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中國森林植物病害信息管理系統的設計和建立

來源：　類別：技術文章　更新時間：2013-01-10　閱讀次

　　全國現有森林病蟲種類8 000多種，其中對森林造成嚴重危害的有200多種，其種類仍在上升。
　　在一些地方發生率很高，危害嚴重。因此采取科學有效的方法來防治已迫在眉睫。但是，科技人員特別是基層工作者虧于資料、信息貧乏，不能及時采取行之有效的防治措施，致使森林有害生物的治理形勢日益嚴峻。鑒于這種現狀，如何以信息技術為依托，盡快研制和開發新的森林有害生物，特別是森林病害防治措施的系統信息軟件，使森林病害防治措施數字化、信息化，建立中國森林植物病害信息系統顯得尤為重要，植物病害信息系統建立后，能夠將植物病害檢測儀等儀器檢測出的數據進行匯總分析，對于植物病害的防治起到非常大的作用。
　　國際上有關森林病害方面的網絡資源比較豐富，很多專業網站上都提供了比較詳細的森林病害信息和相關圖片庫供用戶交流使用，從90年代中期著手準備，經過了幾年的努力后開通運行，旨在為用戶提供豐富的造林學和森林病理學方面的高質量圖片檔案，它以圖文并茂的形式，詳細、形象地介紹了各種森林病蟲害的相關知識，是難得的網絡教材。筆者認為，今后林業信息系統將向著網絡與數據庫相結合的方向發展，即數據庫管理系統是用戶應用的主界面，而網站將為數據庫管理系統軟件的升級更新提供支持和其他相關服務。
　　本文依據數據庫管理軟件原理，以Visual Basic610編程及Access數據庫為技術支持，整合了我國多年來森林病害研究的成就，依據森林病害的病原類型等，建立了我國重要森林病害數據庫管理系統）））中國森林植物病害信息系統。該系統的建立不僅對我國森林植物病害標本的標準化管理提供技術依托，而且也為林業及相關領域的科技人員對我國森林植物病害信息的快速綜合利用提供了技術平臺。
　　1 開發方案
　　1.1 數據庫的建立
　　1.1.1 系統需求分析每一種森林植物病害都包含非常多的信息，為了滿足不同林業工作者對這些信息的需求，將病害信息做如下分類：病害名稱，包括中文名，英文名，以及別名；病原信息，包括病原形態特征，病原類型以及分類地位，其中分類地位包括病原所屬的門、綱、目、科、屬及種。如果病原是真菌，則其形態特征包括有性型和無性型；分布及危害，包括寄主的范圍、地理分布等；癥狀，病害表現出的主要癥狀；病害發生發展規律，包括病原的侵染途徑，侵染循環和外界環境條件三個方面，侵染循環又包括：病原物的越冬和越夏方式及場所，病原物的傳播途徑，病害初侵染和再侵染；防治措施，包括檢疫，林業技術，抗病品種利用，物理、化學和生物防治等技術措施；參考文獻，指上述信息來源的文獻；對于森林植物標本而言，除以上信息外，還增加采集人，采集地點，采集日期以及保存地點等內容。
　　1.1.2 數據庫邏輯設計根據系統需求分析，本數據庫需要建立3種不同表格，即：森林植物病害標本信息表（表1）；④中國森林植物病害信息表，與④的不同在于，后者不包括采集人、采集地點、采集時間、鑒定人等字段，但加入了參考文獻字段；用戶信息表（表2）。

　　表1 森林植物病害標本信息表結構
　　1.2 系統分析
　　要做好森林植物病害的防治工作除了研究森林植物病害本身外，更重要的是讓更多的人認識到森林植物病害的嚴重性、防治工作的重要性和具體防治辦法。因此建立中國森林植物病害信息系統，首先關心的問題是森林植物病害的信息利用問題。而在數據庫管理系統里要做到這一點，就得使設計的系統具有強有力的查詢及檢索功能。根據我國森林病蟲害發生種類以及中國林科院收集到的標本情況，建立的中國森林植物病害信息系統分成兩大部分，即森林植物病害標本信息管理子系統和森林植物病害信息管理子系統。目的是實現查詢的快捷、方便和界面友好。
　　森林植物病害標本信息管理子系統的目標是實現對中國林科院森林植物病害標本信息的管理。功能應包括對數據庫記錄的添加、修改、刪出、查詢、檢索、打印等方面。重點應在信息的維護和檢索方面。森林植物病害信息管理子系統是實現對中國現有的所有森林植物病害信息的管理。這一模塊包括了標本庫管理的大部分功能。
　　數據庫的維護是本數據庫管理軟件中最重要的功能之一。通過設置用戶權限來實現對數據庫的后臺管理。因此系統設計了管理員用戶和普通用戶兩種類型。管理員用戶除了擁有一般用戶具有的功能之外，系統還分配給管理員添加信息、刪除信息、修改信息、更改屬性、管理其它用戶等其它超級權限。普通用戶只擁有瀏覽、查詢和檢索權限。
　　2 軟硬件環境及開發工具的選擇
　　2.1 系統軟、硬件環境
　　系統的軟、硬件應該具備64MB以上內存，133MHz以上處理器， 40MB以上硬盤空間，Win-dows98以上版本的操作系統，顯示最低分辨率為800@600,任一打印機。
　　2.2 開發工具的選擇
　　根據軟件的兼容性原則及安全性方面的考慮，選擇了Access數據庫作為數據庫平臺。因為所建管理系統是單機版，數據量也不算太多（最多超不過1萬），而且這個數據庫可以單獨運行（當然必要的動態鏈接庫文件不可少），不同于SQL SERVER等，還需再購置軟件安裝。開發工具選擇的是Microsoft公司的Visual Basic 610。Visual Basic 610作為可視化編程工具具有所見即所得（WYSIWYG）功能，包含有數百條語句、函數及關鍵詞，其中很多與WindowsGUI有直接的關系。Microsoft公司開發的編程工具開發的應用軟件兼容性強，在任一臺計算機上都可以運行（只要軟、硬件條件到位）。Visual Basic 610中的ActiveX數據對象ADO是一個非常強大的控件，它允許用多種格式和訪問形式訪問數據，編輯數據。這簡化了對管理系統的開發工作量，也方便了實現對系統設計的要求。
　　3 軟件系統實現技術要點
　　3.1 數據庫的訪問
　　Visual Basic 610提供了各種管理數據的工具和方式，用戶可利用數據控件與結構不同的數據庫發生聯系，并且對它們進行讀寫操作；本管理系統的開發選用ADO數據訪問技術。ADO即ActiveX Data Objects,是微軟在對象層次上的數據操作技術，它為操作OLEDB數據源提供了一套高層次自動化接口。ADO同OLEDB、數據庫應用以及數據源之間的關系見圖1。

　　圖1 ADO同OLEDB、編程軟件之間的關系
　　本管理系統中ADO與數據源的連接包括：Con-nection對象的Connection String屬性設置和Command對象兩個方面：Connection對象的Connection String屬性設置：/Provider=Microsoft.Jet.OLEDB.410;Data Source=0&App.Path&/data.mdb;Jet OLEDB: Persist Security In-fo=False0。Command對象可以對數據源執行命令，使用該對象可以查詢數據庫并返回一個Recordset對象，可以執行一個批量的數據操作，可以操作數據庫的結構。不同的數據提供者提供的該對象的集合、方法和屬性不同。本系統中使用了2個不同的Command對象，如圖2所示。

　　圖2 Command對象（Command1與Command2）
　　3.2 查詢功能的實現
　　本管理系統中選用的查詢語言是SQL查詢語言。SQL語言從功能上區分，可分為兩大部分：數據定義語言（DDL）和數據操縱語言（DML）。DDL用來根據有關的關系模型創建有關的數據庫對象：數據庫、基表、視圖和索引；DML用來檢索和修改數據庫中的內容。本管理系統采用DML語言，特別是Se-lect語句。Select語句的格式如下：
　　Select字段名from表名where條件orderby字段名管理系統中的許多地方直接或間接地用到了此結構，實現了條件查詢。比如Command對象的SQL語句是：
　　Select保存位置，IDfrommtable orderby編號
　　3.3 系統智能化功能的實現
　　系統設計時考慮到標本編號的唯一性、連續性等特點，特意設計了自動檢測編號功能。因數據庫表里標本編號的數據類型是int型，所以實現此功能時做了兩次循環。第1個循環實現的功能是檢查編號的唯一性（不重復性），編寫一個檢測編號的函數，每次新增一條記錄時調用它檢查一遍，判斷新增的編號是否與以前的編號重復，當重復時，給用戶一個提示，不允許新增，這樣可以控制編號的唯一性。第2個循環實現的功能是檢查編號的連續性，所謂連續性是指相鄰兩條記錄的編號之間相差不能多于1。此函數也是新增記錄時被調用，每新增一條記錄時它會做一個循環檢查，判斷每條記錄的編號是否與它上下條記錄的編號相差大于1,如果大于1,則保留在ListBox控件里準備用戶去選擇。這樣可以實現編號的連續性。
　　4 管理系統主要功能設計介紹
　　4.1 系統程序結構設計
　　根據森林植物病害信息管理的具體業務流程，先確定系統的總體結構如圖3,包括以下幾個部分：

　　圖3 程序結構圖
　　標本庫管理、信息庫管理、用戶管理、附加功能等4個部分。標本庫管理：標本庫管理模塊的功能是管理標本庫中的病害標本信息；信息庫管理：信息庫管理模塊主要管理中國所有森林植物病害的信息，包括中國林業科學研究院森林保護研究所標本庫里已有的病害標本，所以這一模塊包括的森林植物病害內容比標本庫管理的內容更全面；用戶管理：添加、刪除用戶以及分配管理員或普通用戶類型；附加功能：這些功能都是系統功能，比如：登錄、注銷、詳細搜索相關網站、獲取圖片名稱、使用說明書、功能簡介及版本等。
　　4.2 菜單設計
　　軟件的所有功能都應當可以通過各級菜單選項實現，因此，菜單的設計必須全面合理，否則軟件的功能就會受到影響。系統的菜單結構設計見表2。

　　表2 用戶信息表結構
　　4.3 用戶界面設計
　　系統的啟動界面如圖4所示。5 s后啟動界面自動跳轉到主界面，如圖6所示。當用戶點擊登錄進入注冊用戶登錄界面后（如圖5），輸入用戶名和密碼登錄，就可以對數據庫進行各種操作。

　　表3 系統菜單結構圖

圖4 系統啟動界面

圖5 高級用戶登陸界面

圖6 系統主界面
　　5 結語
　　通過VB 610強大的用戶界面設計功能和數據庫連接功能，以及Acess2000數據庫管理系統提供的數據支持，開發的中國森林植物病害信息管理系統不僅具有對數據庫的管理功能，而且具有對普通用戶的服務功能，實現了管理與服務的相結合；不僅能對中國林業科學研究院森林植物病害標本庫的管理，而且可對全國現有森林植物病害信息進行管理。系統具有良好的服務功能，主要表現在友好界面、精確查詢和模糊查詢方面。不僅可以針對高級用戶，而且普通的林業工作者或行政工作者也可對本系統應用自如。該系統為林業工作者提供了豐富詳細的森林植物病害信息和森林植物病害標本信息，瀏覽查詢過程簡單，在林業系統內具有廣闊的前景。