湖南省生物多样性信息管理系统设计

刘德军

摘要 由于环境的影响，中国物种数量在不断减少，为了保护生物多样性，维护自然生态平衡，信息化应用在保护物种数量方面能起到重要作用。利用大数据系统和云计算机技术，来建立一个大型数据库系统，用来监控环境对物种的生存情况影响。为保护生态物种研究提供基础数据信息。用以保护人类赖以生存自然环境，为环境保护研究提供数据依据。

关键词 生物多样性；环境保护；物种保护；生物多样性信息管理系统

中图分类号TP3

文献标识码A

文章编号1674-6708（2016）157-0088-02

生物多样性是指在一定时间和一定地区所有生物（动物、植物、微生物）物种及其遗传变异和生态系统的复杂性总称。它包括遗传（基因）多样性、物种多样性、生态系统多样性和景观生物多样性四个层次。本系统主要用来监控物种的生存情况，包括分布地区、物种的数量和简介。20世纪以来，随着世界人口的持续增长和人类活动范围与强度的不断增加，人类社会遭遇到一系列前所未有的环境问题，面临着人口、资源、环境、粮食和能源等五大危机。这些问题的解决都与生态环境的保护以及自然资源的合理利用密切相关。

本系统建立标准的数据库，从生物的分类来汇总海量数据，为环境保护提供相关数据依据，为人们提供物种的分布查询、统计和数据分析等。弥补湖南省生物多样性信息批管理的空白；本系统用户分为不同角色，进行数据管理。本系统的数据信息主要来源于实地调查。

1 软件设计过程

系统的构建主要分为两个阶段：数据整理与调查阶段和数据库的建立与系统开发阶段。

数据整理与调查：主要是人员的野外数据收集，信息汇总成标准统一的电子表格，收集生物图片，对物种的简单介绍说明。本阶段需要较长时间，要投入大量的人力。

1.1 需求分析

本系统的开发团队中有多位生物多样性研究方面的专家学者，专业性问题解决有保障。通过需求分析，本系统开发模式采用B/S模式。按照物种的界、门、纲、目、科、属、种来建立标准的数据表。根据行政区域划分，物种的分布情况细化到县，建立地区表。本系统的数据来源主要为实地调查所获，现有大量的相关数据，存在方式为Excel表数据形式。

1）软件使用过程当中应该分权限管理，按照区域分为不同操作人员角色，省级用户具有最高权限。用户可以批量导入和导出数据，所有的信息添加、删除和修改都需要审核。

2）具备物种的保护特性：物种分为不同的保护级别和保有量。

3）信息的导入，定义标准模板提供数据的导入，信息包括物种图片等。

4）信息发布管理：建立一个信息发布网站，包括前台和后台

5）数据安全管理：保障数据安全，制定数据备份机制。

1.2 软件设计

根据需求把软件分为以下10个模块：登录模块，信息录入模块、物种类别模块、物种资讯模块、查询统计模块、导入导出模块、审核模块、权限管理模块、系统设置和帮助。

1）登录模块：完成用户的登录，根据用户登录的ID号来判断用户的类型和角色，根据登录用户的ID确定他的可用权限与权限表关联，同时增加验证码认证方式。记录用户登录日期与用户ID同时写入系统的运行日志表。

2）信息录入模块：通过页面选择物种类别，录入物种的简介信息，上传物种相关图片。信息录入后保存到物种数据表，同时提交给上一级用户进行审核。在审核前，录入用户可以修改相关信息，一经审核不能再修改。审核通过后才会在查询结果中显示。

3）物种类别模块：按照物种的界、门、纲、目、科、属、种来建立7个基础数据表，7个表与区域信息表相关联，记录所在地区的物种类别数量等信息。通过页面选择功能来录入相关类别信息。物种类别信息由县级用户添加。

4）物种资讯模块：分为前台网页和后台控制两部分，通过用户录入物种信息，通过前台网页展示。物种资讯模块为内容管理平台。

5）查询统计模块：本模块提供给不同的用户对数据查询操作，一级界面使用省级电子地图，用户点击地图上的区域名称可以索引本地区的所有物种分布情况，以表格的形式展示。点击物种名称，展示出物种的简介信息，包括物种分布地点，简介和图片等相关信息。查询功能实现多条件组合查询，统计相关地区和物种数量。

6）导入导出模块：系统提供标准的Excel文件模板，通过网页上传导入信息。导入过程检查数据是否符合系统要求。导出功能为用户提供查询组合条件，导出生成电子表格Excel文件。

7）审核模块：用户录入的新物种能过审核后才生效，审核用户由管理分配不同的用户角色和权限。物种选择可以全选和部分选择。

8）权限管理模块：对系统的所有用户进行管理，用户级别包括：省级、市级、县区级和一般用户，用户角色包括：系统管理员、录入用户、审核用户和查询用户，对于不同的用户分配不同的权限。

9）系统设置：包括基础数据的录入、服务器设置和数据库的备份与安全等。数据的安全备份使用人工与计算机结合的方式，使用数据库自带的数据备份功能对数据进行定期备份，再由管理人员定期复制到其它存储介质，如：刻录到光盘或复制到移动硬盘等。

10）帮助：为系统提供在线帮助文档说明等。

2 软件的特性

1）本系统数据量大，为了提高数据查询速度，在软件设计过程中采用了许多优秀的算法，使用存储过程对数据进行处理。系统结构设计合理，源代码注释清晰方使阅读，升级与修改方便。软件开发完成后操作界面美观，操作简单易用，运行稳定、可靠、安全。

2）本系统是一个在因特网上发布的Web应用软件，用户可以通过浏览器访问来进行检索和查询。

3）对历史资料的收集和系统投入使用后用户对系统数据的补充。将多来源数据资料进行规范和标准化。将湖南省的生态物种建立基础数据库，为生物多样性的研究、保护提供强有力的支撑，具有较强的现实意义和社会意义。

4）由于生物多样性数据具有综合性、动态性和复杂性等特点，要维护好数据只能采用多用户分布式来管理，分区域管理，用户对本区域的数据进行采集和维护更新，来保证数据说正确性和实时性。

3 软件运行环境

3.1 硬件环境

Web服务器：

处理器2.4G*2或以上

内存4G或以上

硬盘SAS 146GB*23.2

3.2 软件环境

操作系统：Microsoft Windows Server 2008IIS7.0

数据库：Microsoft soL Server 2008

软件开发工具及语言Microsoft Visual Studio2010以上版式本，asp.net c#

4 结论

1）系统开发之前的需求分析十分重要，要了解客户的需求，在与客户充分沟通的情况下搭建好主要的框架，并且需要说明哪些需求是可以实现的，哪些是无法实现的。否则会走很多弯路，甚至导致开发失败。

2）基于用户需求的不同，选择恰当的开发工具十分关键，正确的选择开发工具可以事半而功倍。

3）访问量的考虑，使用大量的存储过程，优化IIS配置从而提高了用户的并发访问数量。