中药资源普查数据填报系统（PC端）的设计与实现

王慧　张小波　格小光　景志　王凌　赵宇平　郭兰萍　黄璐琦

[摘要]国家中医药管理局在组织实施全国中药资源普查工作中，各类调查数据资料的收集、汇总和共享应用是主要的任务之一，是实施好全国中药资源普查工作的关键环节。该文基于客户机/服务器体系结构，采用SOA平台架构、Oracle数据库、空间信息技术等，建立基于Web服务实现地理空间数据的应用模式的填报系统。中药资源普查数据填报系统（PC端）有本地数据配置、数据填报、数据校验、数据上报、PDA数据导入导出、APP数据导入、轨迹仪数据导入7个方面的数据收集汇总功能。可服务于普查队进行中药资源普查的野外调查数据采集和内业数据整理，包括：一般调查、重点调查、标本信息、药材信息、市场调查、种质资源调查、传统知识调查7个方面312项调查指标的填报。为全国中药资源普查工作提供了数据填报平台，提高了中药资源普查的效率，有利于中药资源普查数据的长久保存、成果转化和共享服务。

[关键词]中药资源普查； 数据填报； 系统设计与实现

[Abstract]The collection， summary and sharing of all kinds of survey data are one of the main tasks and achievements in the national census of Chinese materia medica resources organized and implemented by the State Administration of Traditional Chinese Medicine It is a key link in the implementation of the national census of Chinese materia medica resources Based on the client / server architecture， the data reporting system for Chinese materia medica resources survey has been established for reporting system application model of geospatial data service based on Web implementation， through the SOA framework， to achieve the data collection summary of the seven aspects of the local data configuration， data reporting， data verification， data reporting， PDA data import and export， APP data import， track instrument data import The system services include the general investigation， the focus of investigation， specimen information， herbs sample information， market research， germplasm survey， traditional knowledge survey of these seven aspects of the 312 indicators of the report， serving the Chinese materia medica resource survey of field survey data collection and internal data collation The system provides the technical support for the national census of Chinese materia medica resources， improves the efficiency of the census of Chinese materia medica resources， and is conducive to the longterm preservation of the data of Chinese materia medica resources census， the transformation and sharing of the results

[Key words]Chinese materia medica resources survey； data report； system design and implementation

各類调查数据资料的收集、汇总和共享应用是此次全国中药资源普查工作的主要任务，是实施好全国中药资源普查工作的关键环节。

现阶段组织开展全国中药资源普查工作，在数据信息收集汇总主要有以下几个方面的特点：①数据采集主体多样性。根据全国中药资源普查工作方案，此项工作以县域行政区划单元为基本单位组织实施，参考2016年全国行政区划结果[1]，全国有2 800多个县级行政区划单元，每个县组织1个或多个普查队进行野外数据采集，参加普查工作2万～3万人，来自10多个行业。②数据采集内容多样性。中药资源普查的主要目的是摸清中药资源家底情况，根据《全国中药资源普查技术规范》[2]要求，需要每个普查队收集药用资源种类、分布等基本信息，重点药材的种类分布和数量等信息，收集标本、药材、种质资源等实物资料，进行市场、传统知识调查等，涉及一般品种、重点品种、标本、药材样品、中药材市场、种质资源和中药资源相关传统知识7个方面312个指标。③数据应用需求多样性。面向行业提供多维度、多层级的中药资源基础数据信息，是此次中药资源普查的主要目的之一。通过调查工作获取的数据信息，能够有效的汇总应用。第三次全国中药资源普查时期受信息化技术方法和水平的限制，所有调查数据主要记录在纸质文件中，没有有效地数字化和信息化，对调查数据的成果转化、数据分析、应用带来很大的难度，不便于查阅、数据汇总和共享应用[3]。④采集时间周期长。根据国家中医药管理局关于组织开展全国中药资源保护、开发和合理利用的政府职能，为在国家、省和县级层面掌握区域内可药用资源种类、分布等中药资源本底情况，国家中医药管理局于2011年8月启动实施了全国中药资源普查（试点）工作。此次全国中药资源普查工作分批分次展开，数据填报汇总需要保持连续性。endprint

为辅助普查人员进行中药资源普查数据填报和汇总管理，为中药资源普查成果共享应用提供有效的数据支撑和服务，根据《全国中药资源普查技术规范》关于普查队员采集数据的内容和相关要求，研究开发了中药资源普查数据填报系统（PC端）（以下简称“填报系统”）。本文对填报系统的功能设计、开发技术方法和特点等进行简要介绍，以期加强对填报系统的认识和了解。

1系统总体架构

11系统物理结构

填报系统主要为全国中药资源普查（试点）工作提供数据填报服务，其硬件设备主要包括PC机、数据服务器、磁盘阵列等。国家、省和县三级计算机业务支撑平台通过宽带网络连接，每个单位使用各自的网络连接各硬件设备，并通过交换机和路由器设备与互联网相连，保证普查数据直接汇总到全国统一的数据平台。系统物理结构见图 1。

12系统功能结构

填报系统设计并实现了本地数据配置、数据填报、数据校验、数据上报、PDA数据导入导出、一般品种采集APP数据导入导出和轨迹仪数据导入的功能。数据填报支持离线和在线2种方式，填报内容和要求主要依据《全国中药资源普查技术规范》[3]设计，包括一般调查、重点调查、标本信息、药材信息、市场调查、种质资源调查和传统知识调查共7个方面，涉及数据内容312项。其中，系统对重点调查填报提供地图填报和表格填报2种方式，用户可根据自己的操作习惯完成重点调查资源的信息填报。系统功能结构图见图2。

2核心技术

21基于Web服务实现地理空间数据的应用模式

Web服务（Webservice）是一种革命性的分布式计算技术。从表面上看，Web 服务就是一个应用程序，它向外部暴露了一个能够通过网络进行调用的API。它使用基于XML的消息处理作为基本的数据通讯方式，消除使用不同组件模型、操作系统和编程语言的系统之间存在的差异，实现在不同平台间以一致的方式交换和描述数据，使异构系统能够作为计算网络的一部分协同运行。可以对多源异构的空间数据进行数据发现、处理、集成、分析和可视化，为实现空间地理信息共享、互操作和集成提供了解决方案。

在填报系统设计时对数据应用主要基于Web Service方式实现，以达到对跨平台、异构、多源数据的访问和互操作的目的。

22基于C/S体系结构

客户机/服务器（Client/Server，简称C/S），通过它可以充分利用两端硬件环境的优势，将任务合理分配到Client端和Server端来实现，降低了系统的通讯开销。目前大多数应用软件系统都是 Client/Server形式的2层结构，由于现在的软件应用系统正在向分布式的Web应用发展，Web和Client/Server 应用都可以进行同样的业务处理，应用不同的模块共享逻辑组件。普查队进行外业调查时，一般网络信号较差，基于C/S体系结构的填报系统设计，可以实现野外调查数据的离线填报，将数据暂存在本地数据库，待网络条件较好时，再汇交上海窜到统一的服务器。

3系统功能设计

31本地数据库配置

全国中药资源普查以县域为最小单元组织实施，在填报系统设计中数据填报和汇总管理的最小单元也是县域。本地数据配置是填报系统的重要功能之一，是整个填报工作的前提，为数据的成功填报和数据上报提供基础，是县级调查工作数字化成果的保障。本地数据一般都以县级行政代码命名，其中包括3个文件夾，第一个是BasicData文件夹，用于存放空间数据（行政区划、植被类型、土地利用、高程、生境等）；第二个是DataBase文件夹，用于存储各县填报数据所用的基础字典数据、填报数据等；第三个是配置文件，用于实现填报系统的配置。

32数据填报内容

321一般调查用于各普查队开展县域（县级行政区划单元）内中药资源的一般调查工作，主要目的是获取县域内调查线路上中药资源的种类和分布等信息。包括药用植物、药用动物、药用矿物及其他药用资源，其中药用植物调查包括野生药用植物调查和栽培药用植物的调查。一般调查数据的填报内容包括：中药资源的种中文名、种拉丁名、科中文名、科拉丁名、经度、纬度、海拔等22个指标项。

322重点调查用于开展县域内野生重点药用植物资源的调查工作，主要目的是获取县域内中药资源的种类、分布和蕴藏量等。重点调查数据填报，包括抽样方案中代表区域、样地、样方套、种类、数量和质（重）量6个方面信息的填报，共计87个指标项。其中，代表区域信息的填报包括代表区域名称、代表区域所属县名称、代表区域面积等9项指标。样地信息的填报包括样地所属代表区域名称、样地名称、行政区划名、调查人员、调查时间、生境照片、工作照片等13项指标。样方套信息的填报包括植被类型、土地利用类型、经度、纬度、海拔、坡度、坡向、坡位、6个小样方的群落照片等15项指标。种类信息的填报内容为野生重点药用植物资源的种中文名、种拉丁名、科中文名、科拉丁名、经度、纬度、海拔等22项指标。数量信息调查的目的是获取样方内重点调查目录中植物个体数量，包括植物个体株数、种中文名、药材名等12个指标信息。质（重）量信息调查的目的是获取植物个体入药部位的质（重）量，质（重）量信息的填报内容包括药材名、种中文名、入药部位、植物个体编号、入药部位鲜重、入药部位干重、采集时间等16个指标。

为了方便普查队员进行重点调查数据信息的填报，填报系统提供了表格填报和地图填报2种数据填报方式。地图填报可直观立体地填写，查看所属代表区域、样地、样方以及样方内的种类信息，并可通过工具栏对地图进行操作，包括加载数据（图层）、放大、缩小、平移、全图、前一视图、后一视图、清除选择、量距、选择目标、信息查询等功能。

323标本信息填报用于开展县域内腊叶标本信息的采集工作，主要目的是获取县域内鉴定准确的物种信息、记录完整的标本采集信息，以备后人考证应用等。原则上每一个县、每一种中药资源需要采集一份腊叶标本进行长期保存，为腊叶标本馆库建设和信息化建设奠定基础。标本信息的填报内容包括标本采集地点、采集时间、采集人、采集号、生境描述、经度、纬度、海拔、生态环境、标本照片等43个指标。填报系统支持标本信息的导出，标本采集记录表、标本鉴的打印。endprint

324药材信息填报用于开展县域内药材样品信息的采集工作，主要目的是获取县域内种类确定、质量优良、鉴别特征突出，采集记录完整，具有较高科研、展示和应用价值的药材样品信息，为建立我国中药材样品库奠定基础。药材信息填报内容包括样品编号、药材名、植物名、学名、科名、入药部位、质（重）量、采集人、采集地点、采集时间、鉴定人、照片、功效及应用等29个指标。填报系统支持药材信息的导出，药材样品卡、药材样品鉴定签的打印。

325市场调查用于对县域内中药材市场调查信息的采集工作，获得市场流通过程中的中药材（包括饮片）种类的供应量、需求量、价格信息、代用品、伪品、来源、产地、商品规格、进出口信息等。

市场调查分为走访调查、进出口调查和企业利用现状调查3类，共调查59项指标。其中，中药材市场走访调查填报内容包括调查地点、调查商户名称、调查市场、市场照片、调查人员、调查时间、商户照片等11个商户信息，基原名称、药材名称、入药部位、商品名、收购来源、收购价格、年收购量、销售价格、年销售量、销售去向等15个药材信息；中药材市场进出口情况调查填报内容包括调查地点、调查时间、企业名称、受访人员、药材名、基原名、药材形式、产地、进口价格、出口价格、年进口量、年出口量、进出口国家等19个指标；中药材市场企业利用现状调查填报内容包括调查地点、调查时间、企业名称、药材名、基原名、产地、平均收购价格、年需求量、年收购量等14个指标。

326种质资源调查用于各县级普查队以种子、种苗等形式收集种质资源信息的填报。填报内容包括种质编号、保存资源类型、种名、拉丁名、入药部位、原植物照片、生长周期、原产地、来源地、栽培学分类、特征特性、生态环境类型、生境照片、收集量、采集人信息等38个指标。

327传统知识调查用于与中药资源相关传统知识调查信息的填报，目的是发现、收集、整理和确认在基层、民间持续传承应用的地方性、民族性药物应用的知识和经验，建立保护名录，为进一步开展保护和推广应用奠定基础。传统知识调查填报内容包括该传统知识持有人、药用部位、栽培采收、性味、功效、主治病种、配伍、禁忌、加工方法、用法、疗效和应用历史等34个指标项。

33数据校验

数据校验是以保证数据的完整性、有效性和准确性为目的，在附加规则的前提下，用一种指定的算法对普查队填报的数据进行验证。完整性用以验证数据所填报的内容是否全面；有效性可以检查数据是否符合分析要求；准确性则能够考察数据所反映的调查结果是否真实可靠。

通过对中药资源普查数据进行校验，确保各县提交的普查数据具有较高的完整性。数据校验对《全国中药资源普查技术规范》要求198个必填项，分别提示性校验和强制性校验。其中，强制性校验的对象包括药用植物调查表、中药材市场、中药资源传统知识、种质资源和标本信息表等，共13个方面，58个指标。同时，对部分指标做了逻辑性和合理性检验，如代表区域面积不能超出县域面积，样方套不能超出样地范围，品种经纬度不能超出县边界等。如果校验不合格通过修正、补充后继续校验，直至校验全部合格后，再进行数据上传和汇总工作。

34数据上报

数据上报是为了数据收集汇总，也是对各省、县普查试点工作进度的监督和检查，为了保证数据的安全性进行加密上传。通过填报系统在线将本地数据库数据上传至国家数据库，将本地缩略图加密压缩后上传至FTP服务器，以实现对本地数据的管理。填报系统支持数据的增量上传，并具备断点续传的能力。

35PDA数据导入导出

PDA数据导入导出是为了方便广大县级普查队开展样方调查，提高样方调查的效率和调查精度，减少携带大量纸质材料，进行无纸化数据的填报和整理，可通过此功能进行PDA设备数据和PC电脑数据进行互联，分别是PDA数据导入本地数据库和本地数据导出PDA设备。PDA数据导入导出功能支持本地数据导入PDA设备和PDA数据导入本地数据库，通过PDA导入导出功能可以将野外采集数据导入到本地数据库进行校验和上传。PDA数据导入的内容包括：生态环境信息、地理位置信息、药用植物信息、生物量信息4类12个方面，34个核心指标[1]。

36APP数据导入

APP数据导入实现了一般调查采集APP系统数据导入到本地数据包，然后通过填报系统进行数据的补充完善，进行数据校验、上传至中药资源普查数据库中。APP数据导入的内容包括：中药资源种类、位置、图片、时间、标本5项核心内容15个指标。

37轨迹仪数据导入

在中药资源野外调查过程中，各普查队借助GPS轨迹仪实时记录调查走过的样线，将照片与空间位置进行对应。填报系统提供了轨迹记录仪数据导入功能，各普查队可上传轨迹仪数据，在填报系统的地图界面，直观地查看中药资源调查走过的路线。

4结语

填报系统有效地实现了本地数据库配置以及县级普查队药用植物调查、照片、中药材市场调查、中药资源传统知识调查、种质资源调查和标本数据的录入、上传、校验、汇总等工作，为中药资源普查成果汇总、成果展示以及数据交换提供了数据支撑。

自2011年8月启动全国中药资源普查试点工作以来，该系统已在全国31个省份900多个县进行广泛使用。截止到2017年7月，通过填报系统收集和汇总了近200万条数据。

[参考文献]

[1]中华人民共和国民政部 2016年中华人民共和国县以上行政区划代码（截止2016年12月31日）[EB/OL] [20170811]http：//wwwmcagovcn/article/sj/tjbz/a/2016/201612/201705311652html

[2]郭蘭萍， 陆建伟， 张小波，等 全国中药资源普查技术规范[M] 上海：上海科学技术出版社， 2014

[3]马卫峰， 孙冠楠， 张小波，等 中药资源普查野外数据采集系统设计与实现[J] 中国现代中药， 2013， 15（10）：823

[责任编辑吕冬梅]endprint