植物園信息管理系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)

吳瑜婷　曾松偉　謝瑋

摘要：在分析浙江農(nóng)林大學植物園研究現(xiàn)狀的基礎上，通過植物園的植物綜合管理應用的需求分析，設計并實現(xiàn)了浙江農(nóng)林大學植物園信息管理系統(tǒng)，對系統(tǒng)的業(yè)務流程和功能設計等進行了分析，研究并解決了在系統(tǒng)設計與開發(fā)中的園區(qū)概況和綜合查詢等關鍵技術問題，并以Microsoft Visual Studio 2015為開發(fā)工具，Microsoft SQL Server 2014為數(shù)據(jù)存儲平臺，實現(xiàn)了系統(tǒng)的園區(qū)概況、綠地養(yǎng)護、綜合查詢、古樹名木、專家系統(tǒng)以及管理員對系統(tǒng)的管理等功能。能夠有效解決信息不完整、查詢繁瑣和人力成本過高等問題，符合智慧園林管理系統(tǒng)的發(fā)展要求。

關鍵詞：植物園；古樹名木；綠地養(yǎng)護；VS；SQL；C#

中圖分類號：TU985 文獻標識碼：A 文章編號：0439-8114（2018）09-0104-04

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2018.09.025

Design and Implementation of Botanical Garden Information Management System

WU Yu-ting，ZENG Song-wei，XIE Wei

（School of Information Engineering，Zhejiang A & F University，Linan 311300，Zhejiang，China）

Abstract： Based on the analysis of the status quo of botanical garden research in Zhejiang Agriculture and Forestry University，the botanical garden information management system of Zhejiang Agriculture and Forestry University was designed and realized through the analysis of the application of botanical garden management. The research analyzed the operation flow，functional design，studied and solved some key technical problems such as the general situation of the park and the comprehensive query in the system design and development，and used Microsoft Visual Studio 2015 as the development tool and SQL Server 2014 for the data storage platform to achieve some application system functions such as park profile，green space conservation，comprehensive query，ancient and famous trees，expert systems and administrator management of the system. The system can effectively solve some problems about the incomplete information，cumbersome query，high labor costs and so on. The system conforms to the development requirements of the intelligent garden management system.

Key words： botanical garden；ancient and famous trees；the green space maintenance；VS；SQL；C#

隨著計算機技術、互聯(lián)網(wǎng)技術和地理信息系統(tǒng)技術的快速發(fā)展，智慧園林建設日漸興起，智慧園林管理系統(tǒng)逐步成為當前的研究熱點之一。國內(nèi)外對智慧園林管理系統(tǒng)都做了大量研究。20世紀50年代，美國首先將計算機技術引入到林業(yè)應用。20世紀90年代后，許多國家和地區(qū)已經(jīng)成功將“3S”、計算機、數(shù)據(jù)庫等技術融合在一起，并將其運用在環(huán)境信息系統(tǒng)中[1，2]。

國內(nèi)城市綠地數(shù)字化管理系統(tǒng)應用起步相對較晚，進入21世紀以來，不少業(yè)內(nèi)人士開始致力于將3S技術應用于綠地園林規(guī)劃和管理，著眼于應用型GIS系統(tǒng)的研究與實現(xiàn)[3]，如一些城市綠化管理系統(tǒng)和設計等[4-9]。由于國內(nèi)目前絕大多數(shù)園林仍沿用傳統(tǒng)的粗放型園林管理模式[10，11]，大部分園林工作者對計算機這類新技術的應用還是更傾向于制圖[12-14]或是數(shù)據(jù)庫的建立[15，16]，無法支撐當前植物園綜合管理應用的需求，需要開發(fā)植物園信息管理系統(tǒng)。本研究基于Microsoft Visual Studio 2015和C#語言進行開發(fā)，采用Microsoft SQL Server 2014數(shù)據(jù)庫，設計實現(xiàn)了浙江農(nóng)林大學植物園信息管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以實現(xiàn)園區(qū)概況、綠地養(yǎng)護、綜合查詢、古樹名木、專家系統(tǒng)以及管理員對系統(tǒng)的管理等功能。旨在設計、實現(xiàn)專業(yè)的植物園信息管理系統(tǒng)，滿足智慧園林管理系統(tǒng)的發(fā)展需求。

1 業(yè)務流程與系統(tǒng)設計

根據(jù)浙江農(nóng)林大學植物園綜合管理應用的需求，通過業(yè)務流程分析和系統(tǒng)設計，不僅全面地描述了該系統(tǒng)的邏輯模型，還闡述了該系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫設計以及功能設計，包括數(shù)據(jù)庫設計的原理和屬性數(shù)據(jù)表的規(guī)定等。

1.1 業(yè)務流程分析

通過數(shù)據(jù)流程，可以在邏輯上精確地描述該系統(tǒng)的功能，如園區(qū)概況、綠地養(yǎng)護、綜合查詢、專家系統(tǒng)等功能，用戶的輸入、輸出以及數(shù)據(jù)存儲等。以下從系統(tǒng)頂層數(shù)據(jù)流程和綠地養(yǎng)護數(shù)據(jù)流程兩個方面進行數(shù)據(jù)流程分析。

1.1.1 頂層數(shù)據(jù)流程 頂層數(shù)據(jù)流程是對整個系統(tǒng)總體的描述，決定了系統(tǒng)的范圍，而在其中的每一個模塊中的數(shù)據(jù)流走向都是與眾不同的，它反映了系統(tǒng)與環(huán)境的關系。植物園信息管理系統(tǒng)的頂層數(shù)據(jù)流程如圖1所示。用戶通過登錄植物園信息管理系統(tǒng)來進行相應的數(shù)據(jù)查詢和綠地認養(yǎng)等操作。管理員登錄成功后，就能對系統(tǒng)數(shù)據(jù)以及用戶使用系統(tǒng)所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)進行處理。

1.1.2 綠地養(yǎng)護數(shù)據(jù)流程 由于浙江農(nóng)林大學植物園信息管理系統(tǒng)有園區(qū)概況、綠地養(yǎng)護、綜合查詢、古樹名木等眾多功能，本研究以綠地養(yǎng)護為例，分析該模塊的數(shù)據(jù)流程。該功能模塊的目的在于解決傳統(tǒng)人工養(yǎng)護的方式造成的人力成本過高，資源無法合理利用，植物養(yǎng)護不科學等問題。同時，不僅能加強學生們保護環(huán)境的意識，還能在一定程度上激發(fā)他們投身于學校綠化事業(yè)的熱情，穩(wěn)固提升學校綠化建設成果，從而能更好地發(fā)展和建設學校的園林綠化。圖2描述了實現(xiàn)綠地養(yǎng)護這一功能的數(shù)據(jù)流程。通過用戶申請綠地養(yǎng)護，管理員審核養(yǎng)護申請信息來實現(xiàn)這一功能。

1.2 系統(tǒng)功能設計

浙江農(nóng)林大學植物園信息管理系統(tǒng)是一款針對學校植物園的綜合管理應用需求，能夠?qū)W校植物資源信息進行統(tǒng)計整理等操作的一套完整的管理檢索系統(tǒng)，系統(tǒng)設計的目的在于解決信息不完整、查詢繁瑣等問題。通過綠地認養(yǎng)，學生可以申請綠地認養(yǎng)，管理員審核認養(yǎng)信息，旨在解決由傳統(tǒng)人工養(yǎng)護方式造成的人力成本過高、資源無法合理利用、植物養(yǎng)護不科學等問題。該系統(tǒng)主要實現(xiàn)對學校植物資源的相關信息進行管理，在具體分析植物綜合管理應用需求的基礎上，本系統(tǒng)主要有以下幾項功能模塊：園區(qū)概況、綠地養(yǎng)護、綜合查詢、古樹名木、專家意見、科普教育以及管理員對系統(tǒng)的管理功能。其中，管理員對系統(tǒng)的管理功能包括認養(yǎng)信息審核、植物信息編輯、古樹名木信息編輯、用戶管理以及科普信息編輯5個部分。系統(tǒng)總體功能模塊如圖3所示。

1.3 數(shù)據(jù)庫設計

在數(shù)據(jù)庫設計中，通過對數(shù)據(jù)字典的詳細分析，包括其中的數(shù)據(jù)結構和數(shù)據(jù)流等，并以數(shù)據(jù)流程圖為參照抽取相應的數(shù)據(jù)，來確定各個實體和它們的屬性以及各個實體之間的相互關系，從而得到系統(tǒng)的關系模式。本研究采用E-R圖（實體-聯(lián)系圖）對數(shù)據(jù)結構進行分析，E-R圖由3個部分組成：實體、屬性和聯(lián)系。

根據(jù)分析得到該系統(tǒng)的E-R圖，如圖4所示，詳細地描述了各個實體以及它們之間的相互關系。根據(jù)E-R圖來創(chuàng)建相對應的屬性數(shù)據(jù)表，每張屬性數(shù)據(jù)表都對其字段名、數(shù)據(jù)類型、數(shù)據(jù)長度以及該字段是否允許為空做了相應的規(guī)定。該系統(tǒng)一共有10張屬性數(shù)據(jù)表，分別是用戶表、管理員表、植物表、古樹名木表、認養(yǎng)表、園區(qū)表、新聞信息表、新聞類別表、留言表、留言回答表。這些數(shù)據(jù)表為植物園系統(tǒng)的相應功能提供了基礎數(shù)據(jù)。

2 關鍵技術

2.1 園區(qū)概況

園區(qū)概況是對各個園區(qū)分別進行詳細介紹，包括園區(qū)面積、代表性植物以及園區(qū)所在的位置。為了便于直觀地顯示，將園區(qū)所在位置與高德地圖相結合，以地圖的形式呈現(xiàn)。其具體實現(xiàn)操作如下：①在高德地圖云圖數(shù)據(jù)管理后臺建立存儲表格，得到相應的tableid值。②調(diào)用AMap.CloudDataLayer插件來顯示云圖層，而該插件的調(diào)用有一個前提條件，需要通過調(diào)用AMap.plugin來對其加載，接著就能通過回調(diào)函數(shù)來顯示云圖。AMap.CloudDataLayer插件的構造函數(shù)有兩個參數(shù)，一個是數(shù)據(jù)表id，它就是在前一步所獲得的tableid值。另一個就是展現(xiàn)云圖的設置項，用來設置圖層覆蓋物能否點擊或者是設置云圖數(shù)據(jù)的過慮條件等。③將Click事件與云圖層進行綁定以響應云圖點的點擊事件。

2.2 綜合查詢

綜合查詢模塊是該系統(tǒng)中一個重要的組成部分。用戶通過該模塊，可以掌握植物園中任一植物的生長習性，包括收集的區(qū)域植物、特色植物以及學校學科重點研究的植物，如銀縷梅、天目鐵木、普陀鵝耳櫪、南方紅豆杉、天目木姜子等[17]，了解這些植物常見病蟲害的處理方式，可以更好地養(yǎng)護它們。

該系統(tǒng)可以實現(xiàn)對不同的搜索條件進行搜索處理。①直接輸入植物信息搜索。用戶可以直接在輸入框輸入植物的相關信息進行搜索，都能得到相應的結果。為了擴大搜索范圍，在此處設置了模糊搜索。②科屬信息或園區(qū)信息搜索。通過使用DataList控件將數(shù)據(jù)庫中的科屬和園區(qū)信息陳列出來，用戶就能選擇已經(jīng)呈現(xiàn)的科屬或者是園區(qū)信息進行查詢。

3 系統(tǒng)實現(xiàn)

本研究綜合考慮浙江農(nóng)林大學植物園的植物綜合管理應用的實際需求，基于Microsoft Visual Studio 2015，以C#為開發(fā)語言，采用Microsoft SQL Server 2014數(shù)據(jù)庫對系統(tǒng)進行開發(fā)。主要通過系統(tǒng)設計和對關鍵技術問題的解決，設計并開發(fā)了該系統(tǒng)，實現(xiàn)了系統(tǒng)的園區(qū)概況、綠地養(yǎng)護、綜合查詢、古樹名木、專家系統(tǒng)以及管理員對系統(tǒng)的管理等功能。

該系統(tǒng)一方面可以為用戶提供便捷的植物信息查詢服務，包括植物屬性和它所在的園區(qū)查詢。同時還為用戶提供了專家服務，用戶可以向?qū)＜易稍円呻y問題并與專家進行有效地溝通；另一方面還為用戶提供了綠地認養(yǎng)功能，用戶可以申請綠地認養(yǎng)，管理員審核認養(yǎng)信息，降低了人工成本，提高了資源利用率。

圖5是浙江農(nóng)林大學植物園信息管理系統(tǒng)的主頁，在主頁導航欄有系統(tǒng)的主要6大功能：園區(qū)概況、綠地養(yǎng)護、綜合查詢、古樹名木、專家系統(tǒng)和科普教育。在該主頁，通過登錄操作，就可以進行相應的植物信息查詢以及綠地認養(yǎng)等工作。圖6是綠地養(yǎng)護圖，在該頁面可以申請認養(yǎng)，也可以查看養(yǎng)護信息。

圖7是綜合查詢界面，在該界面用戶可以輸入植物屬性信息進行搜索，也可以點擊已經(jīng)陳列的園區(qū)和科屬信息進行搜索。圖8是專家意見界面，用戶通過“提問”進入提問界面，然后輸入問題標題和問題的詳細描述。專家可以對用戶提出的問題進行回答。用戶和專家還可以查看其他用戶的提問和回答，也可以搜索問題。

4 小結

植物信息數(shù)據(jù)是植物綜合管理中最重要的基礎數(shù)據(jù)之一，其數(shù)據(jù)完整性、查詢的便捷性和準確性等會直接影響到植物園管理的相關業(yè)務，造成一些問題。由于學校沒有一套完整的植物資源信息管理檢索系統(tǒng)，查詢起來繁瑣，工人養(yǎng)護缺乏專業(yè)指導，養(yǎng)護成本高。本研究在具體分析這些需求內(nèi)容的基礎上，通過對園區(qū)概況和綜合查詢等關鍵技術問題的解決，設計并實現(xiàn)了浙江農(nóng)林大學植物園信息管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要實現(xiàn)了以下幾個功能：園區(qū)概況、綠地養(yǎng)護、綜合查詢、古樹名木、專家系統(tǒng)、科普教育以及管理員對系統(tǒng)的管理功能，能夠有效解決原有的檢索系統(tǒng)不完整所造成的信息不完整，查詢繁瑣等問題以及由傳統(tǒng)人工養(yǎng)護的方式造成人力成本過高、資源無法合理利用、植物養(yǎng)護不科學等問題，符合智慧園林管理系統(tǒng)的發(fā)展要求。

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