贵州省农业资源信息数据库标准化规范的构建

黄宇杰，张轩，刘春艳，杨锌沂

(1.贵州省农业区域经济发展中心，贵州 贵阳550002； 2.贵州省农业科学院 科技信息研究所， 贵州 贵阳 550006； 3.贵州省农业信息中心， 贵州 贵阳 550002)

农业是人类生存、各行业发展的基本资料来源，在生产及生活过程中离不开对农业资源的开发与利用。长期以来，我国农业资源存在“家底”不清和数据分散等问题，严重制约了农业资源的高效利用与可持续发展[1]。同时，受制于资源的有限性，在区域资源禀赋差异大和资源环境约束趋紧的背景下，农业资源利用不充分、发展不平衡的矛盾日益凸显。基于此，农业资源台账制度开始启动，旨在厘清区域农业资源现状，掌握其动态家底，解决发展不平衡、不充分的问题。《国民经济和社会发展第十三个五年规划纲要》(2016-2020年)要求建立农业资源管理制度，对重要农业资源进行监测评估；《关于创新体制机制推进农业绿色发展的意见》(2017年)强调建立农业资源环境生态监测预警体系，着眼于全面摸清和动态掌握农业资源家底，加快建立重要农业资源台账制度。《全国农业现代化规划(2016-2020年)》指出，要推进信息化与农业深度融合，建成集农业数据监测、分析、发布和服务于一体的国家数据云平台，加强农业遥感基础设施建设，建立重要农业资源台账制度[2]。可见，建立农业资源台账制度是实现农业资源动态管理与监测的必要手段，将资源环境因素纳入农业信息化与现代化建设中来，是农业绿色与可持续发展的必然趋势。

农业资源台账可理解为资源的明细记录表。农业资源台账制度是以资源清单的形式系统详细地记录农业资源的存量及其增减明细，其本质是农业资源信息数据库[2]，具有数据量多、数据范围广和数据间关系复杂等特点。数据库的本质是为实现一定目的按照某种规则组织起来的“数据”的“集合”，农业资源台账数据作为农业资源信息数据库建立的核心内容，其设计的规范性与合理性关系到数据库建设和利用的效果。贵州省作为全国唯一没有平原支撑的省份，具有地形起伏大、土地分布零散、小气候明显等复杂的自然条件[3-4]，加大了农业资源监测、管理及现代化农业推进的难度。为此，在参考现有其他数据库规范的基础上，结合贵州“三农”工作实际，制定农业资源信息数据库的标准化规范，建立贵州省农业资源台账大数据平台，以期为农业资源的监测、动态管理与共享提供技术支撑。

1制定标准化规范的目的与依据

1.1目的

1.1.1便于农业资源信息数据库的共享农业资源信息数据库中的数据不只针对于某一部门，而是面向多部门或全社会，其方向和趋势是实现农业资源数据文字、表格及图片资料等信息的高效利用与充分共享。数据库的规范化能够快速地集成多源数据，便于数据库系统化、模块化和规范化管理，充分体现农业资源的经济、社会和生态价值，为使用者快速提供农业资源的基本信息，更好地分析评价农业资源变化及利用效率，提高农业资源的管理水平。

1.1.2减少数据的冗余度农业资源涵盖自然资源和经济资源等多个方面，涉及要素范围广、数据量多且关系复杂，对数据库进行统一规范是农业资源数据采集、填报、汇总和更新的基础，可有效提高数据的一致性和准确性，使农业资源信息数据库具有更好的操作性和扩充性，为农业资源信息化管理及共享提供基础。

1.1.3满足多部门使用需要不同部门的各类人员在使用数据过程中，由于用途不同，容易造成对数据理解的偏差及数据源的不准确性。数据库的标准化规范可减少人为处理数据产生的误差，同时减少不必要的数据采集工作，满足多部门使用数据的唯一性，是建立多部门协同合作、共建共享机制的基本前提。

1.2依据

根据农业部发布的国家重要农业资源台账数据清单，已确定396个指标，每个指标均具有一定的内容描述与格式。基于已有的农业资源台账数据清单，参照396个指标描述，结合贵州省自身资源禀赋条件及不同部门的实际工作需要，将水资源、土地资源、气象资源和生物资源等与农业生产有效结合起来，并根据《国家重要农业资源台账填报说明》，建立适合贵州省区域特征的农业资源信息数据库的标准化规范，为全省农业资源规范化监测及评价管理提供依据。

2标准化规范的主要内容

农业资源信息数据库标准化规范的内容主要包括引用文件、术语及其定义、数据的类型及其命名方式与存储格式、数据的组织管理方式和表的结构5个部分。

2.1引用文件

引用文件是农业资源信息数据库标准化描述的依据和准则，主要包括国家标准、农业行业标准、土地管理行业标准和其他标准，其中，国家标准、农业行业标准、土地管理行业标准均由相应的发布单位发布其标准名称和标准代号，其他标准则无标准代号，主要是以文件或通知形式发布的规程、规范和实施方案等。如国家标准有“中华人民共和国行政区划代码(GB/T 2260-2007)”、“基础地理信息要素分类与代码(GB/T 13923-2006)”和“地理信息分类与编码规则(GB/T 25529-2010)”等；农业行业标准有“全国耕地类型区、耕地地力等级划分标准(NY/T 309-1996)”和“农村土地承包经营权确权登记数据库规范(NY/T 2539-2016)”等；其他标准有“粮食生产功能区与重要农产品生产保护区划定技术规程(试行)〔农计发(2017)99号〕”和“粮食生产功能区与重要农产品生产保护区数据库规范(试行)”等(表1)。

表1 农业资源台账标准化规范引用的主要文件

续表1

2.2术语及其定义

术语及其定义主要是对数据库中的数据类型、范围和条件等进行界定，主要包括空间要素图层(矢量数据、栅格数据)和专题信息数据(农业生产用地地块、新型农业经营主体等)等。如：标识码，定义为对某一要素个体进行唯一标识的代码；矢量数据，定义为以坐标或有序坐标串表示的空间点、线、面等图形数据及与其相联系的有关属性数据的总称[5]；元数据，定义为关于数据的内容、质量、状况和其他特性的描述性数据[7](表2)。

表2 农业资源台账标准化规范使用的术语及其定义

2.3数据的类型及其命名方式与存储格式

农业资源信息数据库的数据类型主要包括空间数据、农业资源台账专题信息数据和元数据3种，不同数据具有统一的命名方式和存储格式(表3)。其中，空间数据的内容包括矢量数据和栅格数据，矢量数据采用标准Shapefile格式存储，全省数据拼接后按各空间要素图层名称+8位时间代码(年月日)命名；栅格数据采用国际工业标准无压缩的TIFF格式存储，并添加坐标、空间分辨率、数据获取时间等信息，全省数据拼接后按NY/T 2537进行标准分幅后以图幅编号命名。农业资源台账专题信息数据主要包括表格和文档2种类型，统一采用MDB格式存储，文件按专题信息名称+8位时间代码(年月日)命名。元数据采用XML格式存储。

表3 农业资源台账不同数据类型的命名方式与存储格式

2.4数据的组织管理方式

农业资源信息数据库涉及的数据多、数据量大，其具有数据结构化和共享性高等特点，数据与数据之间形成既相互联系又相互支撑的框架体系，便于农业资源信息数据库进行模块化和规范化管理，主要是对空间要素与农业资源台账专题信息进行规范化组织管理。

2.4.1空间要素与专题信息的分类与编码

1) 空间要素。按2级分类，要素编码为4位数字代码，前2位为空间要素大类码，最后2位为空间要素小类码。空间要素中行政区(省、市、县、乡、村)编码采用国家统一的12位行政区划代码进行编排；“两区”地块、永久基本农田地块、“农经权”地块、500亩规模以上坝区编码沿用相关成果数据编码；栅格数据编码按国家标准分幅图幅编号进行编码。

2) 专题信息。以空间要素为基础进行分类，每个空间要素小类下设多个不同专题信息，各专题信息下再设次级专题信息。专题信息编码为8位数字代码，前4位为专题所属空间要素代码，第5～6位为专题信息码，最后2位为扩展信息码。目前，最后2位扩展信息码均为“00”，后续可根据实际工作需要扩展次级专题信息。

2.4.2空间数据与专题信息数据的组织管理

1) 空间数据。包括矢量数据和栅格数据，二者的结构属性均为类型名称、代码、几何特征、结构表名称和约束条件。其中，矢量数据的类型包括行政区、空间实体、道路交通和水系灌溉等，其代码分别为01、02、03和04，每个类型下又有相应的子类型(图层)，子类型也有相应的代码；矢量数据按要素类型分层管理，对每个空间图层名称、几何特征等内容进行分层描述(表4)；栅格数据的类型包括DOM、DEM和其他，其代码分别为0501、0502和0503；栅格数据按内容分类管理，对栅格数据名称、几何特征等内容进行分类描述(表5)。

2) 专题信息数据。台账专题信息以关系表方式进行组织管理，按一一对应关系对每个专题信息的名称、代码、结构表名称和约束条件等进行描述(表6)。

表4 农业资源台账空间数据的矢量数据分层管理

表5 农业资源台账空间数据的栅格数据分类管理

表6 农业资源台账专题信息数据的组织管理

2.4.3空间要素图层与专题信息的关联通过字段代码或编码将空间要素图层与专题信息进行关联，空间要素图层与专题信息数据的关联为一对一或一对多。如：空间要素图层中“农业生产用地地块”对应的专题信息有“农业生产用地地块生产条件”、“农业生产用地地块权属”和“农业生产用地地块流转”等5个专题信息，关联方式为一对多；省级行政区对应的专题信息仅有“省级农业生产基础”，关联方式为一对一(表7)。

表7 空间要素图层与专题信息的关联

2.5表的结构

表的结构包括空间要素图层、专题信息数据和常量指标。其中，空间要素图层以“省级行政区”为例，表的结构包括“字段名称”、“字段代码”和“字段类型”等，字段名称有标识码、要素代码、省名称、省代码和采集填报时间(表8)；专题信息数据以“农业生产用地地块生产条件(部分)”为例，表的结构也包括“字段名称”、“字段代码”和“字段类型”等，字段名称有标识码、专题信息代码、农业生产用地地块编码和地块面积等(表9)；常量指标以“道路通达条件”为例，表的结构也包括“名称”、“代码”和“判断标准”，名称以等级划分，分别为“非常好”、“良好”、“一般”和“差”(表10)。

表8 空间要素图层的省级行政区

表9 农业生产用地地块生产条件(部分)

表10 道路通达条件

3指标体系的建立及其标准化规范框架的构建

3.1台账大数据指标体系的建立

基于农业资源台账数据库标准化规范，初步拟定了贵州省农业资源台账大数据指标体系。目前，贵州省农业资源台账大数据指标体系由4个一级类空间要素、19个二级类空间要素和24个三级类专题信息组成。其中，4个一级类空间要素包括行政区、空间实体、道路交通和水系灌溉，19个二级类空间要素包括村级、农业生产用地地块和等级以上道路等，24个三级类专题信息包括农业生产基础信息(乡级)、农业生产基础信息(县级)和农业生产用地地块生产条件信息等，共包含485个指标(表11)。空间要素一级类与空间要素二级类、空间要素二级类与三级类之间构成分层对应或一一对应关系。如：一级类中的“行政区”对应二级类中的村、乡、县、市和省5级行政区；乡级行政区对应有农业生产基础信息和农作物平均单产及价格信息2个专题信息；县级行政区对应县级农业生产基础信息、县级农用地资源信息和县级农业生物资源信息等7个专题信息；市级行政区对应市级农业生产基础信息。一级类空间要素、二级类空间要素和三级类专题信息之间通过要素代码进行关联和查询，其中空间要素(大类+小类)固定为4位数字码，专题信息代码以空间要素代码为基础，第5～6位为其代码，最后2位表示扩展信息码，统一以“00”表示，以便后续利用时进行次级专题信息的扩展。当前建立的指标体系仅是阶段性成果和基础框架，不管是指标的内容或其涵盖面均具有扩展性。农业部门及其他管理部门在后续发展中，可根据工作的需要对指标体系进行功能性扩展。同样，数据库的建库标准与规范也可根据新增指标进行补充和完善。

表11 农业资源台账大数据的指标体系

续表11

3.2数据库的标准化规范架构

根据贵州省农业资源信息数据库构建的标准化规范要求，完成了农业资源信息数据库标准化规范的组成架构，主要由空间数据、专题信息数据和常量指标3部分构成(表12)。其中，空间数据20个，由村级行政区、乡级行政区和县级行政区等组成；专题信息数据30个，由乡级农业生产基础信息、乡级农业生产基础信息结构(农作物平均单产及价格信息)

表12农业资源信息数据库的标准化规范架构

和县级农业生产基础信息等组成；常量指标42个，由自然坡度等级、土地利用类型和耕地质量等级等组成。标准化规范使空间数据与专题信息数据之间形成相互联系和相互支撑的架构体系，为贵州省农业资源台账大数据平台的搭建提供了基础及标准化规范架构。

4小结

研究结合贵州省农业资源台账制度建设工作，参考现行的数据库建库标准化规范，阐述了农业资源信息数据库标准化规范制定的目的与依据、内容的引用文件、涉及的术语及其定义、数据的类型及其命名方式与存储格式和数据的组织管理方式等，优先采用现有数据库中的描述及标准，但并不完全照搬硬套，而是基于区域特征，并结合资源本底状况对描述及标准化规范进行更准确的定义与划分，确保所描述的数据均能真实反映农业资源的现状特征，摸清贵州省农业资源的现状和底数，为贵州省农业资源数据云平台的建立提供基础规范，也为贵州省农业资源的监测、管理与共享提供技术支撑[5]，助推全省农业信息化的发展[6-7]。数据库具有动态变化性，其中的数据内容和数据库中表的结构内容都具有变化性和扩展性。在后续发展中，结合数据库的标准化规范，可根据实际情况对数据库的数据内容及表的结构进行修改、增加和删减等。