新疆南疆地區牧草病蟲害資源庫平臺的設計與實現

高賢強　姚江河

摘要：牧草病蟲害是嚴重危害畜牧業生產的自然災害之一，是畜牧業能否穩定、優質、高產的關鍵。針對目前新疆南疆地區牧草病蟲害資源分散、封閉的現狀，通過對各科屬優質牧草病蟲害資源（文本、圖片、音頻、視頻）的收集、分類、加工以及對數據資源的進一步規范化，設計了新疆南疆地區牧草病蟲害資源庫，實現了牧草病蟲害資源的整合、共享。

關鍵詞：牧草病蟲害；畜牧業；資源庫；共享

中圖分類號：TP311.1；S43 文獻標識碼：A 文章編號：0439-8114（2015）10-2497-03

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2015.10.052

牧草是指可供家畜采食的各種栽培和野生的一年生或多年生草類，包括可供家畜采食的小半灌木和灌木等。隨著中共中央關于調整農村產業結構政策的出臺，除種植業以外的其他行業得到了迅猛發展，尤其是畜牧業（包括養殖業）異軍突起，在農業行業中占據了越來越重要的地位，畜牧業在整個農業中的比重是衡量一個國家農業現代化的標志之一[1]。牧草病蟲害是嚴重危害畜牧業生產的自然災害之一，是畜牧業能否穩定、優質、高產的關鍵。牧草病蟲害發生嚴重時，可以造成農作物大幅減產和使農產品品質變劣，影響國民經濟的快速發展和人民生活質量及身體健康水平的提高。隨著Internet技術的發展，其以更具人性化的應用方式推動著信息化的飛速前進。以資源為核心、網絡為基礎、服務為特征、可持續應用為目標的病蟲害資源庫建設，一方面可以整合資源、優化資源、共享資源，為牧草科研人員提供一種快速、便捷查找資源的途徑；另一方面通過網絡平臺，對促進牧草病蟲害防治、優化牧草品種、發展牧草產業起著較為積極的作用。

1 研究區域概況

新疆南疆即新疆南部地區，包括塔里木盆地、昆侖山脈新疆部分以及吐魯番盆地，屬于暖溫帶大陸性干旱氣候，年均氣溫7～14 ℃，全年降水量25～100 mm，無霜期180～220 d。這種特殊的地理位置與復雜的生態地理環境，孕育了新疆地區豐富而獨特的自然資源。新疆牧草種類豐富，優良牧草多，可供飼用的植物達2 930種（含水生植物），其中常見的優良牧草植物達382種[2]。南疆地區豐富的草地資源是新疆綠洲農業系統賴以生存和發展的生態屏障，具有調節氣候、涵養水源、防風固沙、保持水土、凈化空氣、美化環境等作用。豐富的牧草資源再加上光熱資源為新疆畜牧業發展提供了強有力的資源支撐，為新疆經濟發展做出了較大的貢獻。然而病蟲害對牧草質量和產量危害越來越大，2013年新疆生產建設兵團第四師七十七團2 000 hm2草場遭到“地老虎”侵襲，導致牧草大面積死亡，造成經濟損失300余萬元人民幣[3，4]。

2 系統設計

2.1 設計原則

根據現有資源數據特征，結合用戶操作使用特點，系統在設計時遵循以下原則：

1）規范性。系統設計符合國家科學數據共享工程技術標準，數據組織和描述按照國家自然科技資源平臺的植物種質資源描述規范進行。這樣才能保證系統與其他數據資源平臺協調一致，有利于與其他平臺的協作共建共享[5]。

2）簡潔易用。系統力求貼近用戶，根據系統特點，操作全部采用圖形用戶界面，界面清新、簡潔大方、內容充實、功能完善。

3）可擴展。南疆地區牧草資源豐富，隨著研究的深入和資源數據的增加，數據庫結構、內容及其相關的功能子模塊不斷擴充和完善，以滿足未來的需要。

4）安全可靠。除了考慮設計方案的安全可靠外，還充分考慮了系統平臺軟件設計的安全性，且能滿足數據的快速增長需要，在大數據環境下安全可靠地運行。

按照以上設計原則，以Myeclipse為開發工具，利用HTML 5、JSP、Java等開發語言和Mysql開發數據庫，建設一個區域特色鮮明、資源數據豐富的基于B/S架構的牧草病蟲害資源庫平臺，具有一定的應用價值[6，7]。

2.2 設計架構

采用目前主流的基于B/S架構，使用自下而上的設計方法對各個模塊進行實現、調試及維護，應用開源的Tomcat服務器架設Web站點，Mysql數據庫管理并提供后臺數據服務。整個系統按應用功能分為3層：頁面顯示層、業務邏輯層、數據訪問層，結構體系如圖1所示。其中，頁面顯示層負責接受用戶請求，并將業務邏輯層請求結果通過頁面顯示給用戶，實現信息呈現和交互；業務邏輯層實現數據業務邏輯處理及有效驗證功能，如添加、刪除、修改、查詢等；數據訪問層主要負責對數據的操作，與數據庫進行交互，如添加、刪除、更新數據，為業務邏輯層提供數據服務。3層體系結構的B/S結構設計，將業務訪問規則、數據操作、合法性校驗等工作放到了中間層進行處理，從而實現以不同接入方式訪問和操作信息庫，有效地保護共享平臺和管理訪問權限，對后臺數據庫起到安全保護作用[8]。

2.3 系統功能

在做好需求分析的基礎上，設計技術路線如圖2所示，其中，資源庫功能開發模塊應設計成前臺頁面顯示和后臺管理兩部分。

在功能實現方面，開發的功能如圖3所示，包括系統管理、數據管理、數據下載和頁面顯示4大功能模塊。

3 數據庫設計

在數據庫設計基本理論方法的支持下進行實體聯系分析，并給出數據庫表的UML描述。UML描述的文檔說明主要包括設計說明、表結構、字段類型和字段說明及主外鍵等內容。利用Power Designer建模工具進行系統數據庫設計，繪制詳細的概念數據模型圖，包括標識信息、用戶信息等。系統中盡量使一個數據集對應一個數據表，數據集之間的聯系通過外鍵關聯。

根據系統設計要求對數據描述項進行適當的擴充，并從數據完整性、安全性、數據冗余度、易維護和良好的擴展性等方面考慮設計數據表，數據庫中主要包含9個表，分別是用戶信息表、新聞信息表、資料下載信息表、病蟲害類別表、信息統計表、音頻視頻信息表、用戶注冊表、留言板表、評論表。

4 系統實現

資源庫平臺包括前臺顯示和后臺管理兩部分。前臺顯示所有數據信息，包括病蟲害圖片、音頻視頻、文本信息以及用戶留言板交互信息；后臺管理根據用戶權限不同，實現各類數據信息的增加、刪除、修改、查找、更新操作。平臺包括首頁、草病新聞、蟲害動態、文本數據、圖形數據、音視頻欣賞、用戶注冊、留言板、后臺管理9個欄目。其中首頁面的效果如圖4所示。

通過圖形數據欄目，用戶可以查看相關的病蟲害圖形數據信息，其效果如圖5所示。

5 小結

新疆南疆地區牧草病蟲害資源庫通過Web界面展示與用戶交互實現牧草病蟲害資源的共享。平臺界面簡潔、交互性好、功能全面、內容豐富，在一定程度上滿足了新疆南疆地區特色牧草資源發展的需要，對屯墾戍邊促進新疆農業可持續發展起到積極的作用。

參考文獻：

[1] 王永樹.牧草病蟲害及其防治淺析[J].畜牧與飼料科學，2012，33（1）：30-31.

[2] 張一弓，張薈薈，付愛良，等.新疆牧草種質資源現狀及發展前景[J].草食家畜，2012，6（2）：5-9.

[3] 中國新聞網.新疆兵團團場3萬畝草場遭蟲害牧草大面積死亡[DB/OL].http：//www.chinanews.com/df/2013/06-17/4936919.html，2013-06-17.

[4] 于偉民，雷 明.牧草的常見病蟲害及其防治[J].種植與環境，2013，2（2）：77-78.

[5] 向雙燕.基于課程資源庫的信息技術教學研究[D].長沙：湖南師范大學，2012.

[6] 高 倩.基于網絡的教學資源庫的研究與實現[D].廣州：廣州大學，2008.

[7] 耿祥義，張躍平.JSP基礎教程[M].北京：清華大學出版社，2009.

[8] 姚江河，吳 剛，黃文娟.塔里木盆地野生植物種質資源共享平臺設計與實現[J].江蘇農業科學，2014，42（4）：350-355.