王曉東 劉俊晨 武音池

摘? ?要：葡萄種質資源是葡萄品種改良、育種、引種等科研項目開展的基礎。研究和建立葡萄優(yōu)良種質資源管理信息系統(tǒng)具有重要意義?；诨ヂ?lián)網(wǎng)+技術和WebGIS技術，設計了包括客戶終端、網(wǎng)絡平臺、數(shù)據(jù)庫服務器在內的硬件系統(tǒng)，采用了B/S結構模式，通過數(shù)據(jù)建模開發(fā)了軟件服務系統(tǒng)，實現(xiàn)了葡萄優(yōu)良種質資源管理信息系統(tǒng)研發(fā)和建立。

關鍵詞：葡萄;優(yōu)良種質資源;管理;信息系統(tǒng)

優(yōu)良種質資源是葡萄引種、育種工作的基礎。傳統(tǒng)葡萄優(yōu)良種質資源管理主要基于紙質文檔和零散的電子文檔，工作效率較低。隨著林業(yè)信息化的發(fā)展，研發(fā)建立種質信息資源管理系統(tǒng)是葡萄品種選育改良工作的重要方向。

葡萄種質資源管理信息系統(tǒng)主要目的是建立一個整合優(yōu)良葡萄種質資源信息，借助網(wǎng)絡技術，實現(xiàn)優(yōu)良葡萄種質資源的高效、快捷、可視化管理。系統(tǒng)應實現(xiàn)空間和種屬信息一體化管理，建立標準化數(shù)據(jù)存儲機制，統(tǒng)一管理種植資源信息，應用WebGIS技術實現(xiàn)多角度可視化管理。

1? ? ?種質資源管理信息系統(tǒng)硬件設計

葡萄優(yōu)良種質資源管理信息系統(tǒng)的運行需要較高的響應速度、安全性以及穩(wěn)定性，需要選用專用服務器;葡萄優(yōu)良種質資源信息數(shù)據(jù)較龐大，對系統(tǒng)存儲空間要求也較高。

1.1? ? PC客戶端設計

數(shù)據(jù)庫的服務器涉及大量的數(shù)據(jù)存儲和保存，對整個系統(tǒng)的安全性要求較高。采用聯(lián)想揚天T4900V計算機，搭載了英特爾第七代酷睿i7-7700HQ處理器、8GB DDR4內存、266G SSD +1TB機械硬盤，獨立顯卡NVIDIA GTX 1050Ti，顯存512MB，搭載frame work3.5組件[1]。

1.2? ?服務器設計

系統(tǒng)對運行環(huán)境安全性要求較高，采用了Dell poweredge2576 服務器，搭載了四核Xeon E5261處理器，2.44GHz主頻，12MB緩存，8G內存，硬盤空間5*200GB SAS硬盤。該服務器具有較高安全系數(shù)，自帶數(shù)據(jù)恢復功能。

1.3? ?網(wǎng)絡接入設備

系統(tǒng)不涉及大量的網(wǎng)絡信息，網(wǎng)絡接入設備采用雙電源網(wǎng)卡，可接入移動、聯(lián)通寬帶，配置了APC 4800VA在線式UPS電源設備，保障系統(tǒng)服務器和終端的穩(wěn)定運行。

2? ? ?葡萄優(yōu)良種質資源管理信息系統(tǒng)軟件設計

2.1? ?系統(tǒng)整體架構

結合葡萄優(yōu)良種質資源信息時空動態(tài)分布特點，系統(tǒng)采用了WebGIS技術中的B/S結構模式。B/S結構模式是在C/S結構模式上，結合了互聯(lián)網(wǎng)+技術的擴展形式。B/S結構模式有表示層、邏輯層、數(shù)據(jù)庫層3個架構。表示層是用戶瀏覽器，主要功能是數(shù)據(jù)的終端顯示，采用HTML頁面設計方法，借助RIA技術中的客戶端功能進行表示層搭建，實現(xiàn)種質信息的管理。邏輯層的主要功能是對系統(tǒng)信息和數(shù)據(jù)進行處理和邏輯梳理判斷。邏輯層采用Web服務器中的IIS作為服務器，將表示層和業(yè)務邏輯進行互聯(lián)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)交流和數(shù)據(jù)處理。數(shù)據(jù)庫層的主要功能是對系統(tǒng)數(shù)據(jù)進行保存和歸檔。用戶通過表示層的終端對系統(tǒng)發(fā)送指令，經(jīng)過邏輯層處理后，將指令發(fā)送給數(shù)據(jù)庫，數(shù)據(jù)庫根據(jù)用戶需求調取數(shù)據(jù)后再返回到瀏覽器中。數(shù)據(jù)庫層主要通過SQLServer 和 ArcSDE數(shù)據(jù)管理軟件完成數(shù)據(jù)交換和管理。

系統(tǒng)的表示層、邏輯層、數(shù)據(jù)庫層相對獨立，各個模塊可以進行不同組裝，因此，整個系統(tǒng)具有較好的擴展性。葡萄優(yōu)良種質資源管理信息系統(tǒng)需要添加可視化管理和虛擬現(xiàn)實交互功能，方便用戶直觀地管理和體驗系統(tǒng)。系統(tǒng)設計了系統(tǒng)管理功能、葡萄種質信息管理功能、統(tǒng)計分析功能、后臺管理功能[2]。

2.2? ?系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫設計

數(shù)據(jù)庫設計是整個葡萄優(yōu)良種質資源管理信息系統(tǒng)的重要部分。數(shù)據(jù)的存儲和調用是數(shù)據(jù)庫設計首要考慮因素[3]

建立數(shù)據(jù)庫時，首先需要建模種質信息，在概念模型的基礎上進行設計可以有效提高系統(tǒng)運行效率。數(shù)據(jù)庫邏輯設計以E-R圖為基礎，通過邏輯描述將其轉化成數(shù)據(jù)庫中的表格數(shù)據(jù)，為數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)提供快捷調用途徑，通過分析系統(tǒng)需要可以得到系統(tǒng)的邏輯結構，進而在具體數(shù)據(jù)庫中完成邏輯設計。

邏輯設計中最核心的部分是確定數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)表，在設計數(shù)據(jù)庫表時，應考慮現(xiàn)實實體之間的邏輯聯(lián)系和用戶需求。設計采用一庫多表的形式，在數(shù)據(jù)庫中包含了用戶信息表、種質資源表、科名表等，完整記錄了葡萄優(yōu)良種質資源管理信息系統(tǒng)的大部分信息[4]。

用戶表記錄了用戶的賬戶信息、注冊密碼、個人設置等，賬戶密碼加密投保存在數(shù)據(jù)表中，在用戶登錄系統(tǒng)時，數(shù)據(jù)庫根據(jù)已有的系統(tǒng)信息判斷用戶的權限。種質資源信息表主要存儲葡萄種質信息。

管理單位信息表記錄種質所在地單位的基本信息，包括管理單位面積、所在地、空間數(shù)據(jù)服務地址等?？臻g信息是由Arc GIS Server 技術實現(xiàn)的，用戶在聯(lián)網(wǎng)狀態(tài)下可以獲取存放在服務器上的空間數(shù)據(jù)信息。

空間數(shù)據(jù)庫包括了基礎空間信息、中間空間信息、高級空間信息?；A信息包含了GIS遙感數(shù)據(jù)，地形數(shù)據(jù)等。中間空間信息是在基礎空間信息基礎上對數(shù)據(jù)的二次處理后獲取的。高級空間信息是通過對基礎空間信息和中間空間信息的分析后匯總的圖表等信息。

數(shù)據(jù)管理。將葡萄種質資源的名稱、數(shù)量、編號等信息按照一定規(guī)則錄入數(shù)據(jù)庫表中，用戶可以在數(shù)據(jù)庫中檢索需要信息，檢索結果可以通過導出到電子表格中。在用戶界面設置了統(tǒng)計功能，用戶可以匯總和分析對比種質資源信息[5]。

3? ? ?種質資源管理信息系統(tǒng)功能操作說明

3.1? ?檢索功能

系統(tǒng)設置了快速檢索、標準檢索、種質清單列表3種形式顯示和查詢數(shù)據(jù)庫的種質情況?？焖贆z索是系統(tǒng)常用功能，根據(jù)查詢需求可以設計常用字段，一般為種質名稱、類型、產(chǎn)地、果肉香味等。標準檢索是將文段描述的相關信息完整的顯示出來。種質清單列表可以檢索到全部種質品種的信息，包括了全國統(tǒng)一編號、名稱、學名、原產(chǎn)國、產(chǎn)地、經(jīng)緯度、育成年份、調查年份等詳細信息。

3.2? ?統(tǒng)計功能

統(tǒng)計功能包括了平均數(shù)計算、一維統(tǒng)計分析、統(tǒng)計圖形繪制等。葡萄種質信息具有年份特點，特定一年的數(shù)據(jù)無法代表品種的全部特性，因此，需要計算平均數(shù)信息概括品種特征。在構建種質數(shù)據(jù)庫時，設計信息管理表用來存儲種質參數(shù)的平均數(shù)，根據(jù)不同年份時間不斷寫入新的平均值作為數(shù)據(jù)表計算的初始值。一維統(tǒng)計分析可以分類文字和數(shù)值信息，統(tǒng)計和分析符合查詢條件的種質品類，統(tǒng)計各類種質的類型、數(shù)量和占比。統(tǒng)計圖形繪制功能可以將統(tǒng)計結果通過圖表形式直觀的展示出來，便于數(shù)據(jù)間對比。一般采用柱狀圖和餅圖形式顯示。

3.3? ? 系統(tǒng)維護功能

由于系統(tǒng)運行過程中會發(fā)生故障和錯誤，需要定期維護系統(tǒng)，清除錯誤日志信息。系統(tǒng)維護內容一般分為系統(tǒng)應用程序、數(shù)據(jù)維護、代碼維護、硬件設備維護以及人員維護。系統(tǒng)維護可以保障種質資源管理信息系統(tǒng)的正常運行，最大可能發(fā)揮系統(tǒng)的功效，因此，需要有計劃地定期維護系統(tǒng)，保證系統(tǒng)各模塊始終處于最佳狀態(tài)。但在系統(tǒng)使用過程中，系統(tǒng)維護工作時常被忽略，應提高對系統(tǒng)維護的重視程度。

4? ? ?結語

葡萄優(yōu)良種質資源管理信息系統(tǒng)的建立改變了傳統(tǒng)紙質化、零散化的數(shù)據(jù)管理方式，通過技術手段實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的信息化管理，提高了信息管理的系統(tǒng)性，提高了數(shù)據(jù)的利用率，對未來葡萄品種改良選育工作提供了重要的基礎保障。

參考文獻

[1]潘靜嫻，宋韻瓊，張朝陽，等.園藝作物種質資源管理及數(shù)據(jù)庫建設研究綜述[J].上海師范大學學報，2017（5）

[2]白晨，王弋波，赫運濤，等.生物種質資源與實驗材料樣本建設存儲情況的國際比較研究[J].中國科技資源導刊，2017（1）

[3]潘艷芳.基于供應鏈一體化的鮮葡萄產(chǎn)業(yè)網(wǎng)絡平臺建設問題研究[J].商場現(xiàn)代化，2018（23）

（責任編輯? ?王蔓）