Банк данных центра (станции) агрохимической службы Текст научной статьи по специальности «Компьютерные и информационные науки»

УДК 631.42

БАНК ДАННЫХ ЦЕНТРА (СТАНЦИИ) АГРОХИМИЧЕСКОЙ СЛУЖБЫ

О.И. Просянникова, д.с.-х.н., Ю.А. Королев

ФГУЦентр агрохимической службы «Кемеровский», e-mail: agrohim_42@mail.ru

Представлена технология обработки результатов агрохимических и эколого-токсикологических исследований с использованием банка данных, созданного сотрудниками Центра агрохимслужбы «Кемеровский». Накопленные данные дают возможность выполнять различные статистические исследования.

Ключевые слова: база данных, система управления, компьютерная программа, автоматизация, мониторинг.

DATABASE OF AGROCHEMICAL SERVICE CENTRE (STATION) O.I. Prosyannikova, Yu.A. Korolev

Presentation of technology of agrochemical and ecology-toxicological research result's calculation using database elaborated by Center of agrochemical service «Kemerovskiy». Stored data allow provide different statistical researches. Keywords: database, management system, soft program, automation, monitoring.

В агрохимическом центре «Кемеровский», начиная с 1998 г., обработку данных и представление результатов агрохимических и эколого-токсикологических исследований в табличном виде проводят с использованием Банка данных, созданного сотрудниками центра. Инициатором и руководителем создания и внедрения современных информационных технологий в агрохимической службе в середине 90-х годов прошлого века было Управление химизации и защиты растений МСХ РФ [1].

Банк данных включает базы данных (текущих, нормативно-справочных), описываемых реляционной моделью со связью таблиц «один-ко-многим», систему управления базами данных (СУБД), набор приложений. В качестве СУБД выбрана полнофункциональная система Visual FoxPro, используемая в режиме интерпретатора. Присутствие СУБД в Банке данных расширяет его возможности при работе с базами, позволяет в случае необходимости корректировать или даже создавать новые приложения. Приложения представляют собой комплекс программ, выполняющих обработку информации и получение выходных форм.

Банк данных обеспечивает ввод исходных данных, в том числе за прошлые туры обследования, хранение и обработку накопленной информации, автоматизированное перенесение семантических данных в геоинформационную систему сбора данных картометриче-ским методом для агрохимслужбы (ГИС «ПОЛИС»), созданную совместно с Кемеровским территориальным центром информатизации и кадастровых систем для работ с картографическим материалом.

Ввод данных осуществляется как с клавиатуры, так и автоматизировано при наличии определенного лабораторного оборудования [2]. Автоматизация существенно увеличивает оперативность ввода и получение конечного результата, повышает достоверность данных в связи с уменьшением объемов ручного ввода.

Результаты обработки данных представляются в виде:

- паспортной ведомости рабочих участков сельскохозяйственных предприятий, содержащей средние значения агрохимических и агроэкологических параметров;

- распределения площади рабочих участков, полей, севооборотов, отделений, сельскохозяйственных предприятий и административных районов по уровням содержания агрохимических и агроэкологических параметров, в том числе с учетом типов почв и их гранулометрического состава. Определяются минимальные, максимальные и средневзвешенные значения на каждом из рассматриваемых объектов.

Расчеты выполняют для каждого типа угодий (пашня, пастбища, сенокосы и т.д.).

Каждую строку исходных данных (адресные, основные и дополнительные агрохимические параметры, микроэлементы, тяжелые металлы, радионуклиды) снабжают шифром, включающим коды области (края, республики), района, хозяйства, поля и рабочего участка. Коды области и района представлены кадастровыми номерами, коды хозяйств определяют из экспликации земель региона, коды полей и рабочих участков соответствуют планам внутрихозяйственных работ. Таким образом, шифр каждого поля и рабочего участка является уникальным на территории РФ.

Методологической и алгоритмической основой разработки служит, с некоторыми доработками, методика мониторинга состояния почв сельскохозяйственного назначения. Так, изменены алгоритмы расчета средней площади элементарного участка и средневзвешенных значений агроэкологических показателей, добавлено распределение сельскохозяйственных угодий с учетом типов почв и их гранулометрического состава. Изменения связаны с тем, что в методиках предполагается ручной счет и, в связи с этим, упрощенные приемы расчета. При использовании компьютерной техники стало возможным применить более сложные, но и более точные алгоритмы. Существенное дополнение состоит в автоматизации расчетов по сельскохозяйственной радиологии, необходимых в некоторых областях РФ (Челябинская, Брянская, Тульская и др.).

Для мониторинга плодородия почв земель сельскохозяйственного назначения с использованием методов дистанционного зондирования в Банке данных учтены новые единицы территории - сельскохозяйственный полигон и контур, а также разработан блок программ для формирования форм МОП-1, МОП-2, 5ДДЗ (СХ).

Банк данных включает обширный справочно-нормативный материал (списки административных районов, хозяйств, крестьянских и фермерских хозяйств, типы угодий, почв, севооборотов, градации содержания элементов питания и других агрохимических показателей).

Первые версии Банка данных, скорректированные на местные особенности, успешно работают в 15 центрах и станциях агрохимслужбы РФ. Например, на Ишимбайской агрохимической станции (Республика Башкортостан) в связи с одновременным использованием методов Чирикова и Мачигина при анализе подвижного фосфора и обменного калия возникла необходимость приведения конечных результатов к одной шкале, для чего разработаны формулы конвертации данных из одной шкалы в другую. Для Якутии создана программа определения типа и степени засоления почв. На Минусинской агрохимической станции (Красноярский край) Банк данных дополнен программой определения гранулометрического состава по результатам анализа содержания глины в почве.

Банк данных, выполняющий расчеты для сельскохозяйственных предприятий и обобщающий агрохимическую информацию по районам, областям и в целом по Республике внедрен в ГУ «Республиканский научно-методический центр агрохимической службы» Министерства сельского хозяйства Казахстана.

Опыт использования Банка данных в различных почвенно-климатических условиях (от Чувашии на западе до Сахалина на востоке и Якутии на севере) показал возможность использования его во всех агрохимических центрах и станциях Российской Федерации, а программы обобщения результатов, подобные используемым в Казахстане, вполне пригодны для получения обобщенных агрохимических характеристик по Российской Федерации.

Наибольший эффект для центров и станций будет достигаться при использовании совместно с Банком

данных органически связанной с ним ГИС «ПОЛИС», которая позволяет создать агрохимические картограммы и выполнить все картографические работы, связанные с методами дистанционного зондирования.

За время функционирования Банка данных в Кемеровском агрохимцентре в электронный архив внесены все аналитические данные, начиная с первого тура обследования. При этом ретроспективные данные за 1964-1997 гг. представляют собой группировки по уровням содержания агрохимических параметров, полученные ранее по результатам первичной обработки данных. Начиная с 1998 г., в Банке данных запоминается информация по каждому элементарному участку.

Агрохимическое обследование почв в Кемеровском центре агрохимслужбы проводят по 35 параметрам (нитратный азот, подвижный фосфор, обменный калий, кислотность, гумус, подвижная сера, обменные кальций и магний, сумма поглощенных оснований, микроэлементы, валовые и подвижные формы тяжелых металлов), рассчитывают емкость поглощения и степень насыщенности основаниями, по всем показателям формируют выходные формы (паспортные ведомости и распределения) [3-5]. Кроме этого, землепользователям выдают рекомендации по применению азотных, фосфорных и калийных удобрений, а также составляют паспорта полей.

Таким образом, накопленные данные дают возможность выполнять различные статистические исследования с использованием выборок большого объема. Автоматизация позволяет расширить математический аппарат обработки данных. В частности, выполнять проверку исходных данных на однородность, используя известные алгоритмы [6] и применять методы вариационной статистики [7]. Для решения этих вопросов, а также в связи с применением геоинформационных систем в картографических работах, необходимо доработать методики мониторинга плодородия почв.

Литература

1. Просянникова О.И., Королев Ю.А., Михайлов В.В. Информационно-аналитическая система ГЦАС «Кемеровский» // Агрохимический вестник. 1999. № 4. - С. 27-30.

2. Королев Ю.А., Калинина Т.А. Автоматизация ввода информации в банк данных // Агрохимический вестник. 1999. № 4. - С. 34-35.

3. Методические указания по проведению комплексного мониторинга плодородия почв земель сельскохозяйственного назначения. - М.: Минсельхоз. - 2003, 195 с.

4. Методические указания по обследованию почв сельскохозяйственных угодий и продукции растениеводства на содержание тяжелых металлов, остаточных количеств пестицидов и радионуклидов // В сб. «Сборник методик по определению тяжелых металлов в почвах, тепличных грунтах и продукции растениеводства». - М.: Минсельхозпрод. - 1998, 97 с.

5. Темников В.Н. Государственный мониторинг сельскохозяйственных угодий с использованием ГИС-технологий и ДДЗ // Агрохимический вестник. 2008. № 6. - С. 2-3.

6. Плохинский Н.А. Биометрия. Изд. 2-е. - М.: Изд. Московского университета, 1970, 367 с.

7. Важенин И.Г. Применение метода вариационной статистики в почвенно-агрохимических исследованиях // Почвоведение, 1963, № 2. - С. 43-56.