CC BY
38
УДК 004.6:631.174
НЕКОТОРЫЕ ПРИНЦИПЫ СОЗДАНИЯ СОВРЕМЕННОЙ ПРОГРАММЫ УПРАВЛЕНИЯ БАЗОЙ ДАННЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ АГРОХИМИЧЕСКОГО ОБСЛЕДОВАНИЯ
А.Н. Володченков, Ю.В. Симашков
Центр химизации и сельскохозяйственной радиологии «Калужский», e-mail: npk_kaluga@mail.ru
Предложены некоторые принципы и подходы к созданию Единой информационной системы мониторинга земель сельхозназначения и Программы управления базой (банком) данных результатов агрохимического обследования. Ключевые слова: программное обеспечение, база данных, мониторинг, агрохимическое обследование.
SOME PRINCIPLES OF MODERN PROGRAM CREATION FOR DATABASE CONTROL OF
AGROCHEMICAL SURVEY' RESULTS A.N. Volodchenkov, Yu.V. Simashkov
There have been suggested some principles and approaches to the creation of a Unified information system of monitoring of lands for agricultural purpose and the Program of database (the Bank) control of agrochemical survey' results. Keywords: software, database, monitoring, agrochemical survey.
Вступление Российской Федерации в ВТО по прогнозам многих экспертов приведет к ужесточению конкуренции на рынке продовольствия со стороны иностранных сельхозпроизводителей. В такой ситуации повышение плодородия земель сельхозназначения может стать одним из инструментов (факторов), влияющих на эффективность и конкурентоспособность отечественных аграриев. Одной из основных функций центров (станций) агрохимической службы Министерства сельского хозяйства Российской Федерации (МСХ РФ) как раз и станет оценка состояния плодородия земель сельхозназначения в конкретном регионе (субъекте) РФ и выработка рекомендаций по его улучшению. Решить технологически такую задачу невозможно без использования современных вычислительных средств. Если говорить конкретно, то речь идет о создании и реальной эксплуатации специфических программных продуктов - банков (баз) данных результатов агрохимического обследования и геоинформационных систем (ГИС). И тут складывается парадоксальная ситуация: затрачиваются немалые материальные и иные (временные, кадровые и т.д.) ресурсы на проведение агрохимического обследования (отбор образцов, лабораторные анализы, камеральные работы и пр.), но результаты этих исследований порой обесцениваются по причине невозможности осуществить быстрый, достоверный и актуальный анализ этих данных. Причем речь идет не только о получении такой информации на местном (региональном) уровне, но и на уровне федерации в целом. Сдерживающим фактором решения этой задачи является отсутствие современных, единых (в контексте агрохимической службы) подходов к разработке такого специфического программного обеспечения. Издержки отсутствия такого подхода вполне очевидны из-за необеспеченности едиными программными средствами организаций агрохимобслужива-ния. Поэтому крайне затруднительно получить оперативную, достоверную и интегральную оценку состояния плодородия почв по России в целом в приемлемые сроки. В перспективе такую оценку для задач управления и отслеживания ситуации по текущему состоянию плодородия почв неплохо бы получать в режиме online. И здесь
можно выделить две основные проблемы.
1. Как указано выше, имеет место существенная разнородность (гетерогенность) используемых подходов, решений и программных продуктов в организациях агрохимического обслуживания.
2. Проблема местного значения заключается в отсутствии современных и качественных программных средств, в частности, Программы управления базой (банком) данных результатов агрохимического обследования (ПУБДРАО) в силу значительной специфичности и трудоемкости разработки данного программного продукта. Кроме того, создание указанного программного обеспечения требует известной квалификации разработчиков. Формулировки некоторых подходов к разработке ПУБДРАО указаны в [1].
Предполагаемый проект информационной системы, имеющей в качестве функции цели задачу мониторинга и оценку состояния плодородия почв, может быть реализован на основе двухуровневой вычислительный архитектуры и строиться на следующих общих принципах:
1. На уровне федерального ведомства функционирует бэк-офисный модуль - Программа для обработки данных мониторинга и оценки плодородия земель сельскохозяйственного назначения.
2. На нижнем уровне (субъект Федерации - Центр, станция агрохимической службы) работает фронт-офисный модуль - Программа управления базой (банком) данных результатов агрохимического обследования.
Взаимодействие между фронт-офисным и бэк-офисными модулями осуществляется по принципу передачи данных, выгружаемых из фронт-офисного модуля в строго определенном и описанном (детерминированном) формате - структуре базы данных или XML-файла. Конкретная номенклатура (перечень) выгружаемых данных определяется исходя из интересов федерального Заказчика - МСХ РФ.
Наиболее подходящей транспортной средой для взаимодействия модулей двух уровней, служит современная глобальная компьютерная сеть Интернет.
Фронт-офисный модуль Единой системы мониторинга земель сельскохозяйственного назначения должен
реализовывать две основные функции:
внешняя функция - предоставление информации для передачи на федеральный уровень (в интересах федерального ведомства - МСХ РФ);
внутренняя функция - ведение текущей (оперативной) базы данных результатов агрохимического обследования в интересах непосредственно самой агрохимической организации.
Если говорить о конкретных требованиях, предъявляемых в соответствии с современными представлениями к разработке фронт-офисного модуля (используемого на уровне Центра, станции агрохимической службы), то вероятнее всего здесь можно перечислить следующие пункты:
a) Программа управления банком (базой) данных агрохимического обслуживания должна быть реализована в виде многопользовательского (сетевого) варианта. Таким образом, будет обеспечена возможность коллективной работы (ввод информации, просмотр, генерация отчетов) всех авторизованных пользователей с одним актуальным набором (базой) данных. Указанный подход может быть обеспечен при условии использования одного из вариантов промышленных СУБД, реализуемых, как правило, на базе SQL-серверов. Стандарт использования промышленных СУБД гарантирует «безшов-ность» и преемственность данных в случае масштабирования информационной системы. При использовании локальных (десктопных) вариантов СУБД возникает потенциальная проблема сопряжения промышленных и однопользовательских СУБД. Некоторые вопросы организации и структуры данных при использовании реляционных СУБД освещены в [2] и [3];
b) Наиболее предпочтительна (по современным представлениям) разработка Программы управления базой данных на основе платформы NET Framework. Данная вычислительная платформа - наиболее перспективна и фактически стала стандартом, который поддерживается большинством производителей программных средств.
c) Для оптимизации финансовых затрат в качестве СУБД коллективного пользования наиболее приемлемым вариантом будет использование одной из версий MS SQL Server в редакции Express Edition. Сервера этой редакции имеют свободную лицензию и их использование не влечет никаких юридических последствий со стороны Правообладателя. Другой причиной выбора этого SQL-сервера является отличная интеграция на уровне средств разработки с упомянутой выше платформой NET Framework и весьма высокая степень достаточности по набору необходимого реализованного функционала;
d) Для формирования различных аналитических отчетов сложной логики в рамках Программы управления базой агрохимических данных необходимо использование специального программного продукта - Генератора отчетов. Лучшим кандидатом здесь будет Crystal Reports (правообладатель - корпорация SAP). Компания SAP бесплатно распространяет библиотеки ресурсов этой программы и, кроме того, Crystal Reports отлично интегрируется в средства разработки на платформе NET Framework;
e) В качестве Справочников нужно использовать Единые утвержденные классификаторы (справочник типов почв, справочник типов сельхозугодий, справочник рекомендуемых границ интервальных группировок по агрохимическим показателям и т.д.);
f) Поскольку показатели агрохимического обследования имеют ярко выраженную пространственную привязку, в Программе управления базой данных должны быть реализованы сервисные функции выгрузки атрибутивных данных для их последующей привязки к пространственным данным в ГИС для изготовления тематических карт и картограмм. Кстати, по этой же причине, не логично рассматривать любую информационную систему обработки данных агрохимического обследования вне контекста их пространственной составляющей. Разработка интегрального программного продукта, объединяющего в себе обработку пространственных и атрибутивных специфических данных результатов агрохимического обследования, остается весьма актуальной задачей.
g) Рекомендовать к использованию в организациях агрохимического обследования любую ГИС (ArcGIS, MapInfo, Quantum GIS и т.д. в соответствии с накопленным опытом и традициями в конкретной организации), реализующую возможность чтения данных из СУБД по интерфейсам ODBC, OLE DB или XML/KML (Keyhole Markup Language) для обмена информацией между СУБД и ГИС по всей номенклатуре наиболее популярных форматов баз данных. Использование ГИС, не поддерживающих данную возможность, вряд ли можно считать приемлемым с точки зрения их соответствия современным подходам и представлениям.
h) Для оперативности, качества и достоверности ввода результатов агрохимического обследования нужна интеграция с существующим аналитическим оборудованием [1]. Здесь есть необходимость выработки совместных решений между разработчиками ПУБДРАО и лабораторных систем. Результатом такого взаимодействия должно стать описание интерфейса (протокола) передачи данных от аппаратного обеспечения лабораторий в базу данных центра/станции агрохимической службы в максимально возможном автоматизированном виде. На сегодняшний день этот вопрос, к сожалению, мало обсуждается среди соответствующих технических специалистов.
Предложенный подход к созданию Программы управления базой данных результатов агрохимического обследования реализован в разработке Лаборатории АгроГИС-технологий ФГБУ «Калугаагрохимра-диология». Эта разработка прошла этап опытного тестирования, эксплуатируется в нескольких организациях (ГЦАС «Воронежский», САС «Таловская», ГЦАС «Курский», САС «Рыльская») агрохимического обслуживания МСХ РФ с 2010 г. и показала соответствие (адекватность) достигнутых результатов описанным выше подходам.
Литература
1. О.И. Просянникова, Ю.А. Королев. Банк данных Центра (станции) агрохимической службы // Агрохимический вестник, 2010, № 5. - С. 7-8.
2. В.С. Крыщенко, О.М. Голозубов. Проблемы почвенного мониторинга агроландшафтов: структура и модель данных // Агрохимический вестник, 2010, № 5. -С. 2-6.
3. Крыщенко В.С., Голозубов О.М., Овчаренко М.М., Темников В.Н. База данных широкомасштабного почвенно-экологического мониторинга агроландшафтов: реляционный подход // Агрохимический вестник, 2010, № 1. - С. 12-16.
