武夷学院植物信息平台的建设与实现

李焰焰，康勋杰，聂传朋，史凌珊

（武夷学院 茶与食品学院，福建 武夷山 354300）

1 校园植物信息化发展概况

植物信息化是指以现代信息技术手段为基础，将植物作为研究对象，提取各个属性且将其数字化和结构化。植物信息化给人们工作、生活或学习带来了极大的便捷[1-2]，主要体现在植物管理和保护、植物资源调查和研究及植物资源信息化的利用等方面。随着信息和网络高速发展，植物信息化在各个方面的应用越来越多，其应用和发展得以相互提升促进[3]。

校园植物信息化是指将校园的植物进行调查和研究，分析和整合成可见的数据及信息，供学习研究及使用，且这些关于植物的数字化教育具体体现在许多高校校园内的植物信息化的技术和应用。校园植物是校园环境建设中尤为重要的一环，作为校园大环境的建设的重要组成部分，主要负责营造校园的景观及美化校园环境。除此之外，校园植物也在校园文化建设和教育教学中提供丰富的资源，因此积极开发饱含校园文化和教育教学特性的校园植物，使其有利于在校园环境中塑造和影响学生[4]。

在大学构建一个校园植物信息系统现存的方法有很多，例如最普遍使用的植物挂牌[5]、编写校园内的植物名录[6]、制作植物位置地图等，但是这些方法皆存在系列不足，难以构建出一个高效、智慧、全面、合理的校园植物信息系统。植物挂牌对校园植物知识的科普起到较好的效果，也存在着较多的缺点，如挂牌的使用年限问题，资源的浪费问题，还有针对植物种类繁多、草本藤本等不能有效利用挂牌。编写植物手册的方法更为繁琐，从前期的收集鉴定到后期的编写，再到最后的出版印刷等，都需耗费非常多的人力、物力及财力，同时手册的使用针对人群也受限制。植物位置地图可以有效解决上述繁琐和使用人群受限制的问题，但对于以植物种类繁多的校园进行植物点定位和地图实测有巨大的工作量。所以构建一个高效、智慧、全面、合理的校园植物信息系统，并让这个系统高效运作并方便使用是一个有待探讨的问题[7]。

迄今为止，有关校园植物资源网络信息化的研究，大多数还是集中在对校园植物区系特征、配置分析和种类应用等方面。现在也有许多高校在校园植物资源网络信息化方面的发展上迈出一大步且做了相应建设，如华南师范大学校园植物网(http://life.scnu.edu.cn/biology/scnuplant/)，安徽大学校园植物网(http://plants.ahu.edu.cn/main.psp)等。虽已应用在理论教学和宣传文化等方面，然而也存在一些不容忽视的不足，如平台内容及功能单一、缺乏植物位置分布数据、缺少与使用者互动，难以让使用者方便且有效利用[8]。

校园像是一个“大公园”，由地形、植物、建筑小品等构景要素所组成[9]。植物在这些构景要素中是最具重要和兼具很多功能的一个要素，具有调节气候、保护环境、美化校园等功能。同时校园内的植物也是可利用的课程资源，如何利用网络、多媒体、空间信息技术来提高植物资源利用率是值得思考的问题。搭建校园内植物资源的信息化平台，是一个很有效的方法，对教育教学具有多种作用及意义:首先，有利于学生对所学植物知识的加深记忆、理解并能应用自如；其次，有利于促进园林树木学、植物学、花卉学和植物保护学等课程的建设及提供教育教学的素材，方便理论及实践；最后，植物信息化还有利于全面且更好地展示校园植物，对科普和教育有推进作用[10]。因此建设出科学有效的校园植物信息化平台，把校园这一座“植物馆”开发利用好，对于教学、科普等有着不可或缺的作用[11-12]。

2 武夷学院植物信息平台建设方法

武夷学院植物信息平台的建设步骤主要包括前期植物信息的采集和鉴定、植物信息平台的功能及模块设计构思、武夷学院植物信息平台建成及调试、武夷学院植物信息平台互动应用。

2.1 武夷学院植物信息的采集和鉴定

校园的植物调查主要有两大部分，分为校园实地调查和校内所藏的植物标本整理。以道路为分界线，对整个校园进行划分，共划分七个大区域，方便后续整理植物信息资料和上传资料。对校园的实地调查开设时间为2020 年11 月下旬，主要对校园道路的行道树进行分类及调查。采用枝剪、单反相机、白布、地图、记号笔和粉笔等调查工具，对校园行道树进行普查，做调查记录和留存照片。采集信息以校园道路线路为基础，如兴贤路、屏山路、仁智路、云谷路和瑞樟路等。在调查过程中对道路同种的园林植物进行筛选，作为该道路园林树木的代表[13]。对代表树种进行整体从基部到树冠或园林植物四季变化的拍摄，对于该植物的花、果、树叶和枝干等形态特征或其在生长周期内进行的形态特征变化也分别进行拍摄，同时对于该园林植物的地理位置进行标记。采集以上的信息进行留存，在后期对其进行筛选制作，如挑取效果最好的照片、利用LR、PS 等软件进行照片优化和剪裁、给每一种植物进行分类分组记录花、果、枝叶等图像信息和文字信息以及该植物的位置信息[14-15]，最后分类鉴定。对于校园所藏的植物标本也做相同处理，分别为标本信息整理记录、照片采集和信息整合。

2.2 武夷学院植物信息平台的功能及模块设计

武夷学院植物信息平台模块主要包括，“首页”“校园地图”“武院植物”“武院标本馆”“草木记”“植物论坛”和“平台链接”。其中在“首页”中具有两个推荐位和一个关于武夷学院的简介及导航条等。两个推荐位分别为“草木记”和“武院植物”可以对这两个模块置顶及推荐一些优质文章和特色植物放于首页，便于使用者快速地阅读和浏览一些精彩内容。同时也在首页介绍武夷学院植物信息平台的建设历程和其主要内容及功能作用。

“校园地图”和“武院植物”是网站的核心模块，其作用主要是为使用者提供校园植物资源地图检索和校园已有植物查询。在校园地图模块，将学院划分为几个区域，在这些区域中的乔木、灌木等植物通过人工和GPS 相结合定位标注在区域图中。使用人员在操作时，通过校园植物资源地图，点击各个区域的地图，可以清晰地看到每个区域拥有的植物，也带有这些植物的属性信息，进而在植物库中检索到该种植物，同时也可以通过标注的坐标在校园中找到实物。除此之外，同时建立另外一数据库“武院植物标本”，该数据库中主要收藏学院中老师和学生制作的标本，并将这些标本进行图像化和信息化，录入在数据库中，这样可以方便使用者在查看标本时，减少线下查询搜索的麻烦，而只需在信息平台中通过检索栏进行搜索便可找到有关的标本及信息，以做到数字化标本。“草木记”也是武院植物信息平台的另一特色，其目的在于建设一个展示及存放优质文章的栏目。在这一栏目中可以进行转载优质文章或由老师审稿接收学生和老师的优质文章进行投放到该栏目下，在后期也可设置一些特殊频道，例如植物知识科普、武院四季等，在植物知识科普中可以组织专业相关的学生或老师进行一起编写，分期发布，以达到后期也可作为全学校学习植物知识的一种方式。

2.3 武夷学院植物信息平台搭建的相关技术

对武夷学院植物信息平台搭建所使用到的相关技术及软件有MySQL、PHP语言、Dreamweaver、WampServer 等。

3 武夷学院植物信息平台建设结果与分析

校园内植物信息采集，一共整理收录125 种园林植物，目前录入平台的有校园行道树25 种，其他的植物也陆续进行收集整理并实时更新。在此次对校园的植物信息采集调查共历经一个季节，达到预期目标，得到校园内行道树、各个校园区域的植物信息，对于其他三个季节，也将在后续几年内进行，对这些已采集的植物进行补录信息，例如各个季节的树叶变化、花果的形态变化等信息进行补录。在标本资源的信息化采集板块，也整理收录100 余种植物的标本，共有66 科89 属，其中被子植物74 种、裸子植物8 种、蕨类植物17 种。同时也可从这些数据看出校园内的植物缺乏多样性，此结果可以对以后学校校园绿化工作中丰富植物多样性起到一定的推动作用。

3.1 武夷学院植物信息平台的搭建

武夷学院植物信息平台的建设主要基于B/S 架构下用PHP 语言和MySQL 数据库而设计出一个高效、智慧、全面、合理的校园植物信息平台系统。PHP语言指的是在服务器的执行端中运行的一种通用开源脚本语言，其拥有超级文本预处理语言功能，可以利用来开发动态网页[16]。因此基于B/S 架构下用PHP语言编写的动态网站，能够使动态网站相对传统中的静态网站更符合人的需求，做到安全快捷。同时也利用相对ACCESS 数据库安全性能更加良好的SQL 数据库，作为后台数据存储和写入的“仓库”[17]。所以基于B/S 架构下用PHP 语言和MySQL 数据库编写的校园植物信息平台系统可以容纳较多的资源信息，同时也为这些植物资源信息提供安全保障。

在对动态网站的前端进行开发时，采用微软公司的Dreamweaver，该软件对于整个Web 前端（网页前端）的开发和设计，起到一个编排和设计界面的作用，让整个用户界面的设计和编排更加自如[18]。

同时该系统包含一个网站后台管理系统，能向前端提供数据亦能接收前端所提供的数据，并保存到所链接的数据库中去。在平台搭建的部分中，分别完成前端、后端（网站管理系统）和数据库的搭建。首先，在武夷学院植物信息平台网站后台管理系统使用管理员账号密码登录程序，确保整个系统的安全得到保证；其次，在网站的数据库编写中主要完成各个板块栏目下的数据表，同时也将数据库与网站系统进行关联，做到数据的输入和输出；最后，具体的页面及数据库中的数据表见下文。管理系统登录界面如图1 所示，网站管理系统的操作界面如图2 所示。

图1 网站管理系统登录界面Fig.1 Web site management system login interface

图2 网站管理系统的操作界面Fig.2 Web site management system interface

植物信息浏览、植物信息查询、植物信息编辑、植物信息管理和植物信息发布等具体的功能结构图如图3 所示。植物信息平台建设的另一关键在于数据库的设计，而数据库是要根据所建设系统的功能需求来完善设计，并且数据库是否完善决定整个系统的运作性能[19]。数据流程图如图4。

图3 系统功能结构图Fig.3 System function structure diagram

图4 数据流程图Fig.4 Data flow diagram

完成对植物信息平台的基本搭建，最后一步就是上传前期所采集经过鉴定后的植物信息，其包括文字信息、图片信息等。

3.2 植物地图

在进入植物地图栏目后，师生可以获取与植物位置等相关的各种信息。整个武夷学院被划分为七个板块区域，每个板块标注植物位置信息，同时上面也标注有山林、水系、建筑和道路等。师生可以通过板块区域上标注的位置信息准确地寻找所需要的植物，符合所构思的“地图至植物”目标。武夷学院区域划分如图5。

3.3 武院植物

武院植物为校园植物信息库，是武夷学院植物信息平台建设的重点之一。在进入武院植物栏目后右上方可以以科、属、种名等的方式在校园植物信息库种进行检索。同时也在首页编写四个推荐位，用来放置校园内的明星植物。数据库结构共有九个字段，分别可以写入植物ID、标题、来源、发布日期、缩略图、关键字、描述和内容等。武院植物栏目界面如图6，植物信息数据表的结构如表1。

图6 武院植物栏目界面Fig.6 Plant column interface of Wuyi University

表1 植物信息数据表结构Table 1 Structure of plant information data table

3.4 武院标本馆

武院标本馆也类似武院植物一样搭建数据库，编写成独立栏目。在此栏目下也可以用科、属、种名等方式检索到制作的植物标本图片。该栏目也可以变为学生学习和欣赏标本的地方。该数据表结构共有7 个字段，分别可以写入标本ID、标题、来源、发布日期和内容等等。其武院标本馆栏目界面如图7，标本信息数据表如表2。

图7 武院标本馆栏目界面Fig.7 Herbarium column interface of Wuyi University

表2 植物标本信息数据表结构Table 2 Structure of plant specimen information data table

3.5 草木记

草木记是集美文、科普和特色频道为一体的优质文章展示栏目。同时也具备推荐位，可在表中写入，将一些优质文章放置在首页中，供读者浏览。其中草木记数据表结构如表3。

表3 草木记数据表结果图Table 3 .Result diagram of record of plants data sheet

4 武夷学院植物信息平台建设的应用与实践

4.1 教育教学应用与实践

植物信息平台在教育与教学中便利师生，如在植物学、花卉学、园林树木学或植物保护学等学科的教学教育中，教师可以利用平台中的植物信息开展形象生动的教学，亦或使用平台上的植物位置信息，带领学生在实地中观察学习，获得更为深刻的感知。同时，由于平台的交互性功能强，使用便利，也可以作为学生课外学习植物的另一个“课堂”，让植物学理论知识得到现场实践。传统教育教学方式也能在这种新型的教学辅助下扫除一些局限，使植物学等学科的教学质量得到提升。植物信息平台的后续工作也需要发动学生来参与，在参与的过程中检验、巩固、运用理论知识。

4.2 校园文化应用与实践

校园文化中极为重要的一环就是校园环境，而通过信息化网络化将美好的校园环境搬进网络中，借助信息化技术来加强校园文化建设，让学生重视校园环境，呼吁学生共同创建美好校园。同时现代信息技术发展迅猛，高等院校更应该把握和利用好这种信息化技术，引导学生正确使用、拥有健康科学的网络观[20-21]。此外，信息化本身具有广泛性等特点，可以借此来进行大范围宣传，创建出一个人人关爱校园环境的氛围。同时用信息化的植物资源作为媒介开展一些文化活动，例如:制作标本画比赛、寻找诗文中的花草树木等活动。

4.3 具体平台应用举例

4.3.1 植物识别

学生在植物学、园林树木学或花卉学的校园植物认知实习中，通过位置信息或植物名称可以在植物信息平台中检索。例如，在操场跑道旁的野鸦椿，可以用校园道路定位检索，找出该植物的名称、科属及形态特征信息等；同时也可利用野鸦椿植物名称或科属名称进行检索，也能得到该植物的详细信息。以上两种方法在具体实践和利用中颇具成效，方便植物学、园林树木学等课程的实践教学。

4.3.1 植物文化

除认识植物这一应用之外，还可以围绕该平台开展一些线上活动，如“草木记征文”活动和“校园植物打卡”活动等，通过系列活动的开展更好地展示人与植物的关系。通过线上线下进行宣传征文活动，发布征文启事，向学生征集关于植物的文章，可以是撰写介绍自已认识的校园植物、对某一种植物的文化历史的介绍或编写校园植物花历等内容。此外也邀请专业教师进行海选，选出好文章发表在植物信息平台中，可以供学生浏览和学习。在“校园植物打卡”活动中，具体以比赛的形式举办，通过设置较长的活动时间，让参赛学生完成植物照片的收集及与植物进行合照来完成打卡活动，最后以次数决胜负。这一活动不仅拉动学生多多活跃于校园之中，走出宿舍和教室，也起到锻炼身心和植物科普的作用。综上，围绕植物信息平台开展的一些活动彰显植物信息平台的互动性、文化性等。

5 结论与展望

高等院校应该认识到现代信息技术已经快速发展，同时新一代的学生也能够顺利流畅地使用信息化网络，因此跟上时代和学生的脚步，将学校营造成氛围更好的教学环境。除此之外也必须重视信息化平台建设的后续工作，此次植物信息平台的建设还处在初建阶段，一些种类的植物信息存在空缺或信息种类不全，对此还应该查缺补漏和完善，例如:补充已有植物种类在各生长季节的图片；加强对校园内草本植物的信息化建设；同时也可以加强信息化建设，如为植物信息库中的每种植物制作“电子版身份证”，也就是基于二维码的功能[22]，将植物的特征描述或生态习性写入其中，促进信息化建设的加强。同时，针对植物信息平台的管理后台，如何优化其管理功能也是后续研究的关注点之一，使系统性能得到进一步提升。可见，武夷学院植物信息平台的建设仍需后续投入大量的时间和精力来完善。

综上所述，信息化技术已经普遍应用在各行各业中，尤其在5G 时代下，信息化技术更加突飞猛进，在教学中充分利用好这些技术，可以更好地为广大师生提供便捷的教育和学习资源。武夷学院植物信息平台随着持续改进和完善，在以后可以为广大师生提供更多更好的学习资源。