太原市东山植物检索系统的开发与应用

2013-08-28崔爱萍

绿色科技 2013年7期

闫政，崔爱萍

（山西林业职业技术学院，山西太原 030009）

1 引言

在传统的植物分类中，主要是把植物的有关信息纪录在纸上，用文字的形式进行表达；对于植物的检索，最常用的方法是手工查证加上专家经验鉴定。从较复杂的纸质分类检索信息中识别与鉴定种子植物的科、属、种等信息，该项工作操作复杂、工序较多。随着信息技术的发展，采用计算机处理大量的数据进行科学管理已深入各个行业，计算机技术不仅能够纪录植物的所有信息，而且具有灵活检索、多性状检索、快速检索等诸多优点。

太原市东山地区共有植物400多种，其中乔灌木100余种，草本植物300余种，这些较为丰富的植物资源，为本地区农林类、生物类等相关专业院校的教学实习、教师科研以及资源开发提供了良好的条件。随着计算机的普及与运用，特别是近年来网络和数据库技术的迅速发展，为植物分类、检索工作提供了新的手段和方法。

该系统的开发，为太原市东山地区植物种类的识别和相关信息的共享提供了快捷、高效的网络工具，可供有关学者或部门在进行种子植物分类研究、资源调查及开发利用中参考。因此，开发和研制具有这种功能的植物检索系统，把先进的技术运用到东山植物分类检索中去，就显得尤为迫切和重要，它不仅有利于植物分类资源的全面共享。同时也是植物分类学与现代技术接轨的必然发展趋势。

2 植物检索系统的开发研制

2.1 系统的设计

本系统采用B／S（Browser／server，浏览器／服务器）结构，能实现连接数据库、执行查询等复杂操作。系统设计成既可以在网络环境下运行，也可以在单机环境下运行，在这两种环境下源代码几乎不需要做任何改动；这种设计适应了目前不同档次网络环境的需求，有利于在基层进一步推广和应用本系统。

2.2 数据库和数据的录入

本系统采用两套数据库系统，一套以Access建立的常规数据库，可以从Excel等文件中导入，录入数据也比较方便，而借助此程序，可以将其数据直接导入另一套数据库中，极大地方便了数据的输入。另一套数据库的建立，具有独立的数据录入程序，必须借助该程序进行数据库的编辑，充分发挥数据库管理等先进技术方法，保证系统的先进性、科学性。

3 植物检索系统的构成及功能

本检索系统，从“正向检索”和“逆向检索”两个方面建立检索子系统，同时建立“东山植物图像数据库”。在系统建立中，将多年来拍摄、整理的教学用图片、文字等资料进行高度整合，形成统一平台，实现对植物资源信息的分类、管理，使用者可方便地利用获取所需的图片及文字信息，实现资源共享。系统的总体框架见图1。

图1 植物检索系统框架

3.1 正向检索子系统

当已知一种植物的中文名称，但不知其学名、俗名、形态特征、生物学特性、繁殖方法、分布、习性、主要用途等更详细的信息时，可通过该系统中的正向检索子系统，从科名入手，检索出对应的属名、种名，从而获得该种植物的上述各方面的详细信息，如图2为各科的分级检索，图3为各种植物的检索结果。

图2 正向分科检索

图3 正向科属种检索

3.2 逆向检索子系统

在实际工作中，困扰广大植物工作者的一大难题，是如何从庞大复杂的传统纸质分类检索信息中快速、准确地判断植物的名称。逆向检索子系统正是针对这一功能所需而开发的，逆向检索子系统的建立，从植物的生活型、根、茎、叶、花、果实、种子等方面入手，每一方面再根据不同情况设立子项（如：针对叶，设立了叶的类型、叶尖、叶缘、叶序、叶脉、叶的大小、质地、毛、变态等；针对花设立了花的类型、花色、花序、花萼、花冠、雄蕊、雌蕊、花的大小等；针对果实设立了果实的类型、果色、大小等，针对种子设立了种子的类型、色泽、大小等），通过对各器官所有的子项信息建立一个数据库。通过该子系统，能对一种不认识的植物，根据植物的生活型以及各个器官的形态特征，通过一步一步检索，最终确定出该种植物的准确名称（图4）。

3.3 图像数据库

正向检索子系统和逆向检索子系统采用的均是文本描述，文本描述是一种定性描述。为更好地服务于教学和科研，建立了图像数据库。图像数据库的建立，首先需要大量的图片资料。针对东山地区的植物，在春、夏、秋、冬不同季节，运用数码相机进行特写拍摄，获得各种植物的根、茎、叶、花、果实、种子等形态特征图片；再对图片资料进行统一的处理、分类、编辑，最后建立东山植物的图像数据库。为保证系统的统一完整性，实现与前两个子系统的有机链接，使整个系统更加直观、实用、完善。