基于VB.net的農業氣象災害查詢系統研究

王夢琳++吳丹++郭佰匯

摘要：本文以Windows操作系統為平臺，選用VB.net開發語言，結合Access 2007數據庫系統，設計并初步實現了具有數據收集、處理及災害等級判定等功能的農業氣象災害查詢系統。該系統可以根據指標公式和災害等級劃分標準，利用逐日氣象資料來判斷農業氣象災害的等級，為現代農業氣象災害監測與預防提供了技術參考。

關鍵詞：農業氣象災害；查詢系統；VB.NET；數據庫

中圖分類號： S42 文獻標識碼： A DOI編號： 10.14025/j.cnki.jlny.2016.22.066

近年來，農業氣象災害對農業生產危害巨大，對國民經濟和人們生活產生了較大的影響。開展農業氣象災害服務，建立農業氣象災害相關系統在保護生態環境、防災減災、減少農業氣象災害對經濟影響等方面顯得尤為重要。本文所研究的農業氣象災害查詢系統是基于現代農業生產對農業氣象災害系統的需求而開發研制的一種新型服務系統。其總體目標是：以農業氣象數據庫的建設為基礎，采用VB.net開發語言、Access 2007數據庫等先進技術，設計并實現集農業氣象災害指標確立、指標計算、災害查詢以及圖形產品發布于一體的系統，以拓展農業氣象災害服務需求和整體減少農業氣象災害對作物產量的影響。該系統主要是通過對逐日氣象資料加工計算，得到針對當地農業生產實際情況的農業氣象災害服務產品。

1 農業氣象災害查詢系統的設計

1.1 平臺設計

農業氣象災害查詢系統由系統管理、農業氣象災害指標定義、歷年農業氣象災害查詢、農業氣象災害圖形輸出4個功能模塊組成。同時，根據功能的設計要求，每個模塊又被劃分為多個子功能模塊，各功能模塊的設計，見表1。

表1 各功能模塊詳細設計

1.2 數據庫需求分析

農業氣象災害查詢系統需要實現各種數據資料編輯入庫工作，入庫資料包括：逐日氣象資料、站點資料、用戶資料、歷年農業氣象災害指標資料等。該數據庫具有資料查詢、資料修改和刪除、動態錄入數據資料和數據資料使用管理等功能。

2 系統實現

2.1 開發環境

本系統采用VB.net語言編寫，Access 2007數據庫對信息進行儲存。

2.2 登錄實現

用戶在已經注冊（注冊由管理員負責）過的前提下，填入與之前注冊的相符的信息，提交后，系統在核對即查找到與輸入相符的用戶后，允許登錄；若用戶名或密碼錯誤，彈出錯誤信息，并提示重新輸入（登錄界面圖略）。

2.3 數據相關操作

系統中與數據相關的操作主要包括數據瀏覽、添加、修改、刪除以及查詢等功能。

2.3.1 數據瀏覽 系統中利用VB.NET中的DataGridView控件來顯示數據，從而實現數據瀏覽功能。

2.3.2數據編輯 系統中對于數據編輯主要分為前臺顯示編輯和后臺處理編輯。前臺顯示編輯主要包括數據添加、修改和刪除，本系統是通過VB.NET中的BingdingNavigator控件實現的。利用BingdingNavigator控件的DataSource屬性綁定DataGridView中顯示的數據源，即可對其進行編輯。并且通過向BingdingNavigator控件添加保存按鈕來實現對后臺數據的更新。后臺數據編輯則是對逐日氣象數據資料的編輯，包括添加數據、刪除數據、更新數據和查找數據，該系統通過SQL語言實現。

2.3.3 數據查詢 以歷年旱澇災害查詢為例，在數據查詢時，用戶選擇站號，輸入查詢的年份范圍，點擊開始查詢，即可查詢某站點某段年份范圍內的所有的記錄（如圖1）。另外系統支持多條件查詢，如用戶可選擇查詢滿足“站號為50442，年份在1995年～2004年之間，等級M > 4”條件的所有記錄值。在查詢過程中，如果查詢結果為空，則會彈出“輸入有誤”的對話框。這時，用戶可根據實際情況重新選擇查詢信息。

2.4 災害指標定義與計算

災害指標定義與計算是本系統的核心部分。本系統以東北地區為例，根據張海娜等[1-4]人的研究，選取干旱、洪澇和低溫冷害作為東北地區的主要農業氣象災害，即本系統中主要研究的農業氣象災害類型。

2.4.1 指標選取 旱澇指標選?。汉禎碁暮κ菛|北地區常見的農業氣象災害，具有持續時間長、波及范圍廣的特點，對農業生產有嚴重的影響。許多學者在旱澇評估指標上已經有研究，孟瑩等[5]人研究了降水距平百分率和Z指標在遼寧省的應用，得出降水距平百分率作為指標的方法簡單、直觀，而Z指標旱澇等級劃分標準更符合實際情況；張尚印等[6]對K指標和Z指標在北方地區應用的優劣進行對比，得出K指標優于Z指標；崔修來等[7]采用降水距平百分率、Z指數、K指數根據營口地區氣象數據研究確立干旱指標，得出準確率較高的為降水距平百分率，K指標對春旱較為敏感。本系統在前人的研究結果下，根據指標的可實施性和準確程度，選取降水百分率和K指數作為旱澇災害的指標計算公式。降水距平百分率（M）的表達式如下：

（1）

其中，R為某時段降水量， 為多年平均降水量。K指數的計算公式如下：

（2）

（3）

其中，E為需水量（mm），Σt為高于0℃的日平均氣溫的累加，0.16為系數，R為降水量。

低溫冷害指標選?。耗壳把芯康蜏乩浜Φ闹笜擞辛箢?，生長季溫度距平指標、生長季積溫指標指標、生長發育關鍵期冷積溫指標、作物發育期的距平指標、熱量指數指標和玉米低溫冷害的綜合指標[8]。不同學者根據不同地區的情況確定了不同的指標，如李鳳忠、李艷[9]規定5～9月平均氣溫距平和≤-2.5℃，6～9月平均最高氣溫距平和≤-2.5℃，兩條有一條達到就稱為低溫冷害年；丁士晟[10，11]采用的低溫冷害指標是5～9月的月平均溫度和的距平值（ΔT5～9），把ΔT5～9=-1.3℃和ΔT5～9=-3.3℃分別作為一般低溫冷害和嚴重低溫冷害的標準。綜合指標的實際可用性和可執行性，本系統采取丁士晟給定的低溫冷害指標。

2.4.2 指標修改功能的實現 雖然系統已經選定了默認的判定指數，但是在實際應用中判定災害等級與類型的指標范圍也是因地區的不同而存在差異。例如，以降水百分率距平（M）為判定旱澇災害的指數，遼寧省采取M≥0.75為重澇，而北京地區則采用M≥0.60即為重澇[5，12]。本系統針對這一問題，提供用戶根據自己地域情況，自己主觀修改指標適用的月份與災害指標判定的數值標準，該界面如圖2所示。

2.4.3 指標數值計算 指標數值計算是本系統后臺的一個重要過程，本系統要根據默認的指數計算公式和用戶自己修改后的判斷災害等級的指標來計算相關指數和判定災害等級，并通過應用SQL語句將計算出的數據錄入數據庫里已設計好的數據表格中，等待查詢模塊和圖形輸出模塊的調用，這一功能并沒有相對應的顯示界面，僅通過后臺代碼實現。

2.5 圖形顯示與輸出

農業氣象災害圖形輸出子系統輸出圖形的類型有：旱澇等級直方圖、旱澇不同指標對比圖、K指標變化曲線、M指標變化曲線、5～9月月平均溫度和距平的變化曲線和5～9月月平均溫度和的變化曲線。該子系統提供不同站點號的圖形的查看和導出功能，便于對某地區農業氣象災害相關信息變化的分析。圖形保存功能是由SaveAs子過程實現的。SaveAs子過程的作用是將當前Chart控件中顯示的圖片以bmp、gif、jpeg或者tif格式保存到用戶選定的指定位置，從而便于用戶的應用。

3 總結

本文所設計的系統實現了根據逐日氣象資料監測、判斷農業氣象災害等級和種類的功能，同時實現了歷年農業氣象災害信息的查詢和圖表分析功能。系統應用較為靈活，且具有較好的擴充性。如因業務發展，需要擴充監測的災害種類和計算指標種類，只需增添相應的功能模塊，不需要改動整個主程序。該系統還存在未與“3S”技術結合等問題，有待進一步改善，從而適應不斷發展的農業氣象災害業務的需求。

參考文獻

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作者簡介：王夢琳，本科學歷，朝陽市氣象局，助理工程師，研究方向：應用氣象。