9.5.3  系统的数据库设计

系统数据库的设计是系统建设的一个重要环节，没有准确的、实时的数据信息，就谈不上数据信息的分析与处理。数据库要求数据结构分明、易于管理，以最佳方式组织数据，使数据库在逻辑上划分合理，减少数据的冗余，实现数据的共享。数据库的组织要求可靠性高，便于维护，能够扩充与更新，便于信息查询。为了提高软件开发的质量和效率，针对北京市土壤墒情监测与预测预报系统所采用的开发环境，在数据库设计中必须遵循以下原则：层次分明，布局合理。数据信息应自下而上，逐层浓缩、归纳、合并、减少冗余，提高数据共享程度。

保证数据结构化、规范化、编码标准化。这是建立数据库系统和进行业务应用内、外信息交换的基础。在每一个数据库设计之前都要有一个充分的、详细的数据分析、数据格式及较为统一的编码，为减少数据的冗余量，应尽量避免库结构的重复，并且要保证整个数据库设计的完整性。

数据的独立性和可扩展性。应尽量做到数据库的数据具有独立性，独立于应用程序，使数据库的设计及其结构的变化不影响程序的运行。应用系统在不断地变化，所以数据库设计要考虑其扩展接口，使得系统增加新的应用或新的需求时，不致于引起整个数据库系统的重新改写。

共享数据的正确性和一致性。应考虑数据资源的共享，合理建立公共数据库。采用数据库分层管理，使不同层次的数据共享。

减少不必要的冗余。建立数据系统后，应避免不必要的数据重复和冗余。但为了提高系统的可靠性而进行的数据备份还是必要的。兼容性。保持和北京市其他子系统的数据兼容性，便于从其他系统读取相关数据，并能够向其他系统提供所需要的数据。

系统中数据库数据来源主要有信息采集得到的数据、GIS地理数据、预报模型的参数数据以及来源于其他数据库的气象数据等，如图9-6所示。(https://www.daowen.com)

图9-6 系统数据库结构图

通过信息采集得到的数据包括土壤墒情固定站和土壤墒情巡测站的10cm、20cm、50cm的土壤墒情数据、从各个气象部门获得的气象数据如降雨量、日照时间、气温和空气湿度等，还包括各个土壤墒情站的设备管理以及站点的具体地理位置数据等。

预报模型数据库主要用于对土壤墒情预报模型参数的保存和获取。如保存各墒情站人工神经网络模型的权值和阈值、保存时间序列模型的各阶系数以及保存增退墒模型的参数等。

GIS地理数据不同于其他数据，它并不保存在SQL关系型数据库中，而是直接保存在专门的地理信息系统数据库中，数据内容包括矢量图、栅格图等。GIS地理数据只能通过GIS组件进行读取、保存和修改。

一个完整的数据库是由各种数据表组成的，所有的数据信息都保存在不同的数据表中。各个数据表间相互独立同时又彼此关联，它们是系统的基础，为整个系统的运行提供及时合理的数据依据。