全 文 ：武汉植物学研究 2002, 20( 4) : 320～324
Journal of Wuhan Botanical Research
基于网络的杂草标本管理信息系统的设计与开发

魏守辉　强　胜　李扬汉
(南京农业大学杂草研究室, 南京　210095)
关键词: 杂草标本; Browser / Ser ver ; 管理信息系统
　　中图分类号: S 451　　　　　文献标识码: A　　　　　文章编号: 1000-470X( 2002) 04-0320-05
Design and Development of a Web-based Weed Specimen
Management Information System
WEI Shou-Hui, Qiang Sheng , L i Yang-Han
(W eed R esearch L aboratory, Nanj ing A g ricultural Univ er si ty, Nanj ing　210095, Ch ina)
Abstract: With the r ise of new pow erful database system and netw or k information technolog ies,
the development of w eb-based management informat ion system has rapidly increased in recent
years. Based on standardized data f rom specimen reco rds in China Weed Herbarium , a w eb-based
management informat ion system fo r w eed specimens w as developed. T he str ucture and main
funct ion o f the sy stem are briefly int roduced in this paper. In the mode of Browser/ Ser ver, the
herbarium r esources are shared on the Web. Sy stem users could obtain a w ide variety of valuable
information about her barium recor ds through Internet and adm inist rators could implement the on-
line management of w eed specimens convenient ly.
Key words : Weed specimen; Browser/ Ser ver; M anagement informat ion system
　　杂草标本在一定程度上反映了杂草物种的区域
多样性及其分布, 对于农田杂草的生物生态学研究、
杂草的综合治理以及杂草资源的保护和持续利用都
具有重要意义,是进行杂草科学研究的宝贵资源。在
对全国杂草区系进行全面深入的调查、标本采集和
鉴定工作的基础上, 南京农业大学建立了中国杂草
标本室,收藏的杂草标本涵盖全国 30个省、市、自治
区,共有标本 3万余份,是我国目前数量最多、覆盖
最广、包罗最完备的专业杂草标本室[ 1]。
国内外许多生物标本馆利用计算机数据库技术
开发了标本管理信息系统[ 2 7]。这些系统的开发,极
大地方便了标本信息的检索和利用,避免了人工查
询引起的标本损耗,提高了标本的管理水平。然而在
杂草标本管理方面,目前尚未见到有关报道。网络化
是 21世纪计算机技术发展的必然趋势,开发设计基
于网络的管理信息系统( M IS)已成为当今科学研究
的热点 [ 8, 9]。用计算机数据库技术管理杂草标本信
息, 建立基于浏览器/服务器( Brow ser / Server )模式
的标本管理信息系统,不仅能方便标本的管理工作,
而且通过杂草标本信息资源的网络共享,可以使有
关人员在网上快捷、准确地查询中国杂草标本室中
的杂草标本信息资源及相应的农田杂草有关信息,
加强信息交流与科研合作, 促进杂草科学的发
展[ 10, 11]。
1　系统开发环境
系统基于 Browser/ Ser ver 模式的网络构架, 客


收稿日期: 2001-11-17,修回日期: 2002-03-25。
基金项目: 国家自然科学基金( 30170164)和高校博士点专项基金( 2000030708)资助项目。
　　　作者简介: 魏守辉( 1974- ) ,男,硕士,从事杂草信息系统及可持续管理研究。
户端只需用户具备基本的上网浏览能力, 所有开发
工作在服务器端完成。根据系统的体系结构及功能、
性能等方面的要求, 采用了 Window s 2000 Serv er
为网络操作平台, 后台数据库选择 SQL Server
2000;网络与数据库的连接使用 ASP( Act ive Server
Pages)技术, 它可以方便地与数据库进行网络接口
编程, 对数据库中的信息灵活地进行查询和编辑操
作; 界面设计选用 Dreamweaver 4. 0、Frontpage
2000 等 流 行 的 网 页 制 作 工 具 及 VBScript、
JavaScript 语言等; 图像处理和动画制作选用 Pho-
to shop 6. 0、Fir ew or ks 4. 0及 Flash 5. 0等软件。系
统存贮的信息主要来源于中国杂草标本室的馆藏标
本资料和《中国杂草志》[ 12]的有关记载。
2　研究内容与系统设计
2. 1　杂草标本信息数据库的设计
数据库技术能高效、科学地进行数据处理, 具有
冗余度小、减少数据存贮空间、数据共享程度高、安
全保密功能强等特点。SQL Server 2000是微软公
司新近开发的网络数据库服务器, 根据该数据库系
统的特点,对中国杂草标本室的标本资料进行了系
统整理和组织 [ 13] , 对数据库进行了如下设计。
2. 1. 1　杂草编码的设计　在杂草标本信息数据库
中,为了关联不同表中的信息,每个表需有主键和外
部键。参照《中国植物分类与代码》( GB/ T 14467-
93)中的层次编码方法[ 14] , 对每种杂草进行了编码,
每一个完整的代码都由 12位数字组成,共分 4层:
第一层为科代码, 由 3位数字组成,第一位数字
表示杂草所在的类,第二、三位数字为顺序号。类号
0表示藻类杂草, 1表示苔类杂草, 2表示藓类杂草,
3表示蕨类杂草, 4表示裸子类杂草, 5、6表示离瓣
花亚纲的双子叶杂草, 7、8表示合瓣花亚纲的双子
叶杂草, 9表示单子叶杂草。
第二层为属代码, 由 3位数字组成,同一科的属
按拉丁字母顺序进行编码。
第三层为种代码, 由 4位数字组成,同一属的种
按拉丁字母顺序编码。种下单位为变种的种代码同
原种代码。
第四层为种下单位代码,由 2位数字组成, 同一
种的种下单位按拉丁字母顺序编码。
2. 1. 2　数据库表的设计　杂草标本信息数据库主
要存贮杂草标本及其物种相关信息,其中标本信息
与杂草物种信息、图片信息紧密相连,在分类地位上
又与其所在的科、属有一定联系,因此在数据库中对
这些不同主题的信息分别设计了一个表。下面是杂
草标本信息数据库中主要表的设计:
FAMILIA 表　主要存贮杂草所属的科中文
名、拉丁名、英文名等信息,表中字段 FAM ID(科编
号,即杂草层次编码中的科代码)作为主键。对于中
文名,拉丁名存在异名的科,将异名或其它名称放入
了科备注字段, 以利于非常规条件下对其信息的查
询。这种处理方法在以后的 GENU S、SPECIES 及
SPECIMEN - CN 表中都有应用。
GENUS 表　主要存贮杂草所在属的中文名、
拉丁名等信息, 表中字段 GENID(属编号,即杂草层
次编码中的科代码+ 属代码)作为主键, FAMID 作
为外部键,用于连接 FAMILIA 表。这样处理,提高
了对科信息引用的灵活性,减小了数据冗余。
SPECIES表　存贮杂草物种有关信息,如杂草
中文名、俗名、英文名、拉丁名、危害、习性、生境、分
布等, 表中字段 SPPID (杂草编码) 作为主键,
GENID作为外部键, 用于连接 GENUS 表中的有关
属信息。在表SPECIES 中,对某些字段的数据进行
了代码化处理, 如对 DAMAGE (描述杂草的危害
性)字段, 采用 N 代表恶性杂草、rN 代表区域性恶
性杂草、C 代表常见杂草、G 代表一般杂草; 对
BIOCHR (生物学习性)字段, 用 An 代表一年生杂
草、Bi代表二年生杂草、Pe 代表多年生杂草; 对其它
字段如 HABITA (杂草生境)、DIST RI(杂草分布)、
PREVAL(优势)等也采用了类似处理方法[ 14]。通过
使用代码对数据进行规范化和标准化处理,保证了
数据结构的一致性, 减小了数据储存空间,有利于对
信息进行快速、准确的查询。
SPECIMEN- CN 表　存贮杂草标本信息,如采
集号、采集人、采集时间、地点、鉴定人、鉴定时间、储
存地点等,其中字段 SPECID 作为主键,采用数据库
的自动编号。字段 SPPID 为外部键, 用于连接表
SPECIES 与 IMAGES的相关信息。
IMAGES表　存贮杂草的图片信息,主要包括
成株、根、茎、叶、花、果实、种子、幼苗等图片, 表中字
段 SPPID 为主键, 同时作为连接字段, 将杂草图片
信息与杂草物种信息、标本信息联系起来。在杂草标
本信息数据库中,图片并不是以OLE的方式存贮在
IMAGES表中, 而只是在字段中储存了图片的相对
路径与文件名, 这种处理方法可以大大降低数据库
的存储空间,同时也提高了对杂草图片的调用速度。
2. 1. 3　杂草标本信息数据库的表间关联关系　杂
草标本信息数据库中的主键和外部键主要有
FAM ID、GENID、SPPID, 通过这些键的连接, 将
321　第 4 期　　　　　　　　　　魏守辉等: 基于网络的杂草标本管理信息系统的设计与开发
FAM ILIA 表、GENUS 表、SPECIES 表、SPECI-
MEN - CN 表及 IMA GES 表有机地联系在一起,使
表间信息得以相互贯通(见图 1)。利用数据库表
图 1　杂草标本信息数据库的表间关联关系
Fig . 1　Inter r elation betw een t ables of w eed
specimen database
之间的关联关系, 能够方便地从各个表中提取相应
信息,得到所需的信息组合。例如,杂草拉丁名可通
过表 SPEICES 获得字段 SPPAD (种加词)和 SP-
PAU(种著者)的值,然后通过外部键 GENID 与表
GENUS 发生联系, 获得字段 GENLA (属拉丁名)
的值, GENLA+ SPPAD+ SPPAU 就构成了一个完
整的杂草学名。
2. 2　标本管理信息系统设计
SQL Server 中的杂草标本信息数据库是一个
馆藏标本信息的仓库,要实现标本信息的网络管理,
就需要在后台数据库与Web 页面间建立一定的联
系。使用 ASP 可以组合 HTML、脚本命令和 Ac-
t iveX 组件以创建和运行动态、交互的 Web 页和基
于Web 的功能强大的应用程序, 在 ASP 中调用
ADO 可以连接到 ODBC 和 OLE DB 兼容的数据
库,对数据进行查询、插入、修改、删除等操作。ASP
是一种完全的数据库访问解决方案, 满足了基于网
络的信息系统对效率、安全和可维护性的种种要求。
根据中国杂草标本室的标本管理要求, 标本信息的
网络管理主要包括标本信息的查询和编辑,要能够
图 2　杂草标本管理信息系统的主要结构
Fig. 2　Main str ucture o f weed specimen management information system
322 武 汉 植 物 学 研 究　　　　　　　　　　　　　　　　 　第 20 卷　　
在网上方便、准确地查询和统计标本室的杂草标本
信息,对标本信息进行增添、修改、删除等编辑操作。
杂草标本管理信息系统的主要结构如图 2所示。
3　系统功能
3. 1　标本信息查询
目前已将中国杂草标本室中 144 科、823 属、
2 000余种杂草的近万份标本的有关信息整理输入
了数据库。进入标本信息查询页面后,可以按标本所
处的科、属、种地位或标本的采集、鉴定信息对馆藏
标本情况进行查询,或根据复合条件进行组合查询。
若符合条件的记录多于 10 条, 则可以使用首页、上
一页、下一页、末页等按钮在输出结果间进行导航。
点击某一标本记录,可进入该标本的详细信息页面,
该页面还提供了相关链接,用以将用户定向到物种
和图片信息页面,使用户进一步获得该种杂草的详
细物种信息和有关原色图片。
3. 2　标本信息编辑
主要包括标本信息的录入、修改、删除等工作。
信息录入时, 根据标本鉴定的种的不同,而有不同的
输入方式: a. 若该杂草在数据库中已经存在,则通
过系统查询, 获得该杂草的编码,然后选择标本信息
录入功能, 按字段输入标本的有关信息; b. 若该杂
草在数据库中不存在, 则在新增该杂草标本的同时,
添加其物种信息, 或根据分类地位进一步添加属、科
信息。修改或删除标本信息时,应首先根据一定的查
询条件在数据库中找到该标本记录,确定无误后即
可进行所需的修改或删除操作。系统还提供了修改
或删除相应的科、属、种及图片信息的功能。
3. 3　标本信息的统计、打印输出
系统的信息统计功能融于信息查询功能之中,
在标本信息查询过程中,获得符合查询条件的记录
集后, 系统自动对记录集进行统计,显示统计信息。
系统能够对任意科、属、种所包含的杂草标本数目进
行统计;可根据标本采集、鉴定及储存信息对杂草标
本进行统计; 也可根据各种单项或组合条件对馆藏
杂草标本进行统计。对于系统提供的任意信息, 均可
使用浏览器的打印功能进行输出。
4　系统特点
4. 1　信息查询方式灵活,功能强大
系统既可以进行信息的单项查询,也可以进行
多种条件复合查询。单项查询时,可以根据不同的查
询条件输入某一字段的完整信息, 如按科拉丁名
“Euphor biaceae”输入, 可以查到大戟科 157份杂草
标本的有关信息; 在系统中也可输入多个字段的信
息进行任何方式的组合查询, 如在学名、采集人及采
集省份处分别输入 “A vena f atua L.”、“强胜”、“安
徽”, 即可获得 3份野燕麦的标本信息。系统查询的
另外一个特点是引入了数据库中的模糊查询, 即只
要部分输入某字段的信息即可得到查询结果, 如同
样查询大戟科的有关信息, 可以在科拉丁名处只输
入“euph”、“phor”或“rbiaceae”均可查到含有“Eu-
pho rbiaceae”这个科的有关信息。系统将模糊查询综
合运用于单项查询及组合查询中,使查询功能更加
强大。对系统返回的查询结果,可选择相关链接继续
查询,获得更详细的信息。
4. 2　系统具有良好的交互性和可扩展性
根据中国杂草标本室的标本管理要求,系统能
够不断地对数据库中的信息进行更新, 除可以在本
地对数据库直接进行操作外, 某些具有管理权限的
人员可以在网上进行远程操作,方便地录入、修改和
删除有关标本信息。
4. 3　具有良好的安全性能
信息系统的安全性日益受到人们的重视, 系统
具备防范数据库信息被非法篡改的能力。在杂草标
本管理信息系统中,通过采取对数据库文件加密和
设置用户级安全机制, 数据库的 ODBC 屏蔽, 数据
访问页的安全性验证和用户级限制, 信息的限制输
出等一系列控制措施,建立了综合的多层次的安全
体系来保护系统数据库的安全及信息传递的准确性
和可靠性,从而保障了系统的安全运行。
4. 4　系统界面友好,操作简单
系统利用计算机多媒体技术,综合运用了大量
图像、动画、CSS、按钮等网页元素, 查询界面友好,
操作简捷方便, 信息处理迅速,满足了现代标本管理
工作的需要。并且, 通过对杂草图片的合理使用, 使
杂草信息的提供图文并茂,更加丰富、生动、直观。
5　结束语
中国杂草标本室是我国目前收藏杂草标本最
多、最完备的专业杂草标本室,依据馆藏标本资源建
成的标本管理信息系统,可提供丰富、全面、实用性
强的杂草信息。系统建成后,在 Internet 上已运行了
将近一年时间, 不仅为我国杂草科学的研究提供了
快捷、准确的数据资料,同时也为杂草教学和标本管
理提供了现代化的手段。
杂草区系的研究包括杂草标本的采集、鉴定, 对
杂草的分布、生境及生活型进行分析,编制杂草名
录,分析区系组成及特点等。由于杂草的物种信息非
323　第 4 期　　　　　　　　　　魏守辉等: 基于网络的杂草标本管理信息系统的设计与开发
常丰富,对于名录的编制和区系的分析带来了一定
难度, 本系统的开发在一定程度上简化了这一繁琐
的工作。在系统中,可以根据不同的查询要求, 对杂
草标本信息进行相应的组织, 并利用系统数据库中
已有的杂草的危害、生境、习性、优势度及分布资料,
对某地区的杂草区系及杂草的发生危害状况进行分
析,从而为农业生产中的杂草治理提供一定的依据。
杂草标本管理信息系统的开发大大提高了馆藏
标本资源的管理和利用效率, 克服了单机环境中管
理信息系统应用的局限性,实现了标本信息资源的
网络共享,这说明利用数据库和网络信息技术开发
管理信息系统是可行的。然而,信息系统的建设不是
一蹴而就的工作, 应不断完善其功能,并建立长期而
连续的资料积累和信息收集体系。只有存贮了足够
信息的管理信息系统, 才能有真正意义上的评价作
用。
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