北京林业大学数字标本馆web系统的建设

王 灿 田 萱 陈志泊 张静斯 范瑞芳

(北京林业大学信息学院，北京 100083)

北京林业大学数字标本馆web系统的建设

王 灿 田 萱 陈志泊 张静斯 范瑞芳

(北京林业大学信息学院，北京 100083)

北京林业大学标本馆整合了全校植物、动物、菌物、昆虫、木材、岩石、种子等各类标本资源约34万份，承担着校内外教学、科研和科普等多项任务。建立北京林业大学数字标本馆的web系统，为校内外用户提供独具特色的基础数据和方便快捷的智能服务。

数字化标本馆；web系统；框架；检索

北京林业大学标本馆整合了校内的植物、动物、菌物、昆虫、木材、土壤、种子等各类标本资源。它收藏了各类标本约34万余份，承载着校内外教学、科研和科普等多项任务。然而，由于它缺乏后台数字资源和前台服务体系的支撑，导致其延展空间有限，难以发挥更大的价值，这给标本馆的管理与发展带来了极大的挑战。主要体现在以下几个方面。①馆地空间有限，难以将更多的标本展示出来。这限制了标本馆的可持续发展能力，难以发挥标本的实际作用，不能更好地体现标本馆的价值。②展现的环境有限，难以将一个标本的信息全面完整地展现出来。这限制了用户从多角度如生长历史、三维结构、微观组织等角度了解标本信息。③展示的手段有限，难以向用户提供灵活自由的个性化的展现方式。这限制了用户应用互联网、掌中移动手机、馆中电子设备等手段更好更全面地参观标本馆。④标本管理的模式有限，难以提供系统、方便的信息管理维护。这限制了标本管理者采用一致、方便、快捷的管理方式对各类如声音、文字、视频、三维动画等资源进行管理和维护。⑤智能服务水平有限，难以提供适合特定教学、科研目标的智能服务模式，如标本信息智能推送、标本知识共享查询等。这降低了标本馆使用效率和推广范围。

因此，本文提出的数字标本馆web系统将在时间、空间、内容、服务4个维度实现对现有标本馆的延伸。本系统旨在将实体标本和数字标本相结合、宏观结构与微观结构相结合、平面结构与三维结构相结合，建设独具特色的基础数据平台，并将高效信息管理与智能信息服务相结合，建设方便快捷的智能服务平台。

一、数字标本馆web系统的架构

本数字标本馆系统的底层按照动植物知识体系组织标本，并存储标本的多维信息，以实现共享、开放的基础信息平台；上层以web和移动主流技术架构服务网站和移动终端应用为目标，实现友好方便快捷的用户交互体验。本数字标本馆系统提供以目录树的形式展示标本信息的展示功能；提供按不同类别、季节、展示位置等因素的搜索功能；提供按关键字模糊搜索标本信息的智能搜索功能；提供标本管理员对标本信息系统的管理功能。

本数字标本馆系统发布后可以具备多重的社会价值和较高的经济价值：①满足北京林业大学校内外师生的教学实践活动和科研工作的需要，提高教学科研的效率和效果；②推广和发扬北京林业大学自身的学科和资源优势，使全校师生和社会人员共享校园信息和知识；③提高标本馆的管理使用效率，扩大标本馆的应用范围，提高标本馆的知名度。

另外，在数字标本馆系统架构设计方面，整个系统分为底层、中间层和上层3个层次，其具体功能见图1所示。

图1 数字标本馆web系统架构

①底层。它是基础数据平台，是数据管理和数据维护的基础，用来实现实体标本和数字标本的结合、宏观结构与微观结构的结合、平面结构与三维结构的结合，同时存储和维护包括文字、图像、声音、视频、3D动画等多维的多媒体信息。②中间层。它是智能服务平台，用来实现高效信息管理与智能信息服务的结合，及数字标本馆的各种服务功能。该平台基于底层的基础数据平台，为面向上层的多种类型应用接口提供服务，其主要功能分为对用户的管理、对标本的管理、对类别导航的管理以及检索和知识服务4大模块。③上层。它是多种应用接口，用来实现不同平台、不同设备上的数字标本馆的访问服务，并为用户提供自由随行的移动数字标本馆的体验。

二、数字标本馆web系统的关键技术

(一)用户角色设定和功能需求分析

本数字标本馆系统根据需求，设定了3种用户角色，分别是超级管理员、标本管理员和普通匿名用户。这3个角色分别对应3个功能模块，即超级管理员模块、标本管理员模块和用户检索浏览模块，如图2所示。

图2 数字标本馆web系统功能模块的构成

①超级管理员模块。超级管理员登录后不仅可以对普通用户进行增、删、改、查的操作，修改普通用户所属的社会用户、学生用户、教师用户的类别，而且还可以对标本管理员管理的模块进行增、删、改、查的操作，修改标本管理员管理的菌物、病害、植物、动物等的标本类别。②标本管理员模块。标本管理员登陆以后可以对标本的信息进行管理，可以新增和修改标本的采集信息，同时还可以新增、修改、删除标本的鉴定、馆藏和多媒体的信息。另外，标本管理员模块还拥有检索功能，标本管理员可以通过关键字对标本进行检索。在标本管理员模块中，还向标本管理员提供了数据导入和导出功能，标本管理员既可将标本信息导出到excel中，又可将excel中的标本数据导入到数据库中。同时，在标本管理员模块中，还有标本类别的导航树功能，管理员可以通过导航树功能，查看标本的类别信息，并对标本的类别进行增、删、改、查的操作。③普通用户检索浏览模块。用户可以通过关键字对标本信息进行检索，查看标本的采集、鉴定、馆藏等信息。

(二)概念结构和数据存储

在整个数字标本馆web系统中，按照概念结构将系统划分为动物、植物和菌物/病害3大数据模块。下面以菌物管理模块的E-R图为例对系统的数据概念结构进行说明，见图3。

图3 E-R菌物概念结构

其中，管理员与菌物采集信息、菌物馆藏信息、菌物多媒体信息、菌物鉴定信息和菌物类别信息是一对多的关系，而菌物采集信息与菌物馆藏信息、菌物多媒体信息、菌物鉴定信息、菌物类别信息之间也是一对多的联系，即一条菌物采集信息对应多条其他的菌物信息。菌物采集信息和菌物其他信息之间采用外键方式进行关联。

(三)基于MVC+SSH的系统架构实现

本项目采用基于MVC+SSH的系统架构实现方式。SSH是由struts+spring+hibernate组成的一个集成框架，是目前较为流行的一种web系统开源开发框架。struts2作为控制中心，负责拦截用户的请求，并对用户的请求进行处理和响应，同时采用struts2标签库和jsp页面当作视图展示层。spring则负责管理系统中的各种bean实例及资源，采用依赖注入的方式提高系统的灵活性，同时spring提供了业务层事务管理，对于数据库的事物进行安全可靠的管理。hibernate是开源的对象关系映射框架，它对jdbc进行了轻量级的封装，并提供数据查询和获取数据的方法。

MVC架构分为表示层、业务逻辑层和数据持久层。表示层主要是通过浏览器实现与用户之间的交互链接，并负责传送用户的请求和接受系统的响应。业务逻辑层主要包括了Action和Service层，其中Action层负责接受用户的请求，并调用相应的Service层的业务，然后返回相应的结果；Service层是具体的业务处理层，提供系统的业务方法，并调用相应的数据持久层。数据持久层主要给业务逻辑层提供访问数据库的接口，业务逻辑层调用数据持久层中的方法来对数据库进行访问。

图4 基于MVC+SSH的系统架构

下面以菌物标本信息管理为例，通过菌物标本信息管理的执行流程解释基于MVC+SSH的数据库系统架构实现的问题，如图4所示。

三、数字标本馆web系统的应用效果

本文提出的数字标本馆web系统将在时间、空间、内容、服务4个维度实现对现有标本馆的延伸，其效果见图5和图6所示。该系统上层以web主流技术架构SSH架设网站，前台页面采用jsp、css、javasript、jquery来给用户提供展示以及和用户交流沟通的平台，实现了友好方便快捷的用户交互体验。目前，北京林业大学数字标本馆web网站测试版已上线运行，在为北京林业大学师生提供方便快捷服务的同时，也获得了校内外用户的一致肯定。

图5 北京林业大学数字标本馆标本管理员登录界面

图6 北京林业大学数字标本馆标本管理员查询界面

[1] 王珊，萨师煊.数据库系统概论[M].北京：高等教育出版社，2005：203-219.

[2] 陈志泊，王春玲.数据库应用技术[M].北京：人民邮电出版社，2005：18-30.

[3] 李刚.轻量级Java EE企业应用实战：struts 2+spring 3+hibernate整合开发[M].3版.北京：电子工业出版社，2012：1-4.

(责任编辑 孙艳玲)

北京林业大学2013年本科教学工程项目“非计算机专业数据库应用技术”；北京林业大学2014年校园信息化专项研究基金项目“基于SSH架构的北京林业大学数字标本馆web系统的研究与开发”。