CC BY
20
УДК 004.6:631.41
ОПЫТ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ СОВРЕМЕННЫХ РЕЛЯЦИОННЫХ БАЗ ДАННЫХ ДЛЯ СОЗДАНИЯ ЕДИНОГО ХРАНИЛИЩА АТРИБУТИВНОЙ И ПРОСТРАНСТВЕННОЙ ИНФОРМАЦИИ РЕЗУЛЬТАТОВ АГРОХИМИЧЕСКОГО ОБСЛЕДОВАНИЯ
1 12 В.И. Корчагин, В.К. Зэфирис, Ю.В. Симашков
1 Центр агрохимической службы «Воронежский», e-mail: agrohim_36_1@mail.ru
2Интернет-ресурс «Лаборатория АгроГИС-технологий», e-mail: simashkov@yandex.ru
Использование современных реляционных систем управления базами данных (СУБД) позволяет организовать единое хранилище пространственной и атрибутивной информации результатов агрохимического обследования. Такой подход существенно снижает издержки и трудоемкость при серийном изготовлении агрохимпаспортов сельхозугодий и тематических картограмм. Описаны некоторые технические детали по загрузке пространственных данных в формат реляционных СУБД и организации интерфейса пользователя.
Ключевые слова: программное обеспечение, база данных, пространственные данные, единое хранилище, агрохимическое обследование.
EXPERIENCE IN USE OF MODERN RELATIONAL DATABASES FOR CREATION OF UNIFIED REPOSITORY OF ATTRIBUTE AND SPATIAL INFORMATION RESULTS AGROCHEMICAL SURVEY
1V.I. Korchagin, 1V.K. Zephyris, 2Yu.V. Simashkov
1 Center of State Agrochemical Service «Voronezhskiy», e-mail: agrohim_36_1@mail.ru 2Electronic resource «Laboratory for AgroGIS-technologies», e-mail: simashkov@yandex.ru
The use of modern relational database management systems (DBMS) allows you to organize unified store spatial and attribute information of the results of agrochemical examination. This approach significantly reduces the cost and complexity when mass production of agrochimexport farmland and thematic maps. Description of some technical details on loading spatial data in a relational DBMS and organization of the user interface.
Keywords: software, database, spatial data, a single repository, agrochemical survey.
Существенную специфическую особенность информации, получаемой и обрабатываемой в центрах (станциях) агрохимической службы, определяет ее ярко выраженный пространственный характер. В тоже время семантическая (табличная) составляющая данных также представляет собой непременный атрибут показателей агрохимического обследования. До последнего времени такая дифференциация предполагала использование для обработки табличных и пространственных данных двух типичных разновидностей современного программного обеспечения - СУБД и ГИС. По понятным причинам СУБД лучше оптимизированы под обработку табличных данных сложной логики, представленных в виде реляционных отношений между таблицами, являющимися отображением неких прикладных логических сущностей, а ГИС отвечают за обработку географической (пространственной, англ. spatial) информационной компоненты результатов агрохимического обследования. Очевидно, что значительным недостатком такого подхода, вытекающего из характера агрохимических данных, стала необходимость их хранения (англ. storage) и обработки в
принципиально существенно разнородных источниках информации - реляционных таблицах баз данных и векторных форматах современных ГИС (ArcGIS, MapInfo, Quantum GIS и т.д.). Обозначенная гетерогенность данных приводит к известным информационно-технологическим издержкам, поскольку основным вопросом использования такой разнородной информации становится проблема синхронизации хранения и связывания (англ. binding) атрибутивных и географических данных при изготовлении тематических картограмм и агрохимических паспортов по результатам соответствующего обследования (если говорить о совсем конкретной прикладной задаче в контексте специфики деятельности агрохимической службы).
Наиболее естественным и логичным решением обозначенной проблемы создания единого «гомогенного» хранилища информации вне зависимости от характера данных (табличные или пространственные), могло бы стать расширение объектов данных реляционных СУБД пространственными типами. Именно по такому пути конвергенции форматов, и пошли разработчики современных баз дан-
ных, в частности, MS SQL Server и PostgreSQL/PostGIS. Несмотря на одно очевидное преимущество последней - бесплатность, использование MS SQL Server располагает немаловажным преимуществом - отличной интеграцией со средством разработки, в частности Visual Studio 20XX. Кроме того, даже облегченный бесплатный вариант версии MS SQL - MS SQL Server Express Edition располагает поддержкой пространственных форматов. Программно-технологическая возможность работы с пространственными данными при использовании MS SQL Server реализована на основе двух новых (в смысле нетрадиционных для классических реляционных СУБД) типов пространственных данных - geometry (в планово-прямоугольной проекции, метры) и geography (географическая система координат, долгота (широта) в градусах).
Другим важным фактором, стимулирующим переход к единому локальному источнику информации в центрах и станциях агрохимслужбы, является необходимость поточного (серийного) изготовления, как уже было сказано выше, агрохимических паспортов и обязательного приложения к ним -тематических картограмм. Цена вопроса еще больше возрастает, если речь идет о широкомасштабных, ресурсоемких во всех отношениях (временных, материальных, кадровых и т.д.) агрохимических обследованиях в наиболее важных и развитых в аграрном отношении субъектах Российской Федерации - Нижнее Поволжье, Северный Кавказ, Центрально-Черноземный район.
Специалисты ФГБУ ЦАС «Воронежский» (Центрально-Черноземный район) столкнулись с подобной проблемной при годовом объеме обследования порядка 381 тыс. га, необходимости изготовления за 2013 г. около 147 агрохимических паспортов сельхозугодий для хозяйств и соответствующего к ним количества комплектов тематических картограмм по основным агрохимическим показателям. Качество, оперативность и производительность выпуска картоприложений зачастую существенно зависело от того, как быстро удавалось найти в локальной вычислительной сети организации необходимые shape-файлы контуров сельхозугодий, актуализировать их и осуществить привязку семантической информации. И это даже при наличии эксплуатируемой в ГЦАС «Воронежский» программы «Банк агрохимических данных» версии v5.9 SQL функционала для выгрузки (подготовки) атрибутивной информации для ГИС [1]. Кроме того, еще одной проблемой при «стыковке» данных из разных источников стало отсутствие идентичных ключевых полей. Как оказалось, этот момент стал немаловажным обстоятельством в информационно-технологическом плане. Иногда уходило слишком много времени, чтобы выставить одинаковые значения ключевых столбцов и синхронизировать их.
Перед разработчиками программы «Банк агрохимических данных (БАД)» была поставлена задача перехода к единому (в смысле форматов данных) локальному хранилищу информации на основе использования MS SQL Server Express Edition. Положение c изготовлением картограмм существенно изменилось, после того как в ГЦАС «Воронежский» перешли на новую версию программы БАД v6.1 SQL Spatial, реализующую указанную парадигму хранения данных.
С программной точки зрения, работа с пространственной информацией происходит следующим образом. Первоначально, на основе всего имеющегося в агрохимической организации объема пространственных данных формируются две «базовые» таблицы - по контурам и (или) элементарным участкам (образцам) соответственно. Загрузка векторных слоев в формат пространственных данных MS SQL Server может быть произведена одной из существующих известных утилит, типа Shp2Sql или EasyLoader из комплекта поставки стандартных программ к ГИС MapInfo. Еще одним способом переноса данных является использование FME-транcлятора компании Safe Software.
Затем, после ввода атрибутивной информации, происходит привязка (выборка) географических данных по конкретному контуру (образцу) из соответствующей базовой таблицы. На уровне интерфейса пользователя эта манипуляция сводиться к указанию контура или элементарного участка в сетке данных на главной форме программы БАД и выборка (установка) нужного объекта из базовой таблицы с географическими данными. Далее, программа скопирует пространственные данные из базовой таблицы в оперативную по текущему году (туру) обследования.
После проведения такой технологической процедуры, для изготовления тематической картограммы по хозяйству, остается только с помощью соответствующей сервисной функции программы БАД v6.1 SQL Spatial выгрузить данные (включая и пространственные) по хозяйству (в разрезе контуров и (или) элементарных участков) в отдельную таблицу. Затем, можно воспользоваться абсолютно любой ГИС (ArcGIS [2], MapInfo [3], QGIS), поддерживающей подключение к базе данных по программному интерфейсу ODBC и загрузить подготовленные данные на наиболее подходящую для таких случаев растровую подложку - как правило, в виде геопривязанного плана внутрихозяйственного землеустройства.
Перспективным в этом смысле, по мнению разработчиков программы БАД и специалистов ГЦАС «Воронежский» является использование крупномасштабных ресурсов с одного из популярных картографических онлайновых сервисов - отечественных Росреестра, Яндекс.Карты, Маршруты.ру и зарубежных ArcGIS Online, Google Maps, Bing Maps и прочих [4]. Однако, в силу своей известной
универсальности, геоданные с перечисленных web-ресурсов не всегда оптимальным образом подходят для создания качественных и выразительных агрохимических картограмм. Создание аналогичного специального картографического сервиса, с которого агрохимическим центрам и станциям предоставлялась бы возможность загружать актуальные планы внутрихозяйственного землеустройства масштабов 1:10 000 и 1:25 000 на нужный фрагмент территории соответствующего субъекта РФ для
производства тематических картограмм, могло бы стать значительным информационно-технологическим прорывом в этом плане.
В заключении необходимо отметить, что следующим важным функционалом, который предстоит реализовать разработчикам должна быть, по-видимому, возможность визуализации пространственных данных MS SQL непосредственно из программы управления базой данных результатов агрохимического обследования.
Памяти Васильевой Нины Михайловны
4 ноября 2014 г. на 60 году ушла из жизни заместитель начальника отдела химизации, защиты растений и карантина Департамента растениеводства, химизации и защиты растений Минсельхоза Российской Федерации Васильева Нина Михайловна, вся трудовая деятельность которой была связана с агрохимической службой.
Нина Михайловна родилась 15 февраля 1955 г. в Тверской области. После окончания техникума с 1974 по 1977 г. работала агрономом в совхозе «Линьковский» Тверской обл., с 1977 по 1981 г. - агрономом-агрохимиком в агрохимической лаборатории «Нелидовская». В 1985 г. окончила Всесоюзный сельскохозяйственный институт заочного образования по специальности - агрохимия и почвоведение. С 1983 по 1997 г. работала в лаборатории Центрального научно-исследовательского института агрохимического обслуживания. С октября 1997 г. по сентябрь 2014 г. работала в Департаменте растениеводства, химизации и защиты растений Минсельхоза России.
В Департаменте Нина Михайловна занималась координацией деятельности подведомственных Мин-сельхозу федеральных государственных бюджетных учреждений центров и станций агрохимической службы, а также центров химизации и сельскохозяйственной радиологии.
Все, кто общался с Ниной Михайловной, знали ее как высококвалифицированного специалиста, доброго, принципиального, скромного и справедливого человека. В 2004-2008 гг. Нина Михайловна содействовала сохранению 100 учреждений агрохимической службы на федеральном уровне. В работе центров и станций агрохимической службы ею внедрено нормирование видов деятельности, планирование, ведение производственных и финансовых, отчетов. Нина Михайловна постоянно проводила учебу и повышение квалификации экономистов и бухгалтеров. При ее поддержке в агрохимической службе начались работы по наблюдению на реперных-эталонных (контрольных) земельных участках, оцифровке и верификации полей земель сельскохозяйственных угодий и др.
Добрая память о Нине Михайловне навсегда останется в сердцах агрохимиков России.
Коллектив Департамента растениеводства, химизации и защиты растений Минсельхоза Российской Федерации, коллектив Национального Агрохимического Союза России
Литература
1. Володченков А.Н., Симашков Ю.В. Некоторые принципы создания современной программы управления базой данных результатов агрохимического обследования // Агрохимический вестник, 2013, № 2. - С. 9-10.
2. Симашков Ю.В. Использование программы БАД СРФ v6.0 SQL Spatial и ArcGIS, 2014 // Интернет-ресурс, http://npk-kaluga.ru/BAD60 SQL_Spatial.htm.
3. Симашков Ю.В. Работаем с пространственными данными в формате MS SQL Server, 2012 // Интернет-ресурс, http://npk-kaluga.ru/WorksSpatialDataMSSQL_MI.htm.
4. Симашков Ю.В. Подключаемся к серверам геоданных Google, Яндекс и прочих сервисов, 2014 // Интернет-ресурс, http://npk-kaluga.ru/ConnectToWMS_MI.htm.
References
1. Volodchenkov A.N., Simashkov Yu.V. Nekotorye printsipy sozdaniya sovremennoy programmy upravleniya bazoy dannykh rezultatov agrokhimicheskogo obsledovaniya // Agrochemical herald, 2013, № 2. - P. 9-10.
2. Simashkov Yu.V. Use of БАД СРФ program v6.0 SQL Spatial и ArcGIS, 2014 // Internet-source, http://npk-kaluga.ru/BAD60SQL_Spatial.htm.
3. Simashkov Yu.V. Working with spatial data in MS SQL Server, 2012 // Internet-source, http://npk-kaluga.ru/WorksSpatialDataMSSQL_MI.htm.
4. Simashkov Yu.V. Connecting to geodata servers Google, Яндекс etc., 2014 // Internet-source, http://npk-kaluga.ru/ConnectToWMS_MI.htm.
