基于(ER)法的垫江县农业数据库结构初探

基于(ER)法的垫江县农业数据库结构初探
作者：梅霄潇
来源：《城市建设理论研究》2013年第35期
摘要: 实体联系（E R）法是运用比较广泛的数据库结构设计的方法。

本文从分析垫江县人口、耕地等农业资源入手，通过确定数据字典、实体类型、联系类型、设计出ER图、确定属性、优化ER图并导出关系数据模型、设计记录格式这一系列流程阐述了如何利用ER方法进行垫江县农业数据库结构的设计。

关键词：实体联系（ER）；农业资源；结构设计
中图分类号：TU318 文献标识码：A
随着互联网技术的发展，农业数据库必将向多元化、全球化、商品化和多媒体化发展。

建设农业资源数据库，是运用现代技术管理农业资源并为资源优化配置决策服务的基础，也是新时期国家农业区划的工作重点。

从目前技术条件来看，按照一定的设计规程，用工程化方法设计数据库结构是最实用的方法，其中ER法是运用比较广泛的数据库结构设计的方法[1]。

1 垫江县农业数据库的结构设计
E-R方法是“实体-联系方法”（Entity-Relationship Approach）的简称。

它是描述现实世界概念结构模型的有效方法。

其基本思想是:在设计过程中，引进一个中间步骤，首先设计一个企业模式，它是现实世界的直接反映而与存储结构、存取方式、效率等无关，然后再将企业模式转换成某个具体的DBMS的数据模式。

它的基本步骤是:①确定数据字典；②确定实体类型;③确定联系类型;④设计出企业ER图;⑤确定属性;⑥优化ER图，并导出关系数据模型;⑦设计记录格式[2]。

数据文件与数据字典
垫江县农业资源数据库系统分为历史库、现状库以及预测库三大部分，三者的数据相互独立并各成体系，简称H系列、S系列以及F系列。

例如字段名如下：
H00：年份；H010：河流数;H030：农业投入资源;H042：化肥施用量;S044：耕地资源；S033：水资源；F031：水库数；F033：蓄水量;F040：地膜使用量;……………………………
从数据库文件结构可以看出，数据库文件的字段名并没有表示数据的实际含义，所有数据库数据项的真实意义由数据库字典表示。

数据库字典也是一个数据库文件.文件结构如下:
DATA01:农业资源信息分类名称;M1:该名称的二级分类编号;M2:若该名称是二级分类名称，它所包含的三级以及三级以下的子分类数;N3:历史库中，该数据项若存在为“1”，否则为“0”;N4:现状库中，该数据项若存在为“1”，否则为“0”。

根据参考文献，DATA01, M1,M2是不变的，用户可随意修改M3, M4，使之与数据库文件相对应[5]，当某一DATA01的M3为“0 ”时，在系统运行过程中如果用户想查询历史库中的DATA01，系统会自动跳过查询模块，提示用户该系统没有录人DATA01。

当M4为“0”时，系统会出现相同的提示信息。

1.2 确定实体类型
1.2.1 确定历史数据子系统的实体类型
历史库主要选取了垫江县1971~2012年气象资料，以及一部分人口、水、农业投入、生物、畜牧渔资料，确定出年均降雨、年均日照等十五个实体[3]，见表1。

表1历史子系统数据
Table. 1History Sub-System Data
1.2.2 确定现状数据子系统的实体类型
现状数据资料主要包括该县2012年农业资源数据，因此未考虑气象资源，可确定出农业人口、人均收入、耕地面积、小麦面积、油菜面积、水井数等二十四个实体[4]，见表2。

表.2 现状子系统数据
Table. 2Current Sub-System Data
1.2.3 确定预测数据子系统的实体类型
预测数据子系统分析该市的历史(1993年~2002年)国民经济与社会发展统计年鉴资料，再根据专家意见、数据流图（DFD，Data Flow Diagram）和数据字典（DD，Data Dictionary）所列出的历史数据元素，结合各部门原始数据资料表格，按统计年鉴表格对数据元素进行归并成实体，同时还可以定出每个实体的值集合。

可以确定出历史数据子系统的实体有:年代、农业人口、水库数量、旱地面积、生猪数、农作物种植面积、水稻种植面积等十四个实体，见表3。

表.3预测子系统数据
Table. 3Forecast Sub-System Data
实体年代
1.3 确定联系和联系类型
1.3.1 确定历史数据子系统的联系及其类型
在历史数据子系统中，产生的新数据元素集有:年均降雨、年均积温、年均耕地、年均农作物面积、最高温度等，从而可以得出:实体“年代”与“降雨”之间的联系为:年均降雨，“年代”与“无霜期”之间的联系为:年均无霜期等十三个一对一联系[5]。

1.3.2 确定现状数据子系统的联系及类型
观察该子系统的实体“年代”与“人口”可知，它们之间存在着一对多联系(2007年对应着当年的人口，包含农业人口、女性人口、人均纯收入);而DFD和DD中将要产生的新数据元素集合有:水田面积、旱地面积等二十四个一对多联系。

1.3.3 确定预侧数据子系统的联系及类型
分析预测数据子系统，可以看出1993~2002年来实体存在一对一和一对多的联系。

譬如每一年对应当年的人口、水力、农机、生物、畜牧渔这五个实体，这是一个多元联系。

而每年的实体之间是一对一的，譬如1993年对应着1993的人口，这是一个单元联系，一共产生了农业人口、女性、等十三个单元数据元集合[6]。

1.4 作出ER图
ERM可以通过图示直观化，这种图示就是ER图。

本文采用的规则是:用方框表示实体，用方框之间的线段表示联系，联系名和联系类型标在该线段上，值集合则不在图中表示而另用表格说明。

限于篇幅，下面仅展示作出的历史子系统的ER图。

图1历史子系统的ER图
Fig. 1History Sub-system ER
1.5 确定实体和联系的属性
选择实体集合和联系集合的属性是设计数据库结构的又一关键步骤。

属性的选择可分为实体和联系的属性选择两部分。

对于实体属性的选择，在确定实体和实体的值集合的同时记下汇集采用的数据元素即可;对于联系属性的选择[7]，在确定联系的同时将产生的新数据元素记下即可。

并且约定:假如属性与值集合同名，则属性便可省去。

1.6 优化ER图，导出关系数据模型
从ER图导出关系数据模型，要将系统的ER模型转换为关系数据模型只须将表1~表3所列出的实体和联系转换为关系即可。

如:预测数据子系统中的实体“人口”可转换为关系“人口(年代、人均收入、农业人口、女性人口)”;现状子系统中的实体“农业投入”可转换成关系“农业投入(化肥用量、农膜使用量、农机动力)”。

其中加下划线的属性为关键字（年代，乡镇编号）。

1.7 设计记录表格
将ER图转换为具体的关系模型之后，便可设计具体的记录格式。

本文将选用关系数据库管理系统FoxPro实现其功能。

因此，记录格式将按照FoxPro的规范进行设计(即:先选取数据库文件名称，其次设计该数据库文件的库结构，最后指出该库文件的关键字)。

2 结语
垫江县农业数据库系统利用ER方法进行结构设计使整个设计过程清晰明了，更有条理，从而大大增加了其可操作性。

该系统将通过统一、标准的信息接口、资源描述元数据及共享协议，整合分布异构的农业资源信息，实现数据的有效管理和共享。

同时提高农业资源数据的利用率和利用水平，加强对农业资源信息数据挖掘等方面的研究，从深层次来解决数据和应用的脱节问题。

参考文献：
[1] 苗放.四川省可持续发展信息共享平台研究.信息产业报道[J],2005(10):30~33.
[2] 陆登槐.国家级农业资源数据库的设计和实施.农业工程学报[J]，1997,13(1):20~24.
[3] 寇有观.农业资源信息系统的研究.自然资源学报[J]，1987,2(1):84~91.
[4] 程一松，胡春胜，陈素英,等.县域精准种植运行系统的设计研究[J].农业工程
2004,20(6):149~154.
[5] 张维明，邓苏，刘青宝，等.FoxBase数据库原理与应用[M].北京:电子工业出版社2001. 15~40
[6] 赵俊三，徐涛，赵耀龙，等.实现农业资源数据整合和更新方法的技术研究.昆明理工大学学报(理工版) [J],2002,30(03):6~10,14.
[7] 张璋.数据共享是实现科学创新的根木保障一农学家畅谈农业数据共享问题[J].科学咨询,2003(2):10~11.。