小區域植物信息管理系統的設計與實踐

李璐+蔣勇

摘要植物信息化技術日益發展，為植物信息的管理和維護提供了有效的方法。小區域植物信息管理系統的實施，是面向小范圍區域的植物，用更為精細的分類方式對植物信息進行管理，目前以華中農業大學數百種植物的信息為基礎建立數據庫，在Microsoft Visual Studio 2010平臺上用C#編程語言及Microsoft SQL Server 2008數據庫為技術支持，初步構成植物信息管理系統，以名稱、植物特性等方式進行查詢，為教學、科研以及植物愛好者對植物信息的獲取等多方面提供便利。

關鍵詞植物信息管理系統；需求分析；技術要求；系統設計

中圖分類號Q948；TP311.52文獻標識碼A文章編號 1007-5739（2014）11-0343-02

DesignandPracticeofSmallAreaPlantInformationManagementSystem

LI LuJIANG Yong

（School of Public Administration，Huazhong Agricultural University，Wuhan Hubei 430070）

AbstractThe development of plant information technology provides effective methods for the plant information management and maintenance，the implementation of the small area plant information management system is with more elaborate classification manage plant information of a small scale region.Currently，plant information database was established based on hundreds of plants′ information in Huazhong agricultural university，In Microsoft Visual Studio 2010 platform，with C# programming language and Microsoft SQL Server 2008 database for technical support，the plant information management system was preliminary formed，query with the plant name and characteristics，so as to provide convenience for the teaching，scientific research，as well as plant enthusiasts to get plant information.

Key wordsplant information management system；demand analysis；technical requirements；system design

隨著信息化的全面發展，計算機技術在植物學科的運用也逐步占據重要的地位。20世紀80年代，生物多樣性的概念被提出，同時生物信息學這一生物學術語也廣為流行，這些概念涉及到了信息的采集、處理、儲存、分類等眾多方面[1-2]，數據量的處理也隨之增大，信息技術與生物多樣性相互結合為相關領域的研究者的進一步研究提供了更大的便利。

中國科學院植物研究所于1987年設置植物信息與定量分析課題組，并建立中國經濟植物數據庫研究課題，開始系統地、全面地開展這方面的工作，取得了顯著成果，建立了12個數據庫[3]。同時也有許多不同的機構，根據不同的方向，建立了各種各樣的數據庫。國外的著名數據庫如世界保護監測中心（WCMC）建立并維護了物種數據庫、自然保護區數據庫、森林數據庫、世界珊瑚礁和紅樹林數據庫等[4]。相關的研究人員利用編程技術與數據庫建立相關的植物信息查詢系統，目前，中國林業科學研究院森林生態環境與保護研究所利用Visual Basic 6.0編程及Access數據庫作為技術支持，建立的中國森林植物病害信息管理系統為林業工作者提供了豐富詳細的森林病害信息[5]；北京林業大學省部共建森林培育與保護教育部重點實驗和北京市林業種子苗木管理總站構建了北京市高等植物種質資源信息查詢系統，針對北京地區的植物多樣性的保護，同時為北京市植物物種資源的保護規劃、管理和資源利用等提供了重要信息支持[6]。隨著信息化的進一步發展，植物信息查詢系統的建立對植物信息的規劃、發展、利用和維護都是極為重要的。然而現在建立的植物信息查詢系統大多都是針對較大區域的，由于區域較大，對植物信息的統計和規劃存在一定的不足。為了能對植物信息進行更好的管理，小區域植物信息管理系統的建立是具有一定實踐意義的。

1系統需求分析

目前大部分的植物信息查詢系統功能欠缺，只能單向地用植物名稱或科、種、屬名檢索植物，而缺乏從植物性狀出發的逆向檢索功能，這給初學者及非專業人士帶來相當大的不便。因此，建立該植物信息管理系統，首先關心的問題是植物信息查詢方式，而在數據庫管理系統里則要做到充分利用植物信息。

華中農業大學坐落于中國湖北省武漢市武昌南湖獅子山，是一所以農業為優勢的綜合性大學，校園綠地面積為495 hm2，植物種質資源十分豐富，其中以校園內的獅子山尤為甚，因此小區域植物信息管理系統以獅子山植物為例建立。根據學校學生采集的植物信息和武漢植物志植物信息，建立的植物信息管理系統分成兩大部分，即用戶子系統和管理員子系統。目的是實現查詢的快捷、方便和界面友好。植物信息管理系統功能如下（圖1）。

2系統的技術要求

系統是采用C/S（Client/Server或客戶/服務器模式）的結構，能實現連接數據庫、執行查詢、添加、修改等復雜操作。根據系統數據庫中數據的存儲量，該系統可在內部網工作，也在可單機環境下工作，這種設計可以有效地利用高校內部的校園網，為實現科研、教研信息資料和資源的共享提供便利。

系統以華中農業大學獅子山數百種植物較為全面的信息為基礎，在Microsoft Visual Studio 2010平臺上用C#編程語言及Microsoft SQL Server 2008數據庫為技術支持，采用ADO數據訪問技術和SQL語言查詢技術相結合，建立小區域植物信息管理系統。通過以下這段代碼實現數據庫的連接與查詢：String s = "Data Source=localhost；Database=XX；Persist Security Info=True；User ID=XX；Password=XX；"；string connectionString = s.s；string command = "select XX from [XX] where X='" + textbox.Text + "'"；SqlConnection con = new SqlConnection（connectionString）；SqlDataAdapter da = new SqlDataAdapter（command，con）； da.Fill（ds）；

3系統設計

3.1數據庫設計與數據錄入

根據檢索信息方式的需求，構建了3個表，分別為植物信息表、內部標簽轉換表、管理員表。植物信息表（表1）用來存放植物的基本信息，包括植物的中文名稱、拉丁名、根、莖、葉、花、果實、基本特性、生境等一些植物基本信息；內部標簽轉換表存放了植物各個標簽的對應字符標簽，用以規范化植物信息采集，以及便于植物信息的存儲；管理員表用來存放管理員的登錄信息，設置管理員入口，可以防止惡意更改數據或錯誤操作導致數據丟失等問題[7-8]。

系統的數據錄入有2種方式：一是從Excel等程序中直接導入到數據庫中，在植物信息構建的初期具有極大的便利性；二是通過本系統的管理員子系統對數據庫中的數據進行添加、刪除、修改等操作，極大地簡化了后期數據的維護和更新的操作，同時通過管理員子系統更新數據，為數據的安全性提供保護屏障。

3.2功能模塊設計

系統設有植物名稱檢索模塊、性狀匹配逆向檢索模塊、快速檢索模塊等三大信息檢索模塊，另設有常見植物模塊和管理員子系統維護模塊。

（1）植物名稱查詢模塊。名稱檢索模塊利用C#編程語言與SQL語句相結合，通過植物的中文名稱或拉丁名等較為直接的方式對植物進行檢索，在知道某一植物的名稱或拉丁名，但對該植物不夠了解時，便可通過該方法進行查詢，獲取植物的各項詳細信息。

（2）快速查詢模塊。快速檢索模塊也屬于植物性狀的逆向檢索。適用于對該植物的具體性狀十分了解時，可快速直接通過鍵盤輸入具體性狀，實現逆向模糊檢索。用戶先在左邊的下拉框中選擇性狀類型，再在左邊文本輸入框中鍵入性狀內容，并可通過左右兩側的“+”、“－”按鈕實現檢索詞條的增加和刪除，利用SQL語言實現植物的模糊檢索。

（3）植物匹配查詢模塊。在實際生活中，更多的是已知植物的各種性狀，卻不知道植物名稱，此時就需要一種逆向的檢索。此模塊以植物的根、莖、葉、花、果實等五大器官的具體性狀作為檢索詞，在性狀模式圖片的參考下，于各下拉框中選擇具體性狀，直觀地進行查詢（圖2） 。

（4）管理員子系統模塊。因本系統基于C/S的運行模式，考慮到今后數據庫的安全性，普通用戶不能進入管理區對植物信息進行操作，啟動該子系統后，進入管理員登錄界面輸入用戶名和密碼登錄進入，就可以對植物信息的添加、刪除、修改等操作，系統數據管理人員通過程序直接更改數據，為管理人員對植物信息的維護和更新提供了極大的便利。管理員子系統模塊主要包括植物信息添加模塊、植物信息修改模塊和植物信息刪除模塊。

4結語

植物信息管理系統目前正處于發展階段，系統具有良好的服務功能，主要表現有人性化的查詢方式為專業或非專業人員的查詢都提供了極大的便利；系統的查詢能力強大，實現了植物信息精確查詢和模糊查詢，查詢方式新穎便利；系統具有良好的可移植性，為以后系統的發展打下了良好的基礎。該系統為植物愛好者提供了豐富詳細的植物信息和特征，瀏覽查詢過程簡單，具有廣闊的發展前景。后期系統可能會結合圖像識別系統，通過智能拍照識別植物。系統在界面方面仍需優化，同時也會根據用戶的使用反饋情況對系統進行及時的更新與維護。

5參考文獻

[1] 程丹丹，賴旭龍，張克信.生物多樣性信息學及其在地質學研究中的應用[J].地質科技情報，2006，25（4）：74-78.

[2] 徐克學.中國經濟植物數據庫的研究和建立[J].Journal of Integrative Plant Biology，1992（3）：14.

[3] 紀力強.生物多樣性信息系統建設的現狀及CBIS簡介[J].生物多樣性，2000，8（1）：41-49.

[4] 梁軍，屈智巍，達乎巴雅爾，等.中國森林植物病害信息管理系統的建立[J].林業科學研究，2005，18（4）：101-106.

[5] 宿敏，姜英淑，李景文，等.北京市高等植物種質資源信息查詢系統的構建與特點[J].生態科學，2011，30（2）：162-169.

[6] 張潤娟，李偉.世界水生植物科屬檢索系統的設計與建立[J].武漢植物學研究，2002，20（6）：481-484.

[7] 傅書遐.湖北植物志[M].武漢：湖北科學技術出版社，2002.

[8] 李律松，馬傳寶，李婷.Visual C#+SQL Server數據庫開發與實例[M].北京：清華大學出版社，2006.

3系統設計

3.1數據庫設計與數據錄入

根據檢索信息方式的需求，構建了3個表，分別為植物信息表、內部標簽轉換表、管理員表。植物信息表（表1）用來存放植物的基本信息，包括植物的中文名稱、拉丁名、根、莖、葉、花、果實、基本特性、生境等一些植物基本信息；內部標簽轉換表存放了植物各個標簽的對應字符標簽，用以規范化植物信息采集，以及便于植物信息的存儲；管理員表用來存放管理員的登錄信息，設置管理員入口，可以防止惡意更改數據或錯誤操作導致數據丟失等問題[7-8]。

系統的數據錄入有2種方式：一是從Excel等程序中直接導入到數據庫中，在植物信息構建的初期具有極大的便利性；二是通過本系統的管理員子系統對數據庫中的數據進行添加、刪除、修改等操作，極大地簡化了后期數據的維護和更新的操作，同時通過管理員子系統更新數據，為數據的安全性提供保護屏障。

3.2功能模塊設計

系統設有植物名稱檢索模塊、性狀匹配逆向檢索模塊、快速檢索模塊等三大信息檢索模塊，另設有常見植物模塊和管理員子系統維護模塊。

（1）植物名稱查詢模塊。名稱檢索模塊利用C#編程語言與SQL語句相結合，通過植物的中文名稱或拉丁名等較為直接的方式對植物進行檢索，在知道某一植物的名稱或拉丁名，但對該植物不夠了解時，便可通過該方法進行查詢，獲取植物的各項詳細信息。

（2）快速查詢模塊。快速檢索模塊也屬于植物性狀的逆向檢索。適用于對該植物的具體性狀十分了解時，可快速直接通過鍵盤輸入具體性狀，實現逆向模糊檢索。用戶先在左邊的下拉框中選擇性狀類型，再在左邊文本輸入框中鍵入性狀內容，并可通過左右兩側的“+”、“－”按鈕實現檢索詞條的增加和刪除，利用SQL語言實現植物的模糊檢索。

（3）植物匹配查詢模塊。在實際生活中，更多的是已知植物的各種性狀，卻不知道植物名稱，此時就需要一種逆向的檢索。此模塊以植物的根、莖、葉、花、果實等五大器官的具體性狀作為檢索詞，在性狀模式圖片的參考下，于各下拉框中選擇具體性狀，直觀地進行查詢（圖2） 。

（4）管理員子系統模塊。因本系統基于C/S的運行模式，考慮到今后數據庫的安全性，普通用戶不能進入管理區對植物信息進行操作，啟動該子系統后，進入管理員登錄界面輸入用戶名和密碼登錄進入，就可以對植物信息的添加、刪除、修改等操作，系統數據管理人員通過程序直接更改數據，為管理人員對植物信息的維護和更新提供了極大的便利。管理員子系統模塊主要包括植物信息添加模塊、植物信息修改模塊和植物信息刪除模塊。

4結語

植物信息管理系統目前正處于發展階段，系統具有良好的服務功能，主要表現有人性化的查詢方式為專業或非專業人員的查詢都提供了極大的便利；系統的查詢能力強大，實現了植物信息精確查詢和模糊查詢，查詢方式新穎便利；系統具有良好的可移植性，為以后系統的發展打下了良好的基礎。該系統為植物愛好者提供了豐富詳細的植物信息和特征，瀏覽查詢過程簡單，具有廣闊的發展前景。后期系統可能會結合圖像識別系統，通過智能拍照識別植物。系統在界面方面仍需優化，同時也會根據用戶的使用反饋情況對系統進行及時的更新與維護。

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[8] 李律松，馬傳寶，李婷.Visual C#+SQL Server數據庫開發與實例[M].北京：清華大學出版社，2006.

3系統設計

3.1數據庫設計與數據錄入

根據檢索信息方式的需求，構建了3個表，分別為植物信息表、內部標簽轉換表、管理員表。植物信息表（表1）用來存放植物的基本信息，包括植物的中文名稱、拉丁名、根、莖、葉、花、果實、基本特性、生境等一些植物基本信息；內部標簽轉換表存放了植物各個標簽的對應字符標簽，用以規范化植物信息采集，以及便于植物信息的存儲；管理員表用來存放管理員的登錄信息，設置管理員入口，可以防止惡意更改數據或錯誤操作導致數據丟失等問題[7-8]。

系統的數據錄入有2種方式：一是從Excel等程序中直接導入到數據庫中，在植物信息構建的初期具有極大的便利性；二是通過本系統的管理員子系統對數據庫中的數據進行添加、刪除、修改等操作，極大地簡化了后期數據的維護和更新的操作，同時通過管理員子系統更新數據，為數據的安全性提供保護屏障。

3.2功能模塊設計

系統設有植物名稱檢索模塊、性狀匹配逆向檢索模塊、快速檢索模塊等三大信息檢索模塊，另設有常見植物模塊和管理員子系統維護模塊。

（1）植物名稱查詢模塊。名稱檢索模塊利用C#編程語言與SQL語句相結合，通過植物的中文名稱或拉丁名等較為直接的方式對植物進行檢索，在知道某一植物的名稱或拉丁名，但對該植物不夠了解時，便可通過該方法進行查詢，獲取植物的各項詳細信息。

（2）快速查詢模塊。快速檢索模塊也屬于植物性狀的逆向檢索。適用于對該植物的具體性狀十分了解時，可快速直接通過鍵盤輸入具體性狀，實現逆向模糊檢索。用戶先在左邊的下拉框中選擇性狀類型，再在左邊文本輸入框中鍵入性狀內容，并可通過左右兩側的“+”、“－”按鈕實現檢索詞條的增加和刪除，利用SQL語言實現植物的模糊檢索。

（3）植物匹配查詢模塊。在實際生活中，更多的是已知植物的各種性狀，卻不知道植物名稱，此時就需要一種逆向的檢索。此模塊以植物的根、莖、葉、花、果實等五大器官的具體性狀作為檢索詞，在性狀模式圖片的參考下，于各下拉框中選擇具體性狀，直觀地進行查詢（圖2） 。

（4）管理員子系統模塊。因本系統基于C/S的運行模式，考慮到今后數據庫的安全性，普通用戶不能進入管理區對植物信息進行操作，啟動該子系統后，進入管理員登錄界面輸入用戶名和密碼登錄進入，就可以對植物信息的添加、刪除、修改等操作，系統數據管理人員通過程序直接更改數據，為管理人員對植物信息的維護和更新提供了極大的便利。管理員子系統模塊主要包括植物信息添加模塊、植物信息修改模塊和植物信息刪除模塊。

4結語

植物信息管理系統目前正處于發展階段，系統具有良好的服務功能，主要表現有人性化的查詢方式為專業或非專業人員的查詢都提供了極大的便利；系統的查詢能力強大，實現了植物信息精確查詢和模糊查詢，查詢方式新穎便利；系統具有良好的可移植性，為以后系統的發展打下了良好的基礎。該系統為植物愛好者提供了豐富詳細的植物信息和特征，瀏覽查詢過程簡單，具有廣闊的發展前景。后期系統可能會結合圖像識別系統，通過智能拍照識別植物。系統在界面方面仍需優化，同時也會根據用戶的使用反饋情況對系統進行及時的更新與維護。

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[8] 李律松，馬傳寶，李婷.Visual C#+SQL Server數據庫開發與實例[M].北京：清華大學出版社，2006.