王 燦 田 萱 陳志泊 張靜斯 范瑞芳

(北京林業(yè)大學(xué)信息學(xué)院，北京 100083)

北京林業(yè)大學(xué)數(shù)字標(biāo)本館web系統(tǒng)的建設(shè)

王 燦 田 萱 陳志泊 張靜斯 范瑞芳

(北京林業(yè)大學(xué)信息學(xué)院，北京 100083)

北京林業(yè)大學(xué)標(biāo)本館整合了全校植物、動(dòng)物、菌物、昆蟲、木材、巖石、種子等各類標(biāo)本資源約34萬份，承擔(dān)著校內(nèi)外教學(xué)、科研和科普等多項(xiàng)任務(wù)。建立北京林業(yè)大學(xué)數(shù)字標(biāo)本館的web系統(tǒng)，為校內(nèi)外用戶提供獨(dú)具特色的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和方便快捷的智能服務(wù)。

數(shù)字化標(biāo)本館；web系統(tǒng)；框架；檢索

北京林業(yè)大學(xué)標(biāo)本館整合了校內(nèi)的植物、動(dòng)物、菌物、昆蟲、木材、土壤、種子等各類標(biāo)本資源。它收藏了各類標(biāo)本約34萬余份，承載著校內(nèi)外教學(xué)、科研和科普等多項(xiàng)任務(wù)。然而，由于它缺乏后臺(tái)數(shù)字資源和前臺(tái)服務(wù)體系的支撐，導(dǎo)致其延展空間有限，難以發(fā)揮更大的價(jià)值，這給標(biāo)本館的管理與發(fā)展帶來了極大的挑戰(zhàn)。主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。①館地空間有限，難以將更多的標(biāo)本展示出來。這限制了標(biāo)本館的可持續(xù)發(fā)展能力，難以發(fā)揮標(biāo)本的實(shí)際作用，不能更好地體現(xiàn)標(biāo)本館的價(jià)值。②展現(xiàn)的環(huán)境有限，難以將一個(gè)標(biāo)本的信息全面完整地展現(xiàn)出來。這限制了用戶從多角度如生長(zhǎng)歷史、三維結(jié)構(gòu)、微觀組織等角度了解標(biāo)本信息。③展示的手段有限，難以向用戶提供靈活自由的個(gè)性化的展現(xiàn)方式。這限制了用戶應(yīng)用互聯(lián)網(wǎng)、掌中移動(dòng)手機(jī)、館中電子設(shè)備等手段更好更全面地參觀標(biāo)本館。④標(biāo)本管理的模式有限，難以提供系統(tǒng)、方便的信息管理維護(hù)。這限制了標(biāo)本管理者采用一致、方便、快捷的管理方式對(duì)各類如聲音、文字、視頻、三維動(dòng)畫等資源進(jìn)行管理和維護(hù)。⑤智能服務(wù)水平有限，難以提供適合特定教學(xué)、科研目標(biāo)的智能服務(wù)模式，如標(biāo)本信息智能推送、標(biāo)本知識(shí)共享查詢等。這降低了標(biāo)本館使用效率和推廣范圍。

因此，本文提出的數(shù)字標(biāo)本館web系統(tǒng)將在時(shí)間、空間、內(nèi)容、服務(wù)4個(gè)維度實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)有標(biāo)本館的延伸。本系統(tǒng)旨在將實(shí)體標(biāo)本和數(shù)字標(biāo)本相結(jié)合、宏觀結(jié)構(gòu)與微觀結(jié)構(gòu)相結(jié)合、平面結(jié)構(gòu)與三維結(jié)構(gòu)相結(jié)合，建設(shè)獨(dú)具特色的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)平臺(tái)，并將高效信息管理與智能信息服務(wù)相結(jié)合，建設(shè)方便快捷的智能服務(wù)平臺(tái)。

一、數(shù)字標(biāo)本館web系統(tǒng)的架構(gòu)

本數(shù)字標(biāo)本館系統(tǒng)的底層按照動(dòng)植物知識(shí)體系組織標(biāo)本，并存儲(chǔ)標(biāo)本的多維信息，以實(shí)現(xiàn)共享、開放的基礎(chǔ)信息平臺(tái)；上層以web和移動(dòng)主流技術(shù)架構(gòu)服務(wù)網(wǎng)站和移動(dòng)終端應(yīng)用為目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)友好方便快捷的用戶交互體驗(yàn)。本數(shù)字標(biāo)本館系統(tǒng)提供以目錄樹的形式展示標(biāo)本信息的展示功能；提供按不同類別、季節(jié)、展示位置等因素的搜索功能；提供按關(guān)鍵字模糊搜索標(biāo)本信息的智能搜索功能；提供標(biāo)本管理員對(duì)標(biāo)本信息系統(tǒng)的管理功能。

本數(shù)字標(biāo)本館系統(tǒng)發(fā)布后可以具備多重的社會(huì)價(jià)值和較高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值：①滿足北京林業(yè)大學(xué)校內(nèi)外師生的教學(xué)實(shí)踐活動(dòng)和科研工作的需要，提高教學(xué)科研的效率和效果；②推廣和發(fā)揚(yáng)北京林業(yè)大學(xué)自身的學(xué)科和資源優(yōu)勢(shì)，使全校師生和社會(huì)人員共享校園信息和知識(shí)；③提高標(biāo)本館的管理使用效率，擴(kuò)大標(biāo)本館的應(yīng)用范圍，提高標(biāo)本館的知名度。

另外，在數(shù)字標(biāo)本館系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)方面，整個(gè)系統(tǒng)分為底層、中間層和上層3個(gè)層次，其具體功能見圖1所示。

圖1 數(shù)字標(biāo)本館web系統(tǒng)架構(gòu)

①底層。它是基礎(chǔ)數(shù)據(jù)平臺(tái)，是數(shù)據(jù)管理和數(shù)據(jù)維護(hù)的基礎(chǔ)，用來實(shí)現(xiàn)實(shí)體標(biāo)本和數(shù)字標(biāo)本的結(jié)合、宏觀結(jié)構(gòu)與微觀結(jié)構(gòu)的結(jié)合、平面結(jié)構(gòu)與三維結(jié)構(gòu)的結(jié)合，同時(shí)存儲(chǔ)和維護(hù)包括文字、圖像、聲音、視頻、3D動(dòng)畫等多維的多媒體信息。②中間層。它是智能服務(wù)平臺(tái)，用來實(shí)現(xiàn)高效信息管理與智能信息服務(wù)的結(jié)合，及數(shù)字標(biāo)本館的各種服務(wù)功能。該平臺(tái)基于底層的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)平臺(tái)，為面向上層的多種類型應(yīng)用接口提供服務(wù)，其主要功能分為對(duì)用戶的管理、對(duì)標(biāo)本的管理、對(duì)類別導(dǎo)航的管理以及檢索和知識(shí)服務(wù)4大模塊。③上層。它是多種應(yīng)用接口，用來實(shí)現(xiàn)不同平臺(tái)、不同設(shè)備上的數(shù)字標(biāo)本館的訪問服務(wù)，并為用戶提供自由隨行的移動(dòng)數(shù)字標(biāo)本館的體驗(yàn)。

二、數(shù)字標(biāo)本館web系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)

(一)用戶角色設(shè)定和功能需求分析

本數(shù)字標(biāo)本館系統(tǒng)根據(jù)需求，設(shè)定了3種用戶角色，分別是超級(jí)管理員、標(biāo)本管理員和普通匿名用戶。這3個(gè)角色分別對(duì)應(yīng)3個(gè)功能模塊，即超級(jí)管理員模塊、標(biāo)本管理員模塊和用戶檢索瀏覽模塊，如圖2所示。

圖2 數(shù)字標(biāo)本館web系統(tǒng)功能模塊的構(gòu)成

①超級(jí)管理員模塊。超級(jí)管理員登錄后不僅可以對(duì)普通用戶進(jìn)行增、刪、改、查的操作，修改普通用戶所屬的社會(huì)用戶、學(xué)生用戶、教師用戶的類別，而且還可以對(duì)標(biāo)本管理員管理的模塊進(jìn)行增、刪、改、查的操作，修改標(biāo)本管理員管理的菌物、病害、植物、動(dòng)物等的標(biāo)本類別。②標(biāo)本管理員模塊。標(biāo)本管理員登陸以后可以對(duì)標(biāo)本的信息進(jìn)行管理，可以新增和修改標(biāo)本的采集信息，同時(shí)還可以新增、修改、刪除標(biāo)本的鑒定、館藏和多媒體的信息。另外，標(biāo)本管理員模塊還擁有檢索功能，標(biāo)本管理員可以通過關(guān)鍵字對(duì)標(biāo)本進(jìn)行檢索。在標(biāo)本管理員模塊中，還向標(biāo)本管理員提供了數(shù)據(jù)導(dǎo)入和導(dǎo)出功能，標(biāo)本管理員既可將標(biāo)本信息導(dǎo)出到excel中，又可將excel中的標(biāo)本數(shù)據(jù)導(dǎo)入到數(shù)據(jù)庫中。同時(shí)，在標(biāo)本管理員模塊中，還有標(biāo)本類別的導(dǎo)航樹功能，管理員可以通過導(dǎo)航樹功能，查看標(biāo)本的類別信息，并對(duì)標(biāo)本的類別進(jìn)行增、刪、改、查的操作。③普通用戶檢索瀏覽模塊。用戶可以通過關(guān)鍵字對(duì)標(biāo)本信息進(jìn)行檢索，查看標(biāo)本的采集、鑒定、館藏等信息。

(二)概念結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)

在整個(gè)數(shù)字標(biāo)本館web系統(tǒng)中，按照概念結(jié)構(gòu)將系統(tǒng)劃分為動(dòng)物、植物和菌物/病害3大數(shù)據(jù)模塊。下面以菌物管理模塊的E-R圖為例對(duì)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)概念結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明，見圖3。

圖3 E-R菌物概念結(jié)構(gòu)

其中，管理員與菌物采集信息、菌物館藏信息、菌物多媒體信息、菌物鑒定信息和菌物類別信息是一對(duì)多的關(guān)系，而菌物采集信息與菌物館藏信息、菌物多媒體信息、菌物鑒定信息、菌物類別信息之間也是一對(duì)多的聯(lián)系，即一條菌物采集信息對(duì)應(yīng)多條其他的菌物信息。菌物采集信息和菌物其他信息之間采用外鍵方式進(jìn)行關(guān)聯(lián)。

(三)基于MVC+SSH的系統(tǒng)架構(gòu)實(shí)現(xiàn)

本項(xiàng)目采用基于MVC+SSH的系統(tǒng)架構(gòu)實(shí)現(xiàn)方式。SSH是由struts+spring+hibernate組成的一個(gè)集成框架，是目前較為流行的一種web系統(tǒng)開源開發(fā)框架。struts2作為控制中心，負(fù)責(zé)攔截用戶的請(qǐng)求，并對(duì)用戶的請(qǐng)求進(jìn)行處理和響應(yīng)，同時(shí)采用struts2標(biāo)簽庫和jsp頁面當(dāng)作視圖展示層。spring則負(fù)責(zé)管理系統(tǒng)中的各種bean實(shí)例及資源，采用依賴注入的方式提高系統(tǒng)的靈活性，同時(shí)spring提供了業(yè)務(wù)層事務(wù)管理，對(duì)于數(shù)據(jù)庫的事物進(jìn)行安全可靠的管理。hibernate是開源的對(duì)象關(guān)系映射框架，它對(duì)jdbc進(jìn)行了輕量級(jí)的封裝，并提供數(shù)據(jù)查詢和獲取數(shù)據(jù)的方法。

MVC架構(gòu)分為表示層、業(yè)務(wù)邏輯層和數(shù)據(jù)持久層。表示層主要是通過瀏覽器實(shí)現(xiàn)與用戶之間的交互鏈接，并負(fù)責(zé)傳送用戶的請(qǐng)求和接受系統(tǒng)的響應(yīng)。業(yè)務(wù)邏輯層主要包括了Action和Service層，其中Action層負(fù)責(zé)接受用戶的請(qǐng)求，并調(diào)用相應(yīng)的Service層的業(yè)務(wù)，然后返回相應(yīng)的結(jié)果；Service層是具體的業(yè)務(wù)處理層，提供系統(tǒng)的業(yè)務(wù)方法，并調(diào)用相應(yīng)的數(shù)據(jù)持久層。數(shù)據(jù)持久層主要給業(yè)務(wù)邏輯層提供訪問數(shù)據(jù)庫的接口，業(yè)務(wù)邏輯層調(diào)用數(shù)據(jù)持久層中的方法來對(duì)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行訪問。

圖4 基于MVC+SSH的系統(tǒng)架構(gòu)

下面以菌物標(biāo)本信息管理為例，通過菌物標(biāo)本信息管理的執(zhí)行流程解釋基于MVC+SSH的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)架構(gòu)實(shí)現(xiàn)的問題，如圖4所示。

三、數(shù)字標(biāo)本館web系統(tǒng)的應(yīng)用效果

本文提出的數(shù)字標(biāo)本館web系統(tǒng)將在時(shí)間、空間、內(nèi)容、服務(wù)4個(gè)維度實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)有標(biāo)本館的延伸，其效果見圖5和圖6所示。該系統(tǒng)上層以web主流技術(shù)架構(gòu)SSH架設(shè)網(wǎng)站，前臺(tái)頁面采用jsp、css、javasript、jquery來給用戶提供展示以及和用戶交流溝通的平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了友好方便快捷的用戶交互體驗(yàn)。目前，北京林業(yè)大學(xué)數(shù)字標(biāo)本館web網(wǎng)站測(cè)試版已上線運(yùn)行，在為北京林業(yè)大學(xué)師生提供方便快捷服務(wù)的同時(shí)，也獲得了校內(nèi)外用戶的一致肯定。

圖5 北京林業(yè)大學(xué)數(shù)字標(biāo)本館標(biāo)本管理員登錄界面

圖6 北京林業(yè)大學(xué)數(shù)字標(biāo)本館標(biāo)本管理員查詢界面

[1] 王珊，薩師煊.數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論[M].北京：高等教育出版社，2005：203-219.

[2] 陳志泊，王春玲.數(shù)據(jù)庫應(yīng)用技術(shù)[M].北京：人民郵電出版社，2005：18-30.

[3] 李剛.輕量級(jí)Java EE企業(yè)應(yīng)用實(shí)戰(zhàn)：struts 2+spring 3+hibernate整合開發(fā)[M].3版.北京：電子工業(yè)出版社，2012：1-4.

(責(zé)任編輯 孫艷玲)

北京林業(yè)大學(xué)2013年本科教學(xué)工程項(xiàng)目“非計(jì)算機(jī)專業(yè)數(shù)據(jù)庫應(yīng)用技術(shù)”；北京林業(yè)大學(xué)2014年校園信息化專項(xiàng)研究基金項(xiàng)目“基于SSH架構(gòu)的北京林業(yè)大學(xué)數(shù)字標(biāo)本館web系統(tǒng)的研究與開發(fā)”。