<< На Главную 

 

    Некоторые  принципы  создания современной Программы управления базой  данных результатов агрохимического обследования

 Ю.В. Симашков

 

Предложены некоторые принципы и подходы к созданию Единой информационной системы мониторинга земель сельхозназначения и Программы управления базой (банком) данных результатов агрохимического обследования (ПУБДРАО).

Ключевые слова: программное обеспечение, база данных, мониторинг, агрохимическое обследование

Some principles of creation of modern Programs of control of the database  of the results of agrochemical surveys (DBMSAS)

Offered some of the principles and approaches to the creation of a Unified information system of monitoring of lands of agricultural purpose and Program of control of the database (the Bank) of the results of agrochemical surveys

Keywords: software, database, monitoring, agrochemical surveys

 

Вступление Российской Федерации в ВТО, по прогнозам многих экспертов,  для отечественных  аграриев приведёт 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 российских агропроизводителей.   Одной из основных функций Центров (станций) агрохимической службы МСХ РФ как раз и является мониторинг, оценка состояния плодородия земель сельхозназначения в конкретном  регионе (субъекте) РФ и выработка рекомендаций по её улучшению. Решить технологически такую задачу, по современным представлениям, невозможно без использования современных вычислительных средств. Если говорить совсем конкретно, то речь идёт 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.  Причём речь идёт не только о получении такой информации на местном (региональном) уровне, но и, в более широком контексте,  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 единого  подхода вполне очевидны из-за необеспеченности таким  единым  программным обеспечением организаций агрохимобслуживания в настоящий момент 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, отслеживания ситуации по текущему состоянию плодородия почв  неплохо бы получать в режиме онлайн.  И здесь можно выделить две основные проблемы:

1.     Как указано выше, имеет место быть  существенная  разнородность (гетерогенность) используемых подходов, решений и, соответственно, программных продуктов в организациях агрохимического обслуживания.

2.     Проблема местного значения заключается, в большинстве случаев,  в отсутствии современных и качественных программных средств, в частности, Программы  управления Базой  (банком) данных результатов агрохимического обследования (ПУБДРАО) в силу значительной специфичности  и трудоёмкости разработки данного программного продукта. Кроме того, создание указанного ПО, 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 сх/назначения;

2.     На нижнем уровне (субъект Федерации - Центр, станция агрохимической службы) работает фронт-офисный модуль - Программа управления базой (банком) данных результатов агрохимического обследования;

3.      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.

4.      Наиболее подходящей транспортной средой для взаимодействия модулей двух уровней, является, по-видимому, современная глобальная компьютерная  сеть - Интернет.

Фронт-офисный модуль Единой системы мониторинга земель сх/назначения, должен, по крупному,  реализовывать две основные функции:

i)       Внешняя функция предоставление информации для передачи на федеральный уровень (в интересах федерального ведомства МСХ РФ);

ii)     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, безусловно, должна быть реализована в виде многопользовательского (сетевого) варианта. Таким образом, будет обеспечена возможность коллективной работы (ввод информации, просмотр, генерация отчётов) 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 (см. п. с). Стандарт использования промышленных СУБД гарантирует безшовность 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 предпочтительной (по современным представлениям) является разработка Программы управления базой данных на основе платформы .NET Framework. На сегодняшний день,  данная вычислительная  платформа является наиболее перспективной и фактически,  стала  стандартом, который поддерживается большинством производителей программных средств.

c.  Для оптимизации финансовых затрат, в качестве СУБД коллективного пользования, наиболее приемлемым вариантом будет, повидимому, использование одной из версий MS SQL Server в редакции Express Edition. Сервера этой редакции имеют свободную лицензию, и их использование не влечёт 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;

ремарка от 20.07.13, не вошедшая в журнальный вариант

Немаловажным обстоятельством в плане перспективности использования MS SQL Server является  ещё и тот факт, что даже версия Express Edition поддерживает возможность хранить в реляционной базе и пространственные данные. Более подробно об этой особенности можно посмотреть здесь

d.     Для формирования различных аналитических отчётов  сложной логики в рамках Программы управления базой агрохимических данных необходимо использование специального программного продукта Генератора отчётов.  Лучшим кандидатом здесь,  пожалуй, 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 должны использоваться 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, остаётся, по-видимому, 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 оборудование[1]. Здесь, по-видимому, 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 Калугаагрохимрадиология. Эта  разработка прошла этап опытного  тестирования, эксплуатируется в нескольких организациях (ГЦАС Воронежский, САС Таловская, ГЦАС Курский,  САС Рыльская, и т.д.) агрохимического обслуживания МСХ РФ с 2010 года и показала соответствие (адекватность)  достигнутых результатов описанным  выше подходам.

 Выводы

1.       Предложен проект архитектурного  решения  Единой информационной системы мониторинга и анализа плодородия земель сельхозназначения МСХ РФ.

2. Предложены  основные параметры (принципы), которым должна соответствовать современная Программа управления базой (банком) данных результатов агрохимического обследования (ПУБДРАО), функционирующая в Центрах/станциях  агрохимической службы.

 Литература

1.      1. О.И. Просянникова, Ю.А. Королев.   Банк данных Центра (станции) агрохимической службы //Агрохимический вестник, 2010, №5

2.     2.  В.С. Крыщенко, О.М. Голозубов.  Проблемы почвенного мониторинга агроландшафтов: структура и модель данных //Агрохимический вестник, 2010, №5

3.      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.

Simashkov.2013

Назад