甘肃省农业碳排放信息管理系统的设计和实现
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摘要：现代农业生产过程中的碳排放已然成为农业生产，气候研究的主要课题。研究甘肃省农业生产碳排放对本省的科技农业进行有效的指导和对生产过程中的产生的碳排放进行有效的监测和管理，实现对甘肃省农业碳排放的统一管理。通过对碳的合理统计和分析，对减排估算和潜在的碳排放规模进行统计。甘肃省地处中国西北部，独特的地理位置决定了其农业生产跨度大，品种多的主要特点。省内的第一产业：种植业，林业和畜牧业发展良好。针对甘肃省黄河流域的农业生产和碳排放的力度提出合理的解决办法，更加映衬了当前绿色发展农业的时代主题。在基于对主要的农作物（小麦和玉米），农药，化肥，农业灌溉，农业机械等主要投入碳来源，对省内的相关市，自治区，自治县的农业碳排放量进行估算，给出合理有效的碳排放管理方案。
关键词：农业碳排放;碳排放的统计分析;减排估算;碳来源;管理方案
中图分类号：TP391 文献标识码：A
文章编号：1009-3044（2020）02-0059-02
近年来，我国农业发展水平得到有效提升，但作为传统农业大国，其传统的农业生产方式，导致农业投入资源利用效率、农业生产效率较低以及大量农业生产资源冗余，而整个农业生产过程以及冗余的农业资源均引发了较高的农业碳排放。
目前我国农业活动所引发的碳排放约占全国总量的17%，在日益严峻的气候变暖大背景下，实现农业经济增长与农业环境协调可持续发展的必然选择唯有加快提升农业生产效率，积极开展农业碳减排工作[1]。
本文通过构建碳排放、生产效率测算体系，设计碳排放管理信息系统，实现用户的注册和登录来对省内我的农业生产过程中的碳排放量进行统计，对我省的相关市，自治区，自治县的农业碳排放、农业生产效率以及与经济增长进行测算分析，通过对估算结果的分析，得出不同的农业生产地区的碳排放总量估算结果和不同地区相同的农作物之间，不同地区之间不同的农作物的碳排放，给出合理的碳排放管理手段，提高科技农业的生产效率，映衬时代绿色农业的发展方向[2]。
1 用户界面的设计
在用户界面实现管理员的登录和普通用户的注册登录，实现不同的用户功能。如图1所示。
相关代码：
<table width="350" bgcolor="#ccffcc" style="" border="1">
用户名<input type="text" name="username" id="username">密码<input type="password" name="password" id="password">
<input type="button" value="登 录" onclick="login（）;" /></table>
2 用户功能的设计和实现
碳排放管理系统是基于B/S软件开发模式，对管理员用户和普通用户的实现不同的功能，达到用户对小地区，小规模的碳排放的数据录入，管理员整合相关数据并用合理的算法实现统计分析的过程。软件整体结构如图2所示。
3 软件的开发和测试
在对软件的开发和测试的工作中，通过软件测试来对软件的健壮性和可用性给出测试报告。通过对软件测试的信息和测试数据的采集，利用特定的测试方法，实现对软件的质量和性能进行评估。开发和测试是否正常进行，将直接影响到整个系统软件的推出和使用。
开发的过程中规范的开发流程是保证软件后期测试的有力保障，我们仅仅通过对软件自身的测试是远远不够的，一款软件的成功与否，一个极其重要的因素就是是否是面向客户的，对客户友好的软件系统。在后期的测试时，将通过对软件自身的故障排除和客户需求相结合，不断完善和修改需求。
3.1 软件的开发流程
软件系统在开发过程中涉及的流程有：需求分析，开发报告，详细设计，代码编写，系统测试，投入使用和软件的后期维护等7个模块。各个模块之间相辅相成，共同构成了整个软件的模型。在具体的开发过程中，需要对每个环节和步骤给出极为详细的开发步骤和方法，规范开发流程。
在需求分析阶段明确软件需求，对于我们在项目组制定项目计划及明确软件需求以及测试人员对业务需求进行理解有着积极的帮助。
软件的详细设计阶段制定，通过制定软件架构设计说明书，项目的详细计划等，有助于按期完成项目。
软件的后期维护是一个软件长久服务的基础，其中重要的一个环节就是对日志文件的处理，通过对日志文件的查看可以得到软件在运行中出现的各种问题，帮助程序开发人员更好地维护软件。软件在使用一段时间后，由于软件方面的，即编码出现问题时，可以交付给原机构实行优化，在硬件方面，采用硬件升级的方式可以提高软件的可用性。
3.2 软件测试
我们在明确软件的开发目标以后，要根据软件的目标特点，围绕开发的活动进行一系列的代码和软件的测试工作。软件测试是web開发中不可或缺的重要组成部分。在此碳排放管理信息系统的整个设计开发阶段，大体采用两种测试方法，单元测试和黑盒测试。
3.2.1 单元测试
在软件的开发过程中，开发人员通常使用单元测试来进行代码层面的单纯测试。单元测试是软件测试中的最小可测试单元，通常是根据其特定的含义来进行较低级别的测试，一般要和其他程序相互独立。单元测试是软件能够正常运行的前提条件，因此完整的单元测试是对时间的更高效利用，并且效果显著。
3.2.2 黑盒测试
黑盒测试是一种软件的测试方法，又叫作功能性的测试方法，它主要是通过对软件的各个功能进行测试，将被测试的程序看作是一个黑盒子，在不了解其内部构造的情况下，通过传入的数据进行测试，在达到开发人员预期结果下情况下，黑盒测试较为理想。 4 碳排放管理系统
4.1 使用的語言
1） 使用HTML+CSS，JavaScript和bootstrap页面框架技术实现页面搭建。
2） 使用Oracle数据库提供后台的数据支持。
3） 使用Java语言编写业务类。
4） 采用主流的SSM框架设计实现整体的软件开发。
4.2 服务端
数据库服务器主要用于数据的存储，web服务器实现数据的传输和显示，碳排放信息管理系统实现和用户的实时交互功能[3]。
服务端的主体设计如图3所示。
5 碳排放量的估算方法
按不同的碳排放途径进行计算，农业的碳排放主要包括化肥生产的碳排放（Ef）、机械使用的碳排放（Em）和灌溉的碳排放（Ei）。则农业活动总的碳排放为：Et=Ef+Em+Ei这里采用如下公式来计算化肥生产带来的碳排放：Ef=Gf×A。其中Gf为化肥施用量，A为系数A=857.54kgC·t-1[4]。
农业生产活动中，农业机械采用如下公式来计算农业机械使用及操作带来的碳排放：Em=（Am×B）+（Wm×C），其中Am为农作物种植面积，Wm为农业机械总动力，B、C为转化系数，B=16.47kgC·hm-2，C=0.18kgC·kW-1。
灌溉过程带来的碳排放可以用下列公式表示：Ei=Ai×D，Ai为灌溉面积，D为转换系数，采用D=266.48kgC·hm-2进行估算。
在具体的碳排放估算过程中，往往需要对农业生产过程中运输和燃料的碳排放给出具体的比重要求来得到较为精确的估算结果。相关的排放量如下图所示：
6 结束语
本文通过对农业碳排放管理信息系统的设计和实现，对甘肃省农业生产过程中的碳排放进行估算和统计分析，达到对碳的“量化”，统计不同地区的农业生产的碳排放量，整合规划生产，对不同地区的农业生产和管理起到了重要的作用。
参考文献：
[1] 陈炜，殷田园，李红兵.1997-2015年中国种植业碳排放时空特征及与农业发展的关系[J].干旱区资源与环境，2019，33（2）：37-44.
[2] 李波，张俊飚，李海鹏.中国农业碳排放与经济发展的实证研究[J].干旱区资源与环境，2011，25（12）：8-13.
[3] 王珊，萨师煊.数据库系统概论[M].北京：高等教育出版社，2006.
[4] 田云，张俊飚，李波.中国农业碳排放研究：测算、时空比较及脱钩效应[J].资源科学，2012，34（11）：2097-2105.
【通联编辑：梁书】
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