湖南省生物多樣性信息管理系統設計

劉德軍

摘要 由于環境的影響，中國物種數量在不斷減少，為了保護生物多樣性，維護自然生態平衡，信息化應用在保護物種數量方面能起到重要作用。利用大數據系統和云計算機技術，來建立一個大型數據庫系統，用來監控環境對物種的生存情況影響。為保護生態物種研究提供基礎數據信息。用以保護人類賴以生存自然環境，為環境保護研究提供數據依據。

關鍵詞 生物多樣性；環境保護；物種保護；生物多樣性信息管理系統

中圖分類號TP3

文獻標識碼A

文章編號1674-6708（2016）157-0088-02

生物多樣性是指在一定時間和一定地區所有生物（動物、植物、微生物）物種及其遺傳變異和生態系統的復雜性總稱。它包括遺傳（基因）多樣性、物種多樣性、生態系統多樣性和景觀生物多樣性四個層次。本系統主要用來監控物種的生存情況，包括分布地區、物種的數量和簡介。20世紀以來，隨著世界人口的持續增長和人類活動范圍與強度的不斷增加，人類社會遭遇到一系列前所未有的環境問題，面臨著人口、資源、環境、糧食和能源等五大危機。這些問題的解決都與生態環境的保護以及自然資源的合理利用密切相關。

本系統建立標準的數據庫，從生物的分類來匯總海量數據，為環境保護提供相關數據依據，為人們提供物種的分布查詢、統計和數據分析等。彌補湖南省生物多樣性信息批管理的空白；本系統用戶分為不同角色，進行數據管理。本系統的數據信息主要來源于實地調查。

1 軟件設計過程

系統的構建主要分為兩個階段：數據整理與調查階段和數據庫的建立與系統開發階段。

數據整理與調查：主要是人員的野外數據收集，信息匯總成標準統一的電子表格，收集生物圖片，對物種的簡單介紹說明。本階段需要較長時間，要投入大量的人力。

1.1 需求分析

本系統的開發團隊中有多位生物多樣性研究方面的專家學者，專業性問題解決有保障。通過需求分析，本系統開發模式采用B/S模式。按照物種的界、門、綱、目、科、屬、種來建立標準的數據表。根據行政區域劃分，物種的分布情況細化到縣，建立地區表。本系統的數據來源主要為實地調查所獲，現有大量的相關數據，存在方式為Excel表數據形式。

1）軟件使用過程當中應該分權限管理，按照區域分為不同操作人員角色，省級用戶具有最高權限。用戶可以批量導入和導出數據，所有的信息添加、刪除和修改都需要審核。

2）具備物種的保護特性：物種分為不同的保護級別和保有量。

3）信息的導入，定義標準模板提供數據的導入，信息包括物種圖片等。

4）信息發布管理：建立一個信息發布網站，包括前臺和后臺

5）數據安全管理：保障數據安全，制定數據備份機制。

1.2 軟件設計

根據需求把軟件分為以下10個模塊：登錄模塊，信息錄入模塊、物種類別模塊、物種資訊模塊、查詢統計模塊、導入導出模塊、審核模塊、權限管理模塊、系統設置和幫助。

1）登錄模塊：完成用戶的登錄，根據用戶登錄的ID號來判斷用戶的類型和角色，根據登錄用戶的ID確定他的可用權限與權限表關聯，同時增加驗證碼認證方式。記錄用戶登錄日期與用戶ID同時寫入系統的運行日志表。

2）信息錄入模塊：通過頁面選擇物種類別，錄入物種的簡介信息，上傳物種相關圖片。信息錄入后保存到物種數據表，同時提交給上一級用戶進行審核。在審核前，錄入用戶可以修改相關信息，一經審核不能再修改。審核通過后才會在查詢結果中顯示。

3）物種類別模塊：按照物種的界、門、綱、目、科、屬、種來建立7個基礎數據表，7個表與區域信息表相關聯，記錄所在地區的物種類別數量等信息。通過頁面選擇功能來錄入相關類別信息。物種類別信息由縣級用戶添加。

4）物種資訊模塊：分為前臺網頁和后臺控制兩部分，通過用戶錄入物種信息，通過前臺網頁展示。物種資訊模塊為內容管理平臺。

5）查詢統計模塊：本模塊提供給不同的用戶對數據查詢操作，一級界面使用省級電子地圖，用戶點擊地圖上的區域名稱可以索引本地區的所有物種分布情況，以表格的形式展示。點擊物種名稱，展示出物種的簡介信息，包括物種分布地點，簡介和圖片等相關信息。查詢功能實現多條件組合查詢，統計相關地區和物種數量。

6）導入導出模塊：系統提供標準的Excel文件模板，通過網頁上傳導入信息。導入過程檢查數據是否符合系統要求。導出功能為用戶提供查詢組合條件，導出生成電子表格Excel文件。

7）審核模塊：用戶錄入的新物種能過審核后才生效，審核用戶由管理分配不同的用戶角色和權限。物種選擇可以全選和部分選擇。

8）權限管理模塊：對系統的所有用戶進行管理，用戶級別包括：省級、市級、縣區級和一般用戶，用戶角色包括：系統管理員、錄入用戶、審核用戶和查詢用戶，對于不同的用戶分配不同的權限。

9）系統設置：包括基礎數據的錄入、服務器設置和數據庫的備份與安全等。數據的安全備份使用人工與計算機結合的方式，使用數據庫自帶的數據備份功能對數據進行定期備份，再由管理人員定期復制到其它存儲介質，如：刻錄到光盤或復制到移動硬盤等。

10）幫助：為系統提供在線幫助文檔說明等。

2 軟件的特性

1）本系統數據量大，為了提高數據查詢速度，在軟件設計過程中采用了許多優秀的算法，使用存儲過程對數據進行處理。系統結構設計合理，源代碼注釋清晰方使閱讀，升級與修改方便。軟件開發完成后操作界面美觀，操作簡單易用，運行穩定、可靠、安全。

2）本系統是一個在因特網上發布的Web應用軟件，用戶可以通過瀏覽器訪問來進行檢索和查詢。

3）對歷史資料的收集和系統投入使用后用戶對系統數據的補充。將多來源數據資料進行規范和標準化。將湖南省的生態物種建立基礎數據庫，為生物多樣性的研究、保護提供強有力的支撐，具有較強的現實意義和社會意義。

4）由于生物多樣性數據具有綜合性、動態性和復雜性等特點，要維護好數據只能采用多用戶分布式來管理，分區域管理，用戶對本區域的數據進行采集和維護更新，來保證數據說正確性和實時性。

3 軟件運行環境

3.1 硬件環境

Web服務器：

處理器2.4G*2或以上

內存4G或以上

硬盤SAS 146GB*23.2

3.2 軟件環境

操作系統：Microsoft Windows Server 2008IIS7.0

數據庫：Microsoft soL Server 2008

軟件開發工具及語言Microsoft Visual Studio2010以上版式本，asp.net c#

4 結論

1）系統開發之前的需求分析十分重要，要了解客戶的需求，在與客戶充分溝通的情況下搭建好主要的框架，并且需要說明哪些需求是可以實現的，哪些是無法實現的。否則會走很多彎路，甚至導致開發失敗。

2）基于用戶需求的不同，選擇恰當的開發工具十分關鍵，正確的選擇開發工具可以事半而功倍。

3）訪問量的考慮，使用大量的存儲過程，優化IIS配置從而提高了用戶的并發訪問數量。