中藥資源普查數(shù)據(jù)填報系統(tǒng)（PC端）的設(shè)計與實現(xiàn)

王慧　張小波　格小光　景志　王凌　趙宇平　郭蘭萍　黃璐琦

[摘要]國家中醫(yī)藥管理局在組織實施全國中藥資源普查工作中，各類調(diào)查數(shù)據(jù)資料的收集、匯總和共享應(yīng)用是主要的任務(wù)之一，是實施好全國中藥資源普查工作的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。該文基于客戶機/服務(wù)器體系結(jié)構(gòu)，采用SOA平臺架構(gòu)、Oracle數(shù)據(jù)庫、空間信息技術(shù)等，建立基于Web服務(wù)實現(xiàn)地理空間數(shù)據(jù)的應(yīng)用模式的填報系統(tǒng)。中藥資源普查數(shù)據(jù)填報系統(tǒng)（PC端）有本地數(shù)據(jù)配置、數(shù)據(jù)填報、數(shù)據(jù)校驗、數(shù)據(jù)上報、PDA數(shù)據(jù)導(dǎo)入導(dǎo)出、APP數(shù)據(jù)導(dǎo)入、軌跡儀數(shù)據(jù)導(dǎo)入7個方面的數(shù)據(jù)收集匯總功能?？煞?wù)于普查隊進(jìn)行中藥資源普查的野外調(diào)查數(shù)據(jù)采集和內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)整理，包括：一般調(diào)查、重點調(diào)查、標(biāo)本信息、藥材信息、市場調(diào)查、種質(zhì)資源調(diào)查、傳統(tǒng)知識調(diào)查7個方面312項調(diào)查指標(biāo)的填報。為全國中藥資源普查工作提供了數(shù)據(jù)填報平臺，提高了中藥資源普查的效率，有利于中藥資源普查數(shù)據(jù)的長久保存、成果轉(zhuǎn)化和共享服務(wù)。

[關(guān)鍵詞]中藥資源普查； 數(shù)據(jù)填報； 系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)

[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

各類調(diào)查數(shù)據(jù)資料的收集、匯總和共享應(yīng)用是此次全國中藥資源普查工作的主要任務(wù)，是實施好全國中藥資源普查工作的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

現(xiàn)階段組織開展全國中藥資源普查工作，在數(shù)據(jù)信息收集匯總主要有以下幾個方面的特點：①數(shù)據(jù)采集主體多樣性。根據(jù)全國中藥資源普查工作方案，此項工作以縣域行政區(qū)劃單元為基本單位組織實施，參考2016年全國行政區(qū)劃結(jié)果[1]，全國有2 800多個縣級行政區(qū)劃單元，每個縣組織1個或多個普查隊進(jìn)行野外數(shù)據(jù)采集，參加普查工作2萬～3萬人，來自10多個行業(yè)。②數(shù)據(jù)采集內(nèi)容多樣性。中藥資源普查的主要目的是摸清中藥資源家底情況，根據(jù)《全國中藥資源普查技術(shù)規(guī)范》[2]要求，需要每個普查隊收集藥用資源種類、分布等基本信息，重點藥材的種類分布和數(shù)量等信息，收集標(biāo)本、藥材、種質(zhì)資源等實物資料，進(jìn)行市場、傳統(tǒng)知識調(diào)查等，涉及一般品種、重點品種、標(biāo)本、藥材樣品、中藥材市場、種質(zhì)資源和中藥資源相關(guān)傳統(tǒng)知識7個方面312個指標(biāo)。③數(shù)據(jù)應(yīng)用需求多樣性。面向行業(yè)提供多維度、多層級的中藥資源基礎(chǔ)數(shù)據(jù)信息，是此次中藥資源普查的主要目的之一。通過調(diào)查工作獲取的數(shù)據(jù)信息，能夠有效的匯總應(yīng)用。第三次全國中藥資源普查時期受信息化技術(shù)方法和水平的限制，所有調(diào)查數(shù)據(jù)主要記錄在紙質(zhì)文件中，沒有有效地數(shù)字化和信息化，對調(diào)查數(shù)據(jù)的成果轉(zhuǎn)化、數(shù)據(jù)分析、應(yīng)用帶來很大的難度，不便于查閱、數(shù)據(jù)匯總和共享應(yīng)用[3]。④采集時間周期長。根據(jù)國家中醫(yī)藥管理局關(guān)于組織開展全國中藥資源保護(hù)、開發(fā)和合理利用的政府職能，為在國家、省和縣級層面掌握區(qū)域內(nèi)可藥用資源種類、分布等中藥資源本底情況，國家中醫(yī)藥管理局于2011年8月啟動實施了全國中藥資源普查（試點）工作。此次全國中藥資源普查工作分批分次展開，數(shù)據(jù)填報匯總需要保持連續(xù)性。endprint

為輔助普查人員進(jìn)行中藥資源普查數(shù)據(jù)填報和匯總管理，為中藥資源普查成果共享應(yīng)用提供有效的數(shù)據(jù)支撐和服務(wù)，根據(jù)《全國中藥資源普查技術(shù)規(guī)范》關(guān)于普查隊員采集數(shù)據(jù)的內(nèi)容和相關(guān)要求，研究開發(fā)了中藥資源普查數(shù)據(jù)填報系統(tǒng)（PC端）（以下簡稱“填報系統(tǒng)”）。本文對填報系統(tǒng)的功能設(shè)計、開發(fā)技術(shù)方法和特點等進(jìn)行簡要介紹，以期加強對填報系統(tǒng)的認(rèn)識和了解。

1系統(tǒng)總體架構(gòu)

11系統(tǒng)物理結(jié)構(gòu)

填報系統(tǒng)主要為全國中藥資源普查（試點）工作提供數(shù)據(jù)填報服務(wù)，其硬件設(shè)備主要包括PC機、數(shù)據(jù)服務(wù)器、磁盤陣列等。國家、省和縣三級計算機業(yè)務(wù)支撐平臺通過寬帶網(wǎng)絡(luò)連接，每個單位使用各自的網(wǎng)絡(luò)連接各硬件設(shè)備，并通過交換機和路由器設(shè)備與互聯(lián)網(wǎng)相連，保證普查數(shù)據(jù)直接匯總到全國統(tǒng)一的數(shù)據(jù)平臺。系統(tǒng)物理結(jié)構(gòu)見圖 1。

12系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)

填報系統(tǒng)設(shè)計并實現(xiàn)了本地數(shù)據(jù)配置、數(shù)據(jù)填報、數(shù)據(jù)校驗、數(shù)據(jù)上報、PDA數(shù)據(jù)導(dǎo)入導(dǎo)出、一般品種采集APP數(shù)據(jù)導(dǎo)入導(dǎo)出和軌跡儀數(shù)據(jù)導(dǎo)入的功能。數(shù)據(jù)填報支持離線和在線2種方式，填報內(nèi)容和要求主要依據(jù)《全國中藥資源普查技術(shù)規(guī)范》[3]設(shè)計，包括一般調(diào)查、重點調(diào)查、標(biāo)本信息、藥材信息、市場調(diào)查、種質(zhì)資源調(diào)查和傳統(tǒng)知識調(diào)查共7個方面，涉及數(shù)據(jù)內(nèi)容312項。其中，系統(tǒng)對重點調(diào)查填報提供地圖填報和表格填報2種方式，用戶可根據(jù)自己的操作習(xí)慣完成重點調(diào)查資源的信息填報。系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)圖見圖2。

2核心技術(shù)

21基于Web服務(wù)實現(xiàn)地理空間數(shù)據(jù)的應(yīng)用模式

Web服務(wù)（Webservice）是一種革命性的分布式計算技術(shù)。從表面上看，Web 服務(wù)就是一個應(yīng)用程序，它向外部暴露了一個能夠通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行調(diào)用的API。它使用基于XML的消息處理作為基本的數(shù)據(jù)通訊方式，消除使用不同組件模型、操作系統(tǒng)和編程語言的系統(tǒng)之間存在的差異，實現(xiàn)在不同平臺間以一致的方式交換和描述數(shù)據(jù)，使異構(gòu)系統(tǒng)能夠作為計算網(wǎng)絡(luò)的一部分協(xié)同運行?？梢詫Χ嘣串悩?gòu)的空間數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)、處理、集成、分析和可視化，為實現(xiàn)空間地理信息共享、互操作和集成提供了解決方案。

在填報系統(tǒng)設(shè)計時對數(shù)據(jù)應(yīng)用主要基于Web Service方式實現(xiàn)，以達(dá)到對跨平臺、異構(gòu)、多源數(shù)據(jù)的訪問和互操作的目的。

22基于C/S體系結(jié)構(gòu)

客戶機/服務(wù)器（Client/Server，簡稱C/S），通過它可以充分利用兩端硬件環(huán)境的優(yōu)勢，將任務(wù)合理分配到Client端和Server端來實現(xiàn)，降低了系統(tǒng)的通訊開銷。目前大多數(shù)應(yīng)用軟件系統(tǒng)都是 Client/Server形式的2層結(jié)構(gòu)，由于現(xiàn)在的軟件應(yīng)用系統(tǒng)正在向分布式的Web應(yīng)用發(fā)展，Web和Client/Server 應(yīng)用都可以進(jìn)行同樣的業(yè)務(wù)處理，應(yīng)用不同的模塊共享邏輯組件。普查隊進(jìn)行外業(yè)調(diào)查時，一般網(wǎng)絡(luò)信號較差，基于C/S體系結(jié)構(gòu)的填報系統(tǒng)設(shè)計，可以實現(xiàn)野外調(diào)查數(shù)據(jù)的離線填報，將數(shù)據(jù)暫存在本地數(shù)據(jù)庫，待網(wǎng)絡(luò)條件較好時，再匯交上海竄到統(tǒng)一的服務(wù)器。

3系統(tǒng)功能設(shè)計

31本地數(shù)據(jù)庫配置

全國中藥資源普查以縣域為最小單元組織實施，在填報系統(tǒng)設(shè)計中數(shù)據(jù)填報和匯總管理的最小單元也是縣域。本地數(shù)據(jù)配置是填報系統(tǒng)的重要功能之一，是整個填報工作的前提，為數(shù)據(jù)的成功填報和數(shù)據(jù)上報提供基礎(chǔ)，是縣級調(diào)查工作數(shù)字化成果的保障。本地數(shù)據(jù)一般都以縣級行政代碼命名，其中包括3個文件夾，第一個是BasicData文件夾，用于存放空間數(shù)據(jù)（行政區(qū)劃、植被類型、土地利用、高程、生境等）；第二個是DataBase文件夾，用于存儲各縣填報數(shù)據(jù)所用的基礎(chǔ)字典數(shù)據(jù)、填報數(shù)據(jù)等；第三個是配置文件，用于實現(xiàn)填報系統(tǒng)的配置。

32數(shù)據(jù)填報內(nèi)容

321一般調(diào)查用于各普查隊開展縣域（縣級行政區(qū)劃單元）內(nèi)中藥資源的一般調(diào)查工作，主要目的是獲取縣域內(nèi)調(diào)查線路上中藥資源的種類和分布等信息。包括藥用植物、藥用動物、藥用礦物及其他藥用資源，其中藥用植物調(diào)查包括野生藥用植物調(diào)查和栽培藥用植物的調(diào)查。一般調(diào)查數(shù)據(jù)的填報內(nèi)容包括：中藥資源的種中文名、種拉丁名、科中文名、科拉丁名、經(jīng)度、緯度、海拔等22個指標(biāo)項。

322重點調(diào)查用于開展縣域內(nèi)野生重點藥用植物資源的調(diào)查工作，主要目的是獲取縣域內(nèi)中藥資源的種類、分布和蘊藏量等。重點調(diào)查數(shù)據(jù)填報，包括抽樣方案中代表區(qū)域、樣地、樣方套、種類、數(shù)量和質(zhì)（重）量6個方面信息的填報，共計87個指標(biāo)項。其中，代表區(qū)域信息的填報包括代表區(qū)域名稱、代表區(qū)域所屬縣名稱、代表區(qū)域面積等9項指標(biāo)。樣地信息的填報包括樣地所屬代表區(qū)域名稱、樣地名稱、行政區(qū)劃名、調(diào)查人員、調(diào)查時間、生境照片、工作照片等13項指標(biāo)。樣方套信息的填報包括植被類型、土地利用類型、經(jīng)度、緯度、海拔、坡度、坡向、坡位、6個小樣方的群落照片等15項指標(biāo)。種類信息的填報內(nèi)容為野生重點藥用植物資源的種中文名、種拉丁名、科中文名、科拉丁名、經(jīng)度、緯度、海拔等22項指標(biāo)。數(shù)量信息調(diào)查的目的是獲取樣方內(nèi)重點調(diào)查目錄中植物個體數(shù)量，包括植物個體株數(shù)、種中文名、藥材名等12個指標(biāo)信息。質(zhì)（重）量信息調(diào)查的目的是獲取植物個體入藥部位的質(zhì)（重）量，質(zhì)（重）量信息的填報內(nèi)容包括藥材名、種中文名、入藥部位、植物個體編號、入藥部位鮮重、入藥部位干重、采集時間等16個指標(biāo)。

為了方便普查隊員進(jìn)行重點調(diào)查數(shù)據(jù)信息的填報，填報系統(tǒng)提供了表格填報和地圖填報2種數(shù)據(jù)填報方式。地圖填報可直觀立體地填寫，查看所屬代表區(qū)域、樣地、樣方以及樣方內(nèi)的種類信息，并可通過工具欄對地圖進(jìn)行操作，包括加載數(shù)據(jù)（圖層）、放大、縮小、平移、全圖、前一視圖、后一視圖、清除選擇、量距、選擇目標(biāo)、信息查詢等功能。

323標(biāo)本信息填報用于開展縣域內(nèi)臘葉標(biāo)本信息的采集工作，主要目的是獲取縣域內(nèi)鑒定準(zhǔn)確的物種信息、記錄完整的標(biāo)本采集信息，以備后人考證應(yīng)用等。原則上每一個縣、每一種中藥資源需要采集一份臘葉標(biāo)本進(jìn)行長期保存，為臘葉標(biāo)本館庫建設(shè)和信息化建設(shè)奠定基礎(chǔ)。標(biāo)本信息的填報內(nèi)容包括標(biāo)本采集地點、采集時間、采集人、采集號、生境描述、經(jīng)度、緯度、海拔、生態(tài)環(huán)境、標(biāo)本照片等43個指標(biāo)。填報系統(tǒng)支持標(biāo)本信息的導(dǎo)出，標(biāo)本采集記錄表、標(biāo)本鑒的打印。endprint

324藥材信息填報用于開展縣域內(nèi)藥材樣品信息的采集工作，主要目的是獲取縣域內(nèi)種類確定、質(zhì)量優(yōu)良、鑒別特征突出，采集記錄完整，具有較高科研、展示和應(yīng)用價值的藥材樣品信息，為建立我國中藥材樣品庫奠定基礎(chǔ)。藥材信息填報內(nèi)容包括樣品編號、藥材名、植物名、學(xué)名、科名、入藥部位、質(zhì)（重）量、采集人、采集地點、采集時間、鑒定人、照片、功效及應(yīng)用等29個指標(biāo)。填報系統(tǒng)支持藥材信息的導(dǎo)出，藥材樣品卡、藥材樣品鑒定簽的打印。

325市場調(diào)查用于對縣域內(nèi)中藥材市場調(diào)查信息的采集工作，獲得市場流通過程中的中藥材（包括飲片）種類的供應(yīng)量、需求量、價格信息、代用品、偽品、來源、產(chǎn)地、商品規(guī)格、進(jìn)出口信息等。

市場調(diào)查分為走訪調(diào)查、進(jìn)出口調(diào)查和企業(yè)利用現(xiàn)狀調(diào)查3類，共調(diào)查59項指標(biāo)。其中，中藥材市場走訪調(diào)查填報內(nèi)容包括調(diào)查地點、調(diào)查商戶名稱、調(diào)查市場、市場照片、調(diào)查人員、調(diào)查時間、商戶照片等11個商戶信息，基原名稱、藥材名稱、入藥部位、商品名、收購來源、收購價格、年收購量、銷售價格、年銷售量、銷售去向等15個藥材信息；中藥材市場進(jìn)出口情況調(diào)查填報內(nèi)容包括調(diào)查地點、調(diào)查時間、企業(yè)名稱、受訪人員、藥材名、基原名、藥材形式、產(chǎn)地、進(jìn)口價格、出口價格、年進(jìn)口量、年出口量、進(jìn)出口國家等19個指標(biāo)；中藥材市場企業(yè)利用現(xiàn)狀調(diào)查填報內(nèi)容包括調(diào)查地點、調(diào)查時間、企業(yè)名稱、藥材名、基原名、產(chǎn)地、平均收購價格、年需求量、年收購量等14個指標(biāo)。

326種質(zhì)資源調(diào)查用于各縣級普查隊以種子、種苗等形式收集種質(zhì)資源信息的填報。填報內(nèi)容包括種質(zhì)編號、保存資源類型、種名、拉丁名、入藥部位、原植物照片、生長周期、原產(chǎn)地、來源地、栽培學(xué)分類、特征特性、生態(tài)環(huán)境類型、生境照片、收集量、采集人信息等38個指標(biāo)。

327傳統(tǒng)知識調(diào)查用于與中藥資源相關(guān)傳統(tǒng)知識調(diào)查信息的填報，目的是發(fā)現(xiàn)、收集、整理和確認(rèn)在基層、民間持續(xù)傳承應(yīng)用的地方性、民族性藥物應(yīng)用的知識和經(jīng)驗，建立保護(hù)名錄，為進(jìn)一步開展保護(hù)和推廣應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。傳統(tǒng)知識調(diào)查填報內(nèi)容包括該傳統(tǒng)知識持有人、藥用部位、栽培采收、性味、功效、主治病種、配伍、禁忌、加工方法、用法、療效和應(yīng)用歷史等34個指標(biāo)項。

33數(shù)據(jù)校驗

數(shù)據(jù)校驗是以保證數(shù)據(jù)的完整性、有效性和準(zhǔn)確性為目的，在附加規(guī)則的前提下，用一種指定的算法對普查隊填報的數(shù)據(jù)進(jìn)行驗證。完整性用以驗證數(shù)據(jù)所填報的內(nèi)容是否全面；有效性可以檢查數(shù)據(jù)是否符合分析要求；準(zhǔn)確性則能夠考察數(shù)據(jù)所反映的調(diào)查結(jié)果是否真實可靠。

通過對中藥資源普查數(shù)據(jù)進(jìn)行校驗，確保各縣提交的普查數(shù)據(jù)具有較高的完整性。數(shù)據(jù)校驗對《全國中藥資源普查技術(shù)規(guī)范》要求198個必填項，分別提示性校驗和強制性校驗。其中，強制性校驗的對象包括藥用植物調(diào)查表、中藥材市場、中藥資源傳統(tǒng)知識、種質(zhì)資源和標(biāo)本信息表等，共13個方面，58個指標(biāo)。同時，對部分指標(biāo)做了邏輯性和合理性檢驗，如代表區(qū)域面積不能超出縣域面積，樣方套不能超出樣地范圍，品種經(jīng)緯度不能超出縣邊界等。如果校驗不合格通過修正、補充后繼續(xù)校驗，直至校驗全部合格后，再進(jìn)行數(shù)據(jù)上傳和匯總工作。

34數(shù)據(jù)上報

數(shù)據(jù)上報是為了數(shù)據(jù)收集匯總，也是對各省、縣普查試點工作進(jìn)度的監(jiān)督和檢查，為了保證數(shù)據(jù)的安全性進(jìn)行加密上傳。通過填報系統(tǒng)在線將本地數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)上傳至國家數(shù)據(jù)庫，將本地縮略圖加密壓縮后上傳至FTP服務(wù)器，以實現(xiàn)對本地數(shù)據(jù)的管理。填報系統(tǒng)支持?jǐn)?shù)據(jù)的增量上傳，并具備斷點續(xù)傳的能力。

35PDA數(shù)據(jù)導(dǎo)入導(dǎo)出

PDA數(shù)據(jù)導(dǎo)入導(dǎo)出是為了方便廣大縣級普查隊開展樣方調(diào)查，提高樣方調(diào)查的效率和調(diào)查精度，減少攜帶大量紙質(zhì)材料，進(jìn)行無紙化數(shù)據(jù)的填報和整理，可通過此功能進(jìn)行PDA設(shè)備數(shù)據(jù)和PC電腦數(shù)據(jù)進(jìn)行互聯(lián)，分別是PDA數(shù)據(jù)導(dǎo)入本地數(shù)據(jù)庫和本地數(shù)據(jù)導(dǎo)出PDA設(shè)備。PDA數(shù)據(jù)導(dǎo)入導(dǎo)出功能支持本地數(shù)據(jù)導(dǎo)入PDA設(shè)備和PDA數(shù)據(jù)導(dǎo)入本地數(shù)據(jù)庫，通過PDA導(dǎo)入導(dǎo)出功能可以將野外采集數(shù)據(jù)導(dǎo)入到本地數(shù)據(jù)庫進(jìn)行校驗和上傳。PDA數(shù)據(jù)導(dǎo)入的內(nèi)容包括：生態(tài)環(huán)境信息、地理位置信息、藥用植物信息、生物量信息4類12個方面，34個核心指標(biāo)[1]。

36APP數(shù)據(jù)導(dǎo)入

APP數(shù)據(jù)導(dǎo)入實現(xiàn)了一般調(diào)查采集APP系統(tǒng)數(shù)據(jù)導(dǎo)入到本地數(shù)據(jù)包，然后通過填報系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)的補充完善，進(jìn)行數(shù)據(jù)校驗、上傳至中藥資源普查數(shù)據(jù)庫中。APP數(shù)據(jù)導(dǎo)入的內(nèi)容包括：中藥資源種類、位置、圖片、時間、標(biāo)本5項核心內(nèi)容15個指標(biāo)。

37軌跡儀數(shù)據(jù)導(dǎo)入

在中藥資源野外調(diào)查過程中，各普查隊借助GPS軌跡儀實時記錄調(diào)查走過的樣線，將照片與空間位置進(jìn)行對應(yīng)。填報系統(tǒng)提供了軌跡記錄儀數(shù)據(jù)導(dǎo)入功能，各普查隊可上傳軌跡儀數(shù)據(jù)，在填報系統(tǒng)的地圖界面，直觀地查看中藥資源調(diào)查走過的路線。

4結(jié)語

填報系統(tǒng)有效地實現(xiàn)了本地數(shù)據(jù)庫配置以及縣級普查隊藥用植物調(diào)查、照片、中藥材市場調(diào)查、中藥資源傳統(tǒng)知識調(diào)查、種質(zhì)資源調(diào)查和標(biāo)本數(shù)據(jù)的錄入、上傳、校驗、匯總等工作，為中藥資源普查成果匯總、成果展示以及數(shù)據(jù)交換提供了數(shù)據(jù)支撐。

自2011年8月啟動全國中藥資源普查試點工作以來，該系統(tǒng)已在全國31個省份900多個縣進(jìn)行廣泛使用。截止到2017年7月，通過填報系統(tǒng)收集和匯總了近200萬條數(shù)據(jù)。

[參考文獻(xiàn)]

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[責(zé)任編輯呂冬梅]endprint