太原市東山植物檢索系統(tǒng)的開發(fā)與應(yīng)用

閆 政，崔愛萍

（山西林業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，山西 太原 030009）

1 引言

在傳統(tǒng)的植物分類中，主要是把植物的有關(guān)信息紀(jì)錄在紙上，用文字的形式進(jìn)行表達(dá)；對(duì)于植物的檢索，最常用的方法是手工查證加上專家經(jīng)驗(yàn)鑒定。從較復(fù)雜的紙質(zhì)分類檢索信息中識(shí)別與鑒定種子植物的科、屬、種等信息，該項(xiàng)工作操作復(fù)雜、工序較多。隨著信息技術(shù)的發(fā)展，采用計(jì)算機(jī)處理大量的數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)管理已深入各個(gè)行業(yè)，計(jì)算機(jī)技術(shù)不僅能夠紀(jì)錄植物的所有信息，而且具有靈活檢索、多性狀檢索、快速檢索等諸多優(yōu)點(diǎn)。

太原市東山地區(qū)共有植物400多種，其中喬灌木100余種，草本植物300余種，這些較為豐富的植物資源，為本地區(qū)農(nóng)林類、生物類等相關(guān)專業(yè)院校的教學(xué)實(shí)習(xí)、教師科研以及資源開發(fā)提供了良好的條件。隨著計(jì)算機(jī)的普及與運(yùn)用，特別是近年來網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)庫技術(shù)的迅速發(fā)展，為植物分類、檢索工作提供了新的手段和方法。

該系統(tǒng)的開發(fā)，為太原市東山地區(qū)植物種類的識(shí)別和相關(guān)信息的共享提供了快捷、高效的網(wǎng)絡(luò)工具，可供有關(guān)學(xué)者或部門在進(jìn)行種子植物分類研究、資源調(diào)查及開發(fā)利用中參考。因此，開發(fā)和研制具有這種功能的植物檢索系統(tǒng)，把先進(jìn)的技術(shù)運(yùn)用到東山植物分類檢索中去，就顯得尤為迫切和重要，它不僅有利于植物分類資源的全面共享。同時(shí)也是植物分類學(xué)與現(xiàn)代技術(shù)接軌的必然發(fā)展趨勢(shì)。

2 植物檢索系統(tǒng)的開發(fā)研制

2.1 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)采用B／S（Browser／server，瀏覽器／服務(wù)器）結(jié)構(gòu)，能實(shí)現(xiàn)連接數(shù)據(jù)庫、執(zhí)行查詢等復(fù)雜操作。系統(tǒng)設(shè)計(jì)成既可以在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下運(yùn)行，也可以在單機(jī)環(huán)境下運(yùn)行，在這兩種環(huán)境下源代碼幾乎不需要做任何改動(dòng)；這種設(shè)計(jì)適應(yīng)了目前不同檔次網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的需求，有利于在基層進(jìn)一步推廣和應(yīng)用本系統(tǒng)。

2.2 數(shù)據(jù)庫和數(shù)據(jù)的錄入

本系統(tǒng)采用兩套數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，一套以Access建立的常規(guī)數(shù)據(jù)庫，可以從Excel等文件中導(dǎo)入，錄入數(shù)據(jù)也比較方便，而借助此程序，可以將其數(shù)據(jù)直接導(dǎo)入另一套數(shù)據(jù)庫中，極大地方便了數(shù)據(jù)的輸入。另一套數(shù)據(jù)庫的建立，具有獨(dú)立的數(shù)據(jù)錄入程序，必須借助該程序進(jìn)行數(shù)據(jù)庫的編輯，充分發(fā)揮數(shù)據(jù)庫管理等先進(jìn)技術(shù)方法，保證系統(tǒng)的先進(jìn)性、科學(xué)性。

3 植物檢索系統(tǒng)的構(gòu)成及功能

本檢索系統(tǒng)，從“正向檢索”和“逆向檢索”兩個(gè)方面建立檢索子系統(tǒng)，同時(shí)建立“東山植物圖像數(shù)據(jù)庫”。在系統(tǒng)建立中，將多年來拍攝、整理的教學(xué)用圖片、文字等資料進(jìn)行高度整合，形成統(tǒng)一平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)對(duì)植物資源信息的分類、管理，使用者可方便地利用獲取所需的圖片及文字信息，實(shí)現(xiàn)資源共享。系統(tǒng)的總體框架見圖1。

圖1 植物檢索系統(tǒng)框架

3.1 正向檢索子系統(tǒng)

當(dāng)已知一種植物的中文名稱，但不知其學(xué)名、俗名、形態(tài)特征、生物學(xué)特性、繁殖方法、分布、習(xí)性、主要用途等更詳細(xì)的信息時(shí)，可通過該系統(tǒng)中的正向檢索子系統(tǒng)，從科名入手，檢索出對(duì)應(yīng)的屬名、種名，從而獲得該種植物的上述各方面的詳細(xì)信息，如圖2為各科的分級(jí)檢索，圖3為各種植物的檢索結(jié)果。

圖2 正向分科檢索

圖3 正向科屬種檢索

3.2 逆向檢索子系統(tǒng)

在實(shí)際工作中，困擾廣大植物工作者的一大難題，是如何從龐大復(fù)雜的傳統(tǒng)紙質(zhì)分類檢索信息中快速、準(zhǔn)確地判斷植物的名稱。逆向檢索子系統(tǒng)正是針對(duì)這一功能所需而開發(fā)的，逆向檢索子系統(tǒng)的建立，從植物的生活型、根、莖、葉、花、果實(shí)、種子等方面入手，每一方面再根據(jù)不同情況設(shè)立子項(xiàng)（如：針對(duì)葉，設(shè)立了葉的類型、葉尖、葉緣、葉序、葉脈、葉的大小、質(zhì)地、毛、變態(tài)等；針對(duì)花設(shè)立了花的類型、花色、花序、花萼、花冠、雄蕊、雌蕊、花的大小等；針對(duì)果實(shí)設(shè)立了果實(shí)的類型、果色、大小等，針對(duì)種子設(shè)立了種子的類型、色澤、大小等），通過對(duì)各器官所有的子項(xiàng)信息建立一個(gè)數(shù)據(jù)庫。通過該子系統(tǒng)，能對(duì)一種不認(rèn)識(shí)的植物，根據(jù)植物的生活型以及各個(gè)器官的形態(tài)特征，通過一步一步檢索，最終確定出該種植物的準(zhǔn)確名稱（圖4）。

3.3 圖像數(shù)據(jù)庫

正向檢索子系統(tǒng)和逆向檢索子系統(tǒng)采用的均是文本描述，文本描述是一種定性描述。為更好地服務(wù)于教學(xué)和科研，建立了圖像數(shù)據(jù)庫。圖像數(shù)據(jù)庫的建立，首先需要大量的圖片資料。針對(duì)東山地區(qū)的植物，在春、夏、秋、冬不同季節(jié)，運(yùn)用數(shù)碼相機(jī)進(jìn)行特寫拍攝，獲得各種植物的根、莖、葉、花、果實(shí)、種子等形態(tài)特征圖片；再對(duì)圖片資料進(jìn)行統(tǒng)一的處理、分類、編輯，最后建立東山植物的圖像數(shù)據(jù)庫。為保證系統(tǒng)的統(tǒng)一完整性，實(shí)現(xiàn)與前兩個(gè)子系統(tǒng)的有機(jī)鏈接，使整個(gè)系統(tǒng)更加直觀、實(shí)用、完善。

圖4 逆向檢索系統(tǒng)

4 結(jié)語

植物資源檢索系統(tǒng)，采用計(jì)算機(jī)技術(shù)，打破傳統(tǒng)檢索的限制，采用多項(xiàng)目、多功能、全方位的檢索方式，對(duì)太原地區(qū)東山植物資源分類管理與進(jìn)行查詢，大大提高了植物檢索的便捷性、靈活性和準(zhǔn)確率；該系統(tǒng)可直接服務(wù)于教學(xué)與科研工作，同時(shí)為本地區(qū)植物資源的開發(fā)研究與利用提供一定的科學(xué)依據(jù)。

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