Visual Basic 6.0在花卉分类检索中的应用及开发实例

2014-03-13陈周元陈学林赵国杰彭民贵

安徽农业科学 2014年2期

陈周元，陈学林，赵国杰，彭民贵

(西北师范大学生命科学学院，甘肃兰州 730070)

随着社会和经济的发展，室内逐渐成为城市人群的主要活动空间之一，种植室内花卉也逐渐成为时尚。但人们对部分花卉的生活习性和栽培要点缺乏专业指导，面对陌生花卉时更是无从下手，花卉的养护和观赏状况也往往不够理想。如何更好地利用植物学知识为普通用户服务，提高花卉的种植和观赏效果，就是植物工作者亟待解决的问题[1-2]。

现今的植物分类往往依靠传统检索表和鉴定者自身的经验来进行鉴定，对鉴定者的植物分类学素养有一定的要求，这就加大了传统植物鉴定的难度，缩小了分类鉴定的适用人群[3]。但是日益完善与发展的计算机技术，却为植物分类提供了很大便利。计算机技术尤其是数据库技术不仅可以记录和管理植物的大量信息，而且还具有强大的检索功能。但国内的生物多样性信息数据库建设起步较晚，且多偏重于大型动植物。计算机技术在园林植物鉴定尤其是花卉植物分类鉴定领域的应用，很少有文献报道。为此，笔者尝试将计算机技术与植物分类鉴定相结合，摆脱常规植物鉴定过程中的限制，利用计算机运算速度快和信息存储量大的特点[4]，实现多途径、多方式、交叉鉴定的植物分类检索鉴定。

1 检索系统主要功能介绍

该研究开发的兰州市常见家庭花卉简易检索系统(Computer Software for Search Interior Flower of Lanzhou, CSSIFL)，是以兰州市常见家庭花卉植物为研究对象，结合计算机技术和植物分类知识，尝试解决普通用户在花卉栽培过程中遇到的现实问题[5-6]。CSSIFL可实现对已知种名的花卉进行精确检索，半知花卉的种名、别名和属名的模糊检索，也可利用形态特征对未知花卉进行模糊检索。CSSIFL中的精确检索是指输入内容必须与数据表中相应字段中某一数据内容完全相同才认为是符合查询条件，而模糊检索是指输入内容与数据表中相应字段中某一数据内容完全或部分相同时即认为是符合查询条件。在CSSIFL的检索模块界面，还含有菜单项和工具栏，不同的菜单项和工具按钮可以链接不同的帮助文件，帮助用户正确使用CSSIFL。

2 系统功能设计

2.1研究方法与技术路线CSSIFL主要依据兰州市花卉种植的实况，结合《名贵花卉宝典》、《中国植物志》和《中华人民共和国林业行业标准——花卉名称 LY/T 1576-2000》(以下简称《花卉名称》)，分别记录花卉植物的种名、别名、属名、生物学特征和栽培要点等信息，构建常见花卉信息数据库。然后，依据虚拟设计的使用环境和检索目的，建立人机交互界面，确立交互界面与数据库之间的链接，并建立CSSIFL的帮助文件系统。CSSIFL的设计构架如图1所示。

2.2系统的开发工具及主要技术该研究以兰州市常见家庭花卉植物资料为数据处理对象，Microsoft Visual Basic 6.0中文版为系统设计软件，采用Microsoft Office Access 2007创建后台数据库，HTML Help Workshop 4.74合成帮助系统文件，以个人电脑为硬件平台在Windows xp环境下设计开发，选用Setup Factory 9.0作为打包软件，初步构建了CSSIFL。为了提高系统的美观和实用性，在开发过程中还使用了Adobe Photoshop CS5、Macromedia Dreamweaver 8.0和Setup Factory 9.0等相关辅助工具，极大地提高了系统的可实践性。系统中所使用的数字图片等多媒体资料大部分为互联网上的共享图片和生命科学学院陈学林老师多年的积累收集。

在CSSIFL中使用的主要技术有SQL(Structured Query Language，结构化查询语言)技术、ActiveX数据对象技术和基于HTML的帮助文件等。SQL语言是专门为访问数据库而设计的结构化语言，在该系统中主要使用数据查询命令进行数据处理；采用ActiveX 对象技术(通常所说的ADO控件技术)链接SQL语言查询获得的结果和前台界面的DataGrid显示控件，以此显示结果记录；基于HTML的帮助文件(.chm格式文件)主要是用于解决用户操作过程中遇到的各种问题(如植物形态特征的确定、系统使用的指导等)。

图1 CSSIFL的设计框架

2.3数据获取与分类处理植物的分类思想如何贯穿于系统开发过程中是系统能否开发成功并投入使用的关键。为建立结构合理的数据库，首先对花卉植物的特征作细致分类，以期达到最好的使用效果，实现种名检索、别名检索、属名检索和植物形态检索等多类型检索[7]。在开发的过程中，参照植物分类检索表对各种花卉植物的不同器官如根、茎、叶、花、果实等进行处理，尽量选用性状稳定且容易观察到相反性状或易于区分的形态特征进行分类，力求作到全面和准确[8]。

这些性状特征描述依次如下：①生长型分为生长习性、生长类型和叶落情况等；②根形态特征分为根须类型、根变态类型和变态根名称等；③茎形态特征分为茎的习性、茎的形状、茎变态类型、变态茎名称和是否具有变态茎等；④叶形态特征分为是否具有完全叶、叶片的排列顺序、叶片类型、复叶类型、复叶名称、叶脉类型、叶脉名称、叶片形状、叶端形状、叶基形状、叶缘形状、叶裂形状、是否具有变态叶、变态叶类型和是否具有叶表附属物等；⑤花形态特征分为花冠是否连合、花萼是否连合、花冠形状、花排列顺序、花序类型和花序名称等；⑥果实结构类型分为果皮性质、果皮类型、果皮名称和果实形状等。

该系统对植物器官的上述每种形态特征都有多种描述，将这些形态特征描述分类后录入数据库，从而实现根据花卉种名、别名、属名或形态特征检索花卉信息的功能。

2.4数据库的建立在花卉检索系统中合理建立数据库是实现快速准确查询的保证，建立数据库就是把花卉的各类信息通过抽象方式转化为二维数据表的结构化数据信息的过程[9]。由于花卉生物学特征与分类之间符合数据库模型中的关系模型，所以该研究的数据库按关系数据库构建。

常见家庭花卉植物数据库含有两个数据表：花卉检索表和花卉信息表。前者主要用来检索花卉，确定花卉种类；后者记录各种花卉植物的生活习性和栽培要点等信息。数据表内容根据兰州市花卉种植的实际情况和《名贵花卉宝典》中记录的花卉植物为准，共约50属155种。种名和别名字段都严格按照《花卉名称》的标准描述，描述花卉形态特征时也使用统一的规范术语，生物学特征和生活习性等数据参考《中国植物志》和《名贵花卉宝典》的描述，来保证数据的规范性、完整性和科学性[10]。

2.5检索系统的开发与实现CSSIFL具有对常见家庭花卉植物生物学信息及相关习性进行检索的功能，数字化检索功能是该系统设计的主要目标和关键技术之一。由于各检索界面里的检索项并不相同，考虑到集成信息系统的兼容性，系统设计的主检索界面里只提供了类别检索项。在“检索模块”里提供了详细的检索项，可分为种名检索、别名检索、属名检索和形态检索等类型，还支持精确检索和模糊检索两种检索形式。检索到备选花卉植物后，花卉植物的一系列信息就显示出来，单击返回主菜单按钮后可又回到检索页面[11]，如图2所示。

图2 CSSIFL的设计思想

对于数据库与显示界面的链接，在程序中主要通过使用SQL技术和ADO Data控件与数据库表建立连接，再通过数据库感知控件(DataGrid控件)显示各项检索结果[12]。

2.6帮助文件的建立基于Windows平台完备的应用软件，均具有功能强大、内容丰富、使用简捷的帮助系统。CSSIFL的帮助系统是扩展名为.chm的文件，系统界面相对统一，既可按目录查看，也可按关键字搜索或相关信息跳跃查询，均可方便快速地查询到用户期望获取的信息[13]。制作CSSIFL的帮助文件所选用的工具是微软公司出品的HTML Help Workshop 4.74。在帮助系统制作的过程中，还使用了Macromedia Dreamweaver 8.0实现对源帮助文件页面的美化，以达到更高的可读性。

3 程序测试与打包

虽然程序开发过程中的调试基本能够保证检索系统的正确性和可靠性，但仍需要经过软件测试环节。测试过程中能够及时处理实际运行中可能出现的各种错误，直到程序运行正确并满足用户的要求，这对于提高编程的效率和质量有非常重要的作用[14]。在对CSSIFL进行应用测试过程中，分别对玫瑰(RosarugosaThunb.)、水仙(Roem.NarcissustazettaL.var.chinensis)和君子兰(CliviaminiataRegel)3种花卉植物的种名检索(精确检索和模糊检索)、别名检索、属名检索和形态检索进行测试[15]。测试结果显示：该软件运行可靠，检索准确，结果表述清晰可靠。

CSSIFL选用IndigoRose出品的Setup Factory 9.0作为打包软件。它提供了智能化的开发环境，使得创建安装程序速度快，操作容易，并且使用微软下一代的Windows Installer XML(WIX) 编译器技术，为用户提供超强的灵活性和Windows平台兼容性，制作完成的安装程序能在Windows系列的任何版本操作系统上工作。

4 实例展示

下面以玫瑰为例，演示CSSIFL的使用过程。

解压安装CSSIFL后，双击桌面的系统图标，进入检索类型的选择界面。

(1)非形态检索。首先选择主界面的非形态检索选项，在检索模块界面的种名检索选项卡中输入“玫瑰”，然后点击精确检索，在弹出的检索结果界面中就显示了玫瑰的生活习性和栽培要点等；不清楚玫瑰的标准种名时，还可以输入部分字段(如“玫”或“瑰”)，然后点击模糊检索按钮进行检索；对于别名检索，就可输入玫瑰的别名(俗称)进行查询，如输入“玫瑰花”，然后点击模糊检索按钮；对于属名检索，可输入“蔷薇属”，然后点击精确检索按钮(也可使用模糊检索)，在弹出的检索结果界面中选择“玫瑰”，查看其生活习性和栽培要点等。

(2)形态检索。进入主页面后，选择形态检索选项，依次在生长型、根形态特征、茎形态特征、叶形态特征、花形态特征和果实结构类型选项卡内，选择“木本植物”、“灌木”、“落叶”、“直立茎”、“圆柱茎”、“卵圆形”、“羽状复叶”、“网状脉序”、“单花”、“肉果”和“椭圆形”等选项，点击模糊检索按钮，就可检索到多个满足条件的备选植物，选择“玫瑰”就可以查看了。

测试过程及结果如图3、4、5所示。

图3 CSSIFL的主界面

图4 CSSIFL的形态检索界面

图5 CSSIFL的检索结果界面

5 技术特点

CSSIFL具有实用性、适用性和可扩充性等特点。

5.1实用性CSSIFL主要针对常见家庭花卉植物特点，解决普通市民在栽培过程中存在的知识盲区，达到花卉植物养护和观赏的理想效果，实用性就成了它的最大特点。检索系统的交互界面友好、操作简单、易学易用、方便灵活，每一个界面都可看作一个功能单位，同时有文字说明引导用户操作使用，适合普通市民的操作使用。

5.2适用性系统的适用性强。系统支持精确检索和模糊检索，对花卉植物的检索方式更丰富、高效，使检索结果更符合用户要求。在中文Windows 98以上的操作系统条件下，检索系统无须任何其他软件系统的支持就可以直接运行使用。

5.3可扩充性数据库初步建立约50属155种常见家庭花卉植物的信息，内容还有需完善的地方。随着资料的增加和研究的深入，系统可在非编程状态下不断扩充、修改和完善知识库[14]。

6 展望

CSSIFL的制作是利用数据库技术代替传统检索鉴定的一次有益尝试，可大大提高检索工作效率。但收录的品种拘泥于王莲英等编着的《名贵花卉宝典》中所记录的品种，与人们在实际生活中培养的品种还存在差距，可能会造成检索的误差。在随后的工作中应及时更新数据库，使收录的数据更准确更丰富，还应充分利用图像处理技术及多媒体数据库技术，使得数据库更完善。人机操作界面还需优化，界面背景色彩及控件的外观都有改进的空间[16-17]。此外，数据库研究不应只停留在一般的检索上，而应向更深入的应用研究领域扩展。该检索系统的研发主要基于单机使用，具有一定的局限性，数据及程序的共享性不高。从系统的推广和完善角度看，推出网络版本可面向更多的用户，也不需进行打包和安装，使用更方便、快捷。

随着计算机网络和数据库技术的发展，植物资源数据库的建设将是植物分类信息化的必然道路。相信随着植物学的发展，数据库技术在我国现代化进程中将会发挥更大的作用，生物领域数据库在实现信息科学化管理和利用方面将会有更加广阔的前景[18]。

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