小区域植物信息管理系统的设计与实践

李璐+蒋勇

摘要植物信息化技术日益发展，为植物信息的管理和维护提供了有效的方法。小区域植物信息管理系统的实施，是面向小范围区域的植物，用更为精细的分类方式对植物信息进行管理，目前以华中农业大学数百种植物的信息为基础建立数据库，在Microsoft Visual Studio 2010平台上用C#编程语言及Microsoft SQL Server 2008数据库为技术支持，初步构成植物信息管理系统，以名称、植物特性等方式进行查询，为教学、科研以及植物爱好者对植物信息的获取等多方面提供便利。

关键词植物信息管理系统；需求分析；技术要求；系统设计

中图分类号Q948；TP311.52文献标识码A文章编号 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

随着信息化的全面发展，计算机技术在植物学科的运用也逐步占据重要的地位。20世纪80年代，生物多样性的概念被提出，同时生物信息学这一生物学术语也广为流行，这些概念涉及到了信息的采集、处理、储存、分类等众多方面[1-2]，数据量的处理也随之增大，信息技术与生物多样性相互结合为相关领域的研究者的进一步研究提供了更大的便利。

中国科学院植物研究所于1987年设置植物信息与定量分析课题组，并建立中国经济植物数据库研究课题，开始系统地、全面地开展这方面的工作，取得了显著成果，建立了12个数据库[3]。同时也有许多不同的机构，根据不同的方向，建立了各种各样的数据库。国外的著名数据库如世界保护监测中心（WCMC）建立并维护了物种数据库、自然保护区数据库、森林数据库、世界珊瑚礁和红树林数据库等[4]。相关的研究人员利用编程技术与数据库建立相关的植物信息查询系统，目前，中国林业科学研究院森林生态环境与保护研究所利用Visual Basic 6.0编程及Access数据库作为技术支持，建立的中国森林植物病害信息管理系统为林业工作者提供了丰富详细的森林病害信息[5]；北京林业大学省部共建森林培育与保护教育部重点实验和北京市林业种子苗木管理总站构建了北京市高等植物种质资源信息查询系统，针对北京地区的植物多样性的保护，同时为北京市植物物种资源的保护规划、管理和资源利用等提供了重要信息支持[6]。随着信息化的进一步发展，植物信息查询系统的建立对植物信息的规划、发展、利用和维护都是极为重要的。然而现在建立的植物信息查询系统大多都是针对较大区域的，由于区域较大，对植物信息的统计和规划存在一定的不足。为了能对植物信息进行更好的管理，小区域植物信息管理系统的建立是具有一定实践意义的。

1系统需求分析

目前大部分的植物信息查询系统功能欠缺，只能单向地用植物名称或科、种、属名检索植物，而缺乏从植物性状出发的逆向检索功能，这给初学者及非专业人士带来相当大的不便。因此，建立该植物信息管理系统，首先关心的问题是植物信息查询方式，而在数据库管理系统里则要做到充分利用植物信息。

华中农业大学坐落于中国湖北省武汉市武昌南湖狮子山，是一所以农业为优势的综合性大学，校园绿地面积为495 hm2，植物种质资源十分丰富，其中以校园内的狮子山尤为甚，因此小区域植物信息管理系统以狮子山植物为例建立。根据学校学生采集的植物信息和武汉植物志植物信息，建立的植物信息管理系统分成两大部分，即用户子系统和管理员子系统。目的是实现查询的快捷、方便和界面友好。植物信息管理系统功能如下（图1）。

2系统的技术要求

系统是采用C/S（Client/Server或客户/服务器模式）的结构，能实现连接数据库、执行查询、添加、修改等复杂操作。根据系统数据库中数据的存储量，该系统可在内部网工作，也在可单机环境下工作，这种设计可以有效地利用高校内部的校园网，为实现科研、教研信息资料和资源的共享提供便利。

系统以华中农业大学狮子山数百种植物较为全面的信息为基础，在Microsoft Visual Studio 2010平台上用C#编程语言及Microsoft SQL Server 2008数据库为技术支持，采用ADO数据访问技术和SQL语言查询技术相结合，建立小区域植物信息管理系统。通过以下这段代码实现数据库的连接与查询：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系统设计

3.1数据库设计与数据录入

根据检索信息方式的需求，构建了3个表，分别为植物信息表、内部标签转换表、管理员表。植物信息表（表1）用来存放植物的基本信息，包括植物的中文名称、拉丁名、根、茎、叶、花、果实、基本特性、生境等一些植物基本信息；内部标签转换表存放了植物各个标签的对应字符标签，用以规范化植物信息采集，以及便于植物信息的存储；管理员表用来存放管理员的登录信息，设置管理员入口，可以防止恶意更改数据或错误操作导致数据丢失等问题[7-8]。

系统的数据录入有2种方式：一是从Excel等程序中直接导入到数据库中，在植物信息构建的初期具有极大的便利性；二是通过本系统的管理员子系统对数据库中的数据进行添加、删除、修改等操作，极大地简化了后期数据的维护和更新的操作，同时通过管理员子系统更新数据，为数据的安全性提供保护屏障。

3.2功能模块设计

系统设有植物名称检索模块、性状匹配逆向检索模块、快速检索模块等三大信息检索模块，另设有常见植物模块和管理员子系统维护模块。

（1）植物名称查询模块。名称检索模块利用C#编程语言与SQL语句相结合，通过植物的中文名称或拉丁名等较为直接的方式对植物进行检索，在知道某一植物的名称或拉丁名，但对该植物不够了解时，便可通过该方法进行查询，获取植物的各项详细信息。

（2）快速查询模块。快速检索模块也属于植物性状的逆向检索。适用于对该植物的具体性状十分了解时，可快速直接通过键盘输入具体性状，实现逆向模糊检索。用户先在左边的下拉框中选择性状类型，再在左边文本输入框中键入性状内容，并可通过左右两侧的“+”、“－”按钮实现检索词条的增加和删除，利用SQL语言实现植物的模糊检索。

（3）植物匹配查询模块。在实际生活中，更多的是已知植物的各种性状，却不知道植物名称，此时就需要一种逆向的检索。此模块以植物的根、茎、叶、花、果实等五大器官的具体性状作为检索词，在性状模式图片的参考下，于各下拉框中选择具体性状，直观地进行查询（图2） 。

（4）管理员子系统模块。因本系统基于C/S的运行模式，考虑到今后数据库的安全性，普通用户不能进入管理区对植物信息进行操作，启动该子系统后，进入管理员登录界面输入用户名和密码登录进入，就可以对植物信息的添加、删除、修改等操作，系统数据管理人员通过程序直接更改数据，为管理人员对植物信息的维护和更新提供了极大的便利。管理员子系统模块主要包括植物信息添加模块、植物信息修改模块和植物信息删除模块。

4结语

植物信息管理系统目前正处于发展阶段，系统具有良好的服务功能，主要表现有人性化的查询方式为专业或非专业人员的查询都提供了极大的便利；系统的查询能力强大，实现了植物信息精确查询和模糊查询，查询方式新颖便利；系统具有良好的可移植性，为以后系统的发展打下了良好的基础。该系统为植物爱好者提供了丰富详细的植物信息和特征，浏览查询过程简单，具有广阔的发展前景。后期系统可能会结合图像识别系统，通过智能拍照识别植物。系统在界面方面仍需优化，同时也会根据用户的使用反馈情况对系统进行及时的更新与维护。

5参考文献

[1] 程丹丹，赖旭龙，张克信.生物多样性信息学及其在地质学研究中的应用[J].地质科技情报，2006，25（4）：74-78.

[2] 徐克学.中国经济植物数据库的研究和建立[J].Journal of Integrative Plant Biology，1992（3）：14.

[3] 纪力强.生物多样性信息系统建设的现状及CBIS简介[J].生物多样性，2000，8（1）：41-49.

[4] 梁军，屈智巍，达乎巴雅尔，等.中国森林植物病害信息管理系统的建立[J].林业科学研究，2005，18（4）：101-106.

[5] 宿敏，姜英淑，李景文，等.北京市高等植物种质资源信息查询系统的构建与特点[J].生态科学，2011，30（2）：162-169.

[6] 张润娟，李伟.世界水生植物科属检索系统的设计与建立[J].武汉植物学研究，2002，20（6）：481-484.

[7] 傅书遐.湖北植物志[M].武汉：湖北科学技术出版社，2002.

[8] 李律松，马传宝，李婷.Visual C#+SQL Server数据库开发与实例[M].北京：清华大学出版社，2006.

3系统设计

3.1数据库设计与数据录入

根据检索信息方式的需求，构建了3个表，分别为植物信息表、内部标签转换表、管理员表。植物信息表（表1）用来存放植物的基本信息，包括植物的中文名称、拉丁名、根、茎、叶、花、果实、基本特性、生境等一些植物基本信息；内部标签转换表存放了植物各个标签的对应字符标签，用以规范化植物信息采集，以及便于植物信息的存储；管理员表用来存放管理员的登录信息，设置管理员入口，可以防止恶意更改数据或错误操作导致数据丢失等问题[7-8]。

系统的数据录入有2种方式：一是从Excel等程序中直接导入到数据库中，在植物信息构建的初期具有极大的便利性；二是通过本系统的管理员子系统对数据库中的数据进行添加、删除、修改等操作，极大地简化了后期数据的维护和更新的操作，同时通过管理员子系统更新数据，为数据的安全性提供保护屏障。

3.2功能模块设计

系统设有植物名称检索模块、性状匹配逆向检索模块、快速检索模块等三大信息检索模块，另设有常见植物模块和管理员子系统维护模块。

（1）植物名称查询模块。名称检索模块利用C#编程语言与SQL语句相结合，通过植物的中文名称或拉丁名等较为直接的方式对植物进行检索，在知道某一植物的名称或拉丁名，但对该植物不够了解时，便可通过该方法进行查询，获取植物的各项详细信息。

（2）快速查询模块。快速检索模块也属于植物性状的逆向检索。适用于对该植物的具体性状十分了解时，可快速直接通过键盘输入具体性状，实现逆向模糊检索。用户先在左边的下拉框中选择性状类型，再在左边文本输入框中键入性状内容，并可通过左右两侧的“+”、“－”按钮实现检索词条的增加和删除，利用SQL语言实现植物的模糊检索。

（3）植物匹配查询模块。在实际生活中，更多的是已知植物的各种性状，却不知道植物名称，此时就需要一种逆向的检索。此模块以植物的根、茎、叶、花、果实等五大器官的具体性状作为检索词，在性状模式图片的参考下，于各下拉框中选择具体性状，直观地进行查询（图2） 。

（4）管理员子系统模块。因本系统基于C/S的运行模式，考虑到今后数据库的安全性，普通用户不能进入管理区对植物信息进行操作，启动该子系统后，进入管理员登录界面输入用户名和密码登录进入，就可以对植物信息的添加、删除、修改等操作，系统数据管理人员通过程序直接更改数据，为管理人员对植物信息的维护和更新提供了极大的便利。管理员子系统模块主要包括植物信息添加模块、植物信息修改模块和植物信息删除模块。

4结语

植物信息管理系统目前正处于发展阶段，系统具有良好的服务功能，主要表现有人性化的查询方式为专业或非专业人员的查询都提供了极大的便利；系统的查询能力强大，实现了植物信息精确查询和模糊查询，查询方式新颖便利；系统具有良好的可移植性，为以后系统的发展打下了良好的基础。该系统为植物爱好者提供了丰富详细的植物信息和特征，浏览查询过程简单，具有广阔的发展前景。后期系统可能会结合图像识别系统，通过智能拍照识别植物。系统在界面方面仍需优化，同时也会根据用户的使用反馈情况对系统进行及时的更新与维护。

5参考文献

[1] 程丹丹，赖旭龙，张克信.生物多样性信息学及其在地质学研究中的应用[J].地质科技情报，2006，25（4）：74-78.

[2] 徐克学.中国经济植物数据库的研究和建立[J].Journal of Integrative Plant Biology，1992（3）：14.

[3] 纪力强.生物多样性信息系统建设的现状及CBIS简介[J].生物多样性，2000，8（1）：41-49.

[4] 梁军，屈智巍，达乎巴雅尔，等.中国森林植物病害信息管理系统的建立[J].林业科学研究，2005，18（4）：101-106.

[5] 宿敏，姜英淑，李景文，等.北京市高等植物种质资源信息查询系统的构建与特点[J].生态科学，2011，30（2）：162-169.

[6] 张润娟，李伟.世界水生植物科属检索系统的设计与建立[J].武汉植物学研究，2002，20（6）：481-484.

[7] 傅书遐.湖北植物志[M].武汉：湖北科学技术出版社，2002.

[8] 李律松，马传宝，李婷.Visual C#+SQL Server数据库开发与实例[M].北京：清华大学出版社，2006.

3系统设计

3.1数据库设计与数据录入

根据检索信息方式的需求，构建了3个表，分别为植物信息表、内部标签转换表、管理员表。植物信息表（表1）用来存放植物的基本信息，包括植物的中文名称、拉丁名、根、茎、叶、花、果实、基本特性、生境等一些植物基本信息；内部标签转换表存放了植物各个标签的对应字符标签，用以规范化植物信息采集，以及便于植物信息的存储；管理员表用来存放管理员的登录信息，设置管理员入口，可以防止恶意更改数据或错误操作导致数据丢失等问题[7-8]。

系统的数据录入有2种方式：一是从Excel等程序中直接导入到数据库中，在植物信息构建的初期具有极大的便利性；二是通过本系统的管理员子系统对数据库中的数据进行添加、删除、修改等操作，极大地简化了后期数据的维护和更新的操作，同时通过管理员子系统更新数据，为数据的安全性提供保护屏障。

3.2功能模块设计

系统设有植物名称检索模块、性状匹配逆向检索模块、快速检索模块等三大信息检索模块，另设有常见植物模块和管理员子系统维护模块。

（1）植物名称查询模块。名称检索模块利用C#编程语言与SQL语句相结合，通过植物的中文名称或拉丁名等较为直接的方式对植物进行检索，在知道某一植物的名称或拉丁名，但对该植物不够了解时，便可通过该方法进行查询，获取植物的各项详细信息。

（2）快速查询模块。快速检索模块也属于植物性状的逆向检索。适用于对该植物的具体性状十分了解时，可快速直接通过键盘输入具体性状，实现逆向模糊检索。用户先在左边的下拉框中选择性状类型，再在左边文本输入框中键入性状内容，并可通过左右两侧的“+”、“－”按钮实现检索词条的增加和删除，利用SQL语言实现植物的模糊检索。

（3）植物匹配查询模块。在实际生活中，更多的是已知植物的各种性状，却不知道植物名称，此时就需要一种逆向的检索。此模块以植物的根、茎、叶、花、果实等五大器官的具体性状作为检索词，在性状模式图片的参考下，于各下拉框中选择具体性状，直观地进行查询（图2） 。

（4）管理员子系统模块。因本系统基于C/S的运行模式，考虑到今后数据库的安全性，普通用户不能进入管理区对植物信息进行操作，启动该子系统后，进入管理员登录界面输入用户名和密码登录进入，就可以对植物信息的添加、删除、修改等操作，系统数据管理人员通过程序直接更改数据，为管理人员对植物信息的维护和更新提供了极大的便利。管理员子系统模块主要包括植物信息添加模块、植物信息修改模块和植物信息删除模块。

4结语

植物信息管理系统目前正处于发展阶段，系统具有良好的服务功能，主要表现有人性化的查询方式为专业或非专业人员的查询都提供了极大的便利；系统的查询能力强大，实现了植物信息精确查询和模糊查询，查询方式新颖便利；系统具有良好的可移植性，为以后系统的发展打下了良好的基础。该系统为植物爱好者提供了丰富详细的植物信息和特征，浏览查询过程简单，具有广阔的发展前景。后期系统可能会结合图像识别系统，通过智能拍照识别植物。系统在界面方面仍需优化，同时也会根据用户的使用反馈情况对系统进行及时的更新与维护。

5参考文献

[1] 程丹丹，赖旭龙，张克信.生物多样性信息学及其在地质学研究中的应用[J].地质科技情报，2006，25（4）：74-78.

[2] 徐克学.中国经济植物数据库的研究和建立[J].Journal of Integrative Plant Biology，1992（3）：14.

[3] 纪力强.生物多样性信息系统建设的现状及CBIS简介[J].生物多样性，2000，8（1）：41-49.

[4] 梁军，屈智巍，达乎巴雅尔，等.中国森林植物病害信息管理系统的建立[J].林业科学研究，2005，18（4）：101-106.

[5] 宿敏，姜英淑，李景文，等.北京市高等植物种质资源信息查询系统的构建与特点[J].生态科学，2011，30（2）：162-169.

[6] 张润娟，李伟.世界水生植物科属检索系统的设计与建立[J].武汉植物学研究，2002，20（6）：481-484.

[7] 傅书遐.湖北植物志[M].武汉：湖北科学技术出版社，2002.

[8] 李律松，马传宝，李婷.Visual C#+SQL Server数据库开发与实例[M].北京：清华大学出版社，2006.