xiàn)的。利用BingdingNavigator控件的DataSource屬性綁定DataGridView中顯示的數(shù)據(jù)源，即可對其進行編輯。并且通過向BingdingNavigator控件添加保存按鈕來實現(xiàn)對后臺數(shù)據(jù)的更新。后臺數(shù)據(jù)編輯則是對逐日氣象數(shù)據(jù)資料的編輯，包括添加數(shù)據(jù)、刪除數(shù)據(jù)、更新數(shù)據(jù)和查找數(shù)據(jù)，該系統(tǒng)通過SQL語言實現(xiàn)。

2.3.3 數(shù)據(jù)查詢 以歷年旱澇災害查詢?yōu)槔跀?shù)據(jù)查詢時，用戶選擇站號，輸入查詢的年份范圍，點擊開始查詢，即可查詢某站點某段年份范圍內的所有的記錄（如圖1）。另外系統(tǒng)支持多條件查詢，如用戶可選擇查詢滿足“站號為50442，年份在1995年～2004年之間，等級M > 4”條件的所有記錄值。在查詢過程中，如果查詢結果為空，則會彈出“輸入有誤”的對話框。這時，用戶可根據(jù)實際情況重新選擇查詢信息。

2.4 災害指標定義與計算

災害指標定義與計算是本系統(tǒng)的核心部分。本系統(tǒng)以東北地區(qū)為例，根據(jù)張海娜等[1-4]人的研究，選取干旱、洪澇和低溫冷害作為東北地區(qū)的主要農(nóng)業(yè)氣象災害，即本系統(tǒng)中主要研究的農(nóng)業(yè)氣象災害類型。

2.4.1 指標選取 旱澇指標選?。汉禎碁暮κ菛|北地區(qū)常見的農(nóng)業(yè)氣象災害，具有持續(xù)時間長、波及范圍廣的特點，對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)有嚴重的影響。許多學者在旱澇評估指標上已經(jīng)有研究，孟瑩等[5]人研究了降水距平百分率和Z指標在遼寧省的應用，得出降水距平百分率作為指標的方法簡單、直觀，而Z指標旱澇等級劃分標準更符合實際情況；張尚印等[6]對K指標和Z指標在北方地區(qū)應用的優(yōu)劣進行對比，得出K指標優(yōu)于Z指標；崔修來等[7]采用降水距平百分率、Z指數(shù)、K指數(shù)根據(jù)營口地區(qū)氣象數(shù)據(jù)研究確立干旱指標，得出準確率較高的為降水距平百分率，K指標對春旱較為敏感。本系統(tǒng)在前人的研究結果下，根據(jù)指標的可實施性和準確程度，選取降水百分率和K指數(shù)作為旱澇災害的指標計算公式。降水距平百分率（M）的表達式如下：

（1）

其中，R為某時段降水量， 為多年平均降水量。K指數(shù)的計算公式如下：

（2）

（3）

其中，E為需水量（mm），Σt為高于0℃的日平均氣溫的累加，0.16為系數(shù)，R為降水量。

低溫冷害指標選?。耗壳把芯康蜏乩浜Φ闹笜擞辛箢悾L季溫度距平指標、生長季積溫指標指標、生長發(fā)育關鍵期冷積溫指標、作物發(fā)育期的距平指標、熱量指數(shù)指標和玉米低溫冷害的綜合指標[8]。不同學者根據(jù)不同地區(qū)的情況確定了不同的指標，如李鳳忠、李艷[9]規(guī)定5～9月平均氣溫距平和≤-2.5℃，6～9月平均最高氣溫距平和≤-2.5℃，兩條有一條達到就稱為低溫冷害年；丁士晟[10，11]采用的低溫冷害指標是5～9月的月平均溫度和的距平值（ΔT5～9），把ΔT5～9=-1.3℃和ΔT5～9=-3.3℃分別作為一般低溫冷害和嚴重低溫冷害的標準。綜合指標的實際可用性和可執(zhí)行性，本系統(tǒng)采取丁士晟給定的低溫冷害指標。

2.4.2 指標修改功能的實現(xiàn) 雖然系統(tǒng)已經(jīng)選定了默認的判定指數(shù)，但是在實際應用中判定災害等級與類型的指標范圍也是因地區(qū)的不同而存在差異。例如，以降水百分率距平（M）為判定旱澇災害的指數(shù)，遼寧省采取M≥0.75為重澇，而北京地區(qū)則采用M≥0.60即為重澇[5，12]。本系統(tǒng)針對這一問題，提供用戶根據(jù)自己地域情況，自己主觀修改指標適用的月份與災害指標判定的數(shù)值標準，該界面如圖2所示。

2.4.3 指標數(shù)值計算 指標數(shù)值計算是本系統(tǒng)后臺的一個重要過程，本系統(tǒng)要根據(jù)默認的指數(shù)計算公式和用戶自己修改后的判斷災害等級的指標來計算相關指數(shù)和判定災害等級，并通過應用SQL語句將計算出的數(shù)據(jù)錄入數(shù)據(jù)庫里已設計好的數(shù)據(jù)表格中，等待查詢模塊和圖形輸出模塊的調用，這一功能并沒有相對應的顯示界面，僅通過后臺代碼實現(xiàn)。

2.5 圖形顯示與輸出

農(nóng)業(yè)氣象災害圖形輸出子系統(tǒng)輸出圖形的類型有：旱澇等級直方圖、旱澇不同指標對比圖、K指標變化曲線、M指標變化曲線、5～9月月平均溫度和距平的變化曲線和5～9月月平均溫度和的變化曲線。該子系統(tǒng)提供不同站點號的圖形的查看和導出功能，便于對某地區(qū)農(nóng)業(yè)氣象災害相關信息變化的分析。圖形保存功能是由SaveAs子過程實現(xiàn)的。SaveAs子過程的作用是將當前Chart控件中顯示的圖片以bmp、gif、jpeg或者tif格式保存到用戶選定的指定位置，從而便于用戶的應用。

3 總結

本文所設計的系統(tǒng)實現(xiàn)了根據(jù)逐日氣象資料監(jiān)測、判斷農(nóng)業(yè)氣象災害等級和種類的功能，同時實現(xiàn)了歷年農(nóng)業(yè)氣象災害信息的查詢和圖表分析功能。系統(tǒng)應用較為靈活，且具有較好的擴充性。如因業(yè)務發(fā)展，需要擴充監(jiān)測的災害種類和計算指標種類，只需增添相應的功能模塊，不需要改動整個主程序。該系統(tǒng)還存在未與“3S”技術結合等問題，有待進一步改善，從而適應不斷發(fā)展的農(nóng)業(yè)氣象災害業(yè)務的需求。

參考文獻

[1]張海娜，李晶，呂志紅，等.東北地區(qū)農(nóng)業(yè)氣象災害定量評估[J].氣象與環(huán)境學報，2011，27（03）：24-28.

[2]趙先麗，李麗光，賈慶宇，等.1988-2007年遼寧主要農(nóng)業(yè)氣象災害分析[J].氣象與環(huán)境學報，2009，25（02）：33-37.

[3]劉吉平.吉林省主要農(nóng)業(yè)氣象災害的地域組合規(guī)律及其預測[D].長春：東北師范大學，2002.

[4]唐立冰，張平，王劍，等.黑龍江省農(nóng)業(yè)氣象災害的風險評估與預測研究[J].黑龍江八一農(nóng)墾大學學報，2011，23（02）：77-

81.

[5]孟瑩，盧娟，陳傳雷，等.遼寧3種旱澇指標的對比分析[J].遼寧氣象，2004，（02）：22-23.

[6]張尚印，姚佩珍，吳虹，等.我國北方旱澇指標的確定及旱澇分布狀況[J].自然災害學報，1998，7（02）：22-28.

[7]崔修來，李明香，姚文，等.營口地區(qū)干旱指標的確定[J].安徽農(nóng)業(yè)科學，2010，38（32）：18303-18305，18306.

[8]王遠皓，王春乙，張雪芬.作物低溫冷害指標及風險評估研究進展[J].氣象科技，2008，36（03）：310-317.

[9]李鳳忠，李艷.白山地區(qū)低溫冷害年預報指標的探索[J].吉林氣象，1999，（02）：21-22.

[10]丁士晟.東北低溫冷害和糧食產(chǎn)量[J].氣象，1980，6（05）：1-3.

[11]丁士晟.東北地區(qū)夏季低溫的氣候分析及其對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響[J].氣象學報，1980，38（03）：234-242.

[12]張強，鞠笑生，李淑華.三種干旱指標的比較和新指標的確定[J].氣象科技，1998，（02）：48-52.

作者簡介：王夢琳，本科學歷，朝陽市氣象局，助理工程師，研究方向：應用氣象。