湖南省生物多樣性信息管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)

劉德軍

摘要 由于環(huán)境的影響，中國物種數(shù)量在不斷減少，為了保護(hù)生物多樣性，維護(hù)自然生態(tài)平衡，信息化應(yīng)用在保護(hù)物種數(shù)量方面能起到重要作用。利用大數(shù)據(jù)系統(tǒng)和云計(jì)算機(jī)技術(shù)，來建立一個(gè)大型數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，用來監(jiān)控環(huán)境對物種的生存情況影響。為保護(hù)生態(tài)物種研究提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)信息。用以保護(hù)人類賴以生存自然環(huán)境，為環(huán)境保護(hù)研究提供數(shù)據(jù)依據(jù)。

關(guān)鍵詞 生物多樣性；環(huán)境保護(hù)；物種保護(hù)；生物多樣性信息管理系統(tǒng)

中圖分類號(hào)TP3

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A

文章編號(hào)1674-6708（2016）157-0088-02

生物多樣性是指在一定時(shí)間和一定地區(qū)所有生物（動(dòng)物、植物、微生物）物種及其遺傳變異和生態(tài)系統(tǒng)的復(fù)雜性總稱。它包括遺傳（基因）多樣性、物種多樣性、生態(tài)系統(tǒng)多樣性和景觀生物多樣性四個(gè)層次。本系統(tǒng)主要用來監(jiān)控物種的生存情況，包括分布地區(qū)、物種的數(shù)量和簡介。20世紀(jì)以來，隨著世界人口的持續(xù)增長和人類活動(dòng)范圍與強(qiáng)度的不斷增加，人類社會(huì)遭遇到一系列前所未有的環(huán)境問題，面臨著人口、資源、環(huán)境、糧食和能源等五大危機(jī)。這些問題的解決都與生態(tài)環(huán)境的保護(hù)以及自然資源的合理利用密切相關(guān)。

本系統(tǒng)建立標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)庫，從生物的分類來匯總海量數(shù)據(jù)，為環(huán)境保護(hù)提供相關(guān)數(shù)據(jù)依據(jù)，為人們提供物種的分布查詢、統(tǒng)計(jì)和數(shù)據(jù)分析等。彌補(bǔ)湖南省生物多樣性信息批管理的空白；本系統(tǒng)用戶分為不同角色，進(jìn)行數(shù)據(jù)管理。本系統(tǒng)的數(shù)據(jù)信息主要來源于實(shí)地調(diào)查。

1 軟件設(shè)計(jì)過程

系統(tǒng)的構(gòu)建主要分為兩個(gè)階段：數(shù)據(jù)整理與調(diào)查階段和數(shù)據(jù)庫的建立與系統(tǒng)開發(fā)階段。

數(shù)據(jù)整理與調(diào)查：主要是人員的野外數(shù)據(jù)收集，信息匯總成標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一的電子表格，收集生物圖片，對物種的簡單介紹說明。本階段需要較長時(shí)間，要投入大量的人力。

1.1 需求分析

本系統(tǒng)的開發(fā)團(tuán)隊(duì)中有多位生物多樣性研究方面的專家學(xué)者，專業(yè)性問題解決有保障。通過需求分析，本系統(tǒng)開發(fā)模式采用B/S模式。按照物種的界、門、綱、目、科、屬、種來建立標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)表。根據(jù)行政區(qū)域劃分，物種的分布情況細(xì)化到縣，建立地區(qū)表。本系統(tǒng)的數(shù)據(jù)來源主要為實(shí)地調(diào)查所獲，現(xiàn)有大量的相關(guān)數(shù)據(jù)，存在方式為Excel表數(shù)據(jù)形式。

1）軟件使用過程當(dāng)中應(yīng)該分權(quán)限管理，按照區(qū)域分為不同操作人員角色，省級用戶具有最高權(quán)限。用戶可以批量導(dǎo)入和導(dǎo)出數(shù)據(jù)，所有的信息添加、刪除和修改都需要審核。

2）具備物種的保護(hù)特性：物種分為不同的保護(hù)級別和保有量。

3）信息的導(dǎo)入，定義標(biāo)準(zhǔn)模板提供數(shù)據(jù)的導(dǎo)入，信息包括物種圖片等。

4）信息發(fā)布管理：建立一個(gè)信息發(fā)布網(wǎng)站，包括前臺(tái)和后臺(tái)

5）數(shù)據(jù)安全管理：保障數(shù)據(jù)安全，制定數(shù)據(jù)備份機(jī)制。

1.2 軟件設(shè)計(jì)

根據(jù)需求把軟件分為以下10個(gè)模塊：登錄模塊，信息錄入模塊、物種類別模塊、物種資訊模塊、查詢統(tǒng)計(jì)模塊、導(dǎo)入導(dǎo)出模塊、審核模塊、權(quán)限管理模塊、系統(tǒng)設(shè)置和幫助。

1）登錄模塊：完成用戶的登錄，根據(jù)用戶登錄的ID號(hào)來判斷用戶的類型和角色，根據(jù)登錄用戶的ID確定他的可用權(quán)限與權(quán)限表關(guān)聯(lián)，同時(shí)增加驗(yàn)證碼認(rèn)證方式。記錄用戶登錄日期與用戶ID同時(shí)寫入系統(tǒng)的運(yùn)行日志表。

2）信息錄入模塊：通過頁面選擇物種類別，錄入物種的簡介信息，上傳物種相關(guān)圖片。信息錄入后保存到物種數(shù)據(jù)表，同時(shí)提交給上一級用戶進(jìn)行審核。在審核前，錄入用戶可以修改相關(guān)信息，一經(jīng)審核不能再修改。審核通過后才會(huì)在查詢結(jié)果中顯示。

3）物種類別模塊：按照物種的界、門、綱、目、科、屬、種來建立7個(gè)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)表，7個(gè)表與區(qū)域信息表相關(guān)聯(lián)，記錄所在地區(qū)的物種類別數(shù)量等信息。通過頁面選擇功能來錄入相關(guān)類別信息。物種類別信息由縣級用戶添加。

4）物種資訊模塊：分為前臺(tái)網(wǎng)頁和后臺(tái)控制兩部分，通過用戶錄入物種信息，通過前臺(tái)網(wǎng)頁展示。物種資訊模塊為內(nèi)容管理平臺(tái)。

5）查詢統(tǒng)計(jì)模塊：本模塊提供給不同的用戶對數(shù)據(jù)查詢操作，一級界面使用省級電子地圖，用戶點(diǎn)擊地圖上的區(qū)域名稱可以索引本地區(qū)的所有物種分布情況，以表格的形式展示。點(diǎn)擊物種名稱，展示出物種的簡介信息，包括物種分布地點(diǎn)，簡介和圖片等相關(guān)信息。查詢功能實(shí)現(xiàn)多條件組合查詢，統(tǒng)計(jì)相關(guān)地區(qū)和物種數(shù)量。

6）導(dǎo)入導(dǎo)出模塊：系統(tǒng)提供標(biāo)準(zhǔn)的Excel文件模板，通過網(wǎng)頁上傳導(dǎo)入信息。導(dǎo)入過程檢查數(shù)據(jù)是否符合系統(tǒng)要求。導(dǎo)出功能為用戶提供查詢組合條件，導(dǎo)出生成電子表格Excel文件。

7）審核模塊：用戶錄入的新物種能過審核后才生效，審核用戶由管理分配不同的用戶角色和權(quán)限。物種選擇可以全選和部分選擇。

8）權(quán)限管理模塊：對系統(tǒng)的所有用戶進(jìn)行管理，用戶級別包括：省級、市級、縣區(qū)級和一般用戶，用戶角色包括：系統(tǒng)管理員、錄入用戶、審核用戶和查詢用戶，對于不同的用戶分配不同的權(quán)限。

9）系統(tǒng)設(shè)置：包括基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的錄入、服務(wù)器設(shè)置和數(shù)據(jù)庫的備份與安全等。數(shù)據(jù)的安全備份使用人工與計(jì)算機(jī)結(jié)合的方式，使用數(shù)據(jù)庫自帶的數(shù)據(jù)備份功能對數(shù)據(jù)進(jìn)行定期備份，再由管理人員定期復(fù)制到其它存儲(chǔ)介質(zhì)，如：刻錄到光盤或復(fù)制到移動(dòng)硬盤等。

10）幫助：為系統(tǒng)提供在線幫助文檔說明等。

2 軟件的特性

1）本系統(tǒng)數(shù)據(jù)量大，為了提高數(shù)據(jù)查詢速度，在軟件設(shè)計(jì)過程中采用了許多優(yōu)秀的算法，使用存儲(chǔ)過程對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，源代碼注釋清晰方使閱讀，升級與修改方便。軟件開發(fā)完成后操作界面美觀，操作簡單易用，運(yùn)行穩(wěn)定、可靠、安全。

2）本系統(tǒng)是一個(gè)在因特網(wǎng)上發(fā)布的Web應(yīng)用軟件，用戶可以通過瀏覽器訪問來進(jìn)行檢索和查詢。

3）對歷史資料的收集和系統(tǒng)投入使用后用戶對系統(tǒng)數(shù)據(jù)的補(bǔ)充。將多來源數(shù)據(jù)資料進(jìn)行規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)化。將湖南省的生態(tài)物種建立基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫，為生物多樣性的研究、保護(hù)提供強(qiáng)有力的支撐，具有較強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)意義和社會(huì)意義。

4）由于生物多樣性數(shù)據(jù)具有綜合性、動(dòng)態(tài)性和復(fù)雜性等特點(diǎn)，要維護(hù)好數(shù)據(jù)只能采用多用戶分布式來管理，分區(qū)域管理，用戶對本區(qū)域的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集和維護(hù)更新，來保證數(shù)據(jù)說正確性和實(shí)時(shí)性。

3 軟件運(yùn)行環(huán)境

3.1 硬件環(huán)境

Web服務(wù)器：

處理器2.4G*2或以上

內(nèi)存4G或以上

硬盤SAS 146GB*23.2

3.2 軟件環(huán)境

操作系統(tǒng)：Microsoft Windows Server 2008IIS7.0

數(shù)據(jù)庫：Microsoft soL Server 2008

軟件開發(fā)工具及語言Microsoft Visual Studio2010以上版式本，asp.net c#

4 結(jié)論

1）系統(tǒng)開發(fā)之前的需求分析十分重要，要了解客戶的需求，在與客戶充分溝通的情況下搭建好主要的框架，并且需要說明哪些需求是可以實(shí)現(xiàn)的，哪些是無法實(shí)現(xiàn)的。否則會(huì)走很多彎路，甚至導(dǎo)致開發(fā)失敗。

2）基于用戶需求的不同，選擇恰當(dāng)?shù)拈_發(fā)工具十分關(guān)鍵，正確的選擇開發(fā)工具可以事半而功倍。

3）訪問量的考慮，使用大量的存儲(chǔ)過程，優(yōu)化IIS配置從而提高了用戶的并發(fā)訪問數(shù)量。