Visual Basic 6.0在花卉分類檢索中的應用及開發實例

陳周元，陳學林，趙國杰，彭民貴

(西北師范大學生命科學學院，甘肅蘭州 730070)

隨著社會和經濟的發展，室內逐漸成為城市人群的主要活動空間之一，種植室內花卉也逐漸成為時尚。但人們對部分花卉的生活習性和栽培要點缺乏專業指導，面對陌生花卉時更是無從下手，花卉的養護和觀賞狀況也往往不夠理想。如何更好地利用植物學知識為普通用戶服務，提高花卉的種植和觀賞效果，就是植物工作者亟待解決的問題[1-2]。

現今的植物分類往往依靠傳統檢索表和鑒定者自身的經驗來進行鑒定，對鑒定者的植物分類學素養有一定的要求，這就加大了傳統植物鑒定的難度，縮小了分類鑒定的適用人群[3]。但是日益完善與發展的計算機技術，卻為植物分類提供了很大便利。計算機技術尤其是數據庫技術不僅可以記錄和管理植物的大量信息，而且還具有強大的檢索功能。但國內的生物多樣性信息數據庫建設起步較晚，且多偏重于大型動植物。計算機技術在園林植物鑒定尤其是花卉植物分類鑒定領域的應用，很少有文獻報道。為此，筆者嘗試將計算機技術與植物分類鑒定相結合，擺脫常規植物鑒定過程中的限制，利用計算機運算速度快和信息存儲量大的特點[4]，實現多途徑、多方式、交叉鑒定的植物分類檢索鑒定。

1 檢索系統主要功能介紹

該研究開發的蘭州市常見家庭花卉簡易檢索系統(Computer Software for Search Interior Flower of Lanzhou, CSSIFL)，是以蘭州市常見家庭花卉植物為研究對象，結合計算機技術和植物分類知識，嘗試解決普通用戶在花卉栽培過程中遇到的現實問題[5-6]。CSSIFL可實現對已知種名的花卉進行精確檢索，半知花卉的種名、別名和屬名的模糊檢索，也可利用形態特征對未知花卉進行模糊檢索。CSSIFL中的精確檢索是指輸入內容必須與數據表中相應字段中某一數據內容完全相同才認為是符合查詢條件，而模糊檢索是指輸入內容與數據表中相應字段中某一數據內容完全或部分相同時即認為是符合查詢條件。在CSSIFL的檢索模塊界面，還含有菜單項和工具欄，不同的菜單項和工具按鈕可以鏈接不同的幫助文件，幫助用戶正確使用CSSIFL。

2 系統功能設計

2.1研究方法與技術路線CSSIFL主要依據蘭州市花卉種植的實況，結合《名貴花卉寶典》、《中國植物志》和《中華人民共和國林業行業標準——花卉名稱 LY/T 1576-2000》(以下簡稱《花卉名稱》)，分別記錄花卉植物的種名、別名、屬名、生物學特征和栽培要點等信息，構建常見花卉信息數據庫。然后，依據虛擬設計的使用環境和檢索目的，建立人機交互界面，確立交互界面與數據庫之間的鏈接，并建立CSSIFL的幫助文件系統。CSSIFL的設計構架如圖1所示。

2.2系統的開發工具及主要技術該研究以蘭州市常見家庭花卉植物資料為數據處理對象，Microsoft Visual Basic 6.0中文版為系統設計軟件，采用Microsoft Office Access 2007創建后臺數據庫，HTML Help Workshop 4.74合成幫助系統文件，以個人電腦為硬件平臺在Windows xp環境下設計開發，選用Setup Factory 9.0作為打包軟件，初步構建了CSSIFL。為了提高系統的美觀和實用性，在開發過程中還使用了Adobe Photoshop CS5、Macromedia Dreamweaver 8.0和Setup Factory 9.0等相關輔助工具，極大地提高了系統的可實踐性。系統中所使用的數字圖片等多媒體資料大部分為互聯網上的共享圖片和生命科學學院陳學林老師多年的積累收集。

在CSSIFL中使用的主要技術有SQL(Structured Query Language，結構化查詢語言)技術、ActiveX數據對象技術和基于HTML的幫助文件等。SQL語言是專門為訪問數據庫而設計的結構化語言，在該系統中主要使用數據查詢命令進行數據處理；采用ActiveX 對象技術(通常所說的ADO控件技術)鏈接SQL語言查詢獲得的結果和前臺界面的DataGrid顯示控件，以此顯示結果記錄；基于HTML的幫助文件(.chm格式文件)主要是用于解決用戶操作過程中遇到的各種問題(如植物形態特征的確定、系統使用的指導等)。

圖1 CSSIFL的設計框架

2.3數據獲取與分類處理植物的分類思想如何貫穿于系統開發過程中是系統能否開發成功并投入使用的關鍵。為建立結構合理的數據庫，首先對花卉植物的特征作細致分類，以期達到最好的使用效果，實現種名檢索、別名檢索、屬名檢索和植物形態檢索等多類型檢索[7]。在開發的過程中，參照植物分類檢索表對各種花卉植物的不同器官如根、莖、葉、花、果實等進行處理，盡量選用性狀穩定且容易觀察到相反性狀或易于區分的形態特征進行分類，力求作到全面和準確[8]。

這些性狀特征描述依次如下：①生長型分為生長習性、生長類型和葉落情況等；②根形態特征分為根須類型、根變態類型和變態根名稱等；③莖形態特征分為莖的習性、莖的形狀、莖變態類型、變態莖名稱和是否具有變態莖等；④葉形態特征分為是否具有完全葉、葉片的排列順序、葉片類型、復葉類型、復葉名稱、葉脈類型、葉脈名稱、葉片形狀、葉端形狀、葉基形狀、葉緣形狀、葉裂形狀、是否具有變態葉、變態葉類型和是否具有葉表附屬物等；⑤花形態特征分為花冠是否連合、花萼是否連合、花冠形狀、花排列順序、花序類型和花序名稱等；⑥果實結構類型分為果皮性質、果皮類型、果皮名稱和果實形狀等。

該系統對植物器官的上述每種形態特征都有多種描述，將這些形態特征描述分類后錄入數據庫，從而實現根據花卉種名、別名、屬名或形態特征檢索花卉信息的功能。

2.4數據庫的建立在花卉檢索系統中合理建立數據庫是實現快速準確查詢的保證，建立數據庫就是把花卉的各類信息通過抽象方式轉化為二維數據表的結構化數據信息的過程[9]。由于花卉生物學特征與分類之間符合數據庫模型中的關系模型，所以該研究的數據庫按關系數據庫構建。

常見家庭花卉植物數據庫含有兩個數據表：花卉檢索表和花卉信息表。前者主要用來檢索花卉，確定花卉種類；后者記錄各種花卉植物的生活習性和栽培要點等信息。數據表內容根據蘭州市花卉種植的實際情況和《名貴花卉寶典》中記錄的花卉植物為準，共約50屬155種。種名和別名字段都嚴格按照《花卉名稱》的標準描述，描述花卉形態特征時也使用統一的規范術語，生物學特征和生活習性等數據參考《中國植物志》和《名貴花卉寶典》的描述，來保證數據的規范性、完整性和科學性[10]。

2.5檢索系統的開發與實現CSSIFL具有對常見家庭花卉植物生物學信息及相關習性進行檢索的功能，數字化檢索功能是該系統設計的主要目標和關鍵技術之一。由于各檢索界面里的檢索項并不相同，考慮到集成信息系統的兼容性，系統設計的主檢索界面里只提供了類別檢索項。在“檢索模塊”里提供了詳細的檢索項，可分為種名檢索、別名檢索、屬名檢索和形態檢索等類型，還支持精確檢索和模糊檢索兩種檢索形式。檢索到備選花卉植物后，花卉植物的一系列信息就顯示出來，單擊返回主菜單按鈕后可又回到檢索頁面[11]，如圖2所示。

圖2 CSSIFL的設計思想

對于數據庫與顯示界面的鏈接，在程序中主要通過使用SQL技術和ADO Data控件與數據庫表建立連接，再通過數據庫感知控件(DataGrid控件)顯示各項檢索結果[12]。

2.6幫助文件的建立基于Windows平臺完備的應用軟件，均具有功能強大、內容豐富、使用簡捷的幫助系統。CSSIFL的幫助系統是擴展名為.chm的文件，系統界面相對統一，既可按目錄查看，也可按關鍵字搜索或相關信息跳躍查詢，均可方便快速地查詢到用戶期望獲取的信息[13]。制作CSSIFL的幫助文件所選用的工具是微軟公司出品的HTML Help Workshop 4.74。在幫助系統制作的過程中，還使用了Macromedia Dreamweaver 8.0實現對源幫助文件頁面的美化，以達到更高的可讀性。

3 程序測試與打包

雖然程序開發過程中的調試基本能夠保證檢索系統的正確性和可靠性，但仍需要經過軟件測試環節。測試過程中能夠及時處理實際運行中可能出現的各種錯誤，直到程序運行正確并滿足用戶的要求，這對于提高編程的效率和質量有非常重要的作用[14]。在對CSSIFL進行應用測試過程中，分別對玫瑰(RosarugosaThunb.)、水仙(Roem.NarcissustazettaL.var.chinensis)和君子蘭(CliviaminiataRegel)3種花卉植物的種名檢索(精確檢索和模糊檢索)、別名檢索、屬名檢索和形態檢索進行測試[15]。測試結果顯示：該軟件運行可靠，檢索準確，結果表述清晰可靠。

CSSIFL選用IndigoRose出品的Setup Factory 9.0作為打包軟件。它提供了智能化的開發環境，使得創建安裝程序速度快，操作容易，并且使用微軟下一代的Windows Installer XML(WIX) 編譯器技術，為用戶提供超強的靈活性和Windows平臺兼容性，制作完成的安裝程序能在Windows系列的任何版本操作系統上工作。

4 實例展示

下面以玫瑰為例，演示CSSIFL的使用過程。

解壓安裝CSSIFL后，雙擊桌面的系統圖標，進入檢索類型的選擇界面。

(1)非形態檢索。首先選擇主界面的非形態檢索選項，在檢索模塊界面的種名檢索選項卡中輸入“玫瑰”，然后點擊精確檢索，在彈出的檢索結果界面中就顯示了玫瑰的生活習性和栽培要點等；不清楚玫瑰的標準種名時，還可以輸入部分字段(如“玫”或“瑰”)，然后點擊模糊檢索按鈕進行檢索；對于別名檢索，就可輸入玫瑰的別名(俗稱)進行查詢，如輸入“玫瑰花”，然后點擊模糊檢索按鈕；對于屬名檢索，可輸入“薔薇屬”，然后點擊精確檢索按鈕(也可使用模糊檢索)，在彈出的檢索結果界面中選擇“玫瑰”，查看其生活習性和栽培要點等。

(2)形態檢索。進入主頁面后，選擇形態檢索選項，依次在生長型、根形態特征、莖形態特征、葉形態特征、花形態特征和果實結構類型選項卡內，選擇“木本植物”、“灌木”、“落葉”、“直立莖”、“圓柱莖”、“卵圓形”、“羽狀復葉”、“網狀脈序”、“單花”、“肉果”和“橢圓形”等選項，點擊模糊檢索按鈕，就可檢索到多個滿足條件的備選植物，選擇“玫瑰”就可以查看了。

測試過程及結果如圖3、4、5所示。

圖3 CSSIFL的主界面

圖4 CSSIFL的形態檢索界面

圖5 CSSIFL的檢索結果界面

5 技術特點

CSSIFL具有實用性、適用性和可擴充性等特點。

5.1實用性CSSIFL主要針對常見家庭花卉植物特點，解決普通市民在栽培過程中存在的知識盲區，達到花卉植物養護和觀賞的理想效果，實用性就成了它的最大特點。檢索系統的交互界面友好、操作簡單、易學易用、方便靈活，每一個界面都可看作一個功能單位，同時有文字說明引導用戶操作使用，適合普通市民的操作使用。

5.2適用性系統的適用性強。系統支持精確檢索和模糊檢索，對花卉植物的檢索方式更豐富、高效，使檢索結果更符合用戶要求。在中文Windows 98以上的操作系統條件下，檢索系統無須任何其他軟件系統的支持就可以直接運行使用。

5.3可擴充性數據庫初步建立約50屬155種常見家庭花卉植物的信息，內容還有需完善的地方。隨著資料的增加和研究的深入，系統可在非編程狀態下不斷擴充、修改和完善知識庫[14]。

6 展望

CSSIFL的制作是利用數據庫技術代替傳統檢索鑒定的一次有益嘗試，可大大提高檢索工作效率。但收錄的品種拘泥于王蓮英等編著的《名貴花卉寶典》中所記錄的品種，與人們在實際生活中培養的品種還存在差距，可能會造成檢索的誤差。在隨后的工作中應及時更新數據庫，使收錄的數據更準確更豐富，還應充分利用圖像處理技術及多媒體數據庫技術，使得數據庫更完善。人機操作界面還需優化，界面背景色彩及控件的外觀都有改進的空間[16-17]。此外，數據庫研究不應只停留在一般的檢索上，而應向更深入的應用研究領域擴展。該檢索系統的研發主要基于單機使用，具有一定的局限性，數據及程序的共享性不高。從系統的推廣和完善角度看，推出網絡版本可面向更多的用戶，也不需進行打包和安裝，使用更方便、快捷。

隨著計算機網絡和數據庫技術的發展，植物資源數據庫的建設將是植物分類信息化的必然道路。相信隨著植物學的發展，數據庫技術在我國現代化進程中將會發揮更大的作用，生物領域數據庫在實現信息科學化管理和利用方面將會有更加廣闊的前景[18]。

[1] 任俐.室內花卉應用專家系統數據庫的研究[D].哈爾濱:東北林業大學,2003.

[2] 任俐,岳樺.室內花卉應用設計專家系統數據庫的構建[J].東北林業大學學報,2005,33(6):106-108,119.

[3] 胡楊,李青豐,李國棟.植物數字化檢索的Visual FoxPro解決方案初探[J].內蒙古草業,2009,21(4):8-12,24.

[4] 胡楊.植物數字化檢索系統初探[D].呼和浩特:內蒙古農業大學,2010.

[5] 沈光,佟斌,孫波.論植物數據庫的建立[J].國土與自然資源研究,2007(1):89-90.

[6] 韓成峰,曹政,張志國.景觀植物管理信息系統的初步構建[J].草業科學,2005,22(2):80-85.

[7] 李俊山,孫滿囤,韓先鋒,等.數據庫系統原理與設計[M].西安:西安交通大學出版社,2004:16-18.

[8] 陳呂容,尹克林.攀枝花市園林植物配置信息系統研究[J].西南農業大學學報：自然科學版,2005,27(1):138-142.

[9] 何玉潔,李寶安.數據庫系統教程[M].北京:人民郵電出版社,2010:20-24.

[10] 陳旭,廖康,張太紅,等.新疆野生果樹資源數據庫系統的設計與實現[J].中國農學通報,2008,24(11):328-331.

[11] 韓波.泰山木本植物信息系統研究[D].泰安:山東農業大學,2007.

[12] 姜學鋒.VB程序中的數據訪問接口技術ADO[J].山東輕工業學院學報：自然科學版,2005(2)：37-41.

[13] 陳建華,吳愛萍,吳京秋.VB6.0中幫助系統的制作與引用[J]. 連云港化工高等?？茖W校學報,2002,15(4):16-20.

[14] 陳玉泉,陳漢松.淺談VB程序的調試和錯誤處理[J].常州工學院學報,2004,17(6):60-63.

[15] 李成文.植物病害流行時間模擬與預測系統Epitimulator開發及應用[D].重慶:西南大學, 2007.

[16] 張巧,郭泰圣,劉洪杰,等.園林綠化種植計算機輔助選配系統設計與實現[J].華南師范大學學報：自然科學版,2011(1):116-120.

[17] 謝特新,張春樂,劉偉強.桑樹品種查詢系統的建立[J].廣東蠶業,2004,38(3):23-26.

[18] 陳海昆,張瑞芳,張海燕,等.數據庫技術發展及其在農業領域中的應用[J].安徽農業科學,2008,36(18):7818-7820.