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A study on the construction of a Web Information System for rodents in Gansu

甘肃啮齿动物Web信息系统设计与实现



全 文 :书甘肃啮齿动物 犠犲犫信息系统设计与实现
曹慧1,刘荣堂2,花立民2,3,张永4,吴媛媛1,王凯4,
杨思维2,王健2,刘晓东2,陈小妮5
(1.甘肃农业大学生命科学技术学院,甘肃 兰州730070;2.甘肃农业大学草业学院,甘肃 兰州730070;3.甘肃省草原总站,甘肃
兰州730070;4.兰州理工大学计算机与通讯学院,甘肃 兰州730070;5.平凉市北山森林公园管理处,甘肃 平凉744000)
摘要:通过查询、整理和分析文献资料,结合实地调汇、参与式农牧民调查以及请教有关专家等方式,系统收集了甘
肃啮齿动物的区系组成、形态特征、分类地位、种群动态、地理分布、测报模型及防控措施等大量信息资料,并以此
支撑建立甘肃啮齿动物数据库。采用 ASP技术,以SQLServer2000为数据库平台,设计开发了甘肃啮齿动物
Web信息系统。本系统是由后台甘肃啮齿动物信息数据库、前台用户查询系统及管理员信息管理系统共同组成的
综合系统,采用Browser/Server模式,实现了甘肃啮齿动物信息的管理科学化和共享化。
关键词:啮齿动物;甘肃;SQLServer;ASP
中图分类号:Q959.837  文献标识码:A  文章编号:10045759(2009)06004407
  甘肃啮齿类动物有90种又31个亚种,是甘肃动物区系的基本组成部分[1],占全国啮齿动物的33.2%[2]。90
种中68种是草原啮齿动物,占总种数的75.6%[1]。啮齿动物作为一类消费者,在草原生态系统的物质循环、能
量流动和信息流动中都发挥着重要作用[3]。多年来,由于啮齿动物与人类社会的密切关系,各类学者从生态学、
动物学和医学等方面对其开展了大量研究工作。特别是从20世纪80年代开始,由于草原害鼠对草原生态系统
危害呈上升趋势,引起社会各界的广泛关注,因此草原鼠害的成因、防治等方面的研究成果也非常丰富。但是,受
制于信息技术手段和其他方面原因,部分啮齿动物的研究内容简单重复,研究成果难于推广应用到生产实践中。
究其原因,主要是信息共享机制不完善,从而表现在国内专题性的啮齿动物数据库尚处在空白状态,研究人员、推
广人员以及实地工作者难以通过有效渠道获取信息并加以应用。
通过网络检索,在国内外未检索出切题资料,啮齿动物相关的数据库主要有:1)全球生物多样性信息机构,
http://www.gbif.org;2)生物多样性数据库系统,http://dspace.dial.pipex.com;3)生物和保护数据系统,
http://www.heritage.tnc.org;4)分类鉴定专家中心,http://www.eti.uva.nl;5)加拿大生物多样性数据库,
http://canadianbiodiversity.mcgil.ca/english/species/mammals/mammalpages/spe_par.htm;6)俄罗斯西伯利
亚博物馆数据库,http://szmn.sbras.ru/Vertebr/Mamcol/Rodentia/Rodentia.htm;7)欧洲捷克共和国自然图
片数据库,http://www.naturephotocz.eu/mammalia/rodentia.htm等。我国目前涉及到啮齿动物的数据库主
要是中国生物多样性信息系统,http://cbis.brim.ac.cn;中国物种信息服务,http://www.chinabiodiversity.
com;中国动物物种编目数据库,http://www.bioinfo.cn;中国动物信息网,http://www.animal.net.cn;新疆脊
椎动物标本数据库,http://www.egi.ac.cn等。但以上这些数据库主要是从动物分类学的角度出发,将啮齿动
物作为其中一部分,仅仅在分类、形态、生活习性等方面做了简单描述。从目前国内外数据库构建来看,开发特色
数据库包括地域特色数据库、学科特色数据库是一种趋势[4~6]。因此,在对甘肃90种啮齿动物相关资料收集整
理的基础上,利用ActiveServerPages(ASP)技术,以SQLServer2000为数据库平台,设计开发了甘肃啮齿动物
Web信息系统,以求实现甘肃啮齿动物生物学信息的 Web共享。
1 甘肃啮齿动物 Web信息系统设计
1.1 系统开发目标
鉴于甘肃啮齿动物在甘肃动物区系组成和草原生态系统中的重要地位,以及专题性啮齿动物数据库构建的
44-50
2009年12月
   草 业 学 报   
   ACTAPRATACULTURAESINICA   
第18卷 第6期
Vol.18,No.6
 收稿日期:20081222;改回日期:20090114
基金项目:世界银行/全球环境基金-GlobalEnvironmentalFacility项目(052456CHA)资助。
作者简介:曹慧(1984),女,内蒙古包头人,在读硕士。Email:caohui349425@163.com
通讯作者。Email:liurt@gsau.edu.cn
空白现状,本研究通过对现有文献的查询、整理和分析,结合实地调查、参与式农牧民调查以及请教有关专家等多
种方式,获取甘肃省90种啮齿动物的文献资料、物种信息、防治方法、预测预报模型等相关信息。以SQLServer
为后台数据库,设计数据表,定义各字段的基本属性,导入资料构建数据库。同时运用ASP技术,以VBScript为
ASP脚本语言,开发前台用户查询系统和管理员信息管理系统。力求通过Internet实现信息共享,不仅为啮齿
动物研究和甘肃草原鼠害防治提供宝贵资料,更为其他生物资源数据库的构建提供了参考模式。
1.2 系统架构设计
根据本系统的开发目标,系统设计要求实现甘肃啮齿动物信息资源的科学管理和网络共享,即用户通过In
ternet即可浏览和查询啮齿动物相关信息。从计算机技术的角度看,本系统实际上是由后台数据库与前台应用
软件组成的综合系统,采用Browser/Server模式,完成数据库和用户查询系统及管理员信息管理系统的构建。
其具体框架结构如图1所示。
图1 甘肃啮齿动物信息系统结构设计
犉犻犵.1 犛狋狉狌犮狋狌狉犲狅犳狑犲犫犻狀犳狅狉犿犪狋犻狅狀狊狔狊狋犲犿犳狅狉狉狅犱犲狀狋犻狀犌犪狀狊狌
2 系统功能实现
2.1 系统开发环境
操作系统:WindowsXP;数据库开发平台:SQLServer2000;网页开发软件:MacromediaDreamweaver;网
页开发语言:ASP脚本语言(VBScript);Web服务器:MicrosoftInternetInformationServer(IIS)。系统开发时
间:2007年6月-2008年10月。
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2.2 数据库设计
数据库设计(databasedesign)是指根据用户的需求,在某一具体的数据库管理系统上,设计数据库的结构和
建立数据库的过程,是数据库构建的关键步骤[7~9]。根据本系统开发要求,甘肃啮齿动物数据库内除了存放所有
物种的个体及种群生物学特性、相关文献、鼠害调查控制方法、预测预报模型等信息外,还对用户、管理员的相关
信息进行管理,具体数据表设计如表1所示。
表1 甘肃啮齿动物数据库结构设计
犜犪犫犾犲1 犇犲狊犻犵狀狅犳犱犪狋犪犫犪狊犲犳狅狉狉狅犱犲狀狋犻狀犌犪狀狊狌
数据表名称
Nameofdatasheet
字段数
Numberoffields
字段名称
Nameoffields
名称表Datasheetofspeciesname 6 种代码、中文名、中文别名、英文名、拉丁名、同物异名 Taxonomiccodes,Chinese
name,Chinesealias,Englishname,Latinname,synonym
生物学特性表Datasheetofbiologicalchar
acter
35 种代码、分类地位、体长、尾长、后足长、耳长、颅全长、吻长、颧宽、鼻骨长、乳突宽、眶
间宽、听泡长、门齿孔长、上颊齿列长、齿式、形态描述、巢区及洞穴描述、繁殖季节、
妊娠期、产仔数、迁移性、冬眠性、入蛰时间、出蛰时间、日活动节律、栖息类型、栖息
地描述、食性、寿命、个体图片、牙齿图片、头骨图片、省内分布、国内分布Taxonomic
codes,taxonomicstatus,bodylength,taillength,hindfootlength,earlength,
greatlengthofskul,snoutlength,zygomaticwidth,nasalbonelength,widthbe
tweenpapilae,interorbitalwidth,lengthofauditorycapsule,lengthofincisorfora
men,lengthofuppercheektooth,dentalformula,morphologicaldescription,de
scriptionofhomerange,breedingseason,breedingperiod,gestationalperiod,
breedingsize,migration,hibernation,hibernationtime,timeoutofhibernation,di
urnalrhythm,habitattype,descriptionofhabitat,foodhabit,longevity,individual
picture,toothpicture,skulpicture,provincialdistribution,nationaldistribution
期刊文献表 Datasheetofperiodicaldocu
ment
5 作者、关键词、论文名称、期刊来源、发表时间 Author,keyword,title,periodical,
publishtime
著作文献表Datasheetofwritings 4 编者、著作名、出版社、出版时间 Writer,title,press,publishtime
控制规程表Datasheetofcontrolprocedure 3 序号、控制规程名称、规程内容SN,controlprocedure,procedurecontents
防治药品表Datasheetofcontroldrug 9 药品类别、药名、药品英文名、化学结构、药理作用、使用方法、药效、使用现状、简介
Drugtype,drugname,Englishname,chemicalconstitution,pharmacologicalac
tion,usage,drugaction,statusquo,briefintroduction
天敌信息表Datasheetofnaturalenemy 3 天敌名称、图片、简介Naturalenemy,picture,briefintroduction
捕鼠器信息表Datasheetofrattrap 2 捕鼠器名称、图片Rattrap,picture
调查方法表Datasheetofascertainmentmethod 2 调查方法名称、方法内容Ascertainmentmethods,contents
预测预报模型表Datasheetofpredictionmodel 3 模型类型、名称、内容 Modeltype,name,contents
用户信息表Datasheetofuserinformation 6 用户名、密码、电子邮件、工作单位、地址、联系电话 Username,password,Email,
workunit,address,telephonenumber
管理员信息表 Datasheetofadministrator
information
2 管理员名、管理员密码Administratorname,password
2.3 用户查询系统功能实现
前台用户查询系统是实现数据共享,用于用户登录、查询、浏览甘肃啮齿动物信息的平台。该系统由用户登
录注册模块、文献查询模块、物种信息查询模块、调查方法查询模块、控制信息查询模块、预测预报模型演算模块
6大模块组成,系统客户端页面如图2所示。
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2.3.1 用户登录注册模块 该模块用于记录和确认用户身份。用户按要求阅读签署网站使用协议、输入相关条
款才能成为本系统的注册用户,只有已注册的用户在登录后,才能在线使用本系统。注册用户通过首页输入用户
名和密码,登录网站。
2.3.2 文献查询模块 该模块提供了啮齿动物相关的期刊类文献2260篇、著作类文献187部,用户只需了解
文献名称、作者、来源、发表时间等条款中的一项,将其输入查询菜单栏,点击确定,该模块会自动调用数据库中的
相关信息,实现所需文献的模糊查询功能,将查询结果列成表单并在前台呈现给用户。
2.3.3 物种信息查询模块 该模块是本系统的核心模块,拥有传统检索、科目检索、特征检索和地图检索4种查
询方式,用户通过任何一种都可得到所查物种的详尽信息。传统检索为用户提供了啮齿动物分类检索表,下载该
表,便可通过表中的条款查到该鼠种的具体分类地位;科目检索也是通过物种的分类地位进行信息查询的,与传
统检索不同的,该方式以树形图的形式对各分类阶元逐层展开,并配有不同目、科、属的简介,使得用户查询起来
更加简便快捷;特征检索分为单一物种查询和多物种比较查询,前者是通过鼠种中英文名称或拉丁名进行查询,
后者则要求用户选择查询的个体种群生物学特征条款,并在多选列表中选取所需物种,点击确定,便可得到结果;
地图检索的主要功能是对甘肃省不同动物地理区域主要害鼠种类进行查询,并可得到害鼠的详细生物学特征及
防治方法。
2.3.4 调查方法查询模块 该模块为用户提供了啮齿动物的害情调查、区系调查、群落调查、生态调查和数量调
查5种调查方法。用户只需点击下载相关调查方法便可浏览资料。研究人员运用这些方法可以对鼠类种群密度
进行调查,以掌握种群变动规律,这些信息为有害啮齿动物的控制提供了基础资料[10]。
2.3.5 控制信息查询模块 该模块由草原啮齿动物的控制原则、鼠害控制活动的经济分析、控制方法(物理、生
物、化学方法)、控制规程以及鼠害的控制效果检查方法等组成。用户浏览该模块后便能体会到鼠害防治仍是啮
齿动物学研究的重点,但治鼠并不等于灭鼠,草原有害生物防治从本质上说是一种经济活动,必须注意经济效益,
只有鼠害给草场带来的经济损失达到其经济损害阈值时进行防治,才能使经济收益和生态系统都达到平
衡[11,12]。从控制方法来看,有化学防除、物理防除、生态控制等方法,目前啮齿动物控制的趋势是采用综合方法
控制[13]。
2.3.6 预测预报模型演算模块 该模块内存有普遍性好、计算简单的啮齿动物预测预报模型,模型分为普遍性
预测模型和个别鼠种预测模型,其中普遍性模型适用于多种鼠类的预测预报,而个别鼠种预测则只是针对某一鼠
种。进入该模块后,用户只需输入系统提示的相关数值,系统就会自动计算出预测结果,通过预测结果研究人员
可以初步了解某种鼠类的种群数量变化趋势。如有效基数预测模型是:
犘=犘0[犲犳犿+犳
(1-犕)]
式中,犘为繁殖数量,即下一代的发生量;犘0 为上一代的繁殖基数;犲为每只雌鼠平均产仔数;犳/(犿+犳)为雌性
百分率(%),犳为雌(♀),犿为雄(♂);犕 为死亡率;1-犕 为生存率。用户只要输入犘0、犲、[犳/(犿+犳)]及(1-
犕),点击计算,系统便会根据相应公式计算出繁殖后任意调查时间种群的数量。
2.4 信息管理系统功能实现
信息管理系统是管理员对后台数据库、前台用户使用信息、用户权限进行统计、整理、修改、完善的数据管理
平台。由于该系统和用户浏览界面一样采用Browser/Server模式,只要拥有管理员权限在任何有网络的地方,
管理员只需输入管理员名和密码就可进入信息管理系统进行操作。该系统由数据库管理、用户信息、数据统计和
管理员信息4个模块构成,信息管理界面如图3所示。
2.4.1 系统管理模块 系统管理模块的主要功能是对系统进行维护和更新,该模块是信息管理系统的核心,管
理员通过该模块可以对数据库中的数据进行添加、删除、修改;对网页可以上传更新;对数据库做定期备份,拥有
了这些功能本系统便真正实现了数据资源的网络化管理。
2.4.2 用户信息模块 用户在注册时会填写系统要求的个人信息,这些信息会自动添加到数据库的用户表中,
并且相关信息对外是绝对保密的,在该模块中管理员有权限对用户信息进行管理,并且如果管理员发现某些用户
74第18卷第6期 草业学报2009年
图2 用户查询系统界面
犉犻犵.2 犝狊犲狉狇狌犲狉狔狆犪犵犲狅犳狊狔狊狋犲犿
图3 信息管理系统界面
犉犻犵.3 犐狀犳狅狉犿犪狋犻狅狀犿犪狀犪犵犲狆犪犵犲狅犳狊狔狊狋犲犿
84 ACTAPRATACULTURAESINICA(2009) Vol.18,No.6
对系统有违法操作,即可通过该模块的用户授权管理功能终止其使用权限。
2.4.3 管理员信息模块 该模块中储存着现有管理员信息,并可以对其修改、删除、添加,以便于相关信息的更
新。
2.4.4 数据统计模块 数据统计模块详细纪录了系统的使用情况,如网页访问量、使用时间、用户浏览页面、用
户的IP地址等信息,这些信息无论对于系统的科学管理还是安全维护都是必不可少的。
3 讨论
从目前国内外数据库构建来看,开发特色数据库包括地域特色数据库、学科特色数据库是一种趋势[4~6]。地
域特色数据库、学科特色数据库旨在某一学科、某一专业领域所收藏的文献信息、专项数据,具备专、深、全等特
点。加强特色数据库建设可以有效弥补一些大型数据库和综合数据库的不足[14,15]。到目前为止,我国专题性的
啮齿动物数据库构建尚属空白局面。本研究构建的甘肃啮齿动物 Web信息系统,尽最大能力收集了甘肃90种
啮齿动物的文献资料、个体特征、种群特征以及调查、防控和预测预报等方面的信息,力图建成一个为专业技术人
员和管理人员能用的知识性数据库。
从构建数据库的结果来看,可以发现甘肃90种啮齿动物的信息资料并不十分全面。分析其主要原因是一些
鼠种由于其分布区域小,生活习性特殊,对它们的研究并不全面,甚至有个别种类在甘肃的研究还处于空白。因
此,本数据库的构建不仅起到了生物资源网络共享的作用,而且对今后甘肃啮齿动物某些种类的继续研究有一定
的指向作用。
甘肃啮齿动物信息系统的安全性非常重要,必须保证数据库的完整性和存取的合法性,因此除了利用 Win
dowsXP全面集成的优势来保证安全性外,信息系统本身还要考虑用户拥有的权限[16,17],因此将用户浏览页面
与管理员管理界面分离。信息管理系统设置有管理员名、密码,并对密码加有 MD5验证程序,即只有管理员有
权登录管理系统,对系统信息进行增加、修改、删除,而普通用户只能登录浏览查询界面。
文献资料库若收录研究专著和专类期刊全文,涉及到作者的允许及刊物的版权等问题,需要进一步协商。因
此文献资料库目前只收录期刊类、著作类文献的作者、发表时间、文献来源等基本信息,并未收录全文,这有待日
后补充完善。
4 结论
利用ASP技术,以SQLServer2000为数据库平台,设计开发出了甘肃啮齿动物 Web信息系统。
甘肃啮齿动物 Web信息系统是由后台甘肃啮齿动物信息数据库、前台用户查询系统及管理员信息管理系统
共同组成的一个综合系统,并采用Browser/Server模式实现甘肃啮齿动物数据管理科学化和信息共享。
甘肃啮齿动物 Web信息系统将信息资源以数据库和网络技术形式进行管理,使管理规范化,打破了信息分
散、封闭的状况,促进了资源的交流。
该信息系统内涵丰富,为专业技术人员和管理人员提供了甘肃啮齿动物的详尽资料,也为草原鼠害防治工作
提供了方法和技术支持,并且系统模式对其他生物资源数据库的构建具有一定的参考价值。
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CAOHui1,LIURongtang2,HUALimin2,3,ZHANGYong4,WUYuanyuan1,WANGKai4,
YANGSiwei2,WANGJian2,LIUXiaodong2,CHENXiaoni5
(1.ColegeofLifeScienceandTechnology,GansuAgriculturalUniversity,Lanzhou730070,China;
2.ColegeofPrataculturalScience,GansuAgriculturalUniversity,Lanzhou730070,China;
3.GansuGeneralGrasslandStation,Lanzhou730070,China;4.ColegeofComputer
andCommunication,LanzhouUniversityofTechnology,Lanzhou730070,China;
5.AdministrativeOfficeofBeishanlinPark,Pinliang744000,China)
犃犫狊狋狉犪犮狋:TheconstructionofaWebInformationSystemforrodentsinGansu(WISRG)isintroducedandthe
basicdatabasepatternofrodentsinGansudiscussed.TheconstructionofWISRGwasbasedonsystematicdata
ofrodentsincludingfaunalcomponent,morphologicalcharacter,taxonomicstatus,populationdynamic,geo
graphicaldistribution,predictivemodel,andcontrolmeasures.Inthedatacolectionprocess,manyzoologists
andlocalherdsmenwereconsulted.ThissystemusedASPtechnologyandMicrosoftSQLServer2000asa
databaseexploitativedomain.TheWISRGwascomposedofthreeparts:ThedatabaseofrodentsinGansu,the
informationmanagementsystem,andtheuserquerysystem.WiththeimplementationofWISRG,thedata
sourceofrodentsinGansuwasmanagedscientificalyandsharedthroughtheinternet.
犓犲狔狑狅狉犱狊:rodent;Gansu;SQLServer;ASP
05 ACTAPRATACULTURAESINICA(2009) Vol.18,No.6