黑龍江省濕地水禽生物多樣性資源監測數據管理系統的設計與實現

叢喜東　馮亞男　王佳佳　梁志強

摘要：? 為推動我省濕地水禽生物多樣性資源監測數據管理的體系化和規范化，本文通過對我省濕地水禽生物多樣性資源監測數據進行梳理，分析和整合各類監測數據結構及屬性因子閾值等內容，構建了基于MySql的濕地水禽生物多樣性資源監測數據庫，并通過ASP.NET、jQuery、WebGIS等技術，設計與實現了基于Web端的黑龍江省濕地水禽生物多樣性資源監測數據管理系統，實現了對各類監測模式及監測數據的綜合性管理和數據共享，為我省濕地水禽生物多樣性的監測、保護和研究工作，提供了堅實的數據基礎和先進的數據管理手段，有助于全面支撐生物多樣性的科學保護、管理和決策。

關鍵詞：? 生物多樣性；? 濕地水禽；? WebGIS；? MySQL；? jQuery；? ASP.NET；? 數據管理系統

中圖分類號：? ?TP 311. 52? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：? ?A? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：１００1 － 9499（２０23）03 － 0056 － 04

濕地是物種的基因庫，是世界上生物多樣性最豐富的地區之一，并為大量珍稀水禽提供了庇護所，在全國的生物多樣性保護中起著極其重要的作用[ 1 ]。黑龍江省地理位置獨特，是東北亞物種遷移的重要通道，濕地面積大，類型多樣，是物種停歇、棲息繁殖的重要場所，珍稀物種較多。生物多樣性歷來是我國自然保護地科研監測和保護成效評估的重要內容[ 2 ]。水禽是濕地生態系統的重要組成部分，水禽多樣性對濕地生態系統的健康程度具有很好的指示作用，也是衡量自然保護地保護利用的關鍵指標[ 3 ]，尤其是主要保護物種的種群數量也是自然保護地等生態環境變化評估的重要指標。

濕地水禽生物多樣性監測工作是通過設置樣點、樣線、樣方等方式對濕地水禽生物進行多次觀測，并在監測過程中充分記錄觀測數據、層次記錄、人為干擾、物種等信息，為濕地水禽生物多樣性監測、保護和研究工作提供了翔實的基礎數據。為加強監測數據標準化和集成化管理，分析現有數據結構及屬性因子等內容，通過規范各類數據標準及結構框架進行數據建庫，研發基于網絡端的省級濕地水禽生物多樣性資源監測數據管理系統，實現全省范圍內多源觀測數據的整合和共享，推動濕地水禽生物多樣性監測工作技術的標準化和智能化建設，為解決監測工作提供了技術層面的解決方案，有助于監測工作的科學管理和科學決策。

1 關鍵技術

1. 1 ASP.NET技術

ASP.NET技術為開發Web應用程序提供了所需的所有解決方案，具備較好的編程語言功能，尤其對C#語言的支持，提供了大量功能豐富的用戶控件，將代碼與顯示內容拆分開來，降低了耦合度，使得各種精美的頁面更加易于編輯，使開發變得更加簡單、快捷[ 4 ]。

1. 2 MySQL技術

MySQL是關系型數據庫管理系統，具有跨平臺性、體積小、運算速度快、使用成本低、開放源代碼、安全可靠等優勢被廣泛應用在各個領域[ 5 ]，已經成為非常受歡迎的數據庫管理系統之一，主要用于提供數據托管服務。

1. 3 jQuery技術

jQuery框架是一種兼容性較強的JavaScript框架，具有多種頁面組件，操作便捷，便于用戶應用超文本標記語言的documents和events屬性事件，頁面呈現效果較為理想，可以實現用戶與網站之間進行AJAX深度交互，具有更強直觀性操作特點[ 6 ]。jQuery框架可以為用戶提供多樣化界面組件，包括面板、數據顯示表格、菜單樹以及圖形報表等。jQuery框架的優勢表現在：（1）框架簡潔、流暢，屬于輕量級的Java Script庫，代碼壓縮較小；（2）應用范圍廣，可以滿足多類型軟件開發需要；（3）可以滿足CSS1-CSS3需要，同時兼容基礎的XPath；（4）兼容市場上常見的瀏覽器[ 7 ]。

1. 4 WebGIS技術

WebGIS技術是Web框架下的GIS應用，GIS專門負責對多源多方式的地理空間數據進行采集，并利用專門組件模塊完成數據清洗，包括數據類型轉換、數據結構映射、數據存儲等[ 8 ]。利用GIS核心模塊，對數據的空間地理信息內容進行Web客戶端展示。本文采用WebGIS實現觀測點位置基于BaiDu地圖的定位顯示。

2 數據庫設計及功能設計

2. 1 數據庫設計

對監測數據進行分析整合，設計了角色用戶信息、機構人員信息、觀測記錄表（樣點、樣線、樣方）、物種信息、因子信息、文獻管理目錄等，本系統采用MySQL數據庫進行設計與實現（表1～表5）。

2. 2 系統功能設計

依據系統角色設置了系統管理功能和機構管理功能，具體功能詳見圖1。

3 系統功能實現

系統實現過程中采用ASP.NET、jQuery等技術，實現界面布局設計，并采用ADO.NET技術對服務器端MySQL數據庫進行訪問，實現觀測數據等內容的查詢、增加、修改、刪除等操作。

3. 1 系統登錄界面

用戶通過輸入用戶名、密碼及驗證碼進行登錄，系統根據用戶角色權限跳轉到相應的功能界面，實現系統功能角色化管理圖2～圖3。

3. 2 觀測位置顯示

百度地圖API是百度為開發者免費提供的一套基于百度地圖服務的應用接口，開發者通過API，利用JavaScript腳本語言可以實現在網站上構建功能豐富、交互性較強的地圖應用程序[ 9 ]。使用百度地圖API實現觀測位置（樣點、樣線、樣方）矢量地圖及遙感影像的展示。通過獲取用戶輸入的觀測位置經度和緯度地理坐標（經緯度）信息，使用JavaScript調用百度地圖API的map.addOverlay方法向地圖添加標注點等覆蓋物，達到觀測點位的地圖顯示。添加觀測點部分實現代碼如下：

var point = new BMapGL.Point（lon， lat）;

var marker = new BMapGL.Marker（point）; //創建標注

map.addOverlay（marker）;

3. 3 觀測數據管理

觀測數據是水禽生物多樣性資源監測的重要內容，包括樣點觀測數據、樣線觀測數據、樣方觀測數據等。每項觀測數據的內容存在部分差異性，用戶根據觀測方式選擇相應內容進行增刪查改等操作。觀測數據內容主要包括觀測記錄、層次記錄、人為干擾、物種等專題內容。其中，觀測記錄包括樣點基本信息、樣點空間位置（經緯度值）及觀測時間等；層次記錄為記錄層次一、層次二；人為干擾包括人為干擾類型、強度等；物種包括物種名稱、物種編碼、數量、距離尺度、生境編碼等。

3. 4 物種信息管理

實現對濕地水禽（鳥類）物種信息添加、修改、查詢、刪除等操作。物種信息內容包括：類、科、目、種、棲息生境、數量、留居、區系、保護等級、經濟價值等內容。數據可以通過批量導入電子表格、手工添加等方式進行數據入庫。

3. 5 數據因子管理

主要是實現本系統中各類屬性閾值的數據字典內容的添加、修改、刪除等操作管理，如人為干擾、生境、層次等項目因子都包括具體哪些內容。在數據庫設計階段，需要對每一項數據因子進行分析歸類，建立數據字典，確定項目類別、代碼、名稱、所屬類別等內容，對于具有包含關系的數據需要確定所屬類別；在軟件設計階段，為方便用戶在選擇所屬類別因子后，可以自動實現子類別信息的自動關聯顯示，保證用戶在手工添加的過程中，可通過數據列表方式進行快速選擇，實現高效操作。

3. 6 文件管理

對于無法采用數據庫管理的文件資料，系統設計了文件管理功能，實現對相關文件資料的存檔管理。系統以目錄樹顯示的方式，以觀測編碼為根目錄，以年度、日期等為子目錄，對觀測的照片、原始觀測記錄表、觀測軌跡等信息進行上傳操作，管理用戶可根據權限進行相關文件夾的創建和編輯等，對于其他用戶在獲得相關權限后，可以進行在線瀏覽等。

4 結 論

本文就黑龍江省濕地水禽生物多樣性資源監測數據管理系統采用的關鍵性技術、數據庫設計及軟件實現進行全面的闡述。該系統總體實現了對濕地水禽生物多樣性資源監測數據的綜合管理，其采用網絡段權限登錄方式，實現監測數據的共享訪問，使監測數據更好的服務于濕地水禽生物多樣性的監測、保護和研究工作，提高了數據管理的標準化和規范化，對生物多樣性的科學保護、管理和決策提供了更好的數據支持。

參考文獻

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［6］ 楊雨成，? 任利峰.? My SQL數據庫性能優化技術研究［J］.? 科技經濟導刊， 2020， 28（3）： 32.

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［10］ 文詩雅，? 朱大明，? 劉正綱，? 等.? 基于百度地圖API和引力模型的城市公園時空可達性研究［J］.? 貴州大學學報（自然科學版）， 2022， 39（5）： 68 - 74.