姜廣宇，汪杭軍

（浙江農(nóng)林大學(xué) 信息工程學(xué)院，浙江 臨安 311300）

木材標(biāo)本館是高等院?；蜓芯吭核葐挝槐４婺静臉?biāo)本的地方。木材標(biāo)本不僅可以為科研教學(xué)提供實(shí)物實(shí)驗(yàn)樣本，而且為相關(guān)企業(yè)單位的木材識(shí)別與鑒定等工作提供了技術(shù)保障。隨著時(shí)間的增長，木材標(biāo)本館內(nèi)的標(biāo)本種類及數(shù)量增多，增加了管理的難度。目前，國內(nèi)某些科研教學(xué)單位等在數(shù)字化木材標(biāo)本館管理上已有嘗試和探索，研發(fā)了諸如基于VisualBasic 6.0，基于動(dòng)態(tài)服務(wù)器頁面（ASP）等的應(yīng)用系統(tǒng)，但是這些系統(tǒng)從某種意義上說執(zhí)行效率低且維護(hù)和重用困難[1－2]。近年來，隨著ASP.NET技術(shù)的迅速發(fā)展及推廣運(yùn)用，使得人們能夠利用這一技術(shù)完成各種數(shù)字化系統(tǒng)。采用ASP.NET技術(shù)有幾個(gè)傳統(tǒng)技術(shù)不具備的優(yōu)越性：①ASP.NET是編譯性的編程框架，也就是它是編譯（compile）執(zhí)行，而傳統(tǒng)的技術(shù)如ASP是解釋（interpret）執(zhí)行。ASP.NET的執(zhí)行過程看做是編譯后的普通語言運(yùn)行時(shí)代碼充當(dāng)一個(gè)和前端瀏覽器和中間件用戶交互的應(yīng)用程序，它接受用戶的請求，輸出超文本標(biāo)記語言（HTML）流到客戶端顯示，所以可以利用早期綁定，實(shí)施編譯來提高效率。②緩存是ASP.NET技術(shù)的另個(gè)重要特性。利用緩存可以將相關(guān)元素在它們被取用后隨即存儲(chǔ)在Web服務(wù)器本身或是取用通道中，這樣一來，當(dāng)一個(gè)訪問請求與先前相同時(shí)，服務(wù)器不需重復(fù)生成信息從而節(jié)省了時(shí)間和資源。③ASP.NET采用純文本的分層式配置設(shè)置系統(tǒng)。這種配置信息是以純文本的XML文件來存儲(chǔ)的，所以只用普通的 “記事本”就可以加入新的配置[3]。值得注意的是這種做法在將應(yīng)用程序部署到一個(gè)服務(wù)器中，只須將相關(guān)文件復(fù)制到服務(wù)器上，即使是替換運(yùn)行中的已經(jīng)編譯代碼也不須重新啟動(dòng)服務(wù)器。本研究正是基于以上技術(shù)考慮，且為了有效地管理和保存好木材標(biāo)本信息，采用C#語言在ASP.NET環(huán)境下，結(jié)合SQL Server數(shù)據(jù)庫開發(fā)B/S模式下3層的木材標(biāo)本館系統(tǒng)，從而大大提高了系統(tǒng)的執(zhí)行效率，有益于復(fù)用性和維護(hù)性的提高。

1 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)和功能

整個(gè)系統(tǒng)是B/S模式?；贏SP.NET技術(shù)的3層B/S架構(gòu)模式具有良好的靈活性和可共享性，在邏輯上分為表示層、業(yè)務(wù)邏輯層和數(shù)據(jù)訪問層[4]。采用ADO.NET數(shù)據(jù)庫訪問接口，實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)庫的編程。該模式將數(shù)據(jù)與頁面分開，避免了頁面的代碼泄露等問題。系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)圖如圖 1所示，表示層為木材標(biāo)本館用戶界面，中間的數(shù)據(jù)交互部分屬于業(yè)務(wù)邏輯層，最后木材標(biāo)本數(shù)據(jù)庫為數(shù)據(jù)訪問層。

本研究設(shè)計(jì)的木材標(biāo)本館系統(tǒng)主要提供從數(shù)據(jù)錄入、編輯、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)管理、查詢、統(tǒng)計(jì)分析、數(shù)據(jù)輸出等功能。將系統(tǒng)按照樹材分類及功能特征分為5個(gè)子系統(tǒng)：闊葉樹材、針葉樹材、樹材搜索、統(tǒng)計(jì)分析和其他。各個(gè)子系統(tǒng)內(nèi)又都有自己的模塊。系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案如圖2所示。

圖1 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)Figure1 General architecture of the system

圖2 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案Figure2 General design plan of the system

根據(jù)圖2，各個(gè)子系統(tǒng)有各自的功能特點(diǎn)。具體詳細(xì)如下：①闊葉樹材：該子系統(tǒng)根據(jù)闊葉樹材的特點(diǎn)，設(shè)置了7個(gè)模塊。基本信息：這塊主要收錄及編輯闊葉樹材的編號(hào)、樹種名、樹材類別、英文名等辨別樹材的基本信息。宏觀特征：這塊主要收錄及編輯闊葉樹材的宏觀屬性和圖片如生長輪界限、管孔大小、弦切面、橫切面和徑切面等。微觀特征：這塊主要收錄及編輯闊葉樹材的微觀屬性和圖片如管孔排列、管胞和軸向薄壁組織數(shù)量等。工藝特征：這塊主要收錄及編輯闊葉樹材的工藝屬性如耐腐性和油漆性能等?；瘜W(xué)特征：這塊主要收錄及編輯闊葉樹材的化學(xué)屬性如纖維素含量和水抽提物含量等。物理特征：這塊主要填寫闊葉樹材的物理屬性如密度和徑向干縮系數(shù)等。②針葉樹材：該子系統(tǒng)根據(jù)針葉樹材的特點(diǎn)，設(shè)置了和闊葉樹材一樣的7個(gè)模塊。與闊葉樹材相比不同的只是對樹材的屬性的描述的不同。③樹材搜索：該子系統(tǒng)是整個(gè)系統(tǒng)的核心部分。針對不同的用戶主要分為3種不同的搜索。無條件搜索：該搜索針對無任何專業(yè)知識(shí)且搜索目的不明確的用戶，當(dāng)進(jìn)入該搜索的界面時(shí)候，就能看到一組按照編號(hào)排序的樹材的信息，用戶可以按頁來翻看，當(dāng)看到適合用戶的樹材的時(shí)候，就可以點(diǎn)旁邊的“詳細(xì)”按鈕來查看該樹材的詳細(xì)內(nèi)容。簡單組合搜索（圖3）：該搜索針對有一定專業(yè)知識(shí)且有一定搜索目的用戶；在這個(gè)搜索里第1步要選擇組合關(guān)系如是 “并且” “或者” “不包含”等，第2步選擇要查詢的字段，第3步選擇查詢條件如 “等于” “類似”等，第4步填寫查詢內(nèi)容，這4步可以連續(xù)組合6次，雖然比較固定6次，但是可以滿足一般用戶的需求了。高級(jí)組合搜索（圖4）：該搜索針對專業(yè)知識(shí)比較強(qiáng)且有一定搜索目的用戶，而且對搜索的要求比較多的用戶；在該搜索里前4步和簡單組合搜索里一致，只是在第5步里要按 “加入條件列表”，這樣就可以把多次要查詢的條件組合起來，實(shí)現(xiàn)更多次的組合查詢，也可使用手工輸入查詢語句，但這樣就要求對查詢語句比較熟悉的用戶了。在這3種搜索也都提供了搜索結(jié)果導(dǎo)出到Excel，方便用戶實(shí)現(xiàn)打印的功能。④統(tǒng)計(jì)分析：該子系統(tǒng)是根據(jù)數(shù)據(jù)庫里的樹材的信息，按照用戶的要求實(shí)現(xiàn)統(tǒng)計(jì)分析的功能，便于用戶及管理者了解標(biāo)本情況，提出解決方案等。按類別分類：按照樹材的針葉及闊葉的類別進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，用數(shù)據(jù)庫動(dòng)態(tài)的鏈接到餅圖或者柱形圖體現(xiàn)。按特征分析：用戶選擇某一特征的某些字段，即可實(shí)現(xiàn)該特征的這些字段的統(tǒng)計(jì)，也是用餅圖或者柱形圖動(dòng)態(tài)的實(shí)現(xiàn)。按區(qū)域分析：用戶選擇某些區(qū)域，幾個(gè)實(shí)現(xiàn)區(qū)域的樹材的分布情況，同樣也是用餅圖或者柱形圖等動(dòng)態(tài)的實(shí)現(xiàn)。⑤其他：該子系統(tǒng)彌補(bǔ)前面幾個(gè)子系統(tǒng)的不足。后臺(tái)數(shù)據(jù)維護(hù)：這塊主要是該系統(tǒng)的管理者登錄且維護(hù)各功能塊。借用記錄維護(hù)：借用記錄也是不可忽視的部分，每件標(biāo)本都是難得的，所以要記錄好被借用的標(biāo)本。館藏地點(diǎn)維護(hù)：當(dāng)用戶搜索到某樹材時(shí)，要知道樹材在實(shí)體標(biāo)本館的具體位置，這塊可以收錄樹材在標(biāo)本館的位置，可以進(jìn)行分級(jí)收錄。

圖3 簡單組合搜索Figure3 Simple combinatorial search

圖4 高級(jí)組合搜索Figure4 Advanced combinatorial search

2 關(guān)鍵技術(shù)

2.1 組合搜索架構(gòu)

樹材搜索是系統(tǒng)的核心，那么搜索架構(gòu)就是核心關(guān)鍵技術(shù)了。搜索架構(gòu)的合理，搜索的效率就高，且搜索的精確度也高。該搜索架構(gòu)主要用到2種結(jié)構(gòu)化查詢語言（SQL）語句類型：①選擇、投影和連接查詢（SPJ queries）②嵌套查詢（nested queries）[5－10]。這 2 種查詢中又以 SPJ的查詢居多。如下 SQL 語句是實(shí)現(xiàn)簡單組合搜索的核心：

string sqlz="Select distinct MCB_TreeName.Id，TrNa from MCB_TreeName，MCB_ZY_HongGuan where MCB_TreeName.Id=MCB_ZY_HongGuan.Id and （"；

//首先在針葉數(shù)據(jù)庫里找信息

string sqlk="Select distinct MCB_TreeName.Id，TrNa from MCB_TreeName，MCB_KY_HongGuan where MCB_TreeName.Id=MCB_KY_HongGuan.Id and （"；

//再在闊葉數(shù)據(jù)庫里找信息

……//根據(jù)用戶設(shè)置選擇把邏輯關(guān)系、要查詢的字段、查詢條件、查詢值放入sql2和sql22中，針葉部分放在sql2，闊葉部分放在sql22

sql3=" （"+sqlz+sql2+" ）"+" ）"+"union"+" （"+sqlk+sql22+" ）"+"）"；//最終的查詢語句組合

比較無條件搜索、簡單組合搜索、高級(jí)組合搜索這3種搜索：無條件搜索最簡單，但搜索最慢；簡單組合搜索難度比較適中，搜索也比較快，能搜到一般用戶要求的樹材，所以是這3種搜索效率最高的一個(gè)；高級(jí)組合搜索難度比較大，一般用戶不容易掌握，但是一旦熟練掌握這種搜索，那么這種搜索是搜索中最精確的，并且它的搜索任意度最大。

2.2 ADO.NET數(shù)據(jù)訪問技術(shù)

ADO.NET（activeX data objects.NET）解決了在.NET平臺(tái)上數(shù)據(jù)存取問題。ADO.NET的編程模型由一系列的數(shù)據(jù)庫相關(guān)類和接口組成。ADO.NET主要由2個(gè)核心組件組成：.NET數(shù)據(jù)提供程序（data providers）和數(shù)據(jù)集（DataSet）。在實(shí)際運(yùn)用中數(shù)據(jù)提供程序主要用來進(jìn)行數(shù)據(jù)源的連接及對數(shù)據(jù)的訪問和操作，主要由Connection，Command，DataReader，DataAdapter這4個(gè)對象構(gòu)成；數(shù)據(jù)集DataSet用來存儲(chǔ)和處理數(shù)據(jù)，它是為數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)提供一個(gè)斷開式存儲(chǔ)[11－12]。所以在設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)本系統(tǒng)過程中要選擇合適的數(shù)據(jù)提供程序?qū)ο蠛蛯ataSet運(yùn)用的得當(dāng)。

2.3 數(shù)據(jù)庫與Excel

數(shù)據(jù)庫與Excel的結(jié)合既方便了系統(tǒng)管理員的管理，又方便了用戶對數(shù)據(jù)的編輯。將數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)或需要打印的內(nèi)容導(dǎo)出到Word和Excel中去打印。使用這種方法需要在服務(wù)器端安裝Excel和Word，然后在Microsoft Visual Studio.NET2005設(shè)置該系統(tǒng)工程時(shí)要添加關(guān)于Excel和Word的COM組件，如添加Excel組件Microsoft Excel Object Library。另外在服務(wù)器端還要設(shè)置一定的訪問權(quán)限，如需要在web.config中添加＜identity impersonate="true"/＞來啟用模擬身份。在編寫程序中要利用Excel的COM對象來處理Excel的對象，這些對象如application，workbooks，workbook，sheets，range，這樣就可以用Excel打開事先定義的一個(gè)Excel的模版文件，然后將數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)，逐一導(dǎo)入到Excel的單元格中去了[13]。

2.4 數(shù)據(jù)庫與圖片的儲(chǔ)存

當(dāng)前保存圖片主流有2種方式：①將圖片保存到服務(wù)器端硬盤上，在數(shù)據(jù)中只記錄圖片的路徑（包含文件名）。②將圖片轉(zhuǎn)成二進(jìn)制流再保存到數(shù)據(jù)庫中，借助數(shù)據(jù)的特性，較安全管理便利，比如備份數(shù)據(jù)同時(shí)也會(huì)把圖片備份[14－15]。該系統(tǒng)使用第②種方式，這樣對圖片數(shù)據(jù)能及時(shí)安全備份且可移動(dòng)方便完整等效果。

3 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

整個(gè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)時(shí)數(shù)據(jù)庫使用SQL Server 2005；開發(fā)工具使用Microsoft Visual Studio.NET2005；界面設(shè)計(jì)部分采用 Photoshop cs3，F(xiàn)lash CS3；網(wǎng)頁框架、布局設(shè)計(jì)使用Macromedia Dreamweaver 8；設(shè)計(jì)開發(fā)語言主要為 C#結(jié)合VBScript，JavaScript，XML?？头耸褂?IE 6.0及以上，服務(wù)器端采用Windows 2003 Advanced Server，使用自帶的IIS 6.0?？蛻舳擞脩糁恍璐蜷_WEB瀏覽器即可實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)庫的操作、訪問和分析，具有維護(hù)和升級(jí)方式簡單，異地瀏覽方便和信息采集的靈活性等特點(diǎn)。

4 結(jié)束語

本研究在分析浙江農(nóng)林大學(xué)木材標(biāo)本館的基礎(chǔ)上，研究且設(shè)計(jì)出了浙江農(nóng)林大學(xué)木材標(biāo)本館的系統(tǒng)。通過實(shí)際中的調(diào)試和應(yīng)用，該系統(tǒng)已經(jīng)能基本滿足浙江農(nóng)林大學(xué)的木材標(biāo)本館管理方面的需求，且具有一定的穩(wěn)定性、實(shí)時(shí)性、易用性、安全性、易維護(hù)性和可擴(kuò)展性。在今后的應(yīng)用和擴(kuò)展中，逐步將該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對更廣范圍的標(biāo)本數(shù)字化，而且為木材相關(guān)專業(yè)和行業(yè)的研究、教學(xué)、生產(chǎn)和經(jīng)營貿(mào)易等方面的人員提供信息服務(wù)，并為正確認(rèn)識(shí)和了解各種木材的性質(zhì)，更合理高效地利用木材資源提供解決方案，亦可為國家有關(guān)管理部門進(jìn)行宏觀決策和制定相關(guān)行業(yè)政策提供可靠的數(shù)據(jù)依據(jù)，也將逐步實(shí)現(xiàn)對全社會(huì)的開放。

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